防止磷尾矿充填体污染地下水资源的研究

磷尾矿充填体泌水中总硬度、硫酸盐、氟化物和总磷的含量分别为1 728.8 mg/L、2 189.7 mg/L、6.2 mg/L、0.25 mg/L,普遍偏高,会污染地下水资源和地下环境,分别加入不同量吸水树脂、羧甲基纤维素、硅酸钠、聚硅酸铝铁处理磷尾矿充填体中的有害离子,利用zeta电位分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜探究其机理。硅酸钠添加量为0.4%,泌水总硬度为148.1 mg/L;聚硅酸铝铁添加量为0.01%,泌水氟化物为0.94 mg/L,达到地下水质标准Ⅰ类;当羧甲基纤维素添加量大于等于0.005%时,泌水总磷低于0.01 mg/L。药剂以絮凝吸附及改变充填体微观结构的方式降低有害物质渗出。     

膏体—地聚物协同效应的铀尾矿井下充填处置体系构建

铀尾矿井下充填处置是铀矿“协同开采”理念的重要技术支撑，但铀尾矿复杂的物理化学性质影响了胶结充填体的固结固化特性，进而制约了铀尾矿骨料胶结充填技术的应用。基于膏体和地聚物特性的协 同效应，针对铀尾矿地表堆置和常规井下充填处置存在的问题，提出了基于地聚物分割包裹—膏体稳固协同固化的铀尾矿井下充填设想。铀尾矿井下胶结充填体的技术指标包括机械强度、化学稳定、抗浸出性、氡析 出率和增容特性，物料组成包括铀尾矿骨料、地聚物基材、矿黏合剂、外加剂、功能矿物和水等，制备与充填过程的关键工艺为铀尾矿颗粒级配重构、充填材料多元复配以及充填质量的原位监测与动态调整技术。以 某铀尾矿库尾砂、复配冶炼矿渣等材料为研究对象进行了验证试验，当水固比为0.25、灰砂比为1:4时，充填体试件在（20±1）℃、湿度≥95%条件下养护28 d后，试件的最大单轴抗压强度为17.65 MPa，表明基于地 聚物的铀尾矿膏体充填体制备具备可行性。该充填体系的构建对于促进膏体充填技术在低或极低放射性固体废弃物处置领域的应用具有一定的意义。     

全尾砂膏体充填采矿技术现状及展望

充填采矿法因其安全性高、对地表环境影响较小等优点,逐渐成为井下开采最主要的技术方法。本文针对充填采矿法的发展历程,叙述了膏体充填技术概念、工艺流程特点,通过文献调研、工程实践等手段对尾矿粒度组成、泌水率、单轴抗压强度、塌落度等多个指标进行标准化研究,并介绍了倾斜板浓缩机、高压浓缩机和膏体浓缩机等全尾膏体浓缩设备的结构特征和优缺点。同时,对会泽铅锌矿、乌山铜钼矿、白音查干多金属矿、因民铜矿膏体充填工艺参数做了介绍,提出了全尾膏体充填采矿技术的发展趋势。     

覆岩隔离注浆充填浆体泌水特性试验研究

覆岩隔离注浆充填开采是建筑物下压煤开采的有效方法,充填过程中浆体在压力作用下将出现泌水,泌出水过多时不仅容易导致充填效率低,同时沁水有可能沿断层等结构面溢出,对井下安全生产造成一定影响。为了确定覆岩注浆层位内充填浆体的泌出水量,掌握充填粉煤灰浆体泌水特性与注浆压力之间的关系,采用电液伺服万能试验机和自行设计的粉煤灰浆体压缩仪开展试验研究。试验结果表明,在压力作用下,粉煤灰浆体会持续泌水,泌出速率逐渐降低,直至浆体被压实后停止;粉煤灰固水率随着压力的增加而减小,二者近似呈对数关系。基于试验结果,建立了充填浆体泌水量与注浆充填压力及充填层位深度的关系式。     

