海洋采矿船矿浆船载脱水方法与流程

[0001]
本发明主要涉及深海采矿技术领域，尤其涉及一种海洋采矿船矿浆船载脱水方法。


背景技术：

[0002]
深海多金属结核广泛分布于世界各海底表面，人们根据其形态和成分的特点，也称之为锰结核、热液硫化矿床等。多金属结核大多产于水深3000-5000米的深底平原、海沟、海底火山和岛屿附近，蕴藏量极为丰富，据资料称在世界各大洋的储量约3万亿吨，仅太平洋就有1.7万亿吨，而且它还在以每年一千多万吨的速度继续增长。
[0003]
目前，已有多国对太平洋和大西洋等深海海域进行了详细勘探，并进行了少量的拖网式开采试验，但都未实现深海多金属结核的商业化开采。根据我国大洋协会前期试采获得的海底多金属矿结核粒度筛分发现，为了便于矿浆提升，海底采矿后进行了一段破碎，破碎后粒度+20毫米含量占比5.65％，+1毫米～-20毫米含量占比87.93％，-0.1毫米～+1毫米含量占比4.91％，-0.1毫米占比仅1.50％，矿浆的体积浓度约5％。
[0004]
为了使海底多金属采矿产品符合船载运输要求，降低采矿产品的转运成本，同时最大程度降低废水排放对海洋生态环境的影响，故亟需一种能快速高效实现采矿船船载矿、水分离的装置。


