使用“三废”的坯体浆料流动性的研究

针对在陶瓷釉面砖生产过程中,坯料配方加入大量陶瓷生产废渣及使用循环废水后,产生浆料难解胶的问题,本文通过对废渣废水的特性以及废渣废水对流动性的影响机理进行了分析研究,提出了对应解决方法。

井下采空区全尾砂充填材料试验研究

银鑫矿经过多年开采,井下形成较大采空区,为充填治理井下采空区,需要进行实验室充填材料试验。通过进行流动性和强度试验,并在室内和矿山井下采场中进行养护,优选得到最佳的充填料浆质量浓度和材料配比,确定了银鑫矿的充填工艺。结果表明,使用胶固粉G料作为胶凝材料,74%质量浓度、灰砂比1∶10可以达到3 d强度1 MPa以上;74%质量浓度、灰砂比1∶6可以达到28 d强度4 MPa以上,银鑫矿充填料浆在其井下采场条件下,充填体的强度明显降低,采场中的充填体强度只有室内试验试块强度的80%左右。

降低膏体料浆沿程阻力损失的试验研究

膏体充填系统沿程阻力损失大,严重影响膏体系统的正常运行,制约着膏体充填技术的进步与发展。结合金川镍矿实际,在膏体料浆中添加减水剂对此进行了研究。研究表明,在膏体料浆中添加1%~1.5%的JKJ-NF型泵送减水剂,能够降低泵的工作压力,提高膏体料浆的流动性,提高充填体的各龄期强度,有利于改善矿山在高强度采矿条件下的安全生产环境。

香炉山钨矿充填料浆浓度对成本的影响

对全尾砂料浆流动性能研究得出香炉山钨矿最佳的充填浓度为69%～71%,分析对比实际生产浓度与最佳浓度条件下充填体的强度值,可知充填体强度与龄期、水泥的添加量和料浆浓度成正比,且水泥添加量大、龄期长时,浓度值的差异对强度的影响较大。通过料浆泌水试验计算得到各充填物料的消耗量,按井下对充填体的要求所对应71%和65%料浆的水泥单耗为176.3 kg/m^3、219.1 kg/m^3,浓度值的提高可节省水泥42.8 kg/m^3、合14980 t/a,每年可为香炉山钨矿节省599.2万元的充填运营成本。为实现高浓度充填,香炉山钨矿展开了充填系统优化改造工作,增加高效深锥浓密机作为全尾砂预处理设备,实现企业降本增效的目的。

软土固化剂作用下尾砂胶结充填强度与流动性试验研究

尾砂胶结充填工艺中,充填料浆的流动性与尾砂固结体的强度是影响充填体性能的关键。为探究银山矿充填料浆在WK型软土固化剂作用下,充填料浆浓度与灰砂比对充填料浆流动性与固结强度的影响,开展了不同灰砂比与不同尾砂浓度下的尾砂流动性与固结性能试验研究。结果表明:在WK型软土固化剂作用下,灰砂比为1︰6时充填固结强度满足一步骤采场的需求,其余灰砂比条件下的充填固结强度满足二步骤采场的需求,且不同灰砂比料浆的流动性能均满足要求,但尾砂料浆质量浓度在65%以上时,还需调整固化剂或灰砂比,确保既满足尾砂浆体流动性要求又符合强度指标。

某矿山尾砂充填骨料的选择

南方某黄金矿山,由于多年开采目前井下形成大量采空区,从而破坏了岩体的原岩应力平衡,成为影响矿山安全生产最主要的危险源,采用尾砂充填采空区是消除潜在危险源的最有效手段。但矿山自身没有可以利用的充填骨料。为了选取适合本矿山充填所需的骨料,分别对黄狮涝尾矿库尾砂和水木冲尾矿库尾砂进行基本物化特性分析,同时开展沉降及渗透性、料浆流动性及充填体强度等性能测试分析;其测试结果表明,水木冲尾矿库尾砂各项性能均优于黄师涝尾矿库尾砂,最终结合矿山实际情况选取水木冲尾矿库尾砂为矿山充填所用尾砂;并根据充填配比试验结果及结合充填料浆流动性,确定矿山最佳充填料浆参数为:料浆浓度72%、灰砂比1∶8至1∶4。

夏甸金矿细颗粒尾砂充填技术研究与应用

为解决夏甸金矿充填存在的细颗粒尾砂处理困难、充填浓度低、充填体强度低等技术难题,开展了充填材料物理化学性质研究、细颗粒尾砂沉降特性研究、细颗粒尾砂强度配比试验研究、细颗粒尾砂充填料浆流动性能研究等,提出了夏甸金矿充填系统技术改造方案,并完成了现场技术改造。现场应用结果表明:细颗粒尾砂(-74μm)在灰砂比1∶7~1∶8,充填能力≥60%时,充填体3 d强度≥1 MPa,满足夏甸金矿开采要求,不仅解决了细颗粒尾砂排放问题,减轻尾矿库库容压力,而且还提高了矿山尾砂利用率。

