尾矿脱水干排

磷矿尾矿分层固结试验分析

2020-12-15654

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尾矿坝是由尾矿堆积碾压而成的坝体,主要用于堆存矿石选别后排出的尾矿或冶炼后 的工业废渣。尾矿坝一层一层分期筑坝,每层尾矿料的固结度不同,这种特殊的筑坝形式使得分层固结对研究其变形特性尤为重要。另一方面 ,坝体在自然条件下不断的干湿循环 ,不仅需要考虑饱和固结问题 ,还需要考虑非饱和尾矿料的固结问题

某磷矿属于沉积矿床,由风化、沉积作用形成 ,经过分异作用的影响 ,与内生矿相比,矿物成分单一,主要为胶磷矿和白云石,胶磷矿在精选过程中被选走,留下磷矿尾矿料 ,粒度很细小。因此,磷矿尾矿料中白云石为主要矿物成分,通过 x射线荧光光谱仪检测结果可以看出,尾矿料中MgO、CaO 的含量明显高,P0含量较高。与金属矿床相比,磷矿尾矿料的成分中硅质含量明显较低,硬度也明显低于金属尾矿料,而且磷矿尾矿料中的成分不如金属矿尾矿料复杂,化学性能具有很大差异性,从而导致颗粒组成结构和孔隙结构特征都有所不同。

尾矿料颗分试验结果表明,尾矿料的颗粒组成级配连续,结合尾矿料的液限、塑限测试结果 ,确定尾矿料颗粒为粉粒。考虑尾矿坝的分层特性,在固结试验中,设计了5个干密度 :1.3,1.4,1.5,1.6,1.7g/cm 。制样过程 中发现 ,随着饱 和度 的增大,尾矿料强度急剧降低 ,试样流动性增大,成样困难。为保证试样的完整性,饱和度设 计 为 30% 、40%、50% ;垂直压力逐级增大 ,分 别为 25,50,100,200,300,400kPa,每级压力下的固结时间为 24h,24h后试样变形不大于0.005mm/h认为稳定 。

结果显示:(1)当第一层尾矿堆积后,在24h内其固结很快,沉降量很大;随着时间的增长,第一层尾矿的沉降量明显减小,次固结并不明显。 (2)当第二层尾矿加到第一层尾矿 上,第一层尾矿也只是在初始阶段有微小的沉降,其后趋于稳定。 (3)当第三层尾矿加到第二层尾矿上,第一层尾矿的沉降也很微小,随时间基本上没有明显的变化。由此表明,饱和尾矿料具有和非饱和尾矿料相似的性质。在很小的初始固结压力下,土样会趋于稳定,应力历史对尾矿料的影响不大。这是由尾矿料特殊的颗粒结构和孔隙结构所决定的。

磷矿.jpg

针对某磷矿尾矿料分层固结特性,通过对不同干密度、不同饱和度的非饱和尾矿料试样进行压缩试验,得到了饱和度分别为 30%、40%、50%时 的垂直压力与孔隙比、固结压力与压缩系数关系曲线 ,同时分析了相同饱和度下不同干密度尾矿料的压缩系 数 ;然后 ,采用含水率为22%尾矿料进行堆积分层固结模型试验。试验结果表明,施加初始 固结压力 能消除初始干密度对尾矿料的压缩特性的影响 ,尾矿料的压缩特性对应力历史不敏感 ,非饱和尾矿料中基质吸力对其压缩固结特性影响不大。在尾矿坝分期填筑过程中,试验用磷矿尾矿料都具有较好的密实度,能有效保证尾矿坝的安全。


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