一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置的制作方法

本發(fā)明涉及金屬礦山尾礦處置，特別是尾礦濃密脫水的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置。

背景技術(shù)：

深錐濃密機是尾礦膏體處置的核心設(shè)備，其能夠?qū)⑦x礦廠質(zhì)量分數(shù)較低的來料礦漿通過濃密脫水后制備成適宜于管道輸送的膏狀物料。給料系統(tǒng)是深錐濃密機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其主要有兩方面的作用：一是對來料礦漿進行稀釋，使其達到與絮凝劑溶液作用的最佳濃度；二是使礦漿、水和絮凝劑充分混合，以便獲得較好的絮凝效果，加快絮團顆粒沉降速度，增大濃密機處理能力。

在實際生產(chǎn)中，深錐濃密機給料系統(tǒng)的設(shè)計目前主要包括兩種形式，即無動力稀釋及動力稀釋。其中，無動力稀釋以FLSmidth的E-DUC給料系統(tǒng)為代表，其主要是基于虹吸原理，利用漿體與清水的速度差，將上部澄清層中的水分吸入稀釋管中，從而降低給料濃度；其優(yōu)點在于無需外部動力，且料漿在進入給料井之前就被完全稀釋，并且與絮凝劑溶液充分混合；缺點是混入水量是根據(jù)給礦管道出口的速度決定，不能任意調(diào)節(jié)，來料工況波動較大時，其適用性較差。動力稀釋以AUTOTEC的“渦輪”自動稀釋系統(tǒng)為代表。該系統(tǒng)利用低水頭軸流泵將濃密機上部溢流水注入給料筒中，因此能夠?qū)o料礦漿進行精確稀釋，適合在給料量變化范圍較大的情況下運行，但同時增加了系統(tǒng)的能耗損失。

由于不同礦山尾礦顆粒的物理、化學性質(zhì)千差萬別，在針對某具體礦山進行設(shè)備選型及工藝設(shè)計時，需要根據(jù)實際情況進行選擇合適的給料系統(tǒng)方式，須首先開展?jié)饷軝C給料過程的模擬實驗，探求合理的給料工況，分析設(shè)備適用性，為設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及優(yōu)化改造提供依據(jù)。但作為一種實驗裝置，又須面向各種不同的測試樣品及工況條件，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)節(jié)，以及礦漿不同稀釋方式的切換。目前，尚無合適的實驗裝置能解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置，該實驗裝置可以針對各種不同的測試樣品及工況條進行給料過程的模擬，該裝置還可以根據(jù)需要選擇不同的礦漿稀釋方式進行模擬，從而為設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及優(yōu)化改造提供依據(jù)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置，包括濃密機本體及設(shè)于濃密機本體上部的溢流槽，還包括：中心圓筒，所述中心圓筒上下敞口并固定安裝于所述濃密機本體內(nèi)中上部；虹吸管，可拆卸的水平安裝于所述中心圓筒上部的外側(cè)旁，所述虹吸管的入口端呈錐形擴口結(jié)構(gòu)且其一部分或全部位于所述溢流槽中的液面以下，所述虹吸管的出口端貫穿所述中心圓筒的筒壁并深入到所述中心圓筒內(nèi)；入口管道，所述入口管道的出口端為可伸縮結(jié)構(gòu)且其外徑小于所述虹吸管的內(nèi)徑，可插入到所述虹吸管的入口端的所述錐形擴口結(jié)構(gòu)內(nèi)或者插入到所述虹吸管的管路深處，所述入口管道的入口端接入給料系統(tǒng)；給料系統(tǒng)，設(shè)于所述濃密機本體的外部，所述給料系統(tǒng)可選擇的將來料礦漿直接輸出或者稀釋后輸出。

進一步，在所述中心圓筒的上部內(nèi)側(cè)壁，可拆卸的安裝有導流槽，所述導流槽的入口端與所述虹吸管的出口端相連，所述導流槽緊貼中心筒內(nèi)壁并沿所述內(nèi)壁延伸，所述導流槽的出口端與所述中心圓筒內(nèi)部連通。

進一步，所述導流槽為多段組合式結(jié)構(gòu)，每一段均通過螺栓連接于所述中心圓筒內(nèi)壁。

進一步，所述導流槽的縱截面為上端敞口并且上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)。

進一步，所述虹吸管和/或所述入口管道的側(cè)壁設(shè)有多個間隔布置的帶有開關(guān)閥的絮凝劑溶液注入口。

進一步，所述給料系統(tǒng)包括給料渣漿泵、給料管道、排料管道、混合桶、溢流水管道及變頻軸流泵；所述混合桶，為一密閉型腔體結(jié)構(gòu)，固定安裝于所述濃密機本體外部，在所述混合桶的底部設(shè)有與所述排料管道相通的桶出料管道，所述桶出料管道位于所述溢流槽中的液面以上并且管路上設(shè)有閥門；所述給料管道的入口端與所述給料渣漿泵相接，所述給料渣漿泵可將來料礦漿泵送至所述給料管道；所述給料管道的出口端分兩路，一路接入所述混合桶，另一路接入所述排料管道，上述兩路的管路上均設(shè)有閥門；所述溢流水管道的入口端與所述變頻軸流泵相接，出口端與所述混合桶相接，所述溢流水管道上設(shè)有逆止閥；所述變頻軸流泵安裝于所述溢流槽中，通過所述溢流水管道將所述溢流槽中的水輸送至所述混合桶內(nèi)；所述排料管道的一端同時與所述給料管道及所述桶出料管道連通，另一端與所述入口管道連通。

