本发明专利技术公开了一种大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定方法及应用，它在浓密机侧面由上至下间隔安装一排共计n个用于测定矿浆压力的压力变送器，根据压力变送器监测到的各个矿浆段的压强值推算出各个矿浆段的浓度，比较各个矿浆段的实际浓度与允许浓密机排料的下限矿浆浓度，并结合现场需要，确定矿浆排放措施。本发明专利技术克服了传统方法存在的工作量大、对操作工要求高和排放时间不精确的技术缺陷，另外也避免了传统在线浓度计测量精度不足的缺点。
【技术实现步骤摘要】
大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定方法及应用
本专利技术涉及矿浆浓度测定技术及其基于该技术的浓密机底流排放自动控制技术，尤其是大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定技术。
技术介绍
浓密机在矿山尾矿浓缩和井下充填方面具有不可替代的作用，但传统浓密机存在的主要问题包括对细粒径尾矿浓缩效果差，尾矿沉降时间长，底流浓度低，溢流水不澄清，运行过程能耗高等问题。为了解决上述问题，申请人开发大高径比膏体浓密机，该设备在尾矿，特别是细粒尾矿浓缩领域具有极大的优势，相关专利包括：膏体矿浆管道沿程输送阻力动态修正方法(ZL201710159042.3),浓密机底流剪切增浓装置及增浓方法(ZL201510613694.0),一种无耙高浓度浓密机(ZL200620121943.0),一种柱式高效浓密机(ZL201420099140.4)。相比传统浓密机，大高径比膏体浓密机的垂直高度和浓密机底流浓度均较高，顶部溢流水能够达到澄清排放，因此浓密机内部尾矿浆呈现“清水层——悬浮尾矿——低浓度尾矿——中浓度尾矿——高浓度尾矿”的变化规律，矿浆浓度的垂直变化较大。迄今为止，还没有相关技术能够对浓密机内部尾矿浓度的垂直变化情况进行测定，由此导致尾矿排放时只能根据现场经验控制排放持续时间，或者通过定期采样测定底流浓度来确定排放持续时间。
技术实现思路
为了确认浓密机内部的尾矿浓度分布情况，控制大高径比膏体浓密机内部尾矿排放持续时间，本专利技术提供一种。本专利技术同时提供利用该方法控制底流排放的方法。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定的方法，其特征在于，步骤如下：第一步：压力变送器布置首先在浓密机侧面由上至下间隔安装一排共计n个用于测定矿浆压力的压力变送器，压力变送器数量可根据浓密机高度及所需精度调整，压力变送器的布置方法是：在浓密机圆柱段，相邻压力变送器的间隔距离为h＝5～8m，优选h＝2～4m，要求圆柱端最顶部不设，最底部设一个；在浓密机圆锥段的下部排料口位置布置1个压力变送器；从上到下对压力变送器进行编号，依次称为第一个，第二个，以此类推；n个压力变送器将浓密机内排料口以上的矿浆沿筒体高度也分为n段，从上到下依次称为第一段，第二段，以此类推；所有压力变送器的信号通过电缆与中控室压力传感器数据采集系统相连；第二：根据压力变送器监测到的压强值计算各段矿浆产生的压强设第n个压力变送器测定的压强值为Pn，单位，KPa，则第n个和第n-1压力变送器监测到的压强差即为第n段矿浆产生的压强，即：Pn-Pn-1＝ρnghn/1000(n＝2,3,4,5....)(1)第一个压力变送器监测到的压强值即为第1段矿浆产生的压强P1，符合公式(2)：P1＝ρ1gh1/1000(2)上述中：ρn为第n段矿浆的平均密度，单位，kg/m3；ρ1为第1段矿浆的平均密度，单位，kg/m3；g为重力加速度，等于9.8m/s2；第三：根据各段矿浆产生的压强值计算各段矿浆的平均密度由公式(1)和公式(2)得到各段矿浆的平均密度ρn＝1000(Pn-Pn-1)/ghn(n＝2,3,4,5....)(3)ρ1＝1000P1/gh1(4)；第四：根据矿浆的平均密度计算各段矿浆的平均浓度cn(％)cn＝(ρn/1000-1)/(ρn/1000-ρn/ρ0)×100％(n＝1,2,3,4,5....)