尾砂充填料浆静态沉降过程的现象及其机理

为研究尾砂充填料浆的静态沉降过程相关现象与规律,采用某矿山分级尾砂与溢流细沙配置的一定级配特性的骨料,进行了不同浓度与配比的尾砂充填料浆静态沉降试验。通过对实验现象以及试验所得数据进行观察与分析,得出了料浆最终沉降浓度与初始浓度正相关,料浆形成的固结体在不同高度上孔隙率、含水率以及颗粒粒径差异均将影响最终充填体强度均匀性的结论。同时,初步分析得到了静态沉降过程引起粗细物料颗粒分离的机理,即粗细物料颗粒分离现象主要受物料颗粒间的干扰沉降以及孔隙水泌出产生的渗透力带走细物料颗粒的作用所影响。     

动态剪切环境超细全尾砂絮凝沉降特性

随着矿山选矿工艺的不断提高,矿山充填所用尾砂颗粒呈现超细化。针对超细尾砂浓密脱水困难,底流浓度低等问题,以某矿山钒铁矿尾砂为实验材料,通过自制全尾砂动态剪切浓密实验系统开展絮凝剂筛选及单耗优选试验、动态剪切环境深度浓密试验,分析超细尾砂颗粒在自然沉降、絮凝沉降以及动态剪切环境下的浓密特性,分析尾砂沉降速度与极限底流浓度相关性。结果表明：超细全尾砂自然沉降速率缓慢、底流浓度低;絮凝剂可有效提高尾砂沉降速率,但对底流浓度增加效果不显著;在动态剪切环境中,耙架的低速剪切作用可有效释放絮团包裹水,加速絮团沉降,稳定提高底流砂浆整体浓度。研究结果对强化膏体性能、促进充填系统稳定性和实现绿色矿山建设具有积极推动作用。     

鞍钢矿山超细铁矿全尾砂浆絮凝沉降特性试验

全尾砂充填是大型铁矿充填采矿法的发展方向,超细全尾砂浆高效浓密技术是实现安全和经济采矿的关键技术。针对鞍钢铁矿充填采矿法,开展超细全尾砂浆沉降速率与絮凝浓密机理试验研究。通过全尾砂浆静态沉降试验和添加不同分子量絮凝剂试验,以砂浆沉降速度为评价指标,揭示不同絮凝剂掺量的全尾砂浆沉降速率。结果表明,添加分子量为1500万的阴离子絮凝剂能够吸附超细全尾砂颗粒,加快全尾砂浆沉降浓密速度。确定了鞍钢铁矿全尾砂浆絮凝剂溶液最优浓度为0.3%~0.35%,相应的絮凝剂添加量为95~115g/t,获得的底流极限压缩浓度为71.12%,达到矿山设计的质量浓度65%。研究成果为鞍钢铁矿嗣后充填法采矿全尾砂浆沉降浓密设计与工程应用提供理论基础。     

沙溪铜矿全尾砂沉降性能及絮凝剂选型试验研究

全尾砂沉降特性决定其在深锥浓密机中的浓密效率,进而影响充填料浆制备及采场充填效率。为保证沙溪铜矿大规模开采的采场充填效率、提升充填料浆连续稳定制备能力,拟对矿山极细全尾砂深锥浓密控制参数进行优化调整,为此开展了矿山全尾砂自然沉降和絮凝沉降对比试验研究,结果表明：矿山全尾砂自然沉降速率无法满足充填生产需要,需添加絮凝剂加速尾砂沉降;考虑絮凝沉降效果及絮凝剂成本,优选天润P-6型絮凝剂更适合本矿山全尾砂;增加絮凝剂的添加量,能有效提高深锥浓密机中全尾砂沉降速率,但同时会显著降低浓密机底流浓度;综合深锥浓密机中的全尾砂浓密效率及底流浓度,优化确定在15%入料浓度下的絮凝剂添加量为30g/t。可为同类矿山新建深锥浓密机沉降参数管控提供方法参考。     

细尾砂浆自然浓缩规律试验研究

用于矿山充填骨料的细尾砂,在制备过程中沉降速率慢、底流浓度低,严重影响尾砂制备工艺。本文设计了低浓度、中高浓度和高浓度等不同初始浓度的细尾砂浆,开展了12组自然沉降试验。通过分析细尾砂浆自然沉降底流浓度的结果,得出尾砂浆初始浓度在范围8%~55%内与其自然沉降底流浓度之间呈线性关系,其相关系数为0.16,最小底流浓度为66.4%;中低浓度尾砂浆自然沉降过程中,"清水区"浊度较高,沉降面不明显,且出现"三分层现象",表明在沉降过程中有存在明显粗细分层现象,其粗颗粒沉降速率较高,而细颗粒部分沉降速率极低;高浓度尾砂的沉降速率随着砂浆浓度增加而有降低的趋势。     

