细粒全尾动态压密与静态压密机理

采用自制深锥模型进行尾矿浓缩实验,研究了全尾在动态与静态条件下的压密效果.当转速为0.05～0.80 r.min^-1时尾矿的极限质量分数范围为67.41%～70.73%,而同等条件下静态压密时尾矿的极限质量分数只有55.82%.静态压密主要依靠重力作用;而动态压密时颗粒更加紧密,导水杆形成的通道使多余的水向上移动.理论挤密模型可以反映全尾压密过程,静态压密行为对应于简单立体结构,动态压密行为对应锥体结构.理论计算的两种模型产生的单位高度沉降量为29.32%,实验结果为28.81%,与理论沉降量相差0.51%.     

深锥浓密机底流浓度模型及动态压密机理分析

泥层高度和底流浓度是深锥浓密机最为重要的两个参数,因此有必要研究底流浓度随泥层高度的变化规律.采用自制小型深锥浓密机,对尾矿非连续/连续动态压密过程进行了物理实验;借助于有效孔隙比与泥层压强间遵循的Power函数关系,结合对尾矿颗粒的受力分析,推导出了底流浓度与泥层高度的数学模型,揭示了浓密机底流浓度与泥层高度的内在关系,并从尾矿颗粒空间结构的角度解释了该模型的变化规律;结合矿山生产对于底流浓度的要求,应用该数学模型,为其推荐了泥层高度的合理范围,验证了底流浓度数学模型的可靠性.该模型为深锥浓密机的设计和运行提供了理论依据.     

泥层高度对细粒全尾浓密规律的影响

 深锥浓密机是膏体制备的关键设备,而泥层高度影响着浓密机内部料浆沉降速度和压密浓度。通过量筒静态沉降试验发现,扰动区料浆沉降速度最快,无明显规律;沉降区料浆高度越高,沉降速度越快;压密区为匀速沉降。采用动态搅拌装置,对不同泥层高度料浆浓密规律进行探究。结果表明,当泥层高度一定时,料浆浓度的变化速率随着压密时间的增加而逐渐减小,6h内料浆浓度变化最快,压密效率最高,当压密时间达到12h时,极限质量分数变化很小;在相同压密时间下,不同泥层高度下料浆极限质量分数范围为71.23%—74.43%。经分析,该料浆质量分数达到70%以上时,极限质量分数值与高径比呈线性正相关。因此,泥层高度是影响底流浓度大小的一个重要因素。     

压密注浆机理探讨和模型求解分析

通过对海淤软土地基中的压密注浆机理的理论分析,阐述注浆机理,探讨其中的规律。根据机理对径向压力、和影响深度的分析研究,为海淤软土地基的加固提供依据。     

基于颗粒流方法的土体压密注浆细观机理

为揭示高压注浆过程中浆液的扩散规律与压密效果,运用颗粒流方法对不同注浆压力、不同土体黏结力、不同土体摩擦因数下浆泡半径以及注浆效果的细观规律和机理进行分析。采用颗粒流fish语言建立注浆过程模型,采用伺服机制施加不同注浆压力模拟注浆过程。研究结果表明：随着注浆压力增大,注浆点周围的土体不断被压缩,孔隙率变小,且0.5 m内土体最易受影响,变形速率最快;与此同时,注浆压力增大,周围土体的附加应力不断增加;对于特定的土体条件,都存在1个最佳注浆压力;土体颗粒之间的黏结力对于浆液扩散的影响较大;土体黏结力较小时,注浆后浆泡半径随注浆压力增大变化明显,但当黏结力较大时,浆泡尺寸基本不随注浆压力变化,即土体黏结力较大时,压密注浆效果大大削弱;土体颗粒之间摩擦因数的变化对注浆效果影响不大。     

填料颗粒组成与压密关系的探讨

针对长江干堤增高培厚工程中填土压密问题,在大量的室内外试验与测试的基础上,对填料的颗粒组成与压密性能之间的关系进行了分析,修正了最优含水量的估算公式。当填料中粉砂粒含量较高时,峰值干密度附近含水量的容许变化范围较小,最优含水量较低,易被压密;而当粘粒含量较高时,则相反,且必须在较大压实能量的间歇作用下,方可取得较大的干密度。     

