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。      

充填尾砂絮凝沉降规律试验研究

采用聚丙烯酰胺(PAM)对江西金山金矿全尾砂浆体进行静态絮凝沉降试验。通过全尾砂自然沉降试验,提出了全尾砂自然沉降规律;探讨了给料浓度及絮凝剂单耗对尾矿沉降速度和尾矿静止沉降极限浓度的影响规律;根据试验结果并结合矿山情况给出了最佳给料浓度为20%,最佳絮凝剂添加量为20 g/t。     

全尾砂沉降浓缩试验研究

尾砂高效沉降浓缩是全尾砂高浓度充填的核心，随着选矿工艺的改进，尾砂的粒径越来越细小，导致尾砂沉降浓缩愈发困难，而在尾砂浆中加入絮凝剂能够极大地提高尾砂沉降浓缩的效率。针对国内某矿山尾砂颗粒细小、沉降浓缩困难的问题，通过开展沉降浓缩试验，以固体通量和底流浓度作为评价指标，得到沉降浓缩效率最佳的絮凝剂型号、给料浓度和絮凝剂添加量，并研究了给料浓度和絮凝剂添加量对尾砂沉降效率的影响规律。结果表明：最佳絮凝剂型号为HJ70010，最佳给料浓度范围为10%~12%，最佳絮凝剂添加量范围为10~15 g/t；当给料浓度为12%、絮凝剂添加量为15 g/t时，底流浓度达到64.4%，沉降速度为26.2 m/h，固体通量为3.43 t/（h?m²）；随着给料浓度的增加，固体通量呈现先增大后减小的抛物线状变化规律，底流浓度先增大后逐渐趋于稳定；随着絮凝剂添加量的增加，固体通量先增大后趋于稳定，底流浓度呈现先增大后减小的抛物线状变化规律。     

固液两相耦合条件下全尾砂连续沉降规律研究

针对江西某铅锌矿全尾砂难以浓缩的问题，研究探索添加絮凝剂提高其浓缩效果的可行性。对该全尾砂浆体分别进行固液两相耦合条件下静态和动态絮凝沉降正交试验，确定尾砂浆絮凝沉降规律，对絮凝剂选型、用量和给料速度等关键参数进行优化。结果表明：当给料速度由0.89 t/（m²·h）减少至0.60 t/（m²·h）时，溢流水固含量逐渐降低；当给料浓度为13.59%，AH-910-SH型絮凝剂浓度为20 g/t，给料速度为0.60 t/（m²·h）时，底流浓度达到最大值72.82%，溢流水固含量为162.68×10^-6（<300×10^-6），絮凝沉降效果最佳。该试验为全尾砂快速沉降技术奠定了理论基础，同时为全尾砂高浓度充填方案选择提供了技术参考。     

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。     

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%。     

基于静态沉降试验的全尾砂浓密技术参数预测

为了研究全尾砂浆浓密技术参数与尾砂物理性质之间的定量关系,对9个金属矿山的全尾砂进行了静态沉降试验。首先测定了这9个金属矿山全尾砂的粒径组成和密度大小,然后对这9个金属矿山的全尾砂分别进行了絮凝沉降试验。试验结果表明：料浆的底流浓度和沉降试验所需絮凝剂用量仅与尾砂的粒径有关,而与尾砂的密度无关,尾砂粒径越粗,底流浓度越高,试验所需絮凝剂用量就越少;单位面积尾砂通过量与尾砂粒径和密度均有关系,尾砂粒径和密度越大,固体通量越大;进一步回归分析得到了全尾砂粒径组成和密度大小与底流浓度、固体通量的关系方程。将计算结果与试验结果进行对比分析,发现预测值与试验值相差很小,证明本研究推导的关系方程方便可行,具有很好的推广应用价值。     

矿浆絮凝沉降影响因数研究

以某铜精矿矿浆为原料,试验研究了影响矿浆沉降特性的各种因素。针对物料颗粒粒度、矿浆浓度、絮凝剂种类及投加量对沉降速度的影响进行了絮凝沉降试验。试验表明,粒级较粗的颗粒较易沉降,高分子絮凝剂起到了加速颗粒沉降的目的,沉降速度随着矿浆浓度的增加而降低,随着絮凝剂用量的增大而加快。     

全尾砂絮凝沉降试验研究

选矿厂直接出来的全尾砂,大多含粒径小的细颗粒,这就造成了全尾砂自然沉降速度慢的现象,因此需要将絮凝剂添加到全尾砂浆中进行沉降。研究以某矿山的全尾砂为例,选择4个不同厂家,共计12个类别的絮凝剂开展了絮凝剂选型试验研究,对絮凝剂沉降过程的原理进行了分析,优选出与该矿山全尾砂匹配度最佳的絮凝剂,然后深入研究了该絮凝剂添加量不同对沉降过程的影响,得出适合某矿山的絮凝剂是Ⅺ,最佳添加量为25 g/t。该全尾砂絮凝沉降试验方法可供类似矿山参考运用。     

