全尾砂胶结粒径配比优化研究

《全尾砂胶结粒径配比优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ISSN1671—2900采矿技术第10卷第5期2010年9月CN43—1347／TDMiningTechnology，Vo1．10，No．5Sep．2010全尾砂胶结粒径配比优化研究胡亚军，姚振巩，南世卿，赖伟(1．长沙矿山研究院，湖南长沙400041；2．河北钢铁集团矿业公司，河北唐山市064200)摘要：针对全尾砂颗粒极细引起的一系列问题，提出掺加一定比例的粗砂进行粒径配比优化的方案。通过分析全尾砂、粗砂的物理化学性质，优化计算最大沉降浓度，以及坍落度及强度试验，确定了最佳粗砂掺加量。研究表明：当粗砂掺加量／"t=13％

2、时，充填料浆具有最大沉降浓度75％，比全尾砂浓度提高4个百分点。同时充填料浆具有良好的流动性，减少了管道的阻力。关键词：全尾砂充填；粒径配比优化；最大沉降浓度；掺加量全尾砂由于颗粒极细，孔隙率较大，一般矿山以(1)全尾砂的孔隙率达到62％，不易混合成高低浓度状态输送。由于含细颗粒高，充填倍线受到浓度充填料。粗砂的曲线坡度较陡，其粒径比较均限制。充填料浆含水量高，进入采场内长期呈流动匀。全尾砂、粗砂加权平均粒径大小差别在5倍以状态，不易凝固，严重影响下一步的采矿。上，能够相互较充分的混合。凡口铅锌矿尾砂(d。=0．075mm)其

3、极限输送表1全尾砂、粗砂的物理性质浓度仅能达到71％。而且，由细颗粒组成的料浆在材料名称(k密度容重高浓度状态下流动性较低，从而导致料浆阻力成倍g／m3)(kg／m3)加权平径提高，自流输送距离受到很大的限制。因此，有必要结合矿山实际情况，采用粗、细混合料：粗料为一3mm粗砂，细料为大量的一74m全尾砂，实现全尾砂高浓度充填。1全尾砂和粗砂的物理化学性质全尾砂1．311．189．4620．7217．424．470．9615．94凡口铅锌矿全尾砂及粗砂的粒级分布及物理性(2)全尾砂中的S含量为9．46％，增加了料浆质分别见图1、

4、表1，其化学成分测定结果见表2。的稠度，对充填体的后期强度有一定的影响，但并不是十分严重，在本文的试验中不予考虑。／／／／／f2粒级配比优化计算厂／／最大沉降浓度是影响充填体强度的重要参数，}也是影响充填成本的重要经济指标。对于从事充填细全黾砂

5、的技术人员而言，提高最大沉降浓度是其工作重点。／／l最大沉降浓度实际上是各粒子包围的薄膜水间／{的一种互相接触的状态，与粒子形状、大小、和粒径／}分布(以加权平均粒径d。表示)、薄膜水层厚度和／颗粒比重P／p。有关。其公式如下：墼C：)()(1)Po0图1细全尾砂及粗砂的粒级分布式中：

6、．p=Pi[1+(1-pf／p)·n]从图1、表1、表2可以看出：d。=(32．5496·／"t+7．7540)／10018采矿技术对于采用不同的掺加量，有不同的最大沉降浓当粗砂掺加量n=0～ll％时，单轴抗压强度值度。当其中某一比例最大时，认为此时混合物就具变化比较平缓，当>15％时，试块单轴抗压强度随有最优的级配。因此，对公式(1)求极大值，可得：n着粗砂掺加量的增加而急剧降低，当t／,=13％左右=5．7099—5．9467a／(a+b)。时，单轴抗压强度取得极大值。高泉教授、金文斌等人根据全尾砂和粗砂沉降试验资料，通过

7、线性回归得出：a=0．8171；b=0．0532。由此可以得到：／1．=0．1267。通过粒径配比优化计算，确定粗砂掺加量为12．67％。最大沉降浓度可以通过集合沉降进行测定。试验表明：料浆最大沉降浓度达到75％。3粒径配比优化试验3．1通过坍落度试验确定，l为了了解粗砂和全尾砂混合料的流动特性，进图2单轴抗压强度变化曲线行了坍落度试验。采用标准的圆锥桶，桶高300mill，上口直径1001Tim、下口直径200mill，按建筑工4结论程规定测定浓度为75％，灰砂比为1：8，掺加不同比(1)全尾砂、粗砂的物理化学性质及粒级分析

8、例粗砂的充填料浆的坍落度。测定结果见表3。表明：全尾砂孔隙率过大，而粗砂粒级均匀，易与全表3坍落度试验结果尾砂均匀混合；全尾砂5含量偏高，但对充填体的影掺加量坍落度掺加量坍落度掺加量坍落度响不大。(％)(cm)(％)(tin)(％)(era)(2)通过最大沉降浓度公式优化计算，以及坍09．9815．3l519．55l2．4l0l6．21820．5落度及强度试验，确定最佳粗砂掺加量n=13％，混613．31218．42O21合料浆最大沉降浓度75％比细尾砂沉降浓度提高了4个百分点，且流动性较好，实现了真正意义上的分析表3，可以看

9、出：高浓度胶结充填。(1)在浓度75％，灰砂比1：8条件下，坍落度(3)凡口铅锌矿在全尾砂胶结充填试验期间，随着粗砂掺加量n的增加而增加。充填料浆借助自重输送的浓度达到75％，尾砂利用(2)当n≥12％时，坍落度满足建筑工程规范率达到了90％，实现了尾砂无废化、少废化的目的。