全尾砂深锥浓密过程中絮团的动态沉降规律

为了探明全尾砂浆深锥浓密过程中絮团的动态沉降规律,自制连续浓密实验平台开展动态絮凝沉降实验,基于互相关原理和颗粒追踪软件进行数据处理,分析入料速度、耙架搅拌速度及料浆质量分数对絮团沉降行为的影响。结果表明:絮团在竖直方向上受到沉降柱内水体紊动和底部水流回流公共作用导致沉降速度呈逐渐降低的趋势;入料速度、耙架搅拌与水体紊动剪切作用呈正相关,紊动剪切作用较弱时,促进絮团颗粒的凝结,提高絮团沉降速率。反之,则会破坏絮团结构,抑制絮团沉降过程;底部絮团沉降速度与料浆质量分数呈负相关;保持剪切强度在峰值区有利于絮团的快速沉降,本实验条件下建议耙架搅拌速度为0.2～0.6 r/min、入料速度为0.2～0.3 m/s。     

基于环管试验的改性全尾砂充填料浆输送性能

针对深部矿山充填系统中由于小充填倍线引起的竖直管段势能高、易造成爆管事故增加的问题,本文利用坍落度和环管试验研究低密改性剂、C料含量、料浆质量浓度对全尾砂充填料浆输送性能的影响,并在环管试验的基础上,结合宾汉流体模型对不同工况的充填料浆流变参数进行了计算.结果表明:低密改性剂的掺入、C料含量和料浆质量浓度的增加都会使得...     

全尾砂胶结充填技术的研究与实践

张马屯铁矿位于济南市东郊,地表无处建尾矿库。为了解决这一难题,作者通过一系列试验提出了全尾砂胶结充填方案,即利用矿山选厂全尾砂作充填骨料,利用活化搅拌、泵送和自流输送等工艺,将高浓度全尾砂胶结充填料浆送入采空区,形成稳定均质结构的充填体。实践证明,该方案的实施使矿山实现采矿、选矿和充填综合平衡闭路循环作业和“无废”生产,成为中国第一座不外排尾矿的矿山     

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。     

大红山铜矿全尾砂充填的试验研究

大红山铜矿全尾砂充填工艺采用选矿厂的尾砂,通过溢流脱水,将全尾砂制成高浓度的充填料,以管道全自流的输送方式,充入采空区,形成整体性较强的大体积充填体。试验证明,全尾砂充填体的整体性较好,脱水工艺可行,能满足充填要求,达到预期的目的。     

含APAM的高浓度全尾砂料浆内部结构演化特征

矿山实际用于充填的全尾砂料浆往往低于设计浓度,且其中残留的絮凝剂对其内部结构影响甚大,全尾砂料浆的管道输送特征与之前大相径庭。为此,本文对添加和未添加阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的全尾砂料浆开展了粒径测试、核磁共振(NMR)测试和扫描电镜(SEM)测试,综合采用计算机图像处理技术与分形理论,量化了全尾砂料浆在不同时间的结构演化特征。结果表明：1) APAM的添加增强了颗粒间的凝聚作用,更多游离的细颗粒在絮凝剂高分子长链的作用下参与形成絮团,料浆中颗粒的粒径增大;2) APAM促进了活跃的自由水逐渐转变为稳定形态的吸附水和絮团水,絮团水比自由水更加稳定而不易析出,有利于流体流动向层流发展,料浆稳定性增强;3) APAM高分子通过吸附架桥作用使颗粒排列更加紧密,随着静置时间的延长,料浆内部絮网结构不断发育,尤其未添加与添加APAM料浆的结构系数在0～20 min期间分别从0.947、0.960上升至0.984、0.998;4) APAM增大了料浆的屈服应力和塑性黏度,进而增大了沿程阻力,对于消耗部分多余的重力势能、减轻管道磨损破坏程度具有积极作用。因此,建议根据全尾砂料浆在管道内的输送时间...     

全尾砂充填膏体固-流转换阶段的流变行为

全尾砂充填膏体具有多尺度、高浓度颗粒悬浮液的特征,传统黏塑性流变模型是否适应于膏体的流变行为是需要研究的重要问题。本文从传统H-B流体对全尾砂膏体的适应性研究入手,首先建立H-B流体的适应性约束条件,选择适宜多尺度、高浓度膏体的流变测量系统与数据转换方法,采用控制剪切速率(CSR)、控制剪切应力(CSS)两种流变测量模式,开展全尾砂膏体流动曲线测量实验。结果表明:流动曲线在CSR测量模式下具有负斜率现象、CSS测量模式下具有剪切条带现象。传统H-B流体在对应阶段内不再适应于全尾砂膏体流变模型,存在固、流态共存的固-流转换阶段,其范围受临界剪切速率■控制,正比于全尾砂膏体的质量浓度。依据全尾砂膏体出现固-流转换阶段的特征,提出工程流变问题应依据临界剪切速率■区别对待,以及膏体充填流变问题中不同剪切速率范围内全尾砂膏体流变模型的合理形式。     

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...     

