CN114272650A - 一种重金属尾矿干排系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属尾矿干排系统，包括罐体，在转轴的延伸上设有耙臂，在罐体底部设有外排管，在操作台底部设有套筒，套筒套设在转轴上段，在操作台上设有注液管，在转轴外壁上设有锥台，在锥台的母线在其外壁上设有多个滑槽；沿罐体的周向在其内圆周壁上设置有多个隔板，锥台的下端面所处的水平高度大于隔板下端面所处的水平高度。本发明在正常使用或是停机检修后重启时，均能确保在罐体内矿浆的沉淀能正常进行，通过对罐体底部且位于耙臂上方的沉泥层的上浮运动进行限制，降低已絮凝的大颗粒的上浮位移量，以减小在停机检修后重启电机时矿浆重新回复至分层状态的工时。

Description

一种重金属尾矿干排系统

技术领域

本发明涉及尾矿处理技术领域，具体提供一种重金属尾矿干排系统。

背景技术

尾矿干排是经由选矿工艺把矿石中的有价物质提取之后的废渣(既尾矿)通过浓缩脱水工艺，制备成含水率(质量百分比)10％±2的物料后输送至尾矿库和排土场堆存或再循环它用的一种工艺方式。其主要工艺方式为：浓缩设备+脱水设备+输送设备；工艺设备的选择和输送方式通过尾矿浆料的物料性质、比重、粒度分布、处理量等等指标参数以及现场地理环境条件确定。其主要意义在于缓解尾矿库库容压力，减少尾矿库安全隐患，增加尾矿再利用手段，获得绿色环保型矿山体系。

在对尾矿进行浓缩时，浓密机的给矿与絮凝剂混合之后，在浓密机中部向其四周扩散，然后进入预先形成的沉泥层，与矿浆同时进入的絮凝剂一起形成泥层，并沉淀至浓密机的底层，而液体透过沉淀层上升，沉淀层起到过滤作用，使得细颗粒无法上升，矿浆在沉泥层中产生运动，使颗粒与絮凝剂接触，继续产生絮凝，耙臂将浓密的矿浆推向浓密机底部，然后被外排出；现有的浓密机在处理矿浆时，容易在浓密机内部出现分离界面不清，容易跑浑的现象，进而造成矿浆的浓缩效果不理想。

发明内容

本发明目的在于提供一种重金属尾矿干排系统，以解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种重金属尾矿干排系统，包括底部呈锥形的罐体，在罐体上方架设有操作台，电机倒置在所述操作台上表面中部，电机的输出端活连接有转轴，转轴动贯穿操作台后向罐体底部延伸，且在转轴的延伸上设有耙臂，在罐体底部设有外排管，在所述操作台底部设有套筒，套筒套设在转轴上段，旋流器的出液端通过注浆管与套筒内部上段连通，在操作台上还设有与套筒内部上段连通的注液管，在所述转轴外壁上设有锥台，且锥台正对套筒的下端面，锥台的外径由上至下递减，在锥台的母线在其外壁上设有多个滑槽；沿罐体的周向在其内圆周壁上等距间隔设置有多个隔板，每个隔板均与套筒的轴线平行，且锥台的下端面所处的水平高度大于隔板下端面所处的水平高度。现有的浓密机在对尾矿矿浆进行浓缩工序时，浓缩机的中层以及底部容易跑浑，原因主要有：1、浓密机底流泵堵塞，底流无法正常输送；2、浓密机给料浓度过高，沉降效果不佳；3、絮凝剂添加系统出现故障，无法正常进行絮凝剂添加；4、停电或停机后开机时下耙过快将底部泥层搅起造成细颗粒上浮，料液泛浑；其中重新启动电机时耙臂转动速度过快而导致料液跑浑是最为常见的现象，特别是大直径的浓密机，因为电机的负荷过大，时常需要进行停机检修，对此，申请人设计出一种尾矿干排系统，针对于重金属尾矿矿浆的浓缩工序，在正常使用或是停机检修后重启时，均能确保在罐体内矿浆的沉淀能正常进行，通过对罐体底部且位于耙臂上方的沉泥层的上浮运动进行限制，降低已絮凝的大颗粒的上浮位移量，以减小在停机检修后重启电机时矿浆重新回复至分层状态的工时。

