浓密增效剂对尾砂料浆浓密性能的影响及机理

针对膏体充填技术中添加絮凝剂对尾砂浓密后浓度提高有限,且屈服应力增大,流动性降低等问题,研究了絮凝剂-浓密增效剂共同作用,进一步提高全尾砂膏体充填料浆浓度,降低料浆屈服应力,并从微观角度进行机理分析.结果表明:通过沉降与流变试验发现,最佳添加工艺为加入絮凝剂沉降完毕后再加入浓密增效剂,固相质量分数可提高8.57%～10.13%,同时屈服应力降低6.68～12.85 Pa;多组分浓密增效剂不仅能降低单耗与成本,还可以提高膏体充填材料的抗压强度;灰砂质量比1∶12并添加浓密增效剂的膏体充填材料28 d抗压强度为2.5 MPa,与灰砂质量比1∶6未添加浓密增效剂的膏体充填材料强度相差小于20%;通过总有机碳(TOC)吸附试验与Zeta电位试验发现,浓密增效剂具有吸附与分散的作用,会打开絮凝结构,释放絮团间水,从而提高尾砂浓度,并改善尾砂颗粒的流动性.     

全尾砂高浓度充填料浆的流变特性

全尾砂高浓度（膏状）充填料浆属于高粘塑性非牛顿流体．充填料浆中材料的配比选择、料浆浓度等因素，影响料浆在外加剪切力作用下的流变性质、管路输送中的稳定程度和阻力大小．通过对试验数据的分析，研究全尾砂高浓度（膏状）充填料浆的屈服应力、触变性、流动曲线、临界雷诺数、粘度系数和输送阻力等流变特性．为我国在金属矿山应用全尾砂高浓度充填技术提供参考．     

高浓度尾砂充填料浆管道输送性能试验

高浓度料浆的主要输送特性参数包括料浆浓度、临界流态浓度、最大沉降浓度、临界沉降浓度、料浆容重、泌水率、坍落度、屈服应力和粒度等。文章详细介绍了高浓度尾砂充填料浆沉降试验、坍落度试验和输送试验的方法，并对试验结果进行了分析讨论，这对实现尾砂的高浓度输送具有重要意义。     

絮凝剂用量对尾矿浓密的影响机理

以某铜尾矿为实验对象,每吨尾矿中分别添加阴离子聚丙烯酰胺0、10、25、40和55 g,进行浓密实验.在前期(1 h)尾矿浓密分数随着絮凝剂用量增加逐渐递增,由63.98%增加至68.20%;而后期(12 h)浓密分数则随絮凝剂用量的增加略有下降.结合实验结果,将每吨尾矿中絮凝剂添加量由少至多划分为低含量(0~10 g)、合适含量(10~25 g)、高含量(25~40 g)和超高含量(40~55 g)四个区间,提出了不同区间絮凝剂对尾矿浓密的影响机理,分别体现为部分吸附、吸附架桥、保护和包裹作用.     

金川龙首矿粗骨料充填料浆离析机理的研究

在矿山充填的过程中,需要利用管道的水力进行输送,如果想要保证料浆不会在复杂的工况下发生离析,就需要从多个环节入手,保证充填体的强度。基于此,本文简要阐述了金川龙首矿的地质特点以及采矿的工艺,分析了龙首矿粗骨料充填料浆发生离析现象的原因,并分别从胶凝剂的控制、砂料的控制以及料浆的浓度控制等方面,提出金川龙首矿粗骨料充填料浆离析的控制方法。     

氰化炭浆工艺浓密回水活性炭吸附生产实践

针对内蒙古包头鑫达黄金矿业有限责任公司氰化炭浆提金工艺过程中浓密回水金质量浓度高,造成矿浆预浸效果较差的问题,进行了浓密回水活性炭吸附改造实践。通过采用活性炭吸附工艺,提前回收浓密回水中的游离金,有效降低进入浸出槽的矿浆中游离金含量,提高预浸效果,且有利于减少浸出时间、降低尾矿品位、减少金属流失、提高选矿回收率。     

尾砂浆体仓式浓密技术及其充填应用

矿山尾砂充填料浆物料由尾砂浆体、胶结剂和调浓水组成。尾砂浆体质量浓度的稳定性关系充填料浆制备质量浓度的稳定性,同时决定充填料浆制备的最高质量浓度,是充填料浆制备的核心要素,也是充填成本和质量控制的关键。矿山尾砂充填领域的仓式浓密装备主要有砂仓、深锥浓密机、深锥浓密机和砂仓组合浓密,以及膏体仓储浓密机。膏体仓储浓密机没有耙式系统,膏体仓储浓密机能长时间可靠储存高浓度尾砂浆体,解决矿山采矿—选矿—充填突出的时空矛盾关系,通过系列组合可适用于各型规模矿山,近年来得到广泛应用。在某金矿开展膏体仓储浓密机技术工业应用,尾矿-0.038 mm占66.52%,浓密机溢流水含固量小于200×10^-6,浓密机底流尾砂浆体质量浓度达到56%,过程中波动<1%,放砂浓度稳定,充填料浆质量浓度59%～61%,充填料浆体积泌水率<3%。     

