Способ электроосмотического обезвоживания литой закладочной смеси

Способ электроосмотического обезвоживания литой закладочной смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И С А Н И IE < i866239

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б! } Доволинтельное к авт. свил-ву (22) Заявлено 23. 02. 79 (2 ) 2? 27869/22-03 с ярисоедииеиием заявки М (231П ркори тет (53)N. Кл.

Е 2! F 15/00

3Ьвуйаратаииай кеиитат

СОВ.Р ю данаи нзебратаинй н открытий (@ ) 4K 622. 27Э .. . 2 (088.8) Опубликовано 23.09.8! . бюллетень рй 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (72) Авторы изобретения

В. Е. Зеленков, В. К. Кульсартов, Ю, К.,Чер

В. Г. Поплавский, Г. А. Ашимов и Г. В. Лапши

Государственный научно-исследовательский и институт по обогащению руд цветных метадлов свинцово-цинковый комбинат им. 50-летия Окт революции Министерства цветной металлургии (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ЗЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ЛИТОЙ

ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Известен способ обезвоживания комS понентов литой закладочной смеси,заключающийся в подаче хвостов обогащения в гидроциклоны, в которых про" изводится дешламация хвостов и их сгущение (1).

Недостатком известного способа является недостаточная степень сгущения. хвостов и медленный процесс упрочне" ния закладочного массива.

tS

Известен также способ электроосмотического обезвоживания литой за» кладочной смеси, заключающийся в установлении положительного и отрицательного заряжаемых электродов в ем26 кости, заполнении пространства между ними литой смесью, создания электрического поля между электродами путем подачи на них напряжения постоянного тока и отвода через перфорированную стенку отрицательно заряженного электрода отделенной из литой смеси воды.

При этом электроды устанавливают непосредственно в заполняемой закладочным материалам камере (2 ).

Недостатком этого способа является то, что он может быть осуществим лишь нрн заполнении выработок неболь" ших размеров, например при слоевой системе разработки. При этажно-камерной системе разработки этот способ не осуществим из-за отсутствия доступа в отработанные камеры.

Цель изобретения — расширение области применения способа электроосмотического обезвоживания литой смеси.

Эта цель достигается тем, что положительно и отрицательно заряженные электроды устанавливают s емкости, размещаемой перед выработанным пространством, литую смесь пропускают через емкость со скоростью 0,5-1,0 м/с, в которой поддерживают постоянное

866239 отношение плотности тока электроосмоса к скорости протяжения литой смеси в емкости в пределах 200-400 А.с м путем увеличения напряженности электрического поля по длине пути литой смеси от 3 до 12 В/см, которую создают путем уменьшения расстояния между электродами, цри этом возрастающее сопротивление трения загустевшей литой смеси, протекающей но емкости, умень- 1а шают вибрированием потока частотой

5Î Гц с амплитудой 1-10 мм.

На чертеже изображен общий вид электроосмотического устройства (вер- . тикальный разрез, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса-кожуха 1 с входным патрубком 2, водоотводящим натрубком 3, разгрузочным кольцевым зазором 4, конических электродов: отрицательно заряжаемого электрода (катода 5 с перфорированной поверхностью, положительно заряжаемого электрода (анода) 6, имеющего большой угол конусности и укрепленного через изолятор-амортизатор 7 на подвижной раме 8, направляющих рам 9 (не менее 3) с регулировочнычи винтами !О и амортизаторами ll и внбратора 12.

Предлагаемый способ электроосмоти39 ческого обезвоживания литой закладкой смеси осуществляется следующим образом.

Твердеющая литая смесь поступает во входной патрубок 2 электроосмотического обезвоживающего устройства, протекает через кольцевой конический зазор между электродами 5 и 6 со скоростью 0,5-1,0 и/с и выходит через разгрузочный зазор 4. На электроды подается постоянное напряжение, обеспечивающее s объеме смеси плотность тока 150-300 А/м . В рабочем зазоре происходит расслоение смеси, вследст- 45 вне перемещения к аноду твердых частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии (обычно это отрицательно заряженные частицы ). Возникающее в объеме смеси электроосмотическое дав- 6 ление вызывает перенос жидкой фазы к катоду 5, где она сливается через перформированную поверхность и удапяется через водоотводящий патрубок 3.

Скорость течения смеси должна быть не меньше 0,5 м/с, чтобы не допустить заиливания устройства, и ие выше

1,0 м/с, чтобы обеспечить ламинарный режим течения (отсутствие турбулентности, разрывов сплошностн), По мере обезвоживания смеси электропроводность ее надает. Для сохранения интенсивности электроосмоса, т.е, поддержания постоянства соотношения плотности тока и скорости протекания смеси, в пределах 200-4ОО А-с и,напряженность поля по длине устройства увеличивается от 3-4 до 10-12 В/см за счет .уменьшения расстояния между электродами в направлении движения смеси, вследствие различных углов их конусности.

В процессе обезвоживания смеси общий объем ее уменьшается. Чтобы не допустить разрывов сплошности среды и снижения эффективности электроосмоса, а также уменьшения скорости и опасности возникновения пробки, сечение разгрузочного отверстия выполнено меньше входного. Для изменения соотношения этих сечений в зависимости от состава смеси, производительности, требуемой степени обезвоживания анодб укреплен на подвижной раме 8, перемещающейся по направляющим рамам 9 вдоль оси устройства.

