[发明专利]一种测量膏体浓密机泥层高度的简易高精度装置及方法

说明书

本发明提供一种测量膏体浓密机泥层高度的简易高精度装置及方法，属于矿山尾矿膏体测量技术领域。该装置包括线轮、牵引绳和轻质容器，牵引绳一端缠绕在线轮上，牵引绳另一端连接轻质容器，轻质容器内盛放和膏体浓密机泥层界面尾砂浆浓度相同的尾砂浆。轻质容器通过线轮和带刻度的牵引绳升降，所述尾砂浆的浓度通过特定方法进行确定。本发明具有方法简单、成本低廉、易于操作和精度高的优点，克服了现有泥层高度测量方法精度低、装置结构复杂的缺陷。

技术领域

本发明涉及矿山尾矿膏体测量技术领域，特别是指一种测量膏体浓密机泥层高度的简易高精度装置及方法。

背景技术

全尾砂膏体充填和膏体堆存具有安全、环保、经济和高效等优点，是矿山尾砂固废处置领域最有发展前景的两种技术。将选矿厂产生的低浓度尾砂浆浓缩成膏体状，是尾砂膏体处置技术的第一个关键环节，目前采用的主流设备是膏体浓密机。泥层高度是膏体浓密机运行的一个关键参数，对膏体浓密机的底流浓度有重要影响，直接决定膏体浓密机排放的底流能否达到膏体状态。因此，必须对膏体浓密机的泥层高度进行检测，以便对膏体浓密机运行参数进行动态调整。

传统的重锤法测量膏体浓密机泥层高度操作简单，但测量精度并不高，主要原因是重锤的密度与泥层的密度差异显著，导致重锤陷入泥层的深度过大。目前基于重锤法原理又开发出多种泥层高度检测装置，如一种用于重锤料位计在流动水中测量泥层高度的装置(CN210180501U)，一种泥层高度自动测量装置及测量方法(CN109357725A)，但这类装置结构较为复杂，并未从根本上提高泥层高度测量的精度。此外还有超声波泥层界面仪，但其受泥层浑浊度、底部泥层密度变化等因素影响，测量误差和波动性较大。因此，开发一种测量精度高、结构简单的膏体浓密机泥层高度测量方法，对确保矿山尾砂膏体处置技术的顺利应用具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量膏体浓密机泥层高度的简易高精度装置及方法。

该装置包括线轮、牵引绳、轻质容器和尾砂浆，牵引绳一端缠绕在线轮上，牵引绳另一端连接轻质容器，轻质容器内盛满尾砂浆；轻质容器置于泥层界面。

其中，牵引绳上带有刻度。轻质容器装满尾砂浆后密闭，轻质容器装满尾砂浆后的整体密度与膏体浓密机泥层界面尾砂浆的密度相同。

轻质容器所装尾砂浆与进入膏体浓密机的尾砂浆为同一种尾砂物料。

轻质容器装满尾砂浆后在膏体浓密机泥层界面处处于静止状态。

应用该装置的方法，包括步骤如下：

S1：将轻质容器牢固系在牵引绳的零刻度处，转动线轮将轻质容器轻轻下放至膏体浓密机泥层界面处，确保牵引绳稍稍收紧且垂直于膏体浓密机的溢流水面；

S2：读取牵引绳在溢流水面处的读数，根据膏体浓密机泥层底部到溢流水面的垂直高度，换算得到膏体浓密机的泥层高度。

其中，S2具体为：

S21：以膏体浓密机泥层界面为界限，将膏体浓密机沿竖直方向划分为沉降区和压密区(即泥层)；在沉降区内，尾砂浆浓度小于泥层界面尾砂浆浓度；在压密区内，尾砂浆浓度大于泥层界面尾砂浆浓度；

S22：定义膏体浓密机泥层界面处泥层压力为0，膏体浓密机底部泥层压力为：

P＝Δρgφ₀h₀

其中，P为膏体浓密机底部泥层压力，Pa；Δρ为尾砂与水的密度差，kg/m³；g为重力加速度，9.8m/s²；h₀为固液分离初始高度，m；φ₀为料浆初始体积浓度，％；

S23：根据物料质量守恒，尾砂浆平均浓度为：