超细全尾砂沉降实验研究

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考虑温度的超细尾砂触变行为研究

㊀第２８卷第１１期㊀２０１９年１１月中㊀国㊀矿㊀业C H I N A M I N I N G M A G A Z I N E㊀V o l ．２８,N o ．１１N o v ．㊀２０１９收稿日期:２０１８Ｇ１０Ｇ２２㊀㊀责任编辑:刘硕基金项目:国家自然科学基金项目资助(编号:５１７７４１３７);河北省自然科学基金项目资助(编号:E ２０１６２０９２７７);河北省自然科学基金项目资助(编号:E ２０１６２０９２２０)第一作者简介:张友志(１９９０－),男,硕士,讲师,主要从事充填采矿工艺研究,E Ｇm a i l :z h a n g y o u z h i ＠n c s t ．e d u ．c n .通讯作者简介:甘德清(１９６２－),男,博士,教授,主要从事采矿工艺与理论研究,E Ｇm a i l :１８６３０５１５３９６＠１６３．c o m .引用格式:张友志,甘德清,薛振林,等．考虑温度的超细尾砂触变行为研究[J ]．中国矿业,２０１９,２８(１１):１１３Ｇ１１７．d o i :１０．１２０７５/j．i s s n ．１００４Ｇ４０５１．２０１９．１１．００８考虑温度的超细尾砂触变行为研究张友志１,甘德清１,薛振林１,刘志义１,张㊀欣２(１．华北理工大学矿业工程学院,河北唐山０６３２１０;２．华北理工大学学科建设处,河北唐山０６３２１０)摘㊀要:为了探究不同温度下超细尾砂触变行为灵活性的规律,设计三因素四水平正交试验方案,利用温控式桨式流变仪,结合电子显微镜,分析温度㊁灰砂比和浓度对料浆触变性的影响规律,并从细观层面解释触变行为.结果表明:温度对较高浓度料浆的触变环形态影响最大;三种因素对触变性的影响顺序为浓度＞温度＞灰砂比,且灰砂比的影响水平与其他两因素不在同一个数量级;较之剪切试验前,料浆在剪切试验后内部絮团单体直径变大,且絮团分布明显变稀疏,与黏度降低现象一致.对触变行为做出了一般解释,为工业现场控制料浆触变性提供了理论依据.关键词:触变行为;超细尾砂;温度;流变仪中图分类号:T D ８５３㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１００４Ｇ４０５１(２０１９)１１Ｇ０１１３Ｇ０５T h i x o t r o p i c b e h a v i o r o f s u p e r f i n e t a i l i n g s c o n s i d e r i n g t e m pe r a t u r e Z HA N G Y o u z h i １,G A N D e q i n g １,X U EZ h e n l i n １,L I UZ h i yi １,Z HA N G X i n ２(１．C o l l e g e o fM i n i n g E n g i n e e r i n g,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,T a n g s h a n０６３２１０,C h i n a ;２．D e p a r t m e n t o fD i s c i pl i n eC o n s t r u c t i o n ,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,T a n gs h a n０６３２１０,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t o e x p l o r e t h e l a wo f t h e t h i x o t r o p i cb e h a v i o r f l e x i b i l i t y u n d e rd i f f e r e n t t e m pe r a t u r ef o r s u p e r f i n e t a i l i ng s f i l l i n g s l u r r y ,th r e e f a c t o r s a n d f o u r l e v e l s o r t h o g o n a l e x p e ri m e n t i s d e s i g n e d ．T h e i n f l u e n c e o f t e m p e r a t u r e ,c e m e n t Ｇs a n d r a t i o a n d c o n c e n t r a t i o no n t h e t h i x o t r o p y o f s l u r r y i s a n a l y z e db y u s i n gp a d d l e r h e o m e t e r a n de l e c t r o n m i c r o s c o p e ,a n dt h et h i x o t r o p y b e h a v i o ri se x p l a i n e df r o m t h e m i c r ol e v e l ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t e m p e r a t u r e h a s t h e g r e a t e s t i n f l u e n c e o n t h e f o r mo f t h i x o t r o p y r i n g o f h i g h Ｇc o n c e n t r a t i o n s l u r r y ．T h e t h i x o t r o p y i sm o s t a f f e c t e db y t h ec o n c e n t r a t i o n ,f o l l o w e db y t h e t e m p e r a t u r e ,a n dt h e y a r eo n t h e s a m e o r d e r o fm a g n i t u d e ．T h e e f f e c t o f c e m e n t Ｇs a n d r a t i o o n t h i x o t r o p y i sm u c h l o w e r t h a n t h a t o f o t h e r t w o f a c t o r s ．