贾家堡铁尾矿浆的长距离管道输送

贾家堡铁矿因所处地理位置限制,不适宜建立尾矿库。考虑到尾矿-0.074 mm粒级占86.37%,尾矿浆体适宜采用长距离管道输送至南芬选矿厂尾矿库。控制主要技术参数为实际流速1.45~1.65 m/s、矿浆浓度36%~42%,选用钢紧衬超高分子聚乙烯复合耐磨管道和合适的浓密机和输送主泵,2016年输送能力达277.7万t/a,并可回用生产用水680万t/a,实际运行效果良好,实现了低成本、高效能的尾矿浆体长距离管道输送,为矿山企业应用长距离管道输送技术提供了有益经验。     

基于环管试验的尾矿水力输送性能研究

通过对尾砂的物化性质进行分析、浆体沉降试验、尾砂水下安息角与滑动角的测量，以及料浆流变性能的研究，并基于环管试验模拟尾矿输送过程，对四川某铁矿全尾砂进行水力输送试验研究，确定尾矿管道输送参数，并验证该尾砂的输送可行性。结果表明：尾砂级配良好，物质组成稳定，可用于正常管道输送；当料浆质量浓度小于56%时，沉降速度主要取决于料浆的质量浓度，当料浆质量浓度大于56%时，其沉降效果不仅受料浆质量浓度的影响，还可能与尾砂粒径级配等多因素有关；该尾矿浆的屈服应力较大，动力黏度系数较小，7种质量浓度(40%、44%、48%、52%、56%、60%、64%)的料浆测量得出的安息角最小值为12°,滑动角最小值为21°,推荐管道坡度应设置在10°以下；在不同管径(Φ125 mm、Φ140 mm、Φ180 mm)下，推荐管道输送流速为2 m/s。研究结果可为矿山尾矿管道输送设计提供参考依据。     

尾矿浆体高海拔U型管道输送工程应用实践

通过对钨尾矿性质、浆体颗粒悬浮机理、非均质悬液淤积流速、磨阻损失、磨损机理研究分析,设定该钨矿尾矿浆体以紊流流态输送,速度区间为2~2.5 m/s,最大输送压力为40 kg/cm²。在管道磨蚀控制、输送泵配置、检测仪器配置等方面,工程设计中注入了诸多相应技术措施。实际运转证明,输送系统运行安全、稳定,达到了设计预期目标。     

三山岛金矿高质量浓度充填料浆流动特性及管道阻力研究

三山岛金矿西岭矿区由于充填倍线高及料浆质量浓度高,导致料浆输送困难,通过开展流变、L管自流及半工业加压环管试验,对该矿高质量浓度充填料浆流动特性及管道输送阻力进行相关研究.研究结果表明:充填料浆在质量浓度为７４％~７６％,灰砂比为１∶４的条件下达到膏体状态;由 L管自流试验可知,随着料浆质量浓度的增加,料浆屈服应力、塑性黏度及流动阻力明显增加,输送倍线减小,而随着灰砂比的降低,料浆屈服应力降低、塑性黏度增加,但流动阻力降低,导致料浆流速增加,输送倍线增加;充填料浆沿管道的输送阻力与充填料浆屈服应力、塑性黏度、输送流速及输送管道直径有关;通过半工业加压环管试验,管道压力损失与灰砂比、质量浓度和泵送流速均呈正相关,在灰砂比为１∶４、料浆质量浓度为７６％且流速最大(１．５ m/s左右)时管道压力损失最大,直管压力损失为４．３２４Pa/m.     

龙宇钼业选矿厂尾矿自流输送生产实践

龙宇钼业选矿厂尾矿经浓密池浓缩至质量浓度为50%左右后,采用原设计的管道自流输送至尾矿库,2路尾矿输送管线仅使用10个月即报废。生产实践与理论分析均表明,造成原尾矿输送管线寿命短的根本原因是管道安装坡度太大、尾矿浆流速过快、固体颗粒刮削磨蚀管道严重。为解决原尾矿输送管线使用寿命短的问题,在原尾矿输送系统中增设了5级消力池、并平均每隔80 m管线安装1段阶梯竖管。改造后,尾矿库坝面放矿口矿浆流速由原来的9.4 m/s降至2.4 m/s,管道使用寿命约为改造前的5倍,极大地提高了尾矿输送系统的安全稳定性,为选矿厂生产的连续稳定创造了条件。     

