全尾砂高效充填浓缩工艺及T型砂仓研制

针对目前全尾砂充填粗细混合浓缩工艺存在的浓缩效率低、分级沉降等难题,在10余个不同类型尾砂特性研究的基础上,提出了全尾砂分级浓缩工艺及其适用范围:选厂尾砂首先进入立式砂仓进行第一级浓缩,粗粒尾砂自然下沉;细粒尾砂溢流至T型砂仓,通过添加絮凝剂进行第二级浓缩。通过半工业试验验证,该工艺较传统的粗细混合浓缩工艺效率提高2倍以上,絮凝成本减少约40%,且很好解决了全尾砂因粗细分级沉降浓缩带来的充填体质量波动问题。该工艺可用于全尾砂中-0.025 mm细粒尾砂比例≤35%矿山的充填,我国大多数矿山选厂尾砂均符合要求;同时,创新性研制出一种适于细粒尾砂高效浓缩的T型砂仓,与传统同类装备相比,在同等充填能力条件下,该装备效率提高2倍以上,投资节省约30%,能耗降低约70%,运营费用减少15%以上。     

提高某铅锌矿尾砂旋流器分级沉砂产率的试验研究

通过对旋流器结构参数的分析研究,探讨了旋流器锥角、给矿段材质、溢流管和沉砂嘴直径、溢流管长度对铅锌矿尾砂分级沉砂产率的影响,试验给出了不同旋流器锥角、给矿段材质和溢流管长度下的沉砂产率的变化情况。结果表明:在本试验范围内,给矿浓度为21%的条件下,10°单锥旋流器对尾砂分级沉砂产率的影响最大,且Si C材质给矿段较不容易被磨损并对旋流器的沉砂产率有较为明显的影响,当溢流管直径20 mm,沉砂嘴直径48 mm,溢流管长度为285 mm时,旋流器分级沉砂产率最高值可达49.37%。本试验对提高旋流器分级沉砂产率、改善矿山采充失调等具有一定的参考价值。     

提高某铅锌矿尾砂分级沉砂产率的试验研究

通过对旋流器结构参数的分析研究,探讨了旋流器锥角、给矿段材质、溢流管和沉砂嘴直径、溢流管长度对铅锌矿尾砂分级沉砂产率的影响,试验给出了不同旋流器锥角、给矿段材质和溢流管长度下的沉砂产率的变化情况。结果表明:在本试验范围内,给矿浓度为21%的条件下,10°单锥旋流器对尾砂分级沉砂产率的影响最大,且Si C材质给矿段较不容易被磨损并对旋流器的沉砂产率有较为明显的影响,当溢流管直径20 mm,沉砂嘴直径48 mm,溢流管长度为285 mm时,旋流器分级沉砂产率最高值可达49.37%。本试验对提高旋流器分级沉砂产率、改善矿山采充失调等具有一定的参考价值。     

超细全尾砂膏体充填材料特性试验

为探索某矿山超细全尾砂作为充填材料的可行性,开展了充填材料特性试验研究。试验结果表明,全尾砂-75μm粒级占比83.14%,-20μm粒级占比56.91%,属于超细粒级全尾砂。在添加SNF625V型阴离子絮凝剂20 g/t,矿浆稀释浓度为10%时,全尾砂絮凝沉降效果最好。全尾砂自然静态沉降极限质量浓度约62%,动态沉降试验1h以后底流浓度可达到极限浓度65%,料浆流动性较好。动态沉降溢流水含固量小于80mg/L,溢流水澄清度高。当质量浓度超过68%时,料浆流动性变差,很难实现管道自流输送。当质量浓度为68%,灰砂比为1︰4时,料浆坍落度为25.2 cm,泌水率为1.62%,充填体7 d和28 d抗压强度分别大于1.0 MPa和2.5 MPa,满足矿山井下回采技术要求,达到了膏体优良状态。     

