立式砂仓是20世纪80年代出现的一种用于水砂充填的主要构筑物,通常由直径8~10m、高度18~20m的圆柱形与及底部半球体或带一定锥角的锥体组成。其充填系统呈纵向布置,结构简单、占地面积小。近年来,随着立式砂仓流态化造浆技术的出现,大大提高了立式砂仓尾砂充填浓度,降低了充填成本,提高了充填质量,使立式砂仓尾砂充填在矿山得到越来越广泛的应用。
立式砂仓类似选厂的浓缩池或沉降槽,与之相比,其高度增加、直径变小。这二者的变化,一利一弊。有利的一面是立式砂仓高度增加,使砂仓底部尾砂压缩区增加,尾砂沉降后压缩时间延长,仓底尾砂浓度增加,便于增大仓底放砂浓度,该浓度远大于浓缩池或沉降槽底的浓度;弊的一面是立式砂仓直径减小,给仓顶尾砂的固液分离增加了难度:现代选矿工艺要求尾砂粒级组成越来越细,选厂尾砂由仓顶中心进入立式砂仓后,由于立式砂仓仓顶沉淀面积大大减小,仓顶周边溢流中常含有大量细颗粒,特别是当沉降面逐渐上升到一定高度后,料浆过渡速度增大,尾砂颗粒的沉降时间缩短,溢流浓度将越来越高,严重影响仓顶溢流的排放或溢流水的工业重复利用。为了解决上述问题,矿山实际充填管理中不得不建设备用充填系统,即多建立式砂仓,进行间歇沉降、轮换充填,该方法对于有些矿山不失为有效的权宜之计,但对于大面积推广立式砂仓充填技术来讲,其存在如下缺点:
(1)建设备用充填系统,大幅度地提高了初期充填固定资产投资;
(2)立式砂仓的充填能力降低,由于每批仓顶注(泵)入的尾砂通常需要3~4h自然沉淀澄清,为确保仓顶溢流不跑混,每次注入时间不宜过长,故严重影响立式砂仓仓底的放砂能力,据统计,对于一座1000m3容积的立式砂仓,其充填能力仅为250~400m3/d,难以满足规模较大的矿山充填要求;
(3)仓顶溢流水不符合工业水重复利用要求,无法形成工业水闭路循环系统,减少污水排放量。鉴于上述原因,要想完善立式砂仓充填技术,必须妥善解决立式砂仓仓顶的液固分离问题。。
1现代固液分离技术简介
液固非均一体系的分离技术,是分离工程学科的重要组成部分。在化工、冶金、纺织造纸、原子能工业以及公用、环境和生物工程中,液固体系的分离都占有不可低估的地位。它对于提高产品质量、缩短工艺流程、简化生产设备和防治环境污染,具有十分重要的意义。传统的固液分离技术主要分为二类,即沉降分离与过滤,包括重力沉降、离心沉降、重力过滤、真空过滤、压滤机、离心式过滤等分离方法。重力沉降借助自然重力,少用能源,故最为经济,虽系弱沉降分离,但均作为固液分离的首选手段。离心沉降、真空过滤、压滤、离心过滤等都是较强的分离手段,因需借助外力,要消耗较多的能源,从长远看,亦不可取。为降低能源消耗,现代分离技术还发展了一些辅助措施:
(1)采用联合流程,两种或两种以上的分离手段的合理搭配,优化配置;
(2)利用凝聚与絮凝等手段及助剂以提高沉降速度及过滤速度,利用预涂层、助滤剂等改善过滤性能,提高过滤速度;
(3)利用电场、磁场等辅助手段促进过滤分离,等等。
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