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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)只適應粒徑很細的漿體;水隔離泵適應漿體粒徑較
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到5mm,隔膜更耐用達到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200日必須占絕大多數;水隔離泵要求粒徑必須小于2Inin;渣漿泵雖然對粒徑沒有嚴格要求,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口設備,均為全液壓雙缸活塞泵。
膏體泵具有多項經濟基礎,在使用下背景是比較強大的,膏體充填技術提出的背景:礦山開采一直有兩大問題:安全生產與環(huán)境保護。為滿足生產和環(huán)保的要求,對尾礦漿進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產損失;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。
據統(tǒng)計,我國現有大大小小的尾礦庫12000多座,金屬礦山堆存的尾礦達到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。在進行低濃度膠結充填時,砂漿濃度較低,需要以較高的流速輸送,管道磨損嚴重;進入采場后,由于含水率較高,料漿凝固時間長,容易離析分層,強度低,脫水困難;
一些固體廢棄物含有大量的有害物質,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,尾砂固結時間長,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,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。、
膏體的流變性質及充填技術的優(yōu)缺點:真實物體在荷載外力的作用下都將發(fā)生物質流動與變形,而流變學是研究荷載下物質流動與變形的科學。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,以及在運行中產生爬行,難免出現混漿現象。對于膏體的流變模型,可用下式表示:式中τ為剪切應力,為剪切速率,膏體充填料的流變模型屬于賓漢塑性體,故為屈服剪應力,為塑性粘度系數。
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,但應保持合理的配比。進入采場后,由于含水率較高,料漿凝固時間長,容易離析分層,強度低,脫水困難。根據國內外泵送充填的實踐經驗,可將輸送的固體顆粒以0.25mm為界劃分粗細顆粒,直徑大于0.25 mm的為粗顆粒,小于0.25 mm的為細顆粒,其中小于25 um的稱極細顆粒。加入粗顆粒是為了提高充填濃度,但粗細粒重量比值不能大于1。同時,極細物料含量應達到20%~25%,