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濃密機系列
濃密機(thickener)是基于重力沉降作用的固液分離設備,通常為由混凝土、木材或金屬焊接板作為結構材料建成帶錐底的圓筒形淺槽。可將含固重為10%~20%的礦漿通過重力沉降濃縮為含固量為45%~55%的底流礦漿,借助安裝于濃密機內慢速運轉(1/3~1/5r/min)的耙的作用,使增稠的底流礦漿由濃密機底部的底流口卸出。
濃密機上部產生較清凈的澄清液(溢流),由頂部的環形溜槽排出。
濃密機廣泛用于濕法冶金、選礦廠、化工廠等需要固液富集分離的生產場所,其直徑3~100m,深度2~4m。
 
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濃密機(又叫濃縮機)是氰化廠廣泛用于浸出洗滌的設備,它具有濃縮洗滌、緩沖的作用。按照傳動方式的不同,濃密機可分為中心傳動式和周邊傳動式兩種。
濃密機的規格,中心傳動式一般用濃密機池的內直徑表示,周邊傳動式用環形軌道的直徑表示。
中心傳動式濃密機主要由圓環形的池子、耙子和傳動機構等部分組成。池子底部為緩傾斜的圓錐形,底面與水平面的傾角為6°~12°,池子一般采用混凝土結構,直徑較小的,也可用鋼板焊制,在池子的內壁上緣有排出溢流的環形溢流槽。位于池子中央的豎軸與耙子機構聯結。耙子機構由耙臂、耙齒及加固用的拉條組成。兩條放射狀布置的耙臂互相垂直成十字形。為了能把整個池底沉積下來的濃縮產品都由排料口排出,耙齒是以與耙臂約成30°的傾角安裝在耙臂上的,豎軸安裝在蝸輪蝸桿傳動裝置的蝸輪內孔中,兩者呈滑動配合,因連接鍵的定位作用,它只能在蝸輪中沿軸向下移動。
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濃密機的發展可以分為 4 個階段:
1) 沒有絮凝劑之前的濃密機面積很大,沉降效率很低。
2) 早期添加絮凝劑的濃密機面積減小,沉降速度加快。
3) 高效濃密機與早期添加絮凝劑的濃密機相比,在沉降原理上發生了質的變化。面積大幅度減小。
4) 膏體深錐濃密機不僅面積大幅度減小,底流濃度也大幅度提高,底流達到膏體狀態。

 

濃密機濃密機特點
(1) 增加脫氣槽,以避免固體顆粒附著在氣泡上,似“降落傘”沉降現象。
(2)給礦管位于液面以下,以防給礦時氣體帶入。
(3)給礦套筒下移,并設有受料盤,使給入的礦漿均勻、平穩地下落,有效地防止了給礦余壓造成的翻花現象;
(4)增設內溢流堰,使物料按規定行程流動,防止了“短路”現象;
(5)溢流堰改為鋸齒狀,改善了因溢流堰不水平而造成局部排水的抽吸現象;
(6)將耙齒線形由斜線改為曲線型,使礦漿不僅向中心耙,而且還給了一個向中心“積壓”的力,使之排礦底流濃度高,從而增加了處理能力。 
 
濃密機的優點是構造簡單,操作方便,電能消耗少,技術指標較好,缺點是占地面積大,不適用于粗粒物料的濃縮,否則很容易堵塞。為了保持礦漿沉降濃縮過程的穩定,按邊緣線速度設計的耙子運動速度不得超過7—8m/min,對于礦粒較粗而且容易沉降的物料,耙子的線速度可適當增加,如果濃縮的物料粒度特別細,耙子的線速度應不大于3~4m/min。
 
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濃密機濃密機工作原
借助于固體顆粒自身重力的作用,而使礦漿分為澄清液和高濃度的沉淀物兩個部分,這樣的過程叫濃縮。
在濃縮過程中,懸浮在礦漿中的礦粒由于自身的重力作用向下沉降。在開始沉降的瞬間,礦粒在重力的作用下以加速度下沉,隨后水的阻力因礦粒下沉速度的加快而增大,致使加速度逐漸減小,直到水的阻力增大到與礦粒的重力相等時,礦粒下沉的加速度也就減小到零,于是,礦粒便以恒速沉降,這個恒速叫做沉降末速。
被濃縮的礦漿,如果濃度較小,礦粒在沉降時可以忽略相互間的碰撞和干擾,這樣的沉降叫做自由沉降;如果礦漿濃度較大,礦粒沉降時互相干擾,相互間由于碰撞摩擦而產生的機械阻力較大,此時的沉降就叫做干涉沉降。因為除水的阻力以外,還有一個礦粒相互間的機械阻力,所以干涉沉降的沉降末速比自由沉降的要小,這就是為什么在濃度較小的礦漿中礦粒沉降得快,在濃度較大的礦漿中礦粒沉降得慢的原因。
在連續作業的濃縮設備中,沉降濃縮過程最終分為澄清區、沉降區、壓縮區、擠壓區。
如果我們能控制給礦量和排礦量使之恰好相等,那么各個分區的位置就可以相應地固定在一定的高度上而處于動態平衡狀態,這時,各個分區界面似乎靜止不變。
這一點在生產實踐中,是不容易實現的。由于給礦量和排礦量發生變化,動態平衡即被破壞,各個分區的高度也隨之發生變化。為了保證濃縮過程的順利進行,對各分區高度的要求是:澄清區應不小于0.2~0.3m,沉降區應不小于0.3~0.5m。 
 
