旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置及其使用方法与流程

本发明涉及旋流器筑坝领域。

背景技术：

1、各类金属、非金属矿经选矿工序后，尾矿排往尾矿库处置、堆存，在湿法排放尾矿库工艺中，各期子坝通常采用旋流器筑坝工艺，将尾砂由旋流器脱水后堆筑在上期子坝面形成新一期子坝。

2、现各矿山常规为高位稳压箱给矿工艺，其压力调节方式单一，为满足旋流器筑坝工作压力1~1.5bar的工艺要求，需高位稳压箱比子坝高30m左右。该工艺存在两方面明显的弊端：

3、1、能源的极大浪费。高位稳压箱移位初期，存在一定量的高程余量，导致矿浆被泵送提高到一个并不需要的高程，在生产输送过程中，白白消耗能源，还造成泵站、管道系统运行压力增高，磨损加大；同时因为稳压塔高程相对固定，导致旋流器筑坝压力不能按需调节，造成了能源的无谓浪费。

4、2、严重的地形与施工限制。高位稳压箱工艺须将稳压箱放置在一个较高的固定位置，需要在库区坝上新建一座塔架结构，甚至需在库区外较高高程上新增征地方可满足。无论何种情况，均存在更频繁的稳压箱移位施工，极端情况下还存在无法取得新增征地，导致不能加高稳压塔高程，此情况在服役后期的尾矿库更为显著，因为随着子坝高程的不断增加，可能已经没有任何高地来放置稳压箱了。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何解决背景技术中提到的常规工艺导致的能耗偏大，移位频繁，占地范围大等弊端。

2、本发明所采用的技术方案是：一种旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置，包括密封的稳压箱1、增压装置、进料管6、出料管7、连通管8，所述增压装置为一个固定在地面的倒置的u形管3，所述倒置的u形管3的顶部有排气管或者排气孔2，所述稳压箱1通过进料管6连接矿浆泵站，所述稳压箱1通过出料管7连接用于筑坝的旋流器5，所述稳压箱1通过连通管8与倒置的u形管3的左侧管联通，所述倒置的u形管3的右侧管上的倾斜向下或者水平的溢流管4，所述进料管6上有进料管截止阀9，所述出料管7有出料管截止阀11，所述连通管8有连通管截止阀10，所述进料管6、出料管7、连通管8在稳压箱1上的任意两个连接口的水平高度差小于1米。

3、所述倒置的u形管3的左右两侧管之间通过稳固拉筋13连接加固。

4、一种旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置的使用方法，根据新一期子坝的所需筑坝高度建立合适高度的倒置的u形管3；在正常生产状况时，进料管截止阀9、连通管截止阀10、出料管截止阀11全部处于开启状态，开启旋流器5和矿浆泵站在上期子坝面形成新一期子坝；在出现不需要筑坝或直排矿浆的工况时，关闭连通管截止阀10；在不同的筑坝时期，随着筑坝旋流器向远离稳压箱方向移动，管道的沿程阻力增加，只需提高矿浆泵站输送压力即可实现所需筑坝压力的稳定。

5、倒置的u形管3的高度计算方法如下：

6、步骤一、不同工况、流态管道雷诺数re=ρvd/μ，其中，ρ为矿浆比重，v为出料管的矿浆流速，d为出料管的管径，μ为矿浆粘度；

7、步骤二、按如下公式计算管道摩阻系数f，

8、

9、其中，ε为管道内壁粗糙度；

10、步骤三、计算从稳压箱的出料管连接口到筑坝用旋流器最远端管道的沿程阻力损失hfl=f*(l/d)*(v2/2g)，其中，l为从稳压箱的出料管连接口到筑坝用旋流器最远端管道的长度，g为当地的重力加速度。

