專利名稱：一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于尾礦膏體處置領(lǐng)域，主要針對(duì)尾礦膏體處置中濃密脫水環(huán)節(jié)，適用于尾礦濃密技術(shù)，尤其對(duì)于細(xì)粒尾礦濃密研究具有重要意義。
背景技術(shù)：
隨著采礦技術(shù)的多年發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)以及安全生產(chǎn)越來越重視。同時(shí)，安全清潔的飲用水資源日益稀少，尤其是在中國，水被視為一種商品。目前，最為環(huán)保且安全的采礦方法是膏體充填采礦法。該采礦方法也稱為無廢開采，充填材料全部來自選廠尾礦，既能避免采礦帶來的地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)消除了尾礦庫，達(dá)到了“一廢治兩害”的目的。與之相對(duì)應(yīng)的膏體排放技術(shù)，具有節(jié)約水資源，揚(yáng)塵小，尾礦庫安全性高等優(yōu)點(diǎn)，是最為先進(jìn)的尾礦排放方式。綜上，膏體處置技術(shù)深得人心，是未來工業(yè)廢棄物利用的一個(gè)主要發(fā)展方向。在膏體處置技術(shù)中，尾礦濃密脫水是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于磨礦細(xì)度越來越細(xì)，尾礦濃密脫水的難度越來越大。膏體濃密脫水的新型設(shè)備是深錐濃密機(jī)，該類濃密機(jī)工作原理是尾砂顆粒在重力及攪拌作用下脫水壓密，形成高濃度的底流，其中攪拌作用主要依賴于耙架結(jié)構(gòu)。在耙架的作用下，尾礦不僅作沉降運(yùn)動(dòng)，而且作圓周運(yùn)動(dòng)。目前，在模擬深錐濃密脫水研究方面，常常采用量筒觀測尾礦沉降情況，以此來計(jì)算物料的單位面積處理能力與底流濃度。在量筒內(nèi)，尾礦沉降主要依賴于重力作用，從而導(dǎo)致尾礦極限濃度低，不能真實(shí)預(yù)測膏體濃度以及膏體濃密時(shí)間，尤其是對(duì)于細(xì)粒尾礦，保水性強(qiáng)，泌水性差，絮團(tuán)內(nèi)部以及絮團(tuán)之間的水必須借助耙子外力才能有效導(dǎo)出。為此，有必要尋求新型的尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，提高尾礦濃密脫水實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，為膏體技術(shù)工藝流程的確定與設(shè)備的選型提供理論依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種新型的尾礦濃密模擬裝置。該裝置能夠克服目前尾礦沉降、壓密實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷，主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)第一，實(shí)現(xiàn)尾礦濃密過程速度可調(diào)(0. 03r/min-500r/min),且速度可調(diào)至很慢，與深錐濃密機(jī)內(nèi)部I巴架旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)；第二，液位可調(diào)，之前尾礦沉降之后，上清液是人為倒出，而新型裝置上清液通過裝置側(cè)壁溢流口自然流出；第三，導(dǎo)水裝置結(jié)構(gòu)可調(diào)，可以根據(jù)導(dǎo)水桿的布置方式以及數(shù)量，來模擬導(dǎo)水效率；第四，絮凝劑添加更加科學(xué)，通過上部添加口進(jìn)行滴定，混合更加均勻；第五，可連續(xù)運(yùn)行不停止，對(duì)于實(shí)際尾礦濃密狀況模擬較為吻合，提高了尾礦濃密真實(shí)濃度預(yù)測的可靠性，規(guī)避了量筒靜態(tài)壓密模擬的較大誤差，從而為工業(yè)中尾礦濃密濃度范圍提供較為可靠的實(shí)驗(yàn)判據(jù)。本實(shí)用新型主體由微電機(jī)I、軸向固定螺栓2、電機(jī)傳動(dòng)軸3、立式圓筒4、導(dǎo)水裝置