地基土受横向挤密和纵向压密作用的量化分析

探讨了加固地基对地基土的横向挤密和纵向压密效果,建立了地基处理后土的各种物理力学参数和地基承载力的计算公式,提出了土的损伤参数和弹性模量、变形模量、压缩模量之间的关系,并利用某工程实例,检验了文中公式的正确性和实用性。     

压密注浆技术在基坑加固工程中的应用

某住宅小区地下室工程施工时,基坑发生变形,危及基坑安全。后采用压密注浆工艺,对原设计基坑进行加固,成功地避免了基坑坍塌事故的发生。     

基础回填土加固压密注浆施工技术

本文以某矿大型车间回填土压密注浆为实例,介绍了压密注浆设计方案的选择、材料要求、施工流程、质量控制措施要点,通过施工后的合理检验,达到了回填加固的要求,取得了一定的经济效益,对同类工程具有指导建议。     

压密灌浆的应用及影响因素分析

压密灌浆系将很稠密的浆液灌进地基的钻孔内,虽然偶尔也起到填充裂缝或大孔隙的作用,但主要是依靠高压使浆液对土起到排挤和压密的作用。这种方法适用于加固密度较低的软弱土。对压密灌浆的机理和主要控制因素做了阐述,并对影响压密灌浆效果的因素作了分析。     

全尾砂浓密特性研究及其在浓密机设计中的应用

在实验装置中添加了转子导流系统,使模型装置更接近于现场高效浓密机.采用均匀设计方法,以单位面积固体处理量和底流体积分数作为尾砂浓密效果的评价指标,考察各因素对尾砂浓密效果的影响.结果表明:单位面积固体处理量与絮凝剂单耗正相关,最佳入料体积分数为6·56%;底流体积分数与入料体积分数、停留时间和絮凝剂单耗均正相关.最后通过凯奇沉降模型对沉降曲线进行分析,速度限制层一般为过渡区与压缩区的交界处,根据实验结果和尾砂日处理量计算得出浓密机的最小直径为14m.     

尾矿粗细颗粒分层结构体的力学特性分析

利用室内三轴试验和直接剪切试验,研究尾矿粗细颗粒分层结构体的力学特性,包括尾矿粗细颗粒2层结构和3层结构,同时考虑分层厚度变化的影响。三轴试验结果显示：分层结构体的内聚力一般比单一粗粒尾矿和细粒尾矿的低,内摩擦角介于单一细粒尾矿和粗粒尾矿的之间;在2层结构中,试件的内聚力随着粗粒尾矿层厚度的增加而减小,内摩擦角随着粗粒尾矿层厚度的增加而增大;在3层结构中,粗粒尾矿作夹层时,结构体的内聚力随着夹层厚度的增加而显著减小,以细粒尾矿作夹层时,结构体的内摩擦角随着夹层厚度的增加而减小。直接剪切试验结果显示：分层结构体的内聚力和内摩擦角均比粗粒尾矿和细粒尾矿的值低。     

全尾砂絮凝沉降规律及其机理

以某矿全尾砂和聚丙烯酰胺(PAM)为实验原料进行静态絮凝沉降实验,研究给料浓度和絮凝剂单耗对尾矿最大沉降速度和静止沉降极限浓度的影响,通过对实验数据回归分析得出简易的沉降速度模型. 将模型划分为六个阶段,包括紊流影响段、加速沉降段、沉降末速段、干涉沉降区、压密沉降段和极限沉降段,并利用两相流理论、絮凝理论对其合理性进行阐述. 实验结果证明:在单耗一定(20g·t-1)时,沉降速度与给料浓度负相关,极限浓度与给料浓度正相关;在给料质量分数20%时,单耗临界值为30g·t-1,极限浓度与单耗负相关. 建议深锥浓密机给料质量分数20%,絮凝剂单耗20g·t-1.     

烧结法赤泥全尾砂胶结充填料

为了解决全尾砂、赤泥大量堆积产生的环境问题,实验采用烧结法赤泥、全尾砂等固体废弃物制备矿山充填料.结果表明:胶结剂的优化配比为赤泥49.2%+矿渣32.8%+熟料10%+石膏8%;充填料强度随着全尾砂掺量的增加而急剧下降;试块在水化初期即出现钙矾石、C-S-H凝胶,这些水化产物对早期强度的提高有很大帮助;差式扫描-热重分析表明试块在水化初期即可固结大量水.烧结法赤泥全尾砂胶结充填料具有早期强度高、固结水量大以及大量利用废料等特点,可满足目前矿山充填的需要.     

