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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：北京科技大學(xué)
權(quán)利要求
1.高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，包括料漿脫水杯、壓縮脫水系統(tǒng)、剪切脫水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 壓縮脫水系統(tǒng)包括卡槽砝碼、承重圓盤，剪切脫水系統(tǒng)包括脫水網(wǎng)、傳動軸、減速電機，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括扭矩傳感器、壓力傳感器； 料漿脫水杯置于支架上，料漿脫水杯內(nèi)部上方設(shè)置壓縮脫水系統(tǒng)，壓縮脫水系統(tǒng)下方設(shè)置剪切脫水系統(tǒng)，料漿脫水杯內(nèi)底部設(shè)置壓力傳感器，減速電機轉(zhuǎn)軸處設(shè)置扭矩傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述承重圓盤中心預(yù)留孔，傳動軸穿過該預(yù)留孔，傳動軸上部連接減速電機，傳動軸下部連接脫水網(wǎng)，承重圓盤中心上方設(shè)置卡槽砝碼，傳動軸穿過卡槽砝碼中心孔。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述料漿脫水杯直徑5-7cm，高度16-20cm，容積400-600ml。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述脫水網(wǎng)放置在料漿脫水杯中，脫水網(wǎng)由三根橫梁與四根導(dǎo)水桿焊接在傳動軸上，脫水網(wǎng)與料漿脫水杯杯底間隔1-2cm。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述減速電機轉(zhuǎn)速為0.5-5rpm，扭矩傳感器與減速電機連接在一起安裝在支架頂端。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述卡槽砝碼的質(zhì)量為1kg-10kg，卡槽砝碼的卡槽扣著傳動軸放置在承重圓盤上。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述承重圓盤厚度為3-5cm，承重圓盤從上到下依次為密封層、吸水層、透水層，密封層與透水層的厚度為0.5-1cm，吸水層的厚度為2-3cm，密封層外周安裝有O型橡膠密封圈，密封層的中心預(yù)留孔處安裝旋轉(zhuǎn)式水封密封圈，吸水層布置在密封層與透水層之間；安裝時承重圓盤水平放置在料漿脫水杯中，傳動軸穿過承重圓盤，此時兩者形成活塞盤結(jié)構(gòu)，料漿脫水杯作為活塞盤的缸體，承重圓盤根據(jù)實驗要求或者在卡槽砝碼的重力作用下沿著傳動軸上下活動。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，所述透水層上均勻布置便于水分通過的透水孔；吸水層由濾紙和海綿組成。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置，其特征在于，該實驗裝置應(yīng)用過程如下： S1：取絮凝沉降后的高濃度尾砂料漿400-500ml置于料漿脫水杯中，料漿沒過脫水網(wǎng)的頂端3-5cm，打開扭矩傳感器與壓力傳感器； S2：在承重圓盤中布置新的干燥的吸水層，將1kg-10kg的卡槽砝碼放置在承重圓盤上，打開減速電機，轉(zhuǎn)速調(diào)至0.5-5rpm，脫水10min-30min； S3：關(guān)閉減速電機、扭矩傳感器與壓力傳感器，取下卡槽砝碼與承重圓盤，從料漿脫水杯中取出濃縮尾砂料漿進行濃度測試與流變特性測試； S4：清洗料漿脫水杯、脫水網(wǎng)與承重圓盤。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及礦山尾礦充填技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置。
背景技術(shù)
