近年来膏体充填技术得到迅猛发展,成为矿山充填研究的重要方向。然而,由于膏体充填中的细颗粒含量多、充填浓度高、输送距离长等原因,给管道泵压输送带来了输送阻力大、堵管爆管等困难。而添加泵送剂改善膏体流动性能,使高浓度膏体管道输送顺利进行成为可能。因此,泵送剂对膏体性能的影响是管道输送过程研究的重要环节,开展泵送剂对膏体料浆性能及结构的影响具有重要意义。 论文的主要工作和成果有:
(1)膏体充填材料的物理化学性质测试。通过实验测试得到膏体充填材料的化学成分组成、密度、粒径分布等物理化学性质,为后期试验及研究提供了依据。
(2)泵送剂对膏体料浆及全尾砂净浆体性能的影响规律。采用单因素试验,通过室内塌落度扩展度测试、流变参数测试及单轴抗压强度等试验,揭示了泵送剂对膏体料浆流动性、流变性及强度的影响规律。泵送剂对全尾砂净浆体流变性能有所改善,揭示了泵送剂对细颗粒的分散作用。
(3)泵送剂对膏体料浆作用的微结构模型的建立。通过环境电镜扫描试验(ESEM),从微细的角度观察泵送剂对新拌膏体料浆结构的影响。对比泵送剂添加前后膏体浆体结构的变化,建立了泵送剂对膏体料浆作用的微结构模型。
(4)泵送剂的作用机理分析。通过对试验数据的分析并结合膏体结构的变化,分析泵送剂对膏体料浆作用机理;泵送剂通过吸附细颗粒表面,通过分散作用,破坏膏体的絮团结构释放出絮团中的絮凝水,从而改善膏体的性能。
(5)膏体充填现场工业试验。通过正交设计制定实验方案,确定膏体充填最佳配比。以国内某铜矿的膏体充填系统为背景,在现场进行膏体充填管道泵送试验,发现了膏体管道输送系统存在的问题,并提出了解决方案。