一種膏體飽和濃度測量裝置及其使用方法
【專利摘要】一種膏體飽和濃度測量裝置及其使用方法，屬于尾礦膏體處置領域。主要解決克服傳統(tǒng)飽和濃度求解較慢或者不準確的缺陷。該裝置中實驗底座1位于裝置最底部，超白濾紙2鋪于實驗底座1上表面，滴水觀測筒3壓在超白濾紙2上方，支撐板4固定于滴水觀測筒3的頂部，濾水網孔5均勻分布于支撐板4上，連接筒6位于支撐板4頂部，且與其固定，雙層醫(yī)用棉紗7平整的鋪于支撐板4表面，盛料筒8嵌于連接筒6內側，并將醫(yī)用棉紗7壓住，攪拌棒9用來攪拌尾礦，水分由量筒與滴定管配合添加。整個裝置采用有機玻璃制成，且彼此之間連接采用固定和嵌套方式，方便加工，體積小，操作簡單，使用方便。
【專利說明】一種膏體飽和濃度測量裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于尾礦膏體處置實驗研究領域，主要針對膏體飽和濃度界定，適用于不同集料膏體飽和濃度測量，尤其對細粒尾礦膏體濃度預測具有重要意義。
【背景技術】
[0002]尾礦膏體處置技術具有巨大的環(huán)境和社會效益，是未來工業(yè)廢棄物利用的一個主要發(fā)展方向。膏體的特點是不離析、不沉淀、不脫水，只有當集料達到或者接近飽和濃度時，集料空隙恰好被水分填滿，此濃度下的集料才會具備這些特性。
[0003]據(jù) 申請人:了解，膏體濃度界定主要依賴于屈服應力、泌水率等其他指標間接求得。但是屈服應力隨著尾礦粒級組成的不同相差較大，且在膏體濃度范圍，屈服應力變化較大；國家還未出臺全尾膏體泌水率測量相關試驗規(guī)范，對于粒徑在Ium至幾百um的細粒全尾來說，當其濃度較高時，泌水較慢，且料漿浸泡在水中，即使經過足夠長的泌水時間，顆粒之間的水分仍然會有，因此測量結果并不準確。
[0004]也有學者從構成膏體集料的容重和比重對膏體飽和濃度理論反推，容重難以精確測量，導致理論計算的飽和濃度與實際存在一定差異。膏體技術應用對于濃度指標非常敏感，往往高濃度與膏體之間的差別就在2?3個百分點，致使理論飽和濃度值不能有效的對深錐濃密機底流濃度進行指導，導致適合工業(yè)應用的膏體濃度難以快速定量化，進而阻礙了膏體理論和膏體技術的發(fā)展。
[0005]目前，還沒有發(fā)現(xiàn)一種簡單的方法可以對膏體飽和濃度直接進行測量的裝置。為此，有必要尋求新型的膏體測量裝置及方法，能夠快速、準確測量膏體飽和濃度，為膏體技術濃密設備的運行提供理論依據(jù)。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種新型的膏體飽和濃度測量裝置及方法。該方法能夠克服傳統(tǒng)飽和濃度求解較慢或者不準確的缺陷，為深錐濃密機合理底流濃度提供工程建議。主要有以下幾個優(yōu)點:第一，裝置取材方便，成本低，操作簡單，能夠快速準確判別膏體飽和濃度；第二，測量方法巧妙，裝置將雙層醫(yī)用棉紗鋪于網孔上方，既避免了尾礦從網孔中流出或者堵塞網孔，又不影響水分從網孔中濾出；第三，對于網孔中濾出水采用超白濾紙承接，對濾出水滴質量進行量化，進一步提高了測量精度；第四，整個裝置采用有機玻璃制成，不同組件之間采用固定和嵌套的方式進行連接，便于拆卸清洗，結構穩(wěn)定，堅固耐用；第五，對于膏體濃度的判別是進行直接測量，規(guī)避了飽和濃度預測必須依賴容重等其他物理參數(shù)的不足，滿足礦山企業(yè)合格膏體濃度判別，從而為工業(yè)中尾礦膏體濃度提供較為可靠的實驗判據(jù)。
[0007]本發(fā)明主體由實驗底座1、超白濾紙2、滴水觀測筒3、支撐板4、濾水網孔5、連接筒