金屬礦山開采過程中會產(chǎn)生大量的尾礦，尾礦大量排放在地表尾礦庫時存在占地廣、污染重、安全隱患大等諸多問題。而尾礦膏體充填和膏體堆存因其安全、高效、節(jié)能、環(huán)保等特點，被國內(nèi)外許多金屬礦山所采用。尾砂高效絮凝和高濃度尾砂料漿深度固液分離是膏體充填技術(shù)的核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)場實際生產(chǎn)過程中，膏體濃密機的底部泥層壓力最大能夠達到300kPa，常見的室內(nèi)量筒沉降實驗和小型濃密機模型實驗壓力一般不會超過1kPa，無法準(zhǔn)確模擬實際生產(chǎn)過程中濃密機內(nèi)部巨大的壓縮屈服應(yīng)力。而針對膏體濃密機的泥層壓力的研究大多是在靜態(tài)條件下進行的，忽略了耙架的剪切作用。因此，發(fā)明一種既考慮耙架的剪切作用又考慮泥層壓力作用的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置顯得尤為重要，從而實現(xiàn)不同剪切條件下膏體濃密機全壓力范圍的尾砂料漿深度固液分離行為的研究。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置。
該裝置包括料漿脫水杯、壓縮脫水系統(tǒng)、剪切脫水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
壓縮脫水系統(tǒng)包括卡槽砝碼、承重圓盤，剪切脫水系統(tǒng)包括脫水網(wǎng)、傳動軸、減速電機，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括扭矩傳感器、壓力傳感器；
料漿脫水杯置于支架上，料漿脫水杯內(nèi)部上方設(shè)置壓縮脫水系統(tǒng)，壓縮脫水系統(tǒng)下方設(shè)置剪切脫水系統(tǒng)，料漿脫水杯內(nèi)底部設(shè)置壓力傳感器，減速電機轉(zhuǎn)軸處設(shè)置扭矩傳感器。
其中，承重圓盤中心預(yù)留孔，傳動軸穿過該預(yù)留孔，傳動軸上部連接減速電機，傳動軸下部連接脫水網(wǎng)，承重圓盤中心上方設(shè)置卡槽砝碼，傳動軸穿過卡槽砝碼中心孔。
料漿脫水杯直徑5-7cm，高度16-20cm，容積400-600ml。
脫水網(wǎng)放置在料漿脫水杯中，脫水網(wǎng)由三根橫梁與四根導(dǎo)水桿焊接在傳動軸上，脫水網(wǎng)與料漿脫水杯杯底間隔1-2cm。
減速電機轉(zhuǎn)速為0.5-5rpm，扭矩傳感器與減速電機連接在一起安裝在支架頂端。
卡槽砝碼的質(zhì)量為1kg-10kg，卡槽砝碼的卡槽扣著傳動軸放置在承重圓盤上。
承重圓盤厚度為3-5cm，承重圓盤從上到下依次為密封層、吸水層、透水層，密封層與透水層的厚度為0.5-1cm，吸水層的厚度為2-3cm，密封層的外周安裝有O型橡膠密封圈，密封層的中心預(yù)留孔處安裝旋轉(zhuǎn)式水封密封圈，吸水層布置在密封層與透水層之間。安裝時承重圓盤水平放置在料漿脫水杯中，傳動軸穿過承重圓盤，此時兩者形成如同活塞盤結(jié)構(gòu)，料漿脫水杯就作為活塞盤的缸體，而承重圓盤可以根據(jù)實驗要求或者在卡槽砝碼的重力作用下沿著傳動軸上下活動。
透水層上均勻布置便于水分通過的透水孔；吸水層由濾紙和海綿組成。
該實驗裝置應(yīng)用過程如下：
S1：取絮凝沉降后的高濃度尾砂料漿400-500ml置于料漿脫水杯中，料漿應(yīng)沒過脫水網(wǎng)的頂端3-5cm，打開扭矩傳感器與壓力傳感器；
S2：在承重圓盤中布置新的干燥的吸水層，將1kg-10kg的卡槽砝碼放置在承重圓盤上，打開減速電機，轉(zhuǎn)速調(diào)至0.5-5rpm，脫水10min-30min；
S3：關(guān)閉減速電機、扭矩傳感器與壓力傳感器，取下卡槽砝碼與承重圓盤，從料漿脫水杯中取出濃縮尾砂料漿進行濃度測試與流變特性測試；
S4：清洗料漿脫水杯、脫水網(wǎng)與承重圓盤。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
上述方案中，實驗裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，適用于高濃度尾砂料漿深度固液分離的系列研究，可用于研究壓力、不同剪切力下的高濃度尾砂料漿深度固液分離規(guī)律。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置種承重圓盤剖視圖。
其中：1-料漿脫水杯，2-壓縮脫水系統(tǒng)，3-剪切脫水系統(tǒng)，4-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，5-卡槽砝碼，6-承重圓盤，7-脫水網(wǎng)，8-傳動軸，9-減速電機，10-扭矩傳感器，11-壓力傳感器，12-支架；
601-密封層、602-O型橡膠密封圈、603-旋轉(zhuǎn)式水封密封圈，604-吸水層，605-透水層，606-透水孔。
