CN104791005B - 一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的存贮装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿山充填领域，涉及一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的存贮装置及方法。其特征在于，在仓体的基础上，添加了尾砂浆自稀释装置、聚丙烯酰胺溶液喷嘴、入料井，在底部设计剪切循环泵、电动换向阀、循环管、排放管。该发明能耗小，省去了浓密机内部的耙架装置。可使立式砂仓实现连续入料连续出料的功能，增大了处理能力，稳定了泥层高度。省去了立式砂仓底部造浆装置，大大简化了筒仓内部的结构。可大幅度提高立式砂仓的排放浓度，使底流流量趋于稳定。
Description
技术领域
本发明涉及矿山充填领域，具体为一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的存贮装置及方法，适用于全尾砂需要浓密脱水的金属矿山。
背景技术
在矿山充填领域中，立式砂仓是一种常见的储存尾砂浆及提高尾砂浆浓度的装置，一定浓度的尾砂浆通过分级处理后，从砂仓顶部输入，在砂仓内经过自然沉降浓缩造浆，进而通过底部的放砂管排放，与其他材料混合作为充填料浆。
目前立式砂仓普遍存在如下问题：(1)自然沉降，造成仓内尾矿出现离析现象，砂浆粒级组成沿高度方向上均质性差，无法形成理想的高浓度砂浆；(2)只有入料管，尾矿入料速度快，顶部出现干涉沉降，溢流水浊度高；(3)没有专设的入料井，沉降路径长，沉降速度慢；(4)静置沉降后底部浓度过高，失去了流动性，只有通过造浆措施来恢复其流动性，其过程不易控制，造成底流浓度偏低；(5)不能实现连续入料连续出料，仓内泥层高度无法稳定，泥层高度变化范围大，放砂浓度与放砂流量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的存贮装置及方法。该装置采用絮凝沉降及自循环措施，防止砂仓内出现离析现象，使高浓度料浆流态化，防止底部浓度过高，从而提高放砂浓度和放砂流量稳定性。
一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的存贮装置，所述的存贮装置包括仓体，所述仓体顶部设有稀释存储组件，所述仓体底部设有剪切循环排放组件；所述剪切循环排放组件可实现对砂浆剪切循环与砂浆剪切排放之间的切换。
进一步地，所述剪切循环排放组件包括剪切循环泵、循环管道、排放管道；所述剪切循环泵一端连接在仓体底部，另一端连接在电动换向阀的入口端，所述排放管道及所述循环管道的一端分别连接在电动换向阀的两个出口端，所述循环管道的另一端回接于所述仓体中下部。
进一步地，所述稀释存储组件包括入料井、尾砂管、自稀释装置及聚丙烯酰胺溶液管。
进一步地，所述入料井固定在仓体顶部中心位置，所述尾砂管连接入料井，所述自稀释装置固定在尾砂管上，所述聚丙烯酰胺溶液管包括多个聚丙烯酰胺溶液添加点，分别设置在自稀释装置和入料井。
进一步地，所述自稀释装置运用虹吸式原理，利用尾砂管剩余压头，通过砂浆管内高流速砂浆吸入浓密机顶部澄清水。
一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的方法，应用上述的存贮装置，其特征在于，包括以下步骤：
1)添加尾砂浆：尾砂浆通过尾砂管及自稀释装置添加到仓体顶部的入料井中，在添加过程中，对尾砂浆添加聚丙烯酰胺溶液；
2)循环处理尾砂浆：连续添加尾砂浆，当仓体内的尾砂浆泥层升高后，开启剪切循环泵，控制电动换向阀连通循环管，实现循环；
3)底流排放：连续剪切循环后，控制电动换向阀转向排放管道进行排放。
进一步地，所述步骤1)具体为：来自选厂浓度为10％～30％，流量50～300m3/h的尾砂浆，经尾砂管输送至入料井中，尾矿浆在路经自稀释装置时，将尾砂浆浓度稀释至5～15％以下；所述的聚丙烯酰胺溶液添加点的数量为3～10个，每个添加点流量相等，控制在5～15m3/h之间，聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1～0.5‰，与尾砂浆充分混合；
