1引言
為了將以液體為主要成分的固體物懸浮液進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效分離，通常情況下，應(yīng)先對其濃縮處理，以提高液體中固體物的濃度。隨煤炭行業(yè)的發(fā)展，選煤廠濃縮脫水工作量愈來愈大。國內(nèi)外出現(xiàn)了各種類型的濃縮機(jī)，以適應(yīng)不同選煤工藝的要求，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)濃縮機(jī)向深錐濃縮機(jī)再向新型濃縮機(jī)的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代濃縮機(jī)以傳統(tǒng)濃縮機(jī)為基礎(chǔ)，以新型濃縮機(jī)為方向，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)、性能，系統(tǒng)規(guī)格逐步完善，向著高性能、高處理量和自動化程度高的方向發(fā)展。
2 普通濃縮機(jī)的原理和缺陷
采用高效濃縮機(jī)的主要目的是，既要產(chǎn)生盡可能澄清的溢流水，又要產(chǎn)出盡可能高濃度固體物的底流。普通濃縮機(jī)的濃縮機(jī)理屬于重力沉降，它以礦漿顆粒物自由沉降為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)顆粒的沉降分層，并在池底壓縮區(qū)內(nèi)進(jìn)一步壓實(shí)。處理單位質(zhì)量所需面積為0.47～0.93m2/t.d。濃縮機(jī)的處理能力及溢流水的固體物含量主要取決于物料的沉降速度。根據(jù)斯托克斯定律，固體顆粒的沉降速度與其顆粒的直徑平方成正比，與固體顆粒和其周圍介質(zhì)的密度差成正比。但是，對微細(xì)顆粒物料，僅靠固體顆粒自由沉降來濃縮的普通濃縮機(jī)難以實(shí)現(xiàn)溢流水質(zhì)清、底流濃度高的目標(biāo)。已經(jīng)沉淀的煤泥，在上升流的干擾下遭到破壞，煤泥顆粒在水流的干擾下進(jìn)入溢流，使這些沒有沉淀的懸浮顆粒物隨溢流水再次循環(huán)到生產(chǎn)系統(tǒng)中再次循環(huán)。在生產(chǎn)系統(tǒng)中，這部分顆粒物長期積聚，使循環(huán)水濃度增高，嚴(yán)重影響閉路循環(huán)系統(tǒng)的工藝效果。
3 高效濃縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理
按照耙架的傳動方式，高效濃縮機(jī)分為周邊傳動濃縮機(jī)和中心傳動濃縮機(jī)兩大類。本文以周邊傳動濃縮機(jī)為例進(jìn)行介紹。
周邊傳動高效濃縮機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1(略)所示。物料經(jīng)給料橋架(1)上的給料槽自入料管進(jìn)入中心筒(4)，在穩(wěn)流裝置(5)內(nèi)經(jīng)緩沖后，一部分較大的顆粒直接進(jìn)入下部沉降區(qū)，在集料堆坑中沉淀;另一部分細(xì)小顆粒經(jīng)徑向分流管進(jìn)入池中平流沉降。大部分物料沉降在池中心區(qū)域。隨著轉(zhuǎn)動橋架(6)的回轉(zhuǎn)，刮集裝置(8)和副耙裝置(2)將沉淀的礦泥刮入池底堆坑中，由底流泵排出。
4 高效濃縮機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
4.1 中心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與集電裝置
中心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為該機(jī)的核心部件，主要由轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤座和轉(zhuǎn)盤軸承組成。轉(zhuǎn)盤座固定在池中心的水泥柱上，轉(zhuǎn)盤座和轉(zhuǎn)盤間裝有轉(zhuǎn)盤軸承，在其外圍裝有密封防塵裝置。集電裝置采用了安全滑觸線，集電環(huán)為絕緣塑膠環(huán)，固定在中心進(jìn)料筒上。環(huán)上鑲嵌導(dǎo)電銅環(huán)，碳刷及碳刷架固定在轉(zhuǎn)盤上，隨著橋架一起旋轉(zhuǎn)。外部電源沿給料橋架、中心進(jìn)料筒連接在集電裝置上。
4.2 轉(zhuǎn)動橋架與傳動機(jī)構(gòu)
周邊驅(qū)動是由雙橋架雙驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，由液壓馬達(dá)帶動減速器，經(jīng)齒輪、齒條驅(qū)動使輥輪沿鋼軌行走。由于是液壓驅(qū)動，通過調(diào)整油量、油壓大小，使轉(zhuǎn)動橋架在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速和雙橋架自同步，以適應(yīng)不同礦漿濃度等工況條件，達(dá)到******的工藝效果。
