聚羧酸减水剂对超细全尾砂膏体性能的影响

针对超细全尾砂-水泥胶结膏体充填料浆黏性大、和易性差,其满足充填输送要求时充填体强度低的问题,通过不同掺量聚羧酸高效减水剂对膏体料浆流动度、坍落、泌水率及其充填体抗压强度影响的试验研究,并借助XRD能谱分析和电镜扫描(SEM)方法,从微观角度揭示减水剂提到充填体强度机理。结果表明:掺量0.5%(质量分数)的聚羧酸高效减水剂可使质量分数为70%~76%膏体充填料浆的流动度、坍落度有效增加;料浆泌水率明显提高,但不会发生严重离析;充填体微观上水泥水化凝胶更多,尾砂颗粒因水化凝胶"包裹"作用形成更大的晶体颗粒,且颗粒分布更为均匀、孔隙更小、结构更为致密,宏观上初期/长期强度显著提高,最高达50%;同时,减水剂掺量小于0.5%为"安全掺量",对充填体强度不会造成劣化影响。     

粉煤灰掺量对泵送膏体充填料浆的抗离析性能影响规律

为揭示粉煤灰掺量对泵送膏体充填料浆抗离析性能的影响规律,通过物化试验分析粉煤灰颗粒形状、粒径和组成物质.根据泵送膏体充填料浆中粗骨料颗粒在水平管道、垂直管道和采场内的受力状态,提出了抗离析性能指数K.为验证该指数,开展不同掺量流变、泌水率和分层度试验,发现掺量与K指数呈正比关系,K指数与泌水率和分层度呈反比关系.结合泌...     

基于模糊综合评判的复合胶凝材料开发及料浆配比优化

针对矿山采用水泥胶凝材料充填成本较高的问题,利用当地矿渣和粉煤灰等固废资源开发低成本胶凝材料,并基于矿山现有的充填系统对料浆配比进行优化,在满足矿山要求的前提下,以期达到最大经济效益。首先,对试验材料进行物化分析;其次,采用正交试验、极差分析等方法进行复合胶凝材料配比优化试验,确定优化配比为粉煤灰10%、熟料8%、脱硫石膏14%、矿渣微粉68%,并利用XRD和SEM等手段来探究复合胶凝材料的水化产物及其微观结构,进一步揭示其水化机理;最后,在此基础上利用该胶凝材料进行充填料浆配比试验,并以7 d强度、28 d强度、泌水率、塌落度和充填成本为指标基于多目标模糊综合评判法进行料浆配比优化。结果表明:以采用复合胶凝材料、尾砂和戈壁集料配比1:1、胶砂比1:6、质量分数78%为最优配比,并以此配比进行验证试验,得到相应的7 d强度、28 d强度、泌水率和塌落度分别为1.76 MPa、4.82 MPa、5.98%和23.2 cm。充填体强度、料浆稳定性和料浆流动性均满足矿山要求,并且充填成本为103元/m^3,较原来195元/m^3的充填成本降低了47%。     

海底开采高倍线强阻力充填料浆的输送

为解决三山岛金矿充填料浆管道输送过程中存在的高浓度、高倍线、强阻力等技术难题,对三山岛金矿充填料浆展开环管试验,研究高倍线强阻力条件下高浓度充填料浆的管道输送特性。通过测出不同灰沙比条件下不同质量浓度的充填料浆在不同输送速度下的压力损失以及不同停顿时间再次泵送时的启动阻力,得到充填料浆的流变特性。在充填料浆沉降实验和环管试验的基础上,结合非线性牛顿体管道输送理论和计算机流体动态数值分析方法对充填料浆的输送阻力和速度分布进行计算。结果表明:三山岛金矿充填系统采用内径为125 mm的陶瓷复合钢管作为输送管道,灰砂比1:4,质量浓度为72%~78%的充填料浆输送阻力低于5 MPa;随着料浆浓度的提高,其流变模型由屈服伪塑性体逐渐向宾汉体转变;灰砂比为1:10、质量分数为72%的充填料浆输送阻力大于9 MPa,料浆具有典型的固液二相流特征。     