基于差异性浓度尾矿浆的全尾砂膏体充填技术研究

解决某铅锌矿现有尾矿库库容不足的难题,提出全尾砂膏体充填技术。选矿厂尾矿浆分为2种,未洗硫尾矿浆浓度为10%,而经过洗硫工艺后的尾矿浆浓度为22%。采用22%浓度的洗硫尾砂添加絮凝剂A 25 g/t,10%未洗硫尾砂添加絮凝剂B 20 g/t后,经深锥膏体浓密机浓缩脱水,获得稳定的、达到设计浓度(72%)的底流料浆。膏体料浆工作流速为1.33 m/s,充填体28 d强度可达3.5～4 MPa。该技术仅使用一套充填系统,既兼容了矿山较大浓度差异的2种尾矿浆的全尾砂膏体充填,又解决了含Zn~(2+)尾矿膏体凝固性较差等问题,还有效解决矿山现有尾矿库库容不足的难题,保护当地生态环境,具有较好的环境效益和社会效益,适合在类似矿山推广应用。     

某铜镍矿尾矿流变参数测试及管道输送阻力计算

为计算某铜镍尾矿浆体管道输送阻力,首先推导了高浓度尾矿浆体的流变模型,并利用该模型开展了毛细管流变试验,测试了不同浓度尾矿浆体的流变参数。尾矿浆体流变特性表明该尾矿浆体浓度大于60%时,均为典型的宾汉流体。利用宾汉模型,推导了与之匹配的管输阻力计算公式,并利用尾矿浆体流变参数、理论工作流速计算了尾矿浆体管道输送阻力损失,为管道输送系统设计提供理论依据。     

田家村半自磨产品粗粒矿浆长距离管道输送参数优化

白马铁矿田家村半自磨产品设计采用6.5 km管道输送至磨选厂房,输送粒度为-3 mm,投产后管道经常堵塞,不能正常运行。为此,首先开展了矿浆粒度、流量、浓度、流速等输送工艺参数考察,结果表 明：出口矿浆粗粒级减少、细粒级增加,输送过程中流量、流速下降,浓度上升形成堵塞;在此基础上,对输送系统进行了优化改造：调整半自磨筛板筛孔参数为2.5 mm×12 mm,一级泵叶轮直径由965 mm改为990 mm ,将泵池结构由平底四角改造为三面坡结构,改造后输送系统运行平稳。为尽可能提高半自磨机处理能力,对优化后半自磨参数、矿浆管道粒度,矿浆流量、流速进行了考察,结果表明：优化后输送矿浆浓度得到提 升、输送流量、流速超过了设计指标,确保了管道输送的稳定。为探讨输送系统进一步优化的可行性,开展了矿浆流变特性试验研究,试验了原矿浆体沉降特性、不同浓度矿浆的流变特性、临界流速,分析计算了摩 阻损失,在综合分析浓度、粒度等参数对输送影响的基础上,将筛板尺寸调整为2 mm×12 mm,将一级泵站2台泵叶轮分别调整为870 mm和980 mm。输送系统参数优化后,半自磨台时平均613 t/h,管道流速3.44 m/s, 实现了粗粒矿浆长距离管道输送稳定运行,对矿山企业管道输送有借鉴意义。     

浅谈牛顿体矿浆管道输送的设计要点

以某选厂铁精矿管道输送为例,结合矿浆流变试验数据,测出屈服应力、刚度系数与矿浆浓度关系、以及不同浓度不同管径下矿浆临界流速,确定出最佳输送浓度、输送流速、输送管径、管道敷设坡度以及输送泵的选用;最后通过该项目的顺利实施,简要分析牛顿体矿浆管道输送的设计要点.     

梅山铁矿尾矿管道输送研究

针对梅山铁矿尾矿浆高浓度长距离输送的安全稳定性问题,分别通过清水试验、环管试验对尾矿物理特性及管道输送参数进行了研究。研究得到了梅山铁尾矿浆长距离高浓度输送的规律以及经济、安全的输送浓度及流速;得出在合适的运行参数下,可实现尾矿浆的高浓度长距离安全经济的输送。     