具体操作时，经过旋流器脱水处理后且浓度在25％左右的矿浆通过注浆管进入至套筒内，同时向注浆管中注入絮凝剂，絮凝剂在套管上部进行混合后沿套筒轴线继续下移，然后直接与锥台的表面接触，电机启动时，转轴带动锥台进行圆周运动，旋转的锥台能带动部分已絮凝的矿浆朝罐体的四周移动，而并非竖直朝罐体底部中线的区域进行冲刷，且由于矿浆直接冲击锥台表面后会大幅度降低自身的运动速度，同时经锥台的转动而发生改向，最后落入罐体底部时所具备的动量急剧变小，并且设置在罐体内圆周壁上的多个竖向的隔板将罐体内壁附近的区域分割成多个小区域，使得在当矿浆的液位漫过锥台后，因锥台转动而带动新进矿浆所产生的涡流无法在诸多小区域内继续延伸，继而维持罐体壁附近形成的分层状态，保证罐体底部沉泥层只能在耙臂的搅动下做小幅度的运动，即无法对已经形成的沉泥层造成破坏性的冲击；同理，在多个隔板对罐体上层液体持续稳定其状态的前提下，已絮凝的大颗粒向下沉降，液体则穿过沉泥层上升，沉泥层具备过滤作用，使得细粒无法随液体上升，而耙臂同步开始对罐体底部的沉泥层进行搅动，以增大矿浆中剩余部分的细粒与絮凝剂混合形成大颗粒，最后经外排管排出的矿浆浓度能够达到50％～60％。需要进一步地指出的是，锥台的下端面所处的水平高度大于隔板下端面所处的水平高度，确保多个隔板所形成的小区域能继续维持罐体内矿浆的分层的状态，避免新进的矿浆对罐体内积聚的矿浆状态造成冲击，保证低浓度尾矿矿浆的浓缩工序高效进行。

所述滑槽的纵向截面呈圆弧形。作为优选，当锥台表面光滑时，锥台转动进而带动新进矿浆进行运动的幅度偏小，无法将新进矿浆均匀注入至罐体内，对此，本技术方案在锥台的外壁沿其母线设置多个滑槽，使得新进矿浆与锥台接触后在罐体中部形成两个或是多个锥型的水幕，降低新进矿浆对罐体中部液面的冲击，而滑槽的纵向截面呈圆弧形，能在一定程度上对矿浆的移动进行改向，避免罐体内的液面在短时间内出现局部注入量过多，进而达到增加絮凝剂与细粒的混合均匀度的目的。

所述锥台的底面直径为D，套筒的内径为d，且满足D≥2.5d。进一步地，锥台底面的直径为套筒直径的2.5倍以上，能确保新进的矿浆在与锥台外壁完全接触且同时能受到锥台转动的影响，以方便新进矿浆与罐体内的矿浆均匀混合。

在每一个所述隔板上均开有多个导流孔，且导流孔的轴线与所述套筒的轴线垂直。进一步地，在耙臂对罐体底部的沉泥层进行搅动时，会附带沉泥层之上的矿浆产生一定程度上的涡流，即使在多个隔板的缓冲平稳作用下，相邻的两个隔板之间的区域内仍然后产生一定波动，对此，本技术方案在每个隔板上均开有多个导流孔，使得相邻的两个缓冲区域局部连通，且由于不同缓冲区域内矿浆的移动各不相同，通过两个缓冲区域的局部连通，可以使得不同流向的矿浆在一个缓冲区域内进行能量抵消，进而达到快速平缓矿浆的目的。

所述导流孔包括通孔、两个与通孔两端连通的扩张孔，且扩张孔的内径由通孔中部朝隔板侧壁的方向递增。进一步地，导流孔包括通孔以及通孔两端的扩张孔，两个扩张孔在相邻的两个缓冲区域内起到与隔板相同的作用，而通孔能将相邻的两个缓冲区域连通，两个扩张孔与通孔相互配合，使得相邻的两个缓冲区域在本区域内对移动的矿浆进行平复的同时，还能对另一个缓冲区域内移动的矿浆造成迟缓，继而增大隔板对沉泥层上方矿浆的缓冲效果。

在所述隔板正对套筒的一侧壁上设有凸起，凸起上铰接设置有呈弧形的调节板，在调节板背对套筒的一侧壁上设有两个限位条，两个限位条之间的间距大于所述凸起的宽度。进一步地，调节板能对因耙臂搅动而产生不定向移动的矿浆进行引导，且调节板的弯曲方向与转轴的转动方向相反，使得不定向移动的矿浆快速进入至两个隔板所形成的缓冲区域内，并且在调节板正对隔板的侧壁上设置两个限位条，凸起则位于两个限位条的中部，使得调节板的摆动幅度可控，避免对缓冲区域外的矿浆的移动造成干扰，方便已经产生不定向位移的矿浆的运动状态顺利被缓冲区域所平复。

