红岭矿业充填尾砂粒级及真密度测定

包东程



红岭矿业充填尾砂粒级及真密度测定

包东程

(赤峰山金红岭矿业公司，内蒙古 巴林左旗 025450)

为使立式砂仓底部放砂浓度稳定，减少因计量数据不准而造成的充填质量达不到设计要求，或因胶结剂使用过多而造成充填成本增加等问题。经过对尾砂进行取样，测定尾砂粒级分布和尾砂真密度，从而经过计算得出充填料浆的体积。该方法能够准确测定尾砂充填体的体积，节省了充填成本、提高了充填质量，具有较大的推广应用价值。

立式砂仓；充填料浆；真密度；粒级分布

赤峰山金红岭矿业公司于 1988 年开始筹建，经过 20 余年的开采，生产能力由建矿初期的 210 t/d改扩建至约5000 t/d，是一个集采选于一体的现代化矿山。主要产品为锌精矿、铁精矿、铅精矿(含银)和铜精矿等，被国土资源部授予“国家级绿色矿山”。现正处在采矿方法由阶段崩落采矿法联合空场采矿法转变为充填采矿法阶段，矿区内已建成一座分级尾砂充填站。

1 充填站现状

矿山现有分级尾砂充填站位于矿区中部6线位置，3000 t/d选矿车间东侧，站内设有1座1000 m3立式砂仓，1座200 m3水泥仓，充填制备能力80 m3/h，设有2条Φ300 mm充填钻孔至+955 m中段。

(1) 立式砂仓直径为10 m，砂仓全高为27 m，尾矿砂仓、水泥砂仓均为钢结构。尾砂由泵送至立式砂仓顶部旋流器进行分级。尾矿砂仓顶部设旋流器组(FX250×6、分级界限为37 μm)对尾矿浆进行分级处理。底流进入立式砂仓沉降，溢流与砂仓溢流自流至尾矿泵站，由尾矿泵输送至尾矿库堆存。立式砂仓采用锥形底单管重力放砂技术进行放砂，采用高压水(＞0.91 MPa)进行尾砂造浆。该充填系统主要担负保安矿柱回收及空区治理任务。

(2) 设一座200 t水泥仓，水泥仓高度11 m。外运水泥通过水泥车吹至水泥仓存储，水泥仓顶部设HMC-48B型脉冲袋式除尘器，对水泥粉尘进行回收。水泥仓底部采用变频调速双螺旋给料机给料。

(3) 尾砂和胶固粉输送至搅拌桶，在搅拌桶(Φ2000 mm×2100 mm，有效容积5.8 m3，制备能力约80 m3/h)内进行搅拌。

(4) 充填站附近施工两条充填钻孔(Φ300 mm，一用一备)，由地表至井下+955 m中段充填钻孔联络巷，充填料浆通过地表充填钻孔、充填管道靠重力自流进行输送。采场充填倍线大部分小于7，充填最大倍线为+955 m中段33线附近采场充填时，此时充填倍线达14.9，需进行加压充填。充填管路沿充填钻孔及联络巷敷设至中段采场进行充填。

由于充填站建成之初，较多数据不完整，针对这种情况，进行了尾砂体积的测定工作。

2 尾砂粒级及真密度测定

2.1 粒度分析

将取样壶置于尾砂出口处，采集约2 kg全尾砂湿料置于鼓风干燥箱内烘干，然后再将烘干好的样品摊开均匀，采用四分法取样200 g左右，作为粒度分布测试的样品。

水筛筛分法所用的筛网分别为200目、325目、400目，采用水洗的方法对取样样品过200目～400目筛，实验过程中严禁采用震动筛网等其他施加外力的方式加快过筛，每一级筛网必须水洗至清澈为止，最后将所有分级后的尾砂收集分类、干燥，计算收率。实验结果见表1。

3000 t/d选厂全尾砂粒径分布均匀，−0.074 mm (−200目)占66.72%，−0.037 mm(−400目)占40.38%。

2.2 真密度测定

(1) 用25 mL的比重瓶(因试验条件限制，采用100 mL容量瓶)，用洗液洗净、烘干，用感量为万分之一克的天平称量比重瓶的质量1；

(2) 取已烘干的试样放入瓶中，试样装入量为容积的1/3左右，称出瓶和试样的质量2；

表1 3000 t/d选厂尾砂粒径组成

(3) 向瓶内注入蒸馏水，达容积的2/3，在热水浴中煮沸(本次试验采用晃动容量瓶排除瓶内空气)，除去试样上附着的气泡。经静置冷却后，再将蒸馏水注满至瓶口，塞上瓶塞，使水从瓶塞上的毛细管中溢出，才说明瓶中已装满水。擦干瓶外的水分，称比重瓶、试样及水的质量为3；

(4) 从瓶中倒出水和试样，洗净后装满蒸馏水，称瓶和水的质量4。计算公式如下：

式中：ρ为物料的真密度，g/cm3；1为比重瓶的质量，g；2为比重瓶和试样的质量，g；3为比重瓶、试样和水的质量，g；4为比重瓶和水的质量，g；为介质的密度，g/cm3。

每种样品的真密度测定实验至少进行3次，实验结果取平均值，作为测试样品的真密度，测定结果如表2所示。

表2 山金红岭矿业3000 t选厂尾砂真密度测定结果

3 结 论

金属矿山尾砂充填需要掌握本矿山尾砂的真实数据，相关参数对充填方式的选择很重要，通过测试分析可得：

(1) 红岭矿业公司尾砂200目以下占多数，因此在选择充填方案的过程中应首先考虑尾砂利用率是否能够满足井下生产的需要。根据尾砂性质合理选择全尾充填或分级尾砂充填；

(2) 真密度的确定为充填站自动添加的数字系统提供了理论上的依据，为充填系统的准确性提供了数据上的支持；

(3) 掌握了本矿尾砂的真实数据后，为充填相关设备的选取提供了依据。

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(2018−07−02)

包东程，男，工程师，主要从事金属矿山充填工艺、技术工作，Email:595889725@qq.com。