动态剪切环境超细全尾砂絮凝沉降特性

随着矿山选矿工艺的不断提高,充填所用尾砂颗粒呈现超细化。针对超细尾砂浓密脱水困难、底流浓度低等问题,以某矿山钒铁矿尾砂为实验材料,通过自制全尾砂动态剪切浓密实验系统开展絮凝剂筛选及单耗优选试验、动态剪切环境深度浓密试验,分析超细尾砂颗粒在自然沉降、絮凝沉降以及动态剪切环境下的浓密特性,分析尾砂沉降速度与极限底流浓度相关性。结果表明：超细全尾砂自然沉降速率缓慢、底流浓度低;絮凝剂可有效提高尾砂沉降速率,但对底流浓度增加效果不显著;在动态剪切环境中,耙架的低速剪切作用可有效释放絮团包裹水,加速絮团沉降,稳定提高底流砂浆整体浓度。研究结果对强化膏体性能、促进充填系统稳定性和实现绿色矿山建设具有积极推动作用。     

某金矿充填用分级细尾砂浓密试验研究与应用

基于某金矿－３７μm 含量８０％以上的充填用分级细 尾砂,开展了室内静态絮凝沉降试验、室内动态浓密沉降试 验和现场半工业浓密试验,进行了砂浆质量浓度、絮凝剂类 型、絮凝剂用量对分级细尾砂沉降的影响规律研究,掌握了 泥层高度与浓密机底流质量浓度的匹配关系.试验结果表 明:室内静态絮凝沉降试验和动态浓密沉降试验确定的最佳 砂浆稀释质量浓度、最佳絮凝剂用量、单位面积处理量可用 于指导矿山确定充填用浓密机合理直径,而室内试验的底流 质量浓度试验数据均低于现场半工业浓密试验,一定时间内 浓密机的底流质量浓度随着泥层高度的增加先增大后趋于 稳定不变,现场半工业浓密试验数据可用于指导矿山确定充 填用浓密机合理高度.     

深锥浓密机在某铅锌矿充填系统的技术改造与应用

通过研究分析某铅锌矿全尾砂充填工艺中深锥浓密机浓缩底流浓度和沉降区、沉清区尾砂物理性质及沉降速度的控制措施和调整过程,采取在深锥浓密机外壁南北侧开孔焊接溢流管,加装闸板阀,增设焊接管道阀门、尾砂溢流管道等措施,降低深锥浓密机清水层、沉降层等分层的厚度,有效地解决尾砂的沉降速度和浓度控制问题,实际平稳运行后充填生产工艺参数明显稳定受控,产能产量大幅提升,使得机械化上向分层进路式充填采矿法的充填体强度达到设计要求.     

粗颗粒对立式砂仓底流浓度及流变性的影响

尾砂充填是我国金属矿山生产中主要的充填技术,但以往研究侧重于探讨床层高度、料浆停留时间、絮凝剂单耗等因素对底流浓度产生的影响,有关添加粗尾砂颗粒对立式砂仓底流料浆性质产生的影响研究较少。为此,通过筛选3种粒径分布的粗颗粒尾砂,分析粗颗粒尾砂的添加量对床层沉降速度、底流浓度以及料浆流变性产生的影响。静态浓密试验结果表明：合适的絮凝条件下能够提高浓密效果评价值,且最佳絮凝剂单耗值随着絮凝剂浓度增加而增高;床层沉降速度和底流浓度随着粗颗粒尾砂添加量增加而增高,且-2 000 μm粒径粗颗粒尾砂提升效果更明显。动态浓密试验结果表明：立式砂仓模型底流料浆平均浓度与床层高度、料浆停留时间和粗颗粒尾砂添加量成正比关系,且底流料浆的静态屈服应力和动态屈服应力均随着粗颗粒尾砂添加量增加而降低、随着料浆浓度增加而增高,分析结果可为实现立式砂仓底流的高浓度稳定运行提供参考。     

