[发明专利]混凝沉降尾矿浓密工艺

说明书

本发明涉及固液分离技术即从悬浮液中将固相和液相分离的方法。适用于选矿厂尾矿脱水，火电厂粉煤灰浆固液分离，钢铁厂烟囱旋风除尘灰浆的固液分离及环保工程的固液分离等行业。

以选矿厂为例：随着尾矿量的增加，浓密机处于超负荷运行状态，造成了溢流悬浮物过高，回水和排放均满足不了要求，尾矿管道输送系统也因尾矿体积量增加达不到输送要求。尾矿输送浓度过低是铁矿选矿厂普遍存在的问题，它耗费了大量的能源和动力，增加了选矿的生产成本。为解决此难题，通常采用的方法有：

1.利用现有浓密机进行改造，加固浓密机提高设备强度，改变底流排矿系统，增加絮凝剂添加系统等措施。

2.采用两级浓密工艺，将粗选尾矿和精选尾矿分别进行浓密，即实现一段浓密除去粗尾矿减轻二段浓密保溢流的目的。

以上两种方法都是在现有浓密机基础上，进行设备的改造或流程调整实现高浓度矿浆制备的。采用第一种方法，浓密机的实际负荷必然增大，浓密机沉降面积难满足要求;采用第二种方法，进行流程调整比较困难，同时该方法在现有浓密机基础上也难以获理想效果。

针对上述方法的不足，本发明的目的是提供一种能够降低浓密机给矿量和给矿浓度，提高沉降速度，拓宽沉降面积的尾矿浓密工艺，以获得尾矿高浓度制备和合格的溢流水质;同时节省大量能源，减少药剂消耗，降低生产成本，防止环境污染;该工艺的采用具有投资少，见效快的优点。

本发明上述目的实现在于设计了长筒体与短锥体结合以及给矿管口呈渐开线方式的高效旋流器和开发了KLP絮凝剂。

图1，2描述了本发明的旋流器的整体结构。它由圆筒体3与锥角为120°漏斗型的锥筒体4相接;圆筒体3上端焊装有溢流管1，其侧壁焊装有渐开线给矿管2而组成。

图4描述了本发明的旋流器的工作状况及原理，浆体在圆筒体3内形成螺旋状的回旋运动，由于颗粒受惯性离心力作用，被甩向筒壁，结果形成了径向的浓度分布，愈靠近筒壁浓度愈高，同时沿旋流器轴向有回转流动存在，靠近筒壁处速度方向向下，靠近中心处速度向上，在轴向回流作用下，靠近筒壁的高浓度浆体滑向锥体4由沉沙口排出，成为高浓度沉沙产品;而靠近中心处的浓度较低的稀浆体由向上回流带向溢流管2，由溢流口排出，这样就实现了浆体的浓缩。旋流器内浆体的流动是具有空间三维速度的复杂流场，由于中心部分浆体的快速旋转运动，形成了低压区（即空气柱）。

可见：圆筒体3加长使浆体的旋转高度增加，浓密时间增长，有利于提高沉砂浓度;锥筒体4锥角增大为120，颗粒相对回转半径增大，有利于沉砂沉积与浓密;长柱短锥旋流器具有沉砂浓度稳定，对给矿浆体浓度波动适应性强，沉砂口相对较大，不易堵塞等优点;给矿由渐开线方式给入，降低了由切线方式（见图4）给入浆体与筒壁的较强的碰撞造成的能量损耗。

所开发的KLP絮凝剂的特性在于：

1.KLP絮凝剂的结构特性    采用红外光谱对该结构进行了分析，分析结果表明该絮凝剂为高分子有机化合物，其作用基团为羟基OH和COC基团，不含＝C＝O基团，它不同于酮、酯及酰胺等常用絮凝剂的结构，属新型絮凝剂。

2.KLP絮凝剂加入其絮团特性    采用显微照相对空白浆体，加聚丙烯酰胺（被认为是目前最有效的絮凝剂）浆体以及加KLP絮凝剂浆体的形貌进行了拍照，以便对比，从图象可以清楚地看出空白浆体颗粒的分布状态和加入絮凝剂后的特性、可以归纳为以下两点：

1）空白浆体颗粒微细，由于颗粒表面电性作用，表面形成了一层水化膜，因此颗粒呈松散状态分布于液相中，沉降速度很低;

2）加入絮凝剂的浆体，由于大分子的架桥作用，形成了粒度比散颗粒大的絮团，从图上看出，加入聚丙烯酰胺的絮团粒度较均匀，液相呈网络状充填其中，而加入KLP絮凝剂的絮团粒度较粗大，结构呈连接状态，液相不呈网络状，这两种絮团结构的差异，造成了不同的沉降速度，其中以加入KLP药剂的絮团沉降速度较快。

3.尾矿浆经旋流器浓缩后，使进入浓密池的矿量减少50～60%，同时经KLP絮凝剂絮凝后，沉降速度又高于尾矿浆，从而大大降低浓密池负荷，KLP絮凝剂成本低于其他常用絮凝剂，所获溢流水水质最佳。总之，本发明工艺选用KLP絮凝剂其用量少，效果好，成本低。

下面将结合附图进一步说明：

图1为本发明高效旋流器的结构示意图;

图2为图1的俯视图;

图3为普通旋流器工作原理图;

图4为本发明高效旋流器工作原理图;

图5为本发明工艺流程图之一;