浓密增效剂对尾砂料浆浓密性能的影响及机理

针对膏体充填技术中添加絮凝剂对尾砂浓密后浓度提高有限，且屈服应力增大，流动性降低等问题，研究了絮凝剂?浓密增效剂共同作用，进一步提高全尾砂膏体充填料浆浓度，降低料浆屈服应力，并从微观角度进行机理分析. 结果表明:通过沉降与流变试验发现，最佳添加工艺为加入絮凝剂沉降完毕后再加入浓密增效剂，固相质量分数可提高8.57%～10.13%，同时屈服应力降低6.68～12.85 Pa；多组分浓密增效剂不仅能降低单耗与成本，还可以提高膏体充填材料的抗压强度；灰砂质量比1∶12并添加浓密增效剂的膏体充填材料28 d抗压强度为2.5 MPa，与灰砂质量比1∶6未添加浓密增效剂的膏体充填材料强度相差小于20%；通过总有机碳（TOC）吸附试验与Zeta电位试验发现，浓密增效剂具有吸附与分散的作用，会打开絮凝结构，释放絮团间水，从而提高尾砂浓度，并改善尾砂颗粒的流动性.      

尾砂沉缩性与相关影响因素的研究

以汤丹铜矿全尾砂为试验材料,通过室内试验观察该尾砂在胶结与非胶结状态下的自然沉缩现象,研究了全尾砂的沉缩特性与规律,分析了不同料浆浓度、水泥添加量对沉缩性能的影响。结果表明,同等水泥含量条件下,浓度越高,料浆的沉缩率越小;在相同浓度条件下,沉缩率随着水泥添加量的增加而逐渐减少。料浆浓度和水泥添加量对沉缩率都有影响,但料浆浓度的影响更加显著。在满足充填体所需强度条件下,建议采用料浆浓度不小于70%、水泥添加量不小于150 kg/m3的料浆进行充填。     

武山铜矿全尾砂沉降浓缩试验研究

全尾砂的沉降浓缩是全尾砂膏体充填的核心工艺，针对武山铜矿全尾砂的物化特性，开展絮凝沉降试验，确定絮凝剂的类型、絮凝剂溶液的制备浓度、尾砂浆的给料浓度和絮凝剂的添加量。结果表明：阴离子型聚丙烯酰胺(简称APAM)为最佳絮凝剂，相对分子量为1×10⁷的APAM絮凝剂最佳配比浓度为1‰，尾砂浆的最佳给料浓度和絮凝剂单耗分别为15%和20 g/t。当尾砂浆给料浓度为15%, APAM添加量为20 g/t时，最快沉降速度可达到1.451 cm/s。     

金厂峪金矿充填尾砂基本性能试验研究

充填尾砂基本性能试验是充填技术应用的基础性工作。通过对金厂峪金矿充填尾砂进行物化性质测定及尾砂沉降试验、饱和度试验和泌水试验,全面掌握了充填尾砂基本特性;根据试验结果并结合强度试验及料浆扩散度试验确定了料浆输送浓度为70%~72%,充填灰砂比(1∶4)~(1∶8),为金厂峪金矿充填工艺及充填系统设计提供了基础数据。     

胶结充填材料优选及配比优化试验研究

针对某矿山采用全尾砂和胶凝材料作为充填材料进行自流胶结充填存在的充填料浆浓度低、井下采场泌水量大及充填体强度达不到要求等问题,开展了充填材料优选和配比优化试验研究。通过进行充填尾砂的物化性质分析和充填材料优化对比试验,优选出适合该矿山的胶结充填材料。在优选试验的基础上,采用正交试验方法进行配比优化试验,以标准水泥为胶结材料,全尾砂和矿渣微粉为骨料,研究矿渣微粉掺量、灰砂比和料浆浓度对充填体和料浆性能指标的影响规律,通过极差分析和方差分析确定因素的主次顺序和影响程度,并最终确定胶结充填材料最佳配比为料浆浓度68%,矿渣微粉掺量18%,灰砂比1∶14。     

絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响

深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压耙,为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆的屈服应力进行原位测量,并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量,进而分析了絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响规律。研究发现,絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆的屈服应力有显著影响,pH和絮凝剂单耗通过影响尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量进而影响浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,屈服应力随着pH和絮凝剂单耗的增大均不断增大。综合考虑尾砂料浆的絮凝沉降效果和所得浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,最佳絮凝条件是pH值为11和絮凝剂单耗为15 g·t?1,在此最优条件下料浆固液界面的初始沉降速率为0.4565 mm·s?1,沉降后上清液浊度为143 NTU,底部沉积尾砂料浆的固相质量分数为51.56%、屈服应力为243.18 Pa。初步建立了适用于超细人造尾砂的基于絮凝剂吸附量的屈服应力模型,屈服应力随尾砂颗粒表面单位面积的絮凝剂吸附量的增大而增大,为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数提供参考。      

