CN112974489B - 一种尾砂沉降-脱水-固化装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尾砂沉降‑脱水‑固化装置及其实验方法，属于采矿工程及矿山岩土工程技术领域。包括尾砂沉降装置、脱水装置、固化装置、搅拌系统、动态实时监测系统、三层框架，尾砂沉降装置包括水箱、装药桶Ⅰ、装药桶Ⅱ、反应箱；反应箱由透明材质制成；脱水装置包括智能型控制器、圆形底座、气缸、透水石、活塞、金属杆、回水桶；固化装置包括装药桶Ⅲ、尾砂桶；搅拌系统包括搅拌机、转动轴、电动机；动态实时监测系统包括高清电子摄像仪、电脑。本发明将尾砂沉降‑脱水‑固化反应一体化，能够有效提高尾砂处理效率、便于收集分析数据，可实时调节药剂浓度、满足企业要求，降低企业成本等。

Description

一种尾砂沉降-脱水-固化装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及一种尾砂沉降-脱水-固化装置及其实验方法，属于采矿工程及矿山岩土工程技术领域。

背景技术

尾矿是选矿厂在特定的经济技术条件下，将矿石磨细，选取有用成分后排放的废弃物。随着我国矿产资源开发技术的进步，选矿工艺水平的提高以及尾砂充填技术大范围的应用，用于尾矿坝堆存的尾砂粒径越磨越细，和常规尾矿相比，超细尾矿具有比表面积大，颗粒粒度小等特点。目前，粒度＜53um的尾砂比较常见，随着超细磨矿设备、分选技术的推广，部分选厂的产品粒度达到-30um，给尾矿坝安全稳定带来重大隐患。经过选矿厂排出的尾矿浓度一般在25%-35%左右，远达不到尾矿筑坝的要求，低浓度的尾矿料浆一般会经过絮凝沉降、浓密脱水、尾砂固化等工序，形成高浓度的尾矿料浆或尾矿滤饼后，才能排入尾矿库中或者进行地下充填。

絮凝沉降、浓密脱水、尾砂固化这三项工艺流程其各自存在不同的影响因素，这些因素都将对最后充填或堆存产生影响。而就目前的采矿业来看，没有将这三项工艺流程进行一体化的装置。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种尾砂沉降-脱水-固化装置及其实验方法，能够用于实验室进行絮凝-脱水-沉降实验，通过一体化设计，获得各个实验阶段影响因素的最佳值，简化工艺流程，降低工艺成本，本发明通过以下技术方案实现。

本发明采用的技术方案是：一种尾砂沉降-脱水-固化装置，包括尾砂沉降装置、脱水装置、固化装置、搅拌系统、动态实时监测系统、三层框架25；

所述尾砂沉降装置包括水箱1、装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35、反应箱44；反应箱44由透明材质制成；

