高硫尾矿充填体强度演化规律及其机理分析

针对国外部分金属矿山由于脱硫工艺及运输成本高等原因倾向于直接使用采选后的高硫尾矿(含硫量>30%)用作充填材料的现象,采用全面法试验设计,研究灰砂比和料浆浓度对高硫尾矿充填体的长期强度影响规律,并通过XRD和SEM等方法对高硫尾矿充填体中水化产物和微观结构进行微观机理分析,判断高硫尾矿是否适合直接用作充填材料。结果表明:灰砂比和料浆浓度对充填体强度影响非常明显,提高灰砂比或料浆浓度能够明显增大充填体强度。当料浆浓度为72%和74%时,充填体长期强度损失率随着灰砂比的提高先增大后减小;当料浆浓度为76%时,充填体长期强度损失率与灰砂比则成正比关系。在1∶24灰砂比条件下,74%浓度料浆和76%浓度料浆的充填体长期强度损失率相近;在1∶12灰砂比条件下,充填体长期强度损失率随着料浆浓度的提高先增大后减小;在1∶8灰砂比条件下,充填体长期强度损失率与料浆浓度成反比。XRD及SEM研究结果显示充填体水化反应中除了含有大量未反应的黄铁矿,还会生成石膏和少量钙矾石等膨胀性产物,不仅会造成C-S-H凝胶发生脱钙现象,还会引起充填骨架出现裂隙,导致充填体长期强度的减小。因此,矿山使用高硫尾矿进行充填必须考虑充填体在不同龄期的劣化程度,以及是否满足该龄期下的强度要求。

高硫尾矿胶结充填长期强度演化规律及机理分析

很多有色金属矿产生的尾矿多含有一定量的硫化物,把这种尾矿作为充填料参与充填时会对充填体强度产生一定的影响。通过对大包庄硫铁矿不同含硫量的充填体强度变化试验分析,利用电镜观察试块的微观结构,分析硫化物在充填体中的反应过程及变化机理,找到了强度演化规律,为后期充填料配比的优化、提高充填体强度提供参考。

高硫尾矿制备复合掺合料及对混凝土性能的影响

通过机械研磨、添加激发剂和化学改性剂,对高硫尾矿进行活性激发并改性,使用高硫尾矿与矿粉协同作用制备复合掺合料,并用于C30混凝土的制备,研究高硫尾矿对混凝土工作性能、物理力学性能和耐久性能的影响。结果表明,当高硫尾矿粉用量不高于胶凝材料总用量的30%时,可以有效改善混凝土的工作性能;混凝土28 d抗压强度随高硫尾矿粉用量的增加而降低,但均可达到同等用量粉煤灰-矿粉组强度,且混凝土长龄期抗压强度仍稳定增长;由高硫尾矿粉制备而成的混凝土具有良好的耐久性能(抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能)。

高硫铜尾矿制备多孔陶瓷材料及其孔结构性能研究

以高硫铜尾矿为主要原料制备多孔保温陶瓷材料。首先对尾矿进行浮选和磁选脱硫,将尾矿中的总硫含量从6.40%降低至0.69%,然后通过条件实验研究了原料配比、粉磨时间、发泡剂用量对多孔陶瓷材料表观密度和抗压强度的影响。当脱硫铜尾矿用量为60%、钾长石用量为20%、钠长石用量为15%、硅微粉用量为5%、发泡剂SiC用量为0.3%、粉磨时间为40 min时,多孔陶瓷性能最佳,表观密度为412 kg/m^(3),抗压强度为2.94 MPa,采用工业CT对多孔陶瓷材料的孔结构进行分析,多孔陶瓷的总孔隙率为56.93%,其中闭合孔隙率高达56.51%,平均喉道长度为1357.1μm,有较高的封闭性,为多孔陶瓷提供了优良的保温隔热性能。

