CN220939599U - 助滤剂添加装置及矿浆脱水系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及矿浆脱水技术领域，尤其涉及一种助滤剂添加装置和矿浆脱水系统。助滤剂添加装置包括离心给料泵、给料管道、搅拌桶、容积泵和加药管道，搅拌桶用于制作并存储助滤剂溶液，加药管道的一端与容积泵的出口连通，加药管道的另一端与给料管道连通，在此连通处的的加药管道里安装有单向阀，容积泵用于将搅拌桶内的助滤剂溶液通过加药管道泵送至给料管道内。助滤剂溶液无需经过离心给料泵，助滤剂不会经受离心给料泵的叶轮的高速剪切；容积泵泵送助滤剂溶液的过程不会对助滤剂发生剪切作用，助滤剂本身的长链结构以及助滤剂与微细矿粒形成的絮团结构不会被高剪切破坏，聚丙烯酰胺絮凝剂等高分子助滤剂的絮凝作用不会降低。

Description

助滤剂添加装置及矿浆脱水系统

技术领域

本申请涉及矿浆脱水技术领域，尤其涉及一种助滤剂添加装置及矿浆脱水系统。

背景技术

微细粒矿物矿浆的脱水是矿物回收的一个十分重要的工艺环节，目前常用的有加压过滤机、板框压滤机等，为了向这些过滤设备中供料，需要使用离心给料泵，而且常常使用高转速的离心泵。在过滤脱水过程中，微细粒矿物形成的滤饼阻力很大，影响过滤效果，为了提高过滤效果，常常在矿浆中加入经过搅拌溶解的助滤剂溶液，助滤剂的种类很多，但应用最多的是使矿浆中细粒矿物形成絮团的高分子有机絮凝剂(如聚丙烯酰胺絮凝剂等)和无机凝聚剂(聚合氯化铝、聚合氯化铁等)，以及其他改善水的表面张力和微细粒矿物表面性质的表面活性剂。助滤剂可以使矿浆中微细粒矿物形成絮团，大大减少滤饼的过滤阻力，提高过滤效果。但是，现有的助滤剂添加方式中，助滤剂溶液是在离心给料泵的入料口前部的管道上进行添加。一方面，这种添加方式，造成矿浆中已经形成的微细粒颗粒絮团经过离心给料泵时，被离心给料泵中高速旋转的叶轮剪切作用打碎，打碎的絮团会造成矿浆粘度的增加，增加滤饼阻力，影响了过滤效果；第二方面，离心给料泵叶轮的高速剪切会直接打断聚丙烯酰胺絮凝剂等高分子助滤剂的分子链，使助滤剂无法发挥应有的作用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种助滤剂添加装置及矿浆脱水系统，以期避免离心给料泵中高速旋转的叶轮对于微细粒颗粒絮团和助滤剂的影响。

第一方面，本申请提供了一种助滤剂添加装置，其包括依次连接的离心给料泵和给料管道，所述给料管道的一端与所述离心给料泵的出口连通，所述给料管道的另一端用于与过滤设备的进料口连通。

所述助滤剂添加装置还包括依次连接的搅拌桶、容积泵和加药管道，所述搅拌桶用于制作并存储助滤剂溶液，所述加药管道的一端与所述容积泵的出口连通，所述加药管道的另一端与所述给料管道连通，所述容积泵用于将所述搅拌桶内的所述助滤剂溶液通过所述加药管道泵送至所述给料管道内，为了把助滤剂由加药管路加入给料管路，容积泵的出口压力必须高于离心给料泵的出口压力。

进一步地，所述加药管道靠近所述所述给料管道的一端设置有单向阀，所述单向阀允许流体从所述加药管道向所述给料管道的流动并阻止流体从所述给料管道朝向所述加药管道的流动。

第二方面，本申请提供了一种矿浆脱水系统，其包括过滤设备和本申请第一方面所提供的助滤剂添加装置，所述给料管道的两端分别连接所述离心给料泵的出口和所述过滤设备的进料口。

