基于上澄清液浊度的超细尾砂絮凝沉降试验

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.098

摘要/Abstract

摘要：

为解决现有超细尾砂浓密沉降试验不考虑上层清液浊度的问题，提出了一种超细尾砂浓密沉降的絮凝剂优选方法。以某萤石矿超细尾砂为研究对象，以预制尾砂浆浓度、絮凝剂类型和絮凝剂掺量作为因变量，测试不同沉降时间下上澄清液浊度，并综合考虑沉降速度和絮凝剂成本，获得不同预制尾砂浆浓度下的最佳絮凝剂类型和掺量。试验结果表明：当预制尾砂浆浓度分别为5%、8%、11%和14%时，最佳絮凝剂类型分别为1 800万、1 600万、1 600万和1 200万阴离子聚丙烯酰胺，最佳絮凝剂掺量分别为15，25，30，30 g/t。试验结果为该矿山的超细尾砂浓密沉降工程参数提供了依据。

关键词: 超细尾砂, 浓密沉降, 絮凝剂选型, 上澄清浊度, 沉降速度, 絮凝沉降试验

Abstract:

A set of measuring cylinders is generally used to carry out sedimentation test in the dense dewatering of the whole tailings，and the sedimentation velocity and sedimentation underflow concentration of the tailings are used as the basis of flocculants optimization.However，the dense dewatering of ultra-fine tailings has the characteristics of difficult settling and slow settling speed.The turbidity of the supernatant is an important criterion for the selection of flocculants.The currently widely used experimental methods for dense dehydration of full tailings are difficult to meet the dense dewatering of ultra-fine tailingsIn order to solve the problem that the turbidity of supernatant liquid is not considered in the existing dense sedimentation test of ultrafine tailings，a flocculant optimization method for dense sedimentation of ultrafine tailings was proposed.Taking the ultra-fine tailings of a fluorite mine as the research object，and taking the concentration of prefabricated tailings slurry，the type of flocculant，and the amount of flocculant as the dependent variables，a comprehensive test was carried out，and the mixing of tailings slurry and flocculant was carried out in a six-stage mixer.Mixing，reacting and precipitation，using a turbidimeter to test the turbidity of the supernatant liquid at different settling times，and comprehensively considering the settling speed and the cost of the flocculant，to obtain the optimal type and dosage of flocculant under different concentrations of prefabricated tailings.The experimental results show that：For the flocculation and sedimentation of ultra-fine tailings with both bridging and protective effects of flocculants，when the concentrations of prefabricated tailings are 5%，8%，11% and 14%，respectively，the optimum flocculant types are 18 million，16 million，16 million and 12 million anionic polyacrylamide，and the optimal flocculant dosage is 15，25，30 and 30 g/t respectively.Among them，the turbidity of the tailings slurry with the concentration of 8%，11% and 14% change obviously after using the optimal molecular weight and dosage of the flocculant，which could be reduced by more than 10NTU，but the difference is not large.Considering the flocculant price，we recommend the mine use 14% as the feed concentration of the mine’s deep cone thickener.The experimental results provide the basis for the dense settlement engineering parameters of the ultra-fine tailings in this mine，indicating that the ultra-fine tailings dense dewatering experimental method and flocculant selection method proposed in this paper have good application prospects.

Key words: ultrafine tailings, dense settlement, flocculant selection, turbidity of the supernatant liquid, settling velocity, flocculating sedimentation test

中图分类号:

TD853

杨晴,杨仕教,张冉玥. 基于上澄清液浊度的超细尾砂絮凝沉降试验[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(6): 948-957.

Qing YANG,Shijiao YANG,Ranyue ZHANG. Flocculation Sedimentation Test of Ultrafine Tailings Based on Turbidity of Supernatant Liquid[J]. Gold Science and Technology, 2022, 30(6): 948-957.