混合盐在洗衣粉中的应用研究

对矿井副产的不同批次混合盐进行成分分析,并在洗衣粉中进行应用,从混合盐对洗衣粉料浆流动性、粉体白度、去污和泡沫等方面的影响进行研究。混合盐中含有大量的氯离子,通过模拟测试了不同添加量对洗衣粉生产过程中的金属设备、管道以及使用过程中对洗衣机滚筒的腐蚀性,评估了其在洗衣粉中应用的可能性。

坯体增强剂对轻质陶瓷注浆成型性能的影响

提高坯体强度是日用陶瓷减薄轻量化的重要环节。本文分析和研究了不同陶瓷坯体增强剂对陶瓷泥浆流动性、生坯强度以及烧成强度和其他物理性能的影响,并成功利用料浆发泡和注浆成型技术,制备出轻质微孔陶瓷。研究发现,添加坯体增强剂可有效改善坯体因料浆发泡引起的强度降低的问题;在添加0.8‰发泡剂、0.1wt%羧甲基纤维素（CMC）增强剂的情况下,其生坯抗弯强度与未添加发泡的试样无基本相当、烧成试样的体积密度降低20%、其抗折强度仍可达28 MPa以上。该研究有望为日用陶瓷在减薄轻质化和节能减排生产技术的进一步开发提供新的技术路线。

外加剂对膨胀充填材料性能的影响

充填采矿法因其具有矿石回收率高、矿石损失贫化小以及能有效控制采场地压等优点而在国内外金属矿山得到广泛应用。但充填料浆泌水沉降、空区形状不规则等原因造成充填体不能充分接顶,这将严重影响井下安全生产和地表构筑物的稳定性。为解决此类问题,本工作通过向充填料浆中添加外加剂来制备可以主动接顶的膨胀充填材料,并探讨了外加剂用量对充填料浆的流动性、膨胀充填体的单轴抗压强度(UCS)、表观密度和孔隙率的影响。研究结果表明:在试验选取的掺量范围内,增稠剂、发泡剂会降低充填料浆的流动性和表观密度,当增稠剂掺量为0.6%(质量分数,下同)时,充填体UCS达到最大值1.16 MPa;稳泡剂通过改善气泡稳定性会轻微提高充填体强度,当稳泡剂掺量为0.5%~0.7%时,充填体UCS提高约2.7%;膨胀充填体基本在30 min内停止体积增长,当发泡剂掺量从1.5%增加到3%时,充填体28 d强度和孔隙率相应地降低了37.3%和提高了13.9%。

杨家沟铝土矿充填材料配比优化研究

为了充分回收铝土矿资源和保护地表村庄安全,杨家沟铝土矿拟采用条带进路充填法回采矿石。结合矿山周边固废情况,探讨了煤矸石尺寸、粉煤灰和脱硫灰渣掺量对充填料浆流动性和充填体强度的影响。研究结果表明,粉煤灰的"滚珠"效应能够改善充填料浆的流动性,但在大掺量情况下主要起填充作用,表现为充填体强度随掺量的增加而降低;单一增大煤矸石尺寸导致料浆极易离析,脱硫灰渣掺入后能够增加料浆的黏聚性,适合长距离泵送;充填体强度与煤矸石尺寸呈正相关,但早期强度增长较慢,各龄期增长幅度为3.06%~20%。通过类比相似矿山及结合室内试验结果,推荐充填配比:1步骤配比为水泥∶粉煤灰∶煤矸石∶灰渣=1∶1∶6.4∶1.6,料浆质量浓度80%,该配比28 d强度为3.28 MPa,坍落度为26.2 cm;2步骤配比为水泥∶粉煤灰∶煤矸石∶灰渣=1∶2∶14.4∶3.6,料浆质量浓度80%,该配比28 d强度为0.76 MPa,坍落度为25.7 cm。

矿山胶结充填胶凝材料最佳添加量优化研究

采用胶结充填采矿法时,充填成本直接影响着采矿成本,而胶凝材料添加量对充填成本起到至关重要的作用。在保证充填体强度的前提下,优化胶结充填中胶凝材料的添加量,能够降低充填成本。本文通过测定不同配比参数条件下的充填料浆流动性能,确定了最佳的充填料浆输送浓度,并在此浓度基础上开展了多组不同配比条件下的充填体强度试验,最终根据强度试验结果优化选取了最佳水泥添加量,将充填料浆中胶凝材料单耗由原先的348kg/m3和191kg/m3降为247kg/m3和156kg/m3,分别降低了29%和14%。据此计算每年可为矿山节约充填成本约800万元。

