尾礦干排處理系統(tǒng)的研究與開發(fā)

摘要：尾礦干排處理系統(tǒng)可以對(duì)各種礦山礦尾進(jìn)行有效的處理，同時(shí)也可以很好的對(duì)沙泥和泥水進(jìn)行有效的分離處理，在經(jīng)過干排處理之后的沙泥或者是泥水在堆放的過程中更加的安全可靠，使得復(fù)墾的時(shí)間長度也在很大程度上都得到控制。傳統(tǒng)機(jī)械中的一些弱點(diǎn)也得到了改善，使得資源的利用效率以及尾礦干排的處理效果得到了有效的提升。本文主要分析了尾礦干排處理系統(tǒng)的研究與開發(fā)，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：尾礦敢拍設(shè)備;振動(dòng)篩;變頻技術(shù);智能監(jiān)控系統(tǒng)

當(dāng)前在我國礦業(yè)生產(chǎn)的過程中，所產(chǎn)生的尾礦數(shù)量越來越多，這些尾礦在存放的過程中不僅會(huì)占用很多的土地資源，同時(shí)也給人們的生活環(huán)境帶來了非常明顯的不利影響。最近幾年，節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展成為了當(dāng)前政策當(dāng)中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，所以節(jié)能的尾礦干排方式也得到了非常好的發(fā)展，在這樣的情況下，尾礦干排處理所用的時(shí)更短，同時(shí)，經(jīng)過處理的尾礦還可以投入到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，為我國尾礦資源的合理利用提供了非常好的條件。

1、尾礦干排處理的主要問題

尾礦干排工藝的弊病大多在于尾礦中細(xì)粒級(jí)物料脫水困難，尤其在于選擇干堆的鐵礦和金礦中，金礦粒度由于生產(chǎn)的需要粒度分布更加趨于細(xì)小，鐵礦大部分由于露天開采其中泥土成分較多，至于造成細(xì)粒級(jí)物料脫水困難造成，很多尾礦進(jìn)入旋流器，再進(jìn)振動(dòng)篩，后給入到濃密機(jī)，濃密機(jī)底流又回到振動(dòng)篩，這樣雖然使?jié)饷軝C(jī)的處理量和運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷下降，但是卻造成濃密機(jī)濃密過程的繁瑣，細(xì)粒級(jí)物料的無限循環(huán)并且逐步數(shù)量在增加，由于濃密機(jī)的特性對(duì)細(xì)粒級(jí)物料（-200/80%以上即可造成此種問題）濃密效果本身不好，所以沉降過程漫長、底流濃度達(dá)不到指標(biāo)要求，同樣采用濃密池和沉淀池其結(jié)果和濃密機(jī)相同，介于此想要摸索出一條對(duì)的工藝，首先我們要走上對(duì)的路，問題如此明顯擺在眼前卻無法正視，其結(jié)果可想而知。

2、尾礦干排處理新工藝

這一系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中采用的是多級(jí)分離的方式，同時(shí)在操作和運(yùn)行的過程中也可以利用其自身的變頻、振動(dòng)等多項(xiàng)技術(shù)研發(fā)出了新的尾礦干排處理新技術(shù)，工藝的具體流程如圖1所示。

圖1" 尾礦干排處理系統(tǒng)工藝流程

在尾礦漿進(jìn)入到旋流器當(dāng)中之后，礦漿當(dāng)中小于兩百木細(xì)顆粒的部分會(huì)隨著旋流器溢流口溢出來，這一部分的礦漿會(huì)直接進(jìn)入到濃縮機(jī)當(dāng)中，在經(jīng)過一定的濃縮處理之后，會(huì)進(jìn)入到攪拌桶當(dāng)中，然后再被渣漿泵輸送到壓濾機(jī)當(dāng)中在高壓的條件下進(jìn)行脫水處理，這樣就形成了濾餅。如果是大于200目的礦漿，（這類礦漿的含水率通常都在40%到50%左右）也會(huì)從旋流底流口流出，這樣一來就可以經(jīng)過高頻振動(dòng)篩的有效處理實(shí)現(xiàn)脫水的目的，這樣就可以很好的實(shí)現(xiàn)干排的目的。經(jīng)過長期的實(shí)踐之后，篩選下來的尾礦在含水率上都可以控制在10%以內(nèi)。這種系統(tǒng)在實(shí)際的使用當(dāng)中可以很好的應(yīng)用在不同尾礦的處理當(dāng)中，其脫水的效果很好，在經(jīng)過相應(yīng)的處理之后可以將處理物直接應(yīng)用在采礦區(qū)的回填以及建筑材料的生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域。

3、尾礦處理設(shè)備的開發(fā)

3.1旋流器

旋流器是系統(tǒng)開發(fā)過程中需要研究的一種非常重要的設(shè)備，它在運(yùn)行的過程中主要是都要采取離心力對(duì)尾礦泥漿進(jìn)行有效的加固和強(qiáng)化處理的設(shè)備。在離心力的影響下，粒徑比較大的顆粒會(huì)直接被投擲在器壁的位置，同時(shí)還要隨著螺線自身的軌跡不斷的向下運(yùn)動(dòng)，在這樣的情況下就會(huì)使得這些顆粒不斷的產(chǎn)生沉淀，沉沙嘴會(huì)在這一過程中產(chǎn)生非常積極的作用，顆粒比較小的會(huì)隨著螺線的輪廓隨著溢流口的位置進(jìn)行排出。

