文摘

不稳定的全尾矿沙浓度和脱水的问题在一些矿山回填系统导致不合格的底流浓度的尾矿沙浓度设备,灌装浓度的波动范围宽,不合格返回水浓度加油站,絮凝剂添加成本高。通过絮凝和沉降测试,絮凝剂的效果和沉降法和泥浆浓度对沉降速度的影响进行了研究,以及絮凝剂添加点的现场应用验证了模型。结果表明,(1)絮凝剂的剂量添加时,F一种聚丙烯酰胺作为絮凝剂的沉降效果最好整个尾矿沙在测试,根据比较澄清层的下降率和上层清液的澄清度。(2)增加絮凝剂浓度、尾矿沙的沉降速度逐渐放缓;最好的沉淀浓度的范围是8% - -18%的尾矿沙浓度;和尾矿沙的浓度对应的最大固体通量是10% - -14%。(3)依靠国内铜矿的现场条件,饲料的浓度从20%稀释-25%至10% - -12%,和溢流水澄清测试低于300 ppm,这验证了絮凝剂测试和絮凝剂添加点模型的正确性。絮凝剂的类型和用量以及饲料尾矿泥浆浓度影响絮凝和沉降效果。研究结果可以提供一些有效的絮凝和沉降的影响在其他矿山尾矿。

1。介绍

近年来,由于逐步强调环境保护和安全生产,越来越多金属矿山寻求矿业的变换方法在响应国家号召提高地下采矿的安全。充填采矿方法具有独特的优势,如保护地表环境,减少采空区塌陷的影响,提高矿石回收率的广泛推广和应用。1- - - - - -8]。

领域的矿山回填,大多数金属矿山或一些非金属矿山已经开始使用整个尾矿沙从我的加工厂填充地下采矿领域,许多学者进行了深入的研究尾矿水砂充填(9- - - - - -11]。王等人。12)的单轴抗压强度进行了研究尾矿低温砂填充标本和探索尾矿的力量进化和整合机制砂低温烧结填料。侯et al。13]研究维护年龄的影响尾矿沙巩固了填料的基本力学性能,建立了节段损伤固有模型基于损伤力学理论考虑到维护的年龄。赵et al。14)调查的早期力学性能和破坏特征尾矿沙巩固了与不同的纤维和填料的作用下获得了损伤固有模型不同的纤维。早期的力学性能和破坏特征与不同的纤维进行了尾矿胶结充填砂,和损伤实例化模型为填料的作用下得到不同的纤维。吴et al。15)研究了不同充填材料的配比参数在凡口铅锌矿的变异模式和分析尾矿砂浆流动性和管道输送阻力特性在不同条件下。为了提高脱水效率的尾矿沙和增加泥浆的底流浓度,絮凝剂添加增稠剂。添加絮凝剂的增稠剂可以显著提高结算效率尾矿沙浆,同时可以提高底流浓度(16- - - - - -22]。李等人。23)砂本技术更改和添加絮凝剂加药装置,有效地解决了这个问题不清楚溢出的水和低填充浓度,取得了高质量的将整个尾矿的沙子。基于FBRM(聚焦束反射测量)和PVM(粒子视频显微镜)研究手段,李et al。24]研究了絮状物的分布弦长,絮状物数量的变化,平均絮状物的动态演化弦长,然后分析了分段机制絮状物的结构。王等人。25]一个量筒进行沉降实验,小土地半成品深锥动态密度测试,得出结论:非离子絮凝剂分子量1200万是最有利于尾矿沙沉降。

絮凝剂可以解决的问题,低浓度的尾矿沙泥浆和nonclarification溢出水在某种程度上,但不稳定的脱水的问题全尾矿沙浓度和随之而来的不合格的底流浓度,充填浓度的波动范围宽,和高成本的絮凝剂添加在尾矿沙浓度设备仍难以解决,和一些相关的研究成果报告。在这种背景下,本研究旨在探讨絮凝剂和沉降法的影响,泥浆浓度在沉降速度的影响,以及现场应用的絮凝剂添加点模型进行絮凝和沉降试验获得最佳絮凝剂类型、最佳絮凝浆浓度,和成功的实践经验,为优质矿山尾矿水砂充填提供参考依据。

