深锥浓密技术可以为膏体充填提供合格的充填料浆,成为近年来膏体充填研究的重要方向。然而,深锥浓密过程中底流浓度的调控能力低下,动态浓密与底流浓度的关系不明了,成为制约深锥浓密技术发展的瓶颈。因此,通过剪切浓密实验,研究底流浓度的影响因素及其与剪切速率的关系具有十分重要的意义。
本文对全尾砂絮团结构及剪切演化规律进行研究,在传统采矿工艺技术的研究中引入了微观扫描技术,并运用计算机图形图像处理技术,对动态沉降及压缩过程中絮团及絮团群结构、位置、絮网生长过程进行分析,从细观角度分析全尾砂动态浓密机理;同时,依据深锥浓密机半工业实验平台和工程实例,探明大规模脱水过程中相关操作参数对脱水浓密宏观效果的影响规律。论文的主要工作和成果有:
(1)多参数条件静态浓密研究。通过单因素试验设计得到单位面积处理量最大时影响因素初步取值,并采用Design Expert软件进行絮凝沉降模型的回归拟合,并对模型进行分析得到三个因素的影响程度排序。
(2)剪切动态浓密实验研究。选择搅拌速度、泥层高度、料浆停留时间作为影响因素,其中并随着搅拌速度的增快先升高再下降且存在最大底流浓度,改制小型全尾砂浓密模拟实验系统,得到最佳搅拌速度为1.0 rpm。
(4)剪切作用对流变参数的影响研究。全尾似膏体在不同剪切速率条件下,具备絮网结构的全尾似膏体表现出明显的剪切稀化的时变特性,表观流变行为在一定程度上反应了内部结构的剪切变化信息。
(5)剪切作用对床层三维细观结构的影响。压密区样品孔隙结构的自相似性符合分形规律,全尾砂浓密压密区孔隙水随着涡流剪切力和惯性力适量增大而被排出,说明剪切作用对全尾砂浓密有很大影响,可提高底流浓度。
(6)深锥浓密机系统介绍及工程应用。对谦比希铜矿某矿体尾矿浓密系统的深锥浓密机进行介绍,包括尾矿来料系统,絮凝剂制备及添加系统,深锥浓密机运行主要过程等,并根据之前章节所得结论对浓密机动态运行提出技术改造建议。