[发明专利]一种膏体饱和浓度测量装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于尾矿膏体处置实验研究领域，主要针对膏体饱和浓度界定，适用于不同集料膏体饱和浓度测量，尤其对细粒尾矿膏体浓度预测具有重要意义。

背景技术

尾矿膏体处置技术具有巨大的环境和社会效益，是未来工业废弃物利用的一个主要发展方向。膏体的特点是不离析、不沉淀、不脱水，只有当集料达到或者接近饱和浓度时，集料空隙恰好被水分填满，此浓度下的集料才会具备这些特性。

据申请人了解，膏体浓度界定主要依赖于屈服应力、泌水率等其他指标间接求得。但是屈服应力随着尾矿粒级组成的不同相差较大，且在膏体浓度范围，屈服应力变化较大；国家还未出台全尾膏体泌水率测量相关试验规范，对于粒径在1um至几百um的细粒全尾来说，当其浓度较高时，泌水较慢，且料浆浸泡在水中，即使经过足够长的泌水时间，颗粒之间的水分仍然会有，因此测量结果并不准确。

也有学者从构成膏体集料的容重和比重对膏体饱和浓度理论反推，容重难以精确测量，导致理论计算的饱和浓度与实际存在一定差异。膏体技术应用对于浓度指标非常敏感，往往高浓度与膏体之间的差别就在2～3个百分点，致使理论饱和浓度值不能有效的对深锥浓密机底流浓度进行指导，导致适合工业应用的膏体浓度难以快速定量化，进而阻碍了膏体理论和膏体技术的发展。

目前，还没有发现一种简单的方法可以对膏体饱和浓度直接进行测量的装置。为此，有必要寻求新型的膏体测量装置及方法，能够快速、准确测量膏体饱和浓度，为膏体技术浓密设备的运行提供理论依据。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新型的膏体饱和浓度测量装置及方法。该方法能够克服传统饱和浓度求解较慢或者不准确的缺陷，为深锥浓密机合理底流浓度提供工程建议。主要有以下几个优点：第一，装置取材方便，成本低，操作简单，能够快速准确判别膏体饱和浓度；第二，测量方法巧妙，装置将双层医用棉纱铺于网孔上方，既避免了尾矿从网孔中流出或者堵塞网孔，又不影响水分从网孔中滤出；第三，对于网孔中滤出水采用超白滤纸承接，对滤出水滴质量进行量化，进一步提高了测量精度；第四，整个装置采用有机玻璃制成，不同组件之间采用固定和嵌套的方式进行连接，便于拆卸清洗，结构稳定，坚固耐用；第五，对于膏体浓度的判别是进行直接测量，规避了饱和浓度预测必须依赖容重等其他物理参数的不足，满足矿山企业合格膏体浓度判别，从而为工业中尾矿膏体浓度提供较为可靠的实验判据。

本发明主体由实验底座1、超白滤纸2、滴水观测筒3、支撑板4、滤水网孔5、连接筒6、双层医用棉纱7、盛料筒8、搅拌棒9组成，如图1所示。

实验底座1位于装置最底部，超白滤纸2铺于实验底座1上表面，滴水观测筒3压在超白滤纸2上方，支撑板4固定于滴水观测筒3的顶部，滤水网孔5均匀分布于支撑板4上，连接筒6位于支撑板4顶部，且与其固定，双层医用棉纱7平整的铺于支撑板4表面，盛料筒8嵌于连接筒6内侧，并将医用棉纱7压住，搅拌棒9用来搅拌尾矿，水分由量筒与滴定管配合添加。

实验底座1位于装置最底部，主要是对超白滤纸渗出水分的承接，同时也对整个实验装置起到一个支撑作用。

超白滤纸2置于实验底座1上表面，超白滤纸根据尾砂粒级不同，铺设层数在5～8层，当尾砂粒级较粗时多铺，颗粒较细时可以少铺。超白滤纸的主要作用是弥补滴水瞬间不便观测的不足，这样即使没有捕捉滴水瞬间，也可通过滤纸重量增加来求得滴水重量，使得测量结果更加精确，滤纸水分渗出也会由实验底座进行承接，因此，该种设计保证了测量精度。实验底座1和超白滤纸2一起构成装置的底部结构。

滴水观测筒3压在超白滤纸2上方，主要用于观测液滴滴下瞬间，该筒底部镂空，上部镂空，由有机玻璃制成。底部镂空主要是方便水滴滴在滤纸上，简化装置结构。内径范围为5cm～8cm，高为8cm～12cm，滴水观测筒之所选择相对较高的高度，主要是为了滴水时便于观察。

支撑板4固定在滴水观测筒3上部，主要起到支撑上部尾砂搅拌的作用，其直径大小与滴水观测筒3外径相同。之所以这样设计，主要有两个原因，一是便于加工，二是装置更加耐用。

滤水网孔5均匀分布于支撑板4上，主要起到滤水作用，其孔径大小为1mm～3mm，孔径大小主要取决于尾砂颗粒大小。滴水网孔5的孔径不能太小，过小不易水分通过，也不能太大，太大尾砂容易带动棉纱通过网孔，相当于增加了一个外力，帮助膏体滤水，影响测量结果。