具體實施方式
為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
本發(fā)明提供一種高濃度尾砂料漿深度固液分離模擬實驗裝置。
如圖1所示，該裝置包括料漿脫水杯1、壓縮脫水系統(tǒng)2、剪切脫水系統(tǒng)3和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4；
壓縮脫水系統(tǒng)2包括卡槽砝碼5、承重圓盤6，剪切脫水系統(tǒng)3包括脫水網(wǎng)7、傳動軸8、減速電機9，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括扭矩傳感器10、壓力傳感器11；
料漿脫水杯1置于支架12上，料漿脫水杯1內(nèi)部上方設(shè)置壓縮脫水系統(tǒng)2，壓縮脫水系統(tǒng)2下方設(shè)置剪切脫水系統(tǒng)3，料漿脫水杯1內(nèi)底部設(shè)置壓力傳感器11，減速電機9轉(zhuǎn)軸處設(shè)置扭矩傳感器10。
承重圓盤6中心預(yù)留孔，傳動軸8穿過該預(yù)留孔，傳動軸8上部連接減速電機9，傳動軸8下部連接脫水網(wǎng)7，承重圓盤6中心上方設(shè)置卡槽砝碼5，傳動軸8穿過卡槽砝碼5中心孔。
料漿脫水杯1直徑5-7cm，高度16-20cm，容積400-600ml。
脫水網(wǎng)7放置在料漿脫水杯1中，脫水網(wǎng)7由三根橫梁與四根導(dǎo)水桿焊接在傳動軸8上，脫水網(wǎng)7與料漿脫水杯1杯底間隔1-2cm。
減速電機9轉(zhuǎn)速為0.5-5rpm，扭矩傳感器10與減速電機9連接在一起安裝在支架12頂端。
卡槽砝碼5的質(zhì)量為1kg-10kg，卡槽砝碼5的卡槽扣著傳動軸8放置在承重圓盤6上。
如圖2所示，承重圓盤6厚度為3-5cm，承重圓盤6從上到下依次由密封層601、吸水層604、透水層605組成，密封層601與透水層605的厚度為0.5-1cm，吸水層604的厚度為2-3cm，密封層601的外周安裝有O型橡膠密封圈602，密封層601的中心預(yù)留孔處安裝旋轉(zhuǎn)式水封密封圈603，吸水層604布置在密封層601與透水層605之間。安裝時承重圓盤6水平放置在料漿脫水杯1中，傳動軸8穿過承重圓盤6，此時兩者形成如同活塞盤結(jié)構(gòu)，料漿脫水杯1就作為活塞盤的缸體，而承重圓盤6可以根據(jù)實驗要求或者在卡槽砝碼5的重力作用下沿著傳動軸8上下活動。
透水層605上均勻布置便于水分通過的透水孔606；吸水層604由濾紙和海綿組成。
該實驗裝置應(yīng)用過程如下：
S1：取絮凝沉降后的高濃度尾砂料漿400-500ml置于料漿脫水杯1中，料漿應(yīng)沒過脫水網(wǎng)7的頂端3-5cm，打開扭矩傳感器10與壓力傳感器11；
S2：在承重圓盤6中布置新的干燥的吸水層604，將1kg-10kg的卡槽砝碼5放置在承重圓盤6上，打開減速電機9，轉(zhuǎn)速調(diào)至0.5-5rpm，脫水10min-30min；
S3：關(guān)閉減速電機9、扭矩傳感器10與壓力傳感器11，取下卡槽砝碼5與承重圓盤6，從料漿脫水杯1中取出濃縮尾砂料漿進行濃度測試與流變特性測試；
S4：清洗料漿脫水杯1、脫水網(wǎng)7與承重圓盤6。
在具體應(yīng)用過程中，首先按圖1設(shè)計實驗裝置。其中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的尺寸如下：料漿脫水杯1的高度為20cm，直徑7cm，料漿脫水杯1料漿最大的容積500ml，脫水網(wǎng)7寬度6cm，高度7cm，脫水網(wǎng)7與料漿脫水杯1的底部距離1cm，承重圓盤6的直徑7cm，厚度6cm。
在應(yīng)用過程中，配制20％-35％的全尾砂料漿，按20g/t的絮凝劑單耗加入絮凝劑溶液進行靜態(tài)沉降實驗。沉降一段時間后取500ml高濃度尾砂料漿置于料漿脫水杯1中，使料漿沒過脫水網(wǎng)的上端5cm，打開扭矩傳感器10與壓力傳感器11。在承重圓盤6中安裝新的干燥的吸水層604后，再將承重圓盤6水平的放置在料漿脫水杯1中。取10kg的卡槽砝碼5放置在承重圓盤6上，卡槽砝碼5的卡槽扣在傳動軸8上。打開減速電機9，轉(zhuǎn)速調(diào)至3rpm，脫水30min。關(guān)閉扭矩傳感器10、壓力傳感器11與減速電機9，取出承重圓盤6和脫水網(wǎng)7，取出底流進行濃度測試與流變特性測試。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
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