在线机械强制浓缩全尾砂的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种在线机械强制浓缩全尾砂的方法及装置，其中方法包括以下步骤：水力旋流器对选厂排出的全尾砂浆进行分级，产生粗粒级的底流和细粒级的溢流；细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机，经过高速离心脱水后，高浓度砂浆由卧式螺旋离心机的固相出口排入砂仓，溢流由液相出口返回选矿车间；粗粒级的底流直接卸到砂仓内。本发明采用机械强制浓缩手段，实现了连续制浆，生产能力大；全尾砂浓缩脱水后，溢流上清液浓度小于3%，可作为选厂生产用水；全尾砂浆质量浓度达65%左右，满足充填站直接造浆要求，有效地解决了尾矿及废水的排放问题。
【专利说明】在线机械强制浓缩全尾砂的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于矿山充填系统中的全尾砂料浆的制备，尤其涉及一种在线机械强制浓缩全尾砂的方法及装置。
【背景技术】
[0002]我国的矿山企业是排出固体废料和废水最多的单位之一。矿石的开采带来一系列环境问题，如废石场的泥石流问题、尾矿库渗漏问题。充填采矿法具有回采率高、作业安全、对地表生态环境破坏较小等优点，而全尾砂胶结充填可以部分解决矿山开采尾矿排放问题，是充分利用尾矿资源发展节地、节能、节材和环保利废的直接有效途径。
[0003]充填体的强度是实现安全开采的基础，充填料浆的制备是确保充填体强度的前提。选矿厂排出的全尾砂浆浓度基本在20%左右，且细粒级含量较高。以武钢大冶铁矿为例，粒径-38.5 μ m约占60%以上，属于超细全尾砂。
[0004]实现全尾砂高效浓缩脱水是实现全尾砂胶结充填的关键技术，国内主要以高效浓密机及真空过滤机对全尾砂进行脱水处理，依靠絮凝剂改变沉降速度而产生“高效”的浓密机。高效浓密机具有处理能力大等优点，同时也存在一些不足:一是需要通过添加絮凝剂及助凝剂实现浓密机的高效化，药剂的使用增加了生产成本；二是黑色金属矿选矿厂的处理能力一般比较大，尾矿浓度比较低，而现生产的高效浓密机规格比较小，无法满足黑色金属矿山处理量大的要求。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中实现全尾砂高效浓缩脱水成本较高，且不能满足黑色金属矿山处理量大的缺陷，提供一种在线机械强制浓缩全尾砂的方法及装置。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种在线机械强制浓缩全尾砂的方法，包括以下步骤:
水力旋流器对选厂排出的全尾砂浆进行分级，产生粗粒级的底流和细粒级的溢流；所述细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机，经过高速离心脱水后，高浓度砂浆由卧式螺旋离心机的固相出口排入砂仓，溢流由液相出口返回选矿车间；
所述粗粒级的底流直接卸到砂仓内。
[0007]本发明所述的方法中，所述细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机的过程具体为:溢流由水力旋转器的分矿箱的溢流管进入卧式螺旋离心机的进料口，在溢流进入进料口途中，打入絮凝剂。
[0008]本发明所述的方法中，所述絮凝剂为溶液浓度为0.1-0.2%的LY637阴离子聚丙烯酰胺高分子溶液。
[0009]本发明所述的方法中，所述絮凝剂在稀释槽中配置，所述稀释槽中设置桨式搅拌机。[0010]本发明所述的方法中，若水力旋流器产生大量的细粒级的溢流，则通过两台或者多台卧式螺旋离心机对溢流进行脱水处理。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:
提供一种在线机械强制浓缩全尾砂的装置，包括水力旋流器和卧式螺旋离心机，所述水力旋流器置于砂仓顶部，所述水力旋流器和所述卧式螺旋离心机之间的管道上设有管道泵；所述卧式螺旋离心机的固相出口与砂仓顶部连接，液相出口的溢流通过回流槽返回选矿车间。
[0012]本发明所述的装置中，所述卧式螺旋离心机下部设有减震器。
