Studio sulle caratteristiche di resistenza e sulle caratteristiche di ispessimento dei classificati

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8361 (2023) Citare questo articolo

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Per alcune nuove miniere, il tasso di utilizzo degli sterili non è soddisfacente quando si utilizzano sterili non classificati come aggregato di riempimento per il riempimento cementato. Allo stesso tempo, con il progresso della tecnologia di lavorazione dei minerali, gli sterili scaricati dal concentratore diventano gradualmente più fini. Pertanto, il riempimento cementato con sterili a grana fine come aggregato diventerà la direzione di sviluppo della tecnologia di riempimento in futuro. In questo articolo, viene studiata la fattibilità del riempimento degli sterili di particelle fini prendendo gli sterili di particelle di -200 mesh come aggregato nella miniera d'oro di Shaling. Il calcolo mostra che il tasso di utilizzo degli sterili aumenta dal 45,1% al 90,3% utilizzando sterili da 200 maglie come aggregato di riempimento. Il metodo di progettazione del composito centrale della superficie di risposta (RSM-CCD) è stato utilizzato per studiare la resistenza del materiale di riempimento con materiale cementizio attivato con alcali come legante prendendo come fattori di input la concentrazione in massa del liquame di riempimento e il rapporto sabbia-legante. I risultati mostrano che la resistenza a 28 giorni del materiale di riempimento con sterili graduati a grana fine come aggregato di riempimento può raggiungere 5,41 MPa quando il rapporto sabbia-legante è 4, il che può soddisfare pienamente le esigenze della miniera per quanto riguarda la resistenza del materiale di riempimento. Il test di ispessimento degli sterili con particelle fini da 200 mesh è stato effettuato mediante test di concentrazione limite statico e test di ispessimento dinamico. Nel caso dell'aggiunta di 35 g/t di flocculante non ionico BASF 6920, la concentrazione della malta di coda al 64,74% può raggiungere il 67,71% dopo 2 ore di ispessimento statico e la concentrazione può raggiungere il 69,62% dopo 2 ore di ispessimento statico. La velocità di alimentazione dell'addensante deve essere controllata tra 0,4 e 0,59 t/(m2 h). In questo caso, la concentrazione dell'addensante nel flusso inferiore è relativamente elevata, pari a 64,92–65,78%, e il contenuto solido dell'acqua di troppo pieno è inferiore a 164 ppm. Il processo convenzionale di ispessimento completo degli sterili è stato migliorato utilizzando la progettazione di un addensatore a cono profondo ad alta efficienza e di un silo di sabbia verticale. La fattibilità degli sterili a grana fine come aggregato di riempimento è stata dimostrata combinando il test del rapporto di riempimento degli sterili a grana fine, i dati del test di ispessimento e il processo di ispessimento migliorato. I risultati della ricerca possono fornire un riferimento per altre miniere per l'utilizzo degli sterili a grana fine come aggregato di riempimento per progettare il sistema di riempimento.

Gli sterili sono rifiuti solidi industriali generati durante lo sviluppo e l'utilizzo delle risorse minerarie, che vengono principalmente immagazzinati in superficie sotto forma di serbatoi di sterili1. L'esistenza del serbatoio degli sterili, pur occupando una grande quantità di risorse del territorio, gli agenti chimici residui, gli ioni di metalli pesanti liberi e gli inquinanti prodotti dopo l'erosione degli sterili si infiltreranno nel sottosuolo con il flusso dell'acqua, causando inquinamento del suolo e delle falde acquifere risorse2,3. Gli sterili essiccati a grana fine nel serbatoio degli sterili possono facilmente causare inquinamento da polvere in caso di tempo ventoso, che influisce gravemente sul normale ordine di vita dei residenti circostanti4,5. Allo stesso tempo, con il continuo accumulo di sterili nel bacino degli sterili, è facile causare disastri geologici come colate detritiche e inondazioni improvvise a causa della rottura della diga del bacino degli sterili6,7. L'esistenza di serbatoi di sterili rappresenta una potenziale minaccia per l'ambiente circostante e la vita delle persone. Il metodo di riempimento dell'estrazione mineraria consiste nel riempire l'area estratta con sterili prodotti dalla lavorazione dei minerali integrati da cemento e acqua. Non solo può ridurre lo scarico degli sterili e controllare la pressione del sito minerario, ma anche prevenire il cedimento superficiale e migliorare il tasso di recupero del minerale8,9. A causa delle caratteristiche di cui sopra, il metodo di estrazione con riempimento è diventato il metodo di estrazione preferito per la costruzione di miniere verdi10. Il rapporto e la concentrazione del materiale di riempimento e la scelta dell'aggregato di riempimento determinano la resistenza del materiale di riempimento11,12. Per questo motivo, alcuni ricercatori13 hanno stabilito un modello di previsione della resistenza del riempimento utilizzando la rete neurale BP e ne hanno ottimizzato il rapporto sulla base dei risultati del test fisico indoor e del test del rapporto delle particelle di sterili14. Wen et al.15 hanno utilizzato sterili non classificati come aggregato di riempimento e hanno introdotto un sistema di valutazione globale fuzzy per ottenere il rapporto ottimale del liquame di riempimento. Wu et al.16 hanno studiato il rapporto tra i materiali cementizi interi degli sterili mediante test ortogonale e hanno stabilito un modello di previsione della regressione del riempimento. Basandosi sul metodo di analisi della superficie di risposta, Fu et al.17 hanno studiato l'influenza della frazione di massa del liquame di riempimento, del dosaggio del legante e del rapporto dell'aggregato di riempimento sulla resistenza del materiale di riempimento a diverse età.