CN216472810U - 一种脱水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱水设备，包括真空箱、阴极和阳极、用于驱使阴极运动的驱动系统、支撑装置、阴极导电轮和用于将物料铺设到阴极上的布料槽；所述阳极位于真空箱的上方；所述阴极为带状的导电丝网结构；所述阴极具有穿过真空箱和阳极之间的空隙的区段；所述阴极可活动地支撑于支撑装置上；所述阴极导电轮与阴极抵接。本实用新型实现了真空场与电场的融合，提高了真空条件下脱水效率，实现了物料的深度脱水；利用阳极板前端进行弧度设计和倾斜自动调节，电场的过滤机，保证了脱水作业的连续性与效率；在极板间设置电阻缓冲器，避免频繁断电或非带料运转对极板的腐蚀或消耗，延长极板寿命。

Description

一种脱水设备

技术领域

本实用新型属于矿业技术领域，具体涉及一种铝土矿尾矿微细矿泥脱水的装置。

背景技术

随着矿产资源的不断开发，产出的精矿产品和尾矿等物料越来越细，同时尾矿库的安全环保要求日益趋严，去尾矿化的生产要求使物料的脱水技术遇到了瓶颈。而对于微细物料的脱水还有更多的应用领域，如市政污泥、建筑泥料、磨细粉料等。极微细物料，特别是粘土性物料，具有强烈的亲水性，极易形成胶体结构，具有高压缩比，物料含水率高，造成了微细物料极难脱水。

现阶段的物料脱水技术主要以机械脱水方式为主，比较有代表性的方法和设备有过滤脱水、离心脱水、压滤脱水三大类。简单的过滤脱水设备通过真空抽滤使物料的自由水和表层吸附水脱除，难以实现物料的深度脱水，极易受过滤材料和滤层影响；离心脱水通过离心力强化水分子脱除，但由于处理能力受限，难以适应大批量高强度的工业脱水作业；压滤脱水通过外界添加挤压对物料进行压榨而脱除水分子，但存在能耗大、设备成本高和维护频繁的问题，难以维持大批量微细物料脱水的成本。

发明内容

为解决铝土矿尾矿微细矿泥脱水过滤中能耗高、脱水效果不佳的问题，本实用新型提出了一种脱水设备，极大的提高脱水效率，实现物料深度脱水。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种脱水设备，包括真空箱、阴极和阳极、用于驱使阴极运动的驱动系统、支撑装置、阴极导电轮和用于将物料铺设到阴极上的布料槽；所述阳极位于真空箱的上方；所述阴极为带状的导电丝网结构；所述阴极具有穿过真空箱和阳极之间的空隙的区段；所述阴极可活动地支撑于支撑装置上；所述阴极导电轮与阴极抵接。

所述布料槽在阴极的上方，同时还在真空箱的上游端。

所述上游端定义为，沿着物料的运行方向，物料先接触阴极的一端为上游端。

将铝土矿尾矿微细矿泥给入阴极上部，铝土矿尾矿微细矿泥被运行至真空箱上方时，真空通过真空箱传递到阴极板将自由水抽出，驱动系统驱动胶带支撑装置带动阴极和铝土矿尾矿微细矿泥向前运动，铝土矿尾矿微细矿泥进入阴极与阳极之间时，在电场与真空场的共同作用下进行脱水，干排尾矿物料在后段排出。

优选的，所述阳极在水平面上的正投影和真空箱在水平面上的正投影存在重合区域。

优选的，所述阳极的长度不大于真空箱的长度。

优选的，所述阳极的长度小于真空箱的长度。

物料先进行真空脱水，再在电场和真空场的双重作用下进行深度脱水，加快脱水的速度，节约耗电量。

优选的，所述阴极可为平铺的条带物，也可为一个套设在支撑装置外的环形带状物。

优选的，所述导电丝网由铜、铝、合金等导电材料制成的细网编制而成，所述导电丝网的孔径范围为5μm-1mm。

孔径过大容易造成物料渗漏，孔径过小不利于自由水过滤和真空穿透。

优选的，所述阴极上覆盖一层滤布。

优选的，所述滤布的孔径小于50μm。

所述滤布为具有透水性的薄布。滤布可以是尼纶，涤纶，棉布，毛类等，其厚度应尽量薄。这些措施，所形成的电阻很小，不致造成明显的电渗透的电压增加。且厚度薄，孔隙合适的情况下，对阴极的水渗透不会造成过大的影响。