外加剂对熔模石膏型性能的影响

向熔模石膏铸粉中加入不同的外加剂,研究了不同的外加剂对熔模石膏铸粉的流动性、凝结时间以及焙烧后强度的影响。结果表明,聚羧酸减水剂在增强石膏铸粉浆料流动性的同时也会严重缓凝石膏铸粉浆料,加入量为0.1%时较为适合。当水与硅溶胶的比例不超过1∶1时,硅溶胶能促进石膏铸粉浆料的流动性、恰当的延长凝结时间同时增强了石膏铸型的强度。水与硅溶胶为4∶1时,石膏铸粉浆料的流动性最佳;水与硅溶胶为1∶1时,石膏铸型的强度最好。     

水基凝胶注Ti-6Al-4V合金坯体

将凝胶注模工艺应用于金属Ti6Al4V合金粉末的成形,研究了高固相含量的Ti6Al4V合金粉末的料浆的制备,比较了金属浆料与陶瓷浆料的不同。结果表明粉末的颗粒形状是影响浆料固相含量的重要因素,浆料的固相含量随分散剂的增加而增加。最后制备出了固相含量为54%(体积分数,下同)的钛合金粉末浆料和形状复杂的坯体。坯体的抗弯强度随气雾化(GA)Ti6Al4V含量增加先增大后减小,随着坯体的固相含量增大而减小。当GA-Ti6Al4V含量为80%,固相含量为50%时生坯抗弯强度最大,为18.5 MPa。     

废石−风砂高浓度料浆管道输送数值模拟及管输阻力新模型

为研究废石?风砂高浓度充填料浆自流输送管道输送特性,将矿山实际充填管路进行还原,应用FLUENT软件进行输送模拟研究。结果表明:充填料浆在管道的管径方向有明显的速度梯度;随料浆流速的增大,料浆的输送沿程阻力损失基本呈线性增大;质量浓度对管输阻力的影响非常大,在充填料浆质量浓度相差2%左右时,管道单位长度的阻力损失会相差20%~30%。通过对不同骨料比的充填料浆进行数值模拟,可知废石风砂质量比为6:4的浆体稳定性和流动性相对较好,更有利于管道输送。建立了管输阻力新模型,并通过工业试验对模型进行检验,验证了新的管输阻力模型的可靠性,研究结果为该矿选取充填系统的运行参数提供了重要依据。     

废石-尾砂高浓度料浆管道输送特性模拟

废石-尾砂高浓度充填是解决矿山废尾排放的最有效途径,也是实现绿色采矿的主体支撑技术之一。管道输送特性作为高浓度料浆管道输送的核心内容具有重要的研究意义。本文将矿山实际充填管路进行还原,应用Fluent软件进行输送模拟研究,重点以速度、质量浓度对管道自流输送特性及弯管部位的影响进行分析。结果表明:随着速度的增加,管道的阻力损失呈指数增长,弯管底部受到的压力最大。当料浆速度达到2.8 m/s,料浆浓度为85%时,浆料无法自流;当料浆速度超过3.0 m/s时,阻力损失增长变快;当料浆速度达到3.2 m/s,料浆浓度达到84%时,浆料无法自流,也会出现滞留现象,造成堵管。适合高浓度管道自流输送的料浆浓度为83%～84%。通过半工业实验及矿山实际阻力监测,验证了数值模拟结果的可靠性。     