2。絮凝剂的作用,研究最优絮凝剂偏好

2.1。密度和粒度测定整个尾矿沙

絮凝和沉降试验研究进行了整个国内生产铜矿尾矿沙,和固体密度第一次被确定。整个尾矿沙的固体密度测试的温度20°C,和固体尾矿沙样品的密度为2.805克/厘米³。这项研究的结果发表在表1。

Malvin MS3000激光衍射粒度分析仪是用于分析整个尾矿沙的颗粒大小,和测试结果如图1。

与之相比,引用(总尾矿16- - - - - -23],总在这个铜矿尾矿的密度和总尾矿的粒径较小,因此,可能会有不同的絮凝沉降效果。

2.2。絮凝剂偏好测验

尾矿的沉降效果体现在结算的速度。尾矿的沉降速度计算通过观察澄清层的高度改变随着时间的推移,然后每种类型的沉降效果,不同的浓度,絮凝剂的比例尾矿砂浆相比。最合适的絮凝剂类型,最好的解决浓度,和相应的絮凝剂。

为了为尾矿沙选择最合适的絮凝剂,它是必要的观察和研究每种类型的聚丙烯酰胺絮凝剂的沉降效果测试尾矿沙通过选择测试来确定絮凝剂类型选择为后续测试和实际项目。尾矿沙的絮凝沉降效果主要是通过比较判断的速度下降的澄清层和上层清液的澄清度。

8个不同类型的絮凝剂的絮凝剂制造商,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8日被选为这个测试,其中F1,F2,F3,F4是阳离子型和F5,F6,F7,F8是阴离子类型,如图2。絮凝剂是准备到1000 ppm的浓度。

尾矿泥浆质量浓度为15% 1 L缸作为对照组,观察自然沉降。8组尾矿沙泥浆质量浓度为15%的准备,和不同类型的絮凝剂解决方案添加到每个群尾矿泥浆砂15 g / t。底部的孔搅拌器被量筒和解除两次很快,然后慢慢地,以确保每个群尾矿的沉降条件下砂是相同的除了不同类型的絮凝剂。搅拌器离开液面时,计时开始,和澄清层的高度在30年代,60年代,120年代和180年代记录如表所示2,解决尾矿沙是观察到的效果。

根据试验观察,尾矿沙很好,和自然沉降速度缓慢;因此,它是不可能观察到一个明显的澄清层,但在添加絮凝剂效果显著。它可以确定是可行的和有效的提高尾矿沙通过添加絮凝剂的沉降影响。

尾矿的沉降砂分为两个阶段,快速沉降和压缩沉降。当尾矿泥浆开始安定下来,进入快速沉降阶段,持续时间通常是30年代2分钟。添加了相同剂量的絮凝剂,浓度越高,沉降速度越慢的快速沉降阶段,和快速沉降阶段的持续时间越长。在快速沉降阶段,沉积物层和液体澄清层表面可以观察到在底部。当液体澄清层表面与液体表面的沉积物层和沉降速度低于30毫米/分钟,进入压缩沉降阶段。

在该测试中,快速沉降阶段完成后在60年代,所以沉降速度在60扫描反映了其沉降效果的优越性。絮凝和沉降为每个组的条形图显示在图3。

图中可以看到4,在F1,F8日,F2,F4絮凝剂组,沉降速度快于其他组,并观察到上层清液的澄清是最好的F1组,稍差F2,F4组,和最严重的F8组;因此,当添加絮凝剂剂量是肯定的,F一种聚丙烯酰胺作为絮凝剂的沉降效果最好的测试全尾矿沙。

