镍渣—全尾砂混合骨料配比试验研究

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2024.03.100

摘要/Abstract

摘要：

为实现固废循环利用，降低尾砂和镍渣的固废堆存，开展了镍渣—全尾砂混合骨料配比试验。通过扫描电镜和X射线荧光光谱测定（XRF）方法分析了镍渣和全尾砂的粒级分布和化学成分，利用骨料堆积密实度理论确定了镍渣—尾砂的配比优化范围为4∶6、5∶5和6∶4；考虑料浆的流动性、和易性及充填体强度，最终推荐镍渣—全尾砂的最优配合比为5∶5，料浆的质量浓度为77%~79%，水泥添加量为310 kg/m3；针对镍渣—全尾砂充填，镍渣利用量最高不超过50%，最大质量浓度为79%，对应的剪切应力为112.634 Pa，黏度为0.938 Pa·s。

关键词: 镍渣, 全尾砂, 配比, 固废资源化, 充填骨料, 金川铜镍矿

Abstract:

The national sustainable development strategy attaches great importance to ecological and environmental protection issues，and the construction of green mines has become an inevitable trend in the development of mining industry.Solid waste filling is an effective measure to achieve green mines.In order to achieve the recycling of solid waste and reduce the solid waste storage of tailings and nickel slag，the mixed aggregate ratio test of nickel slag-full tailings was carried out to provide technical support for the industrial verification of nickel slag full tailings full solid waste filling.In order to study the optimal mix ratio of nickel slag-tailings paste slurry，the particle size distribution and chemical composition of nickel slag-tailings were analyzed by scanning electron microscopy （SEM），X-ray diffraction （XRF） and other test methods，and the optimal nickel slag-tailings ratio range of 4∶6，5∶5，6∶4 was determined by the aggregate packing density theory.Considering the fluidity，workability and backfill strength of slurry，the optimal mix ratio of nickel slag-total tailings is finally recommended as 5∶5，the mass concentration of slurry is 79%~81%，and the reasonable cement content is 310 kg/m3.For nickel slag-total tailings pumping filling in Jinchuan mine，the maximum utilization of nickel slags is not more than 50%，the maximum mass concentration of nickel slags can be pumped and filled is 81%，the corresponding shear stress is 112.634 Pa，and the viscosity is 0.938 Pa·s.

Key words: nickel slag, full tailings, proportioning, solid waste recycling, filling aggregate, Jinchuan copper-nickel mine

中图分类号:

TU45

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图/表 17

表1

表2

表3

表4

矿物活性评价指标及结果"

评价指标	公式	镍渣	全尾砂
碱性率	$M 0 = C a O + M g O S i O 2 + A l 2 O 3$	0.33	0.79
活性率	$M α = A l 2 O 3 S i O 2$	0.22	0.09

表4

图1

图2

表5

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表6

图4

图5

图6

图7

表7

图8

表8

图9

参考文献 0

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成分	含量	成分	含量
Ni	0.21	CaO	3.54
Cu	0.24	MgO	9.81
Fe	41.66	SiO₂	33.18
Co	0.09	Al₂O₃	7.27
S	0.78	其他	3.22

成分	含量	成分	含量
SiO2	42.20	SO₃	3.37
CaO	3.73	K₂O	0.39
MgO	32.71	TiO₂	0.33
Al₂O₃	4.04	其他	0.85
Fe₂O₃	12.14

参数	数值
d₁₀/μm	2.224
d₃₀/μm	7.962
d₆₀/μm	25.178
曲率系数	1.132
不均匀系数	11.240

混合料中镍渣占比/%	混合料密度/（g·cm^-3）	实测堆积密实度				计算堆积密实度	差值
混合料中镍渣占比/%	混合料密度/（g·cm^-3）	第1次	第2次	第3次	平均	计算堆积密实度	差值
10	2.86680	0.436	0.434	0.438	0.436	0.458	0.0220
20	2.94349	0.494	0.479	0.463	0.479	0.489	0.0103
30	3.02440	0.531	0.498	0.511	0.513	0.524	0.0107
40	3.10989	0.553	0.577	0.547	0.559	0.554	0.0050
50	3.20035	0.615	0.593	0.604	0.604	0.622	0.0180
60	3.29622	0.633	0.641	0.624	0.633	0.655	0.0223
70	3.39802	0.619	0.631	0.642	0.631	0.642	0.0113
80	3.50631	0.624	0.609	0.613	0.615	0.627	0.0117
90	3.62173	0.627	0.597	0.603	0.609	0.615	0.0060

镍渣与尾砂配比	质量浓度 /%	平均坍落度/mm	平均扩展度/mm	备注
4∶6	75	279	810	离析严重
	77	259	670	离析严重
	79	251	450
	81	231	320
5∶5	75	280	860	轻微离析
	77	273	770	推荐配比
	79	270	700	推荐配比
	81	260	550
	83	250	480
6∶4	75	291	1 145	离析严重
	77	289	1 000	离析严重
	79	277	815	轻微离析
	81	272	655	离析严重
	83	265	650	临界状态