進一步，所述混合桶的頂部設(shè)有兩個接入口，一個與所述給料管道出口端的其中一路相接，另一個與所述溢流水管道的出口端相接。

進一步，所述給料管道的側(cè)壁設(shè)有多個間隔布置的帶有開關(guān)閥的絮凝劑溶液注入口。

進一步，所述溢流槽中安裝有用于檢測所述溢流槽中的水的濁度的濁度儀。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是，給料系統(tǒng)具有兩種給料方式，一種是直接來料礦漿不經(jīng)稀釋直接輸出至虹吸管，此時，將可伸縮的入口管道的出口端置于虹吸管的錐形結(jié)構(gòu)入口處，由于錐形結(jié)構(gòu)的入口位于液面以下，所以此時會產(chǎn)生虹吸，來料礦漿通過虹吸管的時候會將一部分水一起吸入并通過導流槽流入中心圓筒，實現(xiàn)無動力稀釋；給料系統(tǒng)還具有另一種給料方式，即可以先將來料礦漿進行稀釋，然后排入虹吸管，此時，入口管道通過伸縮結(jié)構(gòu)，將入口端伸入到虹吸管的深處，使其不再產(chǎn)生虹吸，這種給料方式可以預先根據(jù)需要進行先行稀釋。

本發(fā)明所提供的一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置兼具“虹吸”無動力稀釋及“泵壓”動力稀釋兩種方式，可以針對具體礦山尾礦，進行不同給料方式的模擬實驗，可對上述兩種方式的稀釋效果進行技術(shù)經(jīng)濟比較，從而為設(shè)備選型提供依據(jù)。

另外，針對不同的來料工況，可對虹吸管、絮凝劑注入口等關(guān)鍵部件進行快速拆換，因此可面向不同的樣品種類及工況條件，具有較廣的適用范圍；同時，通過本發(fā)明所提供的實驗裝置進行的模擬實驗，可為設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及改造提供依據(jù)。

再者，在所述“泵壓”稀釋系統(tǒng)中，通過來料濃度、流量與軸流泵頻率的連鎖控制，可對來料礦漿的稀釋倍數(shù)進行精確控制；同時在濃密機溢流槽中安設(shè)有濁度儀，能夠?qū)ΦV漿的絮凝效果進行實時監(jiān)測，方便對實驗結(jié)果的定量分析。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置的立面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中，沿A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖中的件號表示為：

1、濃密機本體，2、溢流槽，3、中心圓筒，4、虹吸管，5、液面，6、入口管道，7、導流槽，8、絮凝劑注入口，9、給料渣漿泵，10、給料管道，11、桶出料管道，12、閥門，13、混合桶，14、逆止閥，15、排料管道，16、溢流水管道，17、變頻軸流泵，18、濁度儀。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

請參照圖1至圖3，圖1為本發(fā)明所提供的一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置的立面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中，沿A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

在本發(fā)明所提供的一種用于模擬深錐濃密機給料過程的實驗裝置，包括濃密機本體1及設(shè)于濃密機本體1上部的溢流槽2，還包括：中心圓筒3，所述中心圓筒3上下敞口并固定安裝于所述濃密機本體1內(nèi)中上部，通過螺栓與濃密機本體1上方的橫梁固定；虹吸管4，可拆卸的水平安裝于所述中心圓筒3上部的外側(cè)旁，所述虹吸管4的入口端呈錐形擴口結(jié)構(gòu)且其一部分或全部位于所述溢流槽2中的液面5以下，所述虹吸管4的出口端貫穿所述中心圓筒3的筒壁并深入到所述中心圓筒3內(nèi)；入口管道6，所述入口管道6的出口端為可伸縮結(jié)構(gòu)且其外徑小于所述虹吸管4的內(nèi)徑，可插入到所述虹吸管4的入口端的所述錐形擴口結(jié)構(gòu)內(nèi)或者插入到所述虹吸管4的管路深處，所述入口管道6的入口端接入給料系統(tǒng)；給料系統(tǒng)，設(shè)于所述濃密機本體1的外部，所述給料系統(tǒng)可選擇的將來料礦漿直接輸出或者稀釋后輸出。