国外某高硫低锌尾矿锌强化回收试验研究

国外某高硫低锌尾矿中含锌2.69%、含硫47.08%,脉石矿物主要为滑石并且含有大量黄铁矿,硫含量过高是导致该矿石浮选指标差的主要原因。实验室通过条件试验指出石灰用量不足、硫酸铜用量过大导致现场精矿Zn品位低,并通过调整药剂用量、使用组合捕收剂以及添加黄铁矿辅助抑制剂Kg-1显著提高了精矿Zn品位。在最佳药剂制度下,采用一粗三精一扫,中矿按顺序返回的闭路流程,其中扫选不添加石灰,其他药剂减半,三次精选均添加石灰500 g/t调节矿浆pH值,最终试验获得的闭路锌精矿产品中Zn品位为42.86%、Zn回收率为71.93%,达到选厂要求浮选指标,实现了对该高硫低锌尾矿锌的高效回收利用。通过闭路试验探究有无Kg-1的添加对闭路锌精矿Zn品位的影响,试验结果指出Kg-1的引入能有效阻碍浮选过程中黄铁矿的上浮,显著提高锌精矿Zn品位。相对于未加Kg-1的闭路试验,锌精矿Zn品位提升13.76%,说明Kg-1是一种有效的黄铁矿抑制剂。Kg-1是一种有机小分子抑制剂,其分子头基有硫亲固原子,通过水解产生R-CSS-,能与被硫酸铜活化的黄铁矿表面的Cu^(2+)和Fe^(2+)形成不溶性络合物,阻碍捕收剂在黄铁矿表面的吸附,实现对黄铁矿的抑制。

蒸馏-臭氧酸浸处理高硫渣浮选尾矿

采用蒸馏—臭氧氧化—稀硫酸浸出工艺路线处理氧压浸锌的浮选硫尾矿,主要为蒸馏法回收单质硫,臭氧氧化—稀硫酸浸出浮选硫尾矿回收其中有价元素。在温度400℃、保温时间0.5 h、载气流量400 mL/min条件下,浮选硫尾矿中硫元素的回收率可达到92%以上。臭氧对硫尾矿中Fe、Cu、As、Zn等元素的浸出具有很好的促进效果。在温度80℃、时间2 h、液固比6、氧气流量400 mL/min、硫酸浓度1.6 mol/L、搅拌速度400 r/min的条件下,Fe、Cu、As、Zn的浸出率分别可达到73.08%、90.97%、89.69%、99.03%。

从内蒙古某高硫铁尾矿中回收铁的研究

内蒙古某硫铁矿属以硫为主、伴生低品位铜锌的复杂硫化矿石,经浮选流程产生了铁品位为17.75%、硫含量为5.87%的高硫铁尾矿。针对此高硫铁尾矿进行了磁选、摇床、磁选-反浮选和直接还原焙烧-磁选等一系列提铁降硫的探索试验研究。结果表明,采用常规选矿方法很难达到理想的分选效果;而采用直接还原焙烧-磁选方法可获得铁品位为93.57%、硫含量为0.39%、对弱磁精矿的回收率为82.01%的直接还原铁产品,为有效提高资源综合利用率提供了新的途径。

高炉矿渣微粉在高硫尾砂充填中的应用研究

高硫尾砂配制成的充填体易出现后期崩解的现象,难以实现全尾砂充填。在总结分析针对高硫尾砂所做工作的基础上,结合阿舍勒铜矿的尾砂含硫量高、尾砂利用率低的充填现状,从抗硫胶结剂入手,取样现用尾砂、戈壁集料、高炉矿渣微粉、粉煤灰进行强度配比试验,重点研究胶凝材料的优选,以降低胶结剂用量,达到降本增效的目的。结果表明,矿渣微粉部分替代水泥可大幅提高高硫尾砂充填体的强度,从而降低灰砂比,减少水泥用量,经济效益巨大。

高硫超细全尾砂膏体充填配比强度试验研究

针对某铅锌矿尾矿具有富硫、颗粒超细的特点,在实验室进行了全尾砂充填料配比试验研究。认为尾矿富含黄铁矿对充填体强度影响明显,在充填体硬化过程中,首先引起充填体缓凝,使得短期强度存在一个上限值,进而生成的膨胀性水化物导致充填体开裂,造成后期强度劣化。由于颗粒超细,使得在合理的灰砂比下满足强度要求的质量浓度较高,建议料浆浓度不宜低于76%,该浓度下灰砂比为1∶8时可获得较高的短期和后期强度。灰砂比存在一个阈值,被认为是产生足够水化产物的最低值,该值应不低于1∶25。充填料浓度和灰砂比对长期强度提升有着协同效应,在较高的质量浓度下,随着灰砂比的增加,使得长期强度的提升更为显著。

从广东新洲金矿尾矿中回收金的研究与生产实践

通过对新洲金矿高砷高硫含金尾矿回收试验研究发现采取原矿堆浸、重选、浮选、磁选等方法都能回收到一部分金,但是实践证明浮选富集金是最环保高效的回收方法,金的浮选回收率达到82.44%,尾矿品位从2.69g/t降低到0.51g/t,具有较好的经济效益。