所述脱水装置包括智能型控制器39、圆形底座14、气缸15、透水石18、活塞17、金属杆16、回水桶50；

所述固化装置包括装药桶Ⅲ23、尾砂桶52；

所述搅拌系统包括搅拌机47、转动轴48、电动机53；

所述动态实时监测系统包括高清电子摄像仪21、电脑28；

所述装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35放置在三层框架25的第二层板上，装药桶Ⅲ23、反应箱44、回水桶50放置在三层框架25的底层板上，每层框架上均设有管道孔，水箱1上端设有入水口29，下端设有出水口33，左侧通过管道5连接至三相管道接头6的进水口端，三相管道接头6的水平出水端通过管道5连接直角管道接头Ⅰ4的水平端，三相管道接头6的竖直出水端通过管道5穿过三层框架25的最上层板后与装药桶Ⅰ10上端的装药桶帽Ⅰ9连接，水箱1的右侧通过管道5与直角管道接头Ⅱ31的水平端连接，直角管道接头Ⅱ31的竖直端通过管道5穿过三层框架25的最上层板后与装药桶Ⅱ35上端的装药桶帽Ⅱ34连接，直角管道接头Ⅰ4的竖直端通过管道5依次穿过三层框架25的最上层板、中层板后与装药桶Ⅲ23上端的装药桶帽Ⅲ22连接，水箱1与三相管道接头6之间的管道5上设有控制开关Ⅰ2、流量计Ⅰ7，三相管道接头6与直角管道接头Ⅰ4之间管道5上设有控制开关Ⅱ3，三相管道接头6与装药桶帽Ⅰ9之间的管道5上设有控制开关Ⅳ8，水箱1与直角管道接头Ⅱ31之间的管道5上设有控制开关Ⅲ30、流量计Ⅱ32；装药桶Ⅲ23底部的出水端通过管道5与反应箱44底部的一侧连接，装药桶Ⅲ23与反应箱44之间的管道5上设有控制开关Ⅷ24，反应箱44中部的一侧连接第一出水管道的一端，第一出水管道的另一端伸入到回水桶50中，第一出水管道上设有控制开关Ⅶ45，反应箱44底部连接第二出水管道的一端，第二出水管道的另一端伸入到尾砂桶52，第二出水管道上设有控制开关Ⅸ51；

装药桶Ⅰ10一侧的底部通过管道5穿过三层框架25中层板后与反应箱44一侧的上端连通，装药桶Ⅰ10与反应箱44之间的管道5上设有控制开关Ⅴ11、流量计Ⅲ12，装药桶Ⅱ35一侧的底部通过管道5穿过三层框架25中层板后与反应箱44另一侧的上端连通，装药桶Ⅱ35与反应箱44之间的管道5上设有控制开关Ⅵ36、流量计Ⅳ38，圆形底座14固定在框架25第二层板的下侧，圆形底座14下端连接气缸15，气缸15与智能型控制器39通过电线连接，活塞17装在反应箱44顶部，活塞17内部装有透水石18，活塞17上部装有金属杆16；反应箱44内部安装有搅拌机47，搅拌机47的转动轴48与反应箱44内壁通过管壁接口49旋转连接，转动轴48通过电线与电动机53连接，反应箱44上端侧壁上设有预留管道口19，高清电子摄像仪21安装在反应箱44正对位置且通过电线与电脑28连接。

优选地，所述三层框架25底部设有轮子27，轮子27上设有刹车阀26。

优选地，所述的智能型控制器39固定在三层框架25第二层板的前侧。

优选地，所述的装药桶帽Ⅰ9与其上端的管道5通过螺纹旋转连接、下部与装药桶Ⅰ10之间通过螺纹旋转连接，装药桶Ⅰ10与其底部的管道5通过螺纹连接，装药桶Ⅱ35、装药桶Ⅲ23的连接方式与装药桶Ⅰ10相同。

优选地，所述的活塞17包含大、小两个孔径的橡皮塞，两种橡皮塞通过橡皮条连接，透水石18、金属杆16的直径稍小于活塞17大、小两个橡皮塞的孔径。

优选地，所述的入水口29、出水口33均通过橡皮塞开口或关闭。

优选地，所述智能型控制器39上设有显示控制屏40、模式选择键41、开关按钮42。

优选地，所述圆形底座14通过螺钉55固定在框架25第二层板的下侧，圆形底座14与气缸15通过金属焊接融合在一起，智能型控制器39通过电胶布固定在框架25第二层板的前侧。

一种所述的尾砂沉降-脱水-固化装置的试验方法，包括如下步骤：

实验开始前，在装药桶Ⅰ10和装药桶人Ⅱ35中装入絮凝剂a、絮凝剂b，通过预留管道口19向反应箱44中注入低浓度细粒尾砂浆，在装药桶Ⅲ23中装入固化剂；

实验开始，打开入水口29，关闭出水口33，在水箱1中注满水，打开控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅲ30、控制开关Ⅳ8、同时关闭控制开关Ⅱ3、控制开关Ⅴ11、控制开关Ⅵ36，通过调节控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅲ30的开合度，来控制水流量大小，流量计Ⅰ7、流量计Ⅱ32可实时监控水流量的大小，水通过各对应管道5流入装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35中，不同水流量与a、b两种絮凝剂混合，可得到不同的絮凝剂浓度；在获取实验需要的水流量后，关闭控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅳ8、控制开关Ⅲ30，至此，水流入对应的装药桶中；

