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.      

深锥固体通量与絮凝剂单耗和料浆浓度的数学关系

深锥浓密机的面积或占地大小主要由其固体通量决定。通过量筒静态沉降实验,计算得到深锥浓密机固体通量,分析了絮凝剂单耗、料浆浓度对深锥浓密机固体通量的影响,得到了两种因素对深锥浓密机固体通量的影响规律。结果表明,尾矿在5～30 g·t?1的絮凝剂单耗下,基本呈现二次函数关系;料浆的固相质量分数为6%～26%时,固体通量呈现先增大后减小的趋势,与实验所得的规律相契合。通过对絮凝剂单耗和料浆浓度耦合效应下的固体通量方程回归分析,得到三者之间的数学关系,进而确定二者对固体通量的贡献为:料浆浓度>絮凝剂单耗。结合絮凝剂及料浆浓度对固体通量的影响分析,总结了絮凝剂单耗和料浆浓度贡献值不同的原因。最后,结合单因素和耦合条件下的数学方程,对深锥浓密机的设计和运行提出工程建议。在深锥浓密机运行过程中,需要优先保证料浆浓度,其次是絮凝剂单耗。      

深锥浓密机底流浓度模型及动态压密机理分析

泥层高度和底流浓度是深锥浓密机最为重要的两个参数,因此有必要研究底流浓度随泥层高度的变化规律.采用自制小型深锥浓密机,对尾矿非连续/连续动态压密过程进行了物理实验;借助于有效孔隙比与泥层压强间遵循的Power函数关系,结合对尾矿颗粒的受力分析,推导出了底流浓度与泥层高度的数学模型,揭示了浓密机底流浓度与泥层高度的内在关系,并从尾矿颗粒空间结构的角度解释了该模型的变化规律;结合矿山生产对于底流浓度的要求,应用该数学模型,为其推荐了泥层高度的合理范围,验证了底流浓度数学模型的可靠性.该模型为深锥浓密机的设计和运行提供了理论依据.      

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%。     

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。      

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。     

铜尾矿半工业浓密试验

针对某铜尾矿粒径较细,仅采用量筒装置无法准确模拟尾矿的沉降情况.通过直径1 m的半工业浓密试验机对铜尾矿进行浓密试验,研究了单位面积处理量对溢流水固含量的影响,泥层高度对底流浓度的影响,得出了最佳试验参数,为深锥浓密机选型提供了参考依据.     

某铜铁矿尾矿絮凝剂沉降试验研究及应用

湖北某铜铁矿选矿新系统投产后,随着磨矿细度提高,尾矿粒度变细,沉降速度变慢,部分微细粒级物料进入生产回水系统,影响选矿指标。本次项目攻关主要是开展絮凝剂小型沉降试验,并根据试验结果找出现场应用最佳絮凝剂添加方案。小型试验结果表明 ：矿浆浓度 16%,选用 A345 絮凝剂,最佳用量为 20g/t。在该矿现场生产应用中,分别在选矿尾矿浓密机、充填深锥浓密机中添加 20g/t、24g/L 的 A345 絮凝剂,尾矿浓密机溢流跑浑现象彻底解决,回水清澈达到生产要求,选铜选铁指标得到提升,深锥浓密机底流浓度达到 70%以上,满足充填质量要求,实现了全尾砂充填。     

全尾砂絮凝沉降规律及其机理

以某矿全尾砂和聚丙烯酰胺(PAM)为实验原料进行静态絮凝沉降实验,研究给料浓度和絮凝剂单耗对尾矿最大沉降速度和静止沉降极限浓度的影响,通过对实验数据回归分析得出简易的沉降速度模型.将模型划分为六个阶段,包括紊流影响段、加速沉降段、沉降末速段、干涉沉降区、压密沉降段和极限沉降段,并利用两相流理论、絮凝理论对其合理性进行阐述.实验结果证明:在单耗一定(20g.t-1)时,沉降速度与给料浓度负相关,极限浓度与给料浓度正相关;在给料质量分数20%时,单耗临界值为30g.t-1,极限浓度与单耗负相关.建议深锥浓密机给料质量分数20%,絮凝剂单耗20g.t-1.     

深锥浓密机底流质量分数与停留时间关系研究

料浆停留时间是保证深锥浓密机底流质量分数的必要条件,为了探讨底流质量分数与停留时间的关系,推导了深锥浓密机底流质量分数与停留时间之间的数学模型.将深锥浓密机外形结构及尾砂物理特性参数代入数学模型,即可得到该浓密机达到所需底流质量分数的停留时间.采用某矿山深锥浓密机对数学模型进行工程应用举例,在底流质量分数为55.82％...     

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。     

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...     

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。     

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.      

基于超级絮凝的超细尾砂絮凝行为优化

为了研究不同絮凝条件下超细尾砂的絮凝效果, 本文基于超级絮凝理论, 应用超级絮凝测试仪UFT-ТFS-029, 采用相对絮凝率表征人造超细尾砂在pH值为9~12、絮凝剂单耗f_d=2~20 g·t-1、料浆剪切速率γ=100~2000 s-1、料浆固体体积分数φ=2%~14%等条件下的絮凝行为. 发现相对絮凝率随着pH、絮凝剂单耗、剪切速率的增加均先增加后减少, 而随着浆料固体体积分数的增加逐渐减少, 并获得了一定条件下的最优絮凝条件, 即pH值为11、f_d=12 g·t-1、γ=500 s-1、φ=4%. 同时, 固体体积分数越高, 达到最优相对絮凝率所需的最优剪切速率对固体体积分数的依赖性也越高. 因此, 在实际生产中需要对pH、絮凝剂单耗、剪切速率与固体体积分数等工况参数进行调整, 以达到最优絮凝效果. 应用超级絮凝理论可实现超细尾砂在极短时间内实现很好的絮凝, 为基于流场剪切速率与停留时间的深锥浓密机进料井设计提供参考.