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固體物料的粒徑大小、濃度高低、輸送地形起伏等因素,對選擇尾礦場膏體輸送泵的類型也有極大影響。一般來說,柱塞泵(含隔膜泵)只適應(yīng)粒徑很細(xì)的漿體;水隔離泵適應(yīng)漿體粒徑較
柱塞泵要寬一些;而渣漿泵對漿體粒徑大小的要求范圍較寬;礦用排沙立泵漿體顆粒徑與渣漿泵略小一些,但更耐磨壽命更長,濃度更高,而尾礦場膏體輸送泵粒徑達(dá)到5mm,隔膜更耐用達(dá)到16月,比所有的泵易損件都少。
從總體上來說.柱塞泵要求漿體粒徑負(fù)200日必須占絕大多數(shù);水隔離泵要求粒徑必須小于2Inin;渣漿泵雖然對粒徑?jīng)]有嚴(yán)格要求,但大粒徑也極大影響渣漿泵壽命;高濃度漿體輸送適合礦用排沙立泵,高濃度更有利于隔離通過效果,而渣漿泵較適合低濃度輸送。膏體泵送系統(tǒng),還主要依賴于國外進(jìn)口設(shè)備,均為全液壓雙缸活塞泵。
膏體泵具有多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),在使用下背景是比較強(qiáng)大的,膏體充填技術(shù)提出的背景:礦山開采一直有兩大問題:安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)。為滿足生產(chǎn)和環(huán)保的要求,對尾礦漿進(jìn)一步的通過水力旋流器分離濃縮脫水。安全問題,主要是從地下采出礦石后留下空場,空場上部的巖石垮落造成財(cái)產(chǎn)損失;環(huán)保問題,主要是礦石中有用金屬提取后剩下的固體廢棄物。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國現(xiàn)有大大小小的尾礦庫12000多座,金屬礦山堆存的尾礦達(dá)到80億t以上,且以每年6億t的速率增長。無臨界流速,顆粒料粒徑達(dá)到25~35mm,流速小于1m/s仍然能夠正常輸送。目前,全尾處置方式主要分為井下充填與地表堆存,其共同特征是尾礦制備與輸送濃度低。在進(jìn)行低濃度膠結(jié)充填時(shí),砂漿濃度較低,需要以較高的流速輸送,管道磨損嚴(yán)重;進(jìn)入采場后,由于含水率較高,料漿凝固時(shí)間長,容易離析分層,強(qiáng)度低,脫水困難;
一些固體廢棄物含有大量的有害物質(zhì),如氯離子、銅離子等,可能影響到人們的用水安全。加入粉煤灰和棒磨砂后極大地改善了物料粒級組成,平均粒徑提高近10倍,極細(xì)顆粒仍占35。另外,尾礦漿低濃度地表排放使得尾礦庫中含有大量的水,尾砂固結(jié)時(shí)間長,尾礦庫浸潤線高,增加了尾砂振動液化的可能性,降低了安全等級;同時(shí),排入的尾砂漿濃度低使得尾礦庫的有效庫容降低,縮短了使用年限。、
膏體的流變性質(zhì)及充填技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn):真實(shí)物體在荷載外力的作用下都將發(fā)生物質(zhì)流動與變形,而流變學(xué)是研究荷載下物質(zhì)流動與變形的科學(xué)。水隔離膏體泵是用浮球把水和漿體隔離,它有10%~30%以上的清水損耗,另外,浮球腰帶由于磨損,以及在運(yùn)行中產(chǎn)生爬行,難免出現(xiàn)混漿現(xiàn)象。對于膏體的流變模型,可用下式表示:式中τ為剪切應(yīng)力,為剪切速率,膏體充填料的流變模型屬于賓漢塑性體,故為屈服剪應(yīng)力,為塑性粘度系數(shù)。
用于膏體泵充填的材料選擇范圍較廣,-25 mm左右的物料均可使用,但應(yīng)保持合理的配比。進(jìn)入采場后,由于含水率較高,料漿凝固時(shí)間長,容易離析分層,強(qiáng)度低,脫水困難。根據(jù)國內(nèi)外泵送充填的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可將輸送的固體顆粒以0.25mm為界劃分粗細(xì)顆粒,直徑大于0.25 mm的為粗顆粒,小于0.25 mm的為細(xì)顆粒,其中小于25 um的稱極細(xì)顆粒。加入粗顆粒是為了提高充填濃度,但粗細(xì)粒重量比值不能大于1。同時(shí),極細(xì)物料含量應(yīng)達(dá)到20%~25%,