一種高濃度尾礦無動力管道輸送方法
【專利摘要】一種高濃度尾礦無動力管道輸送方法，屬于尾礦輸送、固液兩相流管道輸送領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了一種適用于尾礦濃縮至高濃度，一般質(zhì)量濃度大于70％，進(jìn)而利用大落差的地形采用管道進(jìn)行自流輸送，不需使用輸送泵、運輸能力強的高濃度尾礦輸送方法。本發(fā)明高濃度尾礦無動力管道輸送方法，包括如下步驟：首先進(jìn)行待輸送礦漿的可輸送性實驗，包括：固體比重、粒級分布、流變特性、沉降特性、安息坡度、滑動坡度、塌落度，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定最佳輸送濃度。進(jìn)而結(jié)合實際的大落差地形條件和高濃度尾礦的輸送特性進(jìn)行水力學(xué)及輸送工藝設(shè)計，以保證質(zhì)量濃度大于70％的高濃度尾礦借助大落差的地形條件自流輸送，輸送全程無動力，節(jié)能效果顯著。
【專利說明】
_種局濃度尾礦無動力管道輸送方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及了一種高濃度尾礦無動力管道輸送方法，屬于尾礦輸送、固液兩相流管道輸送技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國尾礦排放選取的方式有兩種，一種是傳統(tǒng)的尾礦庫濕法堆放，另一種是尾礦干排堆放。傳統(tǒng)的尾礦庫濕法堆放是將尾礦泥漿不經(jīng)任何處理直接通過管道排入尾礦庫內(nèi)，通過自然沉淀將尾礦庫上層的水循環(huán)利用，待尾礦庫達(dá)到要求的承受負(fù)荷，需要閉庫，然后做水土保持、植被恢復(fù)、土地復(fù)墾。選廠傳統(tǒng)的尾礦濕排不但增加了運營成本，而且給環(huán)境帶來了很大的危害，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，包括占有原有各種使用類型的土地，改變土地使用性質(zhì)，造成水土流失和污染以及地表植被破壞。
[0003]尾礦干排主要是在選礦工藝末端增加尾礦漿濃縮系統(tǒng)和尾礦漿過濾系統(tǒng)，最終實現(xiàn)尾礦干排，廢水經(jīng)濃縮和過濾處理后全部回用于車間生產(chǎn)。該工藝是一項礦業(yè)清潔、水資源節(jié)約的生產(chǎn)技術(shù)，是日后選廠生產(chǎn)的必然趨勢，可以使選礦廢水實現(xiàn)閉路循環(huán)，能夠提高廢水循環(huán)利用率，節(jié)約地下水資源;可以使干尾礦入庫，免除尾礦濕排的風(fēng)險，提高尾礦庫安全性能、降低尾礦庫維護(hù)運營成本等目的。采用尾礦干排技術(shù)，在解決傳統(tǒng)濕尾礦庫排放尾砂造成的環(huán)境污染、占用大量的土地、存在的安全隱患等方面，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]然而，尾礦漿經(jīng)濃縮系統(tǒng)脫水提高濃度用于干排時，通常濃縮后的質(zhì)量濃度達(dá)到70%以上，流動性變差，不利于進(jìn)行管道輸送，易發(fā)生沉積堵管，采用傳統(tǒng)的壓濾加鏟車或皮帶輸送的運輸方式，不但易造成二次污染而且運行成本較高，因此，用于干排的高濃度尾礦漿的管道輸送技術(shù)在一定程度上制約了尾礦干排技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明設(shè)計了一種高濃度尾礦無動力管道輸送方法，解決上述高濃度尾礦漿的管道輸送問題，而且利用尾礦壩和濃密機之間的高差勢能進(jìn)行輸送，無需輸送動力栗。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]1.首先進(jìn)行高濃度尾礦漿在一定濃度范圍內(nèi)的的可輸送性實驗，包括:固體比重、粒級分布、流變特性(3?5個濃度水平)、沉降特性、安息坡度、滑動坡度、塌落度，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定最佳輸送濃度，該濃度在能夠滿足干排的要求下，且具有相對較易的輸送特性，極大程度的降低輸送難度。
[0008]2.然后結(jié)合高濃度尾礦漿的上述實驗特性，確定用于輸送時的沉積流速、過渡流速及安全流速，結(jié)合安全流速和輸送量，確定輸送管徑、壁厚以及輸送所需要的能量。
[0009]3.進(jìn)而結(jié)合實際的地形條件和高濃度尾礦的輸送特性進(jìn)行水力學(xué)及輸送工藝設(shè)計，以保證質(zhì)量濃度大于70%的高濃度尾礦借助大落差的地形條件可以自流輸送。
[0010]本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下:
