絮團稠化對全尾砂濃密性能的影響

周旭，王洪江，吳愛祥，曹炎森，牛鵬

(1.北京科技大學土木與資源工程學院，北京，100083；2.金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京，100083；3.鑫達金銀開發中心，北京，100038)

礦山尾礦的膏體處置包括膏體充填井下采空區以及膏體尾礦地表排放[1]。膏體處置的關鍵是對全尾砂料漿質量分數的精準控制[2]。全尾砂濃密脫水是膏體處置的核心工藝，濃密機底流質量分數穩定性不僅決定全尾砂料漿流變性能[3]，而且影響膏體充填料漿管道輸送阻力[4]和充填強度[5]或地表堆存堆積坡角[6]，因此，對濃密機底流質量分數的預測和精準調控十分重要。20世紀早期，基于間歇沉降固體質量守恒規律的C-C理論[7]和kynch模型[8]，前人完善了重力濃密脫水基礎理論。20世紀80年代，BUSCALL等[9]考慮到濃密過程中絮凝漿體的可壓縮特征，構建了濃密脫水理論。基于濃密脫水理論，國外研究人員構建連續重力濃密模型，但重力濃密試驗預測的固體通量與全尺寸濃密機固體通量相差巨大[10]，其主要原因是剪切和壓縮條件造成絮團結構的變化。LESTER 等[11-12]提出改善尾礦濃密脫水性能的關鍵是提高絮團稠化程度，并將基于固體體積分數的壓縮屈服應力和干涉沉降系數等流變學參數用于表征濃密機脫水性能。由于濃密機內尾礦料漿質量分數高，絮團破裂和絮團內部水分運移現象無法直接觀測，致使絮團結構演化對沉降行為影響的研究較少。通常采用Monte carlo 和PBM 模型進行不同條件下絮團結構變化的模擬[13-14]，或者是在取樣后進行FDA，SEM和CT 等分析[15-17]，由于取樣破壞絮團容易產生誤差。……