温度对微细尾矿沉降性能的影响.docx
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温度对微细尾矿沉降性能的影响
温度对微细尾矿沉降性能的影响
齐丁丁
（长沙矿冶研究院,湖南长沙410012
摘要:
研究了温度对某矿山微细尾矿沉降性能的影响规律。
温度下降,物料沉降速度下降,浓缩机处理能力降低。
得出了温度对沉降速度和浓缩机处理能力影响的数学模型。
关键词:
温度;沉降;浓缩;尾矿
EffectofTemperatureonSettlingofSuperfineTailings
QIDingding
（ChangshaResearchInstituteofMiningandMetallurgy,Changsha410012,Hunan,China
Abstract:
Theeffectoftemperatureonsettlingofsuperfinetailingshasbeenstudied.Ithasbeenfoundthatwhentemperaturefalls,thesettlingvelocitydecreases,andthethickenersthroughputcapacityreduces.Themathematicalmodelhasbeenestablishedfortheeffectoftemperatureonsettlingvelocityandthroughputcapacityofathickener.
Keywords:
temperature;settling;thickening;tailings
由于环境保护的需要以及水资源的紧缺,尾矿浓缩愈来愈受到关注。
随着矿产资源愈来愈贫杂细,尾矿浓缩的难度在不断增大,对尾矿浓缩生产的要求也愈来愈高,影响浓缩效率的各种因素受到重视。
浓缩机通常位于室外,1年中环境温度有较大变化,浓缩机的浓缩效果会受环境温度影响。
上海梅山集团（南京矿业有限公司选矿厂,由于矿石中含有大量粘土类矿物（高岭土、云母等及碳酸盐类矿物（白云石、方解石等,尾矿粒度细、沉降性能较差。
尤其是重选尾矿,原生细泥含量高,冬季的低温使浓缩机溢流水中固体含量增大,影响了回水的利用。
因此对该厂尾矿进行了温度对沉降性能影响规律的研究,以指导浓缩机生产。
1物料性质
试样取自上海梅山集团（南京矿业有限公司选矿厂,该厂尾矿有重选尾矿和磁选尾矿。
采用激光粒度分析仪对试样进行了粒度测定,分析结果列于表1。
重选尾矿10%粒度为0.63m,50%粒度为8.87m,90%粒度为72.25m,平均粒度24.54m。
-1m粒级达12.81%,-10m粒级高达51.7%。
磁选尾矿10%粒度为0.53m,50%粒度为10.66m,90%粒度为179.7m,平均粒度52.39m。
-1m粒级高达15.26%,-10m粒级高达49.14%。
2种尾矿粒度都非常细。
表1尾矿粒度分析
粒级m
产率%
+75-1005.113.27
2试验方法及结果
静态沉降试验在1000mL量筒中进行,絮凝剂配制浓度1!
。
低温试验时,先将配制好的矿浆装入量筒,放入冰箱中保温一夜,次日在冰箱内低温环境中进行试验,并记录实际水温。
试验记录泥水分界面的高
第23卷第4期2003年08月
矿冶工程
MININGANDMETALLURGICALENGINEERING
Vol.23∀4
August2003
收稿日期:
20030520作者男高级工程师
度、沉降时间以及泥浆层体积,计算出沉降初速和压缩浓度。
矿浆浓度对沉降影响极大,因此每批试验矿浆制备要求尽量一致。
制备时,先将矿浆用缩分器分样,取一份过滤烘干称重,然后配制出所需浓度矿浆。
沉降试验完成后,称矿浆重,过滤烘干称干矿重,计算试验的实际矿浆浓度。
2.1温度对自然沉降的影响
重选尾矿第一段浓缩给矿浓度通常为3%左右。
试验首先考察了该浓度下常温和低温沉降性能的差异,试验结果如图1
所示。
图1重选尾矿自然沉降结果
试验观察到低浓度下沉降,上层水浑,低温下上层水变清所需时间长,这是低浓度下颗粒碰撞几率低,部分微细颗粒未被团聚而悬浮在水中所致。
