·1510· 工程科学学报，第39卷，第10期 45.0 环流量下循环高度越高，底流体积分数下降越多，即循 一■一(0，H)◆-(QH)▲一(OH) -(Q,H, ◆-(Q,H）一(Q,H,1 环效果与循环高度成正比 44.5 -(QH,) -(Q,H) ★一(QH 因此，在矿山浓密系统设计及运行过程中，可根据 44.0 实际需要兼顾循环效果、能耗等多方因素进行优化 当矿山尾砂较粗，浓密机容易压粑时，通过设计较高的 43.5 循环高度及增大循环流量，实现对底流体积分数的快 43.0 速调控：而当矿山尾砂不易压把时，为降低能耗及投 资，可以降低循环高度及流量.而在实际运作过程中， 42.5 可根据实际需求开启不同的循环模式及流量，并在开 启一段时间后，底流体积分数维持不变，此时可以暂停 42.0 20 40 6080100120140160180 循环时间min 循环，等需要时再重新开启.通过应用该调控模型实 现对浓密机循环系统的设计及应用进行指导，形成对 图5实验结果 Fig.5 Experimental results 底流体积分数的精确调控及预测，既可以达到预防压 粑效果又可以节约能耗. 循环高度下底流体积分数差，得到如图6结果. 2.2·循环高度∥10cm时：△C=0.001Q+0.50 4结论 。循环高度H=17cm时：△C=0.001Q+0.85 2.0 L▲循环高度H-24cm时：△C=0.001Q+1.20 (1)浓密机中底部料浆停留时间过长，其流动性 将降低甚至出现板结现象，容易造成压耙事故发生. 1.8 一般通过增设底流循环将体积分数较高的底部料浆泵 期1.6 入压缩泥层的高位，利用不同泥层高度处不同体积分 4 数物料之间的流动混合作用，改善底流料浆的流动性 及均质性 1.0 (2)应用自制的小型智能膏体浓密机模拟系统， 0 模拟了循环系统对底流体积分数的调控作用.实验结 果表明，浓密机底流循环系统可实现对底流精确调控， 200 400 600 800 1000 循环流量/(mL.min) 底流变化幅度为0.7%~2.2%，且底流稳定所需时间 图6调控结果与循环参数相互关系 随流量及高度增加而减小. Fig.6 Interaction between regulation effects and circular parameters (3)通过实验数据的拟合及理论分析，构建了底 流体积分数差△C、循环高度H和循环流量Q三者之 从图6可知，开启底流循环后体积分数差与循环 间调控模型，阐述了底流体积分数差随着循环流量及 流量呈正相关，并通过对图中数据进行线性拟合，数据 循环高度线性相关性，实现对底流体积分数的准确预 表现出很好的线性关系.拟合结果表明，三个循环高 测，并可依据预测体积分数差计算出相应底流质量分 度下底流体积分数差与循环流量之间关系相同，且与 数变化，为工程设计及运行提供理论依据. 循环高度密切相关，从拟合结果可以获得底流体积分 数差与循环高度、循环流量之间相互关系如下式 参考文献 Ac=0.01Q+H=(H+Q). 2 (5) [1]Zhou A M,Gu D S.Mine-filing model based on industrial ecolo- 式中，Q为循环流量，mL·min;k为料浆体积分数在y gy.JCent South Unie Sci Technol,2004,35(3):468 轴变化率，m:(Q)为循环流量所引起的作用区域高 (周爱民，古德生.基于工业生态学的矿山充填模式.中南大 学学报（自然科学版），2004,35(3)：468) 度，m [2] Wang X M,Zhang G Q,Zhao J W,et al.Underflow concentra- 3.2结果分析 tion prediction and extemal structure parameter optimization of 从验证结果可知，理论模型式(4)与拟合结果式 deep cone thickener.J Chongqing Unie Nat Sci Ed,2015,38 (5)一致，说明实验结果完全吻合理论模型，从实验角 (6):1 度验证了模型的准确性，并得到k值及循环流量所引 (王新民，张国庆，赵建文，等.深锥浓密机底流浓度预测与 外部结构参数优化.重庆大学学报，2015,38(6)：1) 起的作用区域高度∫(Q),从而可以精准预测开启底流 [3] Wang Y,Wang H J,Wu A X.Mathematical model of deep cone 循环后底流体积分数差，并可依据预测体积分数差计 thickener underflow concentration based on the height to diameter 算出相应底流质量分数变化.