盧 昌，吳秋云，李龍濃，何加才

（云南磷化集團有限公司 安寧礦業(yè)分公司，云南 安寧 650304）

濃密機在磷礦漿生產(chǎn)過程中起到濃縮脫水的作用，是生產(chǎn)流程中的重要組成部分。安寧礦業(yè)分公司（以下簡稱公司）原礦石經(jīng)破碎、磨礦、浮選3道工序加工出合格的精礦漿，將低濃度的精礦漿經(jīng)過濃密系統(tǒng)提升濃度至55%左右，然后通過管道輸送至下游用戶。濃密機的正常運行對公司精礦輸送的效率及廠內(nèi)回水的使用至關(guān)重要。公司使用的濃密機為NXZ系列中心傳動高效濃縮機，其自帶觀察孔，可觀察濃密機內(nèi)部礦漿的沉降情況，但經(jīng)過長期使用礦漿沉積附著在濃密機內(nèi)壁，清理困難，觀察孔已不能正常使用。

公司原濃密系統(tǒng)澄清水層深度的監(jiān)測方法如下：一是僅憑肉眼觀測澄清水層液面，此辦法只在澄清水層深度小于30 cm時適用，達不到預警濃密跑混以提前做出調(diào)整措施的目的；二是采用取樣壺伸入澄清水層中，通過晃動取樣壺，觀測液面是否渾濁來判斷澄清水層深度，在澄清水層深度大于80 cm 時，很難通過晃動取樣壺使液面渾濁，此方法對濃密系統(tǒng)溢流跑渾預警效果差，效率低，且此監(jiān)測方法操作不便，存在較大的安全隱患。因此，急需找到一種方法監(jiān)測澄清水層深度，并實現(xiàn)跑渾預警。

1 虹吸現(xiàn)象原理

虹吸現(xiàn)象是指液體通過管道從液位高的一端經(jīng)過高出液面的管道自動（靜壓差）流向液位低的另一端，所用管道叫虹吸管［1］（見圖1）。

圖1 虹吸原理示意

虹吸的實質(zhì)是因為液體壓強和大氣壓強而產(chǎn)生。因為h1＜h2，所以根據(jù)帕斯卡定律p=ρgh［2］，裝置中左管中的液體壓強小于右管的液體壓強，另外，在B點跟C點分別有大氣壓的作用，大氣壓表現(xiàn)為上低下高，但在此處B點與C點高度相對地球的大氣壓計算高度來說，可以忽略兩者間的大氣壓強差值，即p1≈p2。所以，（p1-ρgh1） ＞（p2-ρgh2），那么在A左端的壓強就大于A右端的壓強，在大氣壓和液體壓強的共同作用下，液體朝右方移動。

虹吸現(xiàn)象中液體流動的動力是由液體的靜壓差提供，但要實現(xiàn)虹吸還必須滿足3 個條件：（1）B液面高于C液面，即虹吸的本質(zhì)仍是重力作用下的液體由高處向低處流，這是內(nèi)因；（2）虹吸管最高點的高度不超過B液面的p1/ρg，即虹吸需要借助液面B的壓力向上流動以越過虹吸管的最高點，這是外因；（3）虹吸管內(nèi)必須充滿液體達到液封狀態(tài)，這是觸發(fā)條件［3］。

2 自制溢流跑渾預警裝置

2.1 預警裝置的設計

對濃密機及溢流回水池進行實地測量，回水池內(nèi)液面距地面最大高度為2.60 m，濃密機距地面最大高度為7.35 m，濃密機內(nèi)液面距頂端最大距離為0.30 m，則澄清層液面距地面最小高度為7.05 m。澄清層液面最小距地高度大于回水池內(nèi)液面最大距地高度，滿足實現(xiàn)虹吸的內(nèi)因。

濃密機距地面最大高度為7.35 m，澄清層液面距地面最小高度為7.05 m，選用的虹吸管管徑為DN32，則虹吸管最高點距澄清層的最大高度為0.62 m，小于大氣壓強支持的水柱高度（澄清層液體密度近似水的密度），滿足實現(xiàn)虹吸的外因。

在虹吸管出口處安裝一只DN32 的閥門，閥門前端焊接一根帶閥門的補水管。關(guān)閉虹吸管出口處閥門，打開補水管閥門，使水充滿虹吸管達到液封狀態(tài)，滿足實現(xiàn)虹吸的觸發(fā)條件。而后打開虹吸管出口處閥門，關(guān)閉補水管閥門，虹吸管可正常工作（見圖2）。

圖2 裝置設計簡圖

2.2 預警裝置的安裝

自濃密機靠近溢流管處布置兩根DN32 的虹吸管至回水泵房后溢流回水池，兩根DN32 虹吸管插入濃密機澄清層深度分別為1.0、1.4 m。在兩根DN32 的虹吸管出口處分別安裝一只DN32 的閥門，閥門前端焊接一根帶閥門的補水管。一是用于DN32 鋼管在內(nèi)部含有空氣不能完成虹吸過程的時候進行充水液封，保證濃密機澄清水能夠正常引至回水池；二是在DN32 鋼管堵塞的時候能夠進行反沖，對管道進行疏通。

2.3 預警裝置的使用

在濃密機正常運行時，保持閥門常開，兩根虹吸管作為新增溢流水管使用，對濃密機溢流水進行實時監(jiān)控。當插入深度為1.4 m的DN32虹吸管出現(xiàn)跑渾時，距濃密機溢流整體出現(xiàn)跑渾還有2.0 ～2.5 h，崗位人員應關(guān)閉插入深度為1.4 m的虹吸管閥門，采取相應的控制措施，在一定時間后打開裝置檢查沉降情況是否好轉(zhuǎn)；當插入深度為1.0 m的虹吸管出現(xiàn)跑渾時，距濃密機溢流整體出現(xiàn)跑渾還有1.0 ～1.5 h，崗位員工應關(guān)閉插入深度為1.0 m的虹吸管閥門，在采取相應控制措施的同時上報相關(guān)技術(shù)人員，并在一定時間后打開裝置檢查沉降情況是否好轉(zhuǎn)。

2.4 應用效果

自制濃密溢流跑渾預警裝置的使用，可以提前2.0 ～2.5 h 對濃密機跑渾進行預警，給崗位員工充足的時間采取一系列調(diào)整措施，形成提前布控的操作模式，從源頭上對濃密跑渾進行預警并加以控制，減少了濃密溢流跑渾的頻率，降低了跑渾帶走的精礦量。同時，避免了跑渾發(fā)生時為了迅速提高濃密機沉降效果而加大絮凝劑用量的情況，節(jié)約了絮凝劑的使用成本。

3 結(jié)語

利用虹吸原理自制濃密跑渾預警裝置，解決了濃密機澄清層監(jiān)測的盲點，為濃密系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了保障。該預警裝置的應用為濃密機溢流跑渾預警開辟出了一條新的途徑，且裝置制作成本較低，取得效果明顯，具有廣泛的推廣價值。