柠檬酸对磷尾矿胶结充填泌水及减阻性能影响

以贵州某磷尾矿为骨料,粉煤灰和水泥为胶凝材料制备胶结充填料浆,研究柠檬酸添加量对充填料浆泌水中SO₄2-、F-以及泌水率的影响。采用扩展度法、流动度法及L型管法来研究柠檬酸对磷尾矿充填料浆流动性能的影响。结果表明:柠檬酸的加入导致料浆泌水中SO₄2-含量升高、F-含量降低,但对泌水率的影响较小。柠檬酸对充填料浆具有缓凝效果,能改善料浆流动性能。      

固硫灰基磷尾矿充填体的性能及浸出液水质

采用水玻璃、无水硫酸钠和生石灰共同激发固硫灰活性,制备固硫灰基磷尾矿胶结充填材料。探讨了生石灰掺量对充填体的泌水率、坍落度、抗压强度、变形性能的影响;通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了充填材料28 d龄期硬化体的微观结构组成及形貌;采用改进的模糊综合评价法对充填体浸出液的水质进行分析评价。结果表明,质量分数为66%,胶砂比1∶1时,当生石灰掺量从5%增至15%时,料浆坍落度减小至160 mm,泌水率几乎全为零,充填材料强度随生石灰用量的增加而明显增大,28 d抗压强度增至5.87 MPa,在干燥环境下的干缩变形明显减小,各项性能指标均满足充填的性能要求;固硫灰在化学激发剂的作用下生成了水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体,充填体浸出液的水质良好,均为Ⅱ、Ⅲ级,对地下水质的影响较小。     

露天坑固化回填对地下水环境影响分析

冬瓜山铜矿拟以全尾矿和磷石膏固化回填当地露天采坑,为了评估固化回填对地下水环境的影响,按照不同料浆配比,进行了室内充填体泌水试验、有毒有害物质浸出试验。试验结果表明:尾矿(磷石膏)固结后绝大多数有害元素被固化在充填体内,泌水中浸出量极少;当胶凝材料用量最小时(灰砂比=1∶20),固化体滤水除pH值、氟化物、硫化物、氨氮外,其他指标均满足IV类地下水要求;BCR连续提取试验说明固结充填对重金属固化效果较好,并且重金属不会轻易析出。     

水砂充填在羊拉铜矿山的试验研究

羊拉铜矿山是一个新建矿山,井下采空区处理设计为水砂和废石联合充填方案。为了确保井下水砂充填的安全进行,在进行工业充填之前,依据尾矿输送系统设计,进行了尾矿沉降试验、尾砂滤水地表模拟实验,通过对试验数据的分析,掌握了羊拉铜矿山的尾砂容重、尾砂沉降速度,以及水砂滤水情况,为该矿水砂充填的实施提供了基础。     

八台选矿厂尾矿胶结充填体的试验研究

通过实验室试验,研究了八台尾矿的粒级组成、化学组成及它们与普通水泥、C料分别混合,所形成的不同胶结充填体。普通水泥与尾矿所形成的胶结充填体不适合井下充填, C料与尾矿所形成的胶结充填体适合井下充填,且按1: 8的比例最为经济合算。     

废石-尾砂胶结膏体料浆的压力泌水效应及管输边界层厚度估算

为探究充填膏体料浆在管道输送过程中的压力泌水效应及边界层效应,对某矿废石尾砂充填膏体拌合物进行侧限压缩试验及压力泌水试验。结果表明：废石尾砂充填膏体拌合物的初始空隙率,体积浓度,所受压力及压力作用时间对压力泌水率影响巨大;根据充填料的e-p曲线的变形规律,提出了充填膏体料浆压力泌水率的计算模型,定义了影响充填膏体拌合物压力泌水效应的材料参数A和应力参数n,将级配因素引入到压泌水率计算模型中,分析了应力参数随着应力和初始空隙率的演化规律,认为应力参数是一个关于压应力和初始空隙率的多项式函数,函数的阶数越高,精度越高;认为膏体管输边界层厚度不是一成不变的,并建立基于压力泌水效应的膏体管输边界层估算方法。     