结果也表明，在同等循 ratio.J Wuhan Unir Technol,2011,33(8):113工程科学学报,第 39 卷,第 10 期 图 5 实验结果 Fig. 5 Experimental results 循环高度下底流体积分数差,得到如图 6 结果. 图 6 调控结果与循环参数相互关系 Fig. 6 Interaction between regulation effects and circular parameters 从图 6 可知,开启底流循环后体积分数差与循环 流量呈正相关,并通过对图中数据进行线性拟合,数据 表现出很好的线性关系. 拟合结果表明,三个循环高 度下底流体积分数差与循环流量之间关系相同,且与 循环高度密切相关,从拟合结果可以获得底流体积分 数差与循环高度、循环流量之间相互关系如下式. 驻C = 0郾 001Q + 1 2 H = 3 4 k(H + f(Q)). (5) 式中,Q 为循环流量,mL·min - 1 ;k 为料浆体积分数在 y 轴变化率,m - 1 ;f(Q)为循环流量所引起的作用区域高 度,m. 3郾 2 结果分析 从验证结果可知,理论模型式(4) 与拟合结果式 (5)一致,说明实验结果完全吻合理论模型,从实验角 度验证了模型的准确性,并得到 k 值及循环流量所引 起的作用区域高度 f(Q),从而可以精准预测开启底流 循环后底流体积分数差,并可依据预测体积分数差计 算出相应底流质量分数变化. 结果也表明,在同等循 环流量下循环高度越高,底流体积分数下降越多,即循 环效果与循环高度成正比. 因此,在矿山浓密系统设计及运行过程中,可根据 实际需要兼顾循环效果、能耗等多方因素进行优化. 当矿山尾砂较粗,浓密机容易压耙时,通过设计较高的 循环高度及增大循环流量,实现对底流体积分数的快 速调控;而当矿山尾砂不易压耙时,为降低能耗及投 资,可以降低循环高度及流量. 而在实际运作过程中, 可根据实际需求开启不同的循环模式及流量,并在开 启一段时间后,底流体积分数维持不变,此时可以暂停 循环,等需要时再重新开启. 通过应用该调控模型实 现对浓密机循环系统的设计及应用进行指导,形成对 底流体积分数的精确调控及预测,既可以达到预防压 耙效果又可以节约能耗. 4 结论 (1) 浓密机中底部料浆停留时间过长,其流动性 将降低甚至出现板结现象,容易造成压耙事故发生. 一般通过增设底流循环将体积分数较高的底部料浆泵 入压缩泥层的高位,利用不同泥层高度处不同体积分 数物料之间的流动混合作用,改善底流料浆的流动性 及均质性. (2) 应用自制的小型智能膏体浓密机模拟系统, 模拟了循环系统对底流体积分数的调控作用. 实验结 果表明,浓密机底流循环系统可实现对底流精确调控, 底流变化幅度为 0郾 7% ~ 2郾 2% ,且底流稳定所需时间 随流量及高度增加而减小. (3) 通过实验数据的拟合及理论分析,构建了底 流体积分数差 驻C、循环高度 H 和循环流量 Q 三者之 间调控模型,阐述了底流体积分数差随着循环流量及 循环高度线性相关性,实现对底流体积分数的准确预 测,并可依据预测体积分数差计算出相应底流质量分 数变化,为工程设计及运行提供理论依据. 参 考 文 献 [1] Zhou A M, Gu D S. Mine鄄filing model based on industrial ecolo鄄 gy. J Cent South Univ Sci Technol, 2004, 35(3): 468 (周爱民, 古德生. 基于工业生态学的矿山充填模式. 中南大 学学报(自然科学版), 2004, 35(3): 468) [2] Wang X M, Zhang G Q, Zhao J W, et al. Underflow concentra鄄 tion prediction and external structure parameter optimization of deep cone thickener. J Chongqing Univ Nat Sci Ed, 2015, 38 (6): 1 (王新民, 张国庆, 赵建文, 等. 深锥浓密机底流浓度预测与 外部结构参数优化. 重庆大学学报, 2015, 38(6): 1) [3] Wang Y, Wang H J, Wu A X. Mathematical model of deep cone thickener underflow concentration based on the height to diameter ratio. J Wuhan Univ Technol, 2011, 33(8): 113 ·1510·