一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统及其操作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿山工程技术领域，尤其涉及一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量 系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002] 全尾砂固结排放将选矿厂排放的全尾砂经浓缩脱水和固结处理后，可利用矿山开 采形成的地表塌陷坑进行排尾，或堆存至地表其他适宜地点。全尾砂固结排放浆体的临界 流速的合理选择对尾矿排放成本、排放工艺的参数设计等都有重要影响，目前确定浆体排 放临界流速主要是借鉴充填系统的方法，即通过经验公式的计算和经验值来确定。上述方 法不仅计算公式繁琐，计算精确度低，且确定出的浆体临界流速局限性大，与工程实际差距 大，不能满足全尾砂固结排放输送要求。基于上述情况，迫切需要一种成本低、可重复使用、 操作简便的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，达到高效、精确、经济的确定不同条件 下的浆体输送临界流速值，指导固结排放工艺中浆体输送工作的目的。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例的目的在于提出一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，通过 配料机构、搅拌机构、管道输送机构、数据采集处理机构的高效配合，实现不同浓度的固结 排放浆体输送过程中沿程阻力损失与输送速度之间的实时监测，达到高效、精确、经济的确 定不同条件下的浆体输送临界流速值，指导固结排放工艺中浆体输送工作的目的。为了实 现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0004] 一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，包括：
[0005] 配料机构，包括水箱、全尾砂仓、胶凝剂仓、称重装置、导管，所述水箱、全尾砂仓、 胶凝剂仓分别通过各自导管与称重装置连接；
[0006] 搅拌机构，包括搅拌机、料浆池，所述搅拌机置于所述料浆池内部，所述料浆池置 于所述称重装置附近；
[0007] 管道输送机构，包括控制阀、压浆泵、出口阀、管道、回收仓，所述压浆泵通过所述 控制阀与料将池底部相连，所述出口阀左端与管道固连右端与所述压浆泵固连，所述回收 仓置于管道尾部；
[0008] 数据采集处理机构，包括电磁流量计、压力变送器、数据电缆、中央处理器，所述电 磁流量计置于管道左端头直管段内部，所述压力变送器均匀布置于所述管道内部六处且六 处位置高程一致，所述中央处理器通过数据电缆分别与所述电磁流量计、压力变送器相连。
[0009] 优选地，所述压浆泵为离心泵，其左端与出口阀相连，右端与控制阀相连。
[0010] 优选地，所述管道管径根据实验要求共计40mm、50mm、60mm三种，且其总长度为 15m〇
[0011] 优选地，所述电磁流量计置于管道左端头直管段内部，通过数据电缆与中央处理 器相连。
[0012] 优选地，所述压力变送器均匀布置于所述管道内部六处且六处位置高程一致，通 过数据电缆与中央处理器相连。
[0013] 本发明还提出了一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统操作方法，应用上述 系统，其包括如下工作步骤：
[0014] a、将本发明各个机构连接完毕，在搅拌机内加入清水并运行该系统，进行系统调 试；
[0015] b、根据实验所需浓度，将水箱、全尾砂仓和胶凝剂仓中原料通过导管导入称重装 置内进行称重，然后将原料置于料将池内经搅拌机搅拌制备出密度均匀的浆体；
[0016] c、根据全尾砂物理力学性质，通过公式计算出该浓度下浆体临界流速范围，并预 设若干个流速所对应的流量梯度，打开控制阀、出口阀，并启动压浆泵使浆体开始在管道中 流动l-2min，记录电磁流量计和压力变送器数值，然后调节出口阀以改变压浆泵泵送流量， 至最大流量梯度后停止，每个梯度测试持续20s，在此过程中中央处理器自动记录电磁流量 计及压力变送器数值变化情况；
[0017] d、浆体测试完毕，清水清洗系统并风干；
[0018] e、中央处理器中读取电磁流量计及压力变送器输送的数据；
[0019] f、利用读取出的具体数据通过中央处理器计算出浆体临界流速；
[0020] g、进行下一浓度浆体实验时，依次循环步骤b_f ;
[0021] h、整体实验完毕，拆卸本发明，并将各机构密封保存。
[0022] 与现有浆体临界流速测量法相比，本发明具有如下优点：
[0023] 本发明述及的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，通过六个均匀分布于管道 内且位于同一高程的压力变送器，测量出浆体在管道内的压力值Pl~P6,排除去方差最 大的两组数据，即可算出一定管道长度L之间的最小压差ΛΡ/L，单位kPa · πΓ1;通过电磁 流量计可测得最小压差所对应的管道流量Qm，从而得到浆体在该管径输送下的临界流速 vl=^\本发明参考但不完全依托临界流速的经验公式，综合考虑了管径、浆体浓度及 排放尾砂的物理性质对浆体输送过程中临界流速的影响，可根据不同矿山的尾砂实际情 况，进行试验模拟，对于固结排放工艺中的输送问题具有实际指导意义。
【附图说明】
[0024] 图1为全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统的工作流程示意图
[0025] 图中：1_水箱；2_全尾砂仓；3_胶凝剂仓；4_称重装置；5_搅拌机；6-料浆池； 7_控制阀；8-压浆泵；9-电磁流量计；10-管道；11-压力变送器；12-数据电缆；13-中央 处理器；14-回收仓；15-出口阀；16-导管。
