无耙架防板结膏体仓储浓密机的制作方法

本发明涉及固液快速分离，尤其涉及一种无耙架防板结膏体仓储浓密机。

背景技术：

1、绿色环保是采矿业发展的大趋势。矿山企业在生产过程中排放的最大固体废弃物为尾砂(或称尾矿，包括全尾砂、分级尾砂)，每年产生量14亿吨左右，目前依旧以地表尾矿库堆存为主，在占用大量土地的同时，对周边生态环境和居民人生安全形成了潜在威胁，同时尾矿库的审批愈发困难，如何实现矿山尾砂大规模利用成为了矿山企业面临的首要问题。

2、充填采矿法是利用充填材料充满采空区，通过支撑两帮围岩，防止岩石移动，实现安全开采的目的。同时充填采矿法具有矿石回收率高、损失贫化率低、减少地表沉陷和环境影响优势，在现代矿业中已逐渐成为主流采矿方法。对于采用浮选工业的矿山企业，大多采用尾砂作为充填骨料，每充填1m3采空区，可消耗尾砂0.8～1.3t，因此通过充填采空区来消耗尾砂成为了矿山企业首选方法。

3、尾砂胶结充填可以分为三大部分，即尾砂浓密环节、充填料浆制备环节和充填料浆输送环节，其主要工艺流程为：质量浓度较低的尾砂浆(10％～25％)通过选厂泵送至充填制备站的浓密机，在浓密机的给料井内与絮凝剂发生物理反应生产絮团，絮团在浓密机内经过沉降、压缩后形成较高浓度浆体后(60％～74％)排入搅拌系统，与胶凝材料混合搅拌形成合格的充填料浆，再通过充填管道自流或泵送至井下采空区。充填料浆硬化后的强度大小直接与充填成本挂钩，实现高强度低成本充填一直是矿山企业和科研院所共同追求的目标。影响充填体强度的直接因素有胶凝材料掺量及种类、充填料浆浓度和养护时间，最经济且易操作的就是提高充填料浆浓度，因此，浓密机对尾砂的浓密效果(放砂浓度高低及稳定高浓度放砂时间)对低成本充填和充填采矿技术的大范围应用至关重要。

4、现有的尾砂浓密设备主要包括立式砂仓、无动力浓密机和深锥浓密机；单独采用立式砂仓、无动力浓密机或深锥浓密机进行尾砂浆体浓缩时，存在放砂浓度随放砂时间快速降低，放砂浓度与流量不稳定的问题；若要实现高浓度稳定放砂，通常采用深锥浓密机+砂仓组合的方案，该方案主要缺点是设备投资大、浓密工艺较为复杂，难以在中小型矿山推广应用，另一方面，深锥浓密机采用耙架驱动放砂原理导致其只适用于较细尾砂浆体(gbt51450金属非金属矿山充填工程技术标准要求尾砂-38μm含量不宜小于40％)，适用范围小，且深锥浓密机进行尾砂浆体浓缩时极易导致深锥浓密机压耙事故发生，浓密机容积动辄上千立方，出现压耙事故将物料全部排空需要较长时间，对矿山企业的正常生产有着很大的负面影响；因此，现有的尾砂浓缩设备所排出的尾砂浆体浓度较低，且排放浓度不稳定。

5、现有高效浓密机或深锥浓密机倾角都比较小，一般在30°以内，沉砂不能自流到放料口，若没有耙架进行放砂，锥角泥层受上部泥层压缩，仓底沉砂易脱水板结；若通过增大浓密机锥角则存在浓密机有效仓储能力降低、投资费用增加等问题。

6、有鉴于此，有必要设计一种改进的无耙架防板结膏体仓储浓密机，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无耙架防板结膏体仓储浓密机，用于解决普通高效浓密机与深锥浓密机缓存能力低、能耗大、底流放砂浓度波动、压耙易影响生产等问题，该浓密机能够实现高浓度、低能耗、稳定放砂。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种无耙架防板结膏体仓储浓密机，包括池体、设置在所述池体顶部外沿的溢流汇聚槽、设置在所述池体上端中部的中心进料桶、吊装在所述池体内并设置在所述中心进料桶下方的防贯通流隔离罩以及设置在所述池体下部侧壁上的助流部件，所述池体自上而下分为直筒段、倒圆台段及排料缓存段。

3、作为本发明的进一步改进，所述倒圆台段包括上倒圆台段及下倒圆台段，所述上倒圆台段与水平面之间的夹角β小于所述下倒圆台段与水平面之间的夹角α。

4、进一步的，所述上倒圆台段与水平面之间的夹角β大于30°。

5、作为本发明的进一步改进，所述直筒段和倒圆台段的总高度h与所述池体的直径r的比值满足h/r≥2；所述倒圆台段的高度h1与所述池体的直径r的比值满足h1＝1/2r；所述排料缓存段的高度h2为1.5～2m，其直径r2与所述池体的直径r的比值满足r2＝1/16r～1/12r。

6、作为本发明的进一步改进，所述中心进料桶的顶部侧面焊接有尾砂浆进料口，所述中心进料桶的下端设置有絮团分散盘。

7、作为本发明的进一步改进，所述防贯通流隔离罩的顶部及侧面上设置有若干开口。

8、进一步的，所述防贯通流隔离罩呈圆锥形，直径为r1。

9、作为本发明的进一步改进，所述助流部件包括设置在所述直筒段下部内壁上和上倒圆台段内壁上的高压风助流喷嘴以及设置在所述池体外侧与所述高压风助流喷嘴连通的高压风供应管道，所述高压风供应管道与外界高压风系统连接。

