膏體充填知識(shí)

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1、背景：近20年來(lái),膏體充填技術(shù)取得了很大的進(jìn)步,在全世界范圍內(nèi)備受關(guān)注,尤其是加拿大、南非、澳大利亞、德國(guó)、美國(guó)等礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到應(yīng)用。優(yōu)勢(shì)：膏體充填技術(shù)可以使用全尾砂,具有料漿不脫水離析、充填體強(qiáng)度高、水泥耗量小等優(yōu)點(diǎn),是充填技術(shù)的發(fā)展方向。限制條件：不得不承認(rèn),相對(duì)于漿體充填乃至高濃度充填而言,膏體充填所涉及的工藝環(huán)節(jié)多、控制精度高、初期投資大。同時(shí),膏體充填還有一些關(guān)鍵技術(shù)及理論亟待解決,比如尾砂濃密制備工序的完善、管道磨損、膏體輸送理論、關(guān)鍵設(shè)備的消化與吸收等。實(shí)質(zhì)：膏體充填的實(shí)質(zhì)在于膏體材料的膠質(zhì)性及保水性分類：

2、全尾砂膏體充填和粗骨料膏體充填（是在全尾砂中添加粗顆粒物料,如風(fēng)砂、棒磨砂、水淬碴、碎石等,其目的是為了提高充填體強(qiáng)度,改善膏體流動(dòng)性）?，F(xiàn)狀：通過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)研究,在理論方面,膏體可泵性測(cè)定、膏體物料流變特性、膏體充填系統(tǒng)可靠性取得了可喜的成果,并提出了金川似均質(zhì)料漿水力坡度經(jīng)驗(yàn)公式;在工藝方面,膏體制備工藝、膏體輸送工藝等方面成績(jī)斐然,其中膏體二段連續(xù)攪拌設(shè)備已經(jīng)定型,得到推廣應(yīng)用。但是,試驗(yàn)過(guò)程中暴露出工藝復(fù)雜、設(shè)備較多、故障率較高等問(wèn)題,尤其是全尾砂過(guò)濾脫水工藝設(shè)備存在一定的問(wèn)題,井下添加水泥漿致使膏體濃度下降,影響了

3、在金川的工業(yè)化應(yīng)用。技術(shù)原理：要制備合格的膏體并輸送至井下充填采場(chǎng)(或尾礦庫(kù))一般要經(jīng)過(guò)3個(gè)大環(huán)節(jié)，即尾礦脫水濃縮物料攪拌制漿高濃度管道輸送尾砂膏體泵送充填工藝要求尾砂漿濃度為65%~80%,而選礦廠輸送出的尾砂漿濃度通常很低,一般在25%~30%之間,因此,將選礦廠輸送來(lái)的尾砂漿進(jìn)行高效濃縮脫水非常重要。金川公司全尾砂濃縮采用兩級(jí)脫水濃縮工藝。第1級(jí)為旋流器與高效濃縮機(jī)配套使用,共安裝了Φ250旋流器64臺(tái),Φ100m濃縮機(jī)2臺(tái)。第2級(jí)為采用過(guò)濾機(jī)將尾砂漿制成含水率為20%左右的尾砂濾餅,其型號(hào)為DZG30/1800水平

4、帶式真空過(guò)濾機(jī),共2臺(tái)。但在試驗(yàn)過(guò)程中,過(guò)濾系統(tǒng)出現(xiàn)了過(guò)濾機(jī)的濾帶調(diào)節(jié)閥損壞、過(guò)濾機(jī)不穩(wěn)定、濾餅濃度太低、過(guò)濾機(jī)下料口堵塞、過(guò)濾機(jī)濾布嚴(yán)重跑偏、過(guò)濾機(jī)濾帶被卡等事故。為了提高尾砂濃縮的穩(wěn)定性及濾餅質(zhì)量,大冶公司對(duì)尾砂濃縮脫水工藝進(jìn)行改進(jìn)。來(lái)自選礦廠的尾砂漿經(jīng)過(guò)Φ45m高效濃密機(jī)一段脫水,再泵入全尾砂倉(cāng)貯存。尾砂倉(cāng)體積400m3,內(nèi)裝簡(jiǎn)易攪拌裝置,配合傳統(tǒng)造漿工藝,以便穩(wěn)定尾砂漿濃度及流量,并防止尾砂板結(jié)。之后全尾砂倉(cāng)內(nèi)的尾砂進(jìn)入帶式壓濾機(jī)進(jìn)行二段脫水,制成含水15%左右的濾餅。壓濾機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)AROX,壓濾面積32m3,共4

