三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置转让专利
申请号 : CN202110399314.3
文献号 : CN113109515B
文献日 : 2022-02-08
发明人 : 阮竹恩 , 吴爱祥 , 王少勇 , 尹升华 , 王建栋 , 毕成 , 王洪江 , 王贻明 , 王勇
申请人 : 北京科技大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置,其特征在于:包括全尾砂絮凝系统(1)、全尾砂絮团沉降系统(2)、全尾砂料浆压缩脱水系统(3)及支架(4),全尾砂絮凝系统(1)、全尾砂絮团沉降系统(2)和全尾砂料浆压缩脱水系统(3)从上到下依次布置在支架(4)上;全尾砂絮凝系统(1)包括絮凝杯(5)、驱动电机(6)、传动轴(7)、搅拌叶片(8)、横梁(9)、刮砂杆(10),全尾砂絮团沉降系统(2)包括沉降柱(11)、进砂阀(12)、进砂管(13)、清水管(14)、清水阀(15)、溢流水管(16)、絮团尺寸测量装置(17)、絮团图像监测装置(18)、排水阀(19)、排水管(20),全尾砂料浆压缩脱水系统(3)包括脱水杯(21)、导水杆(22)、导水横梁(23),驱动电机(6)连接传动轴(7),传动轴(7)上设置搅拌叶片(8),搅拌叶片(8)下方设置横梁(9),横梁(9)连接在传动轴(7)上,横梁(9)两端设置刮砂杆(10),搅拌叶片(8)、横梁(9)和刮砂杆(10)位于絮凝杯(5)内,絮凝杯(5)底部通过进砂管(13)连接沉降柱(11),进砂管(13)上设置进砂阀(12),沉降柱(11)上部连接清水管(14)和溢流水管(16),清水管(14)上设置清水阀(15),沉降柱(11)侧面上部设置絮团尺寸测量装置(17)和絮团图像监测装置(18),沉降柱(11)底部侧面连接排水管(20),排水管(20)上设置排水阀(19),沉降柱(11)底部连接脱水杯(21),脱水杯(21)内设置导水杆(22)和导水横梁(23);
所述絮凝杯(5)下端与沉降柱(11)上端的距离大于脱水杯(21)的高度,沉降柱(11)与脱水杯(21)通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置,其特征在于:所述絮凝杯(5)和驱动电机(6)分别固定在支架(4)上,絮凝杯(5)的体积为1500‑
2000ml,驱动电机(6)的转速为1‑1000rpm,刮砂杆(10)焊接在横梁(9)上,横梁(9)和搅拌叶片(8)焊接在传动轴(7)上,絮凝杯(5)上部为圆柱体,下部为倒圆台,圆台侧边倾角为30°‑
60°,刮砂杆(10)与圆台侧边平行。
3.根据权利要求1所述的三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置,其特征在于:所述沉降柱(11)上下端口均敞开,进砂管(13)连接于絮凝杯(5)底部,进砂管(13)出口位于沉降柱(11)上部1/6‑1/5处,絮团尺寸测量装置(17)和絮团图像监测装置(18)位于进砂管(13)出口下部。
4.根据权利要求1所述的三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置,其特征在于:所述脱水杯(21)直径为5‑7cm、高度为10‑14cm,脱水杯(21)和沉降柱(11)的总体积为
1000‑1200ml,脱水杯(21)放置在支架(4)上,导水杆(22)焊接在导水横梁(23)上,导水横梁(23)焊接在传动轴(7)上。
5.根据权利要求1所述的三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置,其特征在于:所述驱动电机(6)、传动轴(7)、搅拌叶片(8)、横梁(9)、刮砂杆(10)和导水杆(22)、导水横梁(23)连接为一个整体,在实验研究装置内的高度能够调整,传动轴(7)与脱水杯(21)底部的最小距离为1cm,传动轴(7)与脱水杯(21)底部的最大距离为絮凝杯(5)下端与沉降柱(11)上端的距离。
