我国全尾砂料浆浓密研究进展与发展趋势

全尾砂料浆的高效和深度浓密是获得合格膏体浓度、决定膏体充填质量的关键.全尾砂高效絮凝是全尾砂料浆浓密的前提,全尾砂絮团的快速沉降决定全尾砂料浆浓密的效率,而全尾砂浓密床层的深度脱水决定全尾砂料浆浓密的效果.为此,本文对近20年来我国在全尾砂料浆浓密方面的研究方法和研究成果进行了分析与总结,详细分析了全尾砂絮凝行为及其动...     

尾砂浓密全过程的絮团结构动态演化规律

膏体充填中尾砂浓密环节絮团结构变化对沉降区固液分离以及压密区底流浓度提高产生重要影响,但现有研究多聚焦部分过程,鲜有面向沉降至压密全过程的絮团结构动态连续变化的研究报道。为此,本文基于FBRM和PVM研究手段,对不同絮凝剂单耗、床层高度、耙架剪切转速等多种实验条件下的絮团结构进行实时原位监测,获取絮团弦长分布、絮团数量变化以及絮团平均弦长的动态演化规律,进而分析了絮团结构的破碎机理。结果表明：絮凝剂单耗、床层高度和耙架剪切转速对絮团尺寸变化产生显著影响,不同时刻的絮团弦长呈似正态分布,其分布区域随沉降时间的延长而降低,压密区达到动态平衡阶段时,絮团弦长均小于100μm。絮团平均弦长动态演化全过程表现为絮凝沉降、压密破碎和动态平衡三个阶段,且达到动态平衡时的絮团平均弦长与絮凝剂单耗、耙架转速呈正相关,与床层高度呈负相关。该结论可为膏体充填中全尾砂的深度脱水提供参考依据。     

全尾砂静动态絮凝沉降特性

全尾砂絮凝沉降技术是矿山充填工艺的核心环节.为研究全尾砂静态絮凝沉降特性规律,以进料质量分数、絮凝剂单耗为影响因素,以固体通量为评价指标,采用混合均匀试验方案,开展全尾砂静态絮凝沉降试验,建立全尾砂絮凝沉降固体通量模型,获得最优匹配参数.在此基础上,开展全尾砂动态絮凝沉降试验,研究剪切作用和给料速率对底流质量分数的影响...     

基于RSM-BBD的全尾砂浆絮凝沉降参数选择及优化

针对鞍钢矿山较细全尾砂絮凝沉降存在底流浓度低和沉降速度慢等问题,通过选择及优化絮凝沉降参数来提高絮凝沉降效果。首先对全尾砂和絮凝剂等试验材料进行物化分析,并在此基础上进行絮凝剂优选试验,确定了絮凝剂类型;其次采用Design-Expert软件中Box-Behnken响应面法(RSM-BBD)设计并进行了13组试验,根据试验结果建立响应面回归模型,研究各因素及其交互作用对全尾砂絮凝沉降的影响,并在此基础上采用多目标规划来优化全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗、絮凝剂溶液浓度等参数的配比。结果表明:全尾砂絮凝沉降不仅受单一因素的影响,而且受多因素交互作用影响;最优参数配比为全尾砂浆浓度19.79%、絮凝剂单耗37 g/t、絮凝剂溶液浓度0.2%。以此参数进行验证试验,得到底流浓度为69.55%、沉降速度为10.39 m/h,均满足要求。最后对全尾砂絮凝沉降机理进行分析,为全尾砂絮凝沉降参数设计及优化控制提供理论支撑。     

高温度及高湿度场叠加的地下铝土矿山全尾砂充填强度规律

为分析高温高湿环境下地下铝土矿全尾砂充填体强度及其变化规律,构建包括温度湿度在内的充填体强度影响指标体系,统计充填体强度及其影响指标的实测值,构建充填体强度变化规律分析的知识系统。考虑到充填体强度影响指标数值大小含有偏好信息及复杂环境导致的充填体强度带有偶然性的特点,将适用于偏好信息分析的优势关系粗糙集和适用于偶然性分析的变精度粗糙集联合,构建变精度优势关系粗糙集模型,以此分析充填体强度的变化发展趋势及与影响因素之间关系,最终生成充填体强度的概率性偏好规则,并提取出支持数高的规则作为规律。实例表明：采用变精度优势关系粗糙集分析温湿环境下的全尾砂充填体强度变化规律将其应用于矿山实际生产后,因全尾砂充填体强度而引发的安全事故减少50%以上,经济损失减少了60%以上,分析结果全面可靠。     

全尾砂充填膏体固-流转换阶段的流变行为

全尾砂充填膏体具有多尺度、高浓度颗粒悬浮液的特征,传统黏塑性流变模型是否适应于膏体的流变行为是需要研究的重要问题。本文从传统H-B流体对全尾砂膏体的适应性研究入手,首先建立H-B流体的适应性约束条件,选择适宜多尺度、高浓度膏体的流变测量系统与数据转换方法,采用控制剪切速率(CSR)、控制剪切应力(CSS)两种流变测量模式,开展全尾砂膏体流动曲线测量实验。结果表明:流动曲线在CSR测量模式下具有负斜率现象、CSS测量模式下具有剪切条带现象。传统H-B流体在对应阶段内不再适应于全尾砂膏体流变模型,存在固、流态共存的固-流转换阶段,其范围受临界剪切速率■控制,正比于全尾砂膏体的质量浓度。依据全尾砂膏体出现固-流转换阶段的特征,提出工程流变问题应依据临界剪切速率■区别对待,以及膏体充填流变问题中不同剪切速率范围内全尾砂膏体流变模型的合理形式。