《选矿厂设计》课程授课教案（讲稿）第15讲 脱水设备

课程名称：《选矿厂设计》第12周，第15讲次摘要：授课题目（章、节）6.12脱水设备的选择与计算本讲目的要求及重点难点【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握浓缩机的计算，以及过滤机的应用条件。了解真空过滤机的作用原理和辅助设备。【重点】浓缩机的计算，过滤机的应用范围【难点】浓缩机的计算，过滤机的工作原理内容比如铁精【本讲课程的引入】矿一般只有过滤，湿法选矿产品（精矿和尾矿）通常需要进行脱水。精矿一般需1～3段脱水，有色金属即：“浓缩一过滤一干燥”这三段中的1～3段，以满足精矿销售的要求：尾矿精矿一般为浓缩一只经过浓缩，目的是提高向尾矿库输送矿浆的浓度，减少输送矿浆的体积，以过滤这两降低输送费用。段，稀有金属、非【本讲课程的内容】金属还需要干燥。6.12脱水设备6.12.1浓缩机（浓密机）选择浓缩设备时，既要满足下段工序对精矿和中矿含水量的要求，又要严格控制和减少溢流损失的金属量及水的浊度。浓缩机的规格主要根据给矿量及溢流中最大颗粒或物料集合在水中的沉降速度来确定。选择浓缩机时要考虑给入和排出的固液比，给矿的粒度组成、矿浆及泡沫的年度、浮选药剂和絮凝剂的类型。一、构造及分类浓缩机由浓缩池和粑动装置组成。浓缩池上部为圆柱型由1150m不等，下部为圆锥型，锥面倾角8～15。小直径浓缩机用钢板制成，大直径为水泥。浓缩池底部中心有卸料斗，沉砂从此排出：周边有溢流槽，以排出溢流。粑动装置的目的是将沉到池底的固体耙到中心卸料斗。由4排刮板组成交叉状的4个耙子，在中心轴和架子的转动带动下旋转。为使耙架转动，可由中- 71 -

- 71 - 课程名称：《选矿厂设计》 第 12 周，第 15 讲次 摘要：授课题目（章、节） 6.12 脱水设备的选择与计算 本讲目的要求及重点难点 【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握浓缩机的计算，以及过滤机的应用条件。了 解真空过滤机的作用原理和辅助设备。 【重 点】浓缩机的计算，过滤机的应用范围 【难 点】浓缩机的计算，过滤机的工作原理 内容 【本讲课程的引入】 湿法选矿产品（精矿和尾矿）通常需要进行脱水。精矿一般需 1～3 段脱水， 即：“浓缩—过滤—干燥”这三段中的 1～3 段，以满足精矿销售的要求；尾矿 只经过浓缩，目的是提高向尾矿库输送矿浆的浓度，减少输送矿浆的体积，以 降低输送费用。 【本讲课程的内容】 6.12 脱水设备 6.12.1 浓缩机（浓密机） 选择浓缩设备时，既要满足下段工序对精矿和中矿含水量的要求，又要严 格控制和减少溢流损失的金属量及水的浊度。浓缩机的规格主要根据给矿量及 溢流中最大颗粒或物料集合在水中的沉降速度来确定。选择浓缩机时要考虑给 入和排出的固液比，给矿的粒度组成、矿浆及泡沫的年度、浮选药剂和絮凝剂 的类型。 一、构造及分类 浓缩机由浓缩池和耙动装置组成。浓缩池上部为圆柱型由 1～150m 不等， 下部为圆锥型，锥面倾角 8～150。小直径浓缩机用钢板制成，大直径为水泥。 浓缩池底部中心有卸料斗，沉砂从此排出；周边有溢流槽，以排出溢流。 耙动装置的目的是将沉到池底的固体耙到中心卸料斗。由 4 排刮板组成交 叉状的 4 个耙子，在中心轴和架子的转动带动下旋转。为使耙架转动，可由中 比如铁精 矿一般只 有过滤， 有色金属 精矿一般 为浓缩— 过滤这两 段，稀有 金属、非 金属还需 要干燥

