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一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置

基本信息

  • 申请号 CN201811376979.7 
  • 公开号 CN109459345A 
  • 申请日 2018/11/19 
  • 公开日 2019/03/12 
  • 申请人 华北科技学院  
  • 优先权日期  
  • 发明人 刘晓辉 欧阳振华 朱权洁 秦洪岩 彭瑞 赵希栋  
  • 主分类号 G01N11/00 
  • 申请人地址 100000 河北省廊坊市东燕郊学院街467号 
  • 分类号 G01N11/00 
  • 专利代理机构 北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙) 11548 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 李静 
  • 有效性 审查中-实审 
  • 法律状态 审查中-实审
  •  

摘要

本发明公开了一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置及其使用方法,包括搅拌制浆部分、变倾角流槽部分、仪表及工控机,所述搅拌制浆部分包括桨叶式搅拌桶、渣浆泵一、给料管道、清水管道及电动阀门,所述变倾角流槽部分包括给料箱、支架、透明流槽、集料箱、铰链装置、手动葫芦、渣浆泵二及附属管道,所述仪表包括安装于清水管道上的流量计一、安装于给料管道上的流量计二和安装于集料箱顶部的液位计。
本发明从膏体坡面流动的冲淤平衡理论出发,设计了变倾角流槽试验装置,通过观察样品在流槽不同倾斜坡度下的流动状态,最终判定其可能的堆积坡度,为尾矿处置问题的理论研究及工程设计提供手段。
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权利要求书


1.一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置,其特征在于,包括搅拌制浆部分、变倾角流槽部分、仪表及工控机(17),所述搅拌制浆部分包括桨叶式搅拌桶(1)、渣浆泵一(2)、给料管道(3)、清水管道(4)及电动阀门(5),所述清水管道(4)置于搅拌桶(1)上部,其入口端与外部供水管道连接;所述搅拌桶(1)将水与试验尾砂混合,制备为设计浓度的试验膏体,渣浆泵一(2)设置在搅拌桶(1)底部,所述变倾角流槽部分包括给料箱(6)、支架(7)、透明流槽(8)、集料箱(9)、铰链装置(12)、手动葫芦(13)、渣浆泵二(10)及附属管道(11),所述给料箱(6)与给料管道(3)连接,给料管道(3)出口端深入给料箱(6)底部,所述给料箱(6)固定于支架(7)上,给料箱(6)通过铰链装置(12)与透明流槽(8)连接,透明流槽(8)出口端连接手动葫芦(13)导链,通过手动葫芦(13)的起降实现对流槽倾斜坡度的调节;所述集料箱(9)置于透明流槽(8)出口端,集料箱(9)底部安设有渣浆泵二(10),通过管道(11)将样品泵送回搅拌桶(1)中,整个系统形成闭路循环系统,所述仪表包括安装于清水管道(4)上的流量计一(14)、安装于给料管道(3)上的流量计二(15)和安装于集料箱(9)顶部的液位计(16),所述流量计一(14)配合电动阀门(5)对清水添加量进行计量;所述流量计二(15)用于对给料流量进行实时检测;所述流量计一(14)、流量计二(15)和液位计(16)所检测的数据信息实时反馈至工控机(17)中,实现相应渣浆泵及电动阀门的自动启停。
2.根据权利要求1所述的一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置,其特征在于,所述渣浆泵一(2)将膏体通过给料管道(3)泵送至变倾角流槽中。
3.一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:称量试验尾砂,在搅拌桶中加入计算量的清水,搅拌制备成设计浓度的试验样品;第二步:按照设计流量向给料箱中给料;第三步:设定倾斜坡度,观察膏体在流槽中的流动沉积状况;第四步:待集料箱中收集到一定量的膏体样品时,开启渣浆泵二,将样品泵送回搅拌桶中,实现闭路循环;第五步:观察膏体流槽流动时有无明显沉积,如有沉积,则通过手动葫芦降低流槽出口端位置,加大流槽倾斜坡度,再进行上述循环,如无明显沉积,则此坡度即为所测的堆积坡度。
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说明书

