基于采用膏状充填料的回采工艺的改进.pdf

国外黄金 参考 表 2 P r i i | e 、 细粒 A c一8和 H r H H T 3种炸药配方、 主要性能及其使 用技术经济指标 周 叔 良译黄 强校 基 于 采 用 膏状 充填 料 的 回采 工 艺 的 改 进 6 o～7 O年代各地矿 山从 干式和水砂充填 向胶结 充填 过渡 ， 实际 上 开辟 了改善 地下 开 采 工 艺的新 阶段 。随着 胶 结 充 填 的应 用 ， 创 立 了 一 些新采矿法及其方案 ， 因而可以更有效地开 发一 些新矿床 ， 其 中包括 一些独特 矿床 ， 如诺 里 利斯克铜镍矿床 、 加伊硫化铜矿床、 扎波罗热铁 矿床等。胶结充填采矿工艺的主要优点是 有可能 最充 分 回采地 下有用矿 物 ； 在保证充填体强度非 常高的条件下， 由于 采空矿房充填料 的充实度最高， 采矿作业安全 度高； 为保证地表地形创造 了有利条件 可以有效封锁内因火灾 ； 选别 回采 多 品级 矿石 的条件更 为有 利 ； 由于生产 巷道 密封 可 靠 ， 向其 中泄 出 的 瓦 斯 量显 著减少 ； 巷道 通风 条件得到改 善 ； 地 下利用 工业 废料 的可能性更 大 此外 ， 可保证 大 大改进 开 采 工 艺 的 这种 充 填法 也有 使矿 山生产 效率 下 降的严重 缺点 。主 要 的缺点 是 费用 比较 高 ， 这 在 很大 程度 上 是 由 于水 泥和其它 材料 的消耗量大 和需要 的劳 动量 多引 起的 。 降低胶结充填工艺效率的另一种情况， 是 为了保证沿管道的良好可输送性向充填料中补 中大量 与正常水化作用所需量比较 的多余水 所造成 的。这会导致充填料中的水泥被冲走 ， 结果引起充填料分层 ， 使充填体的正常强度下 维普资讯 基 于采用 膏状充填料 的回采工 艺的改进 降 。也就是说 ． 由于这 个缘故 ， 在极严 重的情况 下施工员不得不在充填料中补加胶结料 ， 因而 加大 了它们 的 消耗 量。而且 ， 采 用传 统亢 填 工 艺时 ， 矿 山必须在 一个水 平建立疏 水 、 集水 和排 水系统 ， 处理 5 0 ％ 一7 0 ％的充填料析出水。在 这种情况下 ， 由于有可能 向巷道涌出聚集在采 空区的泥化水 ， 出现危险情况并非罕见。 由于尾矿组成 中存在大量细粒级细泥， 用 选厂尾矿作基本充填料的矿工的正常愿望在这 种条件下极难实现， 此时所获得的液态混合料 极难截留在采空区所需地点。此外 ， 由于存在 大量细泥 ， 充填体强度显著下降。因此 ， 仍不断 地 寻求有效 刺用 选 厂尾 矿作 为基 本充填料 的方 法 。由于生 态 要 求 更 加严 格 ， 大 约在 l 5年 以 前 ， 西方各 国特别加强了这种意图。 9 O年代初 ， 加拿大研制了非浆状而是膏状 的充填料。在该充填料的组成中主要是选矿生 产 废料 。这种 充填 料 已开始用于加拿 大许 多矿 山企业 C a r s o n、 C r e i g h t o n 、 L u p i n 、 C h i mo和 其它 矿 山 的 采 空 区 充 填 ，稍 后 用 于 南 非 Re n d f o n t e i n E s i t a n d V e s t e r n E r e a s矿 o大约 在 同一 个时候 ． 德 国 DMT公 司研 制 了家庭 和工 业废料制膏状体 制造工艺 ， 以用其充填煤矿井 采空区。8 O年代 ， 哈 萨克斯坦学者 Ⅱ． A． 克鲁 普尼克紧接着在研制膏状尾矿和有效利用其性 质的基础上解决选厂尾矿的利用问题。 膏状充填料乃是稠密体． 