粗磷尾矿胶结充填级配及料浆和易性规律研究

利用粗骨料进行高浓度胶结充填是矿业工程中的研究难点,也是前沿性研究课题。为高效利用粗磷尾矿以消除环境污染、土地占用以及采空区诱发的地质灾害等问题,以粗磷尾矿和粉煤灰为主要材料,首先通过SEM、ICP-MSICP-OES、XRD、激光粒度分析及其他标准测试手段对主要充填材料的物理特性、化学成分和矿物成分进行分析;然后利用Füller和Talbol最大密实度曲线理论对粗磷尾矿自然级配和不同破碎粒度磷尾矿级配进行研究;最后采用正交试验设计法及多元非线性回归法对充填料浆和易性规律进行研究。结果表明,粗磷尾矿和粉煤灰物理性能较差,但前者化学特性稳定,后者具有较强火山灰特性;-5 mm粒度破碎磷尾矿具有较优密实度;充填料浆坍落度均随胶砂比、质量浓度和水泥/粉煤灰增大而先增后减,其中胶砂比的影响程度最大;坍落扩散度均随胶砂比、水泥/粉煤灰增大而增大,随质量浓度增大而先增后减,其中质量浓度的影响程度最大;稠度均随胶砂比、质量浓度增大而减小,随水泥/粉煤灰增大而先增后减,其中质量浓度的影响程度最大,且坍落度、坍落扩散度和稠度与各因子之间存在显著非线性关系。     

基于土柱模拟降雨对铜尾矿重金属淋溶进入下伏土壤的生态风险研究

为探究铜尾矿重金属释放对环境的影响,通过动态淋溶实验,配置初始pH=7.2的人工模拟雨水为淋滤液,采用柱状淋溶装置进行尾矿重金属淋出实验,探究中卫某铜尾矿重金属的淋溶释放特征,评估尾矿重金属淋溶的生态风险.结果表明,尾矿中Cu、Zn、As、Cd和Pb平均质量含量分别为2 130.30、105.10、234.41、0.72和64.57 mg·kg^-1,均超出宁夏土壤重金属元素背景值.淋溶10次后,尾矿中Cd、Zn、Pb、As、Cu等重金属的释放率分别为1.98%、0.32%、0.30%、0.15%、0.01%,即Cd的释放率最高.淋溶后,尾矿重金属质量含量明显下降,其中0～5 cm深度尾矿重金属含量下降最多,As的释放量最大,重金属向下层迁移明显.尾矿中Cu、Pb、Cd和Zn主要淋失碳酸盐结合态,As主要淋失可交换态,As和Cd的淋溶风险较高.Cu是尾矿重金属中关键的生态风险因子,尾矿中Cd和Cu为高风险,As、Zn和Pb为中风险.     

不同基肥处理对赣南稀土尾矿种植皇竹草的农艺性状及产量的影响

试验研究在稀土尾矿上不施基肥(对照组),施用粪污处理后的牛场沼液(B)、发酵牛粪(C)、牛粪养殖的蚯蚓粪(E)、发酵牛粪+牛场沼液(C+B)、牛粪养殖的蚯蚓粪+牛场沼液(E+B)5种基肥处理后,对皇竹草农艺性状及产量的影响.结果表明:B处理未能提升皇竹草存活率、农艺性状和产量,显著低于其余4个处理组,C、E处理与C+B、E+B处理之间的存活率、农艺性状和产量差异不显著.C、E、C+B、E+B处理均能有效提升皇竹草的株高、分蘖数、茎粗、单株高重和产量,株高、单株重和产量上,以E和E+B处理效果最好,分蘖数、茎粗在4个处理组间差异不明显.综上所述,在赣南稀土尾矿上种植皇竹草,施用蚯蚓粪作为基肥对皇竹草农艺性状及产量的提升效果最好.     

铁尾矿物相分析及加气混凝土制备

 研究区域的铁矿尾矿SiO₂质量分数达55.88%, 其成矿地质环境独特而复杂。尾矿的组成以石英、闪石和斜长石为主, 是一种富含硅酸铁的低硅磁铁尾矿。将铁尾矿和硅砂分别粉磨25 和30 min, 在最大限度使用尾矿的条件下, 得出生产铁尾矿加气混凝土的优化方案, 成功制备出干密度为588 kg/m³, 抗压强度为3.99 MPa 的加气混凝土制品。通过XRD 和反应机理的分析结果表明, 成品中主要的物相为水化产物是0.9 nm 托贝莫来石、1.1 nm 托贝莫来石、1.4 nm 托贝莫来石和C-S-H 凝胶, 此外还有铁钙闪石、硬石膏、方解石和水化反应中残留的石英, C-S-H 凝胶作为“黏结剂”和托贝莫来石相互胶结成一个整体, 使制品得到较好的强度。     

尾矿坝外坡比对漫顶逐渐溃坝的影响研究

为了研究尾矿坝外坡比对均质尾矿坝溃坝过程的影响,在概括了溃决过程的基础上,利用了坝坡冲刷计算模型、溃口扩展计算模型,形成了用于探讨尾矿坝外坡比在漫顶逐渐溃坝过程中对坝坡和溃口影响的数值计算方法,并用溃坝案例验证了计算方法的可行性.结果表明,坝体外坡比的大小对均质尾矿坝溃口出流浑水冲蚀下游坝体的规律有明显影响,尾矿坝外坡比越大,溃口扩展越快,其临界起动流速越小,冲蚀率越大,下游坝体受侵蚀破坏的严重程度越大.因此,在尾矿坝施工过程中要严格按照设计的坡比,确保下游坝体具备一定的抵抗冲蚀的能力.     