膏体料浆管道输送压力损失的影响因素

为研究膏体料浆管道输送过程中的压力损失,本文建立了新型闭路环管试验测试平台,研究了管径、料浆流速、料浆中固相含量和物料粒径对膏体料浆管道输送压力损失的影响。流速对压力损失的影响分两个阶段：当流速小于黏性过渡流速时,压力损失随流速呈线性增加;当流速大于黏性过渡流速时,压力损失随着流速增加呈1~2次多项式增加,且增加速率远大于流速增加速率。压力损失随管径增大呈负幂指数减小,随料浆中固相质量分数的增加呈指数增加。在相同工况条件下,细粒级较粗粒级料浆管输压力损失更大,且黏性过渡流速较大,压力损失随流速增加相对缓慢。     

不同组方对尾砂膏体泵送环管试验的影响分析

全尾砂膏体泵送环管试验中,往往要添加一些其它材料来改善膏体充填料浆的输送参数和提高充填体的强度.文中对云南某矿添加水淬渣的全尾砂膏体泵送环管试验中出现的问题进行了深入分析,同时对试验中添加石灰浆和料浆温度对试验结果的影响进行了探讨,所得出的结论和建议对该矿充填工艺的设计具有实际意义.     

金厂峪金矿充填尾砂基本性能试验研究

充填尾砂基本性能试验是充填技术应用的基础性工作。通过对金厂峪金矿充填尾砂进行物化性质测定及尾砂沉降试验、饱和度试验和泌水试验,全面掌握了充填尾砂基本特性;根据试验结果并结合强度试验及料浆扩散度试验确定了料浆输送浓度为70%~72%,充填灰砂比(1∶4)~(1∶8),为金厂峪金矿充填工艺及充填系统设计提供了基础数据。     

全尾砂无耙深锥稳态浓密性能分析

结合沉降和压滤实验, 对脱水性能数据进行曲线拟合获得连续网状结构形成浓度、压缩屈服应力和干涉沉降系数, 引入Usher提出的稳态浓密性能预测算法, 建立了无耙深锥浓密模型, 分析了絮凝剂单耗、底流中固相的体积分数、泥层高度等对固体通量和固体处理能力的影响规律.研究结果表明: 絮凝剂添加量对沉降区域影响大于压密区域, 20 g·t-1时浓密性能较好, 底流中固相的体积分数越大固体通量越小; 在沉降区域, 固体通量仅与浓度有关, 不受泥层高度影响; 在压密区域, 固体通量为浓度与泥层高度的方程; 模型参数范围内, 当泥层高度 < 3.5 m时, 固体处理能力为浓度与泥层高度的方程, 当泥层高度>3.5 m时, 固体处理能力与固体通量随底流中固相的体积分数变化规律一致.      

絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响

深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压耙,为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆的屈服应力进行原位测量,并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量,进而分析了絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响规律。研究发现,絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆的屈服应力有显著影响,pH和絮凝剂单耗通过影响尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量进而影响浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,屈服应力随着pH和絮凝剂单耗的增大均不断增大。综合考虑尾砂料浆的絮凝沉降效果和所得浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,最佳絮凝条件是pH值为11和絮凝剂单耗为15 g·t?1,在此最优条件下料浆固液界面的初始沉降速率为0.4565 mm·s?1,沉降后上清液浊度为143 NTU,底部沉积尾砂料浆的固相质量分数为51.56%、屈服应力为243.18 Pa。初步建立了适用于超细人造尾砂的基于絮凝剂吸附量的屈服应力模型,屈服应力随尾砂颗粒表面单位面积的絮凝剂吸附量的增大而增大,为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数提供参考。      

基于FBRM和PVM技术的尾矿浓密过程絮团演化规律

在初始泥层高75 cm和耙架转速为0、0.1、1和10 r·min?1条件,以及耙架转速为0.1 r·min?1和初始泥层高度为75、45和25 cm条件下,采用FBRM和PVM实时在线监测技术,对动态浓密系统泥层脱水过程絮团结构演化进行原位连续观测,获得了泥层脱水过程中,絮团直径、数量分布特征和实时图像。研究结果表明,尾矿浓密过程中絮团直径和数量随剪切时间延长呈现先增长后降低,再保持稳定的状态。根据絮团直径变化程度,将絮团密实化过程分为絮团生长期、絮团重构期和絮团破碎期3个阶段。在剪切速率0.1 r·min?1和初始泥层高度75 cm实验条件下,有利于絮团生长和絮团快速破裂重构,并提高絮团密实化程度,但过高的剪切速率作用对絮团结构影响程度下降。剪切速率的增加造成絮团平均直径减小,同时絮团平均直径减小的速率上升。随着初始泥层高度增大,絮团生长阶段时间更长,絮团直径峰值更大,重构期较长,絮团平均直径随初始泥层高度增加而增大。尾矿絮团分形维数可以反映絮团结构变化特征,结合PVM图像的分形维数和孔隙率计算,分析了剪切破坏力与絮团凝聚力存在的相互平衡关系,基于这种动态平衡对絮团破裂程度的影响,研究了尾矿浓密过程中的絮团密实化规律。      