4.3 刮集裝置
刮集裝置采用了雙平行四連桿結(jié)構(gòu)，固定在旋轉(zhuǎn)橋架下面。四連桿機(jī)構(gòu)下部與刮板用調(diào)節(jié)桿、連接桿及銷軸連成一體。每個(gè)刮板框上焊有 3 個(gè)豎直的管柱，刮泥板通過這 3 根管柱用U 形螺栓固定在刮板框上。每個(gè)刮板框固定 7 塊刮泥板。每塊刮泥板半徑均不相同，刮泥板相互交錯(cuò)排成一行。當(dāng)刮集裝置降至池底時(shí)，可松開 U 形螺栓調(diào)整刮泥板與池底距離。各個(gè)刮集裝置相互獨(dú)立，能夠單獨(dú)或同時(shí)升降，分別由各自的液壓提耙裝置來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)刮集裝置上設(shè)有行程開關(guān)，用以控制刮泥板的升降高度。調(diào)定后，刮泥板就自動的在這些區(qū)域內(nèi)工作，并在控制面板上得到顯示。
4.4 液壓及電控系統(tǒng)
采用液電聯(lián)合控制系統(tǒng)。在液壓系統(tǒng)中，通過油泵液壓馬達(dá)驅(qū)動雙橋，2個(gè)液壓馬達(dá)共享1個(gè)液壓站，運(yùn)行時(shí)保持同步，并且可調(diào)整其流量的大小，使橋架在一定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，確保底流濃度符合要求。
5 高效濃縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)分析
(1)高效濃縮機(jī)采用絮凝技術(shù)，并將沉降與深層過濾相結(jié)合。礦漿直接給入濃縮機(jī)的壓縮區(qū)，在池內(nèi)形成濾床層。后續(xù)給入的礦漿中未絮凝的礦漿顆粒，隨水流上升，途徑濾床層，與其中的顆粒碰撞，上升動能損耗，與其它顆粒結(jié)合在一起下沉，從而增加了底流濃度，減少了溢流水濁度。由于采用了絮凝劑，顆粒形成絮凝團(tuán)，沉降速度加快，處理能力提高，是傳統(tǒng)濃縮機(jī)的1.5～2倍。
(2)料漿在進(jìn)入高效濃縮機(jī)前，經(jīng)消氣裝置除去所含的大部分氣體后，從給料管進(jìn)人混合裝置，料漿在混合裝置中與適量絮凝劑充分混合，形成良好絮凝狀態(tài)，然后，從其底部向四周擴(kuò)散并進(jìn)人濃縮池底部預(yù)先形成的高濃度沉泥層。此時(shí)，絮凝后的料漿(絮團(tuán))向池底部沉淀;料漿水則透過沉泥層向上升。在此，沉泥層起到了過濾作用，阻止細(xì)顆粒礦泥上升。尚未充分絮凝的料漿，在到達(dá)沉泥層時(shí)，將繼續(xù)與絮團(tuán)塊接觸，使絮團(tuán)不斷長大。最后，借助于中心驅(qū)動裝置驅(qū)動耙架，將濃縮的物料推向中心排料口排出，料漿水從溢流口流出。正常工作條件下，沉泥層和其上面的澄清液之間有一明顯的分界面。為了獲得******濃縮效果，界面控制在適當(dāng)位置很重要。因此，高效濃縮機(jī)對“適當(dāng)界面位置”自動控制。 為獲得穩(wěn)定的底流濃度和合理的加藥量，高效濃縮機(jī)對底流濃度和加藥量也實(shí)現(xiàn)自動控制。
(3)高效濃縮機(jī)的入料方式是深層入料，平流沉降，周邊液壓驅(qū)動，液壓自動分段提耙。煤泥水經(jīng)上方的入料管進(jìn)入中心料筒，在穩(wěn)流裝置內(nèi)經(jīng)緩沖后，一部分較大的顆粒直接進(jìn)入下部沉降區(qū)，在集料錐坑中沉淀，另一部分細(xì)小的顆粒經(jīng)徑向分流口進(jìn)入池中水平沉降。大部分物料沉降在池中心區(qū)域，濃縮效率提高。處理量可達(dá)2～2.5t/hm2(傳統(tǒng)濃縮機(jī)為1.5t /hm2)。隨橋架回轉(zhuǎn)的刮泥裝置將沉淀的物料沿池底刮入錐坑中，進(jìn)入錐坑的物料被副耙緩慢攪拌，濃度進(jìn)一步提高，而且不會固結(jié)在坑底，易于被底流泵排出。
6 高效濃縮機(jī)在我廠的應(yīng)用
2008年7月隨我廠400萬t/年重介-浮選車間、濃縮系統(tǒng)改造、壓濾系統(tǒng)改造和運(yùn)輸系統(tǒng)工藝改造完成，處理能力大幅度提高;而且隨處理量的增大，浮選尾煤泥水系統(tǒng)的處理量也相應(yīng)增大。對煤泥水濃縮、沉淀工藝環(huán)節(jié)提出了更高的要求。為此，2010年9月，我廠選用了3臺GZN-30T高效濃縮機(jī)，取代原來的普通濃縮機(jī)。自使用高效濃縮機(jī)后，大大提高了，精煤泥系統(tǒng)的處理能力，從原來的 1.5t/hm2提高到2.5t/hm2，濃縮效果明顯提高，煤泥系統(tǒng)更加完善，循環(huán)水工藝高效狀態(tài)，事故率低，大大提高了設(shè)備完好率，提高了生產(chǎn)效益。