而在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中也充分的考慮到了離心力對(duì)其運(yùn)行產(chǎn)生的實(shí)際影響，同時(shí)還在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)所有重要的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，保證了參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.2脫水振動(dòng)篩的研究

把振動(dòng)篩用于尾礦脫水中，建立流入振動(dòng)篩的尾礦漿濃度、流量及處理后尾礦含水率等參數(shù)與振動(dòng)篩頻率的模型，利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，智能調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能與最佳干排效果之間的良好匹配。解決了傳統(tǒng)振動(dòng)篩頻率不可調(diào)，在尾礦漿流量變化時(shí)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)、能耗高等問題。利用三維建模軟件ProE、有限元分析軟件AN-SYS對(duì)振動(dòng)篩機(jī)架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。并對(duì)優(yōu)化后振動(dòng)篩機(jī)架的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核。從而在滿足其使用性能的基礎(chǔ)上，減輕機(jī)架的重量，降低成本，為振動(dòng)篩的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

研究變頻電機(jī)與篩體之間作用力支撐點(diǎn)和振動(dòng)脫水篩使用最佳拋射角度位置的安裝技術(shù)。研究振動(dòng)篩體的減振方案，計(jì)算對(duì)比金屬彈簧與橡膠彈簧增剛度、承載能力、對(duì)環(huán)境的影響程度等參數(shù)，提出合理的連接方案。篩底選用聚胺脂材料，比使用濾布的傳統(tǒng)膠帶式過濾機(jī)單臺(tái)節(jié)省成本60萬元。

3.3濃密機(jī)的開發(fā)

濃密機(jī)是基于重力沉降作用的固液分離設(shè)備，主要用于從旋流器及振動(dòng)篩溢流出來的泥水混合物的分離。為了減小設(shè)備體積、增強(qiáng)濃密效果。在開發(fā)過程中解決了如下問題：

①對(duì)影響沉降速度的各種因素進(jìn)行深入研究，增加脫氣槽，以避免固體顆粒附著在氣泡上，降低沉降速度。

②加長中心放料管，以減短固體顆粒彌散距離，增強(qiáng)濃密效果。

③對(duì)濃密機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，在沉降區(qū)設(shè)計(jì)斜板，增加有效容積，加快沉降速度，提高設(shè)備處理能力。

④研究開發(fā)濃密機(jī)控制系統(tǒng)，可以分層對(duì)濃密機(jī)內(nèi)液體沉淀情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，如沉降區(qū)的濃度，固液分離面的高度，根據(jù)監(jiān)測(cè)的參數(shù)自動(dòng)調(diào)整絮凝劑的用量、底流泵的流量等。

3.4板框壓濾機(jī)的研究與開發(fā)

板框式壓濾機(jī)是懸浮液固、液兩相分離的理想設(shè)備，本項(xiàng)目研發(fā)的板框壓濾機(jī)具有輕巧、靈活、可靠等特點(diǎn)。研究內(nèi)容包括主機(jī)橫梁、止推板、液壓缸座、壓緊板、濾板等機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);液壓部件的研發(fā)，油箱、濾油器、液壓泵、閥、液壓缸和管路等組成;電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。壓濾機(jī)工作過程如圖2所示。

圖2" 壓濾機(jī)工作過程

3.5尾礦處理過程中智能控制系統(tǒng)的開發(fā)

監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)尾礦處理有著非常重要的作用，它能夠?qū)ξ驳V的實(shí)際濃度、流量以及篩選過程中電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中電流的大小等等進(jìn)行有效的采集，這樣就可以保證系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中可以對(duì)實(shí)際的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，同時(shí)對(duì)故障的設(shè)備要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和分析，這樣才能有效的保證設(shè)備在運(yùn)行的過程中可以一直保持非常好的工作狀態(tài)，確保生產(chǎn)的安全性和可靠性，同時(shí)通過系統(tǒng)當(dāng)中的自動(dòng)化計(jì)控系統(tǒng)和通信電話系統(tǒng)等也可以有效的實(shí)現(xiàn)變頻控制功能。

4、結(jié)語

新型尾礦處理系統(tǒng)經(jīng)過鐵礦試驗(yàn)應(yīng)用，效果顯著。投資減少60%，占地面積減少90%。項(xiàng)目中開發(fā)了尾礦處理過程智能監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行故障及時(shí)預(yù)警，保障設(shè)備安全運(yùn)行。對(duì)振動(dòng)篩整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，整機(jī)體積減小，運(yùn)行費(fèi)用降低;和傳統(tǒng)的膠式帶過濾機(jī)相比，制造成本降低50%;在處理尾礦量相同的情況下，節(jié)約電能80%;對(duì)濃密機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，利用斜板技術(shù)工藝，增加泥漿沉淀面積，減小設(shè)備體積1倍多。

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