新田岭钨矿全尾砂沉降性能试验研究*

罗元方，王 旭

新田岭钨矿全尾砂沉降性能试验研究*

罗元方1，王 旭2, 3, 4

(1.湖南有色新田岭钨业有限公司，湖南 郴州市 423000；2.长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012；3.国家金属采矿工程技术研究中心，湖南 长沙 410012；4.金属矿山安全技术国家重点实验室，湖南 长沙 410012)

通过全尾砂沉降性能试验，研究掌握新田岭钨矿全尾砂的沉降规律和特性，为充填工艺设计提供依据。沉降试验结果表明：自然沉降时，粗砂沉降迅速，细颗沉降缓慢，不能满足充填工艺要求。絮凝剂沉降结果显示，添加少量絮凝剂既能达到理想的沉降效果，每吨尾砂絮凝剂沉降成本0.51元，经济合理。

全尾砂；絮凝剂沉降；自然沉降

新田岭钨矿位于郴州市西南，在过去多年的采矿生产中，采用空场法采矿，在井下留下了大量的采空区，矿柱无法回采，矿产资源损失严重。随着国家对安全环保问题的日益重视，加上土地保护政策的实施，新建尾矿库日益艰难。

为了应对矿山资源开发利用中的难题，新田岭钨矿在充分了解国内同行业技术应用水准，认真地分析相关政策法规的基础上，采用尾砂充填工艺方案解决矿山井下空区地压灾害、矿产资源严重损失、尾矿库建设难等问题。

本文通过全尾砂沉降性能试验，研究掌握新田岭钨矿全尾砂的沉降规律和特性，为充填工艺设计提供依据。

1 全尾砂粒度测定

采用激光衍射粒度分析仪测定尾砂粒度分布。将若干组重要粒径参数列于表1。

表1 全尾砂粒度组成

由表1可知，尾砂中−20 μm超细颗粒占23.73%，实践经验表明这部分超细尾砂颗粒难以自然沉降，是此次沉降试验需攻克的重点。尾砂中−75 μm颗粒占49.33%，−35 μm颗粒占33.48%，与国内其它矿山的尾砂相比，尾砂较粗，易于沉降。

2 全尾砂沉降性能试验

2.1 自然沉降试验

将配置好的30%浓度料浆，倒入1000 mL量筒中，搅拌均匀后，记录单位时间内液面下降高度。试验结果如图1所示。

图1 全尾砂自然沉降曲线

通过图1可知：

（1）量筒中粗砂沉降迅速，2 min内粗砂便全部沉降至瓶底，形成一定厚度的泥层，而细颗粒沉 降缓慢，30 min之后，上清液依然比较浑浊，透光性弱。

（2）沉降曲线直观反映了自然沉降速度的变化趋势。沉降开始后10 min之内，沉降高度迅速增加，沉降曲线坡度较陡；10 min之后，沉降速度明显放缓，即沉降曲线变化趋于平缓；3 h后沉降高度不再变化，达到最大的自然沉降浓度。

尾砂自然沉降过程中上清液比较浑浊，为加速尾砂沉降且保证上清液清澈，须添加絮凝剂。

2.2 絮凝沉降试验

根据实践经验选取在其他矿山应用效果较好的两种絮凝剂进行絮凝沉降试验，2种絮凝剂如下：

（1）6000S絮凝剂：法国爱森公司。

（2）AZ1825絮凝剂：北京希涛技术开发有限 公司。

在500 mL的量筒中配制浓度30%的尾砂浆，搅拌均匀后加入絮凝剂溶液，絮凝剂溶液添加量按每吨干尾砂分别添加10，30，50 g，记录单位时间内砂面下降高度并制成趋势曲线（见图2、图3）。

图2 全尾砂絮凝沉降曲线(6000S)

图3 全尾砂絮凝沉降曲线(AZ1825)

由图2及试验观察可知，法国爱森公司6000S絮凝剂在30 g/t的添加量时，尾砂沉降速度快，上清液清澈，综合效果较好。

由图3及试验观察可知，北京希涛AZ1825絮凝剂在30 g/t的添加量时，沉降速度很快，上清液较清澈；50 g/t的添加量时，虽然沉降效果较30 g/t时稍好，但絮凝剂用量大幅增加，性价比降低。从沉降效果和性价比两方面考虑，30 g/t添加量相对较好。

30 g/t添加量条件下对比这2种絮凝剂成本如表2所示。

表2 不同絮凝剂成本对比

由表2可知，絮凝剂成本排序为：爱森6000S＞希涛AZ1825。

综合比较以上2种絮凝剂的沉降速度、上清液清澈度及成本等因素可知，希涛AZ1825时，沉降效果和成本均较优。

3 结 论

通过粒度测试和沉降试验掌握了全尾砂的粒度分布规律和沉降特性，可为充填参数和充填工艺设计提供基础数据和依据。试验结论分述如下：

（1）尾砂中−75 μm颗粒占49.33%，−35 μm颗粒占33.48%，与国内其它矿山的尾砂相比，尾砂较粗，易于沉降。

（2）自然沉降时，粗砂沉降迅速，细颗沉降缓慢，不能满足充填工艺要求。

（3）絮凝剂沉降结果显示，添加少量絮凝剂既能达到理想的沉降效果，絮凝剂成本每吨尾砂0.51元，经济合理。

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(2019-02-28)

罗元方(1981－)，男，湖北当阳人，硕士，采矿工程师，主要从事采矿技术和管理工作，Email: 18179628@ qq.com。