优选的，所述滤布为非导电体的滤布。

阴极表面覆盖非导电体的滤布，该滤布的一侧与阳极接触，另一侧与含水物料接触。有些物质，如污水处理厂的污泥中可能会含有金属丝和铝箔等导体物质，造成短路。在阴极表面覆盖不导电的滤布后就预防了电路短路。在此，所述的非导电体系指从电学角度定义导体和非导体的分类。

优选的，所述阳极由铜、铝或合金板材制成板框。

优选的，所述阳极的物料入口端设置倒角，所述倒角可为三角形、圆形或者弧形，引导物料进入电场区，避免刮起物料进入阳极上部。

顺着物料运行方向，物料先接触阳极的位置为阳极的物料入口端。

优选的，所述脱水设备还包括高度调节装置；所述阳极与高度调节装置相连；所述高度调节装置调整阳极进行上下移动。甚至可以在阳极外侧上设置位移传感器，感应物料层的高度，依据物料层高度自动上下移动阳极，实现阳极与物料的贴合导电。

优选的，阳极可从物料的入口向出口方向向下倾斜，根据物料性质和含水率，倾斜角度为0.5-15 度；避免物料脱水过程中由于含水率不同而无法与阳极进行紧密贴合。

优选的，所述阳极的长度与真空箱的长度比为0.3-0.9，根据物料性质调整阳极长度和真空箱的长度，物料初始真空自由水脱除效率高时可缩短阳极板长度。

优选的，所述脱水设备还包括电阻缓冲器，所述电阻缓冲器两端分别连接阳极和阴极。

优选的，所述电阻缓冲器电阻在1-10kΩ。

在设备停机或者非带料运转时，将电阻缓冲器连接于两电极间，通过电阻缓冲器可以保持电极间电流通畅，可避免电极间因常规操作中反复断电造成的腐蚀或消耗，延长极板寿命。

优选的，所述驱动系统包括胶带驱动轮、胶带从动轮和胶带，所述胶带套设于胶带驱动轮和胶带从动轮外，形成封闭环状，所述胶带穿过真空箱和阴极之间的缝隙，所述胶带在脱水设备运行时与阴极抵接。

优选的，所述驱动系统还可以是安装在阴极下面的驱动轮。

甚至，所述驱动系统还可以是拉动阴极往前运动的牵引装置。

所述胶带驱动轮驱动胶带往前运动，胶带在真空负压和摩擦力的条件下带动阴极和物料向前运动。

优选的，所述支撑装置包括托举轮、导向轮、偏转轮、平整轮和转动轮；所述阴极是一个环形的带状导电丝网，套设于托举轮、导向轮、偏转轮、平整轮和转动轮外，形成封闭环状；所述托举轮、导向轮分别设置在真空箱的上游和下游；所述托举轮、真空箱、导向轮沿阴极前进方向以依次变低方式设置；所述转动轮设置于托举轮的下方，所述偏转轮设置于导向轮的下方，所述平整轮设置于转动轮和偏转轮之间；所述偏转轮、平整轮和转动轮的高度低于真空箱。

托举轮在设备的上部，实现阴极由下部在上部的翻转与平整；设备上部的尾端设置导向轮，将阴极由上部往下部转向，同时实现干物料的卸料；偏转轮设置在设备下部的尾端，实现阴极在下部的转向与平整；转动轮设置在设备下部的前端，实现阴极由下部向上部的转向；平整轮设置在偏转轮与转动轮之间，实现设备下部阴极的平整。

