CN204831954U - 一种环保型非金属矿浆浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环保型非金属矿浆浓度检测装置，包括矿浆输送管、检测系统，还包括带有给矿口的旋流器以及稳流槽，该旋流器的出口连通所述矿浆输送管，在稳流槽中设有楔形体，该楔形体的斜面与该斜面相对的稳流槽侧壁之间设有第一滤网，第一滤网将该稳流槽分隔成预处理腔以及待测腔；在矿浆输送管上开设连通预处理腔的取样管，在该取样管中沿矿浆流向依次设有第二滤网、流量调节件；取样管出口连通预处理腔；待测腔出口下方设有测量池，测量池下端设有排出管；该测量池通过支撑件与检测系统连接。本实用新型的有益效果：自动化程度高、测量精度高、稳定性高、安全高效无污染，且可以对矿浆浓度进行实时在线连续测量。

Description

一种环保型非金属矿浆浓度检测装置

技术领域

本实用新型涉及选矿技术领域，尤其涉及一种环保型非金属矿浆浓度检测装置。

背景技术

随着我国经济的不断发展，在工业生产和科学实验中，浆体是一种常见的流体类型，如乳浆、泥浆、纸浆、煤浆、矿浆等，浆体是一种固、液两相混合体，各种工业场所起的应用越来越广泛，固、液两相各自动力学特性又特别复杂，以浆体为代表的固、液两相流体及其它的多相混合流体都被称为“难测流体”，而浓度又是描述浆体很重要的一个物理参数。它是指一定量的浆体中固相成分占整个浆体的百分数，浆体浓度又分质量浓度和体积浓度。传统的矿浆浓度分析研究方法主要Y射线放射吸收测量法、科氏力质量流量法、超声波法，称重法等，然而现有技术存在的技术缺陷如下：

Y射线放射吸收测量法：主要有放射性物质使用证，限制其使用；对周围环境造成放射性污染，对人员造成放射性辐射伤害；设备及人员必须满足卫生局放射源使用监管要求；取样管内壁结垢影响测量精度；测量原理是利用通过不同密度浆液对放射剂量衰减不同，检测穿过浆液后的放射剂量，换算成浆液密度，进行物理量转换，存在线性失真等多个产生误差环节。

科氏力质量流量法：测量原理是通过浆液密度影响流量计共振频率，将振动参数的变化进行检测，计算浆液密度。按流量计使用要求确定通过流量计的流量，引起管路堵塞，测量终止；增大通过流量计的流量，会加快流量计磨损，引起测量管机械结构发生改变，流量计很快损坏，寿命很短。

超声波法：1、原矿组分发生变化，导致结果有所偏差，超声波和其他测量方式一样，如果测量介质的性质(比如组成比例、颗粒大小等)发生变化，测量需要重新标定。这一点上述间接测量方式都难以避免。需要现场长期比对。2、气泡影响超声波相对其他测量方式过多的气泡会直接导致测量结果错误。由于搅拌、冲击等作用，现场有很多测量位置存在气泡，其应用范围受限。

称重法：称重法程序简单，但不能连续，是一种间歇式检测、人工取样进行浓度监测同时还存在以下缺陷：

1、采样的样品不能真实代表实际矿浆浓度，取样设备为扁平口“饺子”状容器，原理上讲取样必须足够的快，快到可以忽略水流速度，相当于在“静止的水柱”中直接截取了一段样品，这样的样品才具有代表性。实际情况是水流很急，每次当取样器的扁平口正对着水流方向时，总有矿浆沉淀在取样器底部，上清液被后续的矿浆冲出取样器。取样时间的长短甚至取样动作都会影响到样品的一致性。

2、实时性差，控制滞后，浓度壶测量矿浆浓度需要半个小时左右，结果出来后再采取措施，在一小时后才能再次反馈，有的检测周期更长，往往要么造成滞后，要么造成工艺较大的震荡。

3、人工检测劳动强度大，不利于生产控制的稳定，不利于生产装置的自动化和智能化，不符合当前国家节能减排。

故现有技术有待改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高精度、高稳定性、安全高效、且能连续在线动态工作的环保型非金属矿浆浓度检测装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种环保型非金属矿浆浓度检测装置，包括矿浆输送管、检测系统，还包括带有给矿口的旋流器以及稳流槽，该旋流器的出口连通所述矿浆输送管，在稳流槽中设有楔形体，该楔形体的斜面与该斜面相对的稳流槽侧壁之间设有第一滤网，第一滤网将该稳流槽分隔成预处理腔以及待测腔；