C o m p a r e dw i t hb e f o r e s h e a r t e s t ,t h ed i a m e t e ro f f l o c s i ns l u r r y i n c r e a s e sa f t e r s h e a r t e s t ,a n d t h e d i s t r i b u t i o no ff l o c sb e c o m e ss p a r s e ,w h i c hi sc o n s i s t e n tw i t ht h ed e c r e a s eo fv i s c o s i t y．T h e g e n e r a l i n t e r p r e t a t i o no f t h i x o t r o p i cb e h a v i o r i s p r o v i d e d ,a n d i t i s v e r y u s e f u l t oc o n t r o l t h e t h i x o t r o p y o f s l u r r y i n i n d u s t r i a l f i e l d ．K e yw o r d s :t h i x o t r o p i cb e h a v i o r ;s u p e r f i n e t a i l i n g ;t e m p e r a t u r e ;r h e o m e t e r ㊀㊀由于日益严格的环境要求和土地使用限制,充填采矿法在国内外的应用越来越广泛[１Ｇ３].近年来,尾矿粒度正随着选矿技术的进步而变得越来越细,针对超细尾砂的研究也越来越受到学者的关注.其中国矿业第２８卷中,超细尾砂剪切触变性研究对于充填料浆制备㊁管道输送㊁采场料浆流动等核心技术的突破具有重大意义[４],有助于搅拌设备㊁运输管道的研发优化,对于充填系统的优化具有极大价值[５].触变性一般采用流变仪测量,剪切过程中由于黏度具有时间依赖性,因此剪切速率上升与下降两个过程中剪切应力的表现不一致,会在剪切应力与剪切速率关系中表现出环状曲线,称为触变环,触变环的面积是触变性的相对表征[６].近年来,专家学者们从不同角度对固液两相流体的触变性开展了一些研究.杨柳华等[７]利用不同水泥添加量㊁尾砂粒级㊁固相质量分数的材料,通过高速搅拌机作用后静置时间不同进行触变性测试,发现料浆触变性与水泥添加量呈正相关,不含００７５m m粒级尾砂的料浆基本无触变性,质量分数不同的料浆具有不同的应力峰值;刘晓辉等[８]提出了膏体的结构破坏系数与结构恢复系数,认为膏体的质量分数㊁剪切速率和絮凝剂添加量均对触变性有不同程度的促进作用,在静置条件下,质量分数越高,絮网结构的恢复就越快;霍海峰等[９]选取天津滨海软黏土进行静置时间不同的十字板剪切试验,认为黏土扰动后强度变化表现为正触变性,含水率对于触变比的影响并不明显;王文孟等[１０]以干密度㊁含水率㊁含盐量为因素通过T S ZＧ３全自动三轴仪得到对黄土触变性影响顺序主次含水率㊁干密度㊁含盐量,触变性参数和含盐量在数据回归分析上为对数关系,且有很好的相关性.可以看出,对触变性的研究大都是基于物料固有属性和剪切时间的改变上开展的,很少考虑外部温场对触变性的影响.随着开采深度的增加,井底不可避免的出现高温,例如,冬瓜山铜矿的开采深度已经超过１０００m,围岩温度已经接近甚至超过４０ħ,南非西部矿井的开采深度已超过４０００m,最高气温达６６ħ[１１],而温度是影响流体黏度的重要因素之一,且触变性的本质是黏度的时间依赖性,因此,探究温度对料浆触变性的影响具有重要的意义.本文将以某矿超细尾砂为物料,考虑温度的影响,从流变学的角度对超细尾砂充填料浆的触变性进行初探,并从细观层面解释触变行为.１㊀试㊀验１．１㊀试验材料以某矿超细尾砂为材料,经试验室测试,尾砂比重为２．６２t/m３,经过N K T G１００ＧD型激光粒度仪测试,尾砂粒级组成结果如图１所示.由图１可看出,０．０７５m m占比超过９０％,远远超过普通尾砂中００７５m m细颗粒的占比,可以定义为超细尾砂.水泥采用３２．５普通硅酸盐水泥,料浆载体为城市自来水.１．２㊀试验设备流变仪采用美国赛默飞世尔H A A K E V i sＧc o t e s t e r i Q便携式流变仪,搭配外接温控模块,温度调控范围－１０~１６０ħ.电子显微镜采用德国Z E S SS c o p eA１型偏光显微镜.１．３㊀试验方案经过前期探索试验,考虑料浆的流动性,选择灰砂比为１ʒ４㊁１ʒ６㊁１ʒ８㊁１ʒ１０,质量浓度为５８％㊁６０％㊁６２％㊁６４％,测试温度为３０ħ㊁４０ħ㊁５０ħ㊁６０ħ的料浆设计三因素四水平正交试验,共计１６组,实验方案见表１.图１㊀尾砂粒级分析F i g．１㊀T h e a n a l y s i s o f a r t i c l e s i z e表１㊀实验方案T a b l e１㊀E x p e r i m e n t a l s c h e m e序号灰砂比质量浓度/％温度/ħ１０．２５０５８３０２０．１６７６０３０３０．１２５６２３０４０．１００６４３０５０．１６７５８４０６０．２５０６０４０７０．１００６２４０８０．１２５６４４０９０．１２５５８５０１００．１００６０５０１１０．２５０６２５０１２０．１６７６４５０１３０．１００５８６０１４０．１２５６０６０１５０．１６７６２６０１６０．２５０６４６０４１１第１１期张友志,等:考虑温度的超细尾砂触变行为研究㊀㊀剪切试验中,采用控制剪切速率(C R )的方法,剪切速率先从０经过１００s 的时间均匀上升至１００s－１,然后在１００s 内由１００s－１均匀降低至０,每组试验过程共计２００s ,图２为实验过程中剪切速率与时间关系.每组试验在剪切前后分别进行１００μm 电子显微镜细观试验.２㊀结果与讨论２．１㊀触变环形态分析经过剪切试验所得到的参数,通过O r i gi n 软件绘制剪切应力与剪切速率形成的触变环,计算触变环面积,用A t h i x 来表示,结果见图３~６.图２㊀剪切速率Ｇ时间关系F i g ．２㊀R e l a t i o n s h i p be t w e e n s h e a r r a t e a n d t i me 图３㊀３０ħ下剪切应力Ｇ剪切速率曲线F i g．３㊀S h e a r s t r e s s Ｇs h e a r r a t e c u r v e u n d e r ３０ħ可以看出,料浆浓度在５８％㊁６０％和６２％时,触变环形态在各温度条件下的形态基本一致,因为这三个浓度相对较低,固体颗粒含量相对少,水作为载体能充分发挥协同作用,剪切时颗粒之间的碰撞㊁絮凝成团行为相对较弱,均质性始终维持在较好的水平,导致上行曲线与下行曲线为简单上升与下降,一般不超过两个交点.