在一種優(yōu)選的實施方式中，所述給料系統(tǒng)包括給料渣漿泵9、給料管道10、排料管道15、混合桶13、溢流水管道16及變頻軸流泵17；所述混合桶13，為一密閉型腔體結(jié)構(gòu)，固定安裝于所述濃密機本體1外部，在所述混合桶13的底部設(shè)有與所述排料管道15相通的桶出料管道11，所述桶出料管道11位于所述溢流槽2中的液面5以上并且管路上設(shè)有閥門12；所述給料管道10的入口端與所述給料渣漿泵9相接，出口端分兩路，一路接入所述混合桶13，另一路接入所述排料管道15，上述兩路的管路上均設(shè)有閥門12；閥門12可以為手動也可以自動控制。所述給料渣漿泵9，與所述給料管道10連接，可將所述給料渣漿吸入至所述給料管道10；所述溢流水管道16的入口端與所述變頻軸流泵17相接，出口端與所述混合桶13相接，所述溢流水管道16上設(shè)有逆止閥14；所述變頻軸流泵17安裝于所述溢流槽2中，通過所述溢流水管道16將所述溢流槽2中的水輸送至所述混合桶13內(nèi)；所述排料管道15的一端同時與所述給料管道10及所述桶出料管道11連通，另一端與所述入口管道6連通。所述混合桶13的頂部設(shè)有兩個接入口，一個與所述給料管道10出口端的其中一路相接，另一個與所述溢流水管道16的出口端相接。

在所述中心圓筒3的上部內(nèi)側(cè)壁，可拆卸的安裝有導流槽7，所述導流槽7的入口端與所述虹吸管4的出口端相連，所述導流槽7緊貼中心筒內(nèi)壁并沿所述內(nèi)壁延伸，所述導流槽7的出口端與所述中心圓筒3連通。利用導流槽7，可以將進入的渣漿更加充分的混勻，以提高濃密效果。

所述導流槽7為多段組合式結(jié)構(gòu)，每一段均通過螺栓連接于所述中心圓筒3內(nèi)壁。設(shè)計成多段組合式，長度可根據(jù)來料情況進行調(diào)節(jié)，并且可以根據(jù)實驗結(jié)果，改變長短。

所述導流槽7的縱截面為上端敞口并且上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)。有利于礦漿的流動與混合。

所述虹吸管4、所述入口管道6及所述給料管道10的側(cè)壁設(shè)有多個間隔布置的帶有開關(guān)閥的絮凝劑注入口8，通過啟閉注入口的開關(guān)閥，可對溶液添加位置及添加點數(shù)量的調(diào)節(jié)。所述溢流槽2中安裝有用于檢測所述溢流槽2中的水的濁度的濁度儀18，能夠?qū)σ缌魉某吻宥冗M行實時監(jiān)測。

上述入口管道6、排料管道15及溢流水管道16可以采用分段法蘭連接的方式連接，也可以一體形成一個整體管路，但要確保入口管道6的出口端為可伸縮結(jié)構(gòu)，該可伸縮結(jié)構(gòu)可以采用現(xiàn)有的多種結(jié)構(gòu)方式，比如采用套筒套接的方式，該套筒的出口端能夠深入到虹吸管的錐形入口處與入口管道固定，也能夠深入到虹吸管的深處再與入口管道固定。

在本具體實施方式中，給料管道10上帶有閥門12，其入口段與給料渣漿泵9相連，出口端與入口管道6連通，入口管道6插入虹吸管的錐形段，與錐形管出口直對但間隔一定距離；通過啟閉相應閥門12可對來料流向進行切換，如來料尾礦漿不進入混合桶，直接經(jīng)管道以一定速度流入錐形管中，并在虹吸現(xiàn)象的作用下，將上部溢流清水吸入虹吸管中與礦漿混合，即達到尾礦漿自動稀釋的目的。

變頻軸流泵17、封閉混合桶13及溢流水管道16可以組成“泵壓稀釋系統(tǒng)”。通過切換閥門12，可以控制來料礦漿不直接進入虹吸管，而是先進入混合桶13，同時濃密機上部的變頻軸流泵17可以將溢流水泵入混合桶13中對礦漿進行稀釋，二者充分混合后再由底部的桶出料管道11進入深入到虹吸管深處的入口管道6中，即通過外部泵入清水來實現(xiàn)對來料礦漿的稀釋。變頻軸流泵17的頻率可與來料的濃度、流量進行連鎖控制，從而實現(xiàn)對稀釋倍數(shù)的精確控制。

本發(fā)明所提供的實驗裝置在給料管道10、虹吸管4及導流槽7上均布有絮凝劑注入口8，注入口上安設(shè)有啟閉閥門，能夠?qū)崿F(xiàn)對溶液添加位置及添加點數(shù)量的調(diào)節(jié)。同時，濃密機的環(huán)形溢流槽2中安設(shè)有濁度儀5，能夠?qū)σ缌魉某吻宥冗M行實時監(jiān)測，便于對給料系統(tǒng)絮凝效果的定量研究。

在使用時，若實驗選擇無動力稀釋，則通過切換相應閥門12，來料尾礦漿不進入混合桶，直接經(jīng)管道以一定速度流入錐形管中，并在虹吸現(xiàn)象的作用下，吸入上部溢流清水從而達到礦漿稀釋的目的；若選擇動力稀釋，則啟閉相應的閥門12，將來料礦漿進入混合桶，而不直接進入虹吸管，利用溢流槽2中的變頻軸流泵17，其將上部的溢流水泵入混合桶中對礦漿進行稀釋；使用過程中，根據(jù)來料的工況條件及絮凝效果，可對虹吸管、導流槽等部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。