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)濟有效分離，通常情況下，應先對其濃縮處理，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(chǎng)濃縮脫水工作量愈來(lái)愈大。國內外出現了各種類(lèi)型的濃縮機，以適應不同選煤工藝的要求，實(shí)現從傳統濃縮機向深錐濃縮機再向新型濃縮機的轉變。現代濃縮機以傳統濃縮機為基礎，以新型濃縮機為方向，不斷優(yōu)化結構、性能，系統規格逐步完善，向著(zhù)高性能、高處理量和自動(dòng)化程度高的方向發(fā)展。
2 普通濃縮機的原理和缺陷
采用高效濃縮機的主要目的是，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。普通濃縮機的濃縮機理屬于重力沉降，它以礦漿顆粒物自由沉降為基礎，實(shí)現顆粒的沉降分層，并在池底壓縮區內進(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?chē)橘|(zhì)的密度差成正比。但是，對微細顆粒物料，僅靠固體顆粒自由沉降來(lái)濃縮的普通濃縮機難以實(shí)現溢流水質(zhì)清、底流濃度高的目標。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(méi)有沉淀的懸浮顆粒物隨溢流水再次循環(huán)到生產(chǎn)系統中再次循環(huán)。在生產(chǎn)系統中，這部分顆粒物長(cháng)期積聚，使循環(huán)水濃度增高，嚴重影響閉路循環(huán)系統的工藝效果。
3 高效濃縮機的結構與工作原理
按照耙架的傳動(dòng)方式，高效濃縮機分為周邊傳動(dòng)濃縮機和中心傳動(dòng)濃縮機兩大類(lèi)。本文以周邊傳動(dòng)濃縮機為例進(jìn)行介紹。
周邊傳動(dòng)高效濃縮機結構如圖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)，在穩流裝置(5)內經(jīng)緩沖后，一部分較大的顆粒直接進(jìn)入下部沉降區，在集料堆坑中沉淀;另一部分細小顆粒經(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域。隨著(zhù)轉動(dòng)橋架(6)的回轉，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 高效濃縮機的主要部件結構及特點(diǎn)
4.1 中心回轉機構與集電裝置
中心回轉機構為該機的核心部件，主要由轉盤(pán)、轉盤(pán)座和轉盤(pán)軸承組成。轉盤(pán)座固定在池中心的水泥柱上，轉盤(pán)座和轉盤(pán)間裝有轉盤(pán)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(xiàn)，集電環(huán)為絕緣塑膠環(huán)，固定在中心進(jìn)料筒上。環(huán)上鑲嵌導電銅環(huán)，碳刷及碳刷架固定在轉盤(pán)上，隨著(zhù)橋架一起旋轉。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 轉動(dòng)橋架與傳動(dòng)機構
周邊驅動(dòng)是由雙橋架雙驅動(dòng)機構組成，由液壓馬達帶動(dòng)減速器，經(jīng)齒輪、齒條驅動(dòng)使輥輪沿鋼軌行走。由于是液壓驅動(dòng)，通過(guò)調整油量、油壓大小，使轉動(dòng)橋架在一定范圍內實(shí)現無(wú)極調速和雙橋架自同步，以適應不同礦漿濃度等工況條件，達到******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構，固定在旋轉橋架下面。四連桿機構下部與刮板用調節桿、連接桿及銷(xiāo)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(guò)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，刮泥板相互交錯排成一行。當刮集裝置降至池底時(shí)，可松開(kāi) U 形螺栓調整刮泥板與池底距離。各個(gè)刮集裝置相互獨立，能夠單獨或同時(shí)升降，分別由各自的液壓提耙裝置來(lái)實(shí)現。每個(gè)刮集裝置上設有行程開(kāi)關(guān)，用以控制刮泥板的升降高度。調定后，刮泥板就自動(dòng)的在這些區域內工作，并在控制面板上得到顯示。
4.4 液壓及電控系統
采用液電聯(lián)合控制系統。在液壓系統中，通過(guò)油泵液壓馬達驅動(dòng)雙橋，2個(gè)液壓馬達共享1個(gè)液壓站，運行時(shí)保持同步，并且可調整其流量的大小，使橋架在一定的范圍內實(shí)現無(wú)極調速，確保底流濃度符合要求。
5 高效濃縮機的優(yōu)點(diǎn)分析
(1)高效濃縮機采用絮凝技術(shù)，并將沉降與深層過(guò)濾相結合。礦漿直接給入濃縮機的壓縮區，在池內形成濾床層。后續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(dòng)能損耗，與其它顆粒結合在一起下沉，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，沉降速度加快，處理能力提高，是傳統濃縮機的1.5～2倍。
(2)料漿在進(jìn)入高效濃縮機前，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，從其底部向四周擴散并進(jìn)人濃縮池底部預先形成的高濃度沉泥層。此時(shí)，絮凝后的料漿(絮團)向池底部沉淀;料漿水則透過(guò)沉泥層向上升。在此，沉泥層起到了過(guò)濾作用，阻止細顆粒礦泥上升。尚未充分絮凝的料漿，在到達沉泥層時(shí)，將繼續與絮團塊接觸，使絮團不斷長(cháng)大。最后，借助于中心驅動(dòng)裝置驅動(dòng)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，界面控制在適當位置很重要。因此，高效濃縮機對“適當界面位置”自動(dòng)控制。 為獲得穩定的底流濃度和合理的加藥量，高效濃縮機對底流濃度和加藥量也實(shí)現自動(dòng)控制。
(3)高效濃縮機的入料方式是深層入料，平流沉降，周邊液壓驅動(dòng)，液壓自動(dòng)分段提耙。煤泥水經(jīng)上方的入料管進(jìn)入中心料筒，在穩流裝置內經(jīng)緩沖后，一部分較大的顆粒直接進(jìn)入下部沉降區，在集料錐坑中沉淀，另一部分細小的顆粒經(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域，濃縮效率提高。處理量可達2～2.5t/hm2(傳統濃縮機為1.5t /hm2)。隨橋架回轉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(huì )固結在坑底，易于被底流泵排出。
6 高效濃縮機在我廠(chǎng)的應用
2008年7月隨我廠(chǎng)400萬(wàn)t/年重介-浮選車(chē)間、濃縮系統改造、壓濾系統改造和運輸系統工藝改造完成，處理能力大幅度提高;而且隨處理量的增大，浮選尾煤泥水系統的處理量也相應增大。對煤泥水濃縮、沉淀工藝環(huán)節提出了更高的要求。為此，2010年9月，我廠(chǎng)選用了3臺GZN-30T高效濃縮機，取代原來(lái)的普通濃縮機。自使用高效濃縮機后，大大提高了，精煤泥系統的處理能力，從原來(lái)的 1.5t/hm2提高到2.5t/hm2，濃縮效果明顯提高，煤泥系統更加完善，循環(huán)水工藝高效狀態(tài)，事故率低，大大提高了設備完好率，提高了生產(chǎn)效益。