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...     

基于新型磁化助凝剂的超细泥化全尾砂动态絮凝沉降实验（英文）

为解决司家营铁矿超大规模超细泥化全尾砂浆体沉降速度慢、溢流水浑浊、絮凝剂单耗高等问题,基于新型磁化助凝剂,进行了室内超细泥化全尾砂动态絮凝沉降实验。为获得各影响因子(磁场强度、助凝剂单耗、絮凝剂单耗和供料速度)作用下最小的溢流水浊度,基于响应面分析法,进行了四因素五水平的中心组合实验设计。采用电位分析和电镜扫描等方法分析了助凝剂和絮凝剂的协同作用机理。结果表明:在磁场强度为0.3 T,助凝剂单耗为200 mL/t,絮凝剂单耗为30 g/t,供料速度为0.6 t/(m~2·h)时,絮凝剂单耗、溢流水浊度和含固量分别降低约50%、90%和80%;深锥单位面积处理能力、充填和干排效率分别提升约20%、17%和13%。新型磁化絮凝剂经济环保,在实现司家营铁矿7000万吨超细全尾砂浆体安全高效处置的基础上,可节约经济成本5300万元,在国内外矿山具有巨大的推广应用价值。     

全尾砂絮凝沉降的影响因素

全尾砂絮凝沉降过程是膏体充填工艺的重要环节。为考察多因素耦合条件下尾砂絮凝沉降规律,开展全尾砂静态絮凝沉降实验,应用Design-Expert软件分析并筛选影响全尾砂絮凝沉降的重要因素,探究单位面积处理量最大时各重要影响因素的最优值。结果表明:不同影响因素耦合条件下,各絮凝沉降曲线形态基本一致,呈现先迅速下降后趋于水平的趋势。影响絮凝沉降的重要因素为尾砂入料浓度、絮凝剂用量、絮凝剂溶液浓度,其最优值分别为16.02%、28.35 g/t、0.1541%,此时单位面积固体处理量最大,为3.04 t/(m2·h)。     

絮凝剂单耗对全尾砂浆浑液面沉速的影响规律

以某铅锌银矿全尾砂沉降试验为例,分析添加不同絮凝剂单耗时,全尾砂浆浑液面沉速的变化规律,旨在探究3个不同沉降阶段的机理。结果表明:随添加相对分子质量为8×10~6的阴离子聚丙烯酰胺(APAM)单耗的增加,1 min内全尾砂浆的浑液面沉速先增加后减小;在加速自由沉降段,游离的"细"颗粒尾砂及过多的絮团水影响了浑液面沉速;在干涉沉降段,空间位阻效应导致的尾砂颗粒间互相排斥降低了浑液面沉速;在压缩沉降段,孔隙水减少及絮团水增加改变界面沉速;絮凝剂单耗0、10、20、30和40 g/t分别表示无、低、合理、高和超量。     

膏体充填中絮凝条件对絮团结构及固液分离效率的影响

尾砂浓密中絮团结构与絮凝效果随絮凝条件变化发生改变,对浓密机内沉降区固液分离效率产生影响,但现有研究少有基于尾砂絮团结构分析絮凝条件产生的影响。为此,本文采用管道絮凝方式,对不同絮凝条件下形成的尾砂絮团结构高清获取,分析絮团等效直径以及絮团分形维数随之变化的规律,并对絮凝后的上清液浊度以及絮团沉降速度开展研究。结果发现,阴离子型聚丙烯酰胺与尾砂颗粒形成的絮团结构最大,絮凝剂单耗、尾砂进料浓度、絮凝剂浓度和流体剪切梯度G对絮团等效直径、絮团分形维数、上清液浊度以及絮团沉降速度产生重要影响。絮凝剂单耗在90～105 g/t、尾砂进料浓度在25%～30%、絮凝剂浓度小于1/10000、流体剪切梯度30～50 s^-1时形成的絮团等效直径超过1000μm、絮团分形维数在1.64～1.68之间、絮团沉降速度均超过9 m/min、浓密机模型内上清液浊度低于50 mg/L,絮团沉降速度加快能够提升浓密机内沉降区固液分离效率,该结论为膏体充填实际生产中控制絮凝条件参数提供了价值参考。     

全尾砂料浆磁化絮凝沉降特性

为了提高全尾砂料浆(CTR)的絮凝沉降指标,将磁化处理技术引入到全尾砂料浆沉降试验中,分析自然沉降、磁化沉降、絮凝沉降和磁化絮凝沉降4种条件下全尾砂料浆沉降速度和底流质量浓度的变化特性,探索磁化处理在全尾砂料浆絮凝沉降中的作用机理。结果表明:与未经磁化处理的全尾砂料浆相比,磁化处理后的全尾砂料浆沉降指标达到饱和时,PAC添加量节约40%;相同PAC添加量下,磁化处理后的全尾砂料浆沉降速度提高18~55 cm/h、底流浓度提高约0.8%~2.0%。全尾砂料浆磁化絮凝沉降的最优条件为:磁感应强度0.2 T,料浆速度2 m/s,磁化时间2 min,PAC添加量30 g/t;适合磁化处理条件下,对全尾砂料浆进行磁化处理可明显提高其沉降指标。     