浓度为６４％的料浆触变环形图４㊀４０ħ下剪切应力Ｇ剪切速率曲线F i g．４㊀S h e a r s t r e s s Ｇs h e a r r a t e c u r v e u n d e r ４０ħ图５㊀５０ħ下剪切应力Ｇ剪切速率曲线F i g．５㊀S h e a r s t r e s s Ｇs h e a r r a t e c u r v e u n d e r ５０ħ图６㊀６０ħ下剪切应力Ｇ剪切速率曲线F i g．６㊀S h e a r s t r e s s Ｇs h e a r r a t e c u r v e u n d e r ６０ħ态各有差异,原因有两方面,一方面浓度的增加引起黏度的升高,温度对较高黏度的影响更为明显;另一方面随着浓度的增加,固体颗粒占比增加,此时超细颗粒和水同时承担载体作用,剪切时颗粒间的碰撞㊁５１１中国矿业第２８卷絮凝成团行为相对较强,均质性下降,导致应力在不同时段的波动性强,因此,上行曲线与下行曲线会出现多于两个交点.２．２㊀各因素的影响针对试验结果,运用S P S S数据处理软件对试验数据进行二次多项式回归,温度㊁灰砂比㊁浓度与触变环面积之间的回归方程见式(１).回归方程的相关系数R＝０．９５５０,调整后相关系数R a＝０９８３１,F值显著水平P＝０．００１４＜０．０５,认为回归方程较显著,拟合效果较好.A t h i x＝１．８３ˑ１０５－５．６０ˑ１０２ˑx１－６．８１ˑ１０４ˑx２－６．０１ˑ１０５ˑx３－０．９６ˑx２１＋８．５０ˑ１０４ˑx２２＋４．９３ˑ１０５ˑx２３Ｇ２．３３ˑ１０２ˑx１ˑx２＋１．１７ˑ１０３ˑx１ˑx３＋７．６０ˑ１０４ˑx２ˑx３(１)式中:A t h i x为触变环面积,P a/s;x１为温度,ħ;x２为灰砂比;x３为浓度,％.回归分析结果中,温度㊁灰砂比㊁浓度的显著水平P值分别为０．２７３７㊁０．０００１㊁０．７９７１.从中可以看出,浓度对触变性的影响效果最为显著,温度对触变性的影响效果次之,但影响能力和浓度在一个数量级,灰砂比对触变性的影响能力远远低于浓度和温度.这是因为浓度的增加可直接导致料浆内部固体颗粒的增加,效果最为明显;温度改变的影响有两方面:一方面影响作为载体的水的物理性质;另一方面影响固液接触面的物理化学性质,通过这两方面来间接影响料浆触变性,因此影响能力与浓度较之减弱;超细尾砂的０．０７５m m颗粒含量极高,与水泥超细颗粒的含量接近,而灰砂比影响的是水泥的含量,既不能直接增加固体颗粒的数量,也不能引起明显的温度变化,因此影响能力远远低于其他两个因素.２．３㊀电镜细观分析以３０ħ测试条件为例,选取浓度６２％,灰砂比１ʒ４的料浆,对剪切前后的细观照片进行分析,结果见图７和图８,对两张照片分别进行二值化处理,结果见图９和图１０.由图７和图８可以看出,与剪切前相比,充填料浆在剪切后的絮团在形态上有生长趋势,絮团单体直径变大.由图９和图１０可以看出,剪切后絮团在分布上明显变稀疏,絮团之间的空隙变大.这是因为剪切过程会促使液面上部空气进入料浆内部,料浆的含气量增大,空气会跟随持续的剪切在料浆内图７㊀剪切前１００μm电镜图F i g．７㊀E l e c t r o nm i c r o s c o p y a t１００μmb e f o r e s h e ar图８㊀剪切后１００μm电镜图F i g．８㊀E l e c t r o nm i c r o s c o p y a t１００μma f t e r s h e ar图９㊀剪切前二值化处理图F i g．９㊀B i n a r yp r o c e s s i n g d i a g r a mb e f o r e s h e ar图１０㊀剪切后二值化处理图F i g．１０㊀B i n a r yp r o c e s s i n g d i a g r a ma f t e r s h e a r６１１第１１期张友志,等:考虑温度的超细尾砂触变行为研究部呈均匀分布趋势,占据料浆内部更多的空间,而剪切停止后,气体很难在短时间内从富含超细颗粒的料浆内部排出,因此,在受到空气的挤压时,料浆内颗粒形成的絮团单体直径变大且分布变稀疏.触变性的实质是黏度的时间依赖性,料浆会呈现剪切变稀现象,即黏度在剪切完成时变小,一般地,流体黏度的形成主要由两方面组成:一是分子间的引力作用;二是颗粒之间相互摩擦碰撞而产生的动量交换,在充填料浆里,动量交换起主导作用.料浆在剪切后由于絮团单体直径变大和分布变稀直接导致了料浆内部动量交换变少,因此黏度降低,可作为触变行为中剪切变稀现象的一般解释,为工业现场控制料浆触变性提供有益的理论依据.３㊀结㊀论１)超细尾砂充填料浆触变环的形态与浓度和温度均有关系,料浆浓度在５８％㊁６０％和６２％时,触变环的形态在各个温度条件下基本一致,浓度６４％的料浆触变环形态受温度的影响最大.２)浓度对触变性的影响能力最大,温度次之,但与浓度的影响能力在同一个数量级,灰砂比对触变性的影响能力最弱,且远远低于其他两个因素.３)超细尾砂充填料浆在剪切试验后,料浆内部絮团单体直径较之剪切试验前增大,且絮团的分布较剪切试验前明显变稀疏,与料浆在黏度方面剪切变稀的现象一致.参考文献[１]㊀陈兴．论充填采矿法与环保的关系[J]．金属矿山,２０１５(S１):８４Ｇ８９．C H E N X i n g．D i s c u s s i o n o ft h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nf i l l i n gm i n i n g m e t h o d a n d e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n[J]．M e t a lM i n e,２０１５(S１):８４Ｇ８９．[２]㊀夏长念,孙学森．充填采矿法及充填技术的应用现状及发展趋势[J]．中国矿山工程,２０１４,４３(１):６１Ｇ６４．X I A C h a n g n i a n,S U N X u e s e n．A p p l i c a t i o n a n d d e v e l o p i n gt r e n do f f i l l e d s l o p e sm e t h o da n d f i l 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云南某铅锌矿全尾砂膏体室内实验研究