进一步地，所述过滤设备为加压过滤机。

进一步地，所述过滤设备为板框压滤机。

进一步地，所述过滤设备为板框压滤机，所述给料管道内设置有静态混合器，所述静态混合器位于所述加药管道与所述板框压滤机之间。

进一步地，所述矿浆为煤泥。

进一步地，所述助滤剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。

本申请技术方案具有如下有益效果：助滤剂添加装置和方法应用于矿浆脱水系统后，搅拌桶中的助滤剂溶液采用容积泵加入到给料管道中，可以使得助滤剂溶液无需经过离心给料泵，助滤剂与微细矿粒形成的絮团不会经受离心给料泵的叶轮的高速剪切而破环；并且与离心给料泵通过离心力将流体从吸入口吸入，然后将流体强制排出的工作原理不同，容积泵则是通过改变泵腔的容积将流体吸入和排出，容积泵泵送助滤剂溶液的过程不会对助滤剂发生剪切作用，助滤剂的长链结构不会被破坏，聚丙烯酰胺絮凝剂等高分子助滤剂的絮凝作用不会降低。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的助滤剂添加装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种矿浆脱水系统的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的另一种矿浆脱水系统的结构示意图。

附图标记：

1、离心给料泵；

2、给料管道；

3、过滤设备；301、加压过滤机；302、板框压滤机；

4、搅拌桶；

5、容积泵；

6、加药管道；

7、单向阀；

8、静态混合器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供的助滤剂添加装置包括依次连接的离心给料泵1和给料管道2，所述给料管道2的一端与所述离心给料泵1的出口连通，所述给料管道2的另一端用于与过滤设备3的进料口连通，所述助滤剂添加装置还包括依次连接的搅拌桶4、容积泵5、加药管道6和单向阀7，所述搅拌桶4用于制作并存储助滤剂溶液，所述加药管道6的一端与所述容积泵5的出口连通，所述加药管道6的另一端与所述给料管道2连通，所述容积泵5用于将所述搅拌桶4内的所述助滤剂溶液通过所述加药管道6泵送至所述给料管道2内。离心给料泵1的进料端用于矿浆的进料，离心给料泵1利用叶轮高速转动所产生的离心力通过进料端抽取矿浆，并将矿浆通过离心给料泵1的出口泵送至给料管道2，该给料管道2用于直接与过滤设备3的进料口连接，以向过滤设备3供料。搅拌桶4中的助滤剂溶液采用容积泵5加入到给料管道2中，可以使得助滤剂溶液无需经过离心给料泵1，助滤剂与微细矿粒形成的絮团不会经受离心给料泵1的叶轮的剪切作用；并且与离心给料泵1通过离心力将流体从吸入口吸入，然后将流体强制排出的工作原理不同，容积泵5则是通过改变泵腔的容积将流体吸入和排出，容积泵5泵送助滤剂溶液的过程不会对助滤剂发生剪切作用，助滤剂的长链结构不会被破坏，聚丙烯酰胺絮凝剂等高分子助滤剂的絮凝作用不会降低。

在上面的实施方式中，助滤剂添加装置中的容积泵5包括但不限于螺杆泵或隔膜泵。螺杆泵的工作部件是偏心螺杆(转子)和固定的衬套(定子)，由于定子和转子的特殊几何形状，分别形成单独的密封容腔，介质在轴向被均匀推行流动，内部流速低，容积保持不变，压力稳定，因而不会产生涡流和搅动，并且螺杆泵的定子通常选用多种弹性材料糅合制成，适用于输送聚丙烯酰胺絮凝剂溶液这种高粘度的流体。隔膜泵则依靠一个隔膜片的来回鼓动改变工作室容积从而吸入和排出流体，隔膜泵工作时，曲柄连杆机构在电动机的驱动下，带动柱塞作往复运动，柱塞的运动通过液缸内的工作液体(一般为油)而传到隔膜，使隔膜来回鼓动。无论是螺杆泵还是隔膜泵，其工作原理均是通过改变泵腔的容积将流体吸入和排出，在工作过程中，不会破坏高分子助滤剂与微细矿粒形成的絮团，不会影响助滤剂的性能。