沿所述套筒的轴向在其内圆周壁上由上至下依次间隔设置有多个环形板，且环形板的内径大于转轴的直径，所述注浆管与注液管均位于环形板的上方。进一步地，新进的矿浆给入套筒后，在多个环形板的作用下形成环流，且在移动至套筒底部后与锥台外壁接触，也使矿浆和絮凝剂得到充分混合，强迫矿浆沿水平方向向四周扩散，避免冲击沉泥层。

在所述转轴下段外壁上设有外螺纹，内螺纹筒与外螺纹配合，且在内螺纹筒的外圆周壁上对称设置有两个钢链，两个钢链分别与耙臂连接。作为优选，在转轴下段外壁上设有螺纹配合的内螺纹筒，内螺纹筒通过钢链与耙臂连接，在增加耙臂转动稳定性的同时，还可将耙臂与转轴之间的连接关系设置成铰接，进而只需通过转动调节内螺纹筒的水平高度来实现耙臂的调整，以匹配不同尺寸的罐体。

在所述罐体的外圆周壁上段设有与罐体内部连通的溢流管。作为优选，在罐体外圆周壁上段设置溢流管，能够将位于罐体内部最上端的超低浓度的浆液能快速排出。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明在正常使用或是停机检修后重启时，均能确保在罐体内矿浆的沉淀能正常进行，通过对罐体底部且位于耙臂上方的沉泥层的上浮运动进行限制，降低已絮凝的大颗粒的上浮位移量，以减小在停机检修后重启电机时矿浆重新回复至分层状态的工时；

2、本发明在多个隔板对罐体上层液体持续稳定其状态的前提下，已絮凝的大颗粒向下沉降，液体则穿过沉泥层上升，沉泥层具备过滤作用，使得细粒无法随液体上升，而耙臂同步开始对罐体底部的沉泥层进行搅动，以增大矿浆中剩余部分的细粒与絮凝剂混合形成大颗粒，最后经外排管排出的矿浆浓度能够达到50％～60％。；

3、本发明中锥台的下端面所处的水平高度大于隔板下端面所处的水平高度，确保多个隔板所形成的小区域能继续维持罐体内矿浆的分层的状态，避免新进的矿浆对罐体内积聚的矿浆状态造成冲击，保证低浓度尾矿矿浆的浓缩工序高效进行；

4、本发明当锥台表面光滑时，锥台转动进而带动新进矿浆进行运动的幅度偏小，无法将新进矿浆均匀注入至罐体内，对此，本技术方案在锥台的外壁沿其母线设置多个滑槽，使得新进矿浆与锥台接触后在罐体中部形成两个或是多个锥型的水幕，降低新进矿浆对罐体中部液面的冲击，而滑槽的纵向截面呈圆弧形，能在一定程度上对矿浆的移动进行改向，避免罐体内的液面在短时间内出现局部注入量过多，进而达到增加絮凝剂与细粒的混合均匀度的目的；

5、本发明中新进的矿浆给入套筒后，在多个环形板的作用下形成环流，且在移动至套筒底部后与锥台外壁接触，也使矿浆和絮凝剂得到充分混合，强迫矿浆沿水平方向向四周扩散，避免冲击沉泥层。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为隔板的结构示意图；

图3为导流孔的剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-操作台，2-电机，3-注液管，4-套筒，5-环形板，6-注浆管，7-护栏，8-罐体，9-旋流器，10-导流孔，101-扩张孔，102-通孔，11-隔板，12-耙臂，13-锥台，14-内螺纹筒，15-外排管，16-调节板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至3所示，本实施例包括底部呈锥形的罐体8，在罐体8上方架设有操作台1，电机2倒置在所述操作台1上表面中部，电机2的输出端活连接有转轴，转轴动贯穿操作台1后向罐体8底部延伸，且在转轴的延伸上设有耙臂12，在罐体8底部设有外排管15，在所述操作台1底部设有套筒4，套筒4套设在转轴上段，旋流器9的出液端通过注浆管6与套筒4内部上段连通，在操作台1上还设有与套筒4内部上段连通的注液管3，在所述转轴外壁上设有锥台13，且锥台13正对套筒4的下端面，锥台13的外径由上至下递减，在锥台13的母线在其外壁上设有多个滑槽；沿罐体8的周向在其内圆周壁上等距间隔设置有多个隔板11，每个隔板11均与套筒4的轴线平行，且锥台13的下端面所处的水平高度大于隔板11下端面所处的水平高度。

