CN111514622A - 井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统及尾矿浓缩工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统及尾矿浓缩工艺，通过深锥浓密机的顶端中心设有中心筒；生产系统的出料口与中心筒对应设置；絮凝剂制备系统与中心筒对应设置，用于实现对中心筒内的尾矿浆体添加絮凝剂；深锥浓密机侧边的上部和中部分别设有出料管，出料管与深锥浓密机侧边的底部进料管连接；循环剪切泵设在出料管和进料管之间；深锥浓密机的底端一侧分料管一通过充填喂料泵与充填站连接，另一侧分料管二通过隔膜泵喂料装置与尾矿库连接。本发明具有设备较少、浓缩效率高、综合利用率高，占地面积少，先期投资低，自动化程度高，便于管理及生产操作，人工劳动强度低，后期维修维护及备品备件更换成本较低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及尾矿浓缩技术领域，具体涉及一种井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺。
背景技术
由于资源的贫瘠，越来越多的矿山从地下深部开采矿石，出于采场安全稳定及深部可持续开采的需要，井下充填在新兴大型矿山采矿回填工艺中扮演着越来越重要的角色，而井下充填工艺中全尾砂充填是最为理想的充填方法；由于原矿中的有价成分含量较低造成尾砂产率较高，井下充填不能消耗全部的尾砂，因此还需要尾矿库用于堆存未利用的尾砂。故一般矿山的尾砂同时需要井下充填和尾矿库堆存两种处理方式，井下充填需要先将尾砂浓缩成膏体状的高浓度流体，再经充填站与胶凝剂混匀后输送至井下需要回填的采场进行充填；尾矿库堆存同样需要先将尾砂浓缩到适当的高浓度浆体状态，然后通过泵送至尾矿库堆存，这里的尾砂浓缩主要是为了减少泵送的水量以达到节能降耗的目的；一般矿山需要分别为这种工艺配备相应的浓缩设备，但通过对比这两种工艺方法，可以发现这两种工艺都需要先将尾砂浓缩，只是最终产品的浓度要求不同，因此井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统及尾矿浓缩工艺是很有必要的，可以为矿山减少浓缩设备占地面积及节省大量的人力物力消耗。
发明内容
本发明的目的是提供井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统及尾矿浓缩工艺，解决现阶段矿山井下充填和尾矿库堆存占用矿山较多空间场地和基建期投资的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，包括深锥浓密机、絮凝剂制备系统、循环剪切泵、充填喂料泵和隔膜泵喂料装置；
所述深锥浓密机的顶端中心设有中心筒；生产系统的出料口与所述中心筒对应设置；
所述絮凝剂制备系统与所述中心筒对应设置，用于实现对中心筒内的尾矿浆体添加絮凝剂；
所述深锥浓密机侧边的上部和中部分别设有出料管，所述出料管与所述深锥浓密机侧边的底部进料管连接；所述循环剪切泵设在所述出料管和进料管之间；
所述深锥浓密机的底端一侧分料管一通过充填喂料泵与充填站连接，另一侧分料管二通过隔膜泵喂料装置与尾矿库连接。
作为本发明的进一步改进，还设有絮凝剂添加系统；所述絮凝剂添加系统与所述絮凝剂制备系统连接。
作为本发明的进一步改进，还设有隔膜泵；所述隔膜泵喂料装置通过隔膜泵与尾矿库连接。
作为本发明的进一步改进，所述出料管上分别设有出料阀；所述循环剪切泵和深锥浓密机之间进料管上设有进料阀。
作为本发明的进一步改进，所述分料管一出料端依序通过进料阀一、充填喂料泵和浓度计与充填站连通。
作为本发明的进一步改进，所述分料管二出料端依序通过进料阀二、隔膜泵喂料装置、浓度计和隔膜泵与尾矿库连通。
井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺，当尾砂用于井下充填时，先控制深锥浓密机内尾砂沉降时间来实现底流浓度达到所需的70％，然后开启分料管一上的进料阀和充填喂料泵，将合格浓度的尾砂输送至充填站；整个过程中尾砂浓度一直用充填浓度计在线监测，实时反馈尾砂浓度变化；操作者根据尾砂浓度高或者低，相应的对充填喂料泵进行提频或者降频的操作调整，以此来保证尾砂输送浓度的稳定。