全尾砂膏体管道输送壁面滑移减阻模型

为定量表征全尾砂膏体管道输送过程中壁面滑移效应的减阻效果,基于膏体柱塞流动模型和H-B流变模型推导出考虑壁面滑移效应的管道阻力公式。滑移层厚度可根据尾砂平均粒径、膏体体积浓度和极限体积浓度进行计算。当H-B流变模型退变为宾汉流变模型时,考虑壁面滑移效应的管道阻力公式由小于1的无量纲系数对目前广泛使用的白金汉公式进行修正得到,修正系数与管道直径和滑移层黏度正相关,与滑移层厚度和膏体黏度负相关。工业环管试验结果表明,白金汉公式的压降预测值比实测值平均大36.6%,壁面滑移减阻模型的压降预测值比实测值平均大14.4%,壁面滑移减阻模型预测结果偏保守的原因是未考虑膏体触变性的影响。     

搅拌速度对全尾砂膏体流变性能的影响

为研究搅拌对膏体流变性能的影响,通过控制搅拌速度制备膏体样品,并测试其细观结构、流变、电位及离子浓度等参数,从物理化学角度分析速度对膏体流变的影响。结果表明：膏体搅拌存在速度阈值(本研究中该值为1000～1500 r/min),当搅拌速度小于阈值时,由于膏体中各类膜包裹的颗粒被搅拌分散,细观结构尺寸随搅拌速度增加而变小,膏体流变参数随搅拌速率增加而降低,其流变曲线符合Bingham模型;而当搅拌速度超过阈值时,强搅拌剪切促进了早期水化物及无机盐离子溶解到溶液中,其离子浓度升高,颗粒表面电势由-0.7655 mV变为-0.4760 mV,测得细观结构及流变参数均随搅拌速度增加而变大,且流变曲线更符合H-B模型(n<1)。结合Hattori-lzumi理论和Debye-Hückel理论,通过引入剪切速率因子,建立颗粒表面电化学与吸附力、流变与颗粒聚集状态关系方程,分析了搅拌剪切对膏体流变特征的影响机制,为膏体搅拌技术发展提供理论支撑。     

Coupled effect of cement hydration and temperature on rheological properties of fresh cemented tailings backfill slurry

The fluidity of fresh cemented tailings backfill (CTB) slurry depends on its rheological properties. Hence, it is crucial to understand the rheology of fresh CTB slurry, which is related to the cement hydration progress and temperature evolution within CTB mixtures. For this reason, a numerical model was developed to predict the evolution of the rheological properties of fresh CTB slurry under the coupled effect of cement hydration and temperature. Experiments were conducted to investigate the rheological behaviours of the fresh CTB slurry. By comparing the simulated results with the experimental ones, the availability of this developed model was validated. Thereafter, the model was used to demonstrate the coupled effect of cement hydration and temperature on the evolution of fresh CTB slurry's rheological properties, under various conditions (initial CTB temperature, cement to tailings ratio, and water to cement ratio). The obtained results are helpful to better understanding the rheology of CTB slurry.     

膏体泵送特性及减阻试验

基于管流流动基本理论，对金川有色金属公司充填膏体的水平环形试验管路流动阻力进行了理论分析。为了检验理论分析结果的正确性和试验外加剂在减少膏体泵送阻力的作用，在现场约90m的水平环形管路中进行了由混凝土泵驱动的充填膏体输送阻力试验。 结果表明：该充填膏体可以划归为宾汉姆流变体，用基于宾汉姆流变体理论的公式能够预计膏体输送过程中的泵压损失；提供试验的泵送外加剂能够显著地降低膏体的泵送阻力。     

用于研究纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩性能的新型人工智能模型

为降低纤维尾砂胶结充填材料单轴压缩强度数据的获取难度,综合分析常规充填材料参数与纤维参数对其单轴压缩性能的影响,结合元启发式算法(樽海鞘算法,SSA)与极限学习机技术(ELM),提出一种新型人工智能模型(SSA-ELM).为检验模型可靠性,开展720组不同灰砂质量比、固体质量浓度、纤维含量、纤维长度和养护时间的纤维尾砂...     

