细粒级尾砂絮凝沉降特性研究

尾砂沉降是充填采矿系统的重要组成部分。随着选矿技术的发展,尾砂粒径越来越细,细粒级尾砂沉降速度缓慢严重影响了矿山充填效率。为研究多因素耦合作用下细粒级尾砂的沉降特性,采用正交试验法开展细粒级尾砂静态絮凝沉降试验,探讨沉降速度和底流浓度最佳时各影响因素的最优值。对试验结果进行极差分析和回归分析后认为,尾砂沉降效果最优的絮凝剂是阴离子聚丙烯酰胺,尾砂浆入料浓度是影响沉降速度最显著的因素,其次是絮凝剂溶液浓度和絮凝剂单耗,影响底流浓度的显著性顺序为尾砂浆入料浓度、絮凝剂单耗、絮凝剂溶液浓度;推荐细粒级尾砂沉降参数为尾砂入料浓度20%,絮凝剂单耗140g/t,絮凝剂溶液浓度0.1%。     

极细粒级尾砂膏体充填试验研究

对大尹格庄金矿的尾砂进行了室内试验,测试了尾砂的粒径组成,研究了极细粒尾砂的沉降规律,测试了极细粒尾砂充填料浆的流变特性和充填试块单轴抗压强度。试验结果表明:极细粒尾砂中粒径小于38.5μm的占比为96.67%,自然沉降速度较慢,需要添加絮凝剂辅助沉降;膏体料浆可输送临界浓度为54%～56%,水力坡度为0.35MPa/100m;选用灰砂比(1∶3)～(1∶6)、质量浓度54%～56%的胶结充填料浆,养护7d的充填体其强度能满足生产需要。     

某矿细粒尾砂胶结充填技术研究

通过对陕西某金矿细粒尾砂进行试验研究,得到了尾砂粒径分布、充填料浆流动性能等基础参数,探究了骨料组成、灰砂比、料浆质量浓度、胶凝材料及养护期龄等因素对充填体单轴抗压强度的影响。试验结果表明:该矿尾砂属细粒尾砂,-74μm颗粒所占比例约为86.16%～88.69%;尾砂搭配碎石组成的充填骨料可使充填体强度提升2.24倍,可削弱因灰砂比降低而引起的充填体强度衰减效果;长矿院专研G料可使充填体强度成倍提高并具有早强性,强度增强效果随胶结剂添加量的增加而有所减弱。研究结果可为国内外类似细粒尾砂矿山胶结充填采矿法的应用提供理论参考与工艺借鉴。     

全尾砂充填材料组份含量优化的试验天空

对砂胶比30：1（固体浓度82％）的全尾硝膏体充填材料的无测限单轴抗压（特别是细粒级尾砂含量和石灰含量的优化）进行试验研究。结果表明：充填体中细粒级尾砂含量越大,需要更多的石灰才能达到3d和7d目标强度;石灰含量从1．0％增加到7．0％,细粒级尾砂含量从25％增加到50％,充填体28d目标强度都容易达到。表1,图1,参3     

焦家金矿充填物料的颗粒级配优选研究

本文通过试验,研究了焦家金矿尾砂的粒级分布规律,分析了尾砂固结材料充填料浆的级配与流动性的关系、尾砂堆积率与溢流尾砂含量关系、最大堆积率与浆体流动性的关系及充填料浆级配与充填体强度的关系。充填物料堆积率越大,浆体的坍落度越大,流动性就越好。研究发现,焦家金矿分级尾砂细粒级尾砂的最佳含量在30%左右,料浆的充填浓度最好介于70%~75%之间,一般现场选用70%左右的料浆浓度。在尾砂固结剂与溢流尾砂含量之和在25%~30%时,统一配比浓度条件下试件强度最大,因此焦家金矿选择料浆浓度为68%,分级尾砂∶溢流尾砂∶尾砂固结剂体积比为70∶20∶10或70∶15∶15比较适宜。     

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。     

粗粒级充填料的渗透率与诸物理参数之关系及其应用

文中报道了粗粒级充填料室内渗透率试验结果,确定了渗透率与孔隙率、平均粒径、细粒级含量等物理参数间的函数关系。应用这些函数关系可预测矿山实际充填料的渗透率。同时阐述了细粒级含量对渗透率影响的重要性。     

新城金矿充填体弹性模量的正交回归试验研究

采用标准正交回归设计试验方法对新城金矿充填体弹性量进行了实验室研究,分析了充填料浆浓度、尾砂细粒级含量和水泥含量等因素与弹性模量的关系,从而为优化胶结充填料的配比提供了理论依据。     