云南某矿山尾矿库分级尾砂用于矿山充填试验研究

为研究矿山尾矿库分级尾砂用于矿山充填,主要从尾矿库分级尾砂的物理化学性质、粒级组成进行了分析研究,进行分级尾砂的沉降性试验、坍落度试验和强度试验。试验结果表明,尾矿分级尾砂充填料浆的灰砂比1∶4～1∶8、料浆浓度68%～72%时料浆具有较好的流动特性、可泵性和充填体单轴抗压强度,论证了尾矿库分级尾砂可用于矿山充填,提升了矿山充填生产能力和固废物处置能力,有效解决了矿山采充平衡问题,可为同类矿山提供参考借鉴。     

某矿山全尾砂似膏体充填配比试验研究

某矿山目前采用立式砂仓自然沉降后的粗粒级尾砂进行自流胶结充填,存在充填体泌水量较大,凝固时间长,强度低等问题。针对该矿山现有充填方式存在的问题,结合膏体充填的优势,开展了该矿山尾砂似膏体充填配比试验研究。主要对该矿山全尾砂和分级尾砂进行了物化性质分析,在此基础上开展了全尾砂和分级尾砂似膏体充填配比试验研究,对比分析了2种尾砂充填体的坍落度、泌水率以及单轴抗压强度等指标,结合矿山生产对充填体强度的要求,确定满足生产要求的最佳配比。研究结果表明:充填骨料采用全尾砂较分级尾砂效果好,全尾砂充填体强度能满足矿山生产需要,并根据矿山生产实际,提出了全尾砂似膏体充填配比方案。     

白象山铁矿微细粒级尾砂分级胶结充填试验研究

为改进白象山铁矿充填料浆流动性、沉降性以及充填体的强度等性能,开展了微细粒级尾砂分级胶结充填试验。结果表明：(1)产率35%和50%的分级尾砂属于粗粒尾砂,可直接制备充填料浆,其中产率50%的分级尾砂级配最佳。(2)随着尾砂分级产率的提高,泌水率及沉降速率呈下降趋势,且产率为50%以上时对沉降速率影响较大,反之较小。(3)产率50%的分级尾砂料浆流动性较好,满足自流输送的要求。(4)分级尾砂充填体强度比全尾砂胶结试块高,产率50%时达到最高,全尾砂最小。     

不同尾砂充填体强度及沉降性能对比分析

为了给充填系统总体规划及充填系统运行参数提供依据,在实验室进行全尾砂与分级尾砂充填体强度及沉降性能的对比分析研究。根据试验结果:在起始浓度(40%)下,分级尾砂的沉降性能要优于全尾砂充填体。增大灰砂比对于提升充填体强度的效果:全尾砂要优于分级尾砂,在养护初期时,分级尾砂优于全尾砂,而在养护后期,全尾砂充填体要明显强于分级尾砂。同时,3种因素对于提高充填体力学强度效果而言,养护龄期灰砂比浓度。     

某铅锌矿超细粒尾砂充填强度分析及优化措施

栖霞山铅锌矿充填站-20μm极细颗粒尾砂含量过高,尾砂最大沉降浓度由69%降至61. 98%,充填料浆制备输送浓度由72%降至64%左右,导致充填体强度大幅下降。为此,对充填系统进行优化,使得进入浓密过滤系统的全尾砂不产生溢流细泥而进入充填流程,减少了浓密机溢流细颗粒的含量,提高了充填料浆的级配,将充填料浆浓度提高至74%;并根据充填料浆的流变特性,将充填料浆输送管网管径由89 mm增加至100 mm,保证高浓度充填料浆的输送。充填料浆浓度从70%提高到74%,各龄期的充填体强度均提高20%左右,实现了矿山超细粒全尾砂充填,确保了充填质量。     