6.根据权利要求1所述的三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置,其特征在于:该装置应用的具体步骤如下:
S1:打开清水阀(15),通过清水管向沉降柱(11)中注满清水,然后关闭清水阀(15),打开絮团尺寸测量装置(17)、絮团图像监测装置(18),关闭进砂阀(12)、排水阀(19);
S2:干全尾砂、清水按照要求的比例加入絮凝杯(5),启动驱动电机(6),转速调至20‑
100rpm,搅拌制备全尾砂料浆,再加入絮凝剂溶液,实现全尾砂絮凝;
S3:絮凝10s‑120s后,打开进砂阀(12),絮凝的全尾砂料浆经进砂管(13)流入沉降柱(11),并把驱动电机(6)的转速调低至1‑10rpm;
S4:沉降4h‑24h后,打开排水阀(19),沉降柱(11)中的水经排水管排出;
S5:将驱动电机(6)、传动轴(7)、搅拌叶片(8)、横梁(9)、刮砂杆(10)、导水杆(22)、导水横梁(23)升高,使传动轴(7)与脱水杯(21)底部的距离为絮凝杯(5)下端与沉降柱(11)上端的距离,然后将脱水杯(21)移到流变仪测试台上进行流变测试;
S6:从脱水杯(21)取出浓缩全尾砂料浆,进行脱水后的浓度测试。
说明书 :
三段式全尾砂絮凝沉降与浓密脱水实验研究装置
技术领域
背景技术
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
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。
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。
杯下端与沉降柱上端的距离。
试台上进行流变测试;
行实时获取与分析,同时脱水杯和沉降柱可拆卸,沉降实验结束后可直接将脱水杯移到流
变仪上进行流变测试。因此,该实验装置可以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。该装置适用于金属尾砂絮凝沉降与浓密脱水的系列研究。
附图说明
进砂阀,13‑进砂管,14‑清水管,15‑清水阀,16‑溢流水管,17‑絮团尺寸测量装置,18‑絮团
图像监测装置,19‑排水阀,20‑排水管,21‑脱水杯,22‑导水杆,23‑导水横梁。
具体实施方式
梁9、刮砂杆10,全尾砂絮团沉降系统2包括沉降柱11、进砂阀12、进砂管13、清水管14、清水
阀15、溢流水管16、絮团尺寸测量装置17、絮团图像监测装置18、排水阀19、排水管20,全尾
砂料浆压缩脱水系统3包括脱水杯21、导水杆22、导水横梁23,全尾砂絮凝系统1、全尾砂絮
团沉降系统2和全尾砂料浆压缩脱水系统3从上到下依次布置在支架4上,驱动电机6连接传
动轴7,传动轴7上设置搅拌叶片8,搅拌叶片8下方设置横梁9,横梁9连接在传动轴7上,横梁
9两端设置刮砂杆10,搅拌叶片8、横梁9和刮砂杆10位于絮凝杯5内,絮凝杯5底部通过进砂
管13连接沉降柱11,进砂管13上设置进砂阀12,沉降柱11上部连接清水管14和溢流水管16,
清水管14上设置清水阀15,沉降柱11侧面上部设置絮团尺寸测量装置17和絮团图像监测装
置18,沉降柱11底部侧面连接排水管20,排水管20上设置排水阀19,沉降柱11底部连接脱水
杯21,脱水杯21内设置导水杆22和导水横梁23。
凝杯5上部为圆柱体,下部为倒圆台,圆台侧边倾角为30°‑60°,刮砂杆10与圆台侧边平行。
轴7上。
大距离为絮凝杯5下端与沉降柱11上端的距离。
水杯21移到流变仪测试台上进行流变测试;
沉降柱11的直径为6cm、高度为30cm,脱水杯21直径为6cm、高度为12cm,进砂管13出口位于
沉降柱11上部5cm处,絮凝杯5下端与沉降柱11上端的距离为13cm。
电机转速为3rpm;8小时后打开排水阀19排出沉降柱11中的水,将驱动电机6、传动轴7、搅拌
叶片8、横梁9、刮砂杆10、导水杆22、导水横梁23升高,使得传动轴7与脱水杯21底部的距离
为13cm,然后将脱水杯21移到流变仪测试台上进行流变测试,最后从脱水杯21取出一定的
浓缩全尾砂料浆,进行脱水后的浓度测试。
应视为本发明的保护范围。