金属矿尾砂浓密技术研究现状与展望

作为金属矿山膏体充填技术的首要环节,尾砂浓密技术能够显著提高尾砂脱水效率和尾砂利用率,是矿山绿色发展的重要组成部分。在概述了尾砂浓密脱水技术发展历程的基础上,将浓密机发展阶段分为普通浓密机阶段、高效浓密机阶段和膏体浓密机阶段,阐述了尾砂浓密工艺的应用现状和国内外几个典型的应用案例。介绍了对尾砂起捕捉作用的单一絮凝理论和多重絮凝理论,静态/动态压缩条件下的床层压缩理论与重力浓密理论,并阐述了各理论的最新研究进展。阐述了现阶段尾砂浓密静态沉降实验、小型浓密实验和半工业浓密实验等主要研究方法,介绍了聚焦光束反射测量技术、颗粒录影显微镜技术等先进的观测手段和尾砂浓密技术数值模拟研究现状。现阶段,尾砂浓密脱水技术仍处于发展阶段,存在尾砂浓密的关键参数不稳定、尾砂浓密的生产调控不及时和尾砂浓密的信息平台不健全等问题,尾砂浓密技术的发展仍面临诸多挑战。最后提出了尾砂浓密技术个性化、自动化和智能化的发展方向。      

超细全尾砂深锥动态絮凝浓密试验

为探明超细全尾砂的浓密特性,开展量筒沉降实验,小型和半工业深锥动态浓密试验。结果表明,分子量1200万的非离子型絮凝剂最利于尾砂沉降,随絮凝剂单耗增加,溢流浊度降低,底流浓度基本不变。随固体通量增加,溢流浊度增加,底流浓度降低。固体通量0.4 t·m?2·h?1,给料固体质量分数12%,絮凝剂单耗50 g·t?1的最佳参数条件下,小型和半工业动态浓密试验的底流平均固体质量分数分别为62.8%和74.4%,泥层高度对底流浓度影响显著。深锥浓密机底流固体质量分数随泥层高度增加呈DoseResp函数增长,分为缓慢增长（泥层1～4 m）、快速增长（泥层4～7 m）和基本稳定（泥层超过7～8 m）3个阶段,这跟尾砂絮团在不同泥层高度下的压缩性能有关。可根据底流浓度与泥层高度的函数关系,调节泥层高度来满足井下充填所需底流浓度。      

全尾矿及分级尾矿胶结性能试验研究

采用自制胶固粉为胶结材料对河西金矿全尾矿及分级尾矿进行了胶结对比试验。通过对不同的养护龄期、料浆浓度及灰砂比条件下胶结体的单轴抗压强度进行测定,对自制胶固粉胶结全尾矿以及分级尾矿(-100目尾矿,-200目尾矿和+325目尾矿)进行胶结试验,得出不同粒度尾矿控制合适的料浆浓度和灰砂比可以满足不同强度要求的底层充填和面层充填需要,可为现场充填技术的应用提供工艺条件设计依据。     

全尾砂浓密特性研究及其在浓密机设计中的应用

在实验装置中添加了转子导流系统,使模型装置更接近于现场高效浓密机.采用均匀设计方法,以单位面积固体处理量和底流体积分数作为尾砂浓密效果的评价指标,考察各因素对尾砂浓密效果的影响.结果表明:单位面积固体处理量与絮凝剂单耗正相关,最佳入料体积分数为6.56%;底流体积分数与入料体积分数、停留时间和絮凝剂单耗均正相关.最后通过凯奇沉降模型对沉降曲线进行分析,速度限制层一般为过渡区与压缩区的交界处,根据实验结果和尾砂日处理量计算得出浓密机的最小直径为14m.

     

超声波作用下尾砂浆浓密沉降及放砂

为了提高砂仓中尾砂浓密效率,实现高浓度的放砂,引入声场作为研究手段,创新性的利用声场辐射方式传播的特性,将声场非接触性地作用于尾砂浆介质中.通过设计试验,配制质量分数为40%的尾砂砂浆,在尾砂浆分别沉降15,20,25,30,35和40 min后,施加频率20 kHz,功率50 W的超声波,探究不同沉降时间后施加超声波作用对最终沉降时间和浓度的影响,同时将超声波作用在砂仓放砂阶段,并对超声波作用后不同浓度的砂浆进行流变参数测定.试验结果表明:在沉降20 min后施加超声波,砂浆沉降浓密时间最短为80 min,尾砂浆最终质量分数可达77.5%,与此同时超声波作用下可以实现砂仓稳定高浓度的放砂,放出砂浆质量分数为74.04%.对比超声波处理前后砂浆黏度与屈服应力可知,超声波可有效降低砂浆黏度22.3%,具有良好的降黏效果.超声波的振动作用,空化作用以及声流效应是使得砂浆快速浓密沉降以及放出的原因.