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望儿山金矿全尾砂高浓度充填新技术研究

贾鹏昆  
【摘要】:随着现代科技和工业生产的高速发展,矿产资源的发展规模也迅速扩大,随之而产生的尾砂等工业废弃物对环境的危害也日益严重,同时全球资源形势日趋严峻,提高矿产回收率和矿业废弃物回收利用受到全社会的高度重视,利用尾砂充填采场是一条有效途径。高浓度全尾砂胶结充填以其充填能力大,脱水少,充填体强度高等优点,高浓度全尾砂连续造浆和高浓度全尾砂料浆管道输送是其中的关键技术。因而如何提高全尾砂充填连续造浆浓度和减少输送过程中的阻力损失成为本领域研究的重点。 本文首先综述了全尾砂高浓度充填采矿方法在金属矿山应用研究的发展和现状,介绍了几个具有代表性的利用全尾砂高浓度充填采矿方法的矿山。针对目前矿山充填系统的特点,提出了在高浓度全尾砂连续造浆工艺中采用风水联动仓内活化造浆方案,在高浓度料浆中加入减阻材料使其形成一种具有良好输送性能的塑化体、以减少输送阻力、提高输送浓度的减阻思想。 本文以山东金仓矿业股份有限公司望儿山分矿为研究对象,在室内对尾砂的物理特性、沉降特性、泌水特性、胶结特性、流动特性等方面进行系统测试研究。室内试验结果表明望儿山金矿高浓度尾砂充填具有强度高、泌水量少、沉降速度快等优点。 对锥形底立式砂仓的造浆系统进行改造,创新建立了全尾砂单仓高浓度连续造浆系统,研究改进了空气流态化造浆装置。通过活化介质使放砂管口附近的尾砂失重、液化,以便使其能随水流出。这种流态化工作是由风水喷嘴喷出的高压水和风来完成的。这种造浆放砂方式活化面积大,仓内砂浆颗粒均匀,放砂浓度稳定,易于控制。现场工业试验,最大放砂流量为80.38m~3/h,最大放砂浓度达到76%,基本上是饱和砂浆。 对高浓度输送过程中充填料浆的流动性参数、流变参数、沉降速度、输送参数与矿山输送系统进行系统测试和分析,介绍了使用化学输送剂实现高浓度输送的原理和方法,并在试验中对管路压力进行测试和分析。试验研究结果表明采用助剂输送技术实现高浓度自流具有操作简单、运行可靠、经济效果优良等优点。 本课题研究表明采用先进的技术和工艺可以改变传统的生产模式,能成功地解决了金矿全尾砂充填所带来的一系列问题,充填浓度达到75%以上,实现了全尾砂高浓度充填。为矿山无废开采和清洁采矿开辟了一条新的途径,具有广阔的推广应用前景。


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