全尾砂絮凝沉降速度优化预测模型

建立全尾砂沉降速度GA-SVM优化预测模型,利用遗传学算法对全尾砂沉降速度进行优化预测。建立支持向量机(SVM)回归预测模型,采用训练集对模型进行训练,以验证集预测值的均方误差作为适应度函数,通过遗传算法(GA)对SVM模型参数进行优化选择,应用优化得到的SVM模型对预测集进行预测。以司家营铁矿为例,在絮凝剂单耗8.6 g/t、尾砂浓度18%条件下,沉降速度即可达到1.31 m/h,满足生产需要,比原生产所需絮凝剂单耗减少14%。应用表明:该预测模型具有较高的实用性,为全尾砂沉降速度优化预测提供一种全新思路。     

稳态浓密机全尾砂脱水规律物理模拟

结合沉降和压滤实验研究浓密机内全压力范围下尾砂脱水性能,考察网状结构形成体积分数、压缩屈服应力、干涉沉降系数等参数的变化规律。结果表明:网状结构形成体积分数随絮凝剂单耗增加先升高后降低,单耗20 g/t时网状结构形成体积分数达到最大值;压缩屈服应力随体积分数变化呈幂和指数增长,在低压力区域,絮凝剂单耗对底流体积分数影响较大,在高压力区域,絮凝剂作用逐渐弱化;干涉沉降系数随体积分数变化呈幂增长,在低压力区域,絮凝剂单耗对料浆渗透性影响较大,单耗80 g/t时渗透性良好,在高压力区域,絮凝剂单耗对料浆渗透性影响逐渐弱化。实验范围内,膏体料浆存在脱水拐点,其体积分数为38%～42%。     

基于响应面法外场作用下全尾砂浓密沉降试验

为提高全尾砂料浆浓密沉降的质量浓度,将超声波引入全尾砂料浆浓密沉降试验中。利用MATLAB模拟超声波在全尾砂料浆中的指向性,进而选取出超声波频率范围。采用Design-Expert软件设计,并分析不同条件下超声波对全尾砂料浆最终质量浓度的影响,以及各因素之间的耦合关系,进而优化超声波作用条件。结果表明:当超声波频率为20~40 kHz时,在砂仓中传播指向性较好;超声波外场作用能显著提高全尾砂料浆的最终质量浓度,当全尾砂自然沉降19.77 min后,施加频率20.02 kHz、功率50 W的超声波为最优作用条件,全尾砂料浆最终质量浓度可达77.51%,比自然沉降的最终质量浓度提高4.60%;在合适的超声场条件下,超声波在提高全尾砂料浆的最终质量浓度具有明显优越性。     

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。     

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...     

含硫高黏性三相流态充填浆体管道输送性能

为解决新桥矿含硫全尾砂浆体黏度大、易结块以及管道输送性能差的问题,将发泡技术引入全尾砂胶结充填配浆实验中,研究灰砂比、质量分数和气泡率的变化对浆体流变性能的影响。基于Fluent的充填管道输送流速和压力变化模拟,对三相流态充填体的输送性能进行分析。结果表明:灰砂比为1:6、质量分数为72%、气泡率为20%时,三相流态充填浆体较同配比不含气泡的两相流态浆体泌水率降低29%,黏度降低17%,管道沿程阻力降低25%。气相成分的加入在降低含硫高黏性充填浆体的剪切应力和塑性黏度以及改善其管道输送性能和提升管道输送效率方面具有显著的优越性。     

赤泥分离中的絮凝剂

本文综述了絮凝剂吸附、絮凝的机理 ,对各种絮凝剂的行为、影响絮凝沉降的主要因素及添加工艺进行了分析比较     

基于正交试验的赤泥沉降槽中心桶结构优化

为提高中心桶内固含浓度在60~70 g/L范围内料浆的体积分数,以正交试验和数值模拟的方法对沉降槽中心桶的5个结构参数进行数值仿真试验。设计一个5因素5水平的L25(55)正交试验方案,采用仿真软件FLUENT对不同结构参数组合的沉降槽进行数值模拟计算,分析沉降槽中心桶的结构参数对中心桶内固含分布的影响规律,用极差分析和方差分析法对计算结果进行数理统计分析,得出5个因素对试验指标影响的主次顺序和显著性,从而得到中心桶结构参数的优化组合。结果表明:中心桶内固含分布的主要影响因素是进料射流管的直径,沉降槽中心桶的最佳组合结构参数为中心桶直径为3 m,中心桶深度为5 m、射流管直径d1、d2和d3分别为0.8、0.48和0.36 m,环形挡流板离进料管下沿高度为0.22 m,喉嘴距为0.18 m;优化工况下,中心桶内处于最佳絮凝固含浓度范围内的料浆体积所占中心桶体积的体积分数变为基础工况的4.8倍,显著地提高沉降槽的絮凝沉降效率。     