在水和装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35中的絮凝剂a、b混合后，打开控制开关Ⅴ11，通过调节控制开关Ⅴ11的开合度控制絮凝剂a的流量，流量计Ⅲ12监控絮凝剂a的流量大小，在设定流量的絮凝剂a流入反应箱44后，关闭控制开关Ⅴ11；打开电动机53的电动机开关54，搅拌机47开始工作，搅拌10分钟后，关闭电动机53的电动机开关54，搅拌机47停止工作；打开控制开关Ⅵ36，通过调节控制开关Ⅵ36的开合度控制絮凝剂b的流量，流量计Ⅳ38监控絮凝剂b的流量大小，在设定流量的絮凝剂流入反应箱44后，关闭控制开关Ⅵ36；絮凝剂a、b在反应箱44中与低浓度细粒尾砂浆发生沉降反应，反应过程用高清电子摄像仪21进行拍摄，并将图片传入电脑28中，通过电脑28进行数据处理，待数据不再改变时，沉降反应基本完成；

沉降反应完成后，实验进入脱水过程：智能型控制器39通过外接电源通电，打开智能型控制器39上的开关按钮42，气缸15开始工作，气缸15推动金属杆16往下运动，金属杆16带动活塞17向下移动，向下移动的过程中，活塞17中安装的透水石18将水和尾砂隔开，在活塞17移动到控制开关Ⅶ45的下侧时，关闭智能型控制器39的开关按钮42，气缸15停止工作，静置一段时间，等到透水石上部水位不再上升时，打开控制开关Ⅶ45，上部的水通过管道5流入回水桶50中，待水完全流尽后，关闭控制开关Ⅶ45，用手把住金属杆16，将活塞提升至反应箱44的顶部，至此脱水过程基本完成；

脱水过程完成后，进入固化反应阶段：打开控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅱ3、关闭控制开关Ⅳ8，通过调节控制开关Ⅰ2开合度来控制水流量，流量计Ⅰ7进行实时监测，一定量的水经过管道5流入装药桶Ⅲ23中，与装药桶Ⅲ23中的固化剂混合后，打开控制开关Ⅷ24，一定浓度的固化剂流入反应箱44中，与脱水后的细粒尾砂浆混合后，关闭控制开关Ⅷ24；打开电动机53的电动机开关54，搅拌机47开始工作，搅拌设定时间后，关闭电动机53的电动机开关54，搅拌机47停止工作；打开控制开关Ⅸ51，固化后的尾砂流入尾砂桶52中，至此，整个实验完成。