金川膏体管道输送特性环管试验与减阻技术

在金川矿山膏体充填系统开展了泵压管道输送特性环管试验, 针对不添加水泥和胶砂比为1∶4的2种全尾砂膏体进行了管道输送阻力试验。结果表明, 膏体输送平均流速为1.2 m/s时, 质量浓度为72.2%, 75.8%和78.9%的管输阻力分别为10, 19和33 kPa/m; 胶砂比为1∶4、质量浓度为78.9%的胶结全尾砂膏体管输阻力为12.5 kPa/m。针对全尾砂与棒磨砂配比分别为6∶4、5∶5和4∶6的3种混合骨料, 开展了膏体管输阻力试验, 结果表明, 在平均流速为1.2 m/s、管输阻力不大于15 kPa/m的条件下, 3种混合骨料膏体可泵送膏体质量浓度分别为80%, 79%和81%; 试验结果还显示, 质量浓度相差1%, 管道阻力损失相差50%~100%, 可见膏体管输阻力对浓度变化十分敏感; 3种配比的混合骨料膏体塌落度大于15 cm, 满足膏体泵压输送要求。膏体减阻试验结果揭示, 添加水泥材料1.5%的YNB型泵送剂, 膏体管输减阻效率可达到68.6%, 相应的膏体塌落度增加88%。     

铀尾砂膏体充填材料的流动性能研究

对不同灰砂比、膏体浓度、减水剂含量的铀尾砂膏体充填材料进行了坍落度试验和粘度试验, 并结合CFD方法对铀尾砂膏体充填材料流动性能进行了数值模拟研究。试验结果表明, 铀尾砂膏体充填材料满足管道输送的最优配比为:质量浓度75%、灰砂配比1∶5、减水剂含量0.6%~4.4%; 最优配比下屈服应力53.96~131.38 Pa, 塑性粘度0.866~1.325 Pa·s。数值模拟结果表明, 铀尾砂膏体充填材料的管道阻力损失随质量浓度增加呈非线性增大, 随流速增加呈线性增大, 随管径增加呈非线性减小, 随管道弯曲半径增加呈非线性减小。     

某金矿充填料浆流变性能及充填体强度的影响研究

料浆的配比对矿山料浆管道输送及充填体的单轴抗压强度有重要影响。以云南某金矿的尾砂作为实验原料,对质量浓度为64%到72%的料浆以及各灰砂比下的充填料浆进行流变实验分析,研究了质量浓度、灰砂比对屈服应力、表观粘度的影响,对不同配比、养护龄期的试件进行单轴抗压强度测试。实验结果表明,质量浓度、水泥掺量对料浆屈服应力和初始表观粘度呈正相关增长,质量浓度越大,对料浆屈服应力和初始表观粘度影响越显著,水泥掺量越多,对屈服应力和初始表观粘度影响越不显著。养护龄期由7d增至14d时,试件单轴抗压强度增幅最高可达200%,由14d增至28d时,最高仅达60%。     

某金矿膏体料浆流变特性研究与神经网络分析北大核心

通过研究某金矿的全尾砂基本性质,采用博乐飞RSR-SST型流变测试仪测定其膏体料浆的流变参数,获取流变曲线并分析其变化过程。利用BP神经网络原理,建立了以料浆质量浓度X_(1)、灰砂比X_(2)、容重X_(3)和扩展度X_(4)影响因素,屈服应力Y_(1)和塑性黏度Y_(2)两个流变参数的流变模型。结果表明:料浆质量浓度是影响流变特性的主要因素,料浆的扩展度次之,灰砂比和料浆容重影响最小;当质量浓度处于72%~74%时,灰砂比、料浆容重和扩展度对流变参数影响较小;全尾砂膏体流变参数随着料浆质量浓度、灰砂比呈线性增长;建立的流变函数模型在预测金矿充填料浆流变特性参数中的误差在可控范围、准确性高,可为管输沿程阻力计算、井下充填管网布置提供依据。     

运动状态下全尾砂胶结料浆流变参数时变性研究

全尾砂胶结料浆在管路输送过程中流变参数具有时变性。以连续搅拌方式模拟料浆在输送过程中的运动状态,借助Brookfield流变仪研究了不同质量浓度和灰砂比条件下,搅拌时间对料浆流变参数的影响规律及作用机理。研究结果表明:1)当搅拌时间逐渐增加时,灰砂比1∶5,质量浓度分别为72%、74%和76%的全尾砂胶结料浆其屈服应力和黏性系数均随之增大,且料浆质量浓度越高,搅拌时间对料浆流变参数的影响越显著;2)质量浓度74%,灰砂比分别为1∶5、1∶10和1∶15的全尾砂胶结料浆屈服应力和黏性系数也随搅拌时间的增加而增大。料浆流变参数增大的主要原因为:料浆中水泥水化反应产生的具有凝聚网络结构的凝胶成分含量随时间的增加而不断增加。     

