脫水乾燥

從選礦產品中除去水分的過程。選礦產品通常含有大量水分，如浮選精礦礦漿一般含水達70～85%。精礦經脫水可符合冶鍊和其他加工部門的要求；減少運輸困難和費用；將脫出的水返回選礦廠再用，可節省水耗。有時為了滿足下一步選別作業的要求，也需將選礦的中間產品進行脫水。

脫水的方法有：重力泄水、濃縮、過濾和乾燥。選擇脫水方法時應根據物料的性質（粒度、比重、磁性等）和脫水前後產品的水分來決定。

利用水自身的重力作用泄水，適於處理粗粒選礦產品，如經重介質選、跳汰選或粗砂搖床選的精礦。本法費用低，但產品的水分隨粒度的減小而急劇增大。設備有脫水篩、脫水斗式提升機、脫水倉和螺旋分級機等。過濾型離心脫水機利用離心力代替重力，可加速泄水速度，降低產品水分。70年代出現的旋流脫水篩，可用於煤末的脫水，效果很好。

細粒選礦產品的脫水通常分階段進行。如浮選精礦先經濃縮得出含水率為50～60%的濃縮產品；再經過濾，得含水率為10～20%濾餅。還可將濾餅乾燥，得出含水3～5%以下的乾產品。

礦漿中礦粒依靠重力作用沉降而脫水。常用設備為連續排礦的耙式濃縮機（圖1）,圓形槽內裝有緩慢轉動的耙架，濃縮產品（沉砂）被耙架上的葉片刮到中心，用泥漿泵從底部抽出，澄清水從頂部溢出。有些選礦廠採用變速泵排出沉砂，由放射線密度計自動控制沉砂的排出速度，保證沉砂濃度穩定。傳動方式有中心傳動式和周邊傳動式兩種。濃縮機的澄清能力（單位時間內所能澄清的水量）與槽的沉降面積成正比；而沉砂所能達到的濃度則取決於礦漿在槽中的停留時間；後者與槽的深度有關。為增大濃縮機處理能力，節省佔地面積，有時將濃縮機重疊成2～5層的多層濃縮機。此外，還有普遍應用傾斜板濃密箱。在方形角錐箱中置入兩組平行排列的傾斜板。給入的礦漿在傾斜板間上升，礦粒沉降在板上，大大縮短了沉降距離，並擴大了沉降面積。

當濃縮極細物料的礦漿時，可利用離心力代替重力以加速礦粒的沉降。常用設備有水力旋流器和沉澱式離心機。前者的工作原理和構造與分級設備相同。由於旋流器不易得到澄清的溢流，故通常僅用於第一段濃縮，得到濃度高且易於過濾的沉砂。渾濁的溢流送至濃縮機再濃縮。這樣可減少濃縮機所需沉降面積。沉澱式離心機是一種具有螺旋卸料裝置的連續工作的卧式離心機，脫水效率比水力旋流器高，溢流中的細粒粒度小於2μm,沉砂濃度可高達80～95%，不需再經過濾，能簡化脫水流程，但設備結構較複雜。當處理磁性物料時（如磁鐵礦精礦）可用磁力脫水槽濃縮。

濃縮時添加凝聚劑或絮凝劑可大大加速細粒物料的沉降。凝聚劑可使顆粒互相凝聚，常用的有硫酸和石灰等。絮凝劑可使細顆粒形成絮團，效果比一般凝聚劑更好。最常用的是聚丙烯醯胺，用量為2～50g/m3時就能使礦漿的濃縮和過濾速度大為增加。

在壓差的作用下使礦漿通過多孔的過濾介質進行固液分離。通過的液體為濾液，阻留的固體為濾餅。常用過濾介質是各種纖維（棉花、羊毛、人造纖維、玻璃纖維等）和金屬絲編織成的濾布，有時也採用砂礫、木炭等粒狀物和多孔陶瓷、多孔橡膠等。對過濾介質的基本要求是能阻留固體又不易堵塞、機械強度大、耐腐蝕、濾液通過阻力小等。粒狀物料較易過濾；粒度過細或顆粒易於變形的膠體顆粒或泥質物料，容易堵塞濾孔，降低過濾效率。可在過濾前將不易變形的粒狀硅藻土、活性炭、紙粕等助濾劑塗在濾布上或添加到礦漿中，過濾后，助濾劑與濾餅混在一起。添加絮凝劑能改善礦泥的過濾效率；用表面活性劑及高分子化合物助濾劑提高過濾效率的方法也取得了進展。

選礦廠常用的過濾設備是真空過濾機，有圓筒式和圓盤式兩種。前者是一個浸在礦漿槽中的旋轉圓筒，借裝在中空軸端的分配活門和許多支管將圓筒上的過濾面與真空泵和壓氣機連通，在圓筒旋轉一周中可連續完成過濾、洗滌(當過濾浸出溶液時)、吸干、吹落和排出濾餅等過程。過濾機根據過濾面的安裝位置又分外濾式和內濾式兩種。外濾式優點是易於洗滌和排出濾餅，適於過濾粒度均勻的細粒礦漿。內濾式礦漿槽在濾鼓裡，粗粒最先沉澱在濾布上，適用於過濾具有磁性團聚現象和磁鐵礦精礦。圓盤式真空過濾機用裝在中空軸上的2～12個圓盤代替圓筒，過濾面積大，佔地面積小。本機還可將礦漿槽分隔成若干部分，適於處理多種物料。

壓濾機的過濾壓力差大於真空過濾機，可提高濾液通過過濾介質的能力，適於處理難濾的礦漿和稀礦漿。過去採用間歇工作的壓濾機，濾餅的排出麻煩。70年代研製成連續自動操作的壓濾機（圖2）,處理量大，濾餅水分比真空過濾機低2%以上，應用範圍正逐漸擴大。此外，還有各種新型的真空過濾機，如適於粒狀物料的水平帶式真空過濾機、適於細粒粘性物料的折帶式真空過濾機和適於磁性物料的磁力真空過濾機等。對極細物料還有加熱（蒸汽）過濾的。

用加熱蒸發的方法除去水分。消耗熱量大，費用高，只在對精礦產品的水分要求特別嚴格的情況下才採用。選礦廠最常用的乾燥設備是圓筒乾燥機，它是一個用托輥支撐的傾斜迴轉長圓筒，濕物料從高端給入，沿圓筒向下移動，受煙道氣等乾燥介質作用加熱乾燥，乾燥后的物料從圓筒尾端排出。按傳熱方式分直接傳熱式、間接傳熱式和複式傳熱三種。直接傳熱式熱效率高，乾燥速度快；間接傳熱式物料不受乾燥介質污染。圓筒乾燥機熱效率高，生產能力大，操作方便，但乾燥時有部分細粒物料被熱風帶出，需設集塵裝置回收。選煤廠的末精煤及浮選精煤，採用流態化床層乾燥機及管式乾燥機進行乾燥。在這類乾燥機中，物料與乾燥介質接觸好，乾燥速度快，適於不耐高溫的物料，包括化學選精礦的乾燥。