文章编号：６３— ０２２１）１０２０１７０６（０１Ｏ — ０３— ５
云南某铅锌矿全尾砂膏体室内实验研究
杨冬生杨仕教，洪武，王
（．华大学核资源与核燃料工程学院，南衡阳４１０；．南风格科技有限公司，南长沙４００）１南湖２０１２湖湖１００
表１全尾砂粒级组成
０引言
全尾砂膏体充填方法由于不需要进行尾砂分
级，充分利用了细颗粒尾砂，少了环境污染，减充
ＴａｌＴｈｉｅｆａｔｎｃｍｐｓｔｎｂｅ１ｅｓｚｃｏｏｏｉｏｒｉｉ
２１年３月０１
ｗｈｌｈｉｈｔｃｎｅｔａｉｎｏｏｌｔｓ７ｉｅｔｅｗｅｇｏｃｎｒｔｏｆｃｍｐｅｅｉ８％一７９％，ｈｌｍｐｉ４～１ｍ，ｎｔｅｓｕｓ２７ｃａｄｔｔｒｏｈｌｉｇｍａｅｉｌｂｅｄｔ１～０．ｈｅｗａｅｆｔｅｆｌｎｔｒａｌｅｓａ％ｉ６％．ｈｌｉｇｍａｅａｓｉｒａｂｄｔｅｆｌｎｔｒｌｉｎｃｅｍ— ｏｙｉｉｃｎｉｉｎａｕｔｂｅｆｒｌｎｒｎｅｔａｓｏｔＷｈｌｈｘｕｅｒｔｏｏｈｉｔｒａｏｄｔｎｄｓｉａｌｏｏｇ—ａｇｒｎｐｒ．ｏｉｔｅｍｉｔｒａｉｆｔｅｆｌｍａｅｌｅｌｉａ： —１：ｔｅｕｉｘａｏｔ１４１２．ｈｎａｉｌｃｍｐｒｓｉｅｓｒｎｔｓｕｏ１～４ＭＰ．Ｔｅｌｂｒｔｒｅｔｅｓｖｔｅｇｈｉｐｔａｈａｏａｏｙｔｓｓｐｍａｌｈｗｈｔｓｍｅｌａ・ｉｃＭｉｅｉｎａａｄｐｔｔｅｓｈｍｅｏｌｉｇｗｉｉｉｒｒｙｓｏｔａｏｅｄＺｎｎｎＹｕｎｎｃｎａｏｈｃｅｆｆｌｎｔｉｈｃｅｍ— ｄｄｙｕｃａｓｆｅａｌｓｓｎｒａｂｏｙｍａｅｂｎｌｓｉｄｔｉｉａｄ．ｉｎｇｋｙｗｏｄｓｕｎｌｓｉｅａｌｎｓｓｎｃｅｍ— ｏｙ；ａｕａｅｉｎａｉｎｃｒｃｅｓｉｓ；ｅｒ：ｃａｓｆｄｔｉｉｇａｄ；ｒａｂｄｎｔｒｌｓｄｍｅｔｔｈａａｔｒｔｃｉｏｉｌｆｗａｉｉｓｒｎｔｈｒｃｅｉｔｃｏｂｌｙ；ｔｅｇｈｃａａｔｒｓｉｓｔ