(5)ρ0为干尾矿的真密度，单位kg/m3，通过测定即可得到。利用测得的各段矿浆的平均浓度cn控制矿浆排放的方法为：第一步：确认浓密机内部允许排放的矿浆段；首先根据现场要求设定可以允许浓密机排料的下限矿浆浓度cL为基准值，然后将各段矿浆的平均浓度cn与下限尾矿浓度cL进行比较；若某一段矿浆的cn<cL，则该段尾矿不满足排放要求，若某一段矿浆的cn>cL，则该段尾矿满足排放要求，这段以及这段以下的矿浆适宜排放；根据上述判定原则，将适宜排放的矿浆段全部找出来，规定适于排放的最高段为允许排放的矿浆段n允；第二步：确定浓密机是否排料为了避免出现单次排料时间过短(这也会导致排料频率过高，不利于井下生产)的问题，控制系统可以预设排料临界体积参数，即根据浓密机的分段数确定一个排料临界n值，用n排表示，使得浓密机内第n排段的尾矿达到预设浓度后，浓密机才可以排料。基于上述机理，为了控制简便，本专利技术采取以下方法确定是否排料：根据浓密机的分段数预设第n排为矿浆排料临界段，当n允＞n排，也即是说允许排放的矿浆段处于矿浆排料临界段以下的位置，这时候不能排放，浓密机继续进料压缩；当n允≤n排，也即是说允许排放的矿浆段处于矿浆排料临界段或处于矿浆排料临界段以上的位置，这时候确定排放，并根据浓密机尺寸计算允许排放的尾矿的体积量V排，然后进行下一步；优选的，n排≤n/2，n为压力变送器将浓密机内排料口以上的矿浆沿筒体高度分成的段数，n排越小说明可以排放的矿浆越接近浓密机顶部，例如，如果浓密机被分为6段(n＝6)，则n排≤3，即只有浓密机内部第三段之上(也就是第1-3段)的矿浆达到排放的浓度后才可以排放。第三步：排放控制策略根据井下需要充填量V充制定控制策略，分为以下两种情况：第一种情况：当V排>V充，即浓密机内允许排放的矿浆体积大于井下充填所需的体积时，此时：如果井下对排料时间没有限制，此时系统将持续排料，同时通过流量监控数据记录已经排入井下的矿浆体积，当V排＝V充时，控制系统将会关闭浓密机的排料阀门停止排料，从而实现系统排料的自动控制和无人执守；如果井下限定了排料时间t，要求在允许排放的尾矿排完前停止排料，此时系统实时监控排料时间t，当达到排料时间t，系统自动发送信号至电动阀门关闭排料管，停止排料，从而不但实现系统排料的自动控制和无人执守，而且更加人性化满足操作工交接班的需求；第二种情况：当V排<V充，即浓密机内允许排放的矿浆体积不足以满足井下充填，此时系统控制将允许排放的尾矿排完后将会关闭浓密机的排料阀门，停止排料，然后控制系统将保持浓密机一直处于“进料——压缩”工作状态，直到其内部矿浆再次满足预设的排料要求。之后浓密机将再次进行排料操作，控制系统同时记录排入井下的矿浆体积。依次类推，直到排入井下的矿浆体积达到了预定要求，即满足V排＝V充。本专利技术的优点是：无论是井下充填还是地表堆存，浓密机底流浓度对尾矿的快速固结都具有非常关键的正面作用，同时高浓度矿浆固结过程所需的胶固粉量也要小于低浓度矿浆，因此保证底流浓度在较高的范围不但能降低生产成本，还能提高充填效果。本专利技术通过在浓密机不同高度设置压力变送器，通过压力变送器监测不同高度矿浆产生的压力然后根据压力值计算出各段矿浆的平均浓度cn。在此基础上，以矿浆浓度作为考核指标确定排放策略，从而实现浓密机底流运行过程的自动控制，克服了传统方法(利用经验或者通过定期采样测定底流浓度来控制排放)存在的工作量大、对操作工要求高和排放时间不精确的技术缺陷，另外也避免了传统在线浓度计测量精度不足的缺点，具有显著的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定方法，其特征在于，步骤如下：第一步：压力变送器布置首先在浓密机侧面由上至下间隔安装一排共计n个用于测定矿浆压力的压力变送器，压力变送器数量可根据浓密机高度及所需精度调整，压力变送器的布置方法是：在浓密机圆柱段，相邻压力变送器的间隔距离为h＝5～8m，优选h＝2～4m，要求圆柱端最顶部不设，最底