10、进一步的，所述直筒段下部内壁上的高压风助流喷嘴的分布高度h3满足以下公式：

11、h3＝1/2(r-r1)×(tanα-tanβ)；

12、式中，h3为直筒段下部内壁上的高压风助流喷嘴的分布高度，r为池体直径，r1为防贯通流隔离罩的直径，α为下倒圆台段与水平面之间的夹角，β为上倒圆台段与水平面之间的夹角。

13、作为本发明的进一步改进，所述排料缓存段下部焊接有放砂管。

14、本发明的有益效果是：

15、1、本发明提供的无耙架防板结膏体仓储浓密机，包括池体，设置在池体顶部外沿的溢流汇聚槽，设置在池体上端中部的中心进料桶，吊装在池体内并设置在中心进料桶下方的防贯通流隔离罩以及设置在池体下部侧壁上的助流部件，池体自上而下分为直筒段、倒圆台段及排料缓存段。本发明将池体底部设置为两段倒圆台锥底，相比深锥浓密机取消了内部驱动耙架，可以实现浓密机内高泥层，增大浓密机的储存能力及时限。

16、2、本发明提供的上倒圆台段及下倒圆台段的两段倒圆台锥底因受力面积减小，承受压力大，能够保证区域内的尾砂絮团快速脱水形成高浓度浆体；上倒圆台段倒圆台角度较小，能有效保证浓密机的缓存容积，并在池壁上布置有高压风助流喷嘴，通过定期扰动能够预防该区域内尾砂淤积而造成浓密机有效仓容降低，同时高压风助流喷嘴呈牙轮状，可以实现小区域面喷气扰动，更好的帮助该区域尾砂流动而不影响上部絮团沉降；下倒圆台段的锥角较大，能保证高浓度尾砂浆体在上部泥层压力下顺畅流入排料缓存段，大锥角在有效预防尾砂淤积的同时能够进一步提高尾砂浆体的浓度。

17、3、本发明所提供的防贯通流隔离罩，能有效杜绝锥底段放砂与上部沉积层之间形成贯通通道，避免尾砂在浓密机周边淤积加剧及低浓度尾砂没有经历压缩过程而直接进入排料缓存段，导致放砂料浆浓度低而不满足充填需求；并且防贯通流隔离罩上开口的设置保证浓密机内浆体流动过程中防贯通流隔离罩内外压力平衡。

技术特征：

1.一种无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，包括池体、设置在所述池体顶部外沿的溢流汇聚槽、设置在所述池体上端中部的中心进料桶、吊装在所述池体内并设置在所述中心进料桶下方的防贯通流隔离罩以及设置在所述池体下部侧壁上的助流部件，所述池体自上而下分为直筒段、倒圆台段及排料缓存段。

2.根据权利要求1所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述倒圆台段包括上倒圆台段及下倒圆台段，所述上倒圆台段与水平面之间的夹角β小于所述下倒圆台段与水平面之间的夹角α。

3.根据权利要求2所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述上倒圆台段与水平面之间的夹角β大于30°。

4.根据权利要求3所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述直筒段和倒圆台段的总高度h与所述池体的直径r的比值满足h/r≥2；所述倒圆台段的高度h1与所述池体的直径r的比值满足h1＝1/2r；所述排料缓存段的高度h2为1.5～2m，其直径r2与所述池体的直径r的比值满足r2＝1/16r～1/12r。

5.根据权利要求1所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述中心进料桶的顶部侧面焊接有尾砂浆进料口，所述中心进料桶的下端设置有絮团分散盘。

6.根据权利要求1所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述防贯通流隔离罩的顶部及侧面上设置有若干开口。

7.根据权利要求4所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述防贯通流隔离罩呈圆锥形，直径为r1。

8.根据权利要求7所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述助流部件包括设置在所述直筒段下部内壁上和上倒圆台段内壁上的高压风助流喷嘴以及设置在所述池体外侧与所述高压风助流喷嘴连通的高压风供应管道，所述高压风供应管道与外界高压风系统连接。

9.根据权利要求8所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述直筒段下部内壁上的高压风助流喷嘴的分布高度h3满足以下公式：

10.根据权利要求1所述的无耙架防板结膏体仓储浓密机，其特征在于，所述排料缓存段下部焊接有放砂管。

技术总结本发明提供了一种无耙架防板结膏体仓储浓密机，包括池体，设置在池体顶部外沿的溢流汇聚槽，设置在池体上端中部的中心进料桶，吊装在池体内并设置在中心进料桶下方的防贯通流隔离罩，以及设置在池体下部侧壁上的助流部件，池体自上而下分为直筒段、倒圆台段及排料缓存段。本发明相比深锥浓密机取消了内部驱动耙架，可以实现浓密机内高泥层，增大浓密机的储存能力及时限；两段倒圆台锥底因受力面积减小，承受压力大，能够保证区域内的尾砂絮团快速脱水形成高浓度浆体；池壁上的高压风助流喷嘴通过扰动可以预防该区域内尾砂淤积；防贯通流隔离罩能有效杜绝锥底段放砂与上部沉积层之间形成贯通通道。本发明提浓速度快、底流浓度高、放砂稳定。技术研发人员：郑伯坤,尹贤刚,黄腾龙,盛佳,姚维,邓高岭,曾锋,李敬,尹旭岩受保护的技术使用者：长沙矿山研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23