脱硫石膏粉煤灰胶结全尾砂充填的试验研究

脱硫石膏粉煤灰胶结全尾砂充填的试验研究陈云嫩　梁礼明(南方冶金学院) 摘　要:针对矿山胶结充填成本高、强度低等情况,本文以脱硫石膏作为粉煤灰的激发剂,试验研究了一种新型充填胶结料,它具有成本低、后期强度高等优点。

关键词:脱硫石膏　粉煤灰　胶结充填陈云嫩　硕士　讲师　江西赣州　341000 随着采矿量的大量增加和充填采矿法显著的技术特点,充填采矿方法的使用比重一直处于上升趋势。

为了获得良好的充填质量,许多矿山使用水泥作为充填胶结料。

长期以来,大量的井下采空区充填需要消耗数以万吨计的水泥,据统计,充填成本占采矿成本的1/3左右,充填成本中充填材料又占80%以上,昂贵的充填成本不仅给矿山造成很大的经济压力,而且严重制约了充填采矿技术的使用和发展。

采用新工艺新技术,在不降低充填体强度的情况下,降低水泥单耗量或寻求水泥代用品,是充填技术的主攻方向。

通过分析脱硫石膏、粉煤灰及尾砂的化学成分,本文以全尾砂做充填骨料,脱硫石膏和粉煤灰为主要胶结料进行了试验研究。

1　脱硫石膏、粉煤灰及尾砂的化学成分分析以某热电厂脱硫石膏为例,脱硫石膏的主要成分是结晶硫酸钙,颜色微黄,含1510%～1614%的游离水及5%～10%的杂质(主要是脱硫过程中过量的碳酸钙)。

通过对脱硫石膏与天然石膏的化学组成比较(表1)可知,脱硫石膏与天然石膏的化学成分和矿物组成基本相似,其酸碱度与天然石膏相当,呈中性或略偏碱。

粉煤灰是具有一定活性的火山灰质材料,用电子探针测得其主要化学成分(表1)。

从化学成分来看,粉煤灰属于CaO —Al 2O 3—SiO 2系,其活性主要由SiO 2和Al 2O 3的含量决定。

表1脱硫石膏与天然石膏化学组成对比名称S iO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO M gO S O 3脱硫石膏41452186016031148018637140天然石膏31491104013030145318037130粉煤灰64191271990117418101030163某矿尾砂201062108361551118911190195 分析表1可以发现: (1)粉煤灰中SiO 2、Al 2O 3含量分别是64191%和27199%,具有一定的潜在胶凝性能,可以用来作为水泥的代用品。

超细全尾砂(赤泥)浓缩脱水高浓度造浆充填方案

超细全尾砂（赤泥）浓缩脱水高浓度造浆充填方案某矿采用超细全尾砂胶结及半胶结嗣后充填，胶结材料为普通硅酸盐水泥。

年充填尾砂总量为18万t，按年有效充填工作日300天计，日均充填量为600t，日需要普通硅酸盐水泥约100t。

设计拟采用平底型立式砂仓浓缩脱水，高浓度排放、造浆成为似膏体砂浆，用注塞泵高压输送至井下采空区。

全尾砂物理特性为：浓度：18%，密度：2.92t/m3，粒度分布：目数粒径（mm）负累计含量（%）200 -0.074 92.6%300 -0.050 82.5%700 -0.020 64.5%1600 -0.010 50.5%3000 -0.005 28.6%根据以上特性，按理论数据及类似浆体的实验情况，采用了大型平底型立式砂仓将其浓缩至高浓度浆体进行充填。

大型平底型立式砂仓具有较大的储浆能力，可以给浆体提供足够的沉积脱水时间，并能够连续均匀地排放出高浓度浆体，性能稳定，容易操作管理。

平底型立式砂仓及充填站配套设备设施基本情况如下：1.1工作制度采用三班工作制，每班8小时。

1.2劳动定员表1 充填工程劳动定员表0点班8点班4点班合计尾砂供料 2 1 2 5供水供风 1 1水泥 1 1充填 2 2带班 1 1总计10充填站定员10人。

1.3充填站总投资估算表2充填设备单位工程概算表单位：元序号设备名称设备型号单位数量购置费安装费单价合价单价合价1 平底型立式砂仓YL24×32钢制台 1 629000062900002 锥体型水泥仓ZTX-478×12钢制台 1 420000 4200003 多功能控制器YL-24×16钢制台 1 120000 120000小计68300004 渣浆泵80ZJA-I-A36 台 2 60000 1200005 卧式多级离心泵50KDWA×8 台 2 30000 600006 刚性叶轮给料机YCD-18 台 1 8000 80007 风冷螺杆式空气BLT-150A 台 1 200000 2000008 卧式多级离心泵D6-25×4 台 1 8000 80009 卧式搅拌机台 1 200000 20000010 注塞泵————小计596000 运杂费（5%）0.05 29800安装费（10%）0.1 59600 合计7455800 59600表3 充填管道单位工程概算表单位：元序号项目名称规格型号单位数量安装费单价合价1 热轧无缝钢管Ф159 δ=8m 60 329 197402 热轧无缝钢管Ф125 δ=6m 150 215 322503 热轧无缝钢管Ф80 δ=5m 100 115 115004 热轧无缝钢管Ф60 δ=5m 500 90 450005 闸阀DN150 个 1 2500 25006 胶管阀DN150 个 1 2500 25007 电磁流量计DN150 个 2 4000 80008 闸阀DN125 个 6 2000 120009 球阀DN125 个 3 1000 300010 球阀DN80 个 4 800 320011 球阀DN60 个10 700 700012 气垫阀个20 500 1000013 造浆水嘴个460 500 23000014 压力表 1.6MPa 套 4 150 600合计392690表4充填土建单位工程概算表单位：元序号项目名称技术特征单位数量单价合价1 平底型立式砂仓Φ24×3.7 m³335 650 2177502 水泥仓Φ4.78×7.7 m³90 600 540003 事故池 3.5×2.5×1.6（2个）m³28 300 84004 操作间8.2×5.7×3.7 m247 1200 564005 空压机房15×4×3.5 m260 1600 960006 回填夹墙51×0.3×2 m³550 120 66000合计490150表5 电气土建单位工程概算表单位：元序号项目名称技术特征单位数量单价合价1 变配电所12×4=48m2h=4.5m m248 1600 76800合计76800表6电气设备单位工程概算表单位：元序号设备名称设备型号单位数量购置费安装费单价合价单价合价1 10kv电力变压器S11 400/10，10/0.4kV，400kVA台 1 100000 1000002 低压配电屏GGD2型台 4 28000 1120003 低压无功补偿屏RNT-380V-96kVAR 台 1 30000 300004 10kv高压电力电缆YJV-8.7/10KV 1(3×35)m 500 75 375005 通讯费用10000 10000小计252000 47500 运杂费（5%）0.05 12600安装费（10%）0.1 25200 合计264600 72700表7充填站总投资估算表投资项目投资费用（万元）所占比例% 充填设备购置及安装电气设备购置及安装工人工资地表土建工程费用水费水泥费用尾砂输送费用增加排水费用充填设备电费不可预见费用总投资8812340 100.0 1.4充填单位成本。