本发明的有益效果是：

1本装置能够用于实验室进行尾砂沉降-脱水-固化试验；

2本装置采用气缸推动金属杆向下运动，金属杆与活塞相连，活塞与透水石相连，可实现整体向下运动，透水石将水和尾砂分隔开来；

3本装置使用的搅拌机能有效实现“一机两用”，很好的运用在尾砂沉降和固化反应过程中，降低企业成本；

4本装置反应箱为透明材质制成，通过高清摄像仪可持续拍摄各反应阶段的反应图片，并将数据传输至电脑中，便于试验结束后进行数据分析，得出结果；

5本装置立足于工程实际，将尾矿的沉降、脱水、固化过程结合起来，在一个反应装置中完成，提高工作效率的同时，能极大的减少企业投入成本。

附图说明

图1是本发明平面结构示意图；

图2是本发明流量计与管道连接示意图；

图3是本发明控制开关与管道连接示意图；

图4是本发明三相管道接口与管道连接示意图；

图5是本发明管道与装药桶帽及装药桶之间连接示意图；

图6是本发明圆形底座与框架之间连接示意图；

图7是本发明活塞与透水石、金属杆连接示意图；

图8是本发明气缸与智能型控制器连接示意图；

图9是本发明搅拌装置与反应箱连接示意图。

图中：1-水箱、2-控制开关Ⅰ、3-控制开关Ⅱ、4-直角管道接头Ⅰ、5-管道、6-三相管道接头、7-流量计Ⅰ、8-控制开关Ⅳ、9-装药桶帽Ⅰ、10-装药桶Ⅰ、11-控制开关Ⅴ、12-流量计Ⅲ、13-直角管道接头Ⅲ、14-圆形底座、15-气缸、16-金属杆、17-活塞、18-透水石、19-预留管道口、20-直角管道接头Ⅳ、21-高清电子摄像仪、22-装药桶帽Ⅲ、23-装药桶Ⅲ、24-控制开关Ⅷ、25-框架、26-刹车阀、27-轮子、28-电脑、29-入水口、30-控制开关Ⅲ、31-直角管道接头Ⅱ、32-流量计Ⅱ、33-出水口、34-装药桶帽Ⅱ、35-装药桶Ⅱ、36-控制开关Ⅵ、37-直角管道接头Ⅴ、38-流量计Ⅳ、39-智能型控制器、40-显示控制屏、41-模式选择、42-开关按钮、43-直角管道接头Ⅵ、44-反应箱、45-控制开关Ⅶ、46-直角管道接头Ⅶ、47-搅拌机、48-转动轴、49-管壁接口、50-回水桶、51-控制开关Ⅸ、52-尾砂桶、53-电动机、54-电动机开关、55-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-9所示，一种尾砂沉降-脱水-固化装置，包括尾砂沉降装置、脱水装置、固化装置、搅拌系统、动态实时监测系统、三层框架25；

所述尾砂沉降装置包括水箱1、装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35、反应箱44；反应箱44由透明材质制成；

所述脱水装置包括智能型控制器39、圆形底座14、气缸15、透水石18、活塞17、金属杆16、回水桶50；

所述固化装置包括装药桶Ⅲ23、尾砂桶52；

所述搅拌系统包括搅拌机47、转动轴48、电动机53；

所述动态实时监测系统包括高清电子摄像仪21、电脑28；

所述装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35放置在三层框架25的第二层板上，装药桶Ⅲ23、反应箱44、回水桶50放置在三层框架25的底层板上，每层框架上均设有管道孔，水箱1上端设有入水口29，下端设有出水口33，左侧通过管道5连接至三相管道接头6的进水口端，三相管道接头6的水平出水端通过管道5连接直角管道接头Ⅰ4的水平端，三相管道接头6的竖直出水端通过管道5穿过三层框架25的最上层板后与装药桶Ⅰ10上端的装药桶帽Ⅰ9连接，水箱1的右侧通过管道5与直角管道接头Ⅱ31的水平端连接，直角管道接头Ⅱ31的竖直端通过管道5穿过三层框架25的最上层板后与装药桶Ⅱ35上端的装药桶帽Ⅱ34连接，直角管道接头Ⅰ4的竖直端通过管道5依次穿过三层框架25的最上层板、中层板后与装药桶Ⅲ23上端的装药桶帽Ⅲ22连接，水箱1与三相管道接头6之间的管道5上设有控制开关Ⅰ2、流量计Ⅰ7，三相管道接头6与直角管道接头Ⅰ4之间管道5上设有控制开关Ⅱ3，三相管道接头6与装药桶帽Ⅰ9之间的管道5上设有控制开关Ⅳ8，水箱1与直角管道接头Ⅱ31之间的管道5上设有控制开关Ⅲ30、流量计Ⅱ32；装药桶Ⅲ23底部的出水端通过管道5与反应箱44底部的一侧连接，装药桶Ⅲ23与反应箱44之间的管道5上设有控制开关Ⅷ24，反应箱44中部的一侧连接第一出水管道的一端，第一出水管道的另一端伸入到回水桶50中，第一出水管道上设有控制开关Ⅶ45，反应箱44底部连接第二出水管道的一端，第二出水管道的另一端伸入到尾砂桶52，第二出水管道上设有控制开关Ⅸ51；