技术领域
本发明涉及金属矿山尾矿处理技术领域,特别涉及一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置及其使用方法,为工程设计及运营管理提供参考依据。
背景技术
金属矿产资源的开发利用过程中将产生大量尾矿,是我国矿业可持续发展需要解决的关键问题。
膏体堆存是近年发展起来的一种新型尾矿处置工艺,其原理是将选矿厂的低浓度尾矿浆深度浓缩后,形成膏状的结构流体,再经管道泵送至排放点进行堆放,能够有效降低溃坝风险,提高回水利用率,减轻对周边生态环境的影响。
堆积坡度是尾矿膏体堆存系统工程设计及运营管理需要掌握的重要参数,为库区占地面积确定,筑坝工程量计算,防洪计算等问题提供基本依据。
对设计而言,堆积坡度测算的准确与否,直接影响整个工程在技术和经济上实施的可行性;对于系统运营而言,掌握堆积坡度的影响因素及规律,在排放过程中进行人为调控,使堆积坡度满足设计要求,进而实现尾矿安全、高效、经济储存的目的。
膏体堆积体的形成过程如下:随着堆积坡度增陡,排放尾矿开始逐渐汇集,并自动形成一束明流,由堆积体顶部经滩面流至坡脚,再转变成扩散流动。
膏体坡面流动过程中,坡度过陡则流速大,将对坡面产生冲刷从而降低流速;坡度过缓则流速小,粗粒尾矿发生沉积导致坡度变陡。
因此,膏体堆积坡度处于持续地动态调整中,直至达到一种动态平衡,尾矿即不产生冲刷,也不发生沉积,此时的坡降即认为是实际生产中将达到的堆积坡度。
传统一般采用简单的平地排放试验来研究膏体的堆积坡度,期望通过小规模的堆积模拟试验来确定大规模地表排放的堆积坡度,没有考虑排放过程中尾矿坡面流动的冲淤作用对堆积坡度的影响作用,在试验原理上有所不足,从而导致最终的测试数据不符合生产实际。
发明内容
为解决上述背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置及其使用方法,从膏体坡面流动的冲淤平衡理论出发,设计了变倾角流槽试验装置,通过观察样品在流槽不同倾斜坡度下的流动状态,最终判定其可能的堆积坡度,为尾矿处置问题的理论研究及工程设计提供手段。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置,包括搅拌制浆部分、变倾角流槽部分、仪表及工控机,所述搅拌制浆部分包括桨叶式搅拌桶、渣浆泵一、给料管道、清水管道及电动阀门,所述清水管道置于搅拌桶上部,其入口端与外部供水管道连接;所述搅拌桶将水与试验尾砂混合,制备为设计浓度的试验膏体,渣浆泵一设置在搅拌桶底部,所述变倾角流槽部分包括给料箱、支架、透明流槽、集料箱、铰链装置、手动葫芦、渣浆泵二及附属管道,所述给料箱与给料管道连接,且为减轻给料对试验的扰动,给料管道出口端深入给料箱底部,所述给料箱固定于支架上,给料箱通过铰链装置与透明流槽连接,透明流槽出口端连接手动葫芦导链,通过手动葫芦的起降实现对流槽倾斜坡度的调节;所述集料箱置于透明流槽出口端,用于收集流槽试验后的样品,集料箱底部安设有渣浆泵二,通过附属管道将样品泵送回搅拌桶中,整个系统形成闭路循环系统,所述仪表包括安装于清水管道上的流量计一、安装于给料管道上的流量计二和安装于集料箱顶部的液位计,所述流量计一配合电动阀门对清水添加量进行计量,进而实现对样品浓度的调节;所述流量计二用于对给料流量进行实时检测;所述流量计一、流量计二和液位计所检测的数据信息实时反馈至工控机中,实现相应渣浆泵及电动阀门的自动启停。
优选的,所述渣浆泵一将膏体通过给料管道泵送至变倾角流槽中。
一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置的使用方法,包括以下步骤:第一步:称量试验尾砂,在搅拌桶中加入计算量的清水,搅拌制备成设计浓度的试验样品;第二步:按照设计流量向给料箱中给料;第三步:设定倾斜坡度,观察膏体在流槽中的流动沉积状况;第四步:待集料箱中收集到一定量的膏体样品时,开启渣浆泵二,将样品泵送回搅拌桶中,实现闭路循环;第五步:观察膏体流槽流动时有无明显沉积,如有沉积,则通过手动葫芦降低流槽出口端位置,加大流槽倾斜坡度,再进行上述循环,如无明显沉积,则此坡度即为所测的堆积坡度。