尾矿动态浓密过程中底流浓度主要影响因素研究

深锥浓密机是尾矿高效浓密脱水的关键设备,其生产过程中的泥层高度对压密效果具有重要影响,进而影响底流浓度,而目前缺少基于动态连续浓密过程的泥层高度对底流浓度的影响研究。笔者借助自制的小型深锥浓密机模拟系统进行了全尾砂连续动态浓密试验,探究了泥层高度和固体通量分别对动态浓密过程的影响。结果表明,在动态浓密过程中,底流浓度与泥层高度呈非线性正相关关系,泥层高度一定时,底流浓度最终趋于平稳;泥层高度稳定在60 cm时,由非连续浓密转变为连续浓密,底流浓度由60.3%降至56.4%;动态浓密过程中,泥层高度一定时,底流浓度与固体通量呈线性负相关关系。因此,泥层高度和固体通量对深锥浓密机的底流浓度具有一定的影响。     

沙溪铜矿全尾砂沉降性能及絮凝剂选型试验研究

全尾砂沉降特性决定其在深锥浓密机中的浓密效率,进而影响充填料浆制备及采场充填效率。为保证沙溪铜矿大规模开采的采场充填效率、提升充填料浆连续稳定制备能力,拟对矿山极细全尾砂深锥浓密控制参数进行优化调整,为此开展了矿山全尾砂自然沉降和絮凝沉降对比试验研究,结果表明：矿山全尾砂自然沉降速率无法满足充填生产需要,需添加絮凝剂加速尾砂沉降;考虑絮凝沉降效果及絮凝剂成本,优选天润P-6型絮凝剂更适合本矿山全尾砂;增加絮凝剂的添加量,能有效提高深锥浓密机中全尾砂沉降速率,但同时会显著降低浓密机底流浓度;综合深锥浓密机中的全尾砂浓密效率及底流浓度,优化确定在15%入料浓度下的絮凝剂添加量为30g/t。可为同类矿山新建深锥浓密机沉降参数管控提供方法参考。     

全尾砂絮凝沉降与浓密影响因素试验研究

为探究尾砂入料浓度、絮凝剂分子量、絮凝剂单耗、絮凝剂溶液浓度对全尾砂絮凝沉降与浓密的影响,以最大沉降平均速度、最终沉降浓密时间、极限底流浓度作为考察指标,对某金矿全尾砂浆展开了絮凝沉降与浓密正交试验。利用SPSS 23数理统计软件对试验结果进行了方差分析。结果表明:影响最大沉降平均速度、最终沉降浓密时间、极限底流浓度3个指标的显著性顺序依次为尾砂入料浓度、絮凝剂分子量、絮凝剂单耗、絮凝剂溶液浓度。推荐该金矿全尾砂絮凝沉降与浓密的最佳条件为:全尾砂砂浆入料浓度20%,絮凝剂分子量1500万,絮凝剂单耗40 g/t,絮凝剂溶液浓度0.3%。     

超细全尾砂深锥浓密试验研究

随着膏体充填的广泛应用,超细全尾砂在膏体充填中的使用已越来越普遍,针对铅硐山矿的全尾砂,开展了实验室深锥浓密试验。试验尾砂密度为2.879g/cm^3、渗透系数为0.167cm/h,尾砂中-20μm颗粒含量为46.76%且最大粒径不到1000μm,属于脱水性较差的超细全尾砂。通过对3种不同进料浓度的砂浆进行深锥絮凝沉降试验,得知在完成进料后1h的沉降时间基本可达到最大底流浓度,随着进料浓度的增加,底流浓度无显著提升;结果分析得知,铅硐山全尾砂砂浆可实现的底流质量浓度约为67%。试验结果为超细全尾砂充填工艺设计及深锥浓密机选型提供了重要依据。     