装药桶Ⅰ10一侧的底部通过管道5穿过三层框架25中层板后与反应箱44一侧的上端连通，装药桶Ⅰ10与反应箱44之间的管道5上设有控制开关Ⅴ11、流量计Ⅲ12，装药桶Ⅱ35一侧的底部通过管道5穿过三层框架25中层板后与反应箱44另一侧的上端连通，装药桶Ⅱ35与反应箱44之间的管道5上设有控制开关Ⅵ36、流量计Ⅳ38，圆形底座14固定在框架25第二层板的下侧，圆形底座14下端连接气缸15，气缸15与智能型控制器39通过电线连接，活塞17装在反应箱44顶部，活塞17内部装有透水石18，活塞17上部装有金属杆16；反应箱44内部安装有搅拌机47，搅拌机47的转动轴48与反应箱44内壁通过管壁接口49旋转连接，转动轴48通过电线与电动机53连接，反应箱44上端侧壁上设有预留管道口19，高清电子摄像仪21安装在反应箱44正对位置且通过电线与电脑28连接。

进一步地，所述三层框架25底部设有轮子27，轮子27上设有刹车阀26。

进一步地，所述的智能型控制器39固定在三层框架25第二层板的前侧。

进一步地，所述的装药桶帽Ⅰ9与其上端的管道5通过螺纹旋转连接、下部与装药桶Ⅰ10之间通过螺纹旋转连接，装药桶Ⅰ10与其底部的管道5通过螺纹连接，装药桶Ⅱ35、装药桶Ⅲ23的连接方式与装药桶Ⅰ10相同。

进一步地，所述的活塞17包含大、小两个孔径的橡皮塞，两种橡皮塞通过橡皮条连接，透水石18、金属杆16的直径稍小于活塞17大、小两个橡皮塞的孔径。

进一步地，所述的入水口29、出水口33均通过橡皮塞开口或关闭。

进一步地，所述智能型控制器39上设有显示控制屏40、模式选择键41、开关按钮42。

进一步地，所述圆形底座14通过螺钉55固定在框架25第二层板的下侧，圆形底座14与气缸15通过金属焊接融合在一起，智能型控制器39通过电胶布固定在框架25第二层板的前侧。

一种所述的尾砂沉降-脱水-固化装置的试验方法，包括如下步骤：

该实验旨在采用两种不同的絮凝剂混合后进行低浓度细粒尾砂浆的沉降，沉降后进行脱水，脱水完成后再进行尾砂的固化，实验开始前，在装药桶Ⅰ10和装药桶人Ⅱ35中装入絮凝剂a、絮凝剂b，通过预留管道口19向反应箱44中注入低浓度细粒尾砂浆，在装药桶Ⅲ23中装入固化剂；

实验开始，拔出入水口29的橡皮塞，塞紧出水口33的橡皮塞，在水箱1中注满水，打开控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅲ30、控制开关Ⅳ8、同时关闭控制开关Ⅱ3、控制开关Ⅴ11、控制开关Ⅵ36，通过调节控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅲ30的开合度，来控制水流量大小，流量计Ⅰ7、流量计Ⅱ32可实时监控水流量的大小，水通过各对应管道5流入装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35中，不同水流量与a、b两种絮凝剂混合，可得到不同的絮凝剂浓度；在获取实验需要的水流量后，关闭控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅳ8、控制开关Ⅲ30，至此，水流入对应的装药桶中；

在水和装药桶Ⅰ10、装药桶Ⅱ35中的絮凝剂a、b混合后（大约2分钟），打开控制开关Ⅴ11，通过调节控制开关Ⅴ11的开合度控制絮凝剂a的流量，流量计Ⅲ12监控絮凝剂a的流量大小，在设定流量的絮凝剂a流入反应箱44后，关闭控制开关Ⅴ11；打开电动机53的电动机开关54，搅拌机47开始工作，搅拌10分钟后，关闭电动机53的电动机开关54，搅拌机47停止工作；打开控制开关Ⅵ36，通过调节控制开关Ⅵ36的开合度控制絮凝剂b的流量，流量计Ⅳ38监控絮凝剂b的流量大小，在设定流量的絮凝剂流入反应箱44后，关闭控制开关Ⅵ36；絮凝剂a、b在反应箱44中与低浓度细粒尾砂浆发生沉降反应，反应过程用高清电子摄像仪21进行拍摄，并将图片传入电脑28中，通过电脑28进行数据处理，待数据不再改变时，沉降反应基本完成；