在矿浆输送管上开设连通预处理腔的取样管，在该取样管中沿矿浆流向依次设有第二滤网、流量调节件；取样管出口连通预处理腔；待测腔出口下方设有测量池，测量池下端设有排出管；该测量池通过支撑件与检测系统连接。

矿浆从给矿口进入旋流器，对矿浆进行初步除杂，旋流器去除大颗粒的杂质后，矿浆从旋流器上方出口进入矿浆输送管；取样管从矿浆输送管分流一部分出来，通过第二滤网再次除杂，进入预处理腔；第一滤网将稳流槽分隔成预处理腔和待测腔，进入预处理腔的矿浆在第一滤网的作用下破除气泡，同时减缓矿浆流速，同时进一步去除杂质后，进入待测腔，待测腔出口下方设置测量池，不使用阀门连接也不需要硬连接和软连接，可将所有的干扰降到最低，确保检测系统的精度。设置流量调节件能够使得进入测量池的矿浆流量与进入稳流槽的矿浆流量保持动态平衡，使得本实用新型检测装置能够在线连续检测。

所述测量池为球体。因在相同体积下，球体的表面积最小，故测量池设置成球体，使得矿浆在测量池中接触面积最小，减小干扰，提高检测精度。

所述测量池上端设有连通所述测量池内部的连接管，所述待测腔出口设有向下弯折的衔接管，该衔接管的出口管套设在该连接管内。待测腔出口的衔接管套设在连接管内，不使用连接件将连接管和衔接管连接减小干扰，防止堵塞，同时能够防止从待测腔中出来的矿浆泄漏。

所述连接管开设有溢流管，该溢流管能够保持测量池内一定液位且迅速排除多余矿浆，使得测量池内的矿浆体积保持动态平衡。

所述预处理腔下部开设有连通旋流器的给矿口的返流管。设置反流管能够实现从预处理腔中流出的矿浆二次利用。

所述第一滤网的孔径大于所述第二滤网的孔径。第二滤网的孔径小于第一滤网的孔径，使得进入稳流槽杂质更少更小，减小第二滤网的处理工作量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型相对现有技术具有：设计精巧、独特、结构简单，维护量小的一种全自动、高精度、高稳定性、安全高效无污染环保型硫精矿矿浆在线浓度动态检测仪，可以对矿浆浓度进行实时在线连续测量，始终与工艺介质实现同步运行，能连续在线动态工作的技术难题，同时防止结垢和堵塞、无气泡、矿浆浓度检测精度高。

附图说明

图1为本实用新型检测装置工艺流程图；

图2为图1加上数据处理系统以及显示器的工艺流程图；

图3为检测装置传感器与仪表的连接口连接图；

图4为标度变换数据处理系统输出/输入端子接线图；

图5为标度变换数据处理系统与外部显示器通讯/计算机/模拟量接口连接图；

图6显示器背后接线图。

具体实施方式

实施例：

参阅图1图2，一种环保型非金属矿浆浓度检测装置，包括矿浆输送管1、检测系统2，还包括带有给矿口的旋流器3以及稳流槽4，该旋流器3的出口连通矿浆输送管1，在稳流槽4中设有楔形体41，楔形件41能够使得矿浆进入预处理腔6能够迅速透过第一滤网5，进入待测腔7，防止矿浆在预处理腔6内滞留导致结垢沉积。该楔形体41的斜面411与该斜面411相对的稳流槽4侧壁之间设有第一滤网5，第一滤网5将该稳流4槽分隔成预处理腔6以及待测腔7；在矿浆输送管1上开设连通预处理腔6的取样管8，在该取样管8中沿矿浆流向依次设有第二滤网81、流量调节件82优选为扁平口取样勺、材质：聚氨酯又称聚氨基甲酸酯，既有塑料的高强度，又有橡胶的高弹性，是一种综合性能优良的新型耐磨材料；第一滤网5的孔径大于第二滤网81的孔径，第一滤网5孔径优选为6mm，第二滤网81优选为3mm，取样管8出口连通预处理腔6，从取样管8中流出的矿浆均通过第一滤网5后进入待测腔7；预处理腔6下部开设有连通旋流器3的给矿口的返流管61，在反流管61上设有提升泵62，为从预处理腔6流出的矿浆提供动力使其回到给矿口。

待测腔7出口下方设有测量池9，测量池9优选设为球体。测量池9下端设有排出管91，优选测量池9上端设有连通测量池9内部的连接管92，连接管92开设有连通外界溢流管93，使得测量池9内一定液位且迅速排除多余矿浆，使得测量池内的矿浆体积保持动态平衡；待测腔7出口设有向下弯折的衔接管71，该衔接管71的出口管711套设在该连接管92内。该测量池9通过支撑件21与检测系统2连接。检测系统2后接数据处理系统，数据处理系统与显示器电连接。测量池9优选由石英玻璃制成，可实现耐酸、耐碱；耐高温；耐磨损；而且还不结垢；不堵塞。