作为本发明的进一步改进，当尾砂需要送至尾矿库堆存时，先控制深锥浓密机达到底流浓度55％，然后开启分料管二上的进料阀和隔膜泵喂料装置，在尾砂输送稳定后，即入料条件满足隔膜泵运行条件后，开启隔膜泵，然后将尾砂泵送至尾矿库进行自然沉降堆存。
作为本发明的进一步改进，当深锥浓密机要实现高浓度向低浓度转换时，控制深锥浓密机内尾砂沉降时间来实现底流浓度达到所需的72％时，需要开启循环剪切泵，将深锥浓密机底部的高浓度尾砂与中上部低浓度浆体混合，从而实现底流浓度的快速降低，并通过隔膜泵的输送，加上浓度计的检测，使尾砂控制在尾矿库堆存需要的浓度范围内输送，一段时间稳定后，进出料平衡后即可关闭循环剪切泵，让隔膜泵输送系统正常工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明具有设备较少、浓缩效率高、综合利用率高，占地面积少，先期投资低，自动化程度高，便于管理及生产操作，人工劳动强度低，后期维修维护及备品备件更换成本较低的优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工艺示意图；
图中标号说明：
1、深锥浓密机；11、中心筒；12、出料管；13、进料管；14、分料管一；15、分料管二；2、絮凝剂制备系统；3、循环剪切泵；4、充填喂料泵；5、隔膜泵喂料装置；6、生产系统；7、充填站；8、尾矿库；9、絮凝剂添加系统；10、隔膜泵；20、出料阀；30、进料阀；40、浓度计。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合附图1至图2，本发明提供了井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统及尾矿浓缩工艺，解决现阶段矿山井下充填和尾矿库堆存占用矿山较多空间场地和基建期投资的问题。
具体地，一种井下充填和尾矿库堆存两用生产系统，包括深锥浓密机1、絮凝剂制备系统2、循环剪切泵3、充填喂料泵4和隔膜泵喂料装置5；
所述深锥浓密机1的顶端中心设有中心筒11；生产系统6的出料口与所述中心筒11对应设置；
所述絮凝剂制备系统2与所述中心筒11对应设置，用于实现对中心筒11内的尾矿浆体添加絮凝剂；
所述深锥浓密机1侧边的上部和中部分别设有出料管12，所述出料管12与所述深锥浓密机1侧边的底部进料管13连接；所述循环剪切泵37设在所述出料管12和进料管13之间；
所述深锥浓密机1的底端一侧分料管一14通过充填喂料泵4与充填站7连接，另一侧分料管二15通过隔膜泵喂料装置5与尾矿库8连接。
本申请通过在生产系统6下游放置一深锥浓密机1，深锥浓密机1具有的优点是占地空间小且能实现尾矿的快速沉降，在深锥浓密机1中心筒11处，上游生产系统6的尾矿物料沿中心筒11切线方向入料，在中心筒11内受离心力作用沿中心筒11槽体旋转向下运动，最终实现尾矿在深锥浓密机1中心处沉降；考虑到尾矿粒度较细，为了实现尾矿的快速沉降，在深锥浓密机1旁设有絮凝剂制备系统2和絮凝剂添加系统9，絮凝剂在深锥浓密机1中心筒11与尾矿充分混合，使微细粒级的尾矿颗粒在絮凝剂的作用下形成大颗粒絮团，从而可以快速的沉降。
具体地，本发明采用井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺方法，具有设备较少、浓缩效率高、综合利用率高，占地面积少，先期投资低，自动化程度高，便于管理及生产操作，人工劳动强度低，后期维修维护及备品备件更换成本较低的优点。
进一步地，还设有絮凝剂添加系统9；所述絮凝剂添加系统9与所述絮凝剂制备系统2连接。
进一步地，还设有隔膜泵10；所述隔膜泵喂料装置5通过隔膜泵10与尾矿库8连接。
进一步地，所述出料管12上分别设有出料阀20；所述循环剪切泵3和深锥浓密机1之间进料管13上设有进料阀30；
进一步地，所述分料管一14出料端依序通过进料阀一、充填喂料泵4和浓度计40与充填站7连通。
进一步地，所述分料管二15出料端依序通过进料阀二、隔膜泵喂料装置5、浓度计40和隔膜泵10与尾矿库8连通。