其中含有的水基 本上 以束缚形 式 在孔 隙 内 存 在 ， 因而 只含 有 保证充填 料流 动性所 必须 的最少限度 量。在这 种情况下 ， 液体含量较少的细分散矿物介质的 接触性 能得 到有 效利 用 ， 也 就是说 ， 对其施 加机 械作用时能被液化。颗粒被电荷极化的膏状体 的胶态性能， 有助于充填料输送过程保留下其 中的水。这种状态的矿物质， 能 以一定的临界 速度沿管道籍运 ， 在这种速度时输送充填料流 分成两相液性较大的液相 和固液。而且 ， 固相以核心形式分 布在管道 中心 ， 而液性较大 的液相分布在管道四周壁。膏体的胶态性能可 用粒级细度和不同化学添加物进行调节。 最初的膏状充填料 ， 是用水力旋流器配合 过滤器脱水的选厂尾矿制备的 ， 这样获得的尾 矿充 填料 的湿 度达 到 1 2 ％左 右 。把 这 种物 质 与水泥浆进行混合 3 0 s 。将这样获得的物料存 放在贮仓 中， 从此用 1 01 5 c m管借助括塞式 混凝土泵治着垂直和水平管段输送到采空矿 房。后来 ， 根据具体条件改善 了膏状充填料 的 制备和运输工艺。例如， 在南非各金矿企业 ， 由 于垂直管段和水平管段距离很大和充填系统水 压很高 ， 不得不增加 2 0 ．a m粒级 含量 ， 改变管 道装 满状态 和运输 方式 。相 反 ， 在 其 它情 况 下 增加细分散粒级含量。 水泥的 正常 消 耗 量 一般 为 2 ％ 一3 ％。为 了降低矿山使用的膏状充填料的费用， 除了水 泥 以外， 还采用 了水泥与飞灰混合料 ， 以及有或 无石灰和水泥添加料的磨细高炉炉渣。在选种 情况下， 水泥或石灰的存在是极其台乎要求的． 因为 除 了基本 功能作用外 ， 作 为催 化剂 ， 它 们还 起到作为提高水化速度的催化荆的作用。 膏状充填料的制备， 既可分批又可连续进 行， 偏重采用分批制备 ， 因为在这种情况下制备 过程 自行调节 ． 动力消耗稍有降低。 根据 已有使用膏状充填的经验 ， 可以看 出 它较 之传统胶结充填 的基 本优点 水泥 和其 它 胶结 料 的 詹． 消 耗 量 减 少 1 5 ％ 一 2 5％ 。 圆采循 环时 阀实 际上缩 短 一 半 ， 因 为浇灌 到采空区以后在早期充填料快速凝固和硬化 ， 有能力承受回采设备的负载 ， 从而可加快回采 速度 ； 利用选厂尾矿有助于相应减少专门开采的 充填料 主要是 砂 ， 甚 至 完全不 需 要 这些 充 填 料 ， 由于尾矿充填到地下空间可改善区域生态 状 况 。 在上述优点的同时也有如下缺点 向采空区运输浓稠尾矿充填料 比较复杂； 在 其它 条件 相 同 的情 况 下 ， 由 于细 分 散粒 级含量高， 充填体的最终强度略低； 由于大量使用的尾矿实际上总会古有一些 剩余的有用组分 ， 在许多情况下必须预料到二 次 回收这些 组分的可能性 ； 维普资讯 国外黄金参 考 尾矿 尤其 是 有色金 属选 别 尾矿 ， 含 有 毒性 物 质 氰 化 物 、 汞 盐 等 ． 若 存 放 在露 天尾 矿 池 内 ， 较 便于 监视 和 实现 防止 这些 物 质 渗 人地下 和地面 水沟 和水池的 措施 ； 还必须 注意 到 ， 这 些 物 质向地 下巷道 可能析 出不容许 有 的 瓦斯 。 然 而 ， 应 用膏状 充填 料 实 际 获得 的 良好结 果 ， 可 以判 断采 用 这种 充 填 料 的开 采 前 景 。俄 罗斯迈出了第一步对这种充填料在马加丹 州在建 I．my a u e T T a金矿开采矿山的应用作 了 设计 。根 据设 计 ， 计 划使 用 的未 堆放 在 尾 矿 池 尾 矿不 低 于 4 5 ％ 。充 填 料 水 分 为 7 6 ％ ～7 8 ％ 时 ． 