粘贴或增厚的尾矿,已成为越来越重要的方法来解决矿业面临的许多环境问题。“粘贴”一词,是讨论适用于各种non-settling尾矿,表现出屈服应力,如“增厚尾矿”和“我的粘贴回填。”尾矿池生活,改善水回收,尾矿坝安全,尾矿回收/植被情况的一些主要司机调查使用粘贴。相比传统增厚,产生沉降泥浆,粘贴尾矿技术需要一个方法,集成了增厚,泵,处理设计在流变的基础上。每一段过程的重要参数,必须集成成功安装处理屈服应力。一个集成的设计方法所带来的好处已经记录(沼泽等。2006年,约翰逊et al ., 2004)。粘贴型增稠剂的选择不仅取决于原料流参数和下溢粘贴特性,但现场抽水和沉积的要求。
粘贴增稠剂设计变量
粘贴比传统和高效的增稠剂增稠剂是独特的不同。高效的增稠剂,产生一个解决泥浆下溢,已经使用了几十年。增稠剂的选择是基于饲料的特点和标准实验台测试与经验相结合。考虑下溢的下游使用最小,因为解决泥浆粘度没有显著的假设(牛顿)总是适用。另一方面,没有考虑下游过程的流变学,粘贴增稠剂可能会设计不当。
从每个粘贴粘贴特性产生增稠剂增稠剂取决于设计和操作条件。增稠剂设计特点包括:驱动转矩、边墙高度,地板上斜坡,feedwell设计和下溢流量安排。目标下溢粘贴特点可以选择的决定因素很多的这些特性。选择目标下溢的粘贴是由从应用需求特点,建立泵和管道的选项,然后选择增稠剂的设计。这个设计过程进行反向过程流程图。(Johnson et al . 2004年)。
下游的考虑
设计一个系统来处理粘贴下游的增稠剂有很大的不同取决于应用程序。例如,增厚的表面处理尾矿的设计应该考虑的参数如:
- 需要处理脚印
- 现有和新建大坝建设包含增厚尾矿处置是否down-valley
- 泵的要求更高的粘度增厚尾矿处理植物蓄水的网站
- 潜在的蓄水能力
- 粘贴的分布随着时间的优化处理网站的能力
- 网站环境要求(气候、地表水、土壤等)
- 客户的偏好(即对容积式泵,增稠剂自动化需求)
通过使用一个粘贴团队,由增稠剂、运输、和岩土工程设计师,最终用户可以识别独特的设计参数,障碍,和需要的网站。粘贴系统评估必须考虑每个参数的要求,并提供一个流程设计符合每个阶段的要求。应用程序之间的冲突将会出现目标和设计参数。常见的冲突是最后的休止角之间的粘贴能力最大化和运输需求。优化网站的生命或能力极大地影响沉积的休止角粘贴。休止角是一个函数的管道的材料的流变学。休止角是最初由高屈服应力在粘贴增稠剂和固体浓度下溢。糊流变学的响应(粘度和剪切屈服应力)的变化由于泵和管流必须考虑的设计。面积减少的吸引力更高角度必须平衡泵成本或生产材料的能力。未能达到目标斜率显著增加所需的区域(见Fourie et al ., 2006的更多细节)。
粘贴系统之间的连接关系阶段之一(增厚、交通、应用程序)是糊的流变性质。例如,运输方式的选择材料的增稠剂处理网站是基于材料流变学,距离,体积。下表显示了一个依据离心和容积式泵之间的选择取决于材料的流变特性。如果高休止角(高屈服强度和粘度)为最大的站点容量选择然后流变学规定容积式泵可能需要。
每个沉积网站解决方案和运输方案都有一个价格标签(2005年库克,帕特森,2005)。整个粘贴系统必须平衡过程需求和成本给最终用户。
案例研究
下面的例子说明了系统的影响考虑粘贴增稠剂的选择。
铁矿石尾矿
粘贴系统的一体化进程在南非铁矿石加工厂确认以下优先设计参数(du Toit,牧杖,2012):
- 绿地植物;尾矿处理网站必须构造
- 多个处理站点需要考虑包括新的表面处理和废弃的露天煤矿在我的生活
- 水资源保护和恢复主要因素
- 距离工厂处理几公里
- 离心泵的首选
- 增稠剂粘贴位置2 - 3公里下坡废物处理场
这些普遍存在的问题是识别和调查粘贴增稠剂设计师组成的团队,管道设计,岩土工程顾问。从沉积设计、泵和管道和增稠剂的设计进行评估以迭代方式来设计一个系统基于相同的流变学。
