濃密機的效率提升改造和實際運用探析

王小山

（咸陽西北有色七一二總隊有限公司（陜西黃金洛南秦金礦業(yè)有限公司），陜西 咸陽 712000）

濃密機是基于重力沉降原理的固液分離設(shè)備，是礦業(yè)常用的礦漿濃縮分離脫水裝置，受礦業(yè)項目拓展等因素影響，礦業(yè)生產(chǎn)發(fā)展對濃密機性能優(yōu)勢提出了更高要求。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強實踐經(jīng)驗總結(jié)與引進先進技術(shù)經(jīng)驗，解決濃密機濃縮能力不足的問題，確保預(yù)期濃縮效果，推動礦業(yè)智能化與自動化發(fā)展進程。

1 濃密機效率低的原因分析

（1）沉降槽設(shè)計不合理。首先是槽幫深度不足。沉降槽生產(chǎn)能力受自由沉降速度與沉降槽沉降面積、澄清液溢流量等因素影響。槽內(nèi)固體沉降速度是指自由沉降與上升液流的速度差，沉降速度與礦漿密度成反比，控制層位置隨著礦漿性質(zhì)變化而發(fā)生改變，但設(shè)計較淺的槽幫，不利于達到理想的濃縮效果。其次是內(nèi)置溢流溝設(shè)計方法，操作人員無法觀察溢流情況，不能及時清理溝內(nèi)沉渣，導(dǎo)致溢流作用發(fā)揮受阻。

（2）刮渣模式不合理?；诙ぷ至洪L短刮臂設(shè)計的濃縮機刮渣裝置，刮臂上刮板交錯，只能夠在靜止?fàn)顟B(tài)下刮渣，刮渣阻力較大，尤其是采取間斷刮渣模式，排渣效果不盡理想。

（3）設(shè)備故障率高。首先是濃密機結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，密封性不達標(biāo)。由于槽內(nèi)外的溫差大，難免會出現(xiàn)霧氣現(xiàn)象，增大了設(shè)備銹蝕可能，常出現(xiàn)限位箱質(zhì)量問題。槽內(nèi)濃縮液的酸度高，需設(shè)置防腐鋼板，但因焊接或材質(zhì)等因素影響，導(dǎo)致保護套作用弱化。不銹鋼材料經(jīng)過鑄造處理后，材料耐腐蝕性能降低，加劇了腐蝕與刮臂座等部位故障的可能。其次是停機掏槽次數(shù)較多。槽底沉渣硬度大，刮臂運行阻力與負(fù)荷較大，極易出現(xiàn)彎曲變形等情況。為降低故障率，需采取停機掏槽與修復(fù)刮泥裝置等操作，掏槽頻率高，也會影響濃縮機產(chǎn)能提升。潤滑油隨著冷凝水進入系統(tǒng)，會降低上清液質(zhì)量，引發(fā)鋅電解燒板。同時冷凝水與潤滑油融合，會降低潤滑效果，增大設(shè)備磨損力度。

（4）操控方式不合理。針對于需要控制流量的工序，需要加強對進槽量與關(guān)閉溢流等方面的控制，以避免出現(xiàn)礦漿淹沒溢流溝等問題，確保溢流作用最大化程度發(fā)揮。除此之外，需采取人工放渣等操作，但底流密度與排渣量不能控制，直接對渣過濾與上清夜產(chǎn)量產(chǎn)生影響，甚至?xí)龃笤O(shè)備運行負(fù)荷而引發(fā)故障[1]。

2 濃縮機效率提升對策

（1）加強槽體結(jié)構(gòu)優(yōu)化?？刂瞥两挡勖娣e要素不發(fā)生變化，清夜溢流速會隨著槽體高度增加而增大，將五層沉降槽改為三層，溢流產(chǎn)量會隨之增大，但對澄清度無影響。對此，應(yīng)適當(dāng)提高槽體高度，確保清夜質(zhì)量與底流濃度。高槽幫應(yīng)當(dāng)超出內(nèi)置溢流溝800mm，或是利用外置溢流溝取代內(nèi)置溢流溝，以增大濃縮操沉降面積。

（2）改造刮泥裝置。首先合理選擇材質(zhì)，刮泥裝置材質(zhì)應(yīng)當(dāng)符合濃縮介質(zhì)酸度的防腐性能要求，尤其是酸性濃縮槽盡可能地選用不銹鋼材質(zhì)。要求任何濃縮槽的刮泥材質(zhì)應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一，防止出現(xiàn)完全變形與腐蝕等問題。其次更換空心管主軸連接方式。耙壁座選用不銹鋼材質(zhì)，與主軸焊接在一起，利用空心軸取代以往的實心軸，增大主軸壁厚，確保其符合強度設(shè)計要求。最后改善刮臂結(jié)構(gòu)，利用二根對稱型桁架刮臂取代以往的刮臂結(jié)構(gòu)，主臂管與連接管采用不銹鋼材質(zhì)，設(shè)計三角形桁架截面，刮板那交錯并重疊30mm，提高刮板那能力，確保實現(xiàn)連續(xù)刮渣。