新型胶结剂-细粒级尾砂充填料浆性能研究

为探寻用新型尾砂胶结剂和PO42.5R水泥作充填料浆的性能差异,选取合理的充填材料配比,对尾砂胶结剂和PO42.5R水泥胶结细粒级尾砂的充填材料的物化性质、固结强度、流动性、毒性等性能开展研究。首先分析了两种胶凝材料在胶凝机理上的差异,对二者的性能进行了检测;其后对凡口铅锌矿细粒级尾砂粒径及化学成分进行了测定;此外,开展了尾砂固结、扩展度、毒性浸出试验。研究结果表明:尾砂胶结剂及PO42.5R水泥均能满足现场需要,但尾砂胶结剂材料活性高于PO42.5R水泥;同等灰砂比及浆体浓度条件下,尾砂胶结剂充填材料的强度、流动性、重金属元素固化性能均明显优于PO42.5R水泥。     

疆锋铁矿尾砂胶结充填强度配比试验研究

疆锋铁矿全尾砂属粗粒级尾砂,-200目累计含量为26%,+1 mm粗砂含量达到了18%左右,最大粒径达到了2cm,为了给后续充填系统工艺流程提供一个较好的供矿条件,决定筛除+1mm粗砂。为了研究全尾砂与筛分尾砂(-1mm尾砂)强度的差异性,并验证筛分尾砂强度是否能满足采矿方法要求,对两种尾砂展开了强度配比试验研究,试验结果表明,全尾砂充填强度比筛分尾砂略高,但筛分尾砂作为充填集料的强度也能满足采矿方法需求,同时和易性也较好,最终决定根据不同分层对充填强度的要求,选择不同的尾砂作为疆锋铁矿的充填集料。     

某矿不同级配尾砂高浓度料浆流变特性研究及优化

充填料浆的流动性是实现尾砂高浓度胶结充填的基础,而尾砂级配则是影响料浆流变特性的重要因素之一。为了探究尾砂级配与料浆流变特性的关系,首先对人工配制的不同级配尾砂进行粒径分析,并得到相应的特征粒径;开展了不同级配尾砂的流变特性试验,分别从直观和微观角度研究了级配对料浆流变特性的影响规律及其机理,并对其进行优化。结果表明:该矿不同级配尾砂料浆的流变特性符合Bingham模型,料浆中细砂掺量与料浆的屈服应力和塑性黏度存在指数增长关系,其最佳配比为-74μm占比40%。根据试验结果进行了充填工艺的技术改造,优化实际充填的尾砂级配,实现了安全高效开采。     

大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度试验研究

为探索大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度,结合大红山铁矿实际需求,对细粒级尾砂胶结充填材料应用及充填体强度进行试验研究。试验结果表明,采用新型胶结材料代替传统硅酸盐水泥,分级尾砂胶结充填时,灰砂比1∶10时即能满足充填采矿工艺要求;全尾砂胶结充填时,新材料胶结灰砂比1∶8的28 d抗压强度与分级尾砂水泥胶结灰砂比1∶4的28 d抗压强度相当,能有效降低充填成本,具有良好的经济效益和环保效益。     

白象山铁矿微细粒级尾砂分级胶结充填试验研究

为改进白象山铁矿充填料浆流动性、沉降性以及充填体的强度等性能,开展了微细粒级尾砂分级胶结充填试验。结果表明：(1)产率35%和50%的分级尾砂属于粗粒尾砂,可直接制备充填料浆,其中产率50%的分级尾砂级配最佳。(2)随着尾砂分级产率的提高,泌水率及沉降速率呈下降趋势,且产率为50%以上时对沉降速率影响较大,反之较小。(3)产率50%的分级尾砂料浆流动性较好,满足自流输送的要求。(4)分级尾砂充填体强度比全尾砂胶结试块高,产率50%时达到最高,全尾砂最小。     

细粒级全尾砂膏体充填材料性能调控研究

针对传统胶凝材料在细粒级全尾砂膏体充填中存在的充填成本高、充填效果差等问题,研究新型胶 结媒介作用下细粒级全尾砂膏体充填材料性能的变化规律。试验结果表明：在新型胶结媒介体系下,尾砂越细,相 同条件下膏体充填材料抗压强度越高;细尾砂膏体充填材料在料浆浓度高的情况下,不同灰砂比下抗压强度几乎 相同;全尾砂中 Al2O3和 SiO2含量越高,相同条件下膏体充填材料抗压强度越高;新型胶结媒介用量的变化对膏体 充填材料抗压强度影响很小;新型胶结媒介作用下颗粒表面生成针状物质彼此搭接,使膏体充填材料结构密实,产 生强度,生成物为钙矾石和含硅化合物。     