6、雙層醫(yī)用棉紗7、盛料筒8、攪拌棒9組成，如圖1所示。
[0008]實驗底座I位于裝置最底部，超白濾紙2鋪于實驗底座I上表面，滴水觀測筒3壓在超白濾紙2上方，支撐板4固定于滴水觀測筒3的頂部，濾水網孔5均勻分布于支撐板4上，連接筒6位于支撐板4頂部，且與其固定，雙層醫(yī)用棉紗7平整的鋪于支撐板4表面，盛料筒8嵌于連接筒6內側，并將醫(yī)用棉紗7壓住，攪拌棒9用來攪拌尾礦，水分由量筒與滴定管配合添加。
[0009]實驗底座I位于裝置最底部，主要是對超白濾紙滲出水分的承接，同時也對整個實驗裝置起到一個支撐作用。
[0010]超白濾紙2置于實驗底座I上表面，超白濾紙根據(jù)尾砂粒級不同，鋪設層數(shù)在5?8層，當尾砂粒級較粗時多鋪，顆粒較細時可以少鋪。超白濾紙的主要作用是彌補滴水瞬間不便觀測的不足，這樣即使沒有捕捉滴水瞬間，也可通過濾紙重量增加來求得滴水重量，使得測量結果更加精確，濾紙水分滲出也會由實驗底座進行承接，因此，該種設計保證了測量精度。實驗底座I和超白濾紙2 —起構成裝置的底部結構。
[0011]滴水觀測筒3壓在超白濾紙2上方，主要用于觀測液滴滴下瞬間，該筒底部鏤空，上部鏤空，由有機玻璃制成。底部鏤空主要是方便水滴滴在濾紙上，簡化裝置結構。內徑范圍為5cm?8cm，高為8cm?12cm，滴水觀測筒之所選擇相對較高的高度，主要是為了滴水時便于觀察。
[0012]支撐板4固定在滴水觀測筒3上部，主要起到支撐上部尾砂攪拌的作用，其直徑大小與滴水觀測筒3外徑相同。之所以這樣設計，主要有兩個原因，一是便于加工，二是裝置更加耐用。
[0013]濾水網孔5均勻分布于支撐板4上，主要起到濾水作用，其孔徑大小為Imm?3_，孔徑大小主要取決于尾砂顆粒大小。滴水網孔5的孔徑不能太小，過小不易水分通過，也不能太大，太大尾砂容易帶動棉紗通過網孔，相當于增加了一個外力，幫助膏體濾水，影響測
量結果。
[0014]連接筒6位于支撐板4的上方，并與其固定，至此，滴水觀測筒3、支撐板4和連接筒6被固定在一起，構成裝置的下部結構。連接筒6的主要作用是對盛料筒8與下部結構進行連接。連接筒6的內徑與滴水觀測筒3保持一致，范圍為5cm?8cm，其高度為4cm?6cm。
[0015]雙層醫(yī)用棉紗7平鋪于帶有網孔的支撐板4上表面，平鋪前將醫(yī)用棉紗用水浸濕，然后擰干，盡量減少棉紗吸收膏體中水分造成的實驗誤差。由于棉紗面積較小，因此，吸水量即使有，也很小。雙層醫(yī)用棉紗7主要功能為阻止盛料筒8中尾砂從濾水網孔5中流失，同時保證膏體中多余水分有效滲出，進而通過網孔5滴下。
[0016]盛料筒8嵌于連接筒內側，將雙層醫(yī)用棉紗7壓住。因此盛料筒8外徑與連接筒
6內徑相同為5cm?8cm,且二者之間保證Imm?2mm的間距，留有孔隙是將雙層醫(yī)用棉紗多余部分從孔隙中延伸出來，使得雙層醫(yī)用棉紗7不易在尾砂攪拌過程中錯位。由于盛料筒8底部有支撐板4對攪拌尾砂進行支撐，因此盛料筒8不需底座。高為IOcm?16cm，內徑之所以選取比高度小很多的原因，主要是想使得頂部非飽和區(qū)域得到控制，盡量減小非飽和區(qū)域面積。
[0017]攪拌棒9主要功能為緩慢均勻加水、引流和攪拌作用。攪拌棒采用不銹鋼材質制成，不易折斷，能夠充分攪拌，其直徑為5mm?10mm，長度為盛料桶8高度的1.5?1.8倍。
[0018]本發(fā)明制作簡單、移動方便、無動力消耗，采用直接測量膏體濃度的方法對合格膏體濃度進行預測，使用起來更加方便，時效性更好。有成本低、操作簡單、方法巧妙，結果可靠等優(yōu)點，能夠在較短時間內測量某一尾礦膏體飽和濃度，規(guī)避了飽和濃度預測必須依賴容重等其他物理參數(shù)進行理論計算的不足，滿足礦山企業(yè)合格膏體濃度判別需求，適用于有色、貴金屬、稀有金屬、黃金、鈾礦等各種礦山企業(yè)不同粒級范圍的尾礦。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1膏體飽和濃度測量裝置結構示意圖；
