基于灰色理论的尾砂絮凝沉降底流浓度预测研究

絮凝沉降是尾砂浓密脱水的重要措施,为研究絮凝剂类型和絮凝剂单耗对尾砂沉降效果的影响规律,以某铅锌矿全尾砂为试验材料,开展自然沉降与絮凝沉降试验,并以沉降后的底部压缩层质量浓度为研究指标,采用灰色理论模型对试验结果进行预测。研究结果表明:自然沉降难以满足沉降需求,絮凝剂种类及其单耗对尾砂的絮凝沉降效果有较大影响,其中最佳絮凝剂类型为625S絮凝剂,最佳絮凝剂单耗为15 g/t,底部压缩层质量浓度为60%;利用灰色理论模型得出的底部压缩层质量浓度预测值与试验得出的真实值较为接近,最大误差率约为0.06、方差比值为0.3264,小误差概率为1,预测结果可靠性较高。

黑龙江某铜钼混合精矿絮凝沉降性能及机理研究

黑龙江某铜钼混合精矿矿物成分复杂,矿样中-30μm粒级含量占45.56%,微细颗粒含量高,该精矿因成分复杂且微细粒含量高导致精矿浓缩池的絮凝沉降作业面临着沉降慢、溢流浊度高的巨大难题。为探究该精矿的絮凝沉降性能及相关机理,首先,对该样品进行单因素絮凝沉降试验,以沉降高度和上清液浊度为指标考察絮凝剂分子量、絮凝剂浓度、絮凝剂单耗量、矿浆浓度和矿浆pH值对其絮凝沉降效果的影响;其次,利用傅里叶红外光谱对沉降产物进行分析,探究矿物颗粒与絮凝剂之间的配位模式和作用方式;最后,借助分子动力学模拟结果分析样品中各矿物与絮凝剂分子和水分子之间的作用关系。物理结果表明,该样品在阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)分子量1000万、配制浓度1.60‰、单耗量25g/t、矿浆浓度25%和矿浆pH=11时絮凝沉降效果最优;红外谱图分析结果表明,APAM与矿物表面发生了氢键吸附和化学吸附;分子动力学结果表明,4种主要矿物与APAM的絮凝吸附均为自发过程,且APAM分子在4种矿物表面均紧密分布,而水分子主要分布在黄铜矿和辉钼矿表面。本文研究结果可为微细粒铜钼混合精矿的絮凝沉降工艺及新型絮凝剂分子的设计开发提供科学依据。

塔河下游高含沙浑水絮凝沉降试验研究

细粒悬移质高含沙浑水对微灌系统的淤堵一直困扰着区域节水灌溉的推行和农业节水能力的提升。以典型的塔里木河高含沙浑水为例,选用5种不同浓度的絮凝剂,以泥沙沉降比、淤积泥沙的体积、上清液浊度、处理成本等参数为指标,应用层次分析法及熵权法耦合得到各参数综合权重,优选去除细粒泥沙的最佳组次。试验结果表明,考虑絮凝沉降效果、絮凝剂成本、泥沙浑浊液的浊度和絮凝物的体积等因素,阴离子聚丙烯酰胺PAM(-)沉降效果最好;泥沙浓度为12%,PAM(-)的添加量为0.01 g/L为试验组次最优。试验结果可为塔河中下游灌区高含沙浑水絮凝沉沙提供参考。

银山矿全尾砂料浆絮凝沉降特性试验研究

随着银山矿浅部矿体资源的逐渐枯竭,高效安全地回采深部矿体是接替和延续矿山产能的主要途径,而充填采矿法是深部矿体开采的主要采矿方法,确定充填骨料特征及其沉降特性是优化充填工艺的主要环节。为探究银山矿全尾砂的絮凝沉降特性,开展了全尾砂的静态浓密沉降试验研究,通过对比分析6种不同絮凝剂对全尾砂沉降的影响,优选出效果最优的絮凝剂及其最佳用量,进而分析得出絮凝剂对应的矿浆最佳给料浓度。研究结果表明:适用于银山矿全尾砂絮凝沉降的絮凝材料为AN-910-SH型絮凝剂,最优絮凝剂添加量为40 g/t,进入立式砂仓或深锥浓密机最佳的浆体给料质量浓度为10%。研究结果可为全尾砂浓缩沉降设施选型设计提供依据。