旋流器选型技术改造

我矿现有采矿方法是充填采矿法，充填用尾砂主要来 源于经旋流器分级后产生。为达到井下文明生产及延长尾砂库服务年限，就要求经旋流器分级在－３８μｍ以下颗粒进入采场充填，使进入尾砂库中粗砂成份含量减少。 原有铸铁旋流器由于存在分级效果差、不耐磨及设备零部件更换频繁，严重影响和制约矿山生产，为此我们进行了技术改造。 １ 设备运行现状 目前，我矿尾矿运输砂泵处于＋６ｌｍ标高，通过φ２００钢管连接运至处于＋９８ｍ标高，经铸铁旋流器分级产生粗颗粒进入井下采场充填，细颗粒溢流至尾砂库进行自然堆积。 砂泵型号为１００Ｚ…     

极细全尾砂胶结充填参数优化的试验研究

针对极细全尾砂胶结充填的充填体强度低、胶凝材料消耗量大等问题,以某矿山为实例,通过细粒全尾砂性能评价、自然沉降试验、塌落度试验、配比强度试验和自流输送试验及计算和分析,获得了最佳的充填技术参数.试验结果表明:全尾砂浆沉降24 h后其最大浓度为73.4％,仅靠自然沉降无法满足矿山连续充填作业的要求.当全尾砂浓度为78％以...     

提高某铅锌矿分级尾砂产率的工艺研究

针对某铅锌矿分级尾砂供应不足,采场采充失调的问题,开展了提高分级尾砂产率的试验研究。研究结果表明:采用浓密机与两段串联旋流器组构成开路分级浓缩,取代现有浓密机与一段旋流器分级浓缩,新工艺流程可将分级尾砂产率由46.86%提升至55%,浓度由68.41%提升至71.72%;经过陶瓷过滤机过滤后所得的充填尾砂水份由14.82%降低至11.30%。较原有工艺,浓密机与两段串联旋流器分级浓缩工艺不仅提高了分级尾砂产率、延长了尾矿库服务年限,还克服了现有尾砂回收工艺中旋流器堵塞的问题,试验表明提高分级尾砂产量每年可为该矿山创造149.37～160.81万元的经济效益。     

某铁矿全尾砂充填系统技改设计及应用研究

某铁矿充填系统原设计采用自然沉降全尾砂胶结充填方案,因其存在充填质量浓度低、充填料浆泌水率高、离析严重、溢流水跑浑、洗管水量大等问题,需要进行充填系统技术改造。通过全尾砂絮凝沉降试验,并增加一套絮凝剂自动添加系统以及风水联动洗管装置,完成了全尾砂胶结充填系统改造并进行了测试。结果表明：改造完成后的全尾砂胶结充填系统,充填料浆中细颗粒含量增加,料浆质量浓度由72%提高至75%以上;充填料浆泌水率明显降低,由20%降低至5%,且料浆整体呈现结构流状态,不存在离析、分层现象;砂仓中上层溢流水明显澄清,水中固体含量小于300×10^-4,无需二次处理,可直接供选厂使用;充填洗管用水量大幅降低,一次洗管水量由原先30 m³降至5 m³。改造后的全尾砂胶结充填系统,实现了全尾砂充填且充填质量提高,为矿山安全高效开采提供了技术支撑。     

立式砂仓全尾砂絮凝沉降试验研究

某矿临时充填系统充填骨料采用机械浓缩脱水,能耗高,效率低,产能小,无法满足深部矿山项目配套的永久充填系统的大能力全尾砂充填需要,综合考虑充填成本和效率,通过研究全尾砂在立式砂仓内进行快速浓缩沉降,实现连续放砂连续充填。在分析絮凝沉降试验和絮凝剂选型的基础上,进行全尾砂絮凝沉降定性、定量试验加以优化选择,试验表明：在供砂浓度为15%时,添加500万分子量的阴离子聚丙烯酰胺(APAM)5g/t,可实现全尾砂沉降速度686.89cm/h,添加成本仅为0.16元/t,确定该矿山全尾砂沉降浓缩的最佳工艺,所得出的主要参数指标可为永久充填站设计和建设提供主要依据。     