细粒级尾矿膏体最佳排放浓度确定方法

目前,尾矿浆体达到膏体状态的质量浓度的确定主要通过塌落度及经验法,对于集料粒度在毫米级的矿山尾矿并不完全适用。对于细粒级全尾矿,应以物料的基本特性为基础,探寻相适应的细粒级尾矿达到膏体状态的质量浓度。以某矿山细粒级铜尾矿的膏体排放为研究背景,基于饱和度及泌水率2个指标,确定细粒级尾矿达到膏体状态的质量浓度方法,并通过试验确定了达到膏体状态的质量浓度范围为73%～75%;同时根据流变试验,确定不同浓度条件下料浆的流变参数;结合管道输送特性,分析了浓度对管道输送阻力的影响;开展了料浆滩角试验,考察其在排放场地的流动性能;最终综合分析评价其输送性能及流动性能,确定全尾砂膏体排放最佳质量浓度为74%。     

基于倾斜管道实验的矿山充填膏体流变特性研究

膏体充填技术越来越多地被用于地下矿山开采中,膏体的流变特性是保证膏体顺利输送及充填的基本特征参数。传统膏体的流变特性分析主要以室内流变仪测试为主,测试结果与现场实际存在较大误差。因此为了获得膏体充填料浆输送过程中真实的流变特性,本研究基于流体力学理论对膏体管道流动过程中的受力状态进行了分析,设计了倾斜管道实验装置。借助均匀设计实验方法,研究了膏体质量分数、灰砂比、细粒尾矿添加量、粗颗粒添加量4种因素对某矿膏体流变特性的影响,得到了各因素关于浆体屈服应力及塑性黏度的函数关系。结果表明:对于层流状态下的宾汉流体,利用倾斜管道装置,能够简单、快捷地测定其相关的流变参数;浆体质量分数对流变参数起决定性作用,而灰砂比的影响可忽略,当细粒尾砂掺量12%,碎石掺量4%时,膏体具有较低的屈服应力及塑性黏度,其流动性较好。     

高浓度充填料浆流变特性及其管道输送阻力损失研究（增刊）

针对矿山充填系统设计中输送物料的合理配比、管道参数难以确定的问题,采用国际最先进的高精度BROOKFIELD R/S+SST软固体测试仪,通过试验得到不同组别料浆的剪切率-剪切应力流变曲线图,进而求得料浆相应粘度系数 和动态屈服应力 ,再根据浆体沿程阻力损失计算公式分别计算出不同流量料浆在不同的管径输送时的沿程阻力损失。结果表明,灰砂比1:4、浓度70%的料浆以流量90m3/h在管径D3=180mm输送时的单位沿程阻力值最小,其值为471.968Pa/m,可为矿山充填系统的设计提供依据。     

多因素耦合条件下高浓度全尾砂浆体流变性能研究

为了探究多因素耦合条件下全尾砂料浆的流变性能,以某三个矿山的全尾砂料浆为试验对象,采用HAAKE同轴圆筒式流变仪进行试验,测得了5种质量浓度、3种温度条件下的全尾砂浆流变参数,分析了粒度分布、质量浓度及温度对流变参数的影响规律及机理。试验结果表明:同一矿山尾矿浆体,相同质量分数条件下,屈服应力随温度升高而降低,且浆体浓度越高,屈服应力的下降值越大;相同温度条件下,屈服应力随浓度增加而升高,且浆体温度越低,屈服应力增加值越大;料浆屈服应力的影响显著度为质量浓度粒度分布温度,质量浓度对流变性影响最为显著且可用指数函数描述;各因素间均存在一定的耦合作用,A矿和C矿尾砂浆的质量浓度高于71%、B矿尾砂浆质量浓度高于68%时,温度和浓度耦合作用明显,料浆的屈服应力和塑性黏度均明显上升。     

水煤浆管道输送摩阻损失研究

以十二醇醚为分散剂,进行了水煤浆管道输送实验研究,分析了分散剂浓度和煤浆浓度变化对煤浆摩阻损失的影响。煤浆管道输送数据分析及理论计算结果表明: 分散剂浓度越大,煤浆摩阻损失值越小; 水煤浆浓度越大,摩阻损失值越大。实验数据拟合结果表明有效黏度与平均切变率成线性关系,从理论上给出了煤浆摩阻损失的计算公式,计算值与实测值偏差不大于18%。