泡沫泵的发展及选型实践

 

1　泡沫泵种类及特点

 

　　目前，国内外使用的泡沫输送泵采用的都是离心式渣浆泵，在泵型结构上，主要经历了以下几种泵结构。

 

1.1　普通卧式离心式渣浆泵

 

　　普通的卧式离心式渣浆泵一般采用AH 系列及ZJ 系列，其中AH 系列渣浆泵是 20 世纪 80 年代中期引进的国外技术；ZJ 系列为20 世纪80 年代末期，由煤炭科学技术研究院有限公司开发设计的渣浆泵系列。因为这2 种类型的渣浆泵在选矿厂矿浆输送上应用广泛，技术相对成熟，所以最初国内外在浮选泡沫泵的选型时，都采用这种普通离心式渣浆泵代替泡沫泵用于泡沫矿浆的输送。由于这些泵结构都不是专门为输送浮选泡沫而设计，所以在实际运行中，经常出现输送量达不到设计要求，矿浆池溢浆等现象。常见的离心式渣浆泵的结构如图1 所示，普通卧式渣浆泵在浮选工艺上的运用。

 

　采用普通离心式渣浆泵作为泡沫泵使用，有以下缺点：①为了输送较大空气体积分数的浆体，必须使用更大尺寸的渣浆泵，在部分空气体积分数大的工位中，即使加大泵型也难于输送；②必须在高效点左边的区域运行，渣浆泵偏小流量运行严重；③输送含泡沫浆体时效率明显降低，效率的降低意味着能耗的增加。

 

　　虽然普通的卧式渣浆泵存在诸多不适合浮选泡沫矿浆输送的缺点，但由于其具有结构简单、技术成熟、价格便宜以及可选择的厂家众多等优点，所以目前各大矿山仍然在使用。

 

1.2　立式泡沫渣浆泵

 

　　由于普通卧式泡沫泵在输送泡沫矿浆时，经常出现矿浆输送困难，矿浆池溢流现象。20 世纪90 年代，国内开始引进AF 系列立式泡沫泵，用于浮选泡沫的输送。与普通离心式渣浆泵相比，立式泡沫泵具有以下优点：使用具有切向入料口的锥形给料箱，泡沫矿浆通过切向入料口进入锥形给料箱，螺旋进入锥形给料箱底部，在螺旋进入的同时，相当于加大了泡沫矿浆与空气的接触时间，有益于矿浆中气体的析出；使用半开式叶轮，加大了气泡的输送能力。

 

立式泡沫泵由于其结构上的限制，具有以下明显的缺点：①主轴悬臂长，输送扬程受到临界转速的限制；②使用了锥形给料桶，导致占地面积大；③设备稳定性较卧式泵差，易产生振动；④价格高于卧式泵；⑤泵过流部分在锥形桶的下部，导致检修非常困难。

 

　　采用立式泡沫泵作为浮选泡沫的输送，输送效果要优于普通的卧式离心式渣浆泵，但效果并不明显。相反，由于其缺点突出，在实际生产应用中问题凸显，因此目前立式泡沫泵在国内矿山已经逐步淘汰，现已逐渐被普通卧式离心式渣浆泵替代。

 

1.3　特殊设计的卧式离心式泡沫泵

 

　　21世纪初期国内开始有选矿厂外购国外专业的泡沫泵，其使用效果显著。这种泡沫泵采用的是特殊设计的卧式离心式泡沫泵，从流体力学水力模型上解决了普通离心式渣浆泵输送泡沫困难的问题，从根本上解决了泡沫矿浆的输送。特殊设计的卧式离心式泡沫泵

 

　这种专门为泡沫输送设计的卧式离心式泡沫泵具有如下优点：①超大吸入尺寸，按照含气浆体流量而设计的进口尺寸；②半开式带螺旋压缩功能的金属叶轮，保留了离心式叶轮的特点，具有较高的输送扬程，同时具有螺旋叶片的优点，适合输送高含气量矿浆；③能够稳定输送，不会因断流却导致流量不稳；④输送效率明显高于其他类型的渣浆泵，能耗相对较低。

 

　　从目前国外选矿厂来看，采用特殊设计的泡沫泵已成为浮选泡沫矿浆输送的首选，但国内还没有大面积推广应用。其主要原因在于特殊结构设计的泡沫泵在国内只有少数厂家生产，而国外设备价格昂贵。

 

　　这种特殊设计的泡沫泵在国外矿山被应用于浓密机底流的输送，螺旋叶片对高浓度浆体进行一定程度的剪切作用，降低了浆体的黏性，同时提高了浆体的可输送性。