5、傳動(dòng)軸連接器6、清水溢流口 7、裝置固定支架8和填料口 9組成，如圖I所示。微電機(jī)I位于支架8頂部，支架8頂部留有填料口 9，軸向固定螺栓2設(shè)于立式圓筒4的頂部，傳動(dòng)軸3位于立式圓筒4內(nèi)部的中心位置，立式圓筒4固定于支架8上；導(dǎo)水裝置5置于立式圓筒4內(nèi)部，且與立式圓筒內(nèi)壁間距為3mm 8mm ;傳動(dòng)軸接連器6位于導(dǎo)水裝置5底部，清水溢流口 7位于料漿容器左側(cè)外部。立式圓筒4上部的微電機(jī)I主要通過程序控制，可以通過程序確定微電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)時(shí)間及速度，微電機(jī)I具有自動(dòng)保護(hù)功能，當(dāng)扭矩過大時(shí)，會(huì)報(bào)警并向相反方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行能量釋放。微電機(jī) I的調(diào)速范圍為0. 03r/min-500r/min，轉(zhuǎn)速控制時(shí)間范圍為0 240h。軸向固定裝置2主要由軸向連接器及兩個(gè)固定螺栓組成。其中軸向連接器一端連著支架8，另一端支撐在立式圓筒4上。傳動(dòng)軸3的主要功能是將微電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)到導(dǎo)水裝置5上。傳動(dòng)軸3的上端與微電機(jī)I連接，下端位于立式圓筒底部中心的凹槽內(nèi)，凹槽直徑是傳動(dòng)軸3的I. I倍。傳動(dòng)軸3的特點(diǎn)在于方便拆卸，便于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后立式圓筒4、導(dǎo)水裝置5的清洗，實(shí)驗(yàn)尾礦出料方便。立式圓筒4高徑比為0. 5 2. 5，內(nèi)徑0. Im 0. 5m，高徑比通過不同溢流口 7來控制。內(nèi)部傳動(dòng)軸3和導(dǎo)水裝置5如圖2所示。為了便于觀測，立式圓筒4采用透明材料制作，且耐酸堿。筒壁自帶刻度，使用方便、準(zhǔn)確，與高速攝影機(jī)配合記錄尾礦沉降情況。立式圓筒4底部中心位置留有凹槽，傳動(dòng)軸3位于凹槽內(nèi)，凹槽限制傳動(dòng)軸3，防止傳動(dòng)軸3偏離圓筒中心。凹槽內(nèi)部有一金屬墊圈，防止傳動(dòng)軸3擊穿立式圓筒4，延長立式圓筒4使用壽命。導(dǎo)水裝置5采用不銹鋼材質(zhì)，不易生銹和腐蝕。導(dǎo)水裝置5的特點(diǎn)在于導(dǎo)水桿的數(shù)量和排列方式可變。導(dǎo)水桿的數(shù)量為2 4根，導(dǎo)水桿的排列方式可為相鄰或者相對(duì)。且導(dǎo)水桿位置高低可調(diào)，距離立式圓筒底部范圍為0. Olm 0. 05m。傳動(dòng)軸聯(lián)接器6的主要作用為連接傳動(dòng)軸3與導(dǎo)水裝置5。外觀呈現(xiàn)圓盤狀，中心位置鏤空，方便填料，導(dǎo)水桿上下各有一個(gè)連接器6。傳動(dòng)軸連接器6的特點(diǎn)在于隨意調(diào)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)水裝置5距離立式圓筒底部的相對(duì)位置上下可調(diào)。導(dǎo)水裝置5與圓盤連接器都是通過螺母固定，因此，拆卸方便，進(jìn)而可以調(diào)整導(dǎo)水桿5的數(shù)量和相對(duì)位置。溢流口 7間距為5cm 25cm，可以通過溢流口 7開放與閉合的多種不同組合，進(jìn)而控制料漿泥層高度。溢流口 7的閉合通過膠皮管與管夾配合來控制。支架8采用不銹鋼材質(zhì)，并涂有防腐層，美觀耐用。其主要作用是對(duì)微電機(jī)I、立式圓筒4等組件進(jìn)行固定裝配。支架8與微電機(jī)I通過螺母固定，支架8底部留有鋼制凹槽，恰好可以固定立式圓筒4，并通過螺栓對(duì)立式圓筒4的相對(duì)兩側(cè)進(jìn)行固定。填料口 9位于支架8的頂部，位于微電機(jī)I的一側(cè)。填料口 9的特點(diǎn)在于呈現(xiàn)圓形狀，為水、絮凝劑、尾礦的添加帶來極大方便。本實(shí)用新型占地面積小、移動(dòng)方便、動(dòng)力消耗低，裝置頂部留有物料及絮凝劑添加口，使用起來更加方便，時(shí)效性更好。有成本低、投資少、設(shè)備簡單、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)預(yù)測某一尾礦膏體濃度范圍和濃密時(shí)間，滿足礦山企業(yè)膏體濃密脫水環(huán)節(jié)的模擬要求，適用于有色、貴金屬、稀有金屬、黃金、鈾礦等各種礦山企業(yè)不同粒級(jí)范圍的尾礦。