基于絮团弦长测定的全尾砂絮凝沉降行为

基于全尾砂絮凝过程中絮团弦长的测定,分别研究絮凝和沉降两个过程:首先以絮团平均弦长为指标研究不同絮凝条件下全尾砂絮凝行为,再以固液界面初始沉降速率为指标分析不同絮凝全尾砂料浆的沉降行为。探明了不同絮凝条件下全尾砂尺寸演化规律,全尾砂均快速絮凝形成絮团,絮团的平均弦长增长达到峰值后随着剪切时间逐渐下降,直至达到稳定状态。发现全尾砂絮团的平均弦长与絮凝全尾砂料浆固液界面的初始沉降速率随着不同的絮凝条件而不断改变,确定了在本文研究范围内的最优絮凝条件:Magnafloc 5250絮凝剂,全尾砂料浆固相质量分数10%,絮凝剂单耗10 g·t?1,絮凝剂溶液中絮凝剂质量分数0.025%,剪切速率94.8 s?1。最优条件下絮凝过程中絮团平均弦长峰值为620.63 μm,絮凝结束时絮团平均弦长为399.57 μm,絮凝全尾砂料浆固液界面初始沉降速率为4.61 mm·s?1。初步建立了适用于本文全尾砂的基于絮团平均弦长的固液界面初始沉降速率模型,固液界面初始沉降速率随着絮团平均弦长的增加而增加,为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数以及设备结构优化、提高全尾砂料浆的絮凝沉降效率提供参考。      

基于上澄清液浊度的超细尾砂絮凝沉降试验

为解决现有超细尾砂浓密沉降试验不考虑上层清液浊度的问题,提出了一种超细尾砂浓密沉降的絮凝剂优选方法。以某萤石矿超细尾砂为研究对象,以预制尾砂浆浓度、絮凝剂类型和絮凝剂掺量作为因变量,测试不同沉降时间下上澄清液浊度,并综合考虑沉降速度和絮凝剂成本,获得不同预制尾砂浆浓度下的最佳絮凝剂类型和掺量。试验结果表明：当预制尾砂浆浓度分别为5%、8%、11%和14%时,最佳絮凝剂类型分别为1 800万、1 600万、1 600万和1 200万阴离子聚丙烯酰胺,最佳絮凝剂掺量分别为15,25,30,30 g/t。试验结果为该矿山的超细尾砂浓密沉降工程参数提供了依据。     

全尾砂物理特性对絮凝沉降性能影响规律的研究

随着浅部矿产资源的日益枯竭,矿山开采深度逐渐增加,而深部开采环境非常复杂且开采难度更大,加之我国对环境保护工作的高度重视,充填采矿法逐渐成为我国矿山首选的采矿方法.为研究尾砂物理特性对絮凝沉降性能的影响规律,开展了粒级组成、比重对尾砂沉降效果影响的静态絮凝沉降试验.研究结果表明:尾砂的中值粒径与沉降速度、底流浓度成正相...     

尾矿干排工艺中高泥质尾矿浆絮凝浓缩处理试验研究

尾矿干排工艺高泥质尾矿中细粒级物料的脱水较为困难。为确定某金矿高泥质尾矿合理的沉降参数,选取高泥质尾矿浆浓度、絮凝剂单耗和絮凝剂种类作为影响因素,依据单一变量试验原则,进行全泥氰化尾矿浆絮凝沉降试验及正交试验。结果表明:各因素对矿浆沉降效果的影响程度为絮凝剂种类高泥质尾矿浆浓度絮凝剂单耗;当FS3802型絮凝剂(质量分数0.1%)用量为50 g/t,高泥质尾矿浆浓度为4%时,矿浆的沉降效果最好,且此条件下,动态沉降试验装置的最高底流浓度为46.7%,已初步具备膏体性能。研究结果对选矿厂全泥氰化尾矿干排工艺中絮凝沉降各因素的控制具有很好的指导作用。     

超细全尾砂深锥动态絮凝浓密试验

为探明超细全尾砂的浓密特性,开展量筒沉降实验,小型和半工业深锥动态浓密试验。结果表明,分子量1200万的非离子型絮凝剂最利于尾砂沉降,随絮凝剂单耗增加,溢流浊度降低,底流浓度基本不变。随固体通量增加,溢流浊度增加,底流浓度降低。固体通量0.4 t·m?2·h?1,给料固体质量分数12%,絮凝剂单耗50 g·t?1的最佳参数条件下,小型和半工业动态浓密试验的底流平均固体质量分数分别为62.8%和74.4%,泥层高度对底流浓度影响显著。深锥浓密机底流固体质量分数随泥层高度增加呈DoseResp函数增长,分为缓慢增长（泥层1～4 m）、快速增长（泥层4～7 m）和基本稳定（泥层超过7～8 m）3个阶段,这跟尾砂絮团在不同泥层高度下的压缩性能有关。可根据底流浓度与泥层高度的函数关系,调节泥层高度来满足井下充填所需底流浓度。      

全尾砂无耙深锥稳态浓密性能分析

结合沉降和压滤实验, 对脱水性能数据进行曲线拟合获得连续网状结构形成浓度、压缩屈服应力和干涉沉降系数, 引入Usher提出的稳态浓密性能预测算法, 建立了无耙深锥浓密模型, 分析了絮凝剂单耗、底流中固相的体积分数、泥层高度等对固体通量和固体处理能力的影响规律.研究结果表明: 絮凝剂添加量对沉降区域影响大于压密区域, 20 g·t-1时浓密性能较好, 底流中固相的体积分数越大固体通量越小; 在沉降区域, 固体通量仅与浓度有关, 不受泥层高度影响; 在压密区域, 固体通量为浓度与泥层高度的方程; 模型参数范围内, 当泥层高度 < 3.5 m时, 固体处理能力为浓度与泥层高度的方程, 当泥层高度>3.5 m时, 固体处理能力与固体通量随底流中固相的体积分数变化规律一致.      

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.