（3）優(yōu)化傳動與排渣裝置。采用重載減速機設(shè)備，提高機組熱功率與過載系數(shù)等參數(shù)，確保機組能夠低轉(zhuǎn)速與高負(fù)荷運轉(zhuǎn)。利用氣動控制系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科技，以及信號裝置與執(zhí)行元件等高精密器件，合理設(shè)計自動排渣系統(tǒng)，以滿足以下性能要求；一是底流密度與運轉(zhuǎn)扭矩是影響機組排渣次數(shù)的關(guān)鍵因素，當(dāng)機組扭轉(zhuǎn)矩達到制定參數(shù)值時排渣，當(dāng)?shù)琢髅芏鹊陀谀硡?shù)值時停止排渣。二是電控氣閥隨著泵運行而打開，避免出現(xiàn)冒液等情況。三是電控汽閥關(guān)閉后，出現(xiàn)漏液等情況隨之報警。四是出現(xiàn)低風(fēng)壓情況后自動報警。五是閥門開啟后不出液，系統(tǒng)停止運行，并自動報警[2]。

（4）維持槽內(nèi)溫度。槽內(nèi)溫度直接影響濃縮效果，為滿足固液分離操作對槽內(nèi)溫度的要求，建議采用玻璃鋼蓋板，減少加溫操作流程，優(yōu)化現(xiàn)場工況，延長機組設(shè)備使用壽命。

（5）優(yōu)化流量控制方法。將進液控制取代傳統(tǒng)出液控制，調(diào)整以往的出液控制閥。為減少系統(tǒng)油液發(fā)熱產(chǎn)生的壓力損失，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)擴大閥件公稱通徑。加大油箱升級力度，確保其符合儲油量要求，在散熱與安裝等方面提供保障。為加大液壓油冷卻處理力度，應(yīng)當(dāng)用水冷方式取代以往的風(fēng)冷方式，利用水流帶走部分熱量，以提高冷卻成效。加大對油管路系統(tǒng)與液壓站的改造力度，確保液壓系統(tǒng)符合技術(shù)要求。

3 濃密機改造應(yīng)用效果

（1）提高生產(chǎn)率。新型刮渣裝置的刮臂交錯重疊，彌補了刮板無用功不足，刮后的渣隨著重力作用下滑出底流排出口，從以往的間斷性排渣，逐步向連續(xù)排渣過渡。自動排渣系統(tǒng)在排渣及時性與降低上清含固量等方面的特征優(yōu)勢，都是傳統(tǒng)排渣系統(tǒng)不能比擬的。排渣時間降低3倍；排渣次數(shù)增大2倍～3倍；上清含固量從以往的0.5g/L～1.5g/L，降低至不超過0.5g/L；底流比重從1.5kg/L～1.7kg/L，提高至1.8kg/L～2.0kg/L。改造后的濃密機組，刮泥轉(zhuǎn)速提高，刮泥扭矩與刮泥耙的刮泥量減少。濃密機高效化改造后，濃密效率和處理能力提高，高效化特征體現(xiàn)在以下幾方面；一是增設(shè)脫氣槽，以消除固體顆粒附著在氣泡上，似“降落傘”進行沉降；二是增設(shè)內(nèi)溢流堰，使物料按規(guī)定行程流動，防止“短路”現(xiàn)象，大幅度增加了沉降區(qū)；三是設(shè)置鋸齒狀溢流堰，改善因溢流堰不水平而造成的局部抽吸現(xiàn)象；三是機組處理能力可提高50%～200%，溢流跑渾現(xiàn)象幾乎不存在。四是給礦管位于液面以下，以防給礦時氣體帶入。

（2）降低設(shè)備故障率。設(shè)備耐腐蝕性能增強，刮泥裝置的抗彎強度增大，延長壽命提高1倍～2倍。新型傳動系統(tǒng)的應(yīng)用，甚至實現(xiàn)了傳統(tǒng)裝置零檢修與維護。濃密機的運轉(zhuǎn)負(fù)荷降低，規(guī)避了槽底硬渣現(xiàn)象，停機掏槽次數(shù)減少，設(shè)備連續(xù)開車時間延長。

（3）節(jié)能環(huán)保。Φ18m濃密機改造后，每年節(jié)約用電超過兩萬單位。傳統(tǒng)濃密機需年耗96kg潤滑油，不能避免會出現(xiàn)隨著冷凝水進入系統(tǒng)的問題，增大了器件腐蝕可能。改后傳動裝置有效規(guī)避了這一問題，上清液質(zhì)量與鋅電解燒板等情況不斷優(yōu)化。改造后的成本明顯降低，配備備用濃密機組，能夠降低設(shè)備連續(xù)運行的時間成本，電費與檢修維護費隨之降低。除此之外，存在改造時間短與節(jié)約改造資金等優(yōu)勢，不會對系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)生較大的影響。

4 總結(jié)

隨著煤代焦等項目深入推進，濃密機產(chǎn)能不足問題逐漸暴露，為滿足生產(chǎn)發(fā)展需要，應(yīng)當(dāng)加大系統(tǒng)改造力度，打破傳統(tǒng)系統(tǒng)生產(chǎn)瓶頸，提高濃縮機的運行效率，在其基礎(chǔ)上，整合現(xiàn)代科技與先進器件，加大傳動系統(tǒng)與刮泥裝置等改造力度，以切實提高濃密機的運行效率與質(zhì)量。