膏体料浆管道输送中粗颗粒迁移的影响因素分析

含粗骨料的膏体充填料浆在管道输送时存在粗颗粒沉降堵管和管壁磨损严重的问题,但常规的管道输送实验方法难以获得粗颗粒在管道截面上径向迁移的影响因素。以颗粒在黏塑性流体中的运动规律为基础,结合膏体充填工艺的实际情况,采用数值模拟研究膏体料浆流变参数对粗颗粒迁移的影响。针对实际生产中管道直径与粗骨料颗粒直径之比λ相对较小,在颗粒-流体耦合分析时可将粗骨料颗粒视为宏观颗粒,采用宏观颗粒模型(MPM)进行数值模拟。以Bingham流体的无量纲数,即塑性黏度雷诺数Rep、宾汉姆数Bi为定量评价指标,分析充填料浆的屈服应力、塑性黏度对粗骨料颗粒迁移的影响。结果表明,对于剪切流动区域内的粗骨料颗粒,其径向迁移量与屈服应力值和宾汉姆数Bi呈反比、与塑性黏度值呈正比,在一定的黏性效应下与塑性黏度雷诺数Rep呈正比。     

煤矸石和硅藻土对熔模石膏型性能的影响

向石膏中加入不同的耐火填料,在同一水膏比下,分别测试分析石膏浆料的流动性、凝结时间,石膏铸粉的湿强度、焙烧后的强度、线收缩率和显微组织。结果表明,煤矸石和硅藻土同时加入石膏粉中,焙烧后的石膏晶粒间搭接良好、紧密度高、铸型强度高。在煤矸石加入量为20%且硅藻土加入量为10%时,石膏浆料的流动直径为90mm,初凝时间为7min,终凝时间为17min,湿抗折强度为2.02MPa,抗压强度为2.3MPa,焙烧后的抗折强度为0.458MPa,抗压强度为1.07MPa,线收缩率为0.320%。     

氧化铝陶瓷型芯凝胶成型因素研究

溶胶-凝胶成型是制备成分均匀、结构复杂陶瓷型芯最理想的成型工艺。以降低浆料粘度和提高固相含量为研究方向,从不同固相含量、颗粒度、添加剂对型芯性能的影响进行分析,以及研究pH值对浆料流动性的影响,并制备出固相含量为58%、动力粘度为0.46MPa.s的氧化铝陶瓷浆料,其成型后坯体湿强度可达约34MPa,完全满足后续加工要求。     

Ti及Ti-6Al-4V的水基凝胶注模成形研究

将凝胶注模工艺应用于金属Ti及Ti-6Al-4v合金粉末的坯体成形，研究了高固相含量的Ti粉和Ti-6Al-4V合金粉末的料浆的制备。结果表明，用凝胶注模工艺制备出了固相含量为54φ%的钛合金粉末料浆和形状复杂的坯体；粉末的颗粒形状是影响料浆固相含量的重要因素，球形粉末配制成的浆料固相含量最高，近球形次之，片状最低；分散剂柠檬酸铵也可以显著提高浆料的固相含量。     

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...     

直接喷墨打印喷头直径对铁磁软磁材料成形性能的影响

以羰基铁粉为原料,DISPER-Y220为分散剂,制备出粘度为0.55 Pa·s,流动性良好的料浆,以此料浆作为打印"墨水",利用直接喷墨打印成形技术制备出纯铁软磁材料制件。喷头直径分别0.5、0.8和1.0 mm,打印成形后通过脱脂和烧结制备出制件。结果表明:分散剂添加量为1%时(质量分数),料浆粘度最低,随着固含量的增大,料浆粘度变大,随着剪切速率的增大,料浆表现为剪切变稀特征;喷头直径为0.8 mm所打印的烧结体,表面粗糙度(R_a)最低,其R_a为0.8μm;在1300℃保温2 h烧结后,喷头直径为0.5 mm打印的烧结体致密度最高,为96.3%,其磁饱和感应强度Bs达到1.53 T,最大磁导率μmax达到2630。     

全炭素坯的注浆成型工艺研究

分别以木炭粉CB3000及超细R99R碳黑配制水基碳浆,考察分散剂及悬浮剂对料浆流变性能的影响。结果表明:分散剂和悬浮剂的种类和加入量对料浆的粘度和稳定性产生较大影响,采用1%~1.5%(质量分数,下同)的聚乙烯吡咯烷酮(PVP,K30)分散木炭粉,浆料的粘度和剪切应力最小,流动性最佳。羧甲基纤维素钠(CMC)、海藻酸钠和PVP作悬浮剂可以提高浆料的稳定性,浆料不存在明显的沉降现象,但对料浆的流变性能及吃浆时间产生较大的影响,PVPK90的加入量为0.3%时,浆料的粘度较低,稳定性较好。     