心传动或周边传动来带动。矿浆由中心给入固体颗粒沉降到底部，被刮板推向中心，由卸料斗排出，水则由周边溢出。浓缩机分为：如果矿浆中含泥多，沉降慢，可考虑使用絮凝剂，如聚丙烯酰胺、明矾等。中心传动，Φ20m辊轮传动，15-30m普通机械排料周边传动轻型，处理尾矿齿条传动重型，处理精矿高效浓缩机：装有絮凝剂（明矾，聚丙烯酰胺）和混合装置倾斜板浓缩机：物料沉降t,沉降A个结构复杂，排矿口易堵倾斜板浓密箱二、浓缩机的选择与计算选择时要使其排矿浓度满足下段作业要求，而且溢流品位和水质也必须满足要求。一般来说，矿浆中的固体颗粒比重越小、越细，要求的水质越清，则要求的浓缩机面积越大。方法一，经验公式（1）浓缩机的计算最简单的是按单位面积处理量指标进行计算：A=9qo式中：A一需要的浓缩机总面积，m。q一给入浓缩机的固体量，t/d。qo一单位面积处理量，t/m·d，根据工业试验或模拟试验选取，或根据类似厂生产资料或查表6.12—1。（2）计算浓缩机的直径：D=1.13/A方法二，理论公式按溢流中最大颗粒沉降速度计算（1）计算需要浓缩机的总面积：A= 9(R, -R,)K,86.4v.K式中：Ri，R2----分别为浓缩前和浓缩后矿浆液固重量比；K,----矿浆波动系数，K,=1.05-1.20- 72 -

- 72 - 心传动或周边传动来带动。矿浆由中心给入固体颗粒沉降到底部，被刮板推向 中心，由卸料斗排出，水则由周边溢出。 浓缩机分为： 如果矿浆中含泥多，沉降慢，可考虑使用絮凝剂，如聚丙烯酰胺、明矾等。 m m t , A ,                                中心传动， 20 辊轮传动，15-30 普通机械排料 周边传动 轻型，处理尾矿 齿条传动 重型，处理精矿 高效浓缩机：装有絮凝剂（明矾，聚丙烯酰胺）和混合装置 倾斜板浓缩机：物料沉降 沉降 结构复杂,排矿口易堵 倾斜板浓密箱 二、浓缩机的选择与计算 选择时要使其排矿浓度满足下段作业要求，而且溢流品位和水质也必须满 足要求。一般来说，矿浆中的固体颗粒比重越小、越细，要求的水质越清，则 要求的浓缩机面积越大。 方法一，经验公式 （1）浓缩机的计算最简单的是按单位面积处理量指标进行计算： 0 q A q = 式中：A—需要的浓缩机总面积，㎡。 q—给入浓缩机的固体量，t/d。 q0—单位面积处理量，t/㎡·d,根据工业试验或模拟试验选取，或根据类似 厂生产资料或查表 6.12—1。 （2）计算浓缩机的直径： D =1.13 A 方法二，理论公式 按溢流中最大颗粒沉降速度计算 （1）计算需要浓缩机的总面积： 1 0 ) A 86.4 K v K − = 1 2 q(R R 式中：R1，R2-分别为浓缩前和浓缩后矿浆液固重量比； K1-矿浆波动系数，K1=1.05-1.20

K----浓缩机有效面积系数，一般取0.85-0.95；V。----溢流中最大颗粒的自由沉降末速，mm/s，V。一般由试验而得，如没有试验可按式6.5-14a（v。=545(p-1)d2pd分别为溢流中固体物料密度t/m和最大颗粒直径m。），溢流中允许的最大颗粒直径d：对于精矿或中矿一般取d=0.005mm，脉石矿物一般取d=0.01mm；A，q同上。内滤式适于密度较选定浓缩机面积后，还要验算目的矿物流失量及溢流水的浊度，并矫正浓大、粒度较缩机上升水流速度u，务使其小于溢流中最大颗粒的自由沉降速度uO，即粗（但不能过粗）的物要求u<uO。一般浓缩机上升水流速度按小式计算：料，如铁精Vx1000矿的过滤；u=A外滤式适式中u----浓缩机上升水流的速度，mm/s合于处理粒度较细、V----浓缩机的溢流量，m3/s;矿浆较粘A----浓缩机面积，m2。而且滤饼水分要求方法三，按沉降试验结果计算。较低的物6.12.2过滤机及其附属设备料，如有色金属浮选过滤系统主要设备为过滤机，与其配套的附属设备有真空泵、气水分离器、精矿的过自动排液装置以及鼓风机等滤。另外，永磁外滤一、过滤机：式，适用于过滤机磁铁精矿的过滤，优圆盘型，过滤A个，处理d，滤饼水分稍个于筒式点是处理量高。内虑式，处理d个但0.074≥50%，p个，V。个外滤式\处理d，v较+，滤饼水分多，后者更适粘料真空过滤机筒式折带式永磁式→五格真空过滤机转盘式处理d个，p个，给矿浓度高的物料平面型带式间歇操作压滤机连续操作处理中空难处理的细粘物料带式- 73 -