所述步骤2)具体为：连续处理尾砂浆30-40小时后，仓体内尾砂浆泥层高度达8m～12m，此时开启剪切循环泵，电动换向阀保持与循环管道连接的出口端畅通，循环流量在50～200m3/h；
所述步骤3)具体为：当仓体底流浓度基本保持在60％～75％时，关闭剪切循环泵，将电动换向阀转向排放管道进行排放，排放流量控制在工艺设计要求范围内。
本发明有效提升了砂仓浓缩质量。该添加装置成本低、操作简单、实用性强，可为新型立式砂仓的设计提供依据，具有重要的实用价值和理论意义。适用于有色、黑色、贵金属、稀有金属等各种矿山企业采用充填采矿法的立式砂仓造浆工艺。
附图说明
图1为本发明提供的一种提高排放浓度稳定性装置的结构示意图；
1-仓体；2-尾砂管；3-自稀释装置；4-入料井；5-聚丙烯酰胺溶液管；6-剪切循环泵；7-电动换向阀；8-循环管道；9-排放管道。
具体实施方式
下面对本发明做进一步阐述，但本发明的保护范围并不局限于以下所描述具体实施方式的范围。
一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的方法，在仓体1顶部添加砂浆自稀释装置3，与尾砂管2连接，将入料井4固定于仓体1顶部中心位置，聚丙烯酰胺溶液管5分别固定在自稀释装置3和入料井4中，在仓体1底部固定剪切循环泵6，剪切循环泵6与循环管道8及排放管道9连接，电动换向阀7实现循环管道8与排放管道9之间的切换，循环管道8上部接入仓体1中，如图1所示。所述仓体1，主要用于尾砂浆的储存及造浆，仓体柱体直径范围为8～20m，高度范围为15～25m，锥体角度范围为45°～60°。所述尾砂管2，主要用于输送尾砂浆，控制尾砂浆的流量及流速，因此管径范围150mm～250mm。所述自稀释装置3，主要用于稀释尾砂浆，由于砂浆浓度高，无法与聚丙烯酰胺溶液充分反应，影响沉降效果，该装置运用虹吸式原理，利用尾砂管剩余压头，通过砂浆管内高流速砂浆吸入浓密机顶部澄清水，可以有效降低尾砂浆浓度，使聚丙烯酰胺溶液与尾砂浆充分混合。所述入料井4，主要用于提供尾砂浆与聚丙烯酰胺溶液充分混合的空间，直径范围为2～5m，高度范围为3～7m。所述聚丙烯酰胺溶液管5，主要用于输送聚丙烯酰胺溶液，为使聚丙烯酰胺溶液充分混合，设置不同的聚丙烯酰胺溶液添加点，添加数量3～10个。所述剪切循环泵6和循环管道8，主要用于底部砂浆循环，保证底部料浆始终处于流态化，防止物料出现板结，稳定砂仓内泥层高度，使砂仓底部料浆浓度和流量处于稳定状态。所述电动换向阀7，实现循环管道8和排放管道9之间的切换，充填时，将阀门切换到排放模式，不充填时切换到循环模式。
下面详述本装置及方法的具体应用实例。
某矿采用立式砂仓处理全尾砂，砂仓直径9m，柱体高度21m，锥体高度7m，将来自选厂尾砂浆浓缩成高浓度尾砂浆，与水泥、水淬渣混合制备成高浓度料浆，自流输送到采场。在生产过程中，经常出现底流放砂困难、泥层高度、底流浓度及流量不稳定、溢流水浑浊等问题，影响生产正常运行。为此，采用了多种措施，包括添加喷嘴增加流态化等措施，效果依然不明显。在充分分析立式砂仓造浆质量差的原因后，认为出现以上问题的原因主要是尾砂自然沉降效果差，底部尾砂浆呈现非均质流态化。而在立式砂仓中设置自稀释装置、聚丙烯酰胺溶液添加装置、自循环装置，可以使砂仓泥层高度稳定、底部砂浆流态化，造浆质量得到很大改善，具体如下：
1)来自选厂浓度为25％～30％，流量100m3/h的尾砂浆，经尾砂管2输送至入料井4中，尾矿浆在路经自稀释装置3时，已将尾砂浆浓度稀释至15％以下，控制聚丙烯酰胺溶液流量20m3/h，聚丙烯酰胺溶液浓度为0.5‰，与尾砂浆充分混合，达到较为理想的絮凝沉降效果。在此过程中，仓体1底部不排料，也无需通过循环管道8进行循环。