铜尾矿浆絮凝沉降及对固化影响研究

为研究不同絮凝剂单掺及复配对铜尾矿浆的絮凝沉降效果,选用传统无机絮凝剂硫酸铝、无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)及有机絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺(APAM)进行单掺及2种无机絮凝剂分别与APAM复配絮凝沉降试验,并将絮凝后的铜尾矿浆进行水泥固化试验。结果表明:在最佳投加量时,3种絮凝剂絮凝效果为APAM>PAC>硫酸铝。在复配试验中,复配组合的沉降效果均优于单独使用。絮凝前后的铜尾矿固化体抗压强度各龄期最低提高了2.4倍,其中,单独使用絮凝剂硫酸铝后的铜尾矿固化体各龄期抗压强度最高,APAM最低;而在复配絮凝剂中,硫酸铝与APAM絮凝后的铜尾矿固化体抗压强度较PAC与APAM絮凝后的高。

基于超细磷尾砂的絮凝沉降特性及其胶结膏体充填材料性能研究

目的:本研究旨在提高基于矿山超细磷尾砂的充填质量、效率和经济效益。方法:本研究基于磷尾砂的物化特性,通过控制絮凝剂用量和入料浓度,研究了磷尾砂在絮凝沉降过程中的最佳条件;并通过调整充填料浆的质量浓度和砂灰比,分析了这些因素对充填料浆流动性和充填体力学性能的影响。结果与结论:研究结果表明,超细磷尾砂的最佳絮凝沉降入料浓度为10%,在聚丙烯酰胺用量为25 g/t时,底流浓度可达64.53%。磷尾砂胶结充填料浆的流动性主要由屈服应力决定,其受质量浓度影响较大,受砂灰比影响较小。水泥对超细磷尾砂的固化效果有限。研发针对超细磷尾砂的低成本充填胶凝材料是提升充填体性能的关键途径。意义:本研究为提高基于矿山超细磷尾砂的充填质量、效率和经济效益提供了最佳工程参数和有效途径,具有重要的工程指导意义和应用价值。

铝土矿微细粒矿泥快速絮凝沉降研究

铝土矿企业存在大片矿泥堆存的尾矿库,占地面积大,且极易发生渗漏,有重大安全环保风险。随着国家尾矿库治理政策的出台,将矿泥快速脱水干排并转变为复垦材料将成为铝土矿矿山可持续发展的必由之路。从堆积型铝土矿矿物特性入手分析,探究铝土矿微细粒矿泥絮凝沉降方法,并将矿泥转变为土壤修复材料。结果表明,利用CS89絮凝剂进行矿泥絮凝沉降,在矿浆浓度60 g/L、絮凝剂用量200 g/t时,铝土矿泥浆2 min的平均沉降速度达到87.5 mm/min,1.8 m模拟沉降初始速度为38.84 mm/min,底层浓度33.69%;铝土矿泥浆通过CS89絮凝后,形成超大絮团,大幅提高脱水效率和过滤生产能力,絮凝沉降后经真空过滤机抽滤,成为含固率60%的滤饼,可作矿区土壤修复材料,且上清液满足工业污水排放标准。

基于智能试验装置的磷尾砂絮凝沉降特性试验

为提高絮凝沉降试验的智能化水平和分析精准度,采用自主研发的尾砂智能浓密试验装置,进行了磷尾砂絮凝沉降特性试验。研究结果表明:尾砂浆进料浓度与固体通量之间呈倒对勾状的函数关系,在进料浓度10%~18%时对应的固体通量维持在高位;随着尾砂浆进料浓度增大,底流浓度和溢流水浊度均升高,最佳的尾砂浆进料浓度为15%,底流浓度超过72.7%;该尾砂智能浓密试验装置自动化操作和智能化分析提高了试验结果的精准度,可为矿山选择适当的絮凝沉降参数提供参考。