部设一个；在浓密机圆锥段的下部排料口位置布置1个压力变送器；从上到下对压力变送器进行编号，依次称为第一个，第二个，以此类推；n个压力变送器将浓密机内排料口以上的矿浆沿筒体高度也分为n段，从上到下依次称为第一段，第二段，以此类推；所有压力变送器的信号通过电缆与中控室压力传感器数据采集系统相连；第二：根据压力变送器监测到的压强值计算各段矿浆产生的压强设第n个压力变送器测定的压强值为Pn，单位，KPa，则第n个和第n‑1压力变送器监测到的压强差即为第n段矿浆产生的压强，即：Pn‑Pn‑1＝ρnghn/1000(n＝2,3,4,5….) (1)第一个压力变送器监测到的压强值即为第1段矿浆产生的压强P1，符合公式(2)：P1＝ρ1gh1/1000 (2)上述中：ρn为第n段矿浆的平均密度，单位，kg/m3；ρ1为第1段矿浆的平均密度，单位，kg/m3；g为重力加速度，等于9.8m/s2；第三：根据各段矿浆产生的压强值计算各段矿浆的平均密度由公式(1)和公式(2)得到各段矿浆的平均密度ρn＝1000(Pn‑Pn‑1)/ghn(n＝2,3,4,5….) (3)ρ1＝1000P1/gh1 (4)；第四：根据矿浆的平均密度计算各段矿浆的平均浓度cn(％)cn＝(ρn/1000‑1)/(ρn/1000‑ρn/ρ0)×100％(n＝1,2,3,4,5….) (5)ρ0为干尾矿的真密度，单位kg/m3。...
【技术特征摘要】
1.一种大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定方法，其特征在于，步骤如下：第一步：压力变送器布置首先在浓密机侧面由上至下间隔安装一排共计n个用于测定矿浆压力的压力变送器，压力变送器数量可根据浓密机高度及所需精度调整，压力变送器的布置方法是：在浓密机圆柱段，相邻压力变送器的间隔距离为h＝5～8m，优选h＝2～4m，要求圆柱端最顶部不设，最底部设一个；在浓密机圆锥段的下部排料口位置布置1个压力变送器；从上到下对压力变送器进行编号，依次称为第一个，第二个，以此类推；n个压力变送器将浓密机内排料口以上的矿浆沿筒体高度也分为n段，从上到下依次称为第一段，第二段，以此类推；所有压力变送器的信号通过电缆与中控室压力传感器数据采集系统相连；第二：根据压力变送器监测到的压强值计算各段矿浆产生的压强设第n个压力变送器测定的压强值为Pn，单位，KPa，则第n个和第n-1压力变送器监测到的压强差即为第n段矿浆产生的压强，即：Pn-Pn-1＝ρnghn/1000(n＝2,3,4,5….)(1)第一个压力变送器监测到的压强值即为第1段矿浆产生的压强P1，符合公式(2)：P1＝ρ1gh1/1000(2)上述中：ρn为第n段矿浆的平均密度，单位，kg/m3；ρ1为第1段矿浆的平均密度，单位，kg/m3；g为重力加速度，等于9.8m/s2；第三：根据各段矿浆产生的压强值计算各段矿浆的平均密度由公式(1)和公式(2)得到各段矿浆的平均密度ρn＝1000(Pn-Pn-1)/ghn(n＝2,3,4,5….)(3)ρ1＝1000P1/gh1(4)；第四：根据矿浆的平均密度计算各段矿浆的平均浓度cn(％)cn＝(ρn/1000-1)/(ρn/1000-ρn/ρ0)×100％(n＝1,2,3,4,5….)(5)ρ0为干尾矿的真密度，单位kg/m3。2.一种利用权利要求1所述的大高径比膏体浓密机内部矿浆浓度测定方法控制矿浆排放的方法，其特征在于，第一步：确认浓密机内部允许排放的矿浆段；首先根据现场要求设定可以允许浓密机排料的下限矿浆浓度cL为基准值，然后将各段矿浆的平均浓度cn与下限尾...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕宪俊，曹晓强，李琳，王俊祥，胡术刚，吴蓬，付群飞，侯明昱，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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