优选的，所述支撑装置还可以只包括托举轮、导向轮和转动轮。

甚至，所述支撑装置还可以仅仅是铺平阴极的支架或者平板。

优选的，所述脱水设备还包括清扫装置，所述清扫装置包括清扫器和清洗装置。

所述清扫器设置在导向轮与偏转轮之间。

清扫器的尾端细纤维塑料或有机刮板与阴极直接轻微接触，将颗粒物从阴极上清扫干净。

所述清洗装置设置于偏转轮和平整轮之间，所述清洗装置包括从上往下布置的数个高压水管，对阴极两面进行高压清洗。

所述清扫器将阴极板上的残留固体物料脱除，利用偏转轮与平整轮将阴极板抬起在清洗装置高压水条件下进行黏附物料清洗，保持阴极的清洁。

优选的，所述脱水设备还包括设置于真空箱上游端的平整器。

优选的，所述平整器为转运滚轮或刮板。

铝土矿尾矿微细矿泥由布料槽均匀给入，平展布置在阴极上，通过平整器将铝土矿尾矿微细矿泥进行平摊整齐。

优选的，阴极导电轮设置于托举轮和布料槽之间，所述阴极导电轮抵接阴极，使得阴极与胶带之间的距离为0.5-1mm。

阴极导电轮紧压阴极，既起到了压紧平整阴极的作用，也起到了向阴极导电的作用。

下面对本实用新型做进一步的解释：

在设备上，真空场由离心真空泵提供，经真空桶后通过管道传递到真空箱中，阴极板平铺在真空箱上，通过压布轮接触带电。上层阳极板前部设置倒角，引导物料进入电场区，外侧上应带有位移传感器，依据料层高度进行阳极板上下移动调整，实现阳极板与物料的贴合导电，上层阳极板可进行一定斜角的安装，前部进料口稍高，倾斜角度0-15度。

设备上的运行滚筒就可以进行变频调节，以对带速进行控制，控制物料抽滤脱水时间及含水率。阴阳极板间的电压大小可通过电源进行调节，控制脱水电场强度。

脱水细物料由布料槽均匀给入布置在阴极上，通过平整器将物料进行平摊整齐，真空通过真空箱传递到阴极将自由水抽出，胶带支撑阴极并在胶带驱动轮的驱动下，带动阴极和物料向前运动，物料进入阴极与阳极的间隙区时，在电场与真空场的共同作用下进行脱水，阳极上安装有测距传感器，进行上下调整，确保阳极与物料的接触，物料在脱水装置后端的导向轮处进行卸料。阴极通过清扫器将阴极上的残留固体物料脱除，利用偏转轮将阴极抬起在清洗装置高压水条件下进行黏附物料清洗，保持阴极的清洁，纠偏装置实现阴极位置的纠正，阴极导电轮实现阴极的导电。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型实现了真空场与电场的融合，提高了真空条件下脱水效率，实现了物料的深度脱水；

2、本实用新型利用阳极板前端进行弧度设计和倾斜自动调节，电场的过滤机，保证了脱水作业的连续性与效率；

3、本实用新型在极板间设置电阻缓冲器，避免频繁断电或非带料运转对极板的腐蚀或消耗，延长极板寿命。

附图说明

图1表示本实用新型的脱水设备；

其中：1、细泥料，2、布料槽，3、平整器，4、阳极，5、导向轮，6、清扫器，7、偏转轮，8、清洗装置，9、平整轮，10、纠偏装置，11、转动轮，12、托举轮，13、阴极，14、阴极导电轮，15、胶带驱动轮，16、胶带从动轮，17、真空箱，18、胶带，19、脱水物料卸料。

具体实施方式

下面通过以下实施例对本实用新型进行具体描述。

实施例1

本实用新型的脱水装置，包括真空箱17、阴极13、阳极4、用于驱使阴极13运动的驱动系统、支撑装置、阴极导电轮14和用于将物料铺设到阴极13上的布料槽2；所述阳极4位于真空箱17的上方；所述阴极13为带状的导电丝网结构；所述阴极13具有穿过真空箱17和阳极4之间的空隙的区段；所述阴极13可活动地支撑于支撑装置上；所述阴极导电轮14与阴极13抵接。所述阳极4的长度小于真空箱17的长度，为真空箱的3/4。

所述导电丝网由铜、铝、合金等导电材料制成的细网编制而成，所述导电丝网的孔径范围为5μm。

所述阳极4由铜、铝或合金板材制成。

所述阳极4的前端下前部设置弧形的倒角，引导物料进入电场区，避免刮起物料进入阳极上部。

所述阳极4与高度调节装置连接，通过高度调节装置调整高度4，虽然高度调节装置未在附图中标识出，但常规的调整高度的吊绳或者装置都可实现此功能。还可以在阳极4外侧设置位移传感器，感应物料层的高度，依据物料层高度自动调整阳极板上下移动，实现阳极与物料的贴合导电。虽然位移传感器未在附图中示出，但市面上大部分的位移传感器均能实现此作用。