沉降反应完成后，实验进入脱水过程：智能型控制器39通过外接电源通电，打开智能型控制器39上的开关按钮42，气缸15开始工作，气缸15推动金属杆16往下运动，金属杆16带动活塞17向下移动，向下移动的过程中，活塞17中安装的透水石18将水和尾砂隔开，在活塞17移动到控制开关Ⅶ45的下侧时，关闭智能型控制器39的开关按钮42，气缸15停止工作，静置一段时间，等到透水石上部水位不再上升时，打开控制开关Ⅶ45，上部的水通过管道5流入回水桶50中，待水完全流尽后，关闭控制开关Ⅶ45，用手把住金属杆16，将活塞提升至反应箱44的顶部，至此脱水过程基本完成；

脱水过程完成后，进入固化反应阶段：打开控制开关Ⅰ2、控制开关Ⅱ3、关闭控制开关Ⅳ8，通过调节控制开关Ⅰ2开合度来控制水流量，流量计Ⅰ7进行实时监测，一定量的水经过管道5流入装药桶Ⅲ23中，与装药桶Ⅲ23中的固化剂混合后，打开控制开关Ⅷ24，一定浓度的固化剂流入反应箱44中，与脱水后的细粒尾砂浆混合后，关闭控制开关Ⅷ24；打开电动机53的电动机开关54，搅拌机47开始工作，搅拌3小时（具体时间可视具体实验要求而定）后，关闭电动机53的电动机开关54，搅拌机47停止工作；打开控制开关Ⅸ51，固化后的尾砂流入尾砂桶52中，至此，整个实验完成。

本实施例中所有的管道直径均相同。

该实验中絮凝剂a、b浓度、固化剂浓度、气缸冲力、搅拌转速等均为变量，可通过调节水流量的大小、智能控制器39中的模式选择键41、搅拌机47的旋转速度来控制相关变量，以得到实验结果。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：包括尾砂沉降装置、脱水装置、固化装置、搅拌系统、动态实时监测系统、三层框架（25）；

