[發明專利]一種立式砂倉動態高濃度流態化放砂技術的優化方法

有效

• 申請號: 202110098248.6
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112989504B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 王俊;喬登攀;李廣濤;謝錦程;黃飛;李子彬;楊天雨;黃松;田孟;陳濤;賈學元;羅方偉;李聰;林逸暉
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06Q50/02;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 昆明合盛知識產權代理事務所(普通合伙) 53210
• 代理人: 龍燕

本發明涉及一種立式砂倉動態高濃度流態化放砂技術的構建方法及應用，屬于采礦技術領域。本發明所述方法通過對尾砂動態沉降特性、尾砂自密實機理、高濃度流態化放出條件、物料動態平衡條件的分析，突破了立式砂倉傳統作業模式，實現作業模式轉型，形成具有高濃度、流態化技術特征的動態放砂技術模型，對于改善砂倉工作性能、提高尾砂利用率、提高尾砂放砂濃度、保證充填質量、提高經濟效益、保證礦山采充平衡、完善尾砂充填采礦理論體系、豐富綠色采礦和礦業可持續發展內涵具有最重要的理論研究意義和較高的推廣應用價值。

技術領域

本發明涉及一種立式砂倉動態高濃度流態化放砂技術的優化方法，屬于選礦技術領域。

背景技術

礦產資源開發對環境的破壞及礦產資源的日漸枯竭，致使人們越來越關注礦山固體廢物的處置與資源化利用，減量化、再利用和資源化已是固體廢料綜合利用的必然趨勢，也是生態文明建設的重要內容。因此，當下堅持“棄之為害，用之為寶”的指導思想，加快對礦產資源產業鏈條的升級改造，形成“資源—產品—廢棄物—變廢為寶”的產業鏈條，甚至是“資源—產品—廢棄物—再生資源”的產業閉路循環，從源頭減少產出并對其進行二次利用，是解決固體廢料堆存系列問題的重中之重。既可為經濟社會發展提供物質基礎，又能輕擾動或無害化于生態環境，是實現礦產資源開發可持續發展的最優選擇。

充填作為礦山固體廢料綜合利用的重要手段之一，不僅可以彌補傳統采礦理念的核心缺陷，降低對環境的擾動，協調礦產資源開發與環境治理的分割處理，保護遠景資源，消除因采空區帶來的安全隱患。作為固體廢料的主要來源之一，尾砂堆存占固體廢料總量的24.33％，其中83％來自鐵礦、銅礦、金礦開采排放，近年來年排放量高達15億噸以上，雖然尾礦利用增速明顯高于排放增速，但利用量仍然趕不上新增量，且利用增速出現大幅下降。數據顯示：我國尾礦綜合利用率僅為20.6％。目前，我國尾砂大宗利用主要用于礦山充填，其利用率主要受尾砂制備工藝以及設備工作性能的影響。

目前，國內外常用的尾砂制備充填系統主要有立式砂倉和深錐濃密機。就結構而言，立式砂倉結構簡單，倉內無任何動力構件，可大大節省能耗，生產費用低；同時操作簡單，維修方便等優點。就工作方式而言，立式砂倉為裝砂、造漿和放砂三工作狀態循環，系統則為多倉間歇交替充填的作業模式；深錐濃密則為進料、溢流和底流同時存在的動態放砂模式，區別于立式砂倉底部高壓介質活化造漿放出底流，深錐濃密依靠倉底動力耙架連續轉動輸出底流。

通過調查立式砂倉傳統工作方式下核心工作性能指標，發現存在以下問題：溢流跑混嚴重，尾砂有效利用率低，溢流處理及排放隨之增加；裝砂時間長，放砂時間短，時效低下，嚴重制約系統充填能力；放砂濃度低，流量波動范圍大，嚴重影響充填體整體性和均勻性，充填體無法滿足采礦工藝要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種立式砂倉動態高濃度流態化放砂優化方法，具體包括以下步驟：

(1)確定立式砂倉動態高濃度流態化放砂的最佳進料濃度和進料流量，結合立式砂倉的斷面結構尺寸，得到立式砂倉的理論最大處理能力：

①開展不同濃度的全尾砂料漿靜態沉降試驗，記錄不同濃度全尾砂料漿沉降過程中固液分離界面高度，并繪制尾砂沉降曲線。

②根據尾砂沉降速度定義求尾砂沉降速度，尾砂沉降曲線中自由沉降直線段斜率即為尾砂沉降速度，直線段采用式(1)進行描述。

y＝ax+b (1)

式中：y—尾砂沉降曲線中直線段尾砂沉降高度，mm；

a—直線斜率，即尾砂沉降速度v，mm/s；換為m/s時，除以100；

x—直線段內尾砂沉降時間，s；

b—直線常數項。

③根據所求得的尾砂沉降速度，繪制尾砂沉降速度與濃度的關系曲線，采用式(2)對其進行擬合。采用式(2)即可求得全濃度范圍內尾砂的沉降曲線。