阳极从物料的入口向出口方向向下倾斜，根据物料性质和含水率，阳极的倾斜角度为0.5 度到15 度之间可调，避免物料脱水过程中由于含水率不同而无法与阳极进行紧密贴合。

所述脱水设备还配有电阻缓冲器，所述电阻缓冲器两端分别连接阳极和阴极。虽然电阻缓冲器未在附图中示出，但市面上大部分的电阻在1-10kΩ的电阻缓冲器均能实现此作用。

在设备停机或者非带料运转时，将电阻缓冲器连接于两电极间，通过电阻缓冲器可以保持电极间电流通畅，可避免电极间因常规操作中反复断电造成的腐蚀或消耗，延长极板寿命。

所述驱动系统包括胶带驱动轮15、胶带从动轮16以及由胶带驱动轮驱动的胶带18，所述胶带套设于胶带驱动轮15、胶带从动轮16，并穿过真空箱17和阴极13之间的缝隙，所述胶带18与阴极13抵接，支撑阴极并带动阴极运行。

所述胶带驱动轮15驱动胶带18往前运动，胶带18在真空负压和摩擦力的条件下带动阴极13和物料向前运动。

所述支撑装置包括托举轮12、导向轮19、偏转轮7、平整轮9和转动轮11；所述阴极13套设于托举轮12、导向轮19、偏转轮7、平整轮9和转动轮11外；所述托举轮12、导向轮19分别设置在真空箱17的上游和下游；所述托举轮12、真空箱17、导向轮19沿阴极前进方向以依次变低方式设置；所述转动轮11设置于托举轮12的下方，所述偏转轮7设置于导向轮19的下方，所述平整轮9设置于转动轮11和偏转轮7之间；所述偏转轮7、平整轮9和转动轮11的高度低于真空箱17。

托举轮12在设备的上部，实现阴极13由下部在上部的翻转与平整；设备上部的尾端设置导向轮19，将阴极13由上部往下部转向，同时实现干物料的卸料；偏转轮7设置在设备下部的尾端，实现阴极13在下部的转向与平整；转动轮11设置在设备下部的前端，实现阴极13由下部向上部的转向；平整轮9设置在偏转轮7与转动轮11之间，实现设备下部阴极13的平整。

所述脱水装置还包括清扫装置，所述清扫装置包括清扫器6和清洗装置8。

所述清扫器6设置在导向轮19与偏转轮7之间。

清扫器6的尾端细纤维塑料或有机刮板与阴极13直接轻微接触，将颗粒物从阴极13上清扫干净。

所述清洗装置8设置于偏转轮7和平整轮9之间，所述清洗装置8包括从上往下布置的数个高压水管，对阴极13两面进行高压清洗。

所述清扫器6将阴极上的残留固体物料脱除，利用偏转轮7与平整轮9将阴极13抬起在清洗装置8高压水条件下进行黏附物料清洗，保持阴极的清洁。

所述脱水装置还包括设置于真空箱17前端的平整器3。

所述平整器3为转运滚轮或刮板。

铝土矿尾矿微细矿泥由布料槽2均匀给入，平展布置在阴极13上，通过平整器3将铝土矿尾矿微细矿泥进行平摊整齐。

阴极导电轮14设置于托举轮12和布料槽2之间，阴极导电轮14与阴极13抵接，紧压阴极13，既起到了压紧平整阴极13的作用，也起到了向阴极13导电的作用。

待脱水细物料1由布料槽2均匀给入布置在阴极13上，通过平整器3将物料进行平摊整齐，真空通过真空箱17传递到阴极13将自由水抽出，胶带18支撑阴极13并在胶带驱动轮15的驱动下，带动阴极13和物料向前运动，物料进入阴极13与阳极4的间隙区时，在电场与真空场的共同作用下进行脱水，阳极4上安装有高度调节装置，进行上下调整，确保阳极4与物料的接触，物料在脱水装置后端的导向轮5处进行卸料。阴极13通过清扫器6将阴极13上的残留固体物料脱除，利用偏转轮7将阴极13抬起在清洗装置8高压水条件下进行黏附物料清洗，保持阴极13的清洁，纠偏装置10实现阴极13位置的纠正，阴极导电轮14实现阴极的导电。