[0020]圖2膏體飽和濃度測量裝置俯視圖；
【具體實施方式】
[0021](I)盛料筒內添加質量為ms的尾砂干料，實驗底座與超白濾紙(底部結構)總質量為mD1。并稱取包括尾砂干料在內的整個裝置質量為Hitl (不包括攪拌棒質量)；
[0022](2 )慢加水同時攪拌，加水ms膏體一般不會飽和，因此前msg水添加采用燒杯添加，之后添加水采用滴定管添加，控制水分添加速度，直至滴定觀測筒觀察到有水滴下，即達到飽和狀態(tài)瞬間。稱取此刻整個裝置質量(包括尾砂、水，不包括攪拌棒)為Hl1，底部結構重量為mD2，則整個過程尾砂內加水量為，此時計算的加水量較為精確；
[0023](3)計算測量所得的膏體飽和濃度C為
【權利要求】
1.一種膏體飽和濃度測量裝置，其特征在于:測量裝置包括實驗底座(I)、超白濾紙(2)、滴水觀測筒(3)、支撐板(4)、濾水網孔(5)、連接筒(6)、雙層醫(yī)用棉紗(7)、盛料筒(8 )、攪拌棒(9 );實驗底座(I)位于裝置最底部，超白濾紙(2 )鋪于實驗底座(I)上表面，滴水觀測筒(3)壓在超白濾紙(2)上方，滴水觀測筒(3)底部、頂部均無蓋，支撐板(4)固定于滴水觀測筒(3)上部，支撐板(4)帶有濾水網孔(5)，連接筒(6)固定于支撐板(4)上部，雙層醫(yī)用棉紗(7)平鋪于支撐板(4)上表面，盛料筒(8)置于連接筒(6)內部，且與連接筒(6)內壁存在間距縫隙間距為1mm~2mm，雙層醫(yī)用棉紗(7)多余部分通過間距縫隙延伸出來，攪拌棒(9)用來攪拌盛料筒(8)的尾砂，水分由量筒和滴定管配合添加。
2.如權利要求1所述的一種膏體飽和濃度測量裝置，其特征在于:所述的滴水觀測筒(3)內徑范圍為5cm~8cm,高為8cm~12cm。
3.如權利要求1所述的一種膏體飽和濃度測量裝置，其特征在于:所述的支撐板(4)的直徑與滴水觀測筒(3)外徑相同。
4.如權利要求1所述的一種膏體飽和濃度測量裝置，其特征在于:所述的濾水網孔(5)均勻分布于支撐板(4)上，主要起到濾水作用，其孔徑大小為Imm~3mm。
5.如權利要求1所述的一種膏體飽和濃度測量裝置，其特征在于:所述的連接筒(6)的內徑與滴水觀測筒(3)保持一致，范圍為5cm~8cm，連接筒(6)高度為4cm~6cm。
6.如權利要求1所述的一種膏體飽和濃度測量裝置，其特征在于:所述的間距縫隙為1mm ~2mm。
7.—種如權利要求1所述的膏體飽和濃度測量裝置的使用方法，其特征在于: 步驟一、盛料筒內添加質量為ms的尾砂干料，實驗底座與超白濾紙總質量為mD1。稱取包括尾砂干料在內的整個裝置質量為IV m0不包括攪拌棒質量； 步驟二、慢加水同時攪拌，控制水分添加速度，直至滴定觀測筒觀察到有水滴下，稱取此刻整個裝置質量為Hl1，整個裝置質量為裝置質量與尾砂質量、水質量之和，但不包括攪拌棒質量，底部結構重量為mD2，mD2實驗底座、超白濾紙和下落水滴總質量，整個過程尾砂內加水量為 m「m0-(mD2_mD1)； 步驟三、計算測量所得的膏體飽和濃度c為:
【文檔編號】G01N5/02GK103454176SQ201310399790
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權日:2013年9月5日
【發(fā)明者】吳愛祥, 王勇, 王洪江, 尹升華, 王貽明, 韓斌 申請人:北京科技大學