铁尾矿合成镁橄榄石质耐火材料的反应机理

针对铁尾矿的环境污染和资源再利用问题,提出了利用铁尾矿添加轻烧镁粉合成镁橄榄石质耐火材料的原料,使用综合热分析方法确定发生反应的温度区间,尤其确定了特征温度点,并以之为烧成终点温度烧制试样,利用XRD、SEM、EDAX等先进手段进行检测分析,最后综合分析了铁尾矿和轻烧镁粉生成镁橄榄石的反应机理,确定了镁橄榄石的主要生成区间在1400-1700 K。     

冲击碾压加固吹填粉细砂地基机理及应用

从砂土液化的角度研究冲击碾压技术加固粉细砂地基的实质,揭示了冲击碾压技术加固此类粉细砂地基的作用机理.通过对首钢曹妃甸吹填粉细砂地基处理中采用冲击碾压技术的工业实验资料和效果进行分析研究,证明使用冲击碾压技术加固粉细砂地基是可行的.     

采用连续离心分离技术回收细铁尾矿中铁

采用SLon实验型连续式离心机（简称SLon实验型离心机）,以高梯度磁选细粒赤铁矿尾矿得到的磁性产物（52．42％Fe）为试样,在给料体积速率为（24．5±0．4）L／min、给料固体浓度为20％和水束流冲击压力为0．45MPa的条件下,研究转鼓转速和水束流往复速度对连续离心分离指标的影响。研究结果表明：转鼓转速和水束流往复速度分别通过改变颗粒受离心力和流膜流动特性影响分离结果;当转鼓转速为450r／min和水束流往复速度为36mm／s时,铁精矿的铁品位和铁回收率分别为62．32％Fe和65．02％,说明应用SLon离心机分离提纯高梯度磁选细粒赤铁矿尾矿得到的磁性产物,再富集效果明显。     

Fractal and microscopic quantitative characterization of unclassified tailings flocs

A series of laboratory investigations are conducted to analyze the effect of flocculant type on the spatial morphology and microstructural characteristics of flocs during the flocculation and settling of tailings. Four flocculant types(i.e., ZYZ, JYC-2, ZYD, and JYC-1) are considered in this study. The fractal characteristics and internal structures of tailings flocs with different flocculant types and settlement heights are analyzed by conducting scanning electron microscopy and X-ray micro-computed tomography scanning experiments based on the fractal theory. Results show that unclassified tailings flocs are irregular clusters with fractal characteristics, and the flocculation effect of the four flocculant types has the following trend: ZYZ JYC-2 ZYD JYC-1. The size and average grayscale value of tailings flocs decrease with the increase in settlement height. The average grayscale values at the top and bottom are 144 and 103, respectively. The settlement height remarkably affects the pore distribution pattern, as reflected in the constructed three-dimensional pore model of tailings flocs. The top part of flocs has relatively good penetration, whereas the bottom part of flocs has mostly dispersed pores. The number of pores increases exponentially with the increase in settlement height. By contrast, the size of pores initially increases and subsequently decreases with the increase in settlement height.     

铜尾矿流变特性与管道输送阻力计算

流变参数是管道输送系统设计的基础,采用RST-SST型软固体流变仪进行尾矿浆体流变特性试验,确定了不同固相质量分数下尾矿浆体的屈服应力、黏度系数.当浆体固相质量分数大于70%后,屈服应力会随着固相含量的增加而显著上升.对矿浆进行剪切变稀试验发现,屈服应力可下降40.9%.针对不同尾矿浆体开展标准坍落度试验,当固相质量分数小于74%时,尾矿浆具有良好的流动性及较大的坍落度.利用得到的尾矿浆体的流变特性参数,进行了临界流速、摩阻损失的计算,为尾矿管道输送系统设计提供参考.     

铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下反应机理

通过X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、差热扫描热重分析等测试方法,研究了铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下的反应机理。未蒸压坯体中主要水化产物为钙矾石、结晶度低的水化硅酸（CSH)凝胶和Ca(OH)2,铁尾矿中部分矿物X射线衍射峰降。经蒸压养护后,钙矾石的X射线衍射峰消失,托贝莫来石的X射线衍射峰增强,表明在髙温髙压和热碱激发下,铁尾矿中的矿物成分发生分解,活性组分SiO2和Al2O3结合Ca(OH)2发生反应,生成托贝莫来石。