实施例2

本例是堆积型铝土矿洗矿泥浆脱水的实例。矿泥的粒度分布d₅₀仅5.3μm，原始固体浓度为12%，经絮凝沉降脱水至浓度为30%时，给入脱水设备，首先在0.05MPa的真空条件下真空过滤进行初始快速脱水，后物料进入真空与电场的复合脱水区域，实施更深程度的脱水。在电压为10V的条件下物料中的水分子向阴极渗出，在真空条件下迅速排出，物料由导向轮处排出，形成无自由流动的滤饼，根据阴极运行速度，含水率由5%-30%之间可控调节。相同处理速度下，滤饼的含水率比市面通用的机械脱水设备（如CN109107753A所述）和电渗脱水设备（如CN 101327972 B实施例1所述的设备）分别降低了200%和50%，且耗电可降低30%和60％。而要达到相同的含水量的滤饼，处理时间上而言，效率分别较市面通用的机械脱水设备（如CN109107753A所述）和电渗脱水设备（如CN 101327972 B实施例1所述的设备）提高了150%和70%。且本设备利用阳极板前端进行弧度设计和倾斜自动调节，电场的过滤机，保证了脱水作业的连续性与效率；本设备在极板间设置电阻缓冲器，避免频繁断电或非带料运转对极板的腐蚀或消耗，延长极板寿命至少3-5年。

Claims (14)

1.一种脱水设备，其特征在于，包括真空箱、阴极、阳极、用于驱使阴极运动的驱动系统、支撑装置、阴极导电轮和用于将物料铺设到阴极上的布料槽；所述阳极位于真空箱的上方；所述阴极为带状的导电丝网结构；所述阴极具有穿过真空箱和阳极之间的空隙的区段；所述阴极可活动地支撑于支撑装置上；所述阴极导电轮与阴极抵接。

2.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述阳极在水平面上的正投影和真空箱在水平面上的正投影存在重合区域。

3.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述阳极的长度不大于真空箱的长度。

4.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述阳极的长度小于真空箱的长度。

5.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述导电丝网由合金制成的细网编制而成，所述导电丝网的孔径范围为5μm-1mm。

6.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述阴极上设置滤布；所述滤布的孔径小于50μm。

7.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，还包括高度调节装置；所述阳极由合金板材制成；所述阳极的上游设置倒角；所述阳极与高度调节装置相连。

8.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述阳极从物料的入口向出口方向向下倾斜，倾斜角度为0.5-15度；所述阳极的长度与真空箱的长度比为0.3-0.9:1。

9.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，还包括电阻缓冲器，所述电阻缓冲器两端分别连接阳极和阴极。

10.根据权利要求1所述的脱水设备，其特征在于，所述驱动系统包括胶带驱动轮、胶带从动轮和胶带，所述胶带套设于胶带驱动轮和胶带从动轮外，所述胶带穿过真空箱和阴极之间的缝隙，所述胶带在脱水设备运行时与阴极抵接。

11.根据权利要求10所述的脱水设备，其特征在于，所述支撑装置包括托举轮、导向轮、偏转轮、平整轮和转动轮；所述阴极为一个环形的带状导电丝网，套设于托举轮、导向轮、偏转轮、平整轮和转动轮外；所述托举轮、导向轮分别设置在真空箱的上游和下游；所述托举轮、真空箱、导向轮的高度沿阴极前进方向依次降低；所述转动轮设置于托举轮的下方，所述偏转轮设置于导向轮的下方，所述平整轮设置于转动轮和偏转轮之间；所述偏转轮、平整轮和转动轮的高度低于真空箱。

12.根据权利要求11所述的脱水设备，其特征在于，还包括清扫装置，所述清扫装置包括清扫器和清洗装置；所述清扫器设置在导向轮与偏转轮之间。

13.根据权利要求1-12任一项所述的脱水设备，其特征在于，还包括设置于真空箱前端的平整器。

14.根据权利要求11所述的脱水设备，其特征在于，所述阴极导电轮设置于托举轮和布料槽之间；所述阴极与胶带之间的距离为0.5-1mm。

Images