技术实现要素：

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本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种稳定可靠、自动化程度高、可降低海运成本、能实现高效的矿水分离效果的海洋采矿船矿浆船载脱水方法。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
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一种海洋采矿船矿浆船载脱水方法，包括以下步骤：
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s1：将海底采矿提升至采矿船甲板的紊流矿浆通过旋流筛分脱水机进行脱水；
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s2：将步骤s1中的筛上粗颗粒干矿输送至收集矿仓；将筛下矿浆输送至离心旋流分级浓缩机；
[0010]
s3：将离心旋流分级浓缩机的溢流水自流至外排接口；
[0011]
s4：将离心旋流分级浓缩机的沉砂自流至直线筛分脱水机进行脱水；
[0012]
s5：将直线筛分脱水机的筛上干矿与旋流筛分脱水机的筛上干矿合并输送至收集矿仓；将直线筛分脱水机的筛下矿浆输送至离心旋流分级浓缩机。
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作为上述技术方案的进一步改进：
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将所述旋流筛分脱水机、离心旋流分级浓缩机和直线筛分脱水机均安装在船载支撑操作平台上。
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所述旋流筛分脱水机采用筒式结构，所述离心旋流分级浓缩机采用柱状结构。
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所述旋流筛分脱水机的出口与收集矿仓之间采用输送装置连接。
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所述旋流筛分脱水机的出口与离心旋流分级浓缩机之间依次采用缓冲矿浆槽和
输送泵连接。
[0018]
所述离心旋流分级浓缩机与直线筛分脱水机之间采用管道连接。
[0019]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
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本发明的海洋采矿船矿浆船载脱水方法，海底采矿提升的紊流矿浆通过旋流筛分脱水机进行筛分脱水，筛上粗颗粒干矿输送至收集矿仓，筛下矿浆输送至离心旋流分级浓缩机进行分级浓缩，离心旋流分级浓缩机的溢流水自流至外排接口，离心旋流分级浓缩机3的沉砂自流至直线筛分脱水机，直线筛分脱水机的筛上产品与旋流筛分脱水机的筛上产品合并输送至收集矿仓，直线筛分脱水机的筛下产品又输送至离心旋流分级浓缩机形成循环筛分脱水，最终在收集矿仓中得到干矿产品。较传统方法而言，该船载脱水装置可大流量连续处理深海采矿提升上来的非稳态矿浆，满足级海况环境的正常工作运行和级海况系统非工作状态的航行安全；脱水后干矿产品表观含水量在20％以内，脱轻率大于60％，外排颗粒粒径小于0.1毫米，废水中的颗粒含量不大于1g/l；装置具有高效的矿水分离效果、能够大大提升海洋采矿船的工作效率、可靠，自动化程度高，对未来商业化大规模开发深海矿产资源，降低海运成本，具有重要意义。
附图说明
[0021]
图1是本发明的流程示意图。
[0022]
图2是本发明中船载脱水设备的结构示意图。
[0023]
图中各标号表示：
[0024]
1、船载支撑操作平台；2、旋流筛分脱水机；3、离心旋流分级浓缩机；4、直线筛分脱水机；5、收集矿仓；6、输送装置；7、缓冲矿浆槽；8、输送泵。
具体实施方式
[0025]
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0026]
如图1和图2所示，本发明海洋采矿船矿浆船载脱水方法的一种实施例，包括以下步骤：
[0027]
s1：将海底采矿提升至采矿船甲板的紊流矿浆通过旋流筛分脱水机2进行脱水；
[0028]
s2：将步骤s1中的筛上粗颗粒干矿输送至收集矿仓5；将筛下矿浆输送至离心旋流分级浓缩机3；
[0029]
s3：将离心旋流分级浓缩机3的溢流水自流至外排接口；
[0030]
s4：将离心旋流分级浓缩机3的沉砂自流至直线筛分脱水机4进行脱水；
[0031]
s5：将直线筛分脱水机4的筛上干矿与旋流筛分脱水机2的筛上干矿合并输送至收集矿仓5；将直线筛分脱水机4的筛下矿浆输送至离心旋流分级浓缩机3。
[0032]
采用该方法，海底采矿提升的紊流矿浆通过旋流筛分脱水机2进行筛分脱水，筛上粗颗粒干矿输送至收集矿仓5，筛下矿浆输送至离心旋流分级浓缩机3进行分级浓缩，离心旋流分级浓缩机3的溢流水自流至外排接口，离心旋流分级浓缩机3的沉砂自流至直线筛分脱水机4，直线筛分脱水机4的筛上产品与旋流筛分脱水机2的筛上产品合并输送至收集矿仓5，直线筛分脱水机4的筛下产品又输送至离心旋流分级浓缩机3形成循环筛分脱水，最终在收集矿仓5中得到干矿产品。较传统方法而言，该船载脱水装置可大流量连续处理深海采
矿提升上来的非稳态矿浆，满足4级海况环境的正常工作运行和6级海况系统非工作状态的航行安全；脱水后干矿产品表观含水量在20％以内，脱轻率大于60％，外排颗粒粒径小于0.1毫米，废水中的颗粒含量不大于1g/l；装置具有高效的矿水分离效果、能够大大提升海洋采矿船的工作效率、可靠，自动化程度高，对未来商业化大规模开发深海矿产资源，降低海运成本，具有重要意义。
[0033]
本实施例中，将旋流筛分脱水机2、离心旋流分级浓缩机3和直线筛分脱水机4均安装在船载支撑操作平台1上。船载支撑操作平台1焊接在甲板上，为各功能部件提供的稳定可行的安装基础，可实现设备合理安装，操作检修方便。
[0034]
本实施例中，旋流筛分脱水机2采用筒式结构，离心旋流分级浓缩机3采用柱状结构。旋流筛分脱水机2为筒式结构，旋流筛分脱水机2的筒体内腔设置有多层筛网结构，适用于大体积量、低浓度、宽粒级固体颗粒分布的紊流矿浆流体的直接给矿，并能快速脱除水份，实现颗粒矿物的快速收集，。
[0035]
本实施例中，离心旋流分级浓缩机3为柱状结构，离心旋流分级浓缩机3用于将入料固体浓度低于5％的矿浆快速浓缩至30％以上，并保证溢流中固体颗粒粒度小于0.1mm。
[0036]
本实施例中，直线筛分脱水机4的筛网尺寸为0.1～0.4毫米，用于快速有效收集细粒级固体颗粒，与离心旋流分级浓缩机3构成循环回路。
[0037]
本实施例中，旋流筛分脱水机2的出口与收集矿仓5之间采用输送装置6连接。通过输送装置6将筛上干矿产品输送至收集矿仓5，其结构简单可靠，进一步提高了自动化程度。
[0038]
本实施例中，旋流筛分脱水机2的出口与离心旋流分级浓缩机3之间依次采用缓冲矿浆槽7和输送泵8连接。缓冲矿浆槽7用于保证输送泵8的流量，输送泵8为输送至离心旋流分级浓缩机3的筛下矿浆提供泵送力。
[0039]
本实施例中，离心旋流分级浓缩机3与直线筛分脱水机4之间采用管道连接。其结构简单可靠。
[0040]
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。