[0013]本发明所述的装置中，该装置还包括稀释槽，所述稀释槽中设置桨式搅拌机。
[0014]本发明所述的装置中，该装置中设有两台或者多台卧式螺旋离心机。
[0015]本发明产生的有益效果是:本发明通过水力旋流器对选厂排出的全尾砂浆进行分级，其产生的细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机，经过高速离心脱水后，高浓度砂浆由固相出口排入砂仓，溢流由液相出口返回选矿车间；水力旋流器产生的粗粒级的底流直接卸到砂仓内。本发明采用机械强制浓缩手段，实现了连续制浆，生产能力大；全尾砂浓缩脱水后，溢流上清液浓度小于3%，可作为选厂生产用水；全尾砂浆质量浓度达65%左右，满足充填站直接造浆要求，有效地解决了尾矿及废水的排放问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例整个充填系统结构示意图；
图2是本发明实施例在线机械强制浓缩全尾砂的结构示意图；
图3是本发明实施例在线机械强制浓缩全尾砂的矿浆流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]本发明将全尾砂砂浆由选厂泵送至充填站，经充填站砂仓顶部的一台水力旋流器和两台卧式螺旋卸料固液分离离心机进行两步骤的浓缩脱水，高浓度尾砂流入砂仓进行造浆，溢流可直接返回选矿车间。本发明采用机械强制浓缩手段，实现了连续制浆，生产能力大；全尾砂浓缩脱水后，溢流上清液浓度小于3%，可作为选厂生产用水；全尾砂浆质量浓度达64.92%，满足充填站直接造浆要求，有效地解决了尾矿及废水的排放问题。
[0019]如图1和图2所示，本发明实施例在线机械强制浓缩全尾砂的装置，包括水力旋流器I和卧式螺旋离心机2，水力旋流器I置于砂仓3顶部，水力旋流器I和卧式螺旋离心机2之间的管道上设有管道泵4 ;卧式螺旋离心机2的固相出口 23与砂仓I顶部连接，液相出口 22的溢流通过回流槽5返回选矿车间。若水力旋流器产生大量的细粒级的溢流，则通过两台或者多台卧式螺旋离心2机对溢流进行脱水处理。
[0020]在本发明的一个实施例中，卧式螺旋离心机2下部设有减震器21。
[0021]在本发明的一个实施例中，该装置还包括稀释槽(图中未示出)，稀释槽中设置桨式搅拌机。
[0022]采用上述装置在线机械强制浓缩全尾砂的方法，包括以下步骤:
S1、水力旋流器I对选厂排出的全尾砂浆进行分级，产生粗粒级的底流和细粒级的溢流；如图1所示，全尾砂浆来自于选厂的地面矿浆池6，可通过泵和管道输送至仓顶的水力旋流器I。
[0023]S2、细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机2，经过高速离心脱水后，高浓度砂浆由卧式螺旋离心机2的固相出口 23排入砂仓，溢流由液相出口 22返回选矿车间；
S3、粗粒级的底流直接卸到砂仓3内。
[0024]本发明的一个实施例中，细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机的过程具体为:溢流由水力旋转器的分矿箱12的溢流管11进入卧式螺旋离心机2的进料口 24，在溢流进入进料口 24途中，根据矿石性质，可选择性打入絮凝剂。生产实际中，如果卧式螺旋离心机的溢流达到了 3%以下，就可以不添加絮凝剂。
[0025]本发明的一个实施例中，絮凝剂为溶液浓度为0. 0.2%的LY637阴离子聚丙烯酰胺高分子溶液。
[0026]絮凝剂在稀释槽中配置，稀释槽中设置桨式搅拌机。
[0027]若水力旋流器I产生大量的细粒级的溢流，则通过两台或者多台卧式螺旋离心机2对溢流进行脱水处理。
[0028]如图3所示，本发明的一个较佳实施例中，可根据尾矿矿浆量选用水力旋流器，若选矿尾矿泵站单泵输送尾矿矿浆量为160m3/h，则选用三台水力旋流器(两用一备)，还有两台卧式螺旋固液分离离心机，可满足处理需求。
[0029]选用WDS-350型水力旋流器，直径350mm，给料口直径100mm，溢流口直径115mm，锥角20°，给矿压力0.06-0.08MPa,计算得矿浆处理能力V=6(Tl60m3/h。选用LW-720A固液分离离心机，其处理能力为4(TllO m3/h，则两台固液分离离心机的处理能力最大可达220m3/h0