全尾砂胶结充填加压泵送系统应用研究

为缓解尾矿库库容压力,防止或限制井下大量采空区带来的安全隐患。矿山根据尾砂粒级组成和胶结充填材料配比试验结果,设计一套处理量1 800 t/d的全尾砂胶结充填系统,采用深锥高效浓密机对低浓度尾砂浆进行浓密沉缩,将高浓度全尾砂浆、散装水泥及适量调浓水混合连续搅拌均匀后制备成充填料浆,通过充填工业泵加压泵送至井下采空区。解决了矿山因库容不足而无法正常生产的难题,同时解决了一些胶结充填过程中的具体问题。     

基于SPSS回归分析的全尾砂絮凝沉降速率研究

针对全尾砂絮凝沉降影响因素多、最优参数计算繁琐的难题，采用均匀设计实验方法，进行多因素影响下絮凝沉降实验研究，探究某矿区全尾砂最佳沉降效果的条件。利用统计软件SPSS进行多元回归分析，得出沉降速率与絮凝剂单耗、尾砂浓度、pH值之间的非线性关系，同时确定了全尾砂最佳沉降参数，实现尾砂高效快速脱水目的。通过研究得出了含泥量高、粒径细的全尾砂的沉降规律，为矿区低浓度尾砂浆的高效利用提供技术支撑。     

极细粒级尾砂絮凝沉降规律试验研究

在尾砂充填系统中,细粒级尾砂沉降速率慢、沉降后的底流浓度低,在砂仓中很难靠自然沉降获得理想的底流浓度,制约了尾砂充填的用料范围。为了实现全尾砂充填,减少砂仓中细粒级尾砂的溢流跑浑,本文采用聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂,针对极细颗粒细尾砂在立式砂仓中的沉降规律进行了实验研究,并建立了沉降相关参数的数学模型,得到了细粒级尾砂沉降规律。结果表明：在不添加絮凝剂条件下,浆液浓度与沉降速率基本呈线性规律,当添加絮凝剂之后,沉降速率与絮凝剂添加量的关系表现为非线性凸曲线,浆液浓度越高曲线越凸。对于特定的充填料浆浓度,在最佳絮凝剂添加量之前,沉降速率随着絮凝剂添加量增大而加快,当絮凝剂添加量超过该最佳添加量,絮凝沉降速率随絮凝剂添加量增大而减小。     

尾砂充填料浆流变性能影响因素分析

在扩散度、坍落度实验的基础上,通过研究流变特性实验获得的流变参数,从尾砂性质、料浆浓度和砂灰比三个方面分析阐释影响尾砂充填料浆流变性能的原因。结果表明：充填料浆符合Hershel-Bulkley流体模型,在剪切速率0~220s_-1范围内,料浆浓度小于74%时均会达到层流与紊流的临界剪切速率,其实际值大于理论计算值;全尾砂经分级后,屈服应力、刚性系数整体下降,浆体的扩散效果、流动性变好;充填料浆浓度的增加造成料浆屈服应力、刚性系数整体增大,表现为扩散度、坍落度总体呈下降趋势;砂灰比与流变特性参数不呈线性关系,对尾砂充填料浆的流变性能影响较小。     

全尾砂沉降特性试验研究

国内某矿山目前主要采用戈壁集料作为充填骨料,随国家新环保政策的发布,戈壁集料价格大幅度上涨,且面临无法采购的风险,将尾砂用于矿山充填是有效的解决途径。尾砂沉降浓缩是尾砂充填的关键环节,通过开展尾砂的自然沉降和絮凝沉降试验研究该矿尾砂的沉降特性。试验结果表明:尾砂自然沉降速率随尾砂浆浓度的增大而减小,底流浓度随尾砂浆浓度的增大呈先增大后趋于稳定;沉降速率随絮凝剂添加量的增大而提高,底流浓度随絮凝剂添加量的增大而降低;尾砂虽然颗粒细小,但因其密度较大,尾砂浆浓度较低时,其静态自然沉降速率可以达到1.5cm/min以上,絮凝剂能够较大地提高低浓度尾砂浆的沉降速率,其对高浓度尾砂浆的沉降速率影响效果不明显。     

絮凝剂和减水剂对尾砂浓密性能与充填体强度的影响

为提高溢流尾砂胶结充填效果，对溢流尾砂开展了添加和未添加减水剂沉降试验、湿堆密度测试、胶结料浆流变参数与抗压强度测试、胶结充填体总空隙率和微观结构测试，探究了絮凝剂与减水剂对溢流尾砂浓密性能和充填体强度的作用机理。研究表明：絮凝剂与减水剂具有“协同效应”，可提高尾砂浓密底流浓度，但效果与减水剂添加顺序和添加量相关。添加絮凝剂与减水剂使溢流尾砂湿堆密度增大，由0.559提高至0.591。絮凝剂添加使胶结充填体总空隙率与结构缺陷增加，造成充填体抗压强度降低；而含絮凝剂与减水剂的胶结充填体总空隙率降低，结构更致密，充填体抗压强度得到提高。尾砂浓密阶段添加减水剂可降低后续胶凝材料用量。相关研究成果可为优化尾砂高浓度胶结充填工艺提供借鉴。     

超细尾矿处理方法及开发利用探讨

超细尾矿是微细粒嵌布矿石分选过程中产出的固体废弃物,相对常规尾矿,超细尾矿具有更细的粒度和更高的比表面积,因而更容易导致环境污染和尾矿库的安全问题。对超细尾矿在地表堆存、采空区回填和综合开发利用方面的技术研究和应用现状进行了综述,探讨了超细尾矿在各种处理途径和应用方向中的优势和限制因素,并对超细尾矿在尾矿干堆、胶结回填和建筑材料应用等方面的发展趋势进行了分析。     

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...     