锁止回路控制流道的流固耦合分析与优化

为了提高重型液力自动变速器锁止回路控制流道的结构合理性,使用ANSYS软件对锁止回路控制流道进行流固耦合分析,研究不同阀口开度L_s和结构参数h时压降和最大Von-mises应力的变化情况。其次,基于CCD-RSM试验建立完全二阶响应面模型,通过诊断图评估回归模型的拟合优度,分析阀口开度和结构参数的交互作用。最后,使用响应面法对目标参数进行优化。结果表明,优化后的锁止回路控制流道进出口压降减小了31.37%,最大Von-mises应力和最大变形量分别减小了31.20%和57.55%,为提升锁止阀的工作性能和使用寿命提供了有力的依据。     

基于GA-BP神经网络的铝箔腐蚀工艺研究

电子铝箔腐蚀发孔时影响铝箔扩面效果的因素很多,各因素之间存在交互作用。建立基于遗传算法优化的BP神经网络预测模型,分析盐酸、硫酸浓度和配比等因素对铝箔发孔的作用机理。结果表明:盐酸与硫酸存在交互作用,在特定配比下,蚀孔的引发与抑制达到平衡,铝箔腐蚀扩面后实际比表面积最大。通过SEM分析验证,所建立的GA-BP神经网络模型能有效分析盐酸、硫酸等对铝箔发孔质量的影响,为整体优化铝箔腐蚀工艺奠定理论基础。     

响应曲面法优化NaClO浸出贵州难浸金矿中的金

采用响应曲面法(RSM)优化NaClO浸出贵州难浸金矿中的金,探究了Na ClO浓度、温度、液固比、p H值4个因素之间的交互作用及其对金浸金率的影响,并进行了参数优化。RSM分析表明,各因素对金浸出率的显著程度为：NaClO浓度>液固比>p H>温度,NaClO浓度和p H之间的交互作用较为显著;得到较优的浸金工艺条件为：反应时间3 h,Na ClO浓度0.9 mol/L,初始pH=13.4,液固比8.2,温度27℃,在此条件下金的浸出率为93.4%。     

铝土矿浮选精矿和尾矿沉降性能研究

通过对选矿产品精矿和尾矿进行理化分析,发现铝土矿浮选产品精矿和尾矿的化学成分和物相组成均存在较大的差异,两种产品的粒度分布特性也不同,导致沉降性能存在较大的差异,不同絮凝剂对精矿和尾矿的沉降效果差别较大。通过不同絮凝剂在不同p H值条件下精矿和尾矿沉降性能研究,考察产品的絮凝沉降机理,分析导致精矿、尾矿沉降差异的主要因素有矿物本身晶体结构,解离表面荷电性质差异、颗粒粒度分布等。提出精矿、尾矿沉降絮凝剂选择方法,精矿沉降在达到相同的效果时,AN7V絮凝剂用量较AN7B降低约30%。因此精矿和尾矿沉降性能的研究将有利于浮选产品沉降用絮凝剂的选择,合适的絮凝可减少药剂用量,降低生产成本。     

响应面法优化电炉炼钢粉尘中Zn的选择性浸出（英文）

研究浸出参数对电炉炼钢粉尘灰中选择浸出性Zn的影响,以Zn和Fe的浸出率为响应变量,以硫酸浓度、浸出温度、浸出时间和液固比为独立变量,采用基于三水平Box-Behnken的响应面法对浸出参数进行优化。对试验结果进行ANOVA分析和验证。在硫酸浓度为2.35 mol/L,浸出温度为25℃,浸出时间为56.42 min,液固比为5的条件下,可得到Zn的最大浸出率为79.09%,Fe的最小浸出率为4.08%。通过ANOVA分析表明,对Zn和Fe浸出率影响最大的因素为硫酸浓度和浸出温度。基于响应面法的模型与试验数据具有很好的一致性,Zn和Fe浸出率的相关系数分别为0.98和0.97。     

细晶种沉降性能的研究

铝酸钠溶液两段法晶种分解工艺中,细晶种的沉降性能至关重要,直接影响种分母液浮游物和经济效益。介绍了细晶种浮游物的危害,考察了温度、苛碱浓度、固含、絮凝剂用量等因素对细晶种沉降性能的影响。试验结果表明,细晶种的沉降速度随母液温度的升高而增加;随母液苛碱浓度的增加而降低;随固含增加而降低;絮凝剂添加量影响沉降速度,最佳添加量为62g/t-细晶种。