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超细粒级浸出渣絮凝沉降特性试验研究①

更新时间:2009-03-28

随矿山开采深度的加深,井下地压活动频繁,岩爆事故频发,给矿山安全生产带来严峻的挑战。充填采矿法能够有效地进行地压管理,控制围岩崩落和地表下沉,为井下回采工作提供安全保障,因此充填采矿法在矿山得到了广泛应用。而用于充填的尾砂要经过过滤、浓缩、分级等过程,导致超细粒级尾砂大量流失,这不仅降低了尾砂的利用率,还增加了尾矿库的生态压力和成本,造成环境污染。

目前凡口铅锌矿铅锌尾矿总量13%~20%的极细粒硫资源从浓密机溢流中流失,经浓密机浓缩后底流直接送至尾矿库。凡口铅锌矿在对尾矿综合利用后,浸出渣初步物料分析发现,14 μm以下物料占90%以上,属超细粒级颗粒。超细粒级尾砂是不理想的充填骨料,如果对浸出渣处理不及时,长期搁置会导致污染。将浸出渣用于井下充填,首先面临的问题就是其沉降难度大。掌握浸出渣的沉降规律和最佳沉降条件,是解决浸出渣沉降困难的关键。尾砂沉降过程非常复杂,涉及到物理和化学过程[1-2]。 近年来,国内外学者对尾砂沉降进行了深入的研究[2-9],但大多只是对全尾砂的絮凝沉降进行研究,而对超细级浸出渣的絮凝沉降研究寥寥无几。

1.4 统计公式 各处理均在培养45 d后统计结果,记录诱导率、出芽情况、芽增殖倍数及生长状况。诱导率=[形成愈伤组织的茎段数/(接种总的茎段数-污染数)]×100%;芽增殖倍数=(增殖后芽总数/增殖前芽个数)×100%。

(1)企业职工对思想政治教育工作内容认可度不高,供电企业的思想政治教育内容空洞老套,官腔套话连篇,缺乏实质性内容,对马克思主义基本原理、党的思想方针的宣传工作往往浮于表面,不能将理论与供电企业的实际情况进行有机结合,缺乏现实的指导意义,造成了企业职工对思想政治工作的抵触心理。

本文以超细粒级浸出渣为研究对象,通过自然沉降试验和均匀设计絮凝沉降试验,对试验数据进行回归分析,得出浸出渣絮凝沉降影响因素的重要程度和絮凝沉降重要影响因素的最优值,探索浸出渣的沉降规律,为浸出渣的沉降提供科学合理的方法。

基于上述三种因素考虑,新时代背景下,安徽财经大学财政学专业在综合国内高校财政学专业设置目标基础之上,主张将财政学专业的人才培养目标定位为:培养具有高度社会责任感,较高思想道德素质、文化素质、身心素质,扎实掌握财政、税务、会计等方面的基础理论知识和实际业务技能,具有较强的求实创新意识和独立思考能力,能够在财政、税务、银行、企业等部门从事财税、财务、管理等相关工作的高层次应用性专门人才。[2]

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

对凡口铅锌矿的浸出渣进行取样分析,其物理性质参数见表1,化学成分分析结果见表2,粒径分布见表3。浸出渣浆液上清液pH=3~4,偏酸性。浸出渣粒径 0.2~28.56 μm,中位粒径为 7.5 μm,属于超细粒级尾砂。

 

表1 浸出渣的物理性质参数

  

密度/(g·cm-3) 体积密度/(kN·m-3) 孔隙率/%3.72 10.67 48.46

 

表2 浸出渣化学成分分析结果(质量分数)/%

  

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3MnO MgO CaO Na2O Pb P2O5K2O 81.54 0.823.105.940.040.260.980.36—0.01 1.28

 

表3 浸出渣粒径分布

  

粒径/μm产率/%0.20 0.04 1.11 0.42 6.21 10.36 0.24 0.02 1.35 0.65 7.51 12.66 0.29 0.03 1.63 0.93 9.09 14.28 0.35 0.04 1.97 1.36 11.00 14.02 0.43 0.06 2.39 2.03 13.31 11.32 0.52 0.09 2.89 2.88 16.11 6.88 0.63 0.13 3.50 4.15 19.50 2.76 0.76 0.19 4.24 5.84 23.60 0.61 0.92 0.29 5.13 7.90 28.56 0.06产率/%粒径/μm产率/%粒径/μm

