[发明专利]三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置

说明书

本发明提供一种三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置，属于矿山尾矿充填技术领域。该装置包括全尾砂絮凝系统、全尾砂絮团沉降系统、全尾砂料浆压缩脱水系统及支架，全尾砂絮凝系统包括絮凝杯、驱动电机、传动轴、搅拌叶片、横梁、刮砂杆，全尾砂絮团沉降系统包括沉降柱、进砂阀、进砂管、清水管、清水管、清水阀、溢流水管、絮团尺寸测量装置、絮团图像监测装置、排水阀、排水管，全尾砂料浆压缩脱水系统包括脱水杯、导水杆、导水横梁。该装置适用于金属尾砂絮凝沉降与浓密脱水的系列研究，可用于研究絮凝条件对絮凝效果的影响、絮凝效果对沉降速度的影响、絮凝效果对脱水效果的影响、絮凝效果对浓缩尾砂料浆流变特性的影响。

技术领域

本发明涉及矿山尾矿充填技术领域，特别是指一种三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置。

背景技术

金属矿开采产生了大量的尾砂，造成了严重的安全与环境问题。膏体充填技术因其安全、环保、经济、高效的优势已在全世界范围内被广泛应用于尾砂的处置。全尾砂的絮凝沉降性能直接影响膏体充填系统的设计与效果。在常见的量筒静态沉降实验研究中，在向沉降柱内添加絮凝剂后，用自制搅拌棒上下搅动或上下颠倒晃动沉降柱促使絮凝剂尾砂絮凝，然后静置观察尾砂的沉降。但是，这个过程中无法对絮凝过程进行定量描述，导致无法对全尾砂的絮凝进行研究。在实际生产中，全尾砂和絮凝剂首先在深锥浓密机上部的给料井内絮凝形成絮团，然后再沉降、脱水，包含絮凝、沉降、脱水过程。因此，发明一种三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置显得尤为必要，既能实现全尾砂絮凝、沉降两个过程的分开研究，又能实现两个过程的协同分析，进而为实际生产提供可靠的工艺参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置。

该装置包括全尾砂絮凝系统、全尾砂絮团沉降系统、全尾砂料浆压缩脱水系统及支架，全尾砂絮凝系统、全尾砂絮团沉降系统和全尾砂料浆压缩脱水系统从上到下依次布置在支架上，全尾砂絮凝系统包括絮凝杯、驱动电机、传动轴、搅拌叶片、横梁、刮砂杆，全尾砂絮团沉降系统包括沉降柱、进砂阀、进砂管、清水管、清水阀、溢流水管、絮团尺寸测量装置、絮团图像监测装置、排水阀、排水管，全尾砂料浆压缩脱水系统包括脱水杯、导水杆、导水横梁，驱动电机连接传动轴，传动轴上设置搅拌叶片，搅拌叶片下方设置横梁，横梁连接在传动轴上，横梁两端设置刮砂杆，搅拌叶片、横梁和刮砂杆位于絮凝杯内，絮凝杯底部通过进砂管连接沉降柱，进砂管上设置进砂阀，沉降柱上部连接清水管和溢流水管，清水管上设置清水阀，沉降柱侧面上部设置絮团尺寸测量装置和絮团图像监测装置，沉降柱底部侧面连接排水管，排水管上设置排水阀，沉降柱底部连接脱水杯，脱水杯内设置导水杆和导水横梁。

絮凝杯下端与沉降柱上端的距离略大于脱水杯的高度，沉降柱与脱水杯通过螺纹连接。

絮凝杯和驱动电机分别固定在支架上，絮凝杯的体积为1500-2000ml，驱动电机的转速为1-1000rpm，刮砂杆焊接在横梁上，横梁和搅拌叶片焊接在传动轴上絮凝杯上部为圆柱体，下部为倒圆台，圆台侧边倾角为30°-60°，刮砂杆与圆台侧边平行。

沉降柱上下端口均敞开，进砂管连接于絮凝杯底部，进砂管出口位于沉降柱上部1/6-1/5处，絮团尺寸测量装置和絮团图像监测装置位于进砂管出口下部。

脱水杯直径为5-7cm、高度为10-14cm，脱水杯和沉降柱的总体积为1000-1200ml，脱水杯放置在支架上，导水杆焊接在导水横梁上，导水横梁焊接在传动轴上。

驱动电机、传动轴、搅拌叶片、横梁、刮砂杆和导水杆、导水横梁连接为一个整体，在实验研究装置内的高度可调整，传动轴与脱水杯底部的最小距离为1cm，最大距离为絮凝杯下端与沉降柱上端的距离。

该装置应用的具体步骤如下：

S1：打开清水阀，通过清水管向沉降柱中注满清水，然后关闭清水阀，打开絮团尺寸测量装置、絮团图像监测装置，关闭进砂阀、排水阀；