一种井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺，当尾砂用于井下充填时，先控制深锥浓密机1内尾砂沉降时间来实现底流浓度达到所需的70％时，然后开启分料管一14上的进料阀30和充填喂料泵4，将合格浓度的尾砂输送至充填站7；整个过程中尾砂浓度一直用充填浓度计40在线监测，实时反馈尾砂浓度变化；操作者根据尾砂浓度高或者低，相应的对充填喂料泵4进行提频或者降频的操作调整，以此来保证尾砂输送浓度的稳定。
进一步地，当尾砂需要送至尾矿库8堆存时，先控制深锥浓密机1达到底流浓度55％，然后开启分料管二15上的进料阀30和隔膜泵喂料装置5，在尾砂输送稳定后，即入料条件满足隔膜泵10运行条件后，开启隔膜泵10，然后将尾砂泵送至尾矿库8进行自然沉降堆存。
需要说明的是，井下充填和尾矿库8堆存分别要求尾砂70％和55％的底流浓度，根据深锥浓密机1的工作特性，尾砂底流浓度会随着沉降时间的增长而增加，所以可以通过对尾矿在深锥浓密机1内的沉降时间的控制来实现不同的底流浓度；当尾矿需要送至井下充填时，根据生产经验控制合适的尾砂沉降时间，然后开启充填进料阀30和喂料泵将深锥底流尾砂输送至充填站7，整个过程中会一直在线检测尾砂浓度，并根据尾砂浓度的高低调整喂料泵的频率以保证稳定的底流输送浓度；尾矿库8堆存也是采取同样的方法来实现，相较来说复杂的是增加了隔膜泵10，为的是一次加压使尾矿有足够的能量输送至较远的尾矿库8。
在生产过程中为了实现深锥浓密机1在短时间内在两种浓度下的切换，需增加循环剪切泵3。当深锥浓密机1要实现低浓度向高浓度转换时只需停下隔膜泵10输送系统，将深锥浓密机1憋料一段时间即可实现底流浓度的增高；当深锥浓密机1要实现高浓度向低浓度转换时，控制深锥浓密机1内尾砂沉降时间来实现底流浓度达到所需的72％时，需要开启循环剪切泵3，将深锥浓密机1底部的高浓度尾砂与中上部低浓度浆体混合，从而实现底流浓度的快速降低，并通过隔膜泵10的输送，加上浓度计40的检测，使尾砂控制在尾矿库8堆存需要的浓度范围内输送，一段时间稳定后，进出料平衡后即可关闭循环剪切泵3，让隔膜泵10输送系统正常工作。
具体在实际生产过程中，由生产系统6所产生的尾矿浆体因高差的存在通过自流的形式进入深锥浓密机1的中心筒11，在深锥浓密机1中心筒11构造的作用下及离心力和重力的综合作用下成锥形向下流动；因为生产系统6所产生的尾砂粒度非常细，常规条件下这些微细粒级的尾砂自然沉降所需时间较长，为了保证生产的连续性，特增加絮凝剂制备系统2，通过絮凝剂添加系统9使絮凝剂与尾砂在中心筒11处充分混合，使微细粒级的尾砂凝聚成大颗粒絮团，因此可以在深锥浓密机1中更快地沉降，另一方面也可以保证深锥浓密机1溢流的澄清度。
在深锥浓密机1底部有三套泵送系统，分别为循环剪切泵系统、充填泵系统和隔膜泵10尾砂输送系统：
循环剪切泵系统是在深锥浓密机1需要实现底流从高浓度向低浓度转换时来加快底流浓度降低过程的，循环剪切泵3是在深锥浓密机1侧边开的两个出料口，出料阀20在深锥浓密机1中间位置，出料阀20在深锥浓密机1上部位置，通过控制两个出料阀20的单独开启和全部开启可以实现底流浓度降低速度及深锥浓密机1内部尾砂沉降稳定。
隔膜泵10尾砂输送系统包含：分料管二15上的进料阀30、隔膜泵喂料装置5、隔膜泵10浓度计40、隔膜泵10和尾矿库8，因为尾矿库8一般距生产系统6较远，因此只有一道隔膜泵喂料装置5是难以一次性将尾砂直接泵送到尾矿库8的，因此就需要隔膜泵10的二次加压作用来辅助。
需要说明的是，本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术，或可直接从市场上采购获得，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得，其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用，此处不再详述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：包括深锥浓密机、絮凝剂制备系统、循环剪切泵、充填喂料泵和隔膜泵喂料装置；
所述深锥浓密机的顶端中心设有中心筒；生产系统的出料口与所述中心筒对应设置；
所述絮凝剂制备系统与所述中心筒对应设置，用于实现对中心筒内的尾矿浆体添加絮凝剂；
所述深锥浓密机侧边的上部和中部分别设有出料管，所述出料管与所述深锥浓密机侧边的底部进料管连接；所述循环剪切泵设在所述出料管和进料管之间；