尾矿膏体屈服应力演化规律

以谦比希铜矿的尾砂作为试验样品,对质量分数为64%~73%的尾砂浆体进行流变试验,研究其流变特性,预测该矿膏体的临界浓度。传统测量方法认为流动性指数为1时的料浆浓度即为临界浓度,试验发现,该方案得到的数值较为保守。研究料浆浓度与其屈服应力之间的关系,发现两者呈显著的Dose Resp函数关系,为精确预测料浆特性提供有效方法。得到屈服应力随料浆浓度变化的演化规律,基于屈服应力增长速率,演化分为两个阶段:单调递增阶段和单调递减阶段。屈服应力在浓度变化范围内具有极大值和极小值,可以通过Dose Resp函数精确预测,而屈服应力变化速率的"极大值点"即为"临界浓度"。因此,确定谦比希铜矿膏体临界浓度为70.73%,与试验结果吻合。     

直接喷墨打印成形铁磁软磁材料的工艺研究

本文以羰基铁粉为原料,用DISPER-Y220为分散剂,制备出粘度为0.55Pa.s,流动性良好的料浆,以此料浆作为打印“墨水”,利用直接喷墨打印成形技术制备纯铁软磁材料制件。喷头直径分别以0.5mm、0.8mm和1.0mm打印零件,打印成形后通过脱脂和烧结制备出制件。结果表明：分散添加量为1wt%时,料浆粘度最低,随着固含量的增大,料浆粘度变大,随着剪切速率的增大,料浆表现为剪切变稀特征;喷头直径为0.8mm所打印的烧结体,表面粗糙度最低,其Ra为0.8μm;在1300℃保温2h烧结后,喷头直径为0.5mm的烧结体致密度最高,为96.3%,其磁饱和感应强度B_s达到1.53T,最大磁导率μ_max达到2630。     

深井似膏体充填管道的输送特性

基于某金属矿深井开采充填料浆管道输送系统运行的工程实例,对充填料浆管道输送的动力学过程进行模拟分析。采用GAMBIT软件建立超深、超长似膏体管道输送二维动态模型,并在此基础上运用FLUENT双精度解算器进行分离隐式模拟。结果表明:管道输送的阻力损失值小于重力产生的压力,可以实现自流输送;充填料浆在自流输送和工作流速为3.4 m/s的条件下,在弯管处得到最大速度为3.94 m/s,水平段最大速度为3.74 m/s,均满足稳定性要求。通过残差曲线监测所有相关变量的完整数据,证明模拟结果可靠,由此分析得出充填料浆管道输送系统安全可靠。     

掺Li量和烧结温度对铬酸镧烧结行为的影响

研究了用Pechini法制备掺Li铬酸镧超细粉体在烧结过程中掺Li量和烧结温度对粉体烧结行为及烧结体组织的影响.结果表明,在相同烧结温度下,LaCr1-yLiyO3烧结体收缩率随掺Li量的增加而升高;当掺Li量y为0.2时收缩率达到最大;此后随着掺Li量增加而降低.就相同掺Li量的烧结体而言,烧结温度越高组织越致密.致密烧结体的断口特征为穿晶和沿晶混合断裂,这表明晶界结合强度接近晶内.烧结过程中晶粒不断合并、长大,其长大机制为台阶方式.     

金红石纺织陶瓷凝胶注模成型研究

制备了固相含量(70%～80%质量分数,下同)的金红石浆料,经凝胶注模成型、烧结,获得钛质纺织陶瓷零件,同时,测定了材料的性能,分析了其显微结构,讨论了金红石料浆的流变特点以及各种分散剂、固含量对金红石浆料的流变性及脱模情况的影响.结果证明:固相含量比pH值对浆料粘度的影响更大;合适的固相含量有利于坯体脱模;蜡模成型金红石坯体脱模性好.