2.2温度对絮凝沉降的影响
试验中发现,常用的无机凝聚剂不起作用,采用聚丙烯酰胺效果显著,用量30gt以上絮凝效果好。
第二段浓缩给矿矿浆浓度为17%。
该浓度下,低温、常温下聚丙烯酰胺絮凝沉降结果见图2。
由图2可见,絮凝沉降时,
温度的影响同样显著。
图2重选尾矿絮凝沉降结果
2.3温度对沉降速度的影响
在不同温度下进行沉降试验,记录沉降时间和沉降高度,作沉降曲线。
取沉降曲线起始直线段的平均速度作为该试验条件下的沉降速度,用以评价温度对沉降速度的影响。
试验结果列于表2,沉降速度v的自然对数与绝对温度T的倒数关系见图3。
表2不同温度下的沉降速度（m#h-1
温度∃
0.162
0.424
图3沉降速度与温度的关系
由图3,得到以下关系式:
对重选尾矿:
lnv=5.04-2090T（1对磁选尾矿:
lnv=2.81-1120T（2通式可写为:
lnv=lnA-BT
（3即:
v=A#e
-BT
（4
A、
B为常数。
设温度T1时,沉降速度为v1,温度T2时,沉降速度为v2,则沉降速度变化率为:
=
v2v1
=eB（1T1-1T2
（5
在底流浓度较低时,沉降速度决定浓缩机的处理能力,浓缩机处理能力Q与沉降速度v成正比:
Q=kv,k为比例常数。
可得温度与处理能力的关系式为:
Q=kA#e-
BT
（6
Q2=Q1#e
B（
1T1
-1T
2
（7
Q1为温度T1时浓缩机处理能力;Q2为温度T2时浓缩机处理能力。
根据浓缩机在某一温度下的处理能力可推算出另一温度下的处理能力。
2.4温度对压缩时间的影响
初始矿浆体积1000mL,不同温度下进行沉降试
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矿冶工程第23卷
验,记录不同时间泥浆沉积层的体积V（mL,试验后测定矿浆重W（g和矿浆中尾矿干重WS（g,除重选尾矿低浓度自然沉降初始15~20min内上层水浑浊外,其余试验上层澄清水浊度低,固体含量小于300mgL,密度近似按1gmL计。
按式（8计算不同沉积时间达到的沉积浓度C（%,然后绘制沉积时间T与沉积浓度C的曲线,作图求出特定浓度需要的沉积时间。
C=WS
W-（1000-V%100%
（8
温度对沉积层压缩浓度的影响试验结果见表3。
压缩时间t的自然对数与绝对温度T的倒数关系见图4。
表3不同温度下的压缩时间h
矿样名称压缩浓度%
2.82.51.831.5重选尾矿
304.543.32.535
15
14
11
8
图4压缩时间与绝对温度的关系
由图4得:
lnt=lna+b
t
（9
式中t为压缩时间,h;a、b为常数。
式（9可写成:
t=a#eb
T
（10
在高底流浓度下,压缩时间决定设备处理能力,浓缩机处理能力Q与压缩时间t成反比,
Q=
K
t
K为比例常数。
可得温度与处理能力的关系式为:
Q=
Kae-b
T
（11Q2=Q1#e
b（
1T1
-1T
2
（12
对试验尾矿,当温度从30∃降至5∃,设备处理能力
变化率计算结果见表4。
表4浓缩机处理能力（
Q1
Q2
71.72
52.05（压缩浓度45%
由表4可见,温度对设备的处理能力有相当大的影响,尤其是压缩时间决定设备处理能力时（通常在高底流浓度下,温度对浓缩机处理能力的影响较大。
3结语
1温度对物料自然沉降性能和絮凝沉降性能均有很大影响,温度下降使沉降速度变小。
2绝对温度的倒数与沉降速度和压缩到指定底流浓度所需时间的自然对数在试验温度范围有较好的线性关系。
3在浓缩过程中,底流排放浓度高,温度的影响更大。
4由于浓缩机,尤其是大型浓缩机通常位于室外,浓缩机中水温易受环境温度影响,浓缩机选型和浓
缩脱水生产实践应考虑温度的影响。
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第4期齐丁丁:
温度对微细尾矿沉降性能的影响
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