所述尾砂沉降装置包括水箱（1）、装药桶Ⅰ（10）、装药桶Ⅱ（35）、反应箱（44）；反应箱（44）由透明材质制成；

所述脱水装置包括智能型控制器（39）、圆形底座（14）、气缸（15）、透水石（18）、活塞（17）、金属杆（16）、回水桶（50）；

所述固化装置包括装药桶Ⅲ（23）、尾砂桶（52）；

所述搅拌系统包括搅拌机（47）、转动轴（48）、电动机（53）；

所述动态实时监测系统包括高清电子摄像仪（21）、电脑（28）；

所述装药桶Ⅰ（10）、装药桶Ⅱ（35）放置在三层框架（25）的第二层板上，装药桶Ⅲ（23）、反应箱（44）、回水桶（50）放置在三层框架（25）的底层板上，每层框架上均设有管道孔，水箱（1）上端设有入水口（29），下端设有出水口（33），左侧通过管道（5）连接至三相管道接头（6）的进水口端，三相管道接头（6）的水平出水端通过管道（5）连接直角管道接头Ⅰ（4）的水平端，三相管道接头（6）的竖直出水端通过管道（5）穿过三层框架（25）的最上层板后与装药桶Ⅰ（10）上端的装药桶帽Ⅰ（9）连接，水箱（1）的右侧通过管道（5）与直角管道接头Ⅱ（31）的水平端连接，直角管道接头Ⅱ（31）的竖直端通过管道（5）穿过三层框架（25）的最上层板后与装药桶Ⅱ（35）上端的装药桶帽Ⅱ（34）连接，直角管道接头Ⅰ（4）的竖直端通过管道（5）依次穿过三层框架（25）的最上层板、中层板后与装药桶Ⅲ（23）上端的装药桶帽Ⅲ（22）连接，水箱（1）与三相管道接头（6）之间的管道（5）上设有控制开关Ⅰ（2）、流量计Ⅰ（7），三相管道接头（6）与直角管道接头Ⅰ（4）之间管道（5）上设有控制开关Ⅱ（3），三相管道接头（6）与装药桶帽Ⅰ（9）之间的管道（5）上设有控制开关Ⅳ（8），水箱（1）与直角管道接头Ⅱ（31）之间的管道（5）上设有控制开关Ⅲ（30）、流量计Ⅱ（32）；装药桶Ⅲ（23）底部的出水端通过管道（5）与反应箱（44）底部的一侧连接，装药桶Ⅲ（23）与反应箱（44）之间的管道（5）上设有控制开关Ⅷ（24），反应箱（44）中部的一侧连接第一出水管道的一端，第一出水管道的另一端伸入到回水桶（50）中，第一出水管道上设有控制开关Ⅶ（45），反应箱（44）底部连接第二出水管道的一端，第二出水管道的另一端伸入到尾砂桶（52），第二出水管道上设有控制开关Ⅸ（51）；

装药桶Ⅰ（10）一侧的底部通过管道（5）穿过三层框架（25）中层板后与反应箱（44）一侧的上端连通，装药桶Ⅰ（10）与反应箱（44）之间的管道（5）上设有控制开关Ⅴ（11）、流量计Ⅲ（12），装药桶Ⅱ（35）一侧的底部通过管道（5）穿过三层框架（25）中层板后与反应箱（44）另一侧的上端连通，装药桶Ⅱ（35）与反应箱（44）之间的管道（5）上设有控制开关Ⅵ（36）、流量计Ⅳ（38），圆形底座（14）固定在框架（25）第二层板的下侧，圆形底座（14）下端连接气缸（15），气缸（15）与智能型控制器（39）通过电线连接，活塞（17）装在反应箱（44）顶部，活塞（17）内部装有透水石（18），活塞（17）上部装有金属杆（16）；反应箱（44）内部安装有搅拌机（47），搅拌机（47）的转动轴（48）与反应箱（44）内壁通过管壁接口（49）旋转连接，转动轴（48）通过电线与电动机（53）连接，反应箱（44）上端侧壁上设有预留管道口（19），高清电子摄像仪（21）安装在反应箱（44）正对位置且通过电线与电脑（28）连接。

2.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述三层框架（25）底部设有轮子（27），轮子（27）上设有刹车阀（26）。

3.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述的智能型控制器（39）固定在三层框架（25）第二层板的前侧。

4.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述的装药桶帽Ⅰ（9）与其上端的管道（5）通过螺纹旋转连接、下部与装药桶Ⅰ（10）之间通过螺纹旋转连接，装药桶Ⅰ（10）与其底部的管道（5）通过螺纹连接，装药桶Ⅱ（35）、装药桶Ⅲ（23）的连接方式与装药桶Ⅰ（10）相同。

5.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述的活塞（17）包含大、小两个孔径的橡皮塞，两种橡皮塞通过橡皮条连接，透水石（18）、金属杆（16）的直径稍小于活塞（17）大、小两个橡皮塞的孔径。

6.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述的入水口（29）、出水口（33）均通过橡皮塞开口或关闭。

7.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述智能型控制器（39）上设有显示控制屏（40）、模式选择键（41）、开关按钮（42）。

8.根据权利要求1所述的一种尾砂沉降-脱水-固化装置，其特征在于：所述圆形底座（14）通过螺钉（55）固定在框架（25）第二层板的下侧，圆形底座（14）与气缸（15）通过金属焊接融合在一起，智能型控制器（39）通过电胶布固定在框架（25）第二层板的前侧。

9.一种权利要求1-8任一项所述的尾砂沉降-脱水-固化装置的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