不同粒径级配尾砂沉降特性的试验研究

为研究粒径级配对尾砂沉降特性的影响,配制了5组不同粒径级配的尾砂,并对各组尾砂浆分别开展静态自然沉降、静态絮凝沉降和动态絮凝沉降试验,对不同浓密方式下的尾砂浆沉降效率和底流质量浓度进行分析。试验结果表明:-200目颗粒含量低于60%时,尾砂沉降速度较快,采用静态自然沉降、静态絮凝沉降和动态絮凝沉降方式均能获得较高的沉降效率和浓密底流浓度。-200目颗粒含量超过60%时,尾砂沉降速度明显降低,泥层界面模糊不清,上层液中含固量较高,尾砂静态自然沉降变得困难,通过添加适量絮凝剂能提高尾砂沉降效率。对于-200目颗粒含量超过80%的超细尾砂,采用动态絮凝沉降方式,能同时获得较高的沉降效率和底流浓度。随着细颗粒含量增多,各组尾砂沉降的最大底流浓度呈逐渐下降趋势。同样粒径级配的尾砂样品,动态絮凝沉降的底流浓度最高,静态自然沉降的底流浓度次之,静态絮凝沉降的底流浓度相对最低。     

基于动态浓密试验的深锥浓密机底流浓度预测模型

深锥浓密机制备高浓度尾砂料浆普遍用于膏体充填,通常依据静态沉降和动态浓密理论预测深锥浓密机运行规律,进行底流浓度的调控,然而模型精度难以达到要求。通过开展某铜矿全尾砂絮凝动态沉降试验研究,揭示了底流浓度随停留时间延长而上升的变化趋势,探明了网络化泥床压缩屈服应力增长随底流浓度上升的规律,解释了泥床高度随停留时间延长而逐渐压缩的现象。在考虑网络化泥床压缩屈服应力对脱水速度影响的基础上,建立了泥床高度、停留时间和底流浓度的预测模型。通过与试验数据对比,模型预测值误差为3%~5%,浓密机预测模型具有较高的准确度,可作为深锥浓密机底流预测计算依据。     

某金矿两段分级超细尾砂静态沉降与半工业浓密试验研究

某金矿对分级细尾砂进行旋流分级,得到+37μm含量25%以下、-19μm含量60%以上的超细尾砂。基于该两段分级超细尾砂开展了室内静态絮凝沉降试验和半工业浓密试验。静态沉降试验分析了砂浆浓度、絮凝剂单耗对絮团沉降行为的影响,试验发现絮团沉降速度随着砂浆浓度的增加而减小,而絮凝剂单耗存在最优值,高于或低于该值,絮团沉降速度反而变慢。半工业浓密试验探究了泥层高度对浓密的影响,研究了固体通量对溢流水含固量和底流浓度的影响,试验结果表明:泥层高度与浓密的底流浓度呈非线性,底流浓度随着泥层高度的增加呈先增大后最终趋于平稳;随着固体通量的增加,溢流水含固量逐渐增大,而底流浓度与固体通量呈线性负相关。试验数据成功应用到1 000 m³无动力高效浓密机,实现了工业应用。     

全尾砂动态浓密沉降规律研究

为考察全尾砂动态浓密沉降特性规律,采用自制小型连续浓密机模拟动态沉降过程,以底流浓度为评价指标,控制单因素变量获得泥层高度、搅拌速度和料浆停留时间对评价指标的影响规律,以膏体定义体系确定最佳底流浓度范围为70.90%~72.55%。结果表明,底流浓度与泥层高度和料浆停留时间呈正相关关系,并随着搅拌速度的增快先升高再下降且存在最大底流浓度。另外发现在尾矿颗粒压密过程中存在反应加速区、反应缓冲区和反应完成区,现场提供料浆浓度为30%、设置搅拌速度为0.3rpm且料浆停留时间不得少于8h时可以得到最佳底流浓度。     

铁尾矿膏体充填浓缩试验研究

为实现铁尾矿膏体充填塌陷区的目的, 对该铁尾矿进行了絮凝沉降试验和自制浓缩模型试验, 研究了给矿浓度、絮凝剂用量以及机械搅拌对底流浓度和溢流水固含量的影响。试验结果表明: 在给矿浓度20%、絮凝剂用量40 g/t条件下, 底流浓度可达到70%以上。试验结果对矿山采用膏体浓密机进行尾矿高浓度浓缩具有指导意义。     