在一些实施方式中，所述加药管道6靠近所述所述给料管道2的一端设置有单向阀7，所述单向阀7允许流体从所述加药管道6向所述给料管道2的流动并阻止流体从所述给料管道2朝向所述加药管道6的流动。在工作过程中，容积泵5所采用的出口压力需要高于给料管道2内的压力，即容积泵5所采用的出口压力需要高于离心给料泵1的出口压力，以使得搅拌桶4中的助滤剂溶液可以通过加药管道6顺利注入到给料管道2中，设置单向阀7可以避免给料管道2中的矿浆反向进入到加药管道6中造成堵塞，当离心给料泵1正常运行而容积泵停止运行时，单向阀7可以实现给料管道2至加药管道6的截止功能。

本申请实施例还提供了一种助滤剂添加方法，该方法通过前述实施例中的助滤剂添加装置实现。具体的，该助滤剂添加方法包括以下步骤：

步骤一，离心给料泵1工作，离心给料泵1利用叶轮高速转动所产生的离心力通过进料端抽取矿浆，并将矿浆通过离心给料泵1的出口泵送至给料管道2中。

步骤二，在搅拌桶4中按照预设的比例加入助滤剂和水，搅拌桶4工作，将所述助滤剂与水混合并搅拌后形成所述助滤剂溶液；

步骤三，容积泵5工作，容积泵5将所述搅拌桶4内的所述助滤剂溶液通过所述加药管道6泵送至所述给料管道2内，使得所述助滤剂溶液与所述给料管道2内的矿浆混合，混合有助滤剂溶液的矿浆通过给料管道2被送入过滤设备3中。

在上面的实施方式中，所述矿浆优选为煤泥，所述助滤剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。

如图2和3所示，本申请实施例还提供了一种矿浆脱水系统，该矿浆脱水系统包括过滤设备3和助滤剂添加装置，该助滤剂添加设备即为本申请前述实施例通过的助滤剂添加设备，并通过前述的助滤剂添加方法进行工作，即矿浆脱水系统包括离心给料泵1、给料管道2、搅拌桶4、容积泵5、加药管道6和过滤设备3，所述给料管道2的两端分别连接所述离心给料泵1的出口和所述过滤设备3的进料口，所述搅拌桶4用于制作并存储助滤剂溶液，所述加药管道6的一端与所述容积泵5的出口连通，所述加药管道6的另一端与所述给料管道2连通，所述容积泵5用于将所述搅拌桶4内的所述助滤剂溶液通过所述加药管道6泵送至所述给料管道2内。矿浆脱水系统中，助滤剂与微细矿粒形成的絮团无需经过离心给料泵1的叶轮的剪切作用，并且容积泵5泵送助滤剂溶液的过程不会对助滤剂与微细矿粒形成的絮团发生剪切作用，絮团结构不会被破坏，聚丙烯酰胺絮凝剂等高分子助滤剂的絮凝作用不会降低，从而可以提升过滤设备3的过滤效果。

在上面的实施方式中，矿浆脱水系统的过滤设备包括但不限于如图2所示的加压过滤机301和如图3所示的板框压滤机302。

加压过滤机301是将过滤机置于一个密封的加压仓中，加压仓内充有一定压力的压缩空气，待过滤的矿浆通过离心给料泵1和给料管道2给入过滤机的槽体中，在滤盘上，通过分配阀与通大气的汽水分离器形成压差，滤液通过滤盘上的过滤介质和滤饼从过滤机轴中的通道中排出，而固体颗料被收集到过滤盘上形成滤饼，随着滤盘的旋转，到卸料区卸料。加压过滤机301的内部是带有搅拌器的，加压过滤机301内部的搅拌器不同于离心给料泵1的叶轮，不会产生高速的剪切作用，在给料管道2内部矿浆流的扰动下以及在加压过滤机301内部搅拌器的搅拌作用下，助滤剂使得矿浆中的微细颗粒形成絮团，最终在滤盘上形成滤饼，并且所形成的絮团没有经过离心给料泵1的高速搅拌剪切作用，在加压过滤机301中保证了具有较大尺度的絮团形态，改善了过滤效果。

