新田嶺鎢礦全尾砂沉降性能試驗研究*

羅元方，王 旭

新田嶺鎢礦全尾砂沉降性能試驗研究*

羅元方1，王 旭2, 3, 4

(1.湖南有色新田嶺鎢業有限公司，湖南 郴州市 423000；2.長沙礦山研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012；3.國家金屬采礦工程技術研究中心，湖南 長沙 410012；4.金屬礦山安全技術國家重點實驗室，湖南 長沙 410012)

通過全尾砂沉降性能試驗，研究掌握新田嶺鎢礦全尾砂的沉降規律和特性，為充填工藝設計提供依據。沉降試驗結果表明：自然沉降時，粗砂沉降迅速，細顆沉降緩慢，不能滿足充填工藝要求。絮凝劑沉降結果顯示，添加少量絮凝劑既能達到理想的沉降效果，每噸尾砂絮凝劑沉降成本0.51元，經濟合理。

全尾砂；絮凝劑沉降；自然沉降

新田嶺鎢礦位于郴州市西南，在過去多年的采礦生產中，采用空場法采礦，在井下留下了大量的采空區，礦柱無法回采，礦產資源損失嚴重。隨著國家對安全環保問題的日益重視，加上土地保護政策的實施，新建尾礦庫日益艱難。

為了應對礦山資源開發利用中的難題，新田嶺鎢礦在充分了解國內同行業技術應用水準，認真地分析相關政策法規的基礎上，采用尾砂充填工藝方案解決礦山井下空區地壓災害、礦產資源嚴重損失、尾礦庫建設難等問題。

本文通過全尾砂沉降性能試驗，研究掌握新田嶺鎢礦全尾砂的沉降規律和特性，為充填工藝設計提供依據。

1 全尾砂粒度測定

采用激光衍射粒度分析儀測定尾砂粒度分布。將若干組重要粒徑參數列于表1。

表1 全尾砂粒度組成

由表1可知，尾砂中?20 μm超細顆粒占23.73%，實踐經驗表明這部分超細尾砂顆粒難以自然沉降，是此次沉降試驗需攻克的重點。尾砂中?75 μm顆粒占49.33%，?35 μm顆粒占33.48%，與國內其它礦山的尾砂相比，尾砂較粗，易于沉降。

2 全尾砂沉降性能試驗

2.1 自然沉降試驗

將配置好的30%濃度料漿，倒入1000 mL量筒中，攪拌均勻后，記錄單位時間內液面下降高度。試驗結果如圖1所示。

圖1 全尾砂自然沉降曲線

通過圖1可知：

（1）量筒中粗砂沉降迅速，2 min內粗砂便全部沉降至瓶底，形成一定厚度的泥層，而細顆粒沉 降緩慢，30 min之后，上清液依然比較渾濁，透光性弱。

（2）沉降曲線直觀反映了自然沉降速度的變化趨勢。沉降開始后10 min之內，沉降高度迅速增加，沉降曲線坡度較陡；10 min之后，沉降速度明顯放緩，即沉降曲線變化趨于平緩；3 h后沉降高度不再變化，達到最大的自然沉降濃度。

尾砂自然沉降過程中上清液比較渾濁，為加速尾砂沉降且保證上清液清澈，須添加絮凝劑。

2.2 絮凝沉降試驗

根據實踐經驗選取在其他礦山應用效果較好的兩種絮凝劑進行絮凝沉降試驗，2種絮凝劑如下：

（1）6000S絮凝劑：法國愛森公司。

（2）AZ1825絮凝劑：北京希濤技術開發有限 公司。

在500 mL的量筒中配制濃度30%的尾砂漿，攪拌均勻后加入絮凝劑溶液，絮凝劑溶液添加量按每噸干尾砂分別添加10，30，50 g，記錄單位時間內砂面下降高度并制成趨勢曲線（見圖2、圖3）。

圖2 全尾砂絮凝沉降曲線(6000S)

圖3 全尾砂絮凝沉降曲線(AZ1825)

由圖2及試驗觀察可知，法國愛森公司6000S絮凝劑在30 g/t的添加量時，尾砂沉降速度快，上清液清澈，綜合效果較好。

由圖3及試驗觀察可知，北京希濤AZ1825絮凝劑在30 g/t的添加量時，沉降速度很快，上清液較清澈；50 g/t的添加量時，雖然沉降效果較30 g/t時稍好，但絮凝劑用量大幅增加，性價比降低。從沉降效果和性價比兩方面考慮，30 g/t添加量相對較好。

30 g/t添加量條件下對比這2種絮凝劑成本如表2所示。

表2 不同絮凝劑成本對比

由表2可知，絮凝劑成本排序為：愛森6000S＞希濤AZ1825。

綜合比較以上2種絮凝劑的沉降速度、上清液清澈度及成本等因素可知，希濤AZ1825時，沉降效果和成本均較優。

3 結 論

通過粒度測試和沉降試驗掌握了全尾砂的粒度分布規律和沉降特性，可為充填參數和充填工藝設計提供基礎數據和依據。試驗結論分述如下：

（1）尾砂中?75 μm顆粒占49.33%，?35 μm顆粒占33.48%，與國內其它礦山的尾砂相比，尾砂較粗，易于沉降。

（2）自然沉降時，粗砂沉降迅速，細顆沉降緩慢，不能滿足充填工藝要求。

（3）絮凝劑沉降結果顯示，添加少量絮凝劑既能達到理想的沉降效果，絮凝劑成本每噸尾砂0.51元，經濟合理。

[1] 周克釗,羅萬申,趙遠清,鄧欽祖,李雨陽,符新建,黃佳木.靜置沉淀試驗中污泥沉降速度的不確定性研究[J].給水排水,2018, 54(12):31?35.

[2] 陳 靜,陳玉明,馬龍龍,趙穎龍.基于奧爾特曼法試驗分析尾砂沉降規律[J/OL].化工礦物與加工:1-7[2019?02?28].http://kns. cnki.net/kcms/detail/32.1492.TQ.20181122.1328.006.html.

[3] 邵亞平,陳鑫政,陳 寅.全尾砂沉降特性試驗研究[J].有色金屬(礦山部分),2018,70(6):29?32.

[4] 趙德貴,朱 磊,孫志飛,宋立民.微細粒鐵尾礦深度濃縮絮凝沉降試驗[J].現代礦業,2018,34(11):144?146.

[5] 陳鑫政,郭利杰,李文臣,李宗楠.全尾砂沉降濃縮試驗研究[J/OL].黃金科學技術:1-11[2019?02?28].http://kns.cnki.net/ kcms/detail/62.1112.TF.20181113.1656.020.html.

[6] 王楚涵,李富平.全尾砂絮凝沉降影響因素研究[J].采礦技術, 2019,19(01):47.

[7] 李立濤,楊志強,王忠紅,高 謙,劉瑞成.鞍鋼礦山超細鐵礦全尾砂漿絮凝沉降特性試驗[J].礦業研究與開發,2017,37(03):19.

[8] 楊 寧,尹賢剛,肖木恩,賴 偉.全尾砂絮凝沉降參數優化研究[J].礦業研究與開發,2017,37(03):24.

[9] 韓 亮,甘德清,劉志義,律文志.全尾砂絮凝沉降規律實驗研究[J].礦業研究與開發,2017,37(3):39.

(2019-02-28)

羅元方(1981－)，男，湖北當陽人，碩士，采礦工程師，主要從事采礦技術和管理工作，Email: 18179628@ qq.com。