[发明专利]用于矿浆的多毛细管在线流变仪

说明书

技术领域

本发明涉及流测量领域，具体涉及一种优选地用于采矿业的测量特定参数的流变仪，本发明还涉及一种基于算法的方法，该算法是基于精确地提供用于控制采矿业中的矿浆工艺的关键流变测量的物理变量的多毛细管测量而开发的。

背景技术

智利的铜矿开采具有低质量的特点，因此，必须从这些矿中去除并处理大量材料。在处理的最后，受关注材料和废料的传输被挤压并到达地面，其尺寸介于微米至毫米的范围内。该材料混合水以形成具有变化的固体浓度(按重量计的浓度通常介于30%至70%的范围）的悬浮液。因此，由于固体的高浓度，粘性可以比水高。

该悬浮液中出现的一个重要现象就是屈服应力：简单来说，这可被描述为悬浮液从静止开始运动所需的必要的初始力(每单位面积）。该效果必须克服与静止（甚至运动）的流体的颗粒特性有关的力，这就导致了流体的抗运动性[BONN&DENN，2009]。

粘性（μ）和屈服应力(τ_o）是用于传输这些悬浮液的滑道和管子的重要设计参数，而且也是它进入工厂操作时的重要参数(参见图1）。具体地， 满足这一基准的流体被称为宾汉（Bingham）流体。该模型由于其线性而在工业应用中最受欢迎，但是，还存在最终可以使用的诸如奥斯特瓦尔德-德沃尔（Ostwald&de Waele）（参见图1b，曲线A和D）、赫谢尔—巴尔克莱（Herschel&Bulkley）（参见图1b，曲线C）之类的其它模型[H.YAMAGUCHI,2008]。

用于测量粘性及其它流变特性的最受欢迎的技术可分成三种类型[Y.Y.HOU&H.O.KASSIM,2005]：

·旋转技术，其中通过测量旋转器的扭矩和速度来计算粘性；

·测量浸入流体的球体下落到已知距离所花费的时间的技术；

·毛细管技术，其中根据流体在毛细管内的流动和压强下降来计算流变特性。

虽然这些技术被广为接受，但是这些仪器仍存在一些局限，例如手工操作、沉淀、墙问题[R.BUSCALL,2010]和由温度和流体运动造成的流体的不均匀性（触变性和黏弹性[J.MEWIS&NJ WAGNER,2009]）、特定地在诸如采矿之类的合成悬浮液中观察到的现象[ST2]。

现如今，采矿公司持续地塑造它们的悬浮液（批量）的特征，从实验室（其最多能尽力设法传递粘性值(μ）和屈服应力(τo）)获取服务。但是，对于这些悬浮液的正确操作，考虑到与合成悬浮液相关的现象，需要实际上持续的并且在线的测量。

有文献报道了多毛细管黏度计的几种发明[DI1DI3，DI4DI6，DI8DI9]，但是，他们缺乏工业悬浮液的操作所需的在线组件。发明DI1、DI2、设备ST1和ST3、以及OTHER AUTHORS的作品[S.K.KAWATRA& A.K.BAKSHI,1998;A.K.BAKSHI,1999;S.H.CHIU et al.,1999;Q.D.NGUYEN et al.,2000;A.K.AKSHI et al.,1997]被创建用于在线测量，并且报道的方法[DI3，DI4，DI5DI6，DI7，ST4]没有解决与合成悬浮液相关的问题。所有这些发明都没有包括与合成的采矿悬浮液相关的效果（例如，残渣或浓缩物），因此在控制工业生产线的操作方面没什么用。

参考文献

D.BONN&M.M.DENN,2009,Science324,12June2009

H.YAMAGUCHI,2008,“Fluid Mechanics and its Applications”,Volume85,Springer Science+Business Media B.V. 

Y.Y.HOU&H.O.KASSIM,2005,Rev.Sci.Instrum.76,101101.

R.BUSCALL,2010,J.Rheol.54(6),1177-1183November/December

J.MEWIS&N.J.WAGNER,2009,Advances in Colloid and InterfaceScience147-148. 

S.K.KAWATRA&A.K.BAKSHI,1998;Min.&Metall Proc.15(4),November 

Z.Y.Wang et al.,2010,AIChE Journal,56(6),June. 

A.K.BAKSHI,1998,