浓浆泵(如螺杆泵、柱塞泵、隔膜泵等)专为输送高浓度、高黏度或含大颗粒的浆体设计,在输送高浓度矿浆时相比普通渣浆泵具有显著优势。以下是具体分析:
特性 | 普通渣浆泵(离心式) | 浓浆泵(正位移式) |
---|---|---|
适用浓度范围 | ≤40%(质量分数) | 40%~80%(可输送膏状矿浆) |
扬程稳定性 | 随浓度升高急剧下降 | 几乎不受浓度影响 |
流量控制精度 | 需阀门调节,能耗高 | 脉冲小,流量精确可调(±1%) |
耐磨损性 | 叶轮高速冲刷磨损快 | 低速运行,磨损降低50%~70% |
汽蚀敏感性 | 极易汽蚀(NPSHr要求高) | 自吸能力强,抗汽蚀 |
能耗效率 | 浓度>30%时效率<50% | 效率保持60%~75% |
工作原理:
正位移泵(如螺杆泵)通过密闭腔体推进浆体,不受流体黏度影响。
案例:某金矿输送65%浓度氰化尾矿(黏度>5000cP),螺杆泵流量保持设计值95%,而离心泵仅剩30%。
无离心力限制:
可输送固液比达4:1的膏体(如陶瓷行业75%浓度的釉料)。
大颗粒通过能力:
单螺杆泵可通过粒径≤转子螺距1/4的固体(如Φ50mm的矿石颗粒)。
剪切敏感性介质:
蠕动泵(如Verderflex)输送絮凝剂溶液时不破坏分子链结构。
磨损控制:
柱塞泵的陶瓷柱塞寿命可达8000小时(浓度60%铁矿浆)。
橡胶衬里螺杆泵定子耐磨损性比金属叶轮高3倍。
密封解决方案:
采用双端面机械密封+冲洗液(如石墨/碳化硅配对),防止矿浆侵入。
节能显著:
在输送70%浓度铜精矿时,隔膜泵比多级离心泵节能40%(功率从55kW降至33kW)。
自动化兼容:
柱塞泵可通过PLC实现压力-流量闭环控制,匹配压滤机变阻力工况。
泵型 | 最佳浓度范围 | 特点 | 典型品牌 |
---|---|---|---|
单螺杆泵 | 40%~75% | 耐磨损,适合含颗粒介质 | Netzsch、莫诺泵 |
柱塞泵 | 50%~80% | 超高压力(可达20MPa) | GEHO、威海双轮 |
隔膜泵 | 30%~70% | 无泄漏,适合腐蚀性矿浆 | LEWA、米顿罗 |
蠕动泵 | 20%~60% | 无阀门,维护简单 | Verderflex、沃森马洛 |
流变特性测试
测定矿浆的屈服应力(τ₀)和塑性黏度(μₚ),确保泵的推进力满足:
(为剪切速率)
功率计算修正
浓度 | 修正系数(相对于清水) |
---|---|
50% | 1.8~2.2 |
70% | 2.5~3.0 |
耐磨件寿命预测
:磨损件寿命(小时)
:材料常数(橡胶取500,陶瓷取1200)
:固体浓度(%)
:颗粒中值粒径(mm)
定期检查:
螺杆泵定子每500小时测量内径膨胀(>3%需更换)。
隔膜泵液压油每2000小时更换。
防固化停机:
长时间停泵前需用清水冲洗流道(尤其对磷酸盐类矿浆)。
振动监测:
安装加速度传感器,振动值>7.1mm/s时预警。
项目 | 离心渣浆泵(30%浓度) | 螺杆泵(60%浓度) |
---|---|---|
设备成本 | 1x | 1.8x |
能耗(kWh/t) | 5.2 | 3.1 |
年维护费用 | ¥12万 | ¥7万 |
3年总成本 | ¥156万 | ¥128万 |
浓浆泵通过正位移原理和耐磨设计,解决了高浓度矿浆输送中的核心痛点,尤其适合:
浓度>40%的精矿/尾矿输送
需精确计量的药剂添加
高压压滤机进料工况
选型时建议联合厂家进行介质试验,避免因流变特性不匹配导致性能偏差。
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