所述深锥浓密机的底端一侧分料管一通过充填喂料泵与充填站连接，另一侧分料管二通过隔膜泵喂料装置与尾矿库连接。
2.根据权利要求1所述的井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：还设有絮凝剂添加系统；所述絮凝剂添加系统与所述絮凝剂制备系统连接。
3.根据权利要求1所述的井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：还设有隔膜泵；所述隔膜泵喂料装置通过隔膜泵与尾矿库连接。
4.根据权利要求1所述的井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：所述出料管上分别设有出料阀；所述循环剪切泵和深锥浓密机之间进料管上设有进料阀。
5.根据权利要求1所述的井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：所述分料管一出料端依序通过进料阀一、充填喂料泵和浓度计与充填站连通。
6.根据权利要求1所述的井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：所述分料管二出料端依序通过进料阀二、隔膜泵喂料装置、浓度计和隔膜泵与尾矿库连通。
7.井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺，基于权利要求1-6任一项所述的井下充填和尾矿库堆存两用的生产系统，其特征在于：当尾砂用于井下充填时，先控制深锥浓密机内尾砂沉降时间来实现底流浓度达到所需的70％，然后开启分料管一上的进料阀和充填喂料泵，将合格浓度的尾砂输送至充填站；整个过程中尾砂浓度一直用充填浓度计在线监测，实时反馈尾砂浓度变化；操作者根据尾砂浓度高或者低，相应的对充填喂料泵进行提频或者降频的操作调整，以此来保证尾砂输送浓度的稳定。
8.根据权利要求7所述的井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺，其特征在于：当尾砂需要送至尾矿库堆存时，先控制深锥浓密机达到底流浓度55％，然后开启分料管二上的进料阀和隔膜泵喂料装置，在尾砂输送稳定后，即入料条件满足隔膜泵运行条件后，开启隔膜泵，然后将尾砂泵送至尾矿库进行自然沉降堆存。
9.根据权利要求7所述的井下充填和尾矿库堆存两用的尾矿浓缩工艺，其特征在于：当深锥浓密机要实现高浓度向低浓度转换时，控制深锥浓密机内尾砂沉降时间来实现底流浓度达到所需的72％时，需要开启循环剪切泵，将深锥浓密机底部的高浓度尾砂与中上部低浓度浆体混合，从而实现底流浓度的快速降低，并通过隔膜泵的输送，加上浓度计的检测，使尾砂控制在尾矿库堆存需要的浓度范围内输送，一段时间稳定后，进出料平衡后即可关闭循环剪切泵，让隔膜泵输送系统正常工作。
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| CN112452006A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-09 | 安徽盛世开元装备科技有限公司 | 一种快速增加底流浓度的深锥浓缩机 |
Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN104929683A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-23 | 北京科技大学 | 一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法 |
| CN105478225A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-04-13 | 北京科技大学 | 一种尾砂分级分区高浓度排放系统及排放方法 |
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-
2020
- 2020-06-11 CN CN202010526614.9A patent/CN111514622A/zh active Pending
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