尾砂充填料浆泌水特性及其对充填体影响研究

通常认为充填配比固定时,尾砂充填料浆浓度决定充填体强度,但该观点未考虑料浆泌水对充填体的影响.利用测试模具,测试并分析了不同配比与粒级组成的尾砂料浆泌水特性及其对充填体的影响.研究发现:1)少量水泥添加即可显著抑制料浆泌水,采用微胶充填可实现充填采场泌水控制.2)料浆泌水会显著降低不同初始浓度料浆间的浓度差.但泌水后各...     

全尾砂-水淬渣膏状物料可泵性指标优化

膏状物料的可泵性是膏体充填技术中的关键问题之一.目前,井下膏体充填基本沿用粗粒级砼的坍落度和泌水率这一指标体系,其存在操作不方便,实验结果精度低等问题.在室内全尾砂-水淬碴膏状物料输送性能实验中,测试了坍落度、泌水率、稠度、分层度等4种指标,对其实验结果进行了回归分析.实验结果表明,膏状物料的坍落度与稠度变化规律基本相同,分层度与泌水率变化规律相同,均呈正比例关系.建议今后采用"稠度 分层度"作为评判全尾砂细石膏状物料可泵性的综合指标.     

金川铜镍矿资源综合利用和矿山生态环境建设

介绍金川有色金属公司固体废弃综合利用和矿化生态建设方面的工程措施和效果，采用尾矿砂膏体泵送充填、闪速炉水淬渣代替充填骨料、粉煤灰代替部分井下充填水泥等工艺技术，不仅解决固体废弃的污染问题，而且综合利用了资源。建成固体硫磺、硫酸、亚硫酸钠和焦亚硫酸钠和焦亚硫酸钠等产品的生产设施，不仅治理了二氧化硫污染，还有效利用硫资源。综合利用各种工业废水，种草种树，复垦尾矿加，实现区域生态环境的改善。     

薄煤层充填开采超高水材料配比及充填工艺优化

为解决超高水材料在现场施工过程中易出现浆液泌水、甚至不凝固影响充填体强度等问题,进行优化材料配比试验,并在此基础上进行泌水率测试和不同搅拌工艺试验,以提高现场充填效果。试验结果表明:B料中石膏∶石灰比例为4∶1时,超高水材料的抗压强度最大;搅拌工艺对材料泌水率存在较大影响,合理的增加混合浆液搅拌时间能有效减少泌水率,进而减少添加剂掺量、减少成本。将改善后的材料配比及充填工艺应用于田庄煤矿薄煤层充填开采工作面,通过现场取样测试充填体强度和监测得到的实时顶底板移近量数据,充填体强度高于实验室强度,顶底板移近量仅为96 mm,取得了良好的充填效果。     

某多金属矿新型充填胶凝材料性能及微观结构研究

采用矿渣新型胶凝材料为胶结剂,细尾砂为骨料,开展充填料浆流动度、泌水率和充填配比试验,研究浓度、灰砂比对料浆流动性、泌水率、充填体抗压强度的影响,以及不同养护龄期下充填体抗压强度的发展规律。结果表明：充填浓度对料浆流动度、泌水率的影响较大,随着浓度的提高,料浆流动度和泌水率显著降低;灰砂比的影响相对较小,随着灰砂比的降低,料浆流动度、泌水率略有提高;充填体抗压强度随浓度的增加而提高,随灰砂比的减小而降低,新型胶凝材料充填体在养护早期3 d强度发展较为缓慢,7 d后强度开始明显提高,28 d后强度仍能持续增长,且养护60 d强度相比28 d提高约20%;矿渣微粉在水泥、石膏等激发作用下生成纤维状C-S-H、针棒状钙矾石等水化产物是充填体产生强度的主要原因。     

