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。     

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。     

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,矿山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。     

基于图像处理的尾砂絮凝沉降与浓密机关键参数研究

尾砂絮凝沉降试验是确定尾砂浓密工艺的基础，也是确定浓密机生产参数与设备选型的必要环节。基于图像处理技术，自主研发了一套尾砂絮凝沉降观测与智能分析系统，利用工业摄像头，采集尾砂絮凝沉降图像，利用灰度化处理、高斯滤波、图像分割等方法，通过度量区域面积和坐标属性，智能识别尾砂絮凝沉降过程的固液分离界面位置。以冬瓜山铜尾矿为试验材料，进行尾砂絮凝沉降试验，探究尾砂沉降曲线变化规律，综合考虑分离界面的沉降速度、上清液浊度、静态极限质量分数和固体通量的变化，确定了试验尾砂絮凝沉降的最佳工艺参数为：非离子絮凝剂6003s、絮凝剂单耗30 g/t、絮凝剂溶液质量分数0.10%、尾砂浆进料质量分数15%。根据凯奇沉降理论，进一步分析了沉降过程曲线，计算沉降参数，结合矿山实际生产能力需求，推荐该矿山浓密机直径为15 m,筒体总高度为19 m。     

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%。     

鞍钢矿山超细铁矿全尾砂浆絮凝沉降特性试验

全尾砂充填是大型铁矿充填采矿法的发展方向,超细全尾砂浆高效浓密技术是实现安全和经济采矿的关键技术。针对鞍钢铁矿充填采矿法,开展超细全尾砂浆沉降速率与絮凝浓密机理试验研究。通过全尾砂浆静态沉降试验和添加不同分子量絮凝剂试验,以砂浆沉降速度为评价指标,揭示不同絮凝剂掺量的全尾砂浆沉降速率。结果表明,添加分子量为1500万的阴离子絮凝剂能够吸附超细全尾砂颗粒,加快全尾砂浆沉降浓密速度。确定了鞍钢铁矿全尾砂浆絮凝剂溶液最优浓度为0.3%~0.35%,相应的絮凝剂添加量为95~115g/t,获得的底流极限压缩浓度为71.12%,达到矿山设计的质量浓度65%。研究成果为鞍钢铁矿嗣后充填法采矿全尾砂浆沉降浓密设计与工程应用提供理论基础。     

高效浓密机尺寸估算法在铜矿尾砂浓缩中的应用

为能够在墨西哥某铜矿初步设计阶段为预估高效浓密机浓密面积提供依据,以FY3-10尾矿作为浓密试验机的给矿进料,通过标准的试验室絮凝沉降试验,开展尾砂絮凝沉降规律研究,确定不同给入尾矿浆浓度、不同絮凝剂用量条件下的尾矿沉降速度及底流浓度,从而优选出最优絮凝剂添加量。根据入料浓度28%、絮凝剂添加量20 g/t时的沉降曲线,建立沉降数学模型,利用Kynch理论,结合C-C法及T-F法,通过数值公式推导及图解法,预估了该矿山所需的高效浓密机浓密面积为5 014 m2,最终确定需要4台直径约40 m的高效浓密机对尾砂浆进行浓密。     

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。     

基于正交试验设计的全尾砂浆絮凝沉降参数选择及优化北大核心

全尾砂絮凝沉降技术是矿山充填工艺的核心环节,而全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度是影响全尾砂絮凝沉降的关键因素。为研究尾砂静态絮凝沉降特性规律,基于正交试验设计开展量筒静态沉降实验,分析了全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度对全尾砂料浆絮凝沉降参数的影响规律,构建了沉降速率与底流浓度的预测模型,并获得了最佳的静态絮凝沉降参数。结果表明:阴离子型絮凝剂比非离子型絮凝剂絮凝效果要好,可优先选择阴离子型絮凝剂作为超细尾砂絮凝沉降的絮凝剂;三因素对沉降速度和底流浓度的影响程度均为全尾砂浆浓度>絮凝剂单耗>絮凝剂溶液浓度,并且全尾砂浆浓度与絮凝剂单耗均为沉降速度和底流浓度的显著性影响因素;全尾砂料浆絮凝沉降参数不仅受到单因素的影响,因素间的交互作用也能够影响絮凝沉降参数;絮凝沉降参数优化结果表明,最佳静态絮凝沉降参数为全尾砂浆浓度18.2%、絮凝剂单耗16.7 g/t、絮凝剂溶液浓度0.25%。     

中细粒全尾砂静动态絮凝沉降规律试验研究

为探究给料速度、泥层沉降速率、底流质量浓度和屈服应力等多因素耦合条件下中细粒全尾砂絮凝沉降规律，在静态絮凝沉降试验的基础上，利用自主研发的连续浓密测试系统模拟立式砂仓内尾砂的动态絮凝沉降过程。研究结果表明，不同砂浆质量、不同絮凝剂添加量条件下，静态絮凝沉降曲线均呈现出先快速下降后基本趋于水平的形态；在给料速度为0.6 t/(m²·h)时，动态絮凝沉降的底流质量浓度最高；底流质量浓度与底流屈服应力呈正相关关系，与泥层沉降速率呈负相关关系，并随着给料速度的增加而增大；絮团通过紊流区后呈现先加速沉降后稳定沉降的规律。研究结果指导了某矿实现了立式砂仓絮凝浓密中细粒全尾砂的工业应用。     