实验开始前，在装药桶Ⅰ（10）和装药桶Ⅱ（35）中装入絮凝剂a、絮凝剂b，通过预留管道口（19）向反应箱（44）中注入低浓度细粒尾砂浆，在装药桶Ⅲ（23）中装入固化剂；

实验开始，打开入水口（29），关闭出水口（33），在水箱（1）中注满水，打开控制开关Ⅰ（2）、控制开关Ⅲ（30）、控制开关Ⅳ（8）、同时关闭控制开关Ⅱ（3）、控制开关Ⅴ（11）、控制开关Ⅵ（36），通过调节控制开关Ⅰ（2）、控制开关Ⅲ（30）的开合度，来控制水流量大小，流量计Ⅰ（7）、流量计Ⅱ（32）可实时监控水流量的大小，水通过各对应管道（5）流入装药桶Ⅰ（10）、装药桶Ⅱ（35）中，不同水流量与a、b两种絮凝剂混合，可得到不同的絮凝剂浓度；在获取实验需要的水流量后，关闭控制开关Ⅰ（2）、控制开关Ⅳ（8）、控制开关Ⅲ（30），至此，水流入对应的装药桶中；

在水和装药桶Ⅰ（10）、装药桶Ⅱ（35）中的絮凝剂a、b混合后，打开控制开关Ⅴ（11），通过调节控制开关Ⅴ（11）的开合度控制絮凝剂a的流量，流量计Ⅲ（12）监控絮凝剂a的流量大小，在设定流量的絮凝剂a流入反应箱（44）后，关闭控制开关Ⅴ（11）；打开电动机（53）的电动机开关（54），搅拌机（47）开始工作，搅拌10分钟后，关闭电动机（53）的电动机开关（54），搅拌机（47）停止工作；打开控制开关Ⅵ（36），通过调节控制开关Ⅵ（36）的开合度控制絮凝剂b的流量，流量计Ⅳ（38）监控絮凝剂b的流量大小，在设定流量的絮凝剂流入反应箱（44）后，关闭控制开关Ⅵ（36）；絮凝剂a、b在反应箱（44）中与低浓度细粒尾砂浆发生沉降反应，反应过程用高清电子摄像仪（21）进行拍摄，并将图片传入电脑（28）中，通过电脑（28）进行数据处理，待数据不再改变时，沉降反应基本完成；

沉降反应完成后，实验进入脱水过程：智能型控制器（39）通过外接电源通电，打开智能型控制器（39）上的开关按钮（42），气缸（15）开始工作，气缸（15）推动金属杆（16）往下运动，金属杆（16）带动活塞（17）向下移动，向下移动的过程中，活塞（17）中安装的透水石（18）将水和尾砂隔开，在活塞（17）移动到控制开关Ⅶ（45）的下侧时，关闭智能型控制器（39）的开关按钮（42），气缸（15）停止工作，静置一段时间，等到透水石上部水位不再上升时，打开控制开关Ⅶ（45），上部的水通过管道（5）流入回水桶（50）中，待水完全流尽后，关闭控制开关Ⅶ（45），用手把住金属杆（16），将活塞提升至反应箱（44）的顶部，至此脱水过程基本完成；

脱水过程完成后，进入固化反应阶段：打开控制开关Ⅰ（2）、控制开关Ⅱ（3）、关闭控制开关Ⅳ（8），通过调节控制开关Ⅰ（2）开合度来控制水流量，流量计Ⅰ（7）进行实时监测，一定量的水经过管道（5）流入装药桶Ⅲ（23）中，与装药桶Ⅲ（23）中的固化剂混合后，打开控制开关Ⅷ（24），一定浓度的固化剂流入反应箱（44）中，与脱水后的细粒尾砂浆混合后，关闭控制开关Ⅷ（24）；打开电动机（53）的电动机开关（54），搅拌机（47）开始工作，搅拌设定时间后，关闭电动机（53）的电动机开关（54），搅拌机（47）停止工作；打开控制开关Ⅸ（51），固化后的尾砂流入尾砂桶（52）中，至此，整个实验完成。

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