11、步骤四、倒置的u形管的高度为从稳压箱的出料管连接口到筑坝用旋流器最远端管道的沿程阻力损失hfl和高程余量之和，其中，高程余量取3-5米。

12、本发明的有益效果是：本发明巧妙地利用了流体类物质的不可压缩性、连续稳定特性和连通器原理，开发了一种新的旋流器筑坝给矿压力自动调节方法与工艺，真正实现了旋流器筑坝工艺管道压力的“按需供应”，解决了规工艺导致的能耗偏大，移位频繁，占地范围大等弊端。

13、本发明实施过程不受地形条件限制，施工简单，节约了频繁移位施工导致的工程费用以及可能产生的征地费用；工艺流畅，实现旋流器筑坝工艺管道压力自动 “按需供应”，减少了无谓的能耗消耗；操作便利，消除了筑坝时旋流器、管道堵塞风险，降低岗位操作难度、劳动强度。

14、经测算，采用该动态给矿压力自动工艺方法实施后，在尾矿输送、筑坝生产周期内，矿浆平均提升高度可降低15~20米，按输送流量1000 m3/h，矿浆浓度50%核算，每年节省电耗约为50万元，尾矿库服役期限按10年计，则累计节省电耗为500万元，其次在10年的服役期间，至少可减少稳压塔移位次数2次，工程施工费用及征地费用更为可观。

技术特征：

1.一种旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置，其特征在于：包括密封的稳压箱（1）、增压装置、进料管（6）、出料管（7）、连通管（8），所述增压装置为一个固定在地面的倒置的u形管（3），所述倒置的u形管（3）的顶部有排气管或者排气孔（2），所述稳压箱（1）通过进料管（6）连接矿浆泵站，所述稳压箱（1）通过出料管（7）连接用于筑坝的旋流器（5），所述稳压箱（1）通过连通管（8）与倒置的u形管（3）的左侧管联通，所述倒置的u形管（3）的右侧管上的倾斜向下或者水平的溢流管（4），所述进料管（6）上有进料管截止阀（9），所述出料管（7）有出料管截止阀（11），所述连通管（8）有连通管截止阀（10），所述进料管（6）、出料管（7）、连通管（8）在稳压箱（1）上的任意两个连接口的水平高度差小于1米。

2.根据权利要求1所述的一种旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置，其特征在于：所述倒置的u形管（3）的左右两侧管之间通过稳固拉筋（13）连接加固。

3.一种权利要求1中所述的旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置的使用方法，其特征在于：根据新一期子坝的所需筑坝高度建立合适高度的倒置的u形管（3）；在正常生产状况时，进料管截止阀（9）、连通管截止阀（10）、出料管截止阀（11）全部处于开启状态，开启旋流器（5）和矿浆泵站在上期子坝面形成新一期子坝；在出现不需要筑坝或直排矿浆的工况时，关闭连通管截止阀（10）；在不同的筑坝时期，随着筑坝旋流器向远离稳压箱方向移动，管道的沿程阻力增加，只需提高矿浆泵站输送压力即可实现所需筑坝压力的稳定。

4.根据权利要求3所述的一种旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置的使用方法，其特征在于：倒置的u形管（3）的高度计算方法如下：

技术总结本发明涉及旋流器筑坝领域。一种旋流器筑坝动态给矿压力自动调节装置，包括密封的稳压箱1、增压装置、进料管6、出料管7、连通管8，所述增压装置为一个固定在地面的倒置的U形管3，所述倒置的U形管3的顶部有排气管或者排气孔2，所述稳压箱1通过进料管6连接矿浆泵站，所述稳压箱1通过出料管7连接用于筑坝的旋流器5，所述稳压箱1通过连通管8与倒置的U形管3的左侧管联通，所述倒置的U形管3的右侧管上的倾斜向下或者水平的溢流管4，所述进料管6上有进料管截止阀9，所述出料管7有出料管截止阀11，所述连通管8有连通管截止阀10，所述进料管6、出料管7、连通管8在稳压箱1上的任意两个连接口的水平高度差小于1米。技术研发人员：李存艳,杨忠林,冯校泽,贾月所,李国旭,冯永艳,赵宏昌,高建峰受保护的技术使用者：太原钢铁（集团）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4