湖南某锡矿全尾砂浓密试验

随时间的变化，记录时间为２０ｍｉｎ。根据式（１）计算此时的压缩层浓度：
Ｃ＝
＋一ｐＶ ’
式中，Ｃ为压缩层浓度，％；为尾砂的质量，ｇ；为水的质量，ｇ；Ｖ为澄清层的体积，ｍＬ；ｐ为水的密
ＳｅｒｉａｌＮｏ．５４３
现
代
矿
业
Ｊｕｌｙ．２０１４
Ｍ０ＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总第５４３期２０１４年７月第７期
湖南某锡矿全尾砂浓密试验
曹兴周辰泰谢万知齐学民黄士兵
２．２半工业浓密试验
为了模拟浓密机正常生产的情形，对尾砂进行半工业浓密试验，采用图１所示的０１００ｍｍ半工业试验装置。试验系统采用４个蠕动泵，分别用于泵
剂可以有效提高尾矿絮凝沉降的速度。
图１４，１ｏ０ｌＩｌｎｌ半工业试验装置
图３不同尾矿矿浆浓度沉降曲线
＿一１Ｏ％； ● — ２Ｏ％； ▲一１７％；ｖ一１３％； ◆ 一８％
凝剂添加在较浓的矿浆中很难形成大絮团，但是在较稀的矿浆中很容易形成沉降速度非常快的大絮
提高尾矿矿浆浓度的方法主要是压滤和浓缩。压滤成本太高、占地面积大、系统繁杂，而浓缩制备尾砂成本低，生产过程便于实现控制和调节。浓

长江口细颗粒泥沙沉降速度室内试验研究

口细颗粒泥沙沉降机理的试验，研究的主要目的有： ①
以长江口原状水样和天然沙样（非均匀沙）为对象，复
演和确认关于细颗粒泥沙沉降规律的定性认识； ② 定
量给出含沙量和泥沙粒径对沉速的影响，加深对细颗粒泥沙沉降机理复杂性的认识。
收稿日期：２０１３— ０８— ３１
长江口北槽现场，两组沙样的中值粒径分别约为８ＬＬｍ和３Ｏｍ，各代表北槽悬沙和底沙，试验时的盐度统一
为１２ｐｓｕ，每组试验水温一律控制在２６－４－０．５ｃＣ，试验的初始含沙量约为０．５～１８ｋｇ／ｍ。泥沙沉降速度的
沙学科很多悬而未决的问题息息相关。同时，随着人
验、现场测量、理论分析与数值模拟，已经建立了许多
或以絮凝粒径或以含沙量为主要因子的细颗粒泥沙经
验一半经验公式。在前人大量已有研究的基础上，本文开展了长江
凝沉降的过程可能是一个絮凝体、絮网结构“ 网捕一重构 ” 的过程。
关
键
词：细颗粒泥沙；沉降速度；絮凝；长江口
文献标志码：Ａ
中图法分类号：ＴＶ１４
近几十年来，细颗粒泥沙的物理、化学、生物、动力等特性越来越受到不同领域、不同学科专家的关注，并对其开展了深入的研究。它所体现出来的复杂性与泥

全尾砂浆最佳絮凝沉降参数

全尾砂浆最佳絮凝沉降参数王新民;赵建文【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(047)005【摘要】为了得到最佳的絮凝沉降参数，研究使用BP 神经网络进行优化选择。

通过对比分析，将输入因子简化为絮凝剂单耗和尾砂质量分数2个因子，输出因子简化为沉降速度1个因子；通过正交试验，建立网络学习、训练样本，优选出最佳网络模型。

扩大正交试验，增加输入因子水平，组合优选样本，搜索最佳絮凝沉降参数。

以司家营铁矿全尾砂絮凝沉降为例，优选出絮凝剂单耗为10 g/t，尾砂质量分数为18%，预测沉降速度为1.38 m/h，满足生产要求，比原生产所需絮凝剂单耗节省50%。