- 73 - K-浓缩机有效面积系数，一般取 0.85-0.95； o v -溢流中最大颗粒的自由沉降末速，mm/s， o v 一般由试验而得，如没 有试验可按式 6.5-14a（ 2 545( 1) o v d = −   d 分别为溢流中固体物料密度 t/m3 和最大颗粒直径 m。），溢流中允许的最大颗粒直径 d：对于精矿或中矿一般取 d=0.005mm，脉石矿物一般取 d=0.01mm； A，q 同上。 选定浓缩机面积后，还要验算目的矿物流失量及溢流水的浊度，并矫正浓 缩机上升水流速度 u，务使其小于溢流中最大颗粒的自由沉降速度 u0，即 要求 u< u0。一般浓缩机上升水流速度按小式计算： = 1000 A V u 式中 u-浓缩机上升水流的速度，mm/s V -浓缩机的溢流量，m3/s; A-浓缩机面积，m2。 方法三，按沉降试验结果计算。 6.12.2 过滤机及其附属设备 过滤系统主要设备为过滤机，与其配套的附属设备有真空泵、气水分离器、 自动排液装置以及鼓风机等 一、过滤机： 过滤机 A d d v d v d                                          →                           0 0 圆盘型，过滤 ，处理 ，滤饼水分稍 于筒式 内虑式，处理 但0.074 50%， ， 外滤式 真空过滤机 筒式 处理 ， 较 ，滤饼水分多，后者更适粘料 折带式 永磁式 五格真空过滤机 转盘式 平面型 处理 ， ，给矿浓度高的物料 带式 间歇操作 压滤机 连续操作 处理中空难处理的细粘物料 带式      内滤式适 于密度较 大、粒度较 粗（但不能 过粗）的物 料，如铁精 矿的过滤； 外滤式适 合于处理 粒度较细、 矿浆较粘 而且滤饼 水分要求 较低的物 料，如有色 金属浮选 精矿的过 滤。另外， 永磁外滤 式，适用于 磁铁精矿 的过滤，优 点是处理 量高

选矿厂用的较多的为筒型真空过滤机。其中：以下用内滤式筒式真空过滤机为例讲讲其构造和工作原理。1-11一真空泵：2一自动排液装置13一过滤机其构造示意图如下：工作过程和原理：过滤机工作时下部的过滤室内必须有一定的真空度，它是通过管道与真空泵连接向外抽气而产生的，上部过滤室通过鼓风机向内鼓风，因此室内高于大气压。因筒体是旋转的，每转一周每个过滤室都抽气一次（到下部）、鼓风一次（到上部），这种交替是由分配头完成的。分配头分两瓣，与过滤机相连的一半是旋转的，与吸气管和鼓风管相连的一半是固定的，它们之间靠光滑平面互相贴紧，相互间有转动但不漏气。旋转的端面周边上的孔与每个过滤室相通，固定的端面下部月牙形孔与吸气管相通，上部孔与鼓风机相通，简体旋转时过滤室转到下部即抽气，而抽气时矿浆的水吸入过滤室，滤饼即贴在滤布上，转到上部在刮板和鼓风的作用下滤饼由溜槽（或胶带）排出。过滤机的计算：台数n=0Aqo式中：Q一需要过滤的矿量（不计水分）t/hA一选定的每台过滤机的过滤面积mqo一过滤机单位面积处理量，t/m·h，一般应由试验得出，亦可参考类似厂实际指标或表6.12—4二、真空过滤机的附属设备真空过滤系统设备联系如下图所示：其中，气水分离器起分离气与水的作用，使水不被抽入真空泵中；自动排液装置的作用是排水的同时使上部气水分离器保持一定的真空度。气水分离器5是与水环式真空泵配套的设备，以分离水环式真空泵排出的气和水。- 74 -