而絮凝的效果(16- - - - - -23),阳离子絮凝剂的絮凝沉降效果优于阴离子絮凝剂,表明尾矿的性质更适用于阳离子絮凝剂。絮凝沉降速度是慢于尾矿中引用(16- - - - - -23),与总尾矿的密度越小。

3所示。研究浆浓度对絮凝和沉降速度的影响

集中器产生的尾矿的浓度和絮凝剂添加量对尾矿的沉降也有重要影响。一般来说,集中器产生的尾矿浓度越低,越快进入砂箱后的沉降速度。在一定范围内,絮凝剂用量越大,沉降速度越快。的浓度尾矿沙加工厂的输出通常是根据选矿过程决定的,和尾矿沙治疗下游工序不需要选矿过程变化来实现最好的结果,尤其是当这些变化需要一定的成本。与越来越多的絮凝剂絮凝并没有变得更好。一方面,絮凝剂的增加意味着成本的增加。另一方面,研究还发现,增加絮凝剂数量后,尾矿的沉降明显不会改变或甚至可能变得更糟。

实验室试验旨在研究絮凝剂沉降的影响在不同浓度的尾矿泥浆添加不同量的絮凝剂和确定最佳的絮凝剂添加量为每个尾矿沙浓度提供依据灌装系统的修改。

根据絮凝剂选择测试的结果,重量相应的尾矿沙和水体积和准备8%,10%,12%,15%,20%,和25%的尾矿沙泥浆,分别。总量应该确保1 L制备完成后,和絮凝剂添加量是5 g / t, 10 g / t, 15 g / t, 20 g / t,分别和25 g / t。相应的絮凝剂溶液量添加到尾矿沙泥浆吸管。洞搅拌器把量筒的底部,取消两次很快,然后慢慢地确保每组的沉淀条件的尾矿沙是相同的除了不同数量的絮凝剂补充道。

而搅拌器在液体表面,开始的时候,澄清层的高度在10年代,20多岁30多岁,45岁的年代,60年代,90年代,120年代,180年代和240年代被记录,和清晰的浮层中沉降观察和定性判断。

例如,尾矿沙浓度8%,沉降效果已经明显在5 g / t絮凝剂,所以没有需要测试的沉降效果在更高的絮凝剂添加浓度的尾矿沙;例如,在尾矿沙5 g / t絮凝剂12%,沉降的效果不好,所以没有需要测试在更高的絮凝剂沉降的效果。因此,没有需要测试5 g / t的絮凝剂当尾矿沙的浓度更高。最后,19套进行了测试,测量和18组数据,其中澄清层没有观察到尾矿沙浆浓度15%和絮凝剂添加10 g / t。

最好的解决效果8%尾矿泥浆达到5 g / t絮凝剂,10%尾矿泥浆10 g / t絮凝剂,12%,15%,和20%尾矿泥浆在15 g / t絮凝剂,和25%尾矿泥浆在20 g / t)絮凝剂。不同浓度的最佳沉降数据比较,和图中所示的曲线4被获得。

通过计算得到其沉降速度,如图5。

通过测试数据,它可以直观地看到,随着浓度增加,每组尾矿沙的沉降速度逐渐变慢,当浓度为8%,只有5 g / t的絮凝剂。沉降高度是188毫米在30年代,完成快速沉降的过程,变成压缩沉降和沉降速度是376毫米/分钟;当尾矿沙的浓度是25%,絮凝剂添加量是20 g / t,沉降速度只有11毫米/分钟,也就是1/34尾矿沙泥浆的沉降速度的8%,所以可以看出初始浓度的大小有很大的影响对沉降的速度。另一方面,絮凝剂的用量在低浓度的解决尾矿泥浆也较少,成本较低。因此,根据测试结果,二次稀释的尾矿沙加工厂可以设计它的浓度减少到一个合理的范围在随后的灌装系统的使用。