应用结果表明：该研究成果效果显著，为絮凝沉降参数优选提供一种新思路。

%Back-Propagation neural network was occupied in order to obtain the optimization of theflocculating sedimentation parameters. By practising comparison analysis,input data were simplified asthe flocculating agent consumptionand tailings concentration, and thesedimentation speed as the synthesized output data. By performing the numbered orthogonal tests, some learning and training samples were established so as to get the best network mode. Then, the best parameters were acquired using the selected network by expanding the orthogonal tests, increasing the levels of the parameters, optimizing the samplesand exploring the optimization of theflocculating sedimentation parameters. BP neural network mode was applied in Sijiayin Iron Mine.The results showthat theflocculating agentconsumptionand tailingsmass fractionare10g/t, 18% respectively,andthesedimentation speed is1.38m/h, which meet the production requirementsand save 50% compared to the original production. The application indicates that this mode makes significant effect, providing a novel method toobtain the optimization ofthe flocculating sedimentation parameters.【总页数】7页(P1675-1681)【作者】王新民;赵建文【作者单位】中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，410083;中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，410083【正文语种】中文【中图分类】TD853【相关文献】1.全尾砂絮凝沉降参数 GA -SVM 优化预测模型研究 [J], 张钦礼;陈秋松;王新民;肖崇春2.全尾砂充填絮凝沉降药剂最佳添量试验探究 [J], 陈小竹;汪少林;贾旭峰3.全尾砂絮凝沉降参数预测模型研究 [J], 张钦礼;刘奇;赵建文4.全尾砂最佳絮凝沉降浓度及调控方式研究 [J], 江科;康瑞海;姚中亮;彭亮5.基于RSM-BBD的全尾砂浆絮凝沉降参数选择及优化 [J], 温震江;杨晓炳;李立涛;高谦;王忠红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

白象山铁矿充填全尾砂沉降分析与对策

白象山铁矿充填全尾砂沉降分析与对策黄小忠【摘要】通过改造砂仓、选择絮凝剂以及控制全尾砂的浓度和流量,加快了全尾砂沉降速度,缩短了固液分离时间,彻底解决了白象山铁矿尾砂沉降难、生产跑浑问题,保证了充填系统生产连续性.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P165-166,168)【关键词】全尾砂;浓度;流量;沉降;絮凝剂【作者】黄小忠【作者单位】马钢集团姑山矿业公司【正文语种】中文白象山铁矿充填站位于西坡的包子山上，场地内布置有地表充填搅拌站共设4套充填系统：其中2套为胶结充填制备系统，2套为非胶结充填制备系统，4座φ8.6 m钢制立式砂仓，砂仓有效容积为850 m3,1座卧式砂仓和回水泵房等。

充填站采用全尾砂胶结充填方式，充填时打开砂仓底部阀门放砂，将砂仓底流送到双轴叶片搅拌机，同时运行微粉秤,对双轴叶片搅拌机添加水泥，再经过双螺旋搅拌机搅拌，搅拌制备好胶结充填料浆后，通过充填管路自流输送至井下，经充填钻孔输送到坑内采场进行充填。

白象山铁矿充填站在试生产过程中，在砂仓进尾砂时，砂仓的溢流水在2～3 h内就变浑浊，浓度从开始的5%左右随进砂时间不断提高，有时进砂浓度为25%，溢流水浓度能达到23% ，尾砂在砂仓沉降的量相当少，同时，溢流水浑浊，导致充填站无法进行正常生产。

经过对生产工艺进行分析，造成砂仓溢流水跑浑现象主要有以下几方面原因：(1)全尾砂密度轻，粒级细。

对白象山铁矿全尾砂进行了各项参数试验，测定结果见表1、表2。

由表1、表2可以得知，白象山铁矿的全尾砂密度轻，颗粒粒级-400目以下约占70%，导致尾砂沉降时间过长。

(2)进砂尾砂浓度高，流量大。

试生产过程中，对砂仓进砂进行了多次试验数据采集并制成曲线图，见图1。

如图1所示，11：38仓顶跑浑，溢流水浓度为20%，停止进砂；15：02仓顶跑浑，停止进砂。

可以得知，砂仓进砂尾砂浓度与流量的大小跟砂仓溢流水的跑浑有较大联系，浓度越高、流量越大，砂仓溢流水越早跑浑。

某铜矿细粒级全尾砂充填试验及应用研究

某铜矿细粒级全尾砂充填试验及应用研究
刘勋;孙远江;欧任泽;万孝衡;张光齐;李浩远;林炳贵
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2024(24)2
【摘要】针对某铜矿原有采矿方法存在损失贫化大、生产效率低等问题,优选采用充填采矿法回采,首先对该铜矿尾砂进行全尾砂充填材料特性试验,得到了合适的絮凝剂类型及剂量等,然后进行多种充填配比试验,确定了不同采矿方法的充填工艺,工程实践结果表明,全尾砂料浆的流动性及充填体强度能够满足井下回采技术要求。

【总页数】6页(P214-219)
【作者】刘勋;孙远江;欧任泽;万孝衡;张光齐;李浩远;林炳贵
【作者单位】九龙县雅砻江矿业有限责任公司;长沙矿山研究院有限责任公司;国家金属采矿工程技术研究中心;四川里伍铜业公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD8
【相关文献】
1.安庆铜矿不同颗粒级配尾砂优化组合膏体充填技术
2.冬瓜山铜矿极细粒级全尾砂高浓度连续放砂实践
3.全尾砂新型充填胶凝材料在月山铜矿的应用研究
4.全尾砂充填新型胶凝材料在铜山铜矿的应用研究
5.某铜矿全尾砂膏体充填技术及其工业应用研究
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利用脱硫石膏固结全尾砂的试验研究