图/表 12

表1

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参考文献 0

	Bian Jiwei， Wang Xinmin， Xiao Chongchun，2017.Experimental study on dynamic flocculating sedimentation of unclassified tailings［J］.Journal of Central South University（Science and Technology），48（12）：3278-3283.
	Cao Sanliu， Li Zongnan， Yu Xiaoming，et al，2018.Experimental study on the laws of natural concentration of fine tailiangs［J］.China Mining Magazine，27（7）：90-93.
	Gan Deqing， Han Liang， Liu Zhiyi，et al，2017.Study on the flocculation settlement characteristics of fine-grained tailings［J］.Mining Research and Development，37（9）：31-35.
	Hou Hezi， Li Cuiping， Wang Shaoyong，et al，2019.Settling velocity variation of mud layer and particle settling characteristics in thickening of tailings［J］.Journal of Central South University（Science and Technology），50（6）：1428-1436.
	Jin Lei， Wang Ke， Ye Yilan，et al，2012.Dependence of flocculation performance of polyacrylamide flocculant on parent solution concentrations［J］.Acta Polymerica Sinica，（3）：284-290.
	Li C H， Shi Y Q， Liu P，et al，2019.Analysis of the sedimentation characteristics of ultrafine tailings based on an orthogonal experiment［J］.Advances in Materials Science and Engineering，2019：1-13.
	Li Hui， Wang Hongjiang， Wu Aixiang，et al，2013.Pressure rake analysis of deep cone thickeners based on tailings’ settlement and rheological characteristics［J］.Chinese Journal of Engineering，35（12）：1553-1558.
	Li Jinxin， Sun Wei， Zhang Shengyou，et al，2021.Factors influencing flocculation and sedimentation of full tailings［J］.Journal of Kunming University of Science and Technology（Natural Sciences），46（1）：45-53.
	Li Litao， Yang Zhiqiang， Wang Zhonghong，et al，2017.Experiments on the flocculation and settling characteristics of the slurry with extra-fine iron total tailings in Angang Mine［J］.Mining Research and Development，37（3）：19-23.
	Li Zongnan， Guo Lijie， Xu Wenyuan，et al，2014.Experimental study on flocculation sedimentation of fine tailings［J］.China Mining Magazine，23（Supp.2）：215-218.
	Lin Jihui， Wang Chunping， Yao Xiaomei，et al，2013.The preparation and dynamic viscosity properties of APAM with different relative molecular mass［J］.Journal of Yunnan Min-zu University（Natural Sciences Edition），22（2）：93-98.
	Liu Chao， Liu Quan， Mo Dongxu，et al，2022.Tailings classification and Re-slurry cement filling equipment and its technology：CN202111446111.1［P］.2022.03.15.
	Ruan Zhu’en， Li Cuiping， Zhong Yuan，2014.Development progress and trend of whole-tailings particles’ migration behavior during preparation of whole-tailings paste［J］.Metal Mine，43（12）：13-19.
	Sui Can， Wang Xiaojun， Wang Xinmin，et al，2020.Study on the flocculation law and mechanism of APAM unit consumption to different particle size in the flocculation and sedimentation of tailings［J］.Mining Research and Development，40（5）：67-74.
	Wang Bangce， Li Cuiping， Chen Gezhong，et al，2022.Effect of coarse particle on the underflow concentration and rheology of vertical sand bin［J］.Metal Mine，51（5）：77-85.
	Wang Xinmin， Liu Jixiang， Chen Qiusong，et al，2014.Optimal flocculating sedimentation parameters of unclassified tailings［J］.Science & Technology Review，32（17）：23-28.