相比之下,尾矿的引用(16- - - - - -23),在这个铜矿尾矿泥浆的初始浓度较高,最大浓度是25%左右。同时,最佳的絮凝剂用量20 g / t),剂量大。在参考文献[16- - - - - -23),尾矿泥浆浓度约5%∼18%,絮凝剂用量约为7∼16 g / t,剂量小,絮凝剂成本很低。因此,尾矿泥浆的稀释可以提高絮凝效果,降低絮凝剂的用量,可以降低成本。

4所示。混凝剂添加点模型和应用验证

4.1。最佳稀释浓度和固体通量的集中器

二次稀释浓度絮凝和沉降的主要研究方向,很多研究主要集中在研究目标的最佳稀释浓度矿山、缺乏一般通用的研究类似的矿山。设计尾矿浓度,实验最佳稀释浓度,浓度和实际postdilution我因矿而异。

根据固体通量的定义,某些固体的物理数量通过垂直单位时间通过单位面积。存在一个最大值,因为泥浆的浓度越低,沉降速度越快,但与此同时,降低砂浆的质量单位体积。固体通量越大,浓度越大处理效率和浓度的速度越快。

结合进料浓度之间的关系和沉降速度第三节中提到的,浆的固体通量在不同进料浓度计算和固体通量的变化曲线与饲料浓度绘制如图6。

因为全尾矿的沉降速度是影响尾矿泥浆的质量浓度,对尾矿沉降实验和相关的絮凝和沉降的研究,最佳沉降浓度的范围通常是8%到18%的尾矿浓度。从图可以看出7最大固体通量对应于尾矿浓度的10%到14%。因此,考虑到治疗效率和稀释成本,基于研究的快速脱水絮凝剂添加系统的增稠剂,固体通量的数学模型和最佳稀释浓度的尾矿从常见的有色金属矿石是建议是10% - -16%。

4.2。中心进料桶絮凝剂添加点模型和应用验证

根据现场条件的国内铜矿,设计一个小型饲料桶装置絮凝和解决尾矿砂浆二次稀释根据进料浓度范围。矿山尾矿沙固体密度是2.8吨/米³质量浓度20% - -25%的低浓度尾矿沙泥浆增稠剂小饲料桶的顶部中心设备,寻求最佳性能的絮凝剂浓度和二次稀释浓度,开发一种高效的动态浓度和脱水浓度设备测试程序适用于网站,并优化絮凝剂添加点的位置和数量。

中心的一个模型饲料桶絮凝剂添加点示意图见图7。

絮凝剂制备浓度稀释到0.1%左右在中央饲料桶多点,和添加点的位置和深度进行了优化,根据现场情况调整。提要从20%稀释-25% 10% -12%基于self-dilution和适当的添加外部水根据饲料量的波动达到最佳絮凝和沉降的效果并确保大型固体通量网站测试结果表明,溢出的水澄清是低于300 ppm,和溢出效应图如图8。

5。结论

通过絮凝和沉降测试了尾矿,絮凝剂的影响和解决法律和浓度对沉降速率和现场应用验证的影响进行了研究,并得到了以下结论:(1)当添加一定剂量的絮凝剂,它是判定F一种聚丙烯酰胺作为絮凝剂的沉降效果最好整个尾矿沙在测试通过观察和比较的下降率澄清层和上层清液的澄清度。(2)增加浓度,解决尾矿沙的速度逐渐变慢,和最优解决尾矿沙的浓度范围从8%到18%和10%到14%的最大固体通量。后续二次稀释尾矿沙需要提高沉降速度和固体通量。(3)依靠国内铜矿的现场条件,饲料的浓度从20%稀释-25%至10% - -12%,和溢流水澄清测试低于300 ppm,絮凝剂的正确性验证测试和添加点模型。

絮凝剂的类型和用量以及饲料尾矿泥浆浓度影响絮凝和沉降效果。研究结果可以提供一些有效的絮凝和沉降的影响在其他矿山尾矿。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是国家重点研究和发展的支持和资助计划13日的五年计划(2018 yfc0604603和2018 yfc0604606号),都是极大的赞赏。