本实施例以硫铁矿矿浆为例，其工作原理：矿浆重量与浓度对应计算公式：W矿浆＝ρ矿V壶/(ρ矿(1-C)+C)+W空壶。

W矿浆：待测矿浆重量(包括测量池壶重)；

ρ矿：硫铁矿比重；V壶：测量池体积

C：硫精矿矿浆浓度；W空壶：测量池空壶重量。

硫铁矿选矿五个系列入选矿石的比重是3.75，

测量池空壶重是2434克，测量池空壶体积是3006毫升，

制订硫精矿矿浆重量与浓度对照表如下：

从上述公式可得，入选硫铁矿矿石比重、测量池体积一定，只要通过检测系统的检测传感器检测出测量池的重量，经过数据处理系统后，就可以知道硫铁矿选矿容液的浓度，再经过数据变换后，就可以输出与它对应的电流信号等传递到中央控制室内的显示器，将一一对应的有关硫铁矿矿浆浓度显示在显示屏上，操作人员依据硫精矿浓度值的变化及时指导生产，并进入相关生产参数调整。

本检测装置的应用范围：该设备是以硫铁矿48％硫精矿选矿工艺为开发背景，实际生产中它不仅可以满足于硫铁矿这样的非金属工艺，如乳浆、泥浆、纸浆等、煤浆等，同时也满足于金属工艺矿浆如铜、铅、锌、铁等，任何一种固、液两相混合体。同时它还是一种安全、高效、无污染环保产品，非常适合现代人民生活需要，还可根据不同选矿工艺的需要，可从0-80％任意设置浓度范围。

本实用新型的相对现有技术具有以下有益效果：

1、仪表测量能与工艺介质同步运行，实现时时在线检测，解决了现有技术只能间歇式检测的弊端。

2、由于测量池的设计为球形，每个浓度之间的间隔比过去扩大了近5倍，分辨率大幅度提高，抗干扰比现有手工浓度壶检测或间歇式自动检测提高5到6倍，故在动态条件下该方法检测精度仍可达±0.5％，大幅增加测量的精度。

3、该测量装置，不需要任何阀门，不需要任何软连接，不堵、不接垢。克服了过去采用空压机、电磁阀等辅助设备，容易造成阀门关不死，阀门故障率高，维护量大，设备运转率低的难题，同时一旦阀门关不死，一方面仪器不准，严重则仪器无法运行，从而使得本检测装置不仅能实现与工艺流程同步动态在线运行的情况下，而且还能保持高精度稳定运行。

4、采用模块化设计，搞干扰能力强，采用多种通讯方式供用户选择，适应性强。

5、进入该测量池的进、出口不与其它任何设备相连接，可将所有的干扰降到最低，因而确保装置的精度不受影响。

本实用新型图3为与传感器的连接采用六线制的接线方式，接口在如下给出的详细定义

EX+：传感器激励正，EX—：传感器激励负SEN+：补偿正

SEN—：补偿负SIG+：信号正SIG—：信号负

GND：地

图4中在路输出根据需要分别连接外部系统，O1、O2、O3端已经内置常开继电器，可将所控制的系统接到对应接口的两个端子上(注：开关触点，闭合控制有效；触点容量AC：220V；0.5A0在路输入的接入方式为11、12、13与+12V连接，即可在输入端输入信号。OV端子为用户特别需要使用。

图5为标度变换数据处理系统与外部显示器通讯/计算机/模拟量接口接线图，其中

DP+、DP—：接大屏幕显示器

AO1+AO2—：模拟4—20mA输出接显示器

本实用新型检测装置按照电气原理图，图3、图4、图5、图6进行电气联接即可，将现场与工艺同步运行的硫精矿溶液实现在线动态检测，流程可与图1、图2进行工艺配管连接，检测装置、标度变换处理系统、显示器都实现了小型化和模块化，部件可在市场上按要求任意订购。不管什么样的物质，只要知道该物质的比重，如铜、铅、锌、铁、煤等只要在标度变换系统内，按要求输入该物质比重就可以了，显示器就可以很直观的显示出该物质的浓度，结构简单，操作方便，平时几乎不需要用户做任何维护，即可实现设备长周期稳定运行。