[0030]以浓度为20%的细粒级全尾砂为例，全尾砂浆由选厂直接进入水力旋流器进行分级，底流浓度为60%，产率为31.34%，可直接排入砂仓，溢流浓度为16%，产率为68.66%，流入固液分离离心机。溢流由旋流器分矿箱溢流管经进料口途中可选择性打入絮凝剂，可加速全尾砂絮凝沉降效果，提高离心机工作效率。在稀释槽中配置溶液浓度为0. .2%的LY637阴离子聚丙烯酰胺高分子絮凝剂溶液，稀释槽内配置桨式搅拌机，絮凝剂单耗控制在l(Tl2g/t，保证连续供给。经过固液分离离心机液相排料浓度为3%，产率为10.89%，返回选矿车间再利用，固相排料浓度可达68%，产率为57.77%，直接排入砂仓。综合旋流器底流，砂仓内砂浆最终浓度可达64.92%,处理尾砂能力为干重32.90t/h。
[0031]若选矿尾矿泵站单泵输送尾矿矿浆量为160m3/h，经过计算，当选矿尾矿输送的矿浆浓度为20%时，经过水力旋流器及卧式螺旋固液分离离心机后，矿浆浓度可达64.92%，满足充填造浆需求。
[0032]采用上述全尾砂强制机械浓缩方法，充填站连续生产能力可达50m3/h，灰砂比1:8时，充填料浆浓度可达65%左右，经充填站现场实验，充填试件28天强度可达2.3MPa，满足分段空场嗣后充填采矿法对充填体强度的要求。
[0033]综上，本发明的水力旋流器对尾砂进行分级，分出粗粒级和细粒级；旋流器的溢流(细粒级)给入卧式螺旋离心机，旋流器的底流(粗粒级)和卧式螺旋离心机的固相排渣直接卸到充填站立式砂仓内；卧式螺旋离心机低浓度的排液(水)从砂仓顶部溢流槽返回选矿车间再利用，有效地解决了尾矿及废水的排放问题。
[0034]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种在线机械强制浓缩全尾砂的方法，其特征在于，包括以下步骤: 水力旋流器对选厂排出的全尾砂浆进行分级，产生粗粒级的底流和细粒级的溢流； 所述细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机，经过高速离心脱水后，高浓度砂浆由卧式螺旋离心机的固相出口排入砂仓，溢流由液相出口返回选矿车间； 所述粗粒级的底流直接卸到砂仓内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细粒级的溢流进入卧式螺旋离心机的过程具体为:溢流由水力旋转器的分矿箱的溢流管进入卧式螺旋离心机的进料口，在溢流进入进料口途中，打入絮凝剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂为溶液浓度为0. 0.2%的LY637阴离子聚丙烯酰胺高分子溶液。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂在稀释槽中配置，所述稀释槽中设置桨式搅拌机。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，若水力旋流器产生大量的细粒级的溢流，则通过两台或者多台卧式螺旋离心机对溢流进行脱水处理。
6.一种在线机械强制浓缩全尾砂的装置，其特征在于，包括水力旋流器和卧式螺旋离心机，所述水力旋流器置于砂仓顶部，所述水力旋流器和所述卧式螺旋离心机之间的管道上设有管道泵；所述卧式螺旋离心机的固相出口与砂仓顶部连接，液相出口的溢流通过回流槽返回选矿车间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述卧式螺旋离心机下部设有减震器。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括稀释槽，所述稀释槽中设置桨式搅拌机。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置中设有两台或者多台卧式螺旋离心机。
【文档编号】B03B9/06GK103433126SQ201310380905
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】张兴才, 周家祥, 吴姗, 张亚朋, 程伊金, 王开喜 申请人:武汉钢铁(集团)公司