高矿化度矿井水除盐浓水用于煤泥水絮凝沉降的试验研究

为探寻高矿化度矿井水除盐浓水的适宜出路,基于对除盐浓水中阴阳离子含量的分析,以禾草沟煤矿选煤厂尾矿煤泥水为试验对象,进行了以除盐浓水作为凝聚剂的絮凝沉降试验。结果表明:除盐浓水作为凝聚剂与聚丙烯酰胺配合使用时,满足生产需要的适宜用量为212L/t,此时平均沉降速度为5.52mm/s,上清液浊度为211NTU,效果与聚合氯化铝、氯化镁、氯化钙等三种常规凝聚剂在用量分别为1950,2683,2970g/t时相当;通过理论计算并结合试验结果认为,除盐浓水的凝聚效能的来源主要为电性中和。总体而言,除盐浓水既可作为凝聚剂,在保障絮凝沉降效果的同时有效减少常规凝聚剂的使用,进而提高选煤厂经济效益;又可选择性地作为选煤厂生产补水,从而有效解决了除盐浓水常规处理方式可能带来的环境生态问题。研究结果可为高矿化度矿井水除盐浓水的有效利用提供一定参考。

响应面法优化微细粒钛铁尾矿絮凝沉降研究

某选矿厂钛铁尾矿的磨矿细度为-0.074 mm占95%,属于微细粒级尾矿,脱水难度较大。针对其沉降慢的问题,进行了絮凝剂选型试验、单因素试验和响应面试验,计算各个沉降时间的固体浓度、沉降速率和极限底流浓度,探究了矿浆浓度、絮凝剂浓度、絮凝剂单耗对絮凝沉降的影响,并对目标因素进行优化和预测。试验结果表明:1800万分子量的APAM絮凝沉降效果最好;单因素试验中最佳矿浆浓度为6%,最佳絮凝剂浓度为0.02%,最佳絮凝剂单耗为25 g/t;各目标因素在响应面试验的最优值分别为5.58%、0.02%、24.19 g/t,此时得到最大极限底流浓度为64.77%。在此基础上进行3次平行验证实验,试验均值为64.71%,与预测结果近乎一致,显示此试验流程得到的参数具有一定的可靠性,可为微细粒钛铁尾矿参数选择提供依据。

难沉降煤泥水絮凝沉降特性研究

对于难沉降煤泥水处理,采用不同类型絮凝剂、絮凝剂组合试验以及凝聚剂和絮凝剂组合试验的方式,以期得到较好的沉降效果。结果表明,单独使用絮凝剂时,沉降速度较快,但上层清液较浑浊,微细颗粒不能有效沉降。采用不同类型絮凝剂组合试验,试验效果与单独使用变化不大,不存在协同交互作用,但可以明确阴离子分子量1 200万絮凝剂使用效果较为显著。将阴离子分子量1 200万絮凝剂与不同凝聚剂进行组合试验,可以发现,凝聚剂对沉降速度影响为负效应,凝聚剂用量增加,沉降速度降低,但上清液澄清,这可能与凝聚剂影响絮团大小有关。

某铅锌矿选铅尾矿絮凝沉降及溢流水回用于浮选评价试验研究

对某铅锌矿选铅尾矿开展絮凝沉降实验室试验研究,进行了絮凝剂选型、絮凝剂用量和给料浓度试验,并将筛选的絮凝剂以药剂添加的方式给入浮选系统进行铅锌硫浮选评价试验。结果表明,阴离子型PAM絮凝剂AX868沉降效果较好,添加絮凝剂后的浮选体系所得浮选指标与使用清水所得浮选指标相当,AX868用量20 g/t即可满足工业生产中直径36 m浓密机沉降要求。

基于正交试验设计的全尾砂浆絮凝沉降参数选择及优化

全尾砂絮凝沉降技术是矿山充填工艺的核心环节,而全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度是影响全尾砂絮凝沉降的关键因素。为研究尾砂静态絮凝沉降特性规律,基于正交试验设计开展量筒静态沉降实验,分析了全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度对全尾砂料浆絮凝沉降参数的影响规律,构建了沉降速率与底流浓度的预测模型,并获得了最佳的静态絮凝沉降参数。结果表明:阴离子型絮凝剂比非离子型絮凝剂絮凝效果要好,可优先选择阴离子型絮凝剂作为超细尾砂絮凝沉降的絮凝剂;三因素对沉降速度和底流浓度的影响程度均为全尾砂浆浓度>絮凝剂单耗>絮凝剂溶液浓度,并且全尾砂浆浓度与絮凝剂单耗均为沉降速度和底流浓度的显著性影响因素;全尾砂料浆絮凝沉降参数不仅受到单因素的影响,因素间的交互作用也能够影响絮凝沉降参数;絮凝沉降参数优化结果表明,最佳静态絮凝沉降参数为全尾砂浆浓度18.2%、絮凝剂单耗16.7 g/t、絮凝剂溶液浓度0.25%。