圖I 尾礦濃密模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖2 導(dǎo)水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 填料支架頂部填料結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)例一某礦尾礦容重較小，孔隙率相對(duì)較大，-320目含量為45. 45%，屬于細(xì)粒尾礦。采用該裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速為0. 05r/min-0. 8r/min時(shí)，極限濃度范圍為67. 41%-70. 73%，可以認(rèn)為該濃度范圍即為該尾礦膏體濃度。不同轉(zhuǎn)速下，當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)到 12h時(shí)，料漿高度不再變化，達(dá)到極限濃度，可以認(rèn)為該尾礦在壓密時(shí)間為12h時(shí)濃度不再提高，建議深錐濃密機(jī)設(shè)計(jì)物料停留時(shí)間為12h。而該尾礦采用室內(nèi)量進(jìn)行筒靜態(tài)沉降得到的極限濃度為55. 82%?？梢姡揽快o態(tài)沉降裝置預(yù)測尾礦的極限濃度并不可靠，不能得到該尾礦制備膏體的最大濃度值。實(shí)例二某礦尾礦-200目達(dá)到35%，粒度相對(duì)較粗。試驗(yàn)主要考察尾礦膏體濃度、濃密時(shí)間、以及建議深錐濃密機(jī)高徑比。試驗(yàn)內(nèi)容共分為4組，方案設(shè)計(jì)依據(jù)是泥層高度不同，根據(jù)每組實(shí)驗(yàn)尾礦添加量依次遞增來實(shí)現(xiàn)泥層高度變化過程。尾礦添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為11%，25%，40%，50%，水的添加量均相同。4組實(shí)驗(yàn)絮凝劑噸耗(15g/t)、絮凝劑濃度(0. 3%)、轉(zhuǎn)速(0. lr/min)均相同。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)泥層高度范圍為31mm 200mm時(shí)，極限濃度范圍為73. 26% 78. 30%，且泥層越高，壓密濃度越大，且隨著壓密時(shí)間的不斷增加，濃度增加的速率逐漸減小，建議膏體濃度為76%左右。通過計(jì)算得極限濃度范圍對(duì)應(yīng)的高徑比范圍為
0.31 2，回歸分析得到極限濃度與高徑比之間呈拋物線關(guān)系，將膏體濃度76%代入，得到高徑比值為1，建議高徑比取I。不同泥層高度下，料漿停留時(shí)間達(dá)到6h時(shí)，底流濃度基本不再變化，當(dāng)停留時(shí)間達(dá)到9h時(shí)，料漿達(dá)到極限濃度。因此，建議物料在深錐濃密機(jī)內(nèi)部停留時(shí)間為9h，即可達(dá)到充分壓密。
權(quán)利要求1.一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，其特征在于由微電機(jī)(I)、軸向固定螺栓(2)、電機(jī)傳動(dòng)軸(3 )、立式圓筒(4 )、導(dǎo)水裝置(5 )、傳動(dòng)軸連接器(6 )、清水溢流口( 7 )、裝置固定支架(8)和填料口(9)組成；微電機(jī)(I)位于支架(8)頂部，支架(8)頂部留有填料口(9)，軸向固定螺栓(2)設(shè)于立式圓筒(4)的頂部，傳動(dòng)軸(3)位于立式圓筒(4)內(nèi)部的中心位置，立式圓筒(4)固定于支架(8)上，導(dǎo)水裝置(5)置于立式圓筒(4)內(nèi)部，且與立式圓筒內(nèi)壁間距為3mm 8mm，傳動(dòng)軸接連器(6)位于導(dǎo)水裝置(5)底部，清水溢流口(7)位于料漿容器左側(cè)外部。
2.如權(quán)利要求I所述的一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，其特征在于傳動(dòng)軸(3)，傳動(dòng)軸(3)頂部通過兩個(gè)螺栓與微電機(jī)(I)連接，下部位于立式圓筒(4)底部的凹槽內(nèi)，使得傳動(dòng)軸不易跑偏。