基于ANSYS/FLOTRAN的高浓度全尾砂胶结充填管道输送数值模拟研究

高浓度全尾砂自流输送在金属矿山的应用日趋广泛。通过对某铁矿高浓度全尾砂胶结充填管道输送进行数值模拟研究,确定高浓度全尾砂料浆相关物理参数,构建适合高浓度全尾砂胶结充填料浆管道输送的数值模型。利用ANSYS/FLOTRAN模拟高浓度全尾砂料浆在充填管道内流动的动态特征,并将模拟结果与理论计算进行对比分析,同时进行料浆输送过程的数值解算,分析结果显示:(1)料浆浓度在68%~78%范围内以1.5,2.0,2.5 m/s进口流速完全能实现自流输送;(2)模拟结果与理论计算对比分析得出二者阻力损失相对比较一致;(3)随着料浆进口流速的增大,料浆浓度对弯管处的冲击影响越不明显。研究表明该数值模型建立合理,研究结果对高浓度全尾砂胶结充填管道自流输送试验和实践提供了一定的指导与借鉴。     

全尾砂膏体充填配比优化正交试验

某新建矿山计划采用全尾砂膏体嗣后充填采矿法进行地下开采。为了提供经济合理、满足强度要求且有利于管道输送的全尾砂膏体充填最优配比方案,以料浆流动性能和充填体强度性能为考察指标进行正交组合配比试验。运用MATLAB软件对试验数据进行极差分析和多元线性回归分析,获得了灰砂比和料浆浓度对充填体强度影响的敏感性以及各力学参数预测模型。结果表明：（1）料浆质量浓度对塌落度的影响起主要作用,灰砂比次之;（2）充填体强度的敏感性随着灰砂比和料浆浓度的增加而增强,充填体强度对灰砂比更敏感,而对料浆浓度的敏感性较弱;（3）确定了全尾砂膏体最优配比：水泥用量为13%,充填料浆质量浓度为77%,此时全尾砂、水泥和水的用量分别占制备全尾砂膏体质量的68.14%、8.86%和23.00%。在该配比条件下,经28 d养护龄期后的抗压强度为2.6279 MPa、弹性模量为205.2 MPa、塌落度为23.7 cm,以较少的水泥用量满足了矿山充填强度指标和自流输送要求。     

基于絮凝沉降实验的膏体充填参数优化

为解决拜什塔木铜矿因尾砂含泥量高而导致的沉降脱水效果差及膏体输送阻力大等问题,基于絮凝沉降实验确定了适用于该矿的全尾砂膏体充填参数。首先,利用拜什塔木铜矿全尾砂与不同絮凝剂开展了尾砂絮凝实验,优选了最为适合该矿的絮凝剂;然后,根据选定的絮凝剂开展了不同单耗条件下的尾砂沉降规律研究;最后,基于确定的最佳絮凝剂单耗,采用自制的深锥实验装置开展了室内动态沉降与压密取样实验。研究结果表明:絮凝剂可以明显提高全尾砂沉降效果,以沉降速度为判据,Magnafloc5250絮凝剂的絮凝效果最优,且在该絮凝剂掺量为25g·t~(-1)时其技术经济效益最佳;从动态压密、底流取样两个角度对底流浓度进行了研究,确定浓密机最佳底流浓度为70%~71%。     

超细全尾砂最优絮凝剂配比优化试验研究

针对某铜矿超细全尾砂在絮凝沉降过程中存在底流浓度偏低和沉降速度较缓等问题，选择了适当的絮凝剂并进行参数优化，以提高絮凝沉降效果。首先，对涉及矿浆尾砂等关键试验材料进行详尽的物化分析；然后，对多个候选絮凝剂进行了比较与筛选，通过参数优化，最终确定了最为合适的絮凝剂型号。这一研究成果为突破矿浆絮凝沉降过程中的性能瓶颈提供了有力的理论和实践支持，并显著提高了絮凝沉降效能。此外，深入探究了全尾砂矿浆浓度、絮凝剂投加量以及絮凝剂溶液浓度等因素对超细尾砂絮凝沉降过程的影响。研究结果显示，超细尾砂絮凝沉降受到多个因素的交互作用影响，通过执行回归分析，得出了最佳参数配比，即全尾砂矿浆浓度为10%，絮凝剂单耗为20 g/t，絮凝剂溶液浓度为0.05%。本研究为矿山生产实践提供了有价值的指导，并为下一步的参数优化工作提供了参考。通过优化絮凝剂的选择和参数调整，可以进一步改善超细全尾砂絮凝沉降过程，提高底流浓度和沉降速度，从而提升矿生产效率。