金矿全尾砂浆动静态絮凝沉降规律研究

为获得山东某金矿全尾砂浆静态浓密沉降特性规律,首先采用室内试验对该矿全尾砂进行物理化学特性分析,在此基础上,以控制变量法开展絮凝剂选型试验,然后,以全尾砂浆质量浓度和絮凝剂单耗作为输入因子,固体通量值为响应,采用响应面中心复合设计法(RSMCCD),针对该矿全尾砂浆进行9组全尾砂浆静态浓密试验,根据试验结果建立响应曲面,对响应曲面参数进行可靠性分析。在静态浓密沉降试验基础上,对全尾砂浆进行浓密机动态絮凝沉降模拟试验。结果表明:以固体通量作为评价指标,全尾砂浆絮凝沉降过程,全尾砂浆质量浓度与絮凝剂单耗之间基本不存在交互作用,全尾砂浆质量浓度对固体通量值影响显著性水平高于絮凝剂单耗;当全尾砂浆质量浓度为14.7%和絮凝剂单耗为10.8 g/t时,响应曲面预测固体通量达到最大值为4.18(t/(h·m^(2))),与试验所测实际值误差小于3.5%;浓密机给料速度与底流浓度和屈服应力成负相关关系,与溢流水含固量成正相关关系。试验结果及动态沉降机理分析可为同类型矿山全尾砂浓密系统设计提供试验依据及理论指导。

尾砂物理特性对其絮凝沉降性能影响规律的研究

尾砂絮凝沉降是矿山尾砂浓密脱水的关键技术。给料尾砂的物理特性直接影响了絮凝沉降的性能。试验开展了给料浓度、中值粒径及-38μm粒级占比等物理特性对其沉降性能的影响。研究结果表明:在不同物理特性的尾砂中,絮凝剂单耗存在最佳值。在最佳絮凝剂单耗下,尾砂絮凝沉降速度与给料浓度、-38μm粒级占比呈负相关,与中值粒径呈正相关;尾砂沉降的底流浓度与给料浓度、中值粒径呈正相关,与-38μm粒级占比呈负相关;通过建立拟合方程并进行显著性分析,得出3个因素对絮凝沉降性能的影响,认为尾砂的粒度组成对絮凝沉降的性能影响较大,是絮凝沉降过程中尾砂需要考虑的主要因素。研究结果为实际生产中絮凝沉降的操作参数选择提供参考。

谦比希铜矿全尾砂静态絮凝沉降试验及充填参数优化

为了解决谦比希铜矿主西矿体全尾砂充填系统底流浓度偶尔出现不稳定的问题,基于静态絮凝沉降试验确定适用于该矿的充填参数。研究首先通过试验确定了尾砂的物理力学性质,同时对比了历史数据,描述了部分物理力学参数的变化,然后通过不同给料质量浓度在相同絮凝剂单耗下的静态絮凝试验,得到最大沉降速度、溢流澄清度、沉降底流浓度,由沉降速度及固体通量经分析确定谦比希主西矿体最佳的给料质量浓度为15%。

基于响应面分析法的不同粒径尾砂絮凝沉降效果研究

尾砂絮凝沉降技术是矿山充填工艺的核心环节,而尾砂浆溶液浓度、絮凝剂溶液浓度和絮凝剂单耗是影响尾砂絮凝沉降效果的关键因素。为研究不同粒径尾砂絮凝沉降效果的影响,采用Design-Expert软件进行了多因素耦合条件下不同粒径尾砂絮凝沉降试验,确定了多因素耦合条件下的最优絮凝条件,分析了絮团颗粒对尾砂沉降分层的影响,探究了絮凝前后不同粒径尾砂的固结压缩情况,建立了基于响应面分析的多元回归沉降模型。研究结果表明,絮凝剂不仅可以有效提高尾细砂和尾粉砂的沉降速度,还可以明显提高尾砂的固结速度和压缩程度,且絮凝后尾粉砂固结速度和体积压缩量均高于尾细砂。