5、臺(tái)。盡管如此,仍暴露出全尾砂二段脫水工藝成本高、能耗大、設(shè)備可靠性差。認(rèn)識(shí)到全尾砂二段脫水工藝的弊端后,采用高效濃密機(jī)進(jìn)行全尾砂一級(jí)脫水成為人們的共識(shí)。選礦廠來(lái)的全尾砂漿用離心泵接力輸送到充填站,經(jīng)過(guò)攪拌槽進(jìn)入濃密機(jī),濃度可以直接達(dá)到74%~76%。濃度合格的尾砂漿可直接通過(guò)濃密機(jī)的底流泵給攪拌槽供料配制膏體。全尾砂一級(jí)濃縮技術(shù)大大簡(jiǎn)化了全尾砂濃縮制備工藝,是膏體制備技術(shù)的重大突破。設(shè)備：近20年來(lái),膏體制備設(shè)備ATD型連續(xù)混合攪拌機(jī),從開(kāi)始的ATDⅠ型、ATDⅡ型發(fā)展到現(xiàn)在ATDⅢ型,設(shè)備的規(guī)格逐漸增大,最大給料粒度為-

6、30mm,設(shè)備已定型。ATD)型系列混合攪拌機(jī)已成為專用膏體充填配套設(shè)備,一段攪拌為ATD)-600雙軸葉片式攪拌機(jī),采用間斷非等螺距交叉組合葉片攪拌器;二段攪拌為ATD)-700雙螺旋攪拌輸送機(jī),采用內(nèi)外反向螺帶螺旋攪拌器。膏體泵送系統(tǒng),還主要依賴于國(guó)外進(jìn)口設(shè)備,均為全液壓雙缸活塞泵。KOS系列泵采用S型管道轉(zhuǎn)轍器,具有磨損部件少、自動(dòng)密封性能好、輸送混合物料適應(yīng)性強(qiáng)、堵塞概率低等優(yōu)點(diǎn);缺陷是泵殼體有一大的方形吸入口,硬的、塑性差的物料容易通過(guò)這個(gè)吸入口,可能造成排出口處堵塞或者壓力損失。KSP系列泵采用了2項(xiàng)專利技

7、術(shù),即裙閥和密封環(huán),其抗剪力和扭矩更大,密封件使用壽命長(zhǎng)。DHC系列泵的換向機(jī)構(gòu)為錐閥,這種結(jié)構(gòu)適合小顆粒、不易離析的膏體。相對(duì)而言,KSP系列泵更適合粗骨料膏體輸送,是泵壓輸送的理想設(shè)備,能夠適應(yīng)顆粒多、粒度大的膏體充填材料。存在的問(wèn)題：(1)濃密機(jī)的適應(yīng)性問(wèn)題。(2)充填管道磨損問(wèn)題。(3)膏體自流輸送問(wèn)題。(4)膏體制備與輸送的監(jiān)控儀器儀表問(wèn)題。(7)我國(guó)的膏體設(shè)備制造水平低，使用效果差我國(guó)自行生產(chǎn)的連續(xù)式濃密機(jī)，脫水效果較差，底流濃度僅能達(dá)到65%左右;過(guò)濾機(jī)雖然能夠生產(chǎn)含水率較低的尾礦濾餅，但能耗高，濾布易堵塞，

8、運(yùn)行成本高;控制水平低，遠(yuǎn)程控制電氣易出故障，檢測(cè)儀表精度低，不準(zhǔn)確因此，我國(guó)膏體技術(shù)的發(fā)展受到了很大的制約。(8)膏體充填技術(shù)落后對(duì)于技術(shù)方面的一些問(wèn)題未得到明確的解答，包括什么是膏體?不同的礦山應(yīng)采用何種配比?如何提高濃縮底流濃度，使之達(dá)到膏體制備所需要的濃度?如何解決管道的局部磨損?(9)我國(guó)膏體