Возрастающее сопротивление трения загустевающей смеси снимается наложением на поток смеси вибрации с.частотой 50 Гц для чего анод б соединен с подвижной рамой 8 через вибратор 12.

Амплитуда колебаний для взвешенного псевдоожнженного слоя должна соответствовать условию

А- f7 1, g где А — амплитуда вибрации;

1 — частота вибрации;

g — ускорение силы тяжести.

Таким образом при промышленной частоте 50 Гц амплитуда вибрации должна быть не менее 1 мм. Верхний предел определяется конструкцией вибратора и в практике не превышает 10 мм.

Параметры режима электроосмотического обезвоживания литой смеси по данному способу проверены на закладочном комплексе рудника Текели.

Приготовляют н гидравлически транспортируют смесь следующего состава;

Шлакопортландцемент Я"400, кг/м 240

Заполнитель (щебень фракции 5-20), кг/и 700

Ъ

Заполнитель (мелкая фракция менее 5 ), кг/и 500

866239

Растекаемость по Сут" тарду

- на входе s трубопровод, см

- на выходе из устройства см

Яояв жноать по погружению конуса — на входе в трубопровод, см

IO-1 t l 0- l 1

10-11 2

18 — на выходе из устройства, см l8

Прочность-28, кгс/см 33 102.

Таблица 2

Напряженность поля, В/см 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 15

Плотность тока, А/см

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 450.1,7 1 5 1,20,9 0 ° 80 75 (i 7 066 0,54 0450 0,31 0,3

В:Ц отношение

Прочность-28, кгс/см

33 40 51 55 61 68 74 82 93 98 102 78

Г

Обезвоживание смеси осуществлялось при скорости протекания 0,7 м/с, И плотности тока 300 А/м., вибрации частотой 50 Гц и амплитудой 2-3 мм.

Прочность закладки прн различных режимах обезвоживания приведена в табл. 2. 49

Из табл. 2 видно, что данный способ позволяет достичь водоцементного отношения 0,8-0,3 твердеющей смеси непосредственно перед ее укладкой.

При плотности тока 150-210 А/M2 прочность закладки увеличивается более чем вдвое, при плотности тока до

300 А/м — более чем в три раза, по сравнению с контролем — 33 кгс/см2.

С увеличением напряженности поля свыше 10,0 В/см (300 А/м ) прочность образцов уменьшается, что обусловлено выносом цемента дренирующей водой и неполной гидратацией цемента. Расход электроэнергии составляет порядМ ка ЗО кВт ч на м закладки, что увеличивает затраты на закладку на .0,6 руб/м . Однако возросшая вдвое прочность позволяет соответственно сократить расход цемента, что в целом сокращает затраты на закладку до

1,5 руб/и .

Иикронаполннтель (глина), кгlм э

Пластификатор ССБ,г/м 740

Вода, л/м 400

При проверке эффективности способа проводилось сравнение основных характеристик твердеющей смеси, закладываемой по известному способу и по предложенному способу. Пробы отбирались из смесителя (до воздействия поля) и 1а на выходе электроосмотического обозвоживающего устройства. Пластические характеристики смеси оценивались методом Суттарда н по погружению конуса Стройцнил. Образцы закладки - кубики 10х10х10 — по три образца s каждом режиме после 28-дневного нормально-влажностного твердения испытывались на прочность при одноосном сжатии. Результаты испытаний приведены в таблицах 1 н 2.

Способ электроосмотического обезвоживания литой закладочной смеси, заключакш1ийся в установлении положительно и отрицательно заряжаемых электродов s емкости, заполнении пространства между нные литой смесью, создании электрического прля между электродами путем подачи на них нанряжейия постоянного тока и отвода через перфорированную стенку отрицательно заряженного электрода отделенной нз литой смеси воды, о т л и ч аю щ н и с я тем, что, с целью расши- рения области применения способа, положительно н отрицательно заряженные электроды устанавливают в емкости, размещаемой перед выработанным пространством, питую смесь пропускают через емкость со скоростью 0,5-1,0 м/с, 866239

Составитель Э. Руднева

Редактор П. Ортутай Техред М.Рейвес КорректорГ. Решетник

Заказ 8034/55 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35> Раушская наб.< д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в которой поддерживают постоянное отношение плотности тока электроосмоса к скорости протекания литой смеси в емкости в пределах 200-400 А с-м путем увеличения напряженности электрического поля по длине пути литой смеси от 3 до 12 В/см, которую создают путем уменьшения расстояния между электродами, при этом возрастающее сопротивление трения загустевающей ли- 10 той смеси, протекающей по емкости, 1 уменьшают вибрированием потока частотой 50 Гц с амплитудой 1-10 мм.

Источники информации, принятые во внимание при эксгертизе

1. Смолдырев А.Е. Технология и механизация закладочных работ, И., "Недра", 1974, с. 265-270.

2. Промышленные испытания электрокинетического способа уплотнения гидрозакладки (СЙА ). — РЖ. "Горное дело", 1976 (прототип} .