学位论文

羊拉铜矿膏体上扬式泵送充填摩阻损失研究—陈琴瑞

来源:膏体充填中心    发布时间:2013-06-20 21:53:30    

浆体管道输送水力计算的核心问题是如何根据一定的输送系统来计算摩阻损失。羊拉铜膏体输送水平距离将近3km,高差达到190m,属上扬式泵送充填,难度大。因此在膏体配比、管径和流速一定时,研究料浆管道输送的摩阻损失对于充填系统的稳定运行具有重要的指导意义。本论文结合云南省科技强省计划(2007AD001)项目:“羊拉铜矿超细全尾膏体充填与干式筑坝综合技术研究”,通过L型管道模拟实验、料浆流变特性研究实验以及Fluent软件数值模拟三种方法相结合,对羊拉铜矿全尾砂膏体料浆管道输送的摩阻损失进行了分析和计算。
本文的主要工作和结论如下:
1)膏体配比确定从料浆可泵性及充填体强度要求出发,确定非胶结料浆的充填浓度不宜高于76%,胶结充填料浆的浓度不宜高于74%;当充填体强度要求高于1.5MPa时,灰砂比要大于1:12
2)膏体料浆的摩阻损失研究通过L管实验,我们得出羊拉铜矿的全尾砂膏体料浆的不沉粒径d0>dmax,雷诺数Re<2100,料浆在管道输送过程中呈均质流、柱塞流;计算得到了不同浓度、不同流速下的摩阻损失,为后面采用流变参数计算摩阻损失的误差分析提供参考依据。在流变特性实验研究中,羊拉铜矿膏体料浆的触变性很弱,可不予考虑;提出了临界剪切速率的测定方法,并由此计算出不同管径下管道输送的临界流速;当料浆流速,根据Buckingham方程计算得到的摩阻损失与L管实验得到的结果相比误差很小。Fluent数值模拟中,模拟得到的速度分布和管壁切应力与理论计算值相比误差很小;模拟得到的压力损失与采用Buckingham方程计算得到的结果相比误差也很小,这更加证明了通过流变参数计算得到的摩阻损失精度很高。通过这一系列实验和分析,最终确定羊拉铜矿非胶结充填料浆的充填浓度为74%,所需泵压为10.52MPa;胶结料浆的充填浓度为73%,所需泵压为14.24MPa
3)充填制备站的设计根据羊拉铜矿生产规模、尾砂日处理量、胶结充填与非胶结充填比例等,确定尾矿浓缩设备为φ16m的深锥浓密机;水泥仓容积为400m3,水泥采用地表干式添加;搅拌系统为ATD-φ600双轴叶片搅拌机和ATD-φ700双螺旋搅拌输送机两段联合搅拌;输送泵为Putzmeister公司的HSP25100HPS,排出压力为15MPa,正常流量为70m3/h

 

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