全尾砂膏体料浆流动性影响因素的试验研究

采用电动跳桌仪对全尾砂膏体料浆流动性的影响因素进行了试验研究。结果表明：料浆浓度、细尾砂（-20 μm）掺量、超塑化剂掺量和粉煤灰品质及掺量均对全尾砂膏体料浆的流动性有显著影响;细尾砂对全尾砂膏体料浆流动性的影响在未掺和掺超塑化剂条件下有显著差异;在保持料浆流动性相同的条件下,掺适量超塑化剂可以提高料浆浓度4个百分点,或者提高细尾砂含量20个百分点。     

全尾砂新型充填胶凝材料在月山铜矿的应用研究

根据月山铜矿的充填胶凝材料选择和充填料配比参数设计,开展了全尾砂新型胶凝材料胶结充填体和水泥胶结充填体的强度对比试验。通过研究全尾砂的基本物理力学特性,并在此基础上采用全面试验法测试了不同灰砂比、不同料浆浓度全尾砂充填体试块单轴抗压强度。结果表明:该铜矿全尾砂的中值粒径为d50=0.0426mm,大于0.074mm的尾砂占36.8%,全尾砂颗粒细;灰砂比1∶6、浓度70%、28d养护龄期的水泥胶结试块抗压强度为1.32MPa,而相同条件下新型胶凝材料胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的3.53倍即4.66 MPa。因此,提出了适合矿山的胶结充填参数:推荐充填料浆浓度68%~70%,新型胶凝材料与全尾砂之比为1∶6~1∶8进行工业充填试验。工业试验结果表明,1#和2#钻孔充填体试样强度均能够满足月山铜矿对充填技术和充填质量的要求,且强度仍有富余,建议矿山进一步优化充填料配比,减少胶凝材料用量,从而节约充填成本。     

疏水性微细矿粒在水中的沉降速度

微细矿粒表面性质对其在水中的沉降有重要的影响,通过理论分析与计算,得出了包含表面性质因素的颗粒沉降的介质阻力公式和沉降末速公式。试验测定了疏水前后的单颗粒和粒群在水中的沉降速度。结果表明,矿粒表面疏水化后,在水中的自由沉降速度和干涉沉降速度均上升,这与理论分析结果相一致。     

高效浓密机尺寸估算法在铜矿尾砂浓缩中的应用

为能够在墨西哥某铜矿初步设计阶段为预估高效浓密机浓密面积提供依据,以FY3-10尾矿作为浓密试验机的给矿进料,通过标准的试验室絮凝沉降试验,开展尾砂絮凝沉降规律研究,确定不同给入尾矿浆浓度、不同絮凝剂用量条件下的尾矿沉降速度及底流浓度,从而优选出最优絮凝剂添加量。根据入料浓度28%、絮凝剂添加量20 g/t时的沉降曲线,建立沉降数学模型,利用Kynch理论,结合C-C法及T-F法,通过数值公式推导及图解法,预估了该矿山所需的高效浓密机浓密面积为5 014 m2,最终确定需要4台直径约40 m的高效浓密机对尾砂浆进行浓密。     

提高某铅锌矿尾矿浆浓缩脱水效果的研究

某铅锌矿因受尾矿输送设备能力的限制，需对选矿尾矿进行浓浆输送。生产上添加聚丙烯酰胺（PAM）或石灰可解决浓缩问题，但PAM使尾矿浆在尾矿库内难以形成千滩而对尾矿坝的稳定性产生不利影响，石灰则使尾矿库外排水pH值严重超标。为此，通过沉降试验对PAM、石灰、聚合硫酸铁（PFS）、明矾、聚合氯化铝（PAC）等沉降剂进行了比较，发现PFS与石灰组合可获得较好的尾矿沉降效果。在此基础上进行了实验室动态浓缩试验，结果表明，采用混合沉降剂PFS＋石灰，可获得底流浓度40％以上、溢流水中固体悬浮物含量低于200mg／L的沉降指标，并可解决尾矿库外排水pH值超标的问题。因此，以PFS＋石灰作为混合沉降剂是解决该矿尾矿浓缩问题的适宜方案。     

小铁山矿尾砂胶结充填絮凝沉降试验研究

絮凝沉降技术是小铁山矿尾砂胶结充填研究的主要内容之一。运用正交实验设计原理,对影响充填质量的各种因素间的关系进行分析,基于此分析结果,实施絮凝沉降试验,从而研究小铁山矿的尾砂胶结充填方法。研究结果表明:在充填料浆中添加6～8g/t聚丙烯酰胺,既能降低溢流水中固体物料含量和水泥离析,又能提高充填物料的沉降速度,同时还能改善充填体的形成状态,使充填体基本达到均质,提高充填体强度,使充填质量达到采矿工艺要求。