尾砂级配对充填体强度的影响及优化

尾砂级配是影响充填体力学性质的重要参数,研究级配对充填体强度的影响具有重大现实意义。以A、B和C三种全尾砂为试验材料,通过激光粒度分析仪测得三种全尾砂粒径级配组成,结合全尾砂充填体强度,得到级配与充填体强度之间的关系:C全尾砂级配优于B,A全尾砂级配较差;级配越好,充填体强度越高。借助XRD能谱分析和SEM电镜分析可得,A试块和C试块由于级配不同,导致水化反应初期(3d)A试块钙矾石(针状)明显少于后者,28d报告时C试块团絮状胶凝物黏结更紧密,从而影响了试块的充填体强度,使得级配较优的C试块充填体强度明显高于A试块。通过优化级配的方法对级配较差的全尾砂A进行优化分级,提高了充填体强度。     

高泥质尾砂充填应用试验研究

针对高含泥全尾砂用于充填的技术难题,通过开展全尾砂和分级尾砂充填材料试验,结合矿山充填采矿工艺和经济性需求,综合评判分析确定全尾砂不能制备高质量经济合理的充填料浆;通过分级尾砂试验剔除部分超细粒级后,制备的充填料浆流动性好、强度性能大幅改善,矿山实践证实分级尾砂充填能够全面满足采矿工艺技术经济要求。     

尾砂基充填胶结剂试验及应用

周油坊铁矿选厂尾砂较细,采用水泥作为胶结剂进行全尾砂充填时,尾砂固结能力差、充填体抗压强度较低且充填成本偏高。以该尾砂替代粉煤灰作为充填胶结剂的活性混合材料,进行尾砂基充填胶结剂试验。结果表明,细粒级尾砂基充填胶结剂的标准砂3 d和28 d抗压强度分别可达到14.0,37.0 MPa以上,充填体3 d和28 d抗压强度达到1.5,3.8 MPa以上,流动度和坍落度分别达到130,270 mm以上,满足矿山井下充填要求。生产实践表明尾砂基胶结剂的应用,解决了细粒级尾砂充填强度低、堆存污染环境的问题,每年可节约充填成本4 801万元,实现了尾砂的循环利用,具有推广应用价值。     

细粒含量对高应力尾砂不排水剪切强度特性的影响

通过三轴固结不排水试验,对饱和尾砂的剪切强度特性和颗粒破碎特性进行研究,讨论了试验中尾砂在不同细粒含量和围压条件下的应力-应变关系、孔隙水压力特性、应力路径和颗粒破碎程度。试验结果表明：在细粒含量小于15%时,高应力尾砂的剪切强度和软化程度随细粒含量的增大而减小。增加细粒含量使得孔隙水压力达到更高值,不同细粒含量时应力路径均属于完全软化-剪缩模式。颗粒破碎程度随着细粒含量的增大而减弱,且颗粒破碎程度与围压之间呈幂函数型增长关系。为此,建议在实际工程中尽可能采用粗颗粒尾砂筑坝,或采取其他工程措施,以提高尾矿坝体的稳定性。     

超细粒级全尾砂胶固材料开发研究

高炉水淬渣作为钢厂的一种废弃物,具有潜在的胶凝活性,经过物理和化学联合激发的方式激发后,具有较强的胶凝性能,可用作矿山充填胶凝材料。研究用平均粒径仅为11.87μm的超细粒级全尾砂,采用开发的水淬渣胶凝材料(高炉水淬渣∶石膏∶水泥熟料70∶6∶24)胶全尾砂是32.5普通硅酸盐水泥胶全尾砂充填试块单轴抗压强度的2~5倍,显示出良好的适配性,能够满足采矿工艺对充填体强度的要求。水淬渣胶凝材料是一种制造成本低、性能好、来源广、绿色环保的材料,是解决超细粒级全尾砂胶凝难题的有效材料。     

固体充填开采中的矸石粒径级配优化试验

针对原生矸石级配较差、在固体充填过程中压缩量大、充实率低等问题,采用理论计算、实验室试验和数值模拟等研究方法,对固体充填开采中矸石粒径级配优化进行了研究.通过分析应变随级配系数的变化规律,得到4种变形最小的级配组合.进一步分析压实破碎前后粒径变化规律和变形模量与应力之间的关系,得出级配组合为D=30 mm,n=0.3时...