具体操作时，经过旋流器9脱水处理后且浓度在25％左右的矿浆通过注浆管6进入至套筒4内，同时向注浆管6中注入絮凝剂，絮凝剂在套管上部进行混合后沿套筒4轴线继续下移，然后直接与锥台13的表面接触，电机2启动时，转轴带动锥台13进行圆周运动，旋转的锥台13能带动部分已絮凝的矿浆朝罐体8的四周移动，而并非竖直朝罐体8底部中线的区域进行冲刷，且由于矿浆直接冲击锥台13表面后会大幅度降低自身的运动速度，同时经锥台13的转动而发生改向，最后落入罐体8底部时所具备的动量急剧变小，并且设置在罐体8内圆周壁上的多个竖向的隔板11将罐体8内壁附近的区域分割成多个小区域，使得在当矿浆的液位漫过锥台13后，因锥台13转动而带动新进矿浆所产生的涡流无法在诸多小区域内继续延伸，继而维持罐体8壁附近形成的分层状态，保证罐体8底部沉泥层只能在耙臂12的搅动下做小幅度的运动，即无法对已经形成的沉泥层造成破坏性的冲击；同理，在多个隔板11对罐体8上层液体持续稳定其状态的前提下，已絮凝的大颗粒向下沉降，液体则穿过沉泥层上升，沉泥层具备过滤作用，使得细粒无法随液体上升，而耙臂12同步开始对罐体8底部的沉泥层进行搅动，以增大矿浆中剩余部分的细粒与絮凝剂混合形成大颗粒，最后经外排管15排出的矿浆浓度能够达到50％～60％。需要进一步地指出的是，锥台13的下端面所处的水平高度大于隔板11下端面所处的水平高度，确保多个隔板11所形成的小区域能继续维持罐体8内矿浆的分层的状态，避免新进的矿浆对罐体8内积聚的矿浆状态造成冲击，保证低浓度尾矿矿浆的浓缩工序高效进行。

本实施例中锥台13底面的直径为套筒4直径的2.5倍以上，能确保新进的矿浆在与锥台13外壁完全接触且同时能受到锥台13转动的影响，以方便新进矿浆与罐体8内的矿浆均匀混合。

作为优选，当锥台13表面光滑时，锥台13转动进而带动新进矿浆进行运动的幅度偏小，无法将新进矿浆均匀注入至罐体8内，对此，本技术方案在锥台13的外壁沿其母线设置多个滑槽，使得新进矿浆与锥台13接触后在罐体8中部形成两个或是多个锥型的水幕，降低新进矿浆对罐体8中部液面的冲击，而滑槽的纵向截面呈圆弧形，能在一定程度上对矿浆的移动进行改向，避免罐体8内的液面在短时间内出现局部注入量过多，进而达到增加絮凝剂与细粒的混合均匀度的目的。

实施例2

如图1至3所示，本实施例本实施例在实施例1的基础之上，在每一个所述隔板11上均开有多个导流孔10，且导流孔10的轴线与所述套筒4的轴线垂直。其中所述导流孔10包括通孔102、两个与通孔102两端连通的扩张孔101，且扩张孔101的内径由通孔102中部朝隔板11侧壁的方向递增。

在耙臂12对罐体8底部的沉泥层进行搅动时，会附带沉泥层之上的矿浆产生一定程度上的涡流，即使在多个隔板11的缓冲平稳作用下，相邻的两个隔板11之间的区域内仍然后产生一定波动，对此，本技术方案在每个隔板11上均开有多个导流孔10，使得相邻的两个缓冲区域局部连通，且由于不同缓冲区域内矿浆的移动各不相同，通过两个缓冲区域的局部连通，可以使得不同流向的矿浆在一个缓冲区域内进行能量抵消，进而达到快速平缓矿浆的目的。

导流孔10包括通孔102以及通孔102两端的扩张孔101，两个扩张孔101在相邻的两个缓冲区域内起到与隔板11相同的作用，而通孔102能将相邻的两个缓冲区域连通，两个扩张孔101与通孔102相互配合，使得相邻的两个缓冲区域在本区域内对移动的矿浆进行平复的同时，还能对另一个缓冲区域内移动的矿浆造成迟缓，继而增大隔板11对沉泥层上方矿浆的缓冲效果。