2)连续处理尾砂浆32小时后，仓体1内尾砂浆泥层高度已达8m，此时开启剪切循环泵6，通过浓度计测得砂浆浓度达到75％，电磁流量计测得流量20～50m3/h，流动性较差且不稳定，增加剪切循环泵功率至100％。
3)自开启剪切循环泵6最大功率30小时后，底流浓度基本保持在67％～70％，循环流量在70～75m3/h，此时逐渐减小剪切循环泵功率，保持砂浆流量65～70m3/h。在砂浆排放时，依然保持剪切循环泵工作，将电动换向阀7转向排放管道9进行排放。
采用此装置及方法后，矿山充填质量得到明显改善，实现砂仓连续进料、连续排料10d以上，并保证砂浆浓度63％～66％，排放流量65～70m3/h。
Claims (4)
1.一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的存贮装置，所述的存贮装置包括仓体，其特征在于，所述仓体顶部设有稀释存储组件，所述仓体底部设有剪切循环排放组件；所述剪切循环排放组件可实现对砂浆剪切循环与砂浆剪切排放之间的切换；
所述稀释存储组件包括入料井、尾砂管、自稀释装置及聚丙烯酰胺溶液管；
所述自稀释装置运用虹吸式原理，利用尾砂管剩余压头，通过尾砂管内高流速砂浆吸入浓密机顶部澄清水；
所述剪切循环排放组件包括剪切循环泵、循环管道、排放管道；所述剪切循环泵一端连接在仓体底部，另一端连接在电动换向阀的入口端，所述排放管道及所述循环管道的一端分别连接在电动换向阀的两个出口端，所述循环管道的另一端回接于所述仓体中下部；所述砂浆剪切循环为仓体底部尾砂浆进入剪切循环泵、经剪切循环泵剪切后进入循环管道、经循环管道进入仓体中下部、从仓体中下部沉入仓体底部、再从仓体底部进入剪切循环泵依次循环，实现位于仓体中下部至仓体底部间的尾砂浆的剪切循环；
聚丙烯酰胺溶液的添加流量在5～15m3/h之间，所述聚丙烯酰胺溶液的浓度为0.1～0.5‰。
2.根据权利要求1所述的存贮装置，其特征在于，所述入料井固定在仓体顶部中心位置，所述尾砂管连接入料井，所述自稀释装置固定在尾砂管上，所述聚丙烯酰胺溶液管包括多个聚丙烯酰胺溶液添加点，分别设置在自稀释装置和入料井。
3.一种提高立式砂仓排放浓度稳定性的方法，应用上述权利要求1-2之一所述的存贮装置，其特征在于，包括以下步骤：
1)添加尾砂浆：尾砂浆通过尾砂管及自稀释装置添加到仓体顶部的入料井中，在添加过程中，对尾砂浆添加聚丙烯酰胺溶液；所述自稀释装置运用虹吸式原理，利用尾砂管剩余压头，通过尾砂管内高流速砂浆吸入浓密机顶部澄清水；尾砂浆在路经自稀释装置时，尾砂浆浓度已被稀释；
2)循环处理尾砂浆：连续添加尾砂浆，当仓体内的尾砂浆泥层升高后，开启剪切循环泵，控制电动换向阀连通循环管道，实现循环；所述循环为仓体底部尾砂浆进入剪切循环泵、经剪切循环泵剪切后进入循环管道、经循环管道进入仓体中下部、从仓体中下部沉入仓体底部、再从仓体底部进入剪切循环泵依次循环，实现位于仓体中下部至仓体底部间的尾砂浆的剪切循环；
3)底流排放：连续剪切循环后，控制电动换向阀转向排放管道进行排放。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：来自选厂浓度为10％～30％，流量50～300m3/h的尾砂浆，经尾砂管输送至入料井中，尾砂浆在路经自稀释装置时，将尾砂浆浓度稀释至5～15％；所述的聚丙烯酰胺溶液添加点的数量为3～10个，每个添加点流量相等，控制在5～15m3/h之间，聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1～0.5‰，与尾砂浆充分混合；
所述步骤2)具体为：连续处理尾砂浆30-40小时后，仓体内尾砂浆泥层高度达8m～12m，此时开启剪切循环泵，电动换向阀保持与循环管道连接的出口端畅通，循环流量在50～200m3/h；
所述步骤3)具体为：当仓体底流浓度保持在60％～75％时，关闭剪切循环泵，将电动换向阀转向排放管道进行排放，排放流量控制在工艺设计要求范围内。
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