细粒铁尾矿胶结充填体性能试验研究

对金山店铁矿全尾矿进行胶结充填试验,试验采用以工业粉状废料配制的无水泥固结剂L为胶凝材料,细粒铁尾矿为充填骨料。结果表明,与325水泥相比,胶凝材料用量相同时,胶结体单轴抗压强度增加84%以上。此外,考察了三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、水玻璃、硫酸钠5种激发剂单掺、复掺时对胶结体抗压强度的影响。结果表明,单掺三乙醇胺的技术经济指标最好,当三乙醇胺掺加量为固结剂的0.05%时,胶结体7d抗压强度增加20%左右。当灰砂比为1∶5.5,三乙醇胺掺加量为固结剂的0.05%时,胶结体7d抗压强度达到1.65 MPa,成本约为33.64元/t尾矿,为细粒铁尾矿井下充填提供了经济适用的技术。     

超细全尾膏体处置技术现状与趋势

目前,对超细尾矿的处置方式多为地表低浓度排放和井下回填,但两者都因为处置浓度过低而存在许多问题。地表膏体排放和井下膏体充填技术是尾矿处置的2个发展方向,叙述了膏体处置在中国的演变过程及其技术特点,介绍了膏体处置在尾矿脱水浓密、搅拌制备与管道输送等关键技术上的研究进展。同时对会泽铅锌矿和乌山铜钼矿的膏体处置技术做了介绍。最后分析了超细全尾膏体处置技术在中国应用中存在的问题,提出了膏体处置技术在中国的发展趋势。     

铅锌尾矿膏体缓凝研究及控制措施

尾矿膏体充填技术已在国内外诸多矿山得到推广应用,相关科研单位及矿山企业在膏体充填材料、级配、流变特性、胶结材料等方面开展了大量研究工作,但对膏体缓凝机理及控制措施方面的研究很少。通过对胶结剂性质、原矿性质、尾矿药剂残留、尾矿特性等方面进行分析,开展胶结剂初凝及安定性分析、尾矿粒级分析、X射线衍射分析、元素化学物相分析、MLA分析、扫描电镜分析等工作,找到了导致充填体缓凝的原因,并提出相应的解决措施。相关研究及认识给国内外采用尾矿膏体充填的硫化矿采选企业确保膏体质量提供了借鉴和参考,避免膏体缓凝发生。     

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。     

我国尾矿处置技术的现状及设想

分析了矿山尾矿库处置尾矿对环境的危害及安全隐患;介绍了尾矿地表干式堆存、矿井下排放和充填等处置尾矿新技术的研究进展及其应用现状,尾矿干式堆存、井下排放的应用条件及局限性,尾矿充填技术的发展历程与应用的经验.利用尾矿进行井下充填,既可以解决矿山充填骨料来源,又能解决尾矿的处置问题,具有较好的应用前景.     

硬岩铀矿无废协同开采模式及技术研究

针对我国硬岩铀矿开采中效率低、损失大以及堆浸铀尾渣、含放射性废石处置难等问题,结合“协同开采”理念,提出了硬岩铀矿无废协同开采模式。该模式通过调整回采工程布置,优化充填与尾废处置 工艺流程,采取相应的工程技术措施,使采矿与堆浸、采矿与充填、充填与堆排在时间和空间上实现协同,达到安全高效开采铀矿资源和无废处置铀矿冶尾废的目的。以粤北某铀矿为例,分析了现有上向分层干式充 填法和堆浸、尾废处置工艺的特点,开展了堆浸铀尾渣充排试验,改进了采矿方法,设计了采—充—排协同工艺方案,并对其工程应用效果进行了评价。研究表明：灰砂比为1∶10和1∶14、质量浓度为76%的充填体, 能够满足该矿机械化上向分层充填法和地表同步固化堆排的要求;采用无废协同开采模式后,采场生产能力和回采率可分别提升至135 t/d和88.86%,含放射性废石达到地表零排放,堆浸铀尾渣通过井下胶结充填和地 表固化堆排得到了有效处置,矿山经济效益和环境质量得以明显提升。     

基于选矿流程的尾矿优选组合膏体充填技术

为优化膏体充填骨料粒级级配,提出了基于选矿流程的尾矿优选组合膏体充填工艺技术。该技术统筹考虑充填方案、充填成本等因素,基于选矿流程多环节生产尾矿的条件,将不同级配、化学成分合理的尾矿按照一定的比例进行混合,制备出级配连续的混合尾矿。通过开展尾矿基础参数测试、沉降试验、析水试验、流动性试验研究,确定了基于选矿流程的充填技术工艺优化方案,并开展了工业现场验证。基于尾矿级配优化的膏体充填技术科学可行,具有广泛的适用性,是一种先进的矿山充填技术。     