本实施例为进一步提高多个隔板11所形成的缓冲区域的缓冲效果，在所述隔板11正对套筒4的一侧壁上设有凸起，凸起上铰接设置有呈弧形的调节板16，在调节板16背对套筒4的一侧壁上设有两个限位条，两个限位条之间的间距大于所述凸起的宽度。调节板16能对因耙臂12搅动而产生不定向移动的矿浆进行引导，且调节板16的弯曲方向与转轴的转动方向相反，使得不定向移动的矿浆快速进入至两个隔板11所形成的缓冲区域内，并且在调节板16正对隔板11的侧壁上设置两个限位条，凸起则位于两个限位条的中部，使得调节板16的摆动幅度可控，避免对缓冲区域外的矿浆的移动造成干扰，方便已经产生不定向位移的矿浆的运动状态顺利被缓冲区域所平复。

实施例3

如图1至3所示，本实施例在实施例1的基础之上，本实施例沿所述套筒4的轴向在其内圆周壁上由上至下依次间隔设置有多个环形板5，且环形板5的内径大于转轴的直径，所述注浆管6与注液管3均位于环形板5的上方。新进的矿浆给入套筒4后，在多个环形板5的作用下形成环流，且在移动至套筒4底部后与锥台13外壁接触，也使矿浆和絮凝剂得到充分混合，强迫矿浆沿水平方向向四周扩散，避免冲击沉泥层。

作为优选，在转轴下段外壁上设有螺纹配合的内螺纹筒14，内螺纹筒14通过钢链与耙臂12连接，在增加耙臂12转动稳定性的同时，还可将耙臂12与转轴之间的连接关系设置成铰接，进而只需通过转动调节内螺纹筒14的水平高度来实现耙臂12的调整，以匹配不同尺寸的罐体8。

作为优选，在罐体8外圆周壁上段设置溢流管，能够将位于罐体8内部最上端的超低浓度的浆液能快速排出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种重金属尾矿干排系统，包括底部呈锥形的罐体(8)，在罐体(8)上方架设有操作台(1)，电机(2)倒置在所述操作台(1)上表面中部，电机(2)的输出端连接有转轴，转轴活动贯穿操作台(1)后向罐体(8)底部延伸，且在转轴的延伸上设有耙臂(12)，在罐体(8)底部设有外排管(15)，其特征在于：在所述操作台(1)底部设有套筒(4)，套筒(4)套设在转轴上段，旋流器(9)的出液端通过注浆管(6)与套筒(4)内部上段连通，在操作台(1)上还设有与套筒(4)内部上段连通的注液管(3)，在所述转轴外壁上设有锥台(13)，且锥台(13)正对套筒(4)的下端面，锥台(13)的外径由上至下递减，在锥台(13)的母线在其外壁上设有多个滑槽；

沿罐体(8)的周向在其内圆周壁上等距间隔设置有多个隔板(11)，每个隔板(11)均与套筒(4)的轴线平行，且锥台(13)的下端面所处的水平高度大于隔板(11)下端面所处的水平高度。

2.根据权利要求1所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：所述滑槽的纵向截面呈圆弧形。

3.根据权利要求1所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：所述锥台(13)的底面直径为D，套筒(4)的内径为d，且满足D≥2.5d。

4.根据权利要求1所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：在每一个所述隔板(11)上均开有多个导流孔(10)，且导流孔(10)的轴线与所述套筒(4)的轴线垂直。

5.根据权利要求4所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：所述导流孔(10)包括通孔(102)、两个与通孔(102)两端连通的扩张孔(101)，且扩张孔(101)的内径由通孔(102)中部朝隔板(11)侧壁的方向递增。

6.根据权利要求1所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：在所述隔板(11)正对套筒(4)的一侧壁上设有凸起，凸起上铰接设置有呈弧形的调节板(16)，在调节板(16)背对套筒(4)的一侧壁上设有两个限位条，两个限位条之间的间距大于所述凸起的宽度。

7.根据权利要求1所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：沿所述套筒(4)的轴向在其内圆周壁上由上至下依次间隔设置有多个环形板(5)，且环形板(5)的内径大于转轴的直径，所述注浆管(6)与注液管(3)均位于环形板(5)的上方。

8.根据权利要求1所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：在所述转轴下段外壁上设有外螺纹，内螺纹筒(14)与外螺纹配合，且在内螺纹筒(14)的外圆周壁上对称设置有两个钢链，两个钢链分别与耙臂(12)连接。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种重金属尾矿干排系统，其特征在于：在所述罐体(8)的外圆周壁上段设有与罐体(8)内部连通的溢流管。

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