CN113984581A - 一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
本申请是发明名称为“一种尾矿膏体堆积坡度的测试装置”的分案申请，其中母案的申请号为201811376979.7，申请日为2018.11.19。
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，所述清水管道置于所述搅拌桶上部，所述清水管道的入口端与外部供水管道连接；所述搅拌桶用于将水与试验尾砂混合进而制备为设计浓度的试验膏体，所述渣浆泵一设置在所述搅拌桶底部，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，所述给料箱与所述给料管道的出口端连接，且为减轻给料对试验的扰动，给料管道的出口端伸入所述给料箱中的底部，所述渣浆泵一用于将所述试验膏体通过所述给料管道泵送至所述给料箱中，所述给料箱固定于所述支架上，所述给料箱通过所述铰链装置与所述透明流槽连接，所述透明流槽的出口端连接所述手动葫芦的导链，通过手动葫芦的起降能够实现对所述透明流槽倾斜坡度的调节；所述集料箱置于透明流槽的出口端的下方，用于收集流槽试验后的样品，所述集料箱底部安设有所述渣浆泵二，所述渣浆泵二通过所述附属管道将所述试验膏体泵送回所述搅拌桶中，整个系统形成闭路循环系统，所述仪表包括安装于所述清水管道上的流量计一、安装于所述给料管道上的流量计二和安装于所述集料箱顶部的液位计，所述流量计一配合所述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，实现所述渣浆泵一、所述渣浆泵二及所述电动阀门的自动启停。
优选的，所述搅拌桶为桨叶式搅拌桶。
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膏体；
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，观察试验膏体在透明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试验膏体时，开启渣浆泵二，将试验膏体泵送回搅拌桶中，实现闭路循环；
第五步：观察试验膏体在透明流槽流动时有无明显沉积，如有沉积，则通过手动葫芦降低透明流槽的出口端位置，加大透明流槽的倾斜坡度，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，搅拌制浆部分包括搅拌桶1、渣浆泵一2、给料管道3、清水管道4及电动阀门5，清水管道4置于搅拌桶1上部，清水管道4的入口端与外部供水管道连接；搅拌桶1用于将水与试验尾砂混合进而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，渣浆泵一2用于将试验膏体通过给料管道3泵送至变倾角流槽部分中，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，给料箱6与给料管道3的出口端连接，且为减轻给料对试验的扰动，给料管道3的出口端伸入给料箱6中的底部，渣浆泵一2用于将试验膏体通过给料管道3泵送至给料箱6中，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的出口端连接手动葫芦13的导链，通过手动葫芦13的起降能够实现对流槽倾斜坡度的调节；集料箱9置于透明流槽8的出口端的下方，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将试验膏体泵送回搅拌桶1中，整个系统形成闭路循环系统，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，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；流量计二15用于对给料流量进行实时检测；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，实现渣浆泵一2、渣浆泵二10及电动阀门5的自动启停。具体地，液位计16用于监测集料箱9中试验膏体的液位，当集料箱9中试验膏体的液位到达工控机17中的设定液位值时，工控机17控制渣浆泵二10开启，通过附属管道11将试验膏体泵送回搅拌桶1中，进而避免集料箱9中的试验膏体过满而溢出至外部。本实施例中的搅拌桶1为桨叶式搅拌桶。
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膏体；
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，观察试验膏体在透明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试验膏体时，开启渣浆泵二，将试验膏体泵送回搅拌桶中，实现闭路循环；
第五步：观察试验膏体在透明流槽流动时有无明显沉积，如有沉积，则通过手动葫芦降低透明流槽的出口端位置，加大透明流槽的倾斜坡度，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。
Claims (4)
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)置于所述搅拌桶(1)上部，所述清水管道的入口端与外部供水管道连接；所述搅拌桶(1)用于将水与试验尾砂混合进而制备为设计浓度的试验膏体，所述渣浆泵一(2)设置在所述搅拌桶(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)与所述给料管道(3)的出口端连接，所述渣浆泵一(2)用于将所述试验膏体通过所述给料管道(3)泵送至所述给料箱(6)中，所述给料箱(6)固定于所述支架(7)上，所述给料箱(6)通过所述铰链装置(12)与所述透明流槽(8)连接，所述透明流槽(8)的出口端连接所述手动葫芦(13)的导链，通过所述手动葫芦(13)的起降能够实现对所述透明流槽(8)的倾斜坡度的调节；所述集料箱(9)置于透明流槽(8)的出口端的下方，所述集料箱(9)底部安设有所述渣浆泵二(10)，所述渣浆泵二(10)通过所述附属管道(11)将所述试验膏体泵送回所述搅拌桶(1)中，整个系统形成闭路循环系统，所述仪表包括安装于所述清水管道(4)上的流量计一(14)、安装于所述给料管道(3)上的流量计二(15)和安装于所述集料箱(9)顶部的液位计(16)，所述流量计一(14)配合所述电动阀门(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)、所述流量计二(15)和所述液位计(16)所检测的数据信息实时反馈至所述工控机(17)中，实现所述渣浆泵一(2)、所述渣浆泵二(10)及所述电动阀门(5)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，所述给料管道(3)的出口端伸入所述给料箱(6)中的底部。
3.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，所述搅拌桶(1)为桨叶式搅拌桶。
4.一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膏体；
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，观察试验膏体在透明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试验膏体时，开启渣浆泵二，将试验膏体泵送回搅拌桶中，实现闭路循环；
第五步：观察试验膏体在透明流槽流动时有无明显沉积，如有沉积，则通过手动葫芦降低透明流槽的出口端位置，加大透明流槽的倾斜坡度，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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20220128 |