水泥 消 耗 量 为 3 ％。脱 水 尾矿 的平 均 密 度 为 1 ． 5 t i m 。在 这种 ’情况 下 ，一0 ． 0 2 ram 的粒 度 在尾矿 中不 少于 三分之 一 ， 这 导致 必须 幔 润较 大的总 表 面 ， 因此要 求 稍 增 加水 的消 耗 量 。其 它矿山， 尤其是诺里利斯 克公司也对新 型充填 感 兴趣 。 改进充填工作， 不仅在已经采用胶结充填 的矿山是有效的， 而且在 回采矿柱的许 多情况 下也是有效的。例如 ， 阿尔及 利亚大部分金属 矿床 用房柱 法 和 留矿法进 行 回采 的 u 工 a a 6 a t 3 一 M ∞ 矿和 3 一A 6 e R矿以及用分段 崩落的 矿房 回采 铁 矿 石 的 B y x a p a矿 可 能都 是 这 种 情 况 。 结论 1 ． 膏状 充填 料在矿 山 的应 用 ， 将有 助 于提 高地下采矿法 的效率一提高采矿强度 ， 降低采 矿成本， 提高地下矿产回采率， 改善矿山生产产 品质 量 ， 缩小 由采 矿 和加工 企 业破 坏 的 地 表面 积 ， 减少采 选生产 对周 围 自然环境 的负面 影响 。 2 ． 采用这种新工艺时， 会带来许 多必须解 决的问题。其中主要的问题是必须完善膏状充 填 料 的制备过 程 及其 向采空 区的运 输过 程 ， 以 及 二次 回收被 利用尾矿 中 的有 用组分 和采取 一 些补充安全措 施 。 周叔 良泽黄 强校 电化 学 分 解 难 浸含 金矿 石 时 黄 铁 矿 和 毒 砂 表 面 结构 状 态 的 改变 俄 罗斯 砂 金资 源的减 少 ， 不得 不 处理 脉金 矿 石 回收黄金 。 山金矿 石储量 中有 三分 之一是 难浸含砷 黄铁矿 型矿石 。该原 料的 金 回收率平 均不超 过 5 5 ％ ， 这是 因为包 含 在造 矿 矿物 集合 体内的不可氰化处理金所致 。 早 已证 实 ， 有 电 化法 强 化难 浸 矿 石 和 精矿 的分解 过程 ， 可保证 使湿法 处理 的金 回收率 ， 比 不进 行 预处 理 的氰 化 法提 高 2 9 ％ ， 比用药 荆分 解后的氰化法提高 4 ％ ～1 4 ％。含金黄铁矿 和 毒砂集合体电化破坏的特点 ， 在很大程度上决 定其半导体性能。尤其 是， 黄铁矿的屯物理特 性更不稳定 其电阻率 p的变动范 围， 视发生条 件的不同， 为 1 O ～～1 0 ～ OM ／ M， 而热电动势 系 数 n ～ 为一3 0 0 5 0 0 MK B／ K。 金在黄铁矿与毒砂之间的不同分布以及形 态因素对该分布 的影响， 是人所共知的。与黄 铁矿相 比 ， 毒砂 是 金从 热液 中的更 为强 烈 的沉 淀剂 。金的沉 淀 主要 在细柱状 和针状 毒砂 上进 行 ， 生于 晶体生 长带 边 界 、 边 缘 、 顶 端 、 位 错 处 。 含金黄铁矿中最具代表性的杂质是砷。砷对硫 的交代作用 ， 导致络阴离 子 ～ 中原子 间距增 宽 ， 从而 可促进位错 的发生 ， 有 利 于亚微 粒 金封 锁在 黄铁矿 中 。已经证 实 了矿 石含金 量 与砷含 量 的正 比例关 系。不 同表 面状 态黄铁矿 和毒砂 磨 光片 的研究 ， 揭 示 了表 面 缺 陷结 构分 位 度 数 中 p a K ％ⅢH a p a 3 M e p H o C F b 和矿 物 电物 理性 质 的相 互关系 。 该项 研究 对电化处理 过程 黄铁矿 和毒砂表 面结构变化与矿物半导体性能相应变化以及与 黄铁矿毒砂含金精矿粒度和几何形状转 变的比 较， 首次进行 了尝试。 确定两个黄铁矿 I和 Ⅱ样 品 金含量分别 维普资讯