[0011]本發(fā)明通過一種高濃度尾礦無動力管道輸送方法，解決了高濃度尾礦的輸送瓶頸問題。基于高濃度尾礦漿的可輸送特性，進(jìn)行合理的工藝設(shè)計，充分利用尾礦壩和濃密機之間的高差勢能進(jìn)行無動力輸送。提高了傳統(tǒng)濕法尾礦管道輸送的濃度，極大程度的回收了尾礦中含有的水量，節(jié)水效果顯著，輸送全程無動力，節(jié)能效果顯著。在解決傳統(tǒng)濕尾礦庫排放尾砂造成的環(huán)境污染、占用大量的土地、存在的安全隱患等方面，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]實施例:某高濃度尾礦管道輸送系統(tǒng)，已知管道系統(tǒng)輸送量為145噸/小時，輸送距離為下向輸送2km，輸送起點為濃密機出口，標(biāo)高1450m，輸送終點為尾礦庫庫底，標(biāo)高1350m。采用本發(fā)明高濃度尾礦無動力管道輸送方法進(jìn)行設(shè)計的步驟如下:
[0014]某高濃度尾礦漿經(jīng)過深錐濃密機濃密后，濃度可達(dá)到70%?75%，該濃度范圍的尾礦漿可用于干排。
[0015]1.首先進(jìn)行高濃度尾礦漿在70 %?75 %濃度范圍內(nèi)的可輸送性實驗，實驗結(jié)果如下:
[0016]I)干礦比重:2.47
[0017]2)粒級分布:(15() = 0.024臟，-325目的累積過篩率61%，粒度分布相對較細(xì)，管道輸送時可以適當(dāng)降低流速減少摩阻損失；
[0018]3)流變特性:濃度70 %的尾礦漿，屈服應(yīng)力為9.7帕，表觀粘度36.9厘泊;濃度72 %的尾礦漿，屈服應(yīng)力為22帕，表觀粘度54.7厘泊;濃度75 %的尾礦漿，屈服應(yīng)力為47.2帕，表觀粘度121.7厘泊。表觀粘度與屈服應(yīng)力隨濃度的升高呈現(xiàn)指數(shù)上升趨勢，當(dāng)濃度達(dá)到72%時，表現(xiàn)為高濃度均質(zhì)不離析偽膏體；當(dāng)濃度超過72%后，屈服應(yīng)力隨濃度的升高急劇增加，在濃度68 % -75 %范圍內(nèi)，尾礦漿的輸送阻力受濃度的影響較大。
[0019]4)濃度超過72%后，尾礦漿沉降速度較慢，漿水分離現(xiàn)象不明顯，塌落度為28.8，擴散直徑71.lcm，
[0020]5)上述實驗結(jié)果表明:濃度72%的尾礦漿既有著較好的流動特性，又不易離析適于干排，因此確定72%的濃度為最佳輸送濃度，在保證適于干排的要求下，盡可能降低屈服應(yīng)力和粘度，易于輸送，極大程度的降低輸送難度；
[0021]6)72%濃度時的安息角坡度約為15%，滑動角坡度在26%，考慮停車再啟動，管道線路應(yīng)盡量控制坡度在12%的坡度以內(nèi)。
[0022]2.結(jié)合濃度72%的尾礦漿的實驗結(jié)果，計算管道輸送的重要工藝參數(shù)如下:
[0023]I)計算可得輸送時的沉積流速為1.6米/秒，過渡流速為1.2米/秒，取二者中的較大值并考慮0.1米/秒的安全系數(shù)，確定最佳的安全流速為1.7米/秒。
[0024]2)已知管道系統(tǒng)輸送量為145噸/小時，由輸送量及安全流速計算確定管道內(nèi)徑為155.3mm;進(jìn)而按照輸送管道壁厚計算方法求得管道壁厚為6.3 5mm，相應(yīng)的外徑為168mm。
[0025]3.根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)和工藝計算數(shù)據(jù)，按照固液兩相流摩阻損失計算方法求得:輸送量為145噸/小時，濃度72 %的尾礦漿，在內(nèi)徑155.3mm的管道中，按照1.7米/秒的速度輸送時，水力損失為38米/公里，輸送2km，需要的能量水頭為76m，已知輸送起點為濃密機出口，標(biāo)高1450m，輸送終點為尾礦庫庫底，標(biāo)高1350m，下向高差為100m，完全可以滿足輸送2km所需要的能量水頭76m，可以保證質(zhì)量濃度72%的高濃度尾礦借助大落差的地形條件實現(xiàn)自流輸送。
[0026]以上通過具體的實施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高濃度尾礦無動力管道輸送方法，其特征在于基于高濃度尾礦漿的可輸送特性，進(jìn)行合理的工藝設(shè)計，充分利用尾礦壩和濃密機之間的高差勢能進(jìn)行無動力輸送。本發(fā)明高濃度尾礦無動力管道輸送方法，包括如下步驟:首先進(jìn)行待輸送高濃度尾礦漿的可輸送性實驗，包括:固體比重、粒級分布、流變特性、沉降特性、安息坡度、滑動坡度、塌落度，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定最佳輸送濃度，該濃度在能夠滿足干排的要求下，且具有相對較易的輸送特性，極大程度的降低輸送難度。進(jìn)而結(jié)合實際的地形條件和高濃度尾礦的輸送特性進(jìn)行水力學(xué)及輸送工藝設(shè)計，以保證質(zhì)量濃度大于70 %的高濃度尾礦借助大落差的地形條件可以自流輸送。
【文檔編號】F17D1/08GK105840985SQ201510980436
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月25日
【發(fā)明人】陳潔
【申請人】陳潔