尾砂充填料浆静态沉降过程的现象及其机理

为研究尾砂充填料浆的静态沉降过程相关现象与规律,采用某矿山分级尾砂与溢流细沙配置的一定级配特性的骨料,进行了不同浓度与配比的尾砂充填料浆静态沉降试验。通过对实验现象以及试验所得数据进行观察与分析,得出了料浆最终沉降浓度与初始浓度正相关,料浆形成的固结体在不同高度上孔隙率、含水率以及颗粒粒径差异均将影响最终充填体强度均匀性的结论。同时,初步分析得到了静态沉降过程引起粗细物料颗粒分离的机理,即粗细物料颗粒分离现象主要受物料颗粒间的干扰沉降以及孔隙水泌出产生的渗透力带走细物料颗粒的作用所影响。     

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。     

全尾砂旋流分级浓缩制备胶结料浆的工艺研究

为实现某铁矿全尾砂充填露天塌陷区的目的,采用以旋流器为核心的分级浓缩工艺制备胶结料浆,并进行了该工艺的工业试验。试验结果表明,该工艺可实现全尾砂的高效浓缩,能制备出流变性好、浓度60%以上的全尾砂胶结料浆,且具有流程简单、投资少、占地面积小、运行成本低的特点,便于矿山实现工业化生产。     

全尾砂絮凝剂最佳优化配比研究

针对提高安徽某矿山全尾砂充填沉降性能,进行了添加四种不同的絮凝剂全尾砂絮凝沉降试验,将尾砂浆配制成18%的浓度,并将絮凝剂配制成3%的溶液,按干尾砂添加5、10、20、30、40、50、60g/t等进行絮凝沉降试验,得出了絮凝剂添加量与沉降效果不成正比或反比关系,絮凝添加量为40、45、50g/t沉降效果最好,在30g/t时沉降效果最差。在四种絮凝剂中,巴斯夫尾砂专用添加剂絮凝沉降效果最好,且最佳添加量应控制在40g/t左右最合适。研究结果可以为矿山尾砂充填以及絮凝剂种类和添加量选择进行指导。     

全尾砂絮凝沉降试验及其工程应用

充填料浆制备是膏体充填采矿方法的重要组成部分,而尾砂高效浓缩是膏体充填的核心。由于全尾砂粒径很细,尾砂沉降浓缩也变得十分困难,因此,在尾砂料浆中加入絮凝剂是提高沉降浓缩速率的有效手段。由于室内试验环境和条件与地下采场存在很大不同,为了揭示新城金矿全尾砂絮凝沉降特性,不仅开展了全尾砂静态絮凝沉降室内试验,以沉降速度、底流浓度为评价指标,得到了最优的絮凝剂选型、单耗和砂浆浓度参数,确定了上述参数对于尾砂料浆沉降效率的影响规律,还在地下采场进行了现场工业试验对比分析,以验证加入该组合参数絮凝剂后的实际应用效果。室内试验结果表明:料浆底流浓度随着料浆稀释浓度的增加先增加后减小,而在絮凝剂单耗低于22.5 g/t时变化不大,因此选定絮凝剂型号为ZYJ、絮凝剂添加量为20 g/t、矿浆稀释浓度为9.75%时,室内尾砂料浆的絮凝沉降效果最佳。现场对比试验表明:采用该最佳试验参数组合后,充填溢流水中悬浮物质量浓度由5.32%~8.26%降低到1.15%~2.13%,充填体强度增加了13%,且整体分布更加均质,充填效果和充填质量均有明显改善。     

短流程无砂仓分级尾砂胶结充填工艺

为满足低品位难采矿床低成本高效充填的生产要求,通过研究分级尾砂胶结充填流量与浓度控制,分析优化矿山生产作业循环和尾砂分级旋流器组,研发了短流程无砂仓分级尾砂胶结充填工艺,充填系统不建砂仓,建设时间缩短为4个月,减少投资70%、降低运行成本20%,灰砂比1∶4胶结充填体28d强度达到3.2 MPa,实现了安全开采和采充选作业有序循环,提高了矿山的盈利能力。