板框压滤机302由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室，滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布，滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入矿浆、洗涤水和引出滤液。滤板和滤框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板和滤框。滤板和滤框之间的滤布起密封垫片的作用。由离心给料泵1和给料管道2将矿浆压入板框压滤机302的滤室，在滤布上形成滤饼，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，打开板框压滤机302卸除滤饼，清洗滤布，重新压紧滤板和滤框，开始下一工作循环。与加压过滤机301不同的是，板框压滤中没有设置搅拌器，为了使助滤剂和矿浆充分混合以形成较大尺度的絮团，如图3所示，所述给料管道2内设置有静态混合器8，所述静态混合器8位于所述加药管道6与所述板框压滤机302之间，在静态混合器8的作用下，助滤剂与矿浆混合，使矿浆中的微细粒颗粒形成较大尺度的絮团，然后给入板框压滤机302，达到改善过滤效果的目的。

为了验证本申请中矿浆脱水系统的有益效果，矿浆脱水系统如图2所示，过滤设备3采用加压过滤机301进行矿浆的脱水实验，矿浆采用同样的浮选精煤的煤泥,灰分为10.00％，入料浓度、入料流量、离心给料泵1工况和加压过滤机301工况均相同，不同之处在于：在实验例中采用本申请实施例提供的助滤剂添加装置和方法，通过容积泵5和加药管道6向给料管道2中加入助滤剂溶液，而在对比例中，在离心给料泵1的入料端加入助滤剂溶液，二者添加的助滤剂均为聚丙烯酰胺絮凝剂，并且添加量相同。在加压过滤机301不同的空气压力工况下，实施上述的实验例和对比例，获得的过滤效果指标记录在表1中。通过表1可以看出，实验例相较于对比例，过滤时间明显减少因而可以明显的增加过滤机的处理能力，降低能耗和过滤成本，而且滤饼水分降低比较明显，提高了产品质量，增加了企业的经济效益。

表1

此外，在本申请实施例中的矿浆脱水系统采用如图3所示的结构，过滤设备采用板框压滤机进行精煤煤泥的脱水实验，也获得了相当的技术效果，相较于在离心给料泵前方添加助滤剂的方式，减少了过滤时间，降低滤饼水分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (9)

1.一种助滤剂添加装置，包括依次连接的离心给料泵(1)和给料管道(2)，所述给料管道(2)的一端与所述离心给料泵(1)的出口连通，所述给料管道(2)的另一端用于与过滤设备(3)的进料口连通，其特征在于，

所述助滤剂添加装置还包括依次连接的搅拌桶(4)、容积泵(5)和加药管道(6)，所述搅拌桶(4)用于制作并存储助滤剂溶液，所述加药管道(6)的一端与所述容积泵(5)的出口连通，所述加药管道(6)的另一端与所述给料管道(2)连通，所述容积泵(5)用于将所述搅拌桶(4)内的所述助滤剂溶液通过所述加药管道(6)泵送至所述给料管道(2)内。

2.根据权利要求1所述的助滤剂添加装置，其特征在于，所述容积泵(5)为螺杆泵或隔膜泵，所述容积泵(5)的出口压力大于离心给料泵(1)的出口压力。

3.根据权利要求1所述的助滤剂添加装置，其特征在于，所述加药管道(6)靠近所述所述给料管道(2)的一端设置有单向阀(7)，所述单向阀(7)允许流体从所述加药管道(6)向所述给料管道(2)的流动并阻止流体从所述给料管道(2)朝向所述加药管道(6)的流动。

4.一种矿浆脱水系统，其特征在于，包括过滤设备(3)和权利要求1-3任一项所述的助滤剂添加装置，所述给料管道(2)的两端分别连接所述离心给料泵(1)的出口和所述过滤设备(3)的进料口。

5.根据权利要求4所述的矿浆脱水系统，其特征在于，所述过滤设备为加压过滤机(301)。

6.根据权利要求4所述的矿浆脱水系统，其特征在于，所述过滤设备为板框压滤机(302)。

7.根据权利要求6所述的矿浆脱水系统，其特征在于，所述给料管道(2)内设置有静态混合器(8)，所述静态混合器(8)位于所述加药管道(6)与所述板框压滤机(302)之间。

8.根据权利要求4所述的矿浆脱水系统，其特征在于，所述矿浆为煤泥。

9.根据权利要求8所述的矿浆脱水系统，其特征在于，所述助滤剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。