	Wang Yong， Wu Aixiang， Wang Hongjiang，et al，2013.Influence mechanism of flocculant dosage on tailings thickening［J］.Chinese Journal of Engineering，35（11）：1419-1423.
	Wu A X， Ruan Z E， Li C P，et al，2019.Numerical study of flocculation settling and thickening of whole-tailings in deep cone thickener using CFD approach［J］.Journal of Central South University，26（3）：711-718.
	Wu Aixiang， Ruan Zhu’en， Wang Jiandong，et al，2019.Optimi-zing the flocculation behavior of ultrafine tailings by ultra-flocculation［J］.Chinese Journal of Engineering，41（8）：981-986.DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2019.08.003 . doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.08.003
	Yang Ying， Wu Aixiang， Wang Hongjiang，et al，2019.Mechanics model of rake torque based on sludge height and its mechanism analysis［J］.Journal of Central South University（Science and Technology），50（1）：165-171.
	Zhang Qinli， Wang Shi， Wang Xinmin，2017.Influence rules of unit consumptions of flocculants on interface sedimentation velocity of unclassified tailings slurry［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，27（2）：318-324.
	Zhou Xinglong， Zhang Wenbin， Wang Wenqian，2005.Method of slurry settling test in measuring cylinder［J］.Nonferrous Metals（Mineral Processing Section），（5）：30-32，25.
	Zhu Liyi， Yang Peng， Wensheng Lü，2021.Experimental study on influencing factors of flocculation sedimentation and thickening of unclassified tailings［J］.Mining Research and Development，41（8）：59-64.
	卞继伟，王新民，肖崇春，2017.全尾砂动态絮凝沉降试验研究［J］.中南大学学报（自然科学版），48（12）：3278-3283.
	曹三六，李宗楠，余小明，等，2018.细尾砂浆自然浓缩规律试验研究［J］.中国矿业，27（7）：90-93.
	甘德清，韩亮，刘志义，等，2017.细粒级尾砂絮凝沉降特性研究［J］.矿业研究与开发，37（9）：31-35.
	侯贺子，李翠平，王少勇，等，2019.尾矿浓密中泥层沉降速度变化及颗粒沉降特性［J］.中南大学学报（自然科学版），50（6）：1428-1436.
	金磊，王可，叶一兰，等，2012.聚丙烯酰胺絮凝效果的母液浓度依赖性及其影响［J］.高分子学报，（3）：284-290.
	李辉，王洪江，吴爱祥，等，2013.基于尾砂沉降与流变特性的深锥浓密机压耙分析［J］.工程科学学报，35（12）：1553-1558.
	李金鑫，孙伟，张盛友，等，2021.全尾砂絮凝沉降影响因素研究［J］.昆明理工大学学报（自然科学版），46（1）：45-53.
	李立涛，杨志强，王忠红，等，2017.鞍钢矿山超细铁矿全尾砂浆絮凝沉降特性试验［J］.矿业研究与开发，37（3）：19-23.
	李宗楠，郭利杰，许文远，等，2014.极细粒级尾砂絮凝沉降规律试验研究［J］.中国矿业，23（增2）：215-218.
	林继辉，王春萍，姚小梅，等，2013.不同相对分子质量的APAM的制备及其动力黏度性质研究［J］.云南民族大学学报（自然科学版），22（2）：93-98.
	刘超，刘权，莫东旭，等，2022.尾砂分级重组再造浆胶结充填设备及其工艺：CN202111446111.1［P］.2022.03.15.
	阮竹恩，李翠平，钟媛，2014.全尾膏体制备过程中尾矿颗粒运移行为研究进展与趋势［J］.金属矿山，43（12）：13-19.
	隋璨，王晓军，王新民，等，2020.全尾砂絮凝沉降中APAM单耗对不同粒级颗粒絮凝作用规律及机理研究［J］.矿业研究与开发，40（5）：67-74.
	王邦策，李翠平，陈格仲，等，2022.粗颗粒对立式砂仓底流浓度及流变性的影响［J］.金属矿山，51（5）：77-85.
	王新民，刘吉祥，陈秋松，等，2014.超细全尾砂絮凝沉降参数优化模型［J］.科技导报，32（17）：23-28.
	王勇，吴爱祥，王洪江，等，2013.絮凝剂用量对尾矿浓密的影响机理［J］.工程科学学报，35（11）：1419-1423.
	吴爱祥，阮竹恩，王建栋，等，2019.基于超级絮凝的超细尾砂絮凝行为优化［J］.工程科学学报，41（8）：981-986.
	杨莹，吴爱祥，王洪江，等，2019.基于泥层高度的耙架扭矩力学模型及机理分析［J］.中南大学学报（自然科学版），50（1）：165-171.
	张钦礼，王石，王新民，2017.絮凝剂单耗对全尾砂浆浑液面沉速的影响规律［J］.中国有色金属学报，27（2）：318-324.
	周兴龙，张文彬，王文潜，2005.量筒内进行矿浆沉降试验的方法［J］.有色金属（选矿部分），（5）：30-32，25.
	诸利一，杨鹏，吕文生，2021.全尾砂絮凝沉降与浓密影响因素试验研究［J］.矿业研究与开发，41（8）：59-64.

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分子式	w（B）/%	分子式	w（B）/%
SiO₂	85.01	MnO	0.02
Al₂O₃	6.96	Cr₂O₃	0.01
K₂O	2.57	Cl	0.01
CaO	1.78	Rb₂O	0.01
F	1.60	V₂O₅	0.01
Fe₂O₃	0.96	CuO	0.01
SO₃	0.35	TiO₂	0.09
MgO	0.33	P₂O₅	0.04
Na₂O	0.20	BaO	0.03