[发明专利]一种尾矿临界流速的测试装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及尾矿管道输送领域，尤其是涉及一种尾矿临界流速的测试装置和方法。

背景技术

目前，全尾砂的处理方式主要是矿井充填或者尾矿库堆存，选矿厂一般将低浓度尾矿输送至固液分离设备进行浓缩或者直接输送至尾矿库，往往管道输送的距离较远，设计人员在考虑矿浆管道输送时，需要以尾矿的临界流速作为设计依据，确定了临界流速后就可以对输送泵及输送管道进行选型，防止尾矿在管道输送过程中沉降而造成堵管。临界流速又称经济流速，是指固体颗粒在管道输送过程中保持悬浮状态而不产生淤积的流速。当浆体输送流速小于临界流速时，固体颗粒出现沉降最终造成堵管。

临界流速是浆体管道输送系统工程设计中的重要参数之一，为获得这一参数国内外许多学者对临界流速进行了大量试验研究工作，提出了不少经验公式如：杜兰德公式、格拉弗公式、托马斯公式，但每一个公式中考虑的因素都不够全面，误差较大。为了得出尾矿的临界流速，目前最普遍的还是配制不同质量浓度的尾矿浆体进行环形管道试验，这种方法存在材料准备时间长、材料消耗大、实验场地占地面积大的问题。 因此，如何提供一种较为合理、简便快速、准确的尾矿临界流速测试方法成了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

基于现有方法的不足，本发明需要解决的问题是如何提供一种较为合理、简便快速、能准确测试浆体的临界流速的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种临界流速的测试装置，该装置主要由搅拌槽、变频渣浆泵、料斗、 L型不锈钢管道、电磁流量计、矿浆密度传感器、信号采集器、 PLC控制器组成。所述的搅拌槽底部呈锥形，防止粗颗粒尾矿沉积。所述的矿浆质量浓度为10%～65%。所述的L型不锈钢管道中连接有电磁流量计以及三个矿浆密度传感器，三个矿浆密度传感器插至L型不锈钢管道中的深度各不相同。所述的三个矿浆密度传感器精度为0.1%，三个矿浆密度传感器连接信号采集器。所述的信号采集器连接PLC控制器，PLC控制器同时对变频渣浆泵进行变频控制。所述的PLC控制器中设置报警程序，当信号采集器中采集的密度值极差超过0.05时开始报警。

本发明提供一种临界流速的测试方法，包括以下步骤：

（1）在搅拌槽中配置一定质量浓度的矿浆，搅拌均匀；

（2）通过变频渣浆泵将矿浆泵送至料斗中；

（3）矿浆泵送到料斗中，自流至L型不锈钢管道，三个矿浆密度传感器测试不同流速下矿浆的密度，并反馈至信号采集器，通过PLC控制器中显示并存储数据；

（4）电磁流量计中读取矿浆输送的流速，流出的矿浆返回搅拌槽进行循环 泵送；

（5）逐渐增大矿浆的输送速度直至报警声刚好消失，稳定5分钟后，读取此时矿浆的输送速度即得到临界流速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、L型管道可以灵活组装，根据需要可以组装成内径为100～300mm的管道，大小与实际应用相一致，使得测试的数据更精确。

2、浆体在实验过程中循环使用，节约实验所需的物料，相对环管实验，该实验系统占地面积小，操作方便。

附图说明

图1为本发明一种尾矿临界流速的测试装置和方法的设备布置图。

图1中的附图标记对应关系为：1-搅拌槽，2-变频渣浆泵，3-料斗，4-L型不锈钢管道，5-电磁流量计，6-1号矿浆密度传感器，7-2号矿浆密度传感器，8-3号矿浆密度传感器，9-信号采集器，10-PLC控制器。

图 2 为本发明具体实施方式中在不同流速情况下，三个矿浆密度传感器采集的密度数据值随时间的变化。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明一个实施例的一种临界流速的测试装置，包括：

1-搅拌槽，用于配制一定质量浓度的矿浆；

2-变频渣浆泵，用于泵送矿浆；

3-料斗，通过变频渣浆泵泵送过来的矿浆进至料斗中进行缓存；

4-L型不锈钢管道，料斗中的矿浆自流进至L型不锈钢管道输送；

5-电磁流量计，位于L型不锈钢管道的水平段上，用于测量L型不锈钢管道中矿浆的流速；