[发明专利]一种立式砂仓动态高浓度流态化放砂技术的优化方法

权利要求书

1.一种立式砂仓动态高浓度流态化放砂优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）确定立式砂仓动态高浓度流态化放砂的最佳进料浓度和进料流量，结合立式砂仓的断面结构尺寸，得到立式砂仓的理论最大处理能力：

开展不同浓度的全尾砂料浆静态沉降试验，记录不同浓度全尾砂料浆沉降过程中固液分离界面高度，并绘制尾砂沉降曲线；

根据尾砂沉降速度定义求尾砂沉降速度；

根据所求得的尾砂沉降速度，绘制尾砂沉降速度与浓度的关系曲线；

根据固体通量定义求不同浓度尾砂料浆的固体通量，即单位时间内通过单位面积的固体重量，取最大固体通量对应的料浆浓度作为立式砂仓的进料浓度；

考虑立式砂仓的实际有效沉降面积，则可获得立式砂仓的理论最大处理能力

根据第步确定的最佳进料浓度及第步确定的立式砂仓理论最大处理能力，求得立式砂仓的最佳进料流量；

（2）确定立式砂仓动态高浓度流态化放砂的最佳装砂高度：

采用确定的最佳进料浓度和流量，对立式砂仓进行装料，开展立式砂仓内尾砂动态沉降试验，试验过程中，测量立式砂仓内的装砂高度，同时采用同一容器采集不同装砂高度条件下尾砂溢流样本；

测定不同装砂高度条件下尾砂溢流样本料浆的重量并记录，标记后保留样本；

对不同高度溢流尾砂料浆进行脱水处理，并将脱水处理后的溢流尾砂烘干，测定其质量以及密度；

根据测得的参数，计算不同高度条件下溢流尾砂样本的料浆浓度；

根据中的计算结果，便可获得不同装砂高度条件下溢流尾砂料浆的浓度，最小溢流浓度对应的装砂高度即为立式砂仓最佳装砂高度；

（3）确定立式砂仓动态高浓度流态化放砂的实际最大处理能力：

根据进料固体总量、溢流尾砂固体总量及沉入立式砂仓内尾砂固体总量的平衡关系，可求得不同装砂高度条件下沉入立式砂仓内尾砂的固体量；

根据不同装砂高度条件下溢流尾砂的浓度，即可求得不同装砂高度条件下沉入立式砂仓内尾砂的量，佳进料参数和最佳装砂高度条件下立式砂仓的处理能力最大；

（4）确定立式砂仓动态高浓度流态化放砂的高压活化介质工作参数：

以料浆离心是压缩试验分析尾砂密度随压力之间的关系；

通过分析立式砂仓装砂高度内尾砂微元体的受力状态，结合边界条件，建立尾砂赋存高度与压力之间的关系，据此可以确定不同高度条件下尾砂的上覆有效应力；

根据尾砂密度与压力之间的关系，以及尾砂赋存高度与压力之间的关系，可以得到尾砂密度随高度之间的变化关系；

根据孔隙率与堆积密实度之间的关系，即可得到立式砂仓装砂高度内尾砂孔隙率随高度之间的变化关系，将孔隙内水的质量视为孔隙水压，即可求得不同装砂高度条件下尾砂上覆孔隙水压；

以克服尾砂上覆有效应力和孔隙水压为尾砂活化条件，则高压活化介质工作压力即为有效应力与孔隙水压之和；

将底部密实尾砂活化稀释至放出浓度要求，即可算出高压活化介质的工作流量；

（5）确定底部密实尾砂的放出条件：料浆重力产生的势能大于其由活化点流动至放砂点的阻力损失；若以充填倍线对料浆放出条件进行说明，即自流放出料浆的极限输送倍线应大于活化点至放砂点的倍线；

（6）确定立式砂仓动态放出参数：

立式砂仓动态高浓度流态化放砂的条件是：底流固体量与溢流固体量之和为进料固体量，底流水量与溢流水量之和等于进料水量与活化介质水量之和；

建立尾砂质量平衡等式和水质量平衡等式；

将最优进料浓度与进料流量、最优装砂高度对应的溢流浓度、以及确定放出料浆浓度及对应的活化介质流量，带入尾砂质量和水质量平衡等式中，计算出放出料浆流量和溢流尾砂料浆流量。

2.根据权利要求1所述立式砂仓动态高浓度流态化放砂优化方法，其特征在于：步骤（1）中立式砂仓最佳进料浓度为最大固体通量对应的浓度，最大固体通量通过以下公式计算：

式中：—某一特定体积浓度对应的尾砂固体通量，Kg/(㎡·s)；

—全尾砂密度，Kg/m³；

—全尾砂料浆体积浓度，%；

、、—与沉降有关的系数。