金川矿山混合充填材料配比试验

充填料浆配比对充填体强度和砂浆输送特性产生重要影响。针对金川矿山棒磨砂供应严重不足,开展了棒磨砂、棒磨砂+河砂和棒磨砂+河砂+粉煤灰3种充填材料添加相同水泥的充填体强度、砂浆流动度、泌水率和沉降损失率的试验研究。试验结果显示,河砂与棒磨砂配比为2∶8的混合充填料与单一棒磨砂充填体强度相当,砂浆流动度、泌水率和沉缩损失率稍差,但满足金川矿山充填采矿要求。当添加水泥重量的30%粉煤灰后,不仅显著提高充填体强度,而且还可改善砂浆流动度、泌水率和沉降损失率;同时还降低棒磨砂浆充填料浆的分层度,有利于提高充填体质量和充填接顶率。研究成果已经应用于金川矿山充填料浆制备和工业化生产。     

建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究

为优化建筑垃圾膏体充填材料技术参数,以建筑垃圾为骨料,粗粉煤灰基为胶结材料,采用正交试验方法分析料浆质量浓度、灰料比及细骨料所占比例对充填体的塌落度、分层度、泌水率及单轴抗压强度的影响。结果表明:灰料比对膏体塌落度和泌水率有重要影响,膏体质量浓度和灰料比是分层度、充填体抗压强度的主要影响因素;灰料比越大,膏体塌落度越大,泌水率越大;膏体质量浓度越大,分层度越小;细骨料所占比例对膏体塌落度、分层度和泌水率的影响不明显。综合考虑多种因素,最终选择灰料比为1∶2、质量浓度为76%、细骨料所占比例为45%为最佳配比方式。     

某铁矿全尾砂胶结充填体力学性能研究

安徽某铁矿山针对西部矿区-370 m以上的矿体,以及前期预留的矿柱拟采用分段空场嗣后充填采矿法进行回采。利用该矿选场产生的全尾砂作为井下充填骨料,不仅可以减少尾矿长期堆存而产生的各种问题,节约筑坝、防灾和防洪等的工程建设费用,还能改善尾矿对环境造成的污染,为企业取得一定的社会、经济和环境效益。本文从该矿山全尾砂的物化性能入手,通过对全尾砂的物理性质测试和化学元素分析,充填体的单轴抗压强度测试、抗剪强度测试和承压变形试验,获得了不同充填料浆浓度和砂灰比与全尾砂胶结充填体力学性能的关系,为全尾砂作为矿山充填骨料提供了数据支持及理论依据。     

高浓度粗磷尾矿胶结充填参数优化研究

为优化高浓度粗磷尾矿胶结充填材料的性能,采用正交试验方法分析料浆质量分数、灰砂比、粉煤灰、减水剂对充填体流动性、稳定性和抗压强度的影响,并确定充填材料的最优配合比。试验结果显示:灰砂比和质量浓度是影响充填料浆流动性的主要因素;4个因素对充填料浆的稳定性和28d抗压强度都有显著的影响。根据实验结果,高浓度粗磷尾矿胶结充填最优参数为灰砂比1/5,质量浓度85%,水泥/粉煤灰5/5,减水剂1.0%。该组参数料浆的坍落度为22.25cm,稠度为9.08cm,分层度为0.76cm,泌水率为0.91%,28d抗压强度为7.00 MPa。     

废弃混凝土细骨料对矿山充填膏体性能的影响

为解决矿山充填开采原材料不足的问题,以废弃混凝土细骨料替代细矸石制备充填膏体,分别测定了其坍落度与扩展度、流变性能、泌水率及立方体抗压强度。试验表明:随着废弃混凝土细骨料替代率的增加,充填膏体的坍落度变化不大,扩展度、屈服应力及塑性粘度大体上呈上升趋势,而其泌水率逐渐减小,当细骨料替代率为50%时,充填膏体的抗压强度达到该龄期的最大值。