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。     

深锥浓密膏体充填工艺在国内某铜矿的应用与改进

膏体充填工艺具有绿色环保、经济高效的优势，是充填工艺技术发展的方向和趋势，全尾砂浆的沉降浓缩技术对膏体工艺的效率、膏体料浆的质量和生产成本具有直接影响。本文在概述深锥浓密机工艺特点的基础上，详细介绍了深锥浓密膏体充填工艺在国内某铜矿的应用与改进，针对矿山尾砂浆给料参数（尾砂粒径和质量浓度）不稳定和采场充填不连续等问题，提出了增加旋流器调控给料参数，生产中采取“一控二调三稳”的深锥浓密机进料法则，并借助数字化和智能化方面的技术，实现了深锥浓密膏体充填工艺在国内某铜矿的顺利运行，深锥浓密机底流浓度达到72%~76%，充填料浆浓度控制在74%~76%，灰砂比1:4充填体28d单轴抗压强度达到5MPa以上。     

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。     

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。     

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。     

全尾砂浓密沉降规律试验研究

针对某金属矿全尾砂颗粒细小、尾砂沉降浓缩难度较大等问题,以固体通量和底流浓度作为衡量指标,通过开展全尾砂物理性质试验、静态浓密试验和动态浓密试验来研究全尾砂的絮凝沉降规律,从而确定适合矿山浓密机给料浓度、絮凝剂种类和添加量。试验结果表明,全尾砂浓密合适的给料速度为0.53～0.83 t/(m~2·h),选用LB1530阴离子絮凝剂,絮凝剂添加量为15 g/t,最佳矿浆稀释浓度为1 1%左右。同时,也表明该全尾砂可采用深锥浓密机脱水,能够实现膏体排放,从而达到安全、高效、经济的矿山开采条件。     

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.     

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.     

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。     

帕鲁特金矿膏体充填采矿技术研究与工程实践

针对该矿尾矿粒径超细(37μm以下占58.94%),普通脱水方法效率低、脱水困难等问题,为保证井下采矿安全,提高资源回采率,帕鲁特金矿建立了塔吉克斯坦首座膏体充填站。采用高效深锥浓密机脱水,获得底流浓度60%～65%的较好效果,加入破碎筛分碎石有效改善粒径级配,克服超细尾砂与水泥难粘结等问题,双卧轴搅拌机、膏体充填专用柱塞泵、自动化控制系统等具有稳定性高、充填效率高、自动化程度高等优点。膏体充填工业试验表明充填效果良好,接顶率高,充填体强度符合设计要求,采区回采率由73%提高至90%,贫化率由12%～15%降至6%～10%。     

基于尾矿沉降试验的深锥浓密机尺寸确定方法

为确定合理的矿山充填深锥浓密机尺寸,通过开展分批沉降试验,研究尾矿浆初始浓度对深锥浓密机尺寸的影响,并对Talmage-Fitch 法（T-F法）、Oltmann法和Wilhelm-Naide 法进行详细对比分析。结果表明：尾矿沉降速率随尾矿浆初始浓度的增加而减小,底流浓度随尾矿浆初始浓度的增加呈先增大后趋于不变,合适的尾矿浆初始浓度可减少深锥浓密机的断面面积。三种方法计算得到的单位面积（UA）的关系为T-F 法>Oltmann 法>Wilhelm-Naide 法,深锥浓密机断面面积计算推荐采用Oltmann法。当尾矿浆初始浓度为20%,絮凝剂添加量为20 g/t,尾矿处理量为6 000 t/d时,T-F法、Oltmann法和Wilhelm-Naide 法计算得到的深锥浓密机直径分别为28、25和11 m。     

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。     

某金矿全尾膏体充填与排放联合处置技术

针对国内某金矿原分级尾砂胶结充填存在的采场充填料浓度低、水泥耗量高以及尾矿库库容不足等诸多问题,对充填系统进行优化改造,提出了一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方案。改造后的充填系统运行过程中,选厂全尾砂经泵站打入深锥浓密机。需要充填时,深锥底流经两段卧式搅拌机与水泥混合,制备出膏体自流或泵送至采场。不需要充填时,底流由柱塞泵泵送至尾矿库进行膏体堆存。通过计算和实践证明：改造后的方案可节约充填成本1 399万元/a,节约尾矿排放成本1 040万元/a;尾矿排放浓度由35%提高至68%以上,增加了尾矿的堆积角,提高了尾矿库服务年限。全尾膏体充填和堆存联合处置方案可以很好地同时解决采空区充填和尾矿堆存2个难题,具有巨大的经济和社会效益,符合“绿色矿山”的建设理念。     

浓度对大直径管道内料浆输送特性的影响

以大直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆技术为研究对象,构建大直径输送管道三维模型,基于三维单精度解算器Fluent-3D中Reliable k-epsilon模型,研究大直径管道内浓度对超细全尾砂胶结充填料浆输送特性的影响。结果表明,在充填倍线为3的条件下,灰砂比为1〖DK(〗∶〖DK)〗6的超细全尾砂胶结充填料浆在200 mm直径管道中输送时,在弯管下部内侧管壁位置出现空蚀区,随着浓度的增大,空蚀区范围先增大,后趋于稳定;随料浆浓度的增大,浓度小于64%时,管内料浆平均流速线性增长,料浆浓度大于64%时,管内料浆平均流速先增大后减小;随着料浆浓度的增大,浓度小于68%时,料浆在管内流动的压力损失以较大速率增长,浓度大于68%时,料浆流动的压力损失增长缓慢。研究认为,66%浓度为200 mm直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆的最佳输送浓度。     

哈尔滨某矿深锥浓密机的应用改造

以哈尔滨某铜锌矿膏体充填系统调试为背景,指出调试过程中出现深锥浓密机澄清溢流水受给矿污染、底流浓度偏低以及压耙等问题的原因,并介绍了针对这些问题进行给料井、絮凝剂投加点及底流循环管道等的改造情况。实践证明：①合理选择尾矿浆的稀释方式,科学、恰当消减尾矿浆进入给料井的动能,有利于为矿浆与絮凝剂平稳、充分混合营造理想的环境;②适当增加并合理布置絮凝剂投加点有利于改善絮凝效果,提高深锥浓密机的底流浓度;③科学、合理的浓密机底流循环管路设计有利于底流料浆的平稳流动,减少耙架的运行阻力和压耙事故的发生。     

矿山充填尾砂过滤脱水性能试验研究

金属矿山充填开采过程中,充填料浆浓度的准确控制对良好的充填质量至关重要,对于以矿山浮选尾矿为充填骨料的充填工艺,浮选尾矿浓密脱水效果是控制充填料浆浓度的一个关键因素.针对胶东地区某黄金矿山浮选尾矿,采用真空过滤试验机测试了不同粒径组成、质量浓度、絮凝剂添加量浮选尾矿浆的过滤脱水性能.结果表明,分级粗尾砂及全尾砂过滤性能...     

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。     

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。