粉煤灰湿法脱炭尾浆浓缩工艺的研究

针对粉煤灰湿法脱炭尾浆进行不同种类和剂量絮凝剂静态絮凝沉降试验,在试验的基础上,对微细粒物料絮凝机理进行分析,探寻最佳工艺。通过对高压浓缩原理及高压浓缩机应用实践的探讨,为粉煤灰尾泥类型物料浓缩实现底流质量分数为45%~50%,溢流水水质固含量在300×10-6以下,降低工程投资,提高回水利用率探寻最佳途径。     

浓密机发展历程、分类及其高效化改进研究现状

传统浓密机使用中常存在溢流“跑浑”、底流浓度不达标、压耙等问题,导致浓密机分级效果差,直接影响企业的安全高效生产。浓密机分级效果除了受到来自浓密机自身结构参数的宏观因素影响外,根本原因取决于进料特性、药剂作用参数（如泥层厚度、加药量、溢流含固量、底流浓度等）。为此,通过综述国内外浓密机发展历程、分类及特点、存在的问题及其改进,系统分析了自动提耙技术、新型进料井结构、自动加药技术、综合控制系统等在传统浓密机高效化改进方面的应用,总结了深锥浓密机和斜板（管）浓密机在稳定底流浓度、改善板面上物料堆积粘结、减少沉降通道堵塞等方面采取的措施,介绍了振动型斜板浓密分级机和振动型斜板盒浓密分级机技术特征及应用,重点讨论了消除斜板浓密机斜板面上物料粘结与堵塞问题的最新技术与解决方案。未来浓密机将以高底流浓度、高处理能力、低故障率、低能耗、智能控制为主要技术特征,借助于新材料、自动化水平、药剂工艺等技术的进步,实现以传统浓密机为基础、高效浓密机为方向,不断优化设备结构,最终规格趋于合理、类型趋于完善。浓密机及其高效化应用的系统研究,为我国在固液分离行业通用设备的研究与开发提供重要思路,为实现尾矿高效脱水、干排干堆、综合利用,加快绿色矿山建设进程提供重要的理论和技术支撑。     

全尾矿浓密压密区细观结构研究

为对全尾矿浓密压密区的细观结构进行三维表征和定量化研究，使用显微CT对压密区进行了扫描，基于体绘制方法进行了絮团和孔隙结构的三维重构，并对絮团分形维数、絮团面积率、孔隙分支数量、孔隙尺寸、孔隙连通密度等参数的变化规律进行研究。结果表明：①压密区絮团体积所占比重较大，并且絮团连通性较好，絮团面积率与絮团分形维数的变化趋势相反；②绝大部分孔隙的分支数目不超过2个，分支长度大多较短小；③压密区孔隙结构数量众多，但孔隙基本较小，体积小于500 μm³的孔隙占98.6%，表面积小于500 μm²的孔隙占97.6%，孔隙结构的连通性不佳，连通密度最高为0.000 218。通过压密区絮团结构和孔隙结构的三维重构，以及对孔隙与絮团各项结构参数的分析，有利于进一步揭示全尾矿浓密压密区细观结构规律。     

粒级组成对尾砂絮凝沉降性能的影响

采用人工调配尾砂粒级组成进行静态絮凝沉降试验的方法,定量分析了尾砂粒级组成对絮凝沉降性能的影响规律。结果表明,不同粒级尾砂的矿物成分和密度存在差异。由于絮团的“整体效应”和絮凝剂的选择性吸附,随着尾砂组分中+0.15 mm粒级、-0.15+0.074 mm粒级和-0.074+0.037 mm粒级总含量增加,尾砂絮凝沉降速率和尾砂底流浓度均增加,底流浓度增加主要源于合理的尾砂级配使尾砂堆积密度增加。最后分别构建了尾砂沉降速率和底流浓度与各粒级含量的函数关系式,其可用于尾砂絮凝沉降性能的预测。