3.如權(quán)利要求I所述的一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，其特征在于立式圓筒(4)高徑比為0. 5 2. 5，內(nèi)徑0. Im 0. 5m，高徑比通過不同溢流口(7)來控制；立式圓筒(4)采用透明材料制成，筒壁自帶刻度，讀數(shù)更加方便；立式圓筒(4)底部中心位置留有凹槽，且凹槽直徑是傳動(dòng)軸3的I. I倍，凹槽內(nèi)部有一金屬墊圈，防止電機(jī)傳動(dòng)軸(3)擊穿立式圓筒(4)，延長裝置使用壽命。
4.如權(quán)利要求I所述的一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，其特征在于導(dǎo)水裝置(5)通過傳動(dòng)軸聯(lián)接器(6)與傳動(dòng)軸(3)固定在一起，導(dǎo)水裝置(5)共有2 4根導(dǎo)水桿，且相對(duì)排列；導(dǎo)水桿可以靈活拆卸，也可以進(jìn)行數(shù)量增加和排列方式變換；導(dǎo)水桿通過傳動(dòng)軸(3)帶動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)時(shí)間可調(diào)，轉(zhuǎn)速可調(diào)且轉(zhuǎn)速最低可達(dá)0. Olr/min。
5.如權(quán)利要求I所述的一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，其特征在于溢流口(7)各溢流口間距離相等，根據(jù)立式圓筒高度不同，間距范圍為0. 03m 0. 08m，通過溢流口開放與閉合的多種不同組合，進(jìn)而控制料漿泥層高度；溢流口的閉合通過膠皮管以及管夾來控制；模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，尾礦料漿隨著壓密時(shí)間的增加，溢流清水通過側(cè)壁不同溢流口(7)流出，進(jìn)而控制液面高度。
6.如權(quán)利要求(I)所述的一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，其特征在于尾礦及水通過支架(8)頂部料漿填料口(9)進(jìn)入立式圓筒(4)內(nèi)，絮凝劑通過滴定裝置在填料口(9)均勻加入，使用起來更加快捷、方便。
專利摘要一種尾礦濃密動(dòng)態(tài)模擬裝置，屬于尾礦膏體處置領(lǐng)域。由微電機(jī)1、軸向固定螺栓2、電機(jī)傳動(dòng)軸3、立式圓筒4、導(dǎo)水裝置5、傳動(dòng)軸聯(lián)接器6、清水溢流口7、裝置固定支架8和填料口9組成。微電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)尾礦濃密過程的速度調(diào)控，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水裝置的轉(zhuǎn)速可調(diào)，同時(shí)還能控制導(dǎo)水裝置的旋轉(zhuǎn)時(shí)間；側(cè)壁溢流口保證了料漿液位可調(diào)，尾礦沉降之后，溢流水通過側(cè)壁溢流口自然流出；導(dǎo)水裝置具有可變性，導(dǎo)水裝置數(shù)量可調(diào)，能根據(jù)導(dǎo)水桿的數(shù)量以及布置方式，來模擬導(dǎo)水效率；絮凝劑添加通過上部填料口進(jìn)行滴定，使用方便，混合均勻。本實(shí)用新型能在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)不同粒級(jí)組成的尾礦膏體濃度及濃密時(shí)間進(jìn)行可靠預(yù)測，滿足礦山企業(yè)膏體濃密脫水環(huán)節(jié)的物理模擬要求，為尾礦濃密提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。
文檔編號(hào)B01D21/18GK202446869SQ20122006920
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者吳愛祥, 尹升華, 王勇, 王洪江, 王貽明, 韓斌 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)