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。     

流态胶凝材料胶结铁尾矿的充填性能研究

为实现用原状固废(钛石膏)的流态胶凝材料替代粉末胶凝材料进行铁尾矿胶结充填,简化胶凝材料制作流程,降低充填成本,采用流动度试验、强度试验和吸水率试验研究了两种胶凝材料胶结铁尾矿试样的宏观物理性能,并利用XRD和SEM对其胶结铁尾矿的固化机理进行了分析。研究结果表明:在尾矿固含量为70%、胶尾比为1∶10时,粉末胶凝材料胶结试样的3 d抗压强度(0.87 MPa)比流态胶凝材料约高出0.3 MPa,但两种胶凝材料胶结试样的7 d抗压强度差别在减小,28 d抗压强度并无明显差别。加入流态胶凝材料的充填尾矿流动度较加入粉末胶凝材料的充填尾矿提高了7.4%,既有利于泵送充填又不影响试样28 d的尾矿胶结体力学性能。XRD和SEM分析表明,流态胶凝材料的水化反应更有利于胶结体中钙矾石的生长。     

超细粒级铁尾砂胶结充填材料试验

针对超细粒级铁尾砂胶结固化难题,采用尾矿物理化学特性试验、管道输送试验、尾砂胶结固化材料对比试验对超细粒级铁尾砂充填进行研究.试验结果表明:全尾砂平均粒级11.87μm,渗透系数1.71×10?7 cm/s,为超细骨料,保水性好.其与普通硅酸盐水泥胶结固化性能差,不能满足强度需求;试验采用开发的水淬渣基胶结剂与尾砂开展胶结固化试验,灰砂比1:4时90 d强度达到4.93 MPa,灰砂比1:12时90 d强度达到1.29 MPa,能够完全满足采矿对充填体强度的需求.     

废石尾砂胶结充填材料流动与强度性能的研究

为了解决极细全尾砂作为充填骨料制备充填料浆脱水困难、充填体强度偏低的问题,通过开展废石尾砂胶结充填试验,改善充填骨料粒级组成,研究废石掺量对充填料浆流动性能及充填体强度的影响规律。结果表明:相比较全尾砂胶结充填,掺入废石可以显著改善充填料浆的流动性能,提高充填料浆的输送浓度;在相同灰砂比和浓度情况下,废石尾砂胶结充填体强度高于全尾砂胶结充填体。因此,废石尾砂胶结充填体可以降低灰砂比,减少水泥用量,消纳地表废石。在云南金厂河矿山开展工业试验,确定了充填参数为浓度80%、灰砂比1∶8、废石掺量60%,原位取芯平均抗压强度为3.36MPa,满足采场充填体强度设计要求。     

吕梁山区表层黄土似膏体充填适应性试验研究

吕梁山区铝土矿资源大多适合于地下开采，随着内陆地区铝土矿价格持续走高，其矿石价值已具备应用充填法开采的条件，地下铝土矿充填开采是铝土矿开采技术发展的新课题。当前对铝土矿采用拜耳法生产氧化铝时产出的赤泥废料不具备进行规模充填的技术条件。地下铝土矿山井巷工程大部分为脉内布置，废石量不足，地下铝土矿山充填开采面临着充填骨料匮乏的难题。通过充填骨料探索性试验，因地制宜选择黄土作为吕梁山区地下铝土矿山的充填骨料，开展了黄土胶结充填物化参数、粒级分析、浆体流动性、泌水率和强度配比等试验。研究表明：①黄土充填料浆能够以似膏体的形式泵送进入采场；②工业性试验表明，黄土作为充填骨料在灰砂比为1∶6、料浆浓度≥68%、泌水率≤3%的条件下，具备似膏体特性，28 d充填体强度≥0.8 MPa，满足某地下铝土矿回采对充填体强度及矿山充填能力的要求，有助于解决该矿山在充填开采过程中面临的充填骨料不足和顶底板遇水泥化问题，可为控制铝土矿开采地压及提高回采率提供重要技术支撑。     

基于正交试验充填体力学性能及配比优化研究

针对矿山充填开采成本较高、尾砂和废石等固废处置困难等问题,以废石、尾砂为实验材料,通过正交试验法确定质量浓度、灰砂比及废石掺量对粗骨料胶结充填体流动性及力学性能的影响规律,并确定出合理的配比参数。结果表明：质量浓度、废石掺量及灰砂比均为充填料浆坍落度的显著性影响因素,其中质量浓度的影响最为关键;方差分析结果表明,质量浓度、灰砂比能够对充填体3d及28d抗压强度有显著性影响,而当废石掺量为5%~20%时,废石掺量对粗骨料充填体抗压强度无显著性影响;多元线性回归模型能够准确的反映出粗骨料胶结充填体抗压强度及坍落的变化规律,且构建三维可视化模型能够直观反映出质量浓度、灰砂比及废石掺量的复合作用对充填体性能的影响;基于建立的充填体配比参数寻优模型可得出一组合理的配比参数为：灰砂比为1:9.5,质量浓度为80%,废石掺量为20%。     