如：成大量的井下废弃开采空问；出的尾砂使许多矿山尾矿库容严重不足；区生态环境形排矿破坏严重与此同时，年由石油、气所产生的ｓ：然经处理对大气影响较小，其副产品每烟０虽但
煤灰中低含量的ＣＯ，能激发粉煤灰的活性脱硫石膏和粉煤灰的化学组成见表１将脱硫石ａ又．
收稿日期：Ｏｌ０ — １２Ｏ一８２作者简舟：云嫩（９ｏ陈１７一）女．程师，工
维普资讯
减少水泥，此，展了脱硫石膏胶结全尾降又为开
砂的试验研究．
１脱硫石膏用作胶结剂
采用湿式石灰／灰石一膏法处理烟气中的Ｓ可得副产物脱硫石膏脱硫石膏的最大石石Ｏ，缺点是强度低、防水防潮性能差但若在脱硫石膏中加人一些添加剂，性能将有很大的改善．其
中图分类号：Ｄ８文献标识码：Ｔ９Ａ
Ｕ刖百
文章编号：０７１２（０２０ — ０６０１０ — ２９２０）４００ — ３
煤矿、色金属矿山、金矿山、工矿山以及非金属矿床开发过程中，产生很多危害，有冶化会
３ａ・３１Ｈ２ＣＳ０４２（＋Ｃａ — ２一ｓ・２０ＣＯＡ１ — ００＋ａ・Ｈ２卜３ＯＡ１０］Ｃａ０４１Ｈ２

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摘要：针对超细全尾砂难以沉降的问题，本文进行了实验研究。首先进行了不添加絮凝剂的静止沉降
实验，实验过程中发现超细颗粒沉降速度较慢；选取砂浆浓度、絮凝剂浓度、ｐ值和絮凝用量作为影响Ｈ因素，运用均匀设计的原理，采用Ｕ（均匀设计表，进行了添加絮凝剂的沉降实验，并对实验结果进７）
：＿ ■囊
；
：
ｘ沉降时间／ｍｍ
图３静止沉降中砂面高度随时间变化图
＋组・组一 ▲一组 — 组ｒ＋组十组
—
—
、謇
ｔ
世
２结果及分析
２静止沉降．１
譬
静止沉降高度随时间变化的曲线如图３所示。由图３可知，当砂浆浓度为３时，沉降速率最５／９６
量（２ｍ）达７，几乎没有４～４０ｍ的一０约Ｏ０５
降的实验研究］。
颗粒，属于超细粒级全尾，这种级配是不合理的。
１２静止沉降实验．
１实验介绍
１１尾矿性质．
取四组浓度值（量浓度）重，即５，１，５
行回归分析。结果表明，添加絮凝剂后的沉降速率要大于静止沉降的速率。在众多影响因素中，砂浆浓度对絮凝沉降的影响最大，ｐ次之，絮凝剂用量及浓度对絮凝沉降影响较小，并确定了最优实验方案。Ｈ关键词：超细尾砂；静止沉降；絮凝沉降；回归分析中图分类号：Ｔ２．ｉＤ９６２文献标识码：Ａ文章编号：１７ —８５（０１０ —０２ —０６１５０２１）５０７３
表１全尾砂的基本物理性能参数
０引言
我国矿石品位普遍较低，选矿难度大，由此造成尾矿粒度也越来越细，尾矿产量大。目前，地表堆存和井下充填，低浓度的尾矿处置方式含水量大，这样不仅对堆积体的稳定性问题带来风险，而且容易引发环境污染、工程灾害等一系列问题。
高浓度的处置方式是今后尾矿处置的一个必然
・
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一
曲｝ｌ
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发展趋势［，而超细粒级的尾矿在技术和设备上都１］
为尾矿的脱水和浓密提出了新的挑战。随着浓密设
●
备的快速发展，以深锥浓密机为核心的一批新型浓密设备受到了较多矿山青睐，但如何稳定地获得高
降实验，如图２示。在相应的时间点记录下对应所
的砂面高度。１３絮凝沉降实验．
选取絮凝剂添加量、絮凝剂溶液浓度、尾砂浆
浓度和ｐ值作为考察因素叫］Ｈ。采用均匀设计法
收稿日期：２１ — ０一ｌ０１３７作者简介：王辉（９５）女（族）１６一，汉，河北乐亭人，中冶京诚（皇岛）工程技术有限公司高级工程师，研究方向：工程设计。秦
第９卷
第５期
矿业工程
ＭｉｎｇＥｎｇｎｅｉｎｉｉｅｒｎｇ２７
２１０１年１Ｏ月
・
矿物加工・
超细全尾砂沉降实验研究
王辉杨静安骞韩成斌。
（．中冶京诚（１秦皇岛）工程技术有限公司；２．河北建材职业技术学院，河北秦皇岛０６０；６０４３．常州仲纳化工有限公司，江苏常州２３２）１０２
浓度的深锥底流仍是一个悬而未决的问题。针对超细粒级全尾砂脱水浓密的问题，本文进行了尾砂沉
图１全尾砂级配曲线圈
由表１和图１可看出，全尾砂比重和比较面积较大，这样水泥就更难将其包裹。全尾砂中细粒含
２，３，在１００ｍｍ的量筒中进行尾砂的沉５５０
尾矿取自云南某矿山的全尾砂，将样品进行化学分析，其主要化学成分ＣＯ为４．５，ＳＯａ４０ｉ为
４５，Ｍｇ为５０％。基本物理性质如表１所．５Ｏ．２示，粒级组成如图１示。所
设计实验］，实验一共有７组，每组实验按不同的实验条件进行，如表２示。在相应的时间点记所
２８
矿业工程
第９第５卷期
录下对应的砂面高度，并选用ＡＮ９４Ｈ和ｊ３ＳＨ一６２两种絮凝剂进行对比实验１。
降速率普遍要比不加絮凝剂的静止沉降要快。在添加絮凝剂后，尾砂颗粒很快形成絮团，其中第五组
形成的絮团最大。
＋＋
— 一
—
５％ｌ％５２５％３％５
ｒ
鲁
；
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恒
逝
曩、；』：＼：：：：：