- 74 - 选矿厂用的较多的为筒型真空过滤机。其中： 以下用内滤式筒式真空过滤机为例讲讲其构造和工作原理。 其构造示意图如下： 工作过程和原理：过滤机工作时下部的过滤室内必须有一定的真空度，它 是通过管道与真空泵连接向外抽气而产生的，上部过滤室通过鼓风机向内鼓风， 因此室内高于大气压。因筒体是旋转的，每转一周每个过滤室都抽气一次（到 下部）、鼓风一次（到上部），这种交替是由分配头完成的。分配头分两瓣，与 过滤机相连的一半是旋转的，与吸气管和鼓风管相连的一半是固定的，它们之 间靠光滑平面互相贴紧，相互间有转动但不漏气。旋转的端面周边上的孔与每 个过滤室相通，固定的端面下部月牙形孔与吸气管相通，上部孔与鼓风机相通， 筒体旋转时过滤室转到下部即抽气，而抽气时矿浆的水吸入过滤室，滤饼即贴 在滤布上，转到上部在刮板和鼓风的作用下滤饼由溜槽（或胶带）排出。 过滤机的计算： 0 Q n Aq 台数 = 式中：Q—需要过滤的矿量（不计水分）t/h A— 选定的每台过滤机的过滤面积 ㎡ q0—过滤机单位面积处理量，t/㎡·h,一般应由试验得出，亦可参考类似厂 实际指标或表 6.12—4 二、真空过滤机的附属设备 真空过滤系统设备联系如下图所示： 其中，气水分离器起分离气与水的作用，使水不被抽入真空泵中；自动排 液装置的作用是排水的同时使上部气水分离器保持一定的真空度。气水分离器 5 是与水环式真空泵配套的设备，以分离水环式真空泵排出的气和水

@②喷射式、柱塞式。水环式在选矿厂用的最多，也(d)水环式真空泵的工作原理如下图所示：C③)a, E是：，转子的轴心与壳的中心不同心而有一定的偏心。★?④在叶片搅动和离心作用下水在壳内形成一圆环状（最后一段破碎常用），中，但深浅不同，造成两相邻叶片之间的空气室大小不同；较大气室与吸气管相通，空气进入室内随叶轮旋转，气室容积越来越小，空气被压缩而由排气管排出，随后气室跟着旋转容积扩大，形成一定真空度，再吸入空气，如此循环往复。真空泵的选择计算：根据所选过滤机所需的真空度和抽气量。【本讲课程的小结】通过本讲课程的学习，重点掌握浓缩机的计算，以及过滤机的应用条件。对真空过滤机的作用原理和辅助设备做下了解。【本讲课程的作业】画出真空过滤机的工作过程图。- 75 -

- 75 - 真空泵有三类：水环式、喷射式、柱塞式。水环式在选矿厂用的最多，也 有喷射式的，柱塞式很少用。水环式真空泵的工作原理如下图所示： 水环式真空泵的工作原理是： 真空泵内有带叶片的转子，转子的轴心与壳的中心不同心而有一定的偏心。 工作时壳内给入一定量的水，在叶片搅动和离心作用下水在壳内形成一圆环状 的水环，叶片的尖部插入水环中，但深浅不同，造成两相邻叶片之间的空气室 大小不同；较大气室与吸气管相通，空气进入室内随叶轮旋转，气室容积越来 越小，空气被压缩而由排气管排出，随后气室跟着旋转容积扩大，形成一定真 空度，再吸入空气，如此循环往复。 真空泵的选择计算：根据所选过滤机所需的真空度和抽气量。 【本讲课程的小结】 通过本讲课程的学习，重点掌握浓缩机的计算，以及过滤机的应用条件。对真空过滤 机的作用原理和辅助设备做下了解。 【本讲课程的作业】 画出真空过滤机的工作过程图