某铅锌矿全尾砂充填料浆流动阻力研究

某铅锌矿全尾砂充填料浆流动阻力研究

0充填料浆输送工艺研究影响填充材料运输、填充质量和填充能力的主要因素是填充材料的比例、体积重量、粒级组成和空腔率。各个矿山充填所用充填料的组成一般较为固定，充填料浆能否实现顺利输送，需要对影响管道输送阻力的各因素进行试验研究，选择合适的充填料浆制备参数，并优化充填管网布设，使充填系统能在最优的工况条件下顺利运行为了研究高硫铅锌矿全尾砂充填料浆的输送性能指标1全尾铅砂的特性1.1全尾砂粒直径采用MASTERSIZER型激光衍射粒度分析仪测定尾砂的粒级分布，测定结果见表1。由表1可知，选厂全尾砂平均粒径d1.2基础物理和化学参数的测量通过试验，对选厂全尾砂的比重、容重、孔隙率、自然安息角等物理性能指标进行测定，测定结果见表2，全尾砂化学成分的测定结果见表3。1.3回用充填料浆选厂全尾砂进入砂仓的浓度为40%，沉降试验结果见表4和图1。选厂全尾砂沉降试验中，前30min尾砂浆混沌，料浆量前期下降较快，但随着时间的推移，料浆随之慢慢变得清晰，趋于稳定后，浆液基本不再变化，清水净增量先增大后减小，4h后，沉降浓度基本达到最大。沉降24h后，最大沉降浓度为68.68%～69.35%，平均为69%，最大沉降容重为1.820～1.849g/cm1.4料浆坍落度调整选厂全尾砂坍落度试验结果见表5。尾砂充填料浆的坍落度试验规律曲线如图2所示。试验表明，选厂全尾砂料浆浓度为84%，82%和80%时，坍落度分别为0.5,3.5cm和8.8cm，无法流动。浓度为78%时，料浆坍落度为17.3cm，料浆具备流动性，但流动阻力大；当浓度降为76%时，料浆坍落度为24.5cm，较大地改善了料浆流动性。浓度为74%～70%时，坍落度范围为27～28cm，流动性良好，浆液基本没有发生严重离析、泌水等不良现象。2砂浆机性能试验，全尾2.1填石脉象的测定根据试验要求，选择不同浓度的选厂全尾砂进行充填料浆流动性试验，测定流变参数，见表6。2.2充填倍线计算根据流动性试验结果，求得某铅锌矿不同浓度全尾砂充填料浆流变参数如表7所示。根据不同浓度尾砂的充填料浆流变参数，分别计算出在不同充填料浆浓度、流量及输送管道内径条件下，管道内充填料浆流速、输送阻力及可实现顺利输送的充填倍线料浆流速V为：式中，V为料浆流速，m/s;Q为充填料浆流量，m计算得到的料浆流速见表8。单位长度充填管道内料浆的流动阻力i(Pa/m）可通过下式进行计算：在不同浓度、不同料浆流量及管径条件下，料浆的流动阻力计算结果见表9。在自流输送的条件下，设矿山充填管路垂直高度为H，管道水平长度为L，则根据能量守恒原理取局部阻力及出口损失之和为管道沿程阻力的15%，则上式变为：(H+L）/H即充填倍线，为管道总长与垂直管道高度之比为了实现充填料浆的顺利输送，在不同尾砂充填料浆浓度、流量及管道直径条件下，计算出充填倍线见表10。充填倍线（H+L）/H<1时，表示无法实现自流输送。2.3充填料浆输送性能(1）某铅锌矿选厂-20μm尾砂含量为23.83%。虽然选厂全尾砂充填料浆浓度达到72%～74%，由于-20μm颗粒含量大，使得充填料浆保水性好，料浆不会产生离析分层等现象，料浆流动性较好，较为稳定，在低流速条件下发生堵管的可能性小。(2）选厂全尾砂料浆浓度从78%降到70%时，其屈服剪切应力τ(3）随着充填料浆浓度降低，其粘性系数η递减。粘性系数η过大，使料浆在输送过程中产生过大的阻力，如选厂尾砂料浆浓度为74%，料浆流量为70m(4）研究表明，结构流可实现低流速输送，因此适当增大输送管径，可降低管道输送阻力。从表9和表10中计算结果可知，选厂全尾砂浓度为72%，管径125mm，料浆流量从60m(5）在考虑流速的影响下，从输送阻力计算公式可知，公式中的第一项与管道内径D成反比，第二项则与管道内径D的4次幂成反比，从表9和表10中可知，尾砂料浆浓度为72%，流量为80m3充填料浆输送管道阻力的影响因素通过对某铅锌矿选厂全尾砂充填料浆输送性能试验研究，得出如下结论：(1）料浆输送浓度越高，其屈服剪切应力τ(2）充填料浆在运动状态下所产生的抵抗剪切变形的能力，即粘性系数η，对输送管道阻力的影响远大于充填料浆的屈服剪切应力τ(3）由于充填料浆浓度的提高，流速的增加，输送阻力也随着增加，可允许自流输送的充填倍线大幅度降低，但充填管径增加后，对充填料浆输送阻力的降低和可允许自流输送的充填倍线增加影响尤为突出。由此可见，决