濃密機濃密機分
濃密機按其傳動方式分主要有三種,其中前兩種較常見:
1.中心傳動式。通常此類濃密機直徑較小,一般在24米以內居多。
2.周邊輥輪傳動型,較常見的大中型濃密機。因其靠傳動小車傳動得名。直徑通常在53米左右,也有100米的。
3.周邊齒條傳動型。此種基本直徑在53米以上,但現在所用較少。
 
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濃密機幾種特種濃密機
濃密機耙式濃密機
目前中心傳動耙式濃密機的最大直徑為183 m,由Dorr—oliver公司生產。周邊傳動濃密機最大直徑為200 m,由Eimeo公司生產。這兩家公司均生產鋼繩牽引濃密機,當耙子負荷超重時,繩索可以拉耙臂升起。
Φ100 m的周邊齒輪傳動濃密機。這是國內最大的濃密機,Φ100 m濃密機占地面積達上萬平方米,因此占地面積大、缺點突出。
為了提高傳統濃密機的效率,這幾年一些選廠對濃密機進行了技術改造,例如南芬選礦廠,對Φ50 m大型濃密機提出了檢測給礦干礦量,根據濃密機給礦和排礦平衡關系控制其底流濃度,并采用了獨特的γ射線礦量計量,使系統運行穩定,濃密機底流濃度提高4.2個百分點。河南洛陽欒川鉬業公司對NT一30濃密機進行改造,改變了傳統的給料方式,即礦漿經澄清區、渾濁區,再到濃相區,改進后是將給料口直接插入濃密機的濃相區,均勻緩慢地進入加快了物料的沉降速度,與傳統設備相比,處理能力提高8%~10%,同時為防止底流管道堵塞問題,在濃密機中心底部增加了攪拌裝置,并在底流管道上加濃度計與電動閥門,可以控制底流濃度
 
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濃密機高效濃密機
傳統濃密機的缺點主要是占地面積較大,因為濃密機處理量首先取決于其面積,而與其深度關系不大。
近年來,不同設備制造商已經生產出了稱為“高能力”或“高速率”的濃密機。濃密機形式多樣,其特點是與傳統濃密機相比單位處理能力的投資減少。
環境技術公司開發的一種“高效”濃密機是一典型代表(下圖)。
給礦通過空心驅動軸給人,并由此添加絮凝劑,礦漿因間歇機械攪拌而被迅速分散。由于間歇攪拌有效利用了絮凝劑,從而改善了濃密效果。已絮凝的礦漿離開混合室并被注入礦漿覆蓋層,給礦中的固體通過接觸之前絮凝的物料進一步絮凝。對于大多數濃密機來說上升水流和沉降固體的直接接觸是很常見的,但通過物料注入礦漿覆蓋層就可加以避免。徑向安裝的斜板部分浸沒在礦漿覆蓋層中,并且其中沉降的固體沿著斜板向下滑落,其濃密效果相比垂直下降要好,并且速度較快。通過使用液面傳感器,礦漿覆蓋層的高度可以自動調節。
 
江蘇千里高效濃密機
高效濃密機是高能力濃密機的一個擴展,使用較深的泥床增加處理能力以及底流密度。高效無耙濃密機具有較大的桶高度和下部錐度,以增大底流密度,從而消除了耙以及耙驅動的影響。在這些應用中,高密度濃密機和無靶濃密機均產生了較稠的底流礦漿。然而針對底流礦漿一些廠家開發了深錐濃密機,但表面尾礦需要處理,一般進行濕堆或者地下膏體充填。桶的高徑比通常為1:1或者更大。
 
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濃密機深錐濃密機
這是一種特殊形式的濃密機,形狀類似沉降漏斗,其錐角為45°~60°,總高8~16 m,直徑5~10 m,底部設有耙料裝置,可為螺旋推料式或刮板式。由于高度大,底部物料受到較大的液體靜壓力,物料停留時間也增大,可以得到充分的壓縮,故底流濃度很高,甚至可以用皮帶運輸機來輸送,該機首先在英國,前蘇聯、前西德采用,如前蘇聯巴爾霍敏克機械廠生產的C—YD深錐濃密機,直徑10 m,高19.5 m,用于選煤廠尾煤泥水處理,人料濃度50 g/L,底流濃度200~800 g/L,溢流濃度小于1 g/L,其處理量為300 m3/h。中國礦業大學研制的Φ5m×8 m深錐濃密機用于洗煤廠,當給料濃度為40 g/L時,處理量達70 m3/h,比普通濃密機高6—8倍。核工業北京化工冶金研究院設計了Φ2 000×6 800 mm及Φ4 000×6 800mm兩種規格的深錐濃密機,當用于鈾尾礦濃縮時,進料濃度11%~30%,底流濃度47%~58%,溢流濃度50~100 ppm,處理能力5~9.8 t/(m2·d),溢流回收利用,底流可做尾砂堆壩。
 
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20世紀80年代有的深錐濃密機還添加絮凝劑,英國煤炭局在選煤廠的深錐濃密機上添加了300~500 g/t絮凝劑,可以得到濃度很高,甚至達偽塑狀,可直接用皮帶運輸機運送底流,設備處理能力可達3~4 m3/(m2·h),但溢流的固體濃度偏高。法國奈爾技術公司的高效濃密機實際是一種深錐濃密機,其直徑為5 m,上部為圓筒形,高6 m,下部為圓錐形,高5 m,上下部之間有篩網和孔板相隔,入料連同絮凝劑切向從篩網下給入機內,機內有攪拌裝置,濃縮效果好,溢流濃度低于0.1 g/L,底流濃度252 g/L,澄清速度45 m/h,處理量為850m3/h,用于澄清煤泥水

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