增厚的研究发现显著变化粒度分布(PSD)快速沉降絮凝的固体和固体比重高。过程选择这个网站包括两个90 rim驱动高增稠剂是位于植物。这些增稠剂恢复水和产生下溢进一步增厚深锥形的粘贴粘贴增稠剂。重大经营问题是提供足够的存储在粘贴增稠剂处理站点的时候下溢中断分配制度的变化。
泵和管路设计粘贴增稠剂是基于流变测试。离心泵串联交付粘贴到多个端口分布线沿堤。目标下溢粘贴被设定为一个低当量应力粘贴,以适应运输离心泵和粘贴的分布处理网站。
两个直径18米12 m-sidewall高度深层™粘贴增稠剂被用于这个项目。地面坡度是45度,自我提供的feedwell稀释港口和耙驱动器选择提供了多余力矩。该增稠剂设计提供的极端饲料变化产生的尾矿选矿植物。
铝土矿矿石的案例研究
粘贴系统的一体化进程在巴西铝土矿矿石植物识别高优先级的设计参数如下:
- 新建项目;保留大坝建设
- 大约3公里距离工厂优先处理网站
- 离心泵的偏好尾矿运输
- 增稠剂核电站的位置而不是在处理网站
- 处理网站在浅窄谷
- 高吨位
- 非常细粒度分布
一个多学科团队与客户的岩土工程部门成立,泵和管道专家和增稠剂制造商。中试规模测试,以确定进行增稠剂的特点和生产材料沉积斜坡测试。被选中的目标下溢的低当量应力增厚尾矿。这使得运输下溢的3公里与离心泵处理网站。有足够的区域为低休止角处理网站,适合谷的斜率。增稠剂的选择对高吨位应用多个深锥增稠剂或一个高密度增稠剂。这种植物目标产量很低的压力下溢不需要产生的更高的屈服应力和底流固体深锥形粘贴增稠剂。因此两个直径45米WesTechHiDensity™增稠剂使用。
从现有尾矿池回收的煤炭
工厂再加工煤矸石(尾矿)复苏细煤沉积问题困扰的再加工尾巴。工艺设计包括疏浚老煤炭池塘,复苏处理浆细煤,更换新的尾矿回相同的池塘。附近的池塘进行疏浚三峡大坝的细粒子了。新工艺尾巴向池塘的另一端被放置在粗颗粒沉积在原来的位置。
的启动处理厂使用高速率增稠剂脱水尾矿沉积流和泥浆在池塘里。这个计划疏浚从一边的池塘和返回的另一边的尾矿池导致大量罚款循环加载尾矿没有解决但仍然暂停和流向疏浚位置。这些循环罚款超载,大大减少复苏和年级的煤炭产品。通过测试,再加工的尾巴增厚的粘贴池塘里,把水下。粘贴不re-suspend当进入池子里的水但流动水下的老粗尾巴。一个18米直径深层粘贴安装增稠剂。下图显示正在处理的池塘(疏浚大坝附近的中心)和水下形成的三角洲沉积粘贴尾矿(中心底部)。中间的过程植物顶部和粘贴增稠剂位于向另一端的池塘(中间偏左)。
结论
增稠剂制造或顾问有几个增稠剂种类的选择。每个增稠剂类型也有几个设计特性,必须为每个应用程序完成。许多这些特性依赖于增稠剂必须执行的义务。目标下溢特点发挥非常重要的作用,选择增稠剂类型和许多特性。
下游系统需求来选择目标下溢的增稠剂。粘贴安装增稠剂尾矿处理系统一再证明正确的设计方法是使用一个多学科团队的制造商,交通专家,岩土工程顾问。增稠剂设计师必须考虑下游流变需求和约束来选择正确的类型和大小。
引用:
沼泽,D。、天平、p和Sofra, f(2006)流变概念。粘贴和增厚尾矿——导游。R.J.朱厄尔和A.B. Fourie (eds),澳大利亚地质力学中心27页。
库克,r(2005)高浓度尾矿运输系统优化。国际研讨会上粘贴和增厚尾矿圣地亚哥,智利,2005年4月。
Fourie,。Bentel, G。、威廉姆斯、p和麦克菲尔g(2006)地面处理。粘贴和增厚尾矿——导游。R.J.朱厄尔和A.B. Fourie (eds),澳大利亚地质力学中心,p . 152。
约翰逊。Slottee,中华民国(2004)粘贴技术:成功的方法,2004年尾矿和我浪费维尔,2004年10月,7 p。
帕特森,A.J.C.(2005)确定最优位置的高速率增稠剂增稠剂尾矿系统。国际研讨会上粘贴和增稠的尾矿,圣地亚哥、智利、2005年4月。
杜-图伊托,T。牧杖,M。Khumani铁矿石粘贴处理和水回收系统,《南非矿业和冶金工业卷112年3月,2012年