冶金矿山尾矿胶结充填试验

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附录A

（资料性）

充填试验

由于矿山地质条件及充填尾矿的性质不同，充填系统设计时需进行尾矿比重测定、颗粒粒径分析、尾矿添加絮凝剂沉降浓缩实验、胶结充填料浆坍落度实验、充填料浆固结强度实验。

A1比重测定

瓶重M 1。首先对矿样进行烘干，称出100g 左右矿样放入比重瓶中，瓶和尾矿重量为M 2。加入蒸馏水中渗泡到饱和状态，并对比重瓶进行煮沸或抽真空排气，总质量M 3。比重瓶加水至同一刻度总质量为M 4。为了提高准确性，消除随机因素的影响，同时进行三个矿样实验，采用三个矿样实验平均值。

实验时，室温t =16.7℃，蒸馏水比重γw =0.9988。尾矿比重按式（A.1）计算：

12431M M M M w s ---=γγ......................................................................................................（A.1）

式中：

γs ——尾矿（干）比重；

M 1——瓶重，单位为克（g ）；

M 2——（瓶+尾矿），单位为克（g ）；

M 3——（瓶+尾矿+水），单位为克（g ）；

M 4——（瓶+水），单位为克（g ）。

A2颗粒粒径分析

尾矿颗粒粒径分布测定。将矿样烘干破碎，大于0.074mm 颗粒采用筛分法分级，小于0.074mm 的细颗粒采用沉降法、离心分析仪、激光粒度仪或光电衍射式分析仪进行分析。

A3絮凝剂选择与沉降浓缩实验

A3.1絮凝剂优化选择

选择絮凝剂应通过沉降实验完成，采用1000mL 量筒分三步进行:

a ）絮凝剂优选实验。按10g/t 添加不同种类絮凝剂，观察絮凝沉降速度，测量上部澄清水含固量（小于万分之三），经过比对后优选出使尾矿浆沉降速度快、澄清水含固量低的絮凝剂；

b ）絮凝剂添加量实验。在尾矿浆浓度为20%时，按6g/t 、8g/t 、10g/t 、12g/t 、15g/t 等添加絮凝剂，随絮凝剂添加量增加，测定沉降时间，观察沉降效果。通过实验对比，优化选出合适的絮凝剂添加量；

c ）配制不同浓度的尾矿浆（如25%、20%、15%、10%、6%），采用优化出的絮凝剂添加量，测定絮凝沉降的最佳尾矿浆浓度。一般情况下，浓度较低的尾矿浆比浓度高的尾矿浆沉降效果更好。

通过此实验优化选出絮凝剂种类、絮凝剂添加量、尾矿浆絮凝沉降最佳浓度。

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11A3.2絮凝剂配制

由于絮凝剂添加量小，需要把絮凝剂配制成低浓度的溶液。配制过程如下：

a ）称取0.5g 絮凝剂，加入250.0g 水后搅拌均匀，再加入749.5g 水充分搅拌，此时絮凝剂浓度为0.5‰，配制好以后，放置备用（保存期少于24h ）。

b ）计算加入絮凝剂量

按每1000kg 干物料中加入絮凝剂6g ，质量浓度为C ，体积为V ，尾矿浆中需要加入的0.5‰絮凝剂量按式（A.2）计算：

VC

W g ρk =.....................................................................................................（A.2）

式中：W g ——浓度为0.5‰絮凝剂加入量,单位为克（g ）；

k ——系数，数值为12，单位为克每千克（g/kg ）；

ρ——尾矿浆密度，单位为千克每立方米（kg/m 3）；

C ——尾矿浆质量百分浓度；

V ——尾矿浆体积，单位为立方米（m 3）。

A3.3沉降实验

实验过程：配制不同质量浓度的矿浆放置在1000mL 量筒中搅拌均匀，将0.5‰的絮凝剂用针管加入，使用搅拌杆上下搅拌两次，同时用秒表记录尾矿浆沉降时间。

实验记录与观察：根据测试记录，绘制沉降高度与时间的关系，观测浮游物、压缩沉降后的最终尾矿浆浓度。

澄清水浓度检测：取出沉降后的澄清水，采用高密度滤纸过滤、烘干，测定澄清水含固量，也可采用专业仪器测定澄清水的浊度。

A4胶结充填料坍落度实验

塌落度实验是测定充填料浆拌合物的稠度大小、评价充填料浆的变形性能或抵抗流动变形性能的实验方法。塌落度装置采用塌落度筒。该装置为圆台型两端开口容器，顶部直径100mm ，底部直径200mm ，高度300mm ，上下口要平整光滑，防止漏浆。

测试时，将充填料浆分三次用小铲均匀地装入塌落度筒内，每次插捣数次，待插捣密实后，刮去顶层多余的料浆并抹平，双手均匀用力将筒拔起。从开始装料到拔起塌落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在较短的时间（一般是150s ）内完成，其中，拔起塌落度筒的时间在5s~10s 内完成。

待充填料在重力作用下自由坍塌后，测量充填料的最高点与塌落度桶的高度差（以mm 为单位，精确至5mm ），即为该物料的塌落度S 。

坍落度越大，流动性越好。

A5充填料浆固化强度实验

将搅拌均匀的充填料浆倒入规格为70.7mm ×70.7mm ×70.7mm 标准试模内，移入恒温恒湿箱（温度（20±2）℃、湿度92%以上）中养护。充填料浆固化成型后标号脱模，放入恒温恒湿箱中继续养护。实验要求不同，充填料浆养护龄期也不同，一般情况下，养护龄期为3d 、7d 、28d 、60d 。养护至相应龄期，在压力机上测定其单轴抗压强度。