安庆铜矿不同颗粒级配尾砂优化组合膏体充填技术

尾砂级配是影响充填质量的关键因素,安庆铜矿因尾砂级配不合理导致充填料浆离析,严重影响充填质量。对此,通过开展充填料配比试验确定了理想的尾砂级配,即将矿山旋流分级后的底流粗砂与溢流细砂按17∶3的比例混合。根据矿山充填系统工艺,利用现有立式砂仓对底流粗砂与溢流细砂分别进行了浓缩,浓缩后的72%浓度的分级尾砂与58%浓度的溢流细砂混合搅拌后制备出具有较优级配的膏体充填料。实践证明：该方案可制备出兼顾充填体强度与充填料浆输送性的合格膏体充填料,充填体均匀性好,同时,该方案可满足膏体胶结充填与水砂非胶结充填需求,实现了较好的经济效益。     

全尾砂和废石联合胶结充填体最佳配比及应用

针对红岭铅锌矿分级充填骨料来源不足、地表废石堆积污染环境的情况,提出将该矿选厂产生的全尾砂和地表废石作为充填骨料的联合胶结充填方案。分别测试了全尾砂和地表废石的物理化学性质,验证了碎石和全尾砂作为联合充填骨料的可行性。通过充填配比试验,分析了不同配比全尾砂废石充填体强度特性,得出了最佳充填配比。结果表明,充填试块的强度随灰砂比减小而减小,随养护龄期增加呈增大趋势,随充填料浆质量浓度增大而增大,最佳配比为: 胶结充填灰砂比1∶8、普通充填灰砂比1∶12,全尾砂∶废石配比4∶6,质量浓度78%。根据研究结果,在红岭铅锌矿进行了全尾砂废石充填技术工业应用,证实该技术可行。     

细粒级尾砂高浓度胶结充填试验研究与工业应用

以某金矿细粒级尾砂高浓度胶结充填为研究背景,通过试验对比分析了料浆浓度和灰砂比对充填体性能和料浆流动性的影响.结果表明:料浆浓度和灰砂比的增加,能显著提高充填体强度;料浆浓度的提高以及灰砂比的降低,均能够提高料浆的流变参数(屈服应力和塑性黏度),使得料浆流动性降低.为提高计量精度和料浆搅拌效果,提出间歇制备连续充填工艺...     

毛坪铅锌矿采场充填体放热特性试验研究

为了研究毛坪铅锌矿采场胶结充填体的水化产热及温度变化特性,基于现场采集的尾砂和机制砂,采用相似材料实验方法,配制八种不同水灰比、不同骨料比例的充填体试样,在实验室测定胶结充填体试样的温度变化曲线,然后计算充填体材料胶结过程中的水化热,最后分析充填材料水化热与产热量随时间的变化规律。结果表明：充填体试样呈现前期迅速升温,然后缓慢下降至环境温度的整体趋势;水化产热速率及温度变化与充填体材料的配比以及环境温度有关。得到的主要结论为：机制砂比例和水灰比越大,充填体材料胶结的产热量越大,而增大充填体材料的尾砂含量能有效降低充填体水化产热量;水含量对充填体的产热影响最大,因此降低水化产热量最有效的方法是降低水灰比,其次是增大骨料中的尾砂含量,为毛坪铅锌矿选择合理的充填体配比提供了依据。     

尾砂胶结充填体抗拉强度试验研究

抗拉强度是尾砂胶结充填体的重要强度参数，但由于缺少合适测试方法导致对尾砂胶结充填体抗拉强度的研究不足，不利于胶结充填体的稳定性分析，对矿山安全生产造成隐患。本研究利用将压缩转换成拉伸加载方式，提出一种新的适用于尾砂胶结充填体的直接拉伸试验方法，验证了其可靠性。应用该试验方法测得了多种配比、龄期尾砂胶结充填体的抗拉强度，分析了抗拉强度随灰砂比、质量浓度、龄期的变化规律以及敏感性，可为矿山充填配比设计及抗拉强度测定提供指导。     

尾砂胶结充填体的强度特性及与开挖矿体的合理匹配

为合理确定在嗣后充填法中一步骤采空区充填体临界强度及固化时间的范围,以某铁矿尾砂为充填骨料,开展了不同配比参数下尾砂胶结充填体坍落度及抗压强度试验。建立了尾砂胶结充填体强度增长规律模型,并量化分析了采空区内充填体临界强度及固化时间的合理范围。结果表明：充填体固化强度随着养护龄期的增加呈指数函数递增趋势,且质量浓度越高的充填体强度增长越快;充填料浆坍落度随着质量浓度的增加基本遵循指数函数下降规律,而灰砂比对充填料浆坍落度的影响与质量浓度的范围有密切的联系;构建了能量匹配系数K值表征充填体与开挖矿体间的关系,获得了K值与充填体强度及固化时间的关系。据此定量分析出该矿山一步骤采空区充填体的临界强度为1.9 MPa,确定了灰砂比1:4、质量浓度66%的充填体,固化时间26 d后,方可进行二步骤矿体回采,比现场回采时间提前2 d。     

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。