矿浆溶液从旋流器3出口矿浆输送管1分流一部分出来进入取样管8，先通过孔径为3毫米的第二滤网82进入到流量调节件81，然后再汇聚流入到稳流槽4的预处理腔6稳流和稳压，然后穿过孔径为6mm的第一滤网5进入，进入待测腔7，待测腔7出口流出的矿浆直接流入测量池9或者通过设置向下弯折的衔接管71，测量池9上端设置连接管92，衔接管71的出口管711套设在连接管92中。测量池9下部设有排出管91，在连接管92开设溢流管93，使进入测量池9的矿浆溶液体积得到动态在线检测的稳定，测量池9由石英玻璃制成，且设置成球形不仅可实现耐酸、耐碱；耐高温；耐磨损；而且还不结垢；不堵塞；检测系统2通过支撑件21将衡定量的矿浆溶液，在近似于静态状态下检测，此时再通过高精度的称重传感器进行检测，得到的数据再传递到数据处理系统，数据处理系统根据检测到的有关参数，进行内部计算后，再传递到中央控制室内的显示器，将一一对应的有关矿浆浓度显示在显示屏上，操作人员依据硫精矿浓度值的变化及时指导生产，并进入相关参数调整。从整个流程上看整个检测装置没有用到一个阀门，也不需要空压机和电磁阀，测量池9的连接也不需要硬连接和软连接，可将所有的干扰降到最低，因而确保装置的精度不受影响。同时测量池的体积也比传统使用的浓度壶提高了5倍多，也减轻了检测称重传感器高标准的精度要求，从而提高了装置的稳定性，也降低了生产厂家的制造难度，为用户的选型创造条件。

综上所述：本实用新型具有以下有益效果：

1、本装置具有可靠性高，精度高达±0.5％浓度。

2、利用本装置具有稳定性好，重复性好，几乎不需用户维护可长期稳定运行。

3、本装置具有适应能力强，可满足任何一种物料浓度的测量，不怕结垢、不怕气泡、不怕辐射、不怕精度不高和不怕堵塞等等的技术问题，并且效果好。

4、该装置采用工业级的高精度传感器、精度及灵敏度高，反应速度快、线路模式先进，选材和制作精良，实现模块化，抗干扰能力强，使用寿命长，可以适应恶劣的使用环境并长时间连续工作。

5、具有自动校正功能、具有全量程迁移。

6、该装置不需要空压机，不需要气源，降低投资费用。

7、该装置不需要任何阀门调节，设备故障低，维修费用低。

8、该装置的测量池为球形，测量池不结垢，进出测量池不需要任何软连接，不对测量有任何影响。

9、该装置配有标准异步串行通讯接口(RS232或RS422/485)，灵活的通讯方式(连续指令发送和指令应答)，以及0-20mA/4-20mA(或0-5v/0-10v)Dv精确输出，可校准。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种环保型非金属矿浆浓度检测装置，包括矿浆输送管(1)、检测系统(2)，其特征在于：还包括带有给矿口的旋流器(3)以及稳流槽(4)，该旋流器(3)的出口连通所述矿浆输送管(1)，在稳流槽(4)中设有楔形体(41)，该楔形体(41)的斜面(411)与该斜面(411)相对的稳流槽(4)侧壁之间设有第一滤网(5)，第一滤网(5)将该稳流槽(4)分隔成预处理腔(6)以及待测腔(7)；

在矿浆输送管(1)上开设连通预处理腔(6)的取样管(8)，在该取样管(8)中沿矿浆流向依次设有第二滤网(81)、流量调节件(82)；取样管(8)出口连通预处理腔(6)；待测腔(7)出口下方设有测量池(9)，测量池(9)下端设有排出管(91)；该测量池(9)通过支撑件(21)与检测系统(2)连接。

2.根据权利要求1所述的环保型非金属矿浆浓度检测装置，其特征在于：所述测量池(9)为球体。

3.根据权利要求1或2所述的环保型非金属矿浆浓度检测装置，其特征在于：所述测量池(9)上端设有连通所述测量池(9)内部的连接管(92)，所述待测腔(7)出口设有向下弯折的衔接管(71)，该衔接管(71)的出口管(711)套设在该连接管(92)内。

4.根据权利要求3所述的环保型非金属矿浆浓度检测装置，其特征在于：所述连接管(92)开设有溢流管(93)。

5.根据权利要求1或2所述的环保型非金属矿浆浓度检测装置，其特征在于：所述预处理腔(6)下部开设有连通旋流器(3)的给矿口的返流管(61)。

6.根据权利要求1所述的环保型非金属矿浆浓度检测装置，其特征在于：所述第一滤网(5)的孔径大于所述第二滤网(81)的孔径。