【具体实施方式】
[0026] 下面对本发明做进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于以下所描述具体实 施方式的范围。
[0027] 结合图1所示，一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，配料机构，所述水箱 1、全尾砂仓2、胶凝剂仓3分别通过各自导管16与称重装置4连接；搅拌机构，所述搅拌机 5置于所述料浆池6内部，所述料浆池6置于所述称重装置4附近；管道输送机构，所述压 浆泵8通过所述控制阀7与料将池底部相连，所述出口阀15左端与管道10固连右端与所 述压浆泵8固连，所述回收仓14置于管道10尾部；数据采集处理机构，所述电磁流量计9 置于管道10左端头直管段内部，所述压力变送器11均匀布置于所述管道10内部六处且六 处位置高程一致，所述中央处理器13通过数据电缆12分别与所述电磁流量计9、压力变送 器11相连。
[0028] 所述数据处理系统可实现所测数据的在线记录，包括实时数据、历史曲线、数据计 算处理、数据绘图和系统退出等功能。
[0029] 取某矿全尾砂固结排放浆体作为试验样品，全尾砂粒级分布见表1，该尾砂真密 度γ ,为2. 8g · CnT3，胶凝剂为配制的新型胶凝材料N. T. C. - I，掺量为4. 5 %，浆体浓度为 73% -78%。
[0030] 表1尾砂粒径级配
【主权项】
1. 一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，其特征在于：所述全尾砂固结排放浆 体临界流速测量系统包括： 配料机构，包括水箱、全尾砂仓、胶凝剂仓、称重装置、导管，所述水箱、全尾砂仓、胶凝 剂仓分别通过各自导管与称重装置连接； 搅拌机构，包括搅拌机、料浆池，所述搅拌机置于所述料浆池内部，所述料浆池置于所 述称重装置附近； 管道输送机构，包括控制阀、压浆泵、出口阀、管道、回收仓，所述压浆泵通过所述控制 阀与料将池底部相连，所述出口阀左端与管道固连右端与所述压浆泵固连，所述回收仓置 于管道尾部； 数据采集处理机构，包括电磁流量计、压力变送器、数据电缆、中央处理器，所述电磁流 量计置于管道左端头直管段内部，所述压力变送器均匀布置于所述管道内部六处且六处位 置高程一致，所述中央处理器通过数据电缆分别与所述电磁流量计、压力变送器相连。
2. 根据权利要求1所述的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，其特征在于：所述 压浆泵为离心泵，其左端与出口阀相连，右端与控制阀相连。
3. 根据权利要求1所述的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，其特征在于：所述 管道管径根据实验要求共计40mm、50mm、60mm三种，且其总长度为15m。
4. 根据权利要求1所述的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，其特征在于：所述 电磁流量计置于管道左端头直管段内部，通过数据电缆与中央处理器相连。
5. 根据权利要求1所述的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，其特征在于：所述 压力变送器均匀布置于所述管道内部六处且六处位置高程一致，通过数据电缆与中央处理 器相连。
6. -种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统操作方法，其特征在于，采用如权利要 求1至5任一项所述的全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，包括如下步骤： a、 将本发明各个机构连接完毕，在搅拌机内加入清水并运行该系统，进行系统调试； b、 根据实验所需浓度，将水箱、全尾砂仓和胶凝剂仓中原料通过导管导入称重装置内 进行称重，然后将原料置于料将池内经搅拌机搅拌制备出密度均匀的浆体； c、 测试阶段：根据全尾砂物理力学性质，通过公式计算出该浓度下浆体临界流速范围， 并预设若干个流速所对应的流量梯度，打开控制阀、出口阀，并启动压浆泵使浆体开始在管 道中流动l_2min，记录电磁流量计和压力变送器数值，然后调节出口阀以改变压浆泵泵送 流量，至最大流量梯度后停止，每个梯度测试持续20s，在此过程中中央处理器自动记录电 磁流量计及压力变送器数值变化情况； d、 浆体测试完毕，清水清洗系统并风干； e、 中央处理器中读取电磁流量计及压力变送器输送的数据； f、 利用读取出的具体数据通过中央处理器计算出浆体临界流速； g、进行下一浓度浆体实验时，依次循环步骤b-f ; h、 整体实验完毕，拆卸本发明，并将各机构密封保存。
【专利摘要】本发明公开了一种全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统及其操作方法。所述全尾砂固结排放浆体临界流速测量系统，包括配料机构、搅拌机构、管道输送机构、数据采集处理机构，配料机构设置有水箱、全尾砂仓、胶凝剂仓、称重装置、导管，搅拌机构设置有搅拌机、料浆池，管道输送机构设置有控制阀、压浆泵、出口阀、管道、回收仓，数据采集处理机构设置有电磁流量计、压力变送器、数据电缆、中央处理器。本发明通过配料机构、搅拌机构、管道输送机构、数据采集处理机构的高效配合，实现不同浓度的固结排放浆体输送过程中沿程阻力损失与输送速度之间的实时监测，达到高效、精确、经济的确定不同条件下的浆体输送临界流速值，指导固结排放工艺中浆体输送工作的目的。
【IPC分类】G01P5-14
【公开号】CN104678124
【申请号】CN201510104311
【发明人】徐文彬, 朱时廷, 魏书祥, 侯运炳
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月10日