青藏高原羌塘中部本松错花岗质片麻岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

本松错花岗岩岩基位于龙木错-双湖缝合带内,是多期中酸性岩浆侵入的产物.通过对花岗岩岩基中的花岗质片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得206Pb/238U加权平均年龄分别为496.2±3.9,497.1±3.0 Ma,该年龄值是迄今在羌塘盆地发现最古老、最可靠的岩浆岩年代学记录,为解决该地区关键地质问题提供了新的线索.获得花岗质片麻岩的锆石Hf(t)均为负值(均值,2.9,4.1),暗示花岗质片麻岩为壳源成因,两阶段模式年龄均值为1648和1723 Ma,花岗质片麻岩是原特提斯洋向冈瓦纳大陆边缘俯冲而引起古老地壳物质部分熔融的产物,是冈瓦纳大陆拼合之后在冈瓦纳大陆的边缘发生的安第斯型造山作用,而不属于冈瓦纳超大陆汇聚过程中发生的陆-陆碰撞形成的泛非造山带.说明冈瓦纳大陆北缘的岩浆弧向北至少延伸到了龙木错-双湖缝合带以南地区,龙木错-双湖缝合带为冈瓦纳大陆的北界.     

电场改善细粒级尾矿浸出渗透效果试验研究

基于变水头法,针对在电场作用下尾矿渗流体系的渗透性进行柱浸试验研究,研究电场作用下体系渗透效果的改善情况,考察电压与渗透系数变化的关系;通过施加脉冲电压进行渗流试验,研究电场对改善体系渗透效果的作用规律。研究结果表明:电场改变了体系双电层结构以及某些"盲区"结构,有利于渗流;电场促使离子加速运移带动渗流加速,电压越高,渗流速度越快,体系的渗透系数越大;电场作用过程中产生的气体积压在体系内部对渗流产生严重的影响;与加电前体系的渗透系数进行对比,在断电稳定后体系的渗透系数有很大提高,电渗固结作用改变了体系内部结构并在断电后被保持,渗透效果提高。     

不同施肥方式对铜尾矿上苎麻生长的影响

通过野外小区实验,研究了NPK肥对铜尾矿上苎麻(Boehmeria tricuspis)生长的影响.结果 表明,苎麻在纯尾矿中生长缓慢,单独施用NPK肥或牛粪能促进茎干的纵向和横向生长(P < 0.05),但对叶片数量并无显著影响(P > 0.05);NPK+牛粪配合施用促使苎麻生长显著加快.叶片数目与植株高度相关性分析表明,与NPK单施和NPK+牛粪这两种施肥配置方式相比,牛粪单施有利于苎麻将叶子数量优势转化为植株高度优势.NPK+牛粪和单施NPK可促进植株茎干纵向和横向生长协同进行.总体而言,NPK+牛粪配施显著促进苎麻在铜尾矿上生长,对尾矿植被重建和恢复有很大应用前景.     

加筋铁尾矿用于道路基层的试验研究

为环保利废,试验研究利用加筋铁尾矿用于道路基层施工.选择合适的水泥剂量制成的水泥稳定铁尾矿作为半刚性基层材料,向水泥稳定铁尾矿中加入聚丙烯纤维,制成水泥稳定加筋铁尾矿,在提高其强度、改善其性能的同时,降低水泥的用量.试验结果表明:混合料水泥剂量3%,聚丙烯纤维0.3%可满足高速公路和一级路的底基层、二级及二级以下道路的基层和底基层的要求.     

洪水工况下尾矿库浸润线变化规律及稳定性分析

秧田箐尾矿库为铜厂铜矿规划新建的尾矿库。在规划设计期间,利用室内堆坝模型试验,演绎尾矿库堆坝过程的同时,研究了该尾矿库堆积到设计总坝高约2/3的高度(120m)时,在洪水工况和正常工况下坝体浸润线的变化规律。并以试验数据为基础,采用Slide5.0软件对尾矿坝在这一高度下的稳定性进行了计算,获得了尾矿坝在不同工况下的稳定性结果,为后期继续进行试验和未来矿山安全生产服务。结果显示,坝体在正常状态下稳定系数满足规范要求,但洪水状态下稳定系数小于国家规范值,需要对原始初步设计进行调整或采取其他措施,确保尾矿库安全。