通过上述技术方案,本发明提供的一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置及其使用方法,试验原理基于膏体坡面流动的“冲淤平衡理论”,在试验方法上进行了创新,通过观察样品在不同坡度表面上的流动沉积状态,判定其堆积坡度,避免了传统平地排放试验简单模拟、不切合实际的问题;试验样品在流槽模拟试验后,经集料箱收集后再返回至搅拌桶中,形成闭路循环系统,有利于在有限试验样品的条件下,尽可能多地收集试验数据,保证了试样的有效利用;同时还集成了多种仪表及控制系统,自动化程度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所公开的一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置的结构示意图。
图中:1、搅拌桶,2、渣浆泵一,3、给料管道,4、清水管道,5、电动阀门,6、给料箱,7、支架,8、透明流槽,9、集料箱,10、渣浆泵二,11、附属管,12、铰链装置,13、手动葫芦,14、流量计一,15、流量计二,16、液位计,17、工控机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供的一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置,如图1所示,包括搅拌制浆部分、变倾角流槽部分、仪表及工控机17,所述搅拌制浆部分包括桨叶式搅拌桶1、渣浆泵一2、给料管道3、清水管道4及电动阀门5,所述清水管道4置于搅拌桶1上部,其入口端与外部供水管道连接;所述搅拌桶1将水与试验尾砂混合,制备为设计浓度的试验膏体,渣浆泵一2设置在搅拌桶1底部,所述渣浆泵一2将膏体通过给料管道3泵送至变倾角流槽中,所述变倾角流槽部分包括给料箱6、支架7、透明流槽8、集料箱9、铰链装置12、手动葫芦13、渣浆泵二10及附属管道11,所述给料箱6与给料管道3连接,且为减轻给料对试验的扰动,给料管道3出口端深入给料箱6底部,所述给料箱6固定于支架7上,给料箱6通过铰链装置12与透明流槽8连接,透明流槽8出口端连接手动葫芦13导链,通过手动葫芦13的起降实现对流槽倾斜坡度的调节;所述集料箱9置于透明流槽8出口端,用于收集流槽试验后的样品,集料箱9底部安设有渣浆泵二10,通过附属管道11将样品泵送回搅拌桶1中,整个系统形成闭路循环系统,所述仪表包括安装于清水管道4上的流量计一14、安装于给料管道3上的流量计二15和安装于集料箱9顶部的液位计16,所述流量计一14配合电动阀门5对清水添加量进行计量,进而实现对样品浓度的调节;所述流量计二15用于对给料流量进行实时检测;所述流量计一14、流量计二15和液位计16所检测的数据信息实时反馈至工控机17中,实现相应渣浆泵及电动阀门的自动启停。
一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置的使用方法,包括以下步骤:第一步:称量试验尾砂,在搅拌桶中加入计算量的清水,搅拌制备成设计浓度的试验样品;第二步:按照设计流量向给料箱中给料;第三步:设定倾斜坡度,观察膏体在流槽中的流动沉积状况;第四步:待集料箱中收集到一定量的膏体样品时,开启渣浆泵二,将样品泵送回搅拌桶中,实现闭路循环;第五步:观察膏体流槽流动时有无明显沉积,如有沉积,则通过手动葫芦降低流槽出口端位置,加大流槽倾斜坡度,再进行上述循环,如无明显沉积,则此坡度即为所测的堆积坡度。
本发明公开的一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置及其使用方法,试验原理基于膏体坡面流动的“冲淤平衡理论”,在试验方法上进行了创新,通过观察样品在不同坡度表面上的流动沉积状态,判定其堆积坡度,避免了传统平地排放试验简单模拟、不切合实际的问题;试验样品在流槽模拟试验后,经集料箱收集后再返回至搅拌桶中,形成闭路循环系统,有利于在有限试验样品的条件下,尽可能多地收集试验数据,保证了试样的有效利用;同时还集成了多种仪表及控制系统,自动化程度高。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。
因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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