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。     

细粒级尾砂絮凝沉降特性研究

尾砂沉降是充填采矿系统的重要组成部分。随着选矿技术的发展,尾砂粒径越来越细,细粒级尾砂沉降速度缓慢严重影响了矿山充填效率。为研究多因素耦合作用下细粒级尾砂的沉降特性,采用正交试验法开展细粒级尾砂静态絮凝沉降试验,探讨沉降速度和底流浓度最佳时各影响因素的最优值。对试验结果进行极差分析和回归分析后认为,尾砂沉降效果最优的絮凝剂是阴离子聚丙烯酰胺,尾砂浆入料浓度是影响沉降速度最显著的因素,其次是絮凝剂溶液浓度和絮凝剂单耗,影响底流浓度的显著性顺序为尾砂浆入料浓度、絮凝剂单耗、絮凝剂溶液浓度;推荐细粒级尾砂沉降参数为尾砂入料浓度20%,絮凝剂单耗140g/t,絮凝剂溶液浓度0.1%。     

不同尾砂物理性质对尾砂浓密性能的影响

为研究尾砂物理性质对尾砂浓密性能的影响,对10个典型矿山尾砂的中值粒径、限制粒径、平均粒径和密度进行了测定,并对这10个矿山的尾砂分别进行了絮凝沉降试验。试验结果表明:砂浆的底流浓度和最佳的絮凝剂用量与尾砂密度无关,但与尾砂粒径有关,尾砂粒径越细,底流浓度就越低,沉降试验所需絮凝剂用量就越多;进一步回归分析得到了尾砂中值粒径与底流浓度的关系方程、尾砂限制粒径与浓度改变量的关系方程。研究成果在山东某金矿的现场应用表明,预测值与试验值误差不超过3%,证明本次推导的关系方程方便可行,具有一定的推广应用价值。     

鞍钢矿山选矿全尾砂浆絮凝沉降试验与优化控制研究

选矿全尾砂浆浓密是全尾砂充填采矿中的重要环节,直接关系到充填生产能力和充填体质量。为了揭示砂浆浓度、絮凝剂选型与单耗、絮凝剂溶液浓度对砂浆沉降速度及底流矿浆浓度的影响规律,针对鞍钢矿山全尾砂浆开展了全尾砂浆絮凝沉淀对比试验研究。初选结果表明,添加絮凝剂对全尾砂浆溶液沉降速度影响显著,2~3 min内即可达到沉降临界点;针对鞍钢张家湾铁矿碱性全尾砂浆,阴离子型的聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂效果最好。为了定量评价絮凝沉降速度,提出了从开始到沉降高度达到总沉降量80%时的平均速度来度量,并通过正交试验、极差分析和回归分析,建立底流矿浆浓度、沉降速度与影响因素的函数关系,并采用遗传算法进行多目标参数优化。研究结果表明,当给料浓度为19.21%、絮凝剂单耗为43.54 g/t、絮凝剂溶液的浓度为0.4%时,全尾砂浆的沉降速度最大,达到21.77 cm/min,底流矿浆浓度达到67.04%。该研究为鞍钢矿山全尾砂浆浓密设备选型与参数设计以及优化控制提供理论依据。     

深锥浓密机在福建某金矿的应用研究

以深锥浓密机在福建某金矿高浓度充填系统中的应用为例,分析了造成深锥浓密机溢流水跑浑严重、底流浓度低的原因,并详细介绍了解决措施。工业运行结果表明,增设稀释系统有利于溢流尾砂与药剂混合,加快沉降速度; 以石灰作凝聚剂、阴离子型絮凝剂655V作絮凝剂,通过两者的协同作用实现了溢流尾砂的快速絮凝沉降,获得了满足要求的底流浓度。     

全尾砂沉降特性试验研究

国内某矿山目前主要采用戈壁集料作为充填骨料,随国家新环保政策的发布,戈壁集料价格大幅度上涨,且面临无法采购的风险,将尾砂用于矿山充填是有效的解决途径。尾砂沉降浓缩是尾砂充填的关键环节,通过开展尾砂的自然沉降和絮凝沉降试验研究该矿尾砂的沉降特性。试验结果表明:尾砂自然沉降速率随尾砂浆浓度的增大而减小,底流浓度随尾砂浆浓度的增大呈先增大后趋于稳定;沉降速率随絮凝剂添加量的增大而提高,底流浓度随絮凝剂添加量的增大而降低;尾砂虽然颗粒细小,但因其密度较大,尾砂浆浓度较低时,其静态自然沉降速率可以达到1.5cm/min以上,絮凝剂能够较大地提高低浓度尾砂浆的沉降速率,其对高浓度尾砂浆的沉降速率影响效果不明显。     

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。     

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。     

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。     

银山矿全尾砂料浆絮凝沉降特性试验研究

随着银山矿浅部矿体资源的逐渐枯竭,高效安全地回采深部矿体是接替和延续矿山产能的主要途径,而充填采矿法是深部矿体开采的主要采矿方法,确定充填骨料特征及其沉降特性是优化充填工艺的主要环节。为探究银山矿全尾砂的絮凝沉降特性,开展了全尾砂的静态浓密沉降试验研究,通过对比分析6种不同絮凝剂对全尾砂沉降的影响,优选出效果最优的絮凝剂及其最佳用量,进而分析得出絮凝剂对应的矿浆最佳给料浓度。研究结果表明:适用于银山矿全尾砂絮凝沉降的絮凝材料为AN-910-SH型絮凝剂,最优絮凝剂添加量为40 g/t,进入立式砂仓或深锥浓密机最佳的浆体给料质量浓度为10%。研究结果可为全尾砂浓缩沉降设施选型设计提供依据。