油管加厚生产线常见运行故障分析及解决方案

通过对油管加厚生产线的介绍,分析了管端加厚机的结构及控制情况,提出了生产线运行过程中的常见故障,针对初始条件未满足时和管端加厚机常见故障,分析了故障原因,给出系统的解决方案.分析结果表明:生产运行中故障大多是信号及液压阀的卡阻所致.提出了减少及防止故障发生的途径,为以后生产线故障自动诊断提供一定依据.     

加厚管生产的调试过程技术分析

介绍了加厚管生产线的设备组成,分析了液压加厚机的结构特点、工作原理,重点分析了管端加厚生产调试过程中的加粗工艺及有关技术问题,并提出了解决方案。     

多楔带轮旋压增厚成形阶段金属流动规律分析

钣制旋压带轮以其重量轻、生产效率高、节能、节材及动平衡性好等优点,在众多领域逐步取代以铸、锻等传统方法加工的带轮,得到广泛应用.本文深入分析了多楔带轮旋压成形特点,将其变形过程划分为增厚及旋齿两个变形阶段;基于增厚成形过程的重要性,采用有限元分析软件MSC,Marc对该过程预成形、腰鼓成形及增厚成形3个工步进行了数值模拟.结果表明,预成形时最大径向拉应变出现在缩径区,该区易产生成形缺陷;腰鼓成形以胀形为主要变形方式;增厚成形时径向应变以正应变为主、轴向及切向应变以负应变为主,体现为径向压缩、侧壁增厚的成形效果.在数值模拟结果的基础上,进行了工艺试验验证,结果吻合良好,验证了数值模拟分析的有效性.     

盘形件中心区域冲锻增厚工艺

提出一种通过拉深-压平两个工步使圆形板坯中心区域增厚的工艺,基于控制变量法设计了有限元模拟方案,研究了成形过程,分析了成形中各参数对最大增厚和厚度波动的影响规律,并进行了实验验证。有限元模拟和实验结果表明,随着凸模半径R0与凸凹模间隙D的减小,凸模行程H增加,板料增厚后的最大厚度和厚度波动均显著增加。凸模头部半径R1对增厚效果影响不显著。在不同的工艺参数下,第1步拉深时拉深件侧壁倾角、局部减薄量不同,导致了第2步压平时径向应力和材料硬化的差别,最终形成了板料的均匀增厚和不均匀环形区增厚两种成形方式。     

硬质合金混合料制备新工艺特征分析

针对超细硬质合金混合料制备过程中出现的研磨与分散问题,开发了一种混合料制备新工艺.采用扫描电镜、X射线能谱仪以及金相显微镜对分别采用传统工艺与新工艺制备的WC-8%Co硬质合金脱蜡压坯断面WC与Co的分布、合金烧结体表面粘结相与WC硬质相的分布以及合金的组织结构进行了对比研究,揭示了硬质合金混合料制备新工艺具有较高的研磨与分散效率的特点.新工艺的研磨与分散机理是:通过混合湿磨介质的表面活性剂效应,促进湿磨介质在粉末颗粒缺陷处的渗透,从而促进粉末颗粒的破碎与团聚体的分散;通过表面活性剂稳定与高分子稳定的作用,阻止湿磨过程中粉末的团聚.     

金刚石涂层用硬质合金基体表面预处理研究新进展

从孔隙的形成、界面非金刚石物的形成以及较高残余应力等3个不利方面,分析和综述了影响金刚石涂层与硬质合金基体粘结性的主要因素。着重对浸蚀基体表面除去Co相或浸蚀WC相,在基体与涂层之间形成中间过渡层或中间化合物,基体表面机械或热处理等硬质合金基体表面预处理,改善涂层与基体粘结性的3种方法和途径进行了阐述。     

我国硬质合金行业面临的资源困境与对策

钨是硬质合金行业重要的原料,消耗比例在50%以上。从1994年到2001年,世界钨储量减少40×104t,其中我国减少了25×104t,占62.5%。在我国578.6×104t钨资源储量中,可较好利用的基础储量仅为139×104t。因此,我国的钨资源优势将不复存在。我国作为世界上最大的硬质合金生产、消费与出口国,硬质合金制造业发展迅猛,产量由1996年的6630t增加到2004年的1700t(2005年为1600t),因而消耗了大量的钨资源。而随着我国钨资源的逐渐消失,硬质合金企业也将面临资源危机。为此,提出了建设资源节约型社会、增加资源税、提高企业的自主创新能力、加快无钨硬质合金产品的研制和产业化步代、加大废钨的再生利用、打造优势产业集团等应对措施。