响应曲面法优化细粒铁尾矿浆絮凝沉降试验研究

针对细粒铁尾矿浆难以沉降的特点,采用响应曲面法优化细粒铁尾矿浆絮凝沉降条件。根据Design-Expert 8.0软件中的Box-Behnken试验方法设计三因素三水平试验,得到细粒铁尾矿浆絮凝沉降浊度模型的回归方程,结果表明,适宜的絮凝沉降条件为:无机絮凝剂FeCl3用量113.44 mg/L、有机絮凝剂PAM用量0.61 mg/L、搅拌速度440.57 r/min,在该条件下进行絮凝沉降,预测矿浆浊度11.45NTU,实测矿浆浊度12.38NTU,结果误差较小,模型准确度较好。结合模型方差分析、可信度分析、因素相互作用分析,证实采用响应曲面法优化细粒铁尾矿浆絮凝沉降条件合理可行,可为细粒铁尾矿浆的高效处理提供理论依据。

加气对水肥混合液细小泥沙絮凝沉降的影响

为探明加气对水肥一体化滴灌管网中泥沙沉降能力的影响,配置6种粒径泥沙和3种类型肥料(硫酸钾肥、复合肥、尿素,质量分数均为1.0%)组合的浑水,测定3种水流剪切强度(0,1.38和4.67 s^(-1))条件下加气前后的浑水浊度、泥沙中值沉速和沉降泥沙中值粒径.结果表明:加气加速水肥混合液中细小泥沙的絮凝沉降,尿素水肥混合液加气后泥沙中值沉速增幅最大,硫酸钾肥次之,复合肥最小,分别比未加气处理最高增加89.27%,52.74%和45.63%;加气加速泥沙絮凝沉降的作用随泥沙粒径的减小而增大,加气显著促进中值粒径D≤31μm泥沙的絮凝(P<0.05),沉降泥沙粒径较未加气处理增大3.22%~21.99%,加气显著加速中值粒径D≤53μm泥沙的沉降(P<0.05),中值沉速较未加气处理提高23.96%~89.27%;水流剪切强度越大,加气促进泥沙沉降的作用越小,当水流剪切强度小于4.67 s^(-1)时,加气处理的泥沙中值沉速比未加气处理显著提高9.38%~89.27%(P<0.05).泥沙粒径、肥料种类、水流剪切强度和加气处理相互作用,显著影响浑水泥沙的絮凝沉降,建议水肥气混合液滴灌时应定期冲洗灌溉管网,以减少沉降泥沙.

絮凝剂作用下黏性细沙絮凝沉降规律研究

细颗粒泥沙广泛分布于河流、水库、河口及海岸水体中,其絮凝沉降及输移规律是泥沙运动力学中一个重要课题。采用自制沉降实验装置,实验观测了不同絮凝剂浓度、不同浓度黏性细颗粒泥沙的絮凝沉降过程,分析研究了黏性细沙絮凝沉降规律。结果表明:聚合氯化铝(PAC)絮凝剂比较稳定,PAC溶液浓度对不同泥沙浓度絮团沉速的影响均较小,最佳投放浓度可统一采用0.08 g/L。阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)絮凝剂对泥沙浓度的反应最为敏感,絮凝剂最佳投放浓度随着泥沙浓度的变化分为3个稳定段和2个敏感段,稳定段CPAM最佳投放浓度分别为0.08、0.10和0.12 g/L,敏感段CPAM最佳投放浓度可采用区间插值方法选取。阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)絮凝剂最佳投放浓度随着泥沙浓度的变化分为2个稳定段和1个敏感段,稳定段APAM最佳投放浓度不随泥沙浓度的变化而变化,分别为0.08和0.10 g/L,敏感段APAM最佳投放浓度可采用区间插值方法选取。絮凝剂APAM的絮凝效果最好,絮凝剂CPAM的絮凝效果次之,絮凝剂PAC的絮凝效果较差。