采场充填接顶自膨胀材料试验研究

充填接顶效果是影响充填质量的重要因素。针对由于充填料浆自身的沉缩性、泌水性导致常规的充填接顶技术难以达到理想效果的问题,自主研发了充填料浆膨胀剂,该材料克服了充填料浆沉缩性及泌水性的缺陷,通过浆体自膨胀,达到充填体体积膨胀,从而实现充填完全接顶。经试验检测,在充填料浆浓度72%,灰砂比1∶4,膨胀剂添加量为充填料浆总质量的0.8%时,充填体体积膨胀率为18.2%,充填体强度为1.76 MPa。

井下泵送混凝土充填工艺配比参数试验研究

兴发集团兴隆矿利用废石破碎成-10mm且具有连续级配的碎渣作为充填骨料,采用泵送混凝土充填工艺,经充填料浆流动性试验及强度配比试验确定,其充填浓度为82%、砂灰比为4时,能够满足泵压输送及回采强度的要求。

高分子乳液对水泥基充填材料性能的影响

为解决水泥基充填材料存在的流动性差、强度低的问题,提出以高分子乳液改性其性能。对比研究了苯丙乳液、纯丙乳液、VAE乳液3种乳液对充填料浆流动性能和力学性能的影响,采用SEM扫描电镜观测微观结构形貌。结果表明:2%掺量的苯丙乳液和6%掺量的纯丙乳液对浆体流动度具有促进作用;VAE乳液则增加了浆体黏度,但对充填体抗压强度和抗折强度的改性效果优于苯丙乳液和纯丙乳液,当VAE乳液掺量为10%时,充填体3 d、7 d抗压强度和抗折强度达最大值为12.82 MPa、16.55 MPa和4.37 MPa、5.63 MPa;当VAE乳液掺量为6%时,28 d抗压强度和抗折强度达最大值为16.25 MPa和5.63 MPa。苯丙乳液对充填体的抗拉强度改性效果最好,当苯丙乳液掺量为10%时,充填体3 d、7 d和28 d抗拉强度达最大值为1.77 MPa、2.55 MPa、2.91 MPa。随着水化龄期的延长,聚合物乳液改性充填体微观结构形貌由细针状钙矾石和絮状C-S-H凝胶发育为短棒状和团聚状,水化产物与乳胶颗粒构筑成紧密结合的有机-无机三维互穿网状结构,填充至骨料基体孔隙之间,使充填体具备良好的宏观力学性能。

基于凝胶注模技术制备TiN-Cu电火花电极可行性研究

本文主要探索凝胶注模技术制备TiN-Cu电火花加工用(EDM)电极的可行性。本文以TiN粉末和Cu粉末作为原料、海藻酸钠作为分散剂、明胶作为粘结剂,经过浆料制备、干燥、烧结成EDM电极。研究了pH值、分散剂、粘结剂对浆料流动性的影响和TiN-Cu EDM电极电加工性能。试验结果表明:当pH值为7、海藻酸钠质量分数为1%、明胶质量分数为1%时,30%TiN-Cu EDM电极相对损耗率为11.625%,比商用紫铜电极相对损耗率低,从而得出凝胶注模技术制备TiN-Cu EDM电极是可行的。

东塘子铅锌矿碎石胶结充填配合比优化研究

为了提高陕西东塘子铅锌矿矿石回采率并解决地表废石场问题,提出了碎石胶结充填采矿工艺,并开展了一系列室内充填配比优化研究。研究结果表明,浆体的塌落度存在临界点,在料浆浓度为84%之前和之后塌落度降低率分别为11.37%和52.53%(水泥∶粉煤灰∶碎石为1∶1∶16);添加剂可明显提高充填体强度,A2配比时7d和28d强度可分别提高28.78%、71.29%;充填体强度随养护时间呈对数增长;根据充填体强度和输送性能的要求,推荐矿山充填料浆浓度为82%~84%,对应塌落度为25~29cm,胶面充填采用A2配比,普通充填可采用A3、B3和D2配比,对应的7d强度分别大于1.2MPa和0.5MPa。

金厂河多金属矿尾砂胶结充填试验研究

为保障金厂河多金属矿充填系统的正常运行,亟需确定适合矿山条件的最佳充填参数。通过矿山取样和实验室试验研究,结合矿山采矿方法所需的胶结充填体强度,确定了一步骤采场充填料浆浓度为72%,底部采用分级尾砂胶结充填,灰砂比为1∶4;中上部采用全尾砂胶结充填,灰砂比为1∶6。研究成果可为确定同类矿山尾砂胶结充填参数提供参考。