剪切环境下某铅锌尾矿絮团演化过程及絮团表征

孙浩, 李茂林, 崔瑞, 江宏强, 周胜, 宁江峰. 剪切环境下某铅锌尾矿絮团演化过程及絮团表征[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(4): 75-81. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.04.009
引用本文: 孙浩, 李茂林, 崔瑞, 江宏强, 周胜, 宁江峰. 剪切环境下某铅锌尾矿絮团演化过程及絮团表征[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(4): 75-81. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.04.009
Hao SUN, Maolin LI, Rui CUI, Hongqiang JIANG, Sheng ZHOU, Jiangfeng NING. Floc Evolution and Characterization of Lead-zinc Tailing in Shearing Environment[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2020, 40(4): 75-81. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.04.009
Citation: Hao SUN, Maolin LI, Rui CUI, Hongqiang JIANG, Sheng ZHOU, Jiangfeng NING. Floc Evolution and Characterization of Lead-zinc Tailing in Shearing Environment[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2020, 40(4): 75-81. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2020.04.009

剪切环境下某铅锌尾矿絮团演化过程及絮团表征

  • 基金项目:
    武汉科技大学大学生科技创新计划资助项目(18ZRA214)
详细信息
    作者简介: 孙浩(1996-), 男, 湖北武汉人, 在读硕士研究生, 从事微细粒尾矿絮凝研究
  • 中图分类号: TD921+.4

Floc Evolution and Characterization of Lead-zinc Tailing in Shearing Environment

  • 某铅锌矿山对尾矿颗粒絮团强度有一定要求,为了研究如何表征并增大絮团强度,考察了絮凝剂的种类和用量、搅拌时间、搅拌速度以及单位矿浆输入能量等剪切环境因素对某铅锌尾矿剪切絮凝沉降的影响,进行了相应的絮凝沉降试验、颗粒录影显微技术(ParticleView V19)实时监测以及显微镜絮团图像分析,并讨论了絮凝机理,旨在揭示絮体形成过程与絮凝效果的关系。结果表明:对某铅锌尾矿的絮凝作用:阳离子聚丙烯酰胺>阴离子聚丙烯酰胺>阳离子醚化淀粉,阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)最佳用量值为200 g/t,加入表面电荷相反的PAM,能使颗粒表面动电位降低而凝聚,当絮凝剂过量时,会使得整个体系变为带正电荷。由于正电荷间的互斥作用,絮凝体再次分散,发生再稳现象,从而使絮凝效果减弱。搅拌时间、搅拌速度、单位矿浆输入能量对某铅锌尾矿的剪切絮凝行为的影响很大;搅拌时间关系着絮团的成长破碎程度;搅拌强度的大小影响着絮团所受剪切强度,搅拌强度越大,絮团最终形成稳态的抗剪切强度越高,形貌越规则;单位矿浆输入能量存在一个极限值,超过极限值时,絮团形成与破碎达到了一个相对平衡的稳态,絮团能够在此搅拌体系下稳定存在。
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  • 图 1  某铅锌尾矿负累积粒度分布曲线

    Figure 1. 

    图 2  不同絮凝剂的沉降效果对比

    Figure 2. 

    图 3  不同CPAM单耗下絮凝沉降曲线

    Figure 3. 

    图 4  沉降3 min的沉降率对比

    Figure 4. 

    图 5  絮团沉降率随搅拌时间的变化

    Figure 5. 

    图 6  矿浆RBI值随搅拌时间的变化

    Figure 6. 

    图 7  G=30 s-

    Figure 7. 

    图 8  G=46.5 s-

    Figure 8. 

    图 9  G=65 s-

    Figure 9. 

    图 10  絮团沉降率随单位体积矿浆输入能量的变化

    Figure 10. 

    图 11  矿浆RBI值随单位体积矿浆输入能量的变化

    Figure 11. 

    表 1  化学多元素测定

    Table 1.  Chemical multi-element determination

    Element Pb Zn Cu Cd Hg Ge TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO P As S C Ag*
    Content/% 0.82 0.40 0.0098 0.0011 0.0002 0.0007 7.53 27.23 4.64 21.28 1.58 0.031 0.10 7.46 5.38 6.88
    Unit: g/t.
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    表 2  不同搅拌强度下絮凝参数

    Table 2.  Flocculation parameters with different stirring intensity

    Rotating speedn /(r·min-1) Shear strength G/(s-) Fractal dimension Floc strength /pa
    450 30 1.81204 0.027
    600 46.5 1.93793 0.042
    750 65 1.97935 0.058
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    表 3  絮团演化过程

    Table 3.  Process of floc evolution

    Rotating speed/(r·min-1) Energy input per unit volume of pulp/(kJ·m-3)
    450 600 750
    (1) 171.31
    (2) 342.62
    (3) 531.93
    (4) 626.04
    (5) 782.55
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收稿日期:  2020-03-25

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