絮凝剂分为无机絮凝剂和有机絮凝剂,有机絮凝剂的沉降效果往往要优于无机絮凝剂,目前使用广泛的有机絮凝剂为聚丙烯酰胺高分子絮凝剂(PAM)。高分子絮凝剂具有长链结构和吸附能力较强的官能团,能够吸附粒径较小的颗粒,最终以絮状体的形式沉降[10]。按照适用范围和特点,聚丙烯酰胺分为阴离子型、阳离子型和非离子型。根据浸出渣的物理特性、粒径组成及尾砂溶液呈酸性,本次试验采用非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)作絮凝剂。

1.2 试验方法

1)首先配制不同质量浓度的浸出渣浆液,进行浸出渣的自然沉降试验,探索浸出渣的自然沉降规律。

2)选取某一质量浓度的浸出渣浆液,加入不同分子质量的NPAM进行沉降试验,记录各时段的沉降液面高度的变化,根据沉降速度的快慢,确定絮凝剂NPAM的最佳分子质量。

每个均匀设计都有一个与之对应的设计表,依据设计表进行试验。根据均匀设计原理和试验因素水平,需要设计5次试验,采用设计表U5(53),试验方案如表6所示。

“22日那天早晨6点,我晨练跑步到大架子山,想看看张科长接到信后来没来找‘瓶装’。我看到做记号的那根草棍没动,就判断张科长没来。他这人挺鬼,跟我玩路子……”

2 絮凝剂选择试验

2.1 浸出渣自然沉降规律探索

分别配制质量浓度为10%、15%、20%、25%的浸出渣浆液,进行自然沉降试验,根据试验结果绘制了自然沉降变化曲线,如图1所示,相应的自然沉降速度如表4所示。

  

图1 不同尾砂浓度下尾砂沉降液面随沉降时间变化曲线

 

表4 不同尾砂浓度下的浸出渣自然沉降速度

  

尾砂浓度/% 沉降速度/(mm·min-1)10 0.67 15 0.50 20 0.31 25 0.26

由图1和表4可知,自然沉降速度与砂浆浓度呈负相关,随着尾砂浓度递增,浸出渣沉降速度呈递减的趋势,总体上看浸出渣沉降速度很缓慢。尾砂浓度对自然沉降的影响较显著,当尾砂浓度为10%时,浸出渣沉降速度最快,为0.67 mm/min,沉降所需时间最短;尾砂浓度从10%提高到25%时,浸出渣沉降速度降低了70.1%。从图中曲线的变化趋势可知,在前180 min内沉降液面变化较快,随着时间推移,180 min后沉降液面的变化越来越慢,此时为压缩阶段,最后趋于平缓。

2.2 絮凝剂最佳分子质量的确定

不同分子质量的NPAM其絮凝效果也不同。一般来说分子质量越大,絮凝效果越好。在实际生产过程中,并不是分子质量越大其絮凝效果越好。在这里选取分子质量分别为 800万、1 200万、1 500万的NPAM进行絮凝沉降试验,以确定具有最佳絮凝效果的NPAM分子质量。

当尾砂浓度15%时,沉降速度不至于太快或者太慢而增大肉眼观察的误差。因此在絮凝沉降试验中可以选取浓度为15%的浸出渣浆液。

配制质量浓度为15%的浸出渣浆液、质量浓度为0.12%的NPAM溶液,选取絮凝剂单耗为35 g/t。取4组1 000 mL浓度为15%的砂浆加入量筒中,分别加入分子质量为800万、1 200万、1 300万的NPAM,进行絮凝沉降试验,记录沉降液面随时间的变化,结果如图2所示。

  

图2 NPAM分子质量对絮凝沉降效果的影响

由图2可知,絮凝沉降与自然沉降相比,浸出渣沉降速度明显提高。分子质量为1 200万时,沉降速度最快,沉降时间最短;分子质量为1500万时,沉降速度及沉降时间次之;分子质量为800万时,沉降速度最慢,沉降时间最长。同时可得出,NPAM分子质量越大其絮凝效果并不一定越好。NPAM分子质量为1 200万时,沉降效果最好。

3 浸出渣絮凝沉降试验

3.1 基于均匀设计的絮凝沉降试验

均匀设计考虑试验点均匀散布以求通过最少的试验来获得最多的信息,因而其试验次数比正交设计明显减少。均匀设计法特别适合于多因素多水平的试验,同时均匀设计法对非线性模型有较好的估计。影响絮凝沉降效果的因素很多,为了减少试验次数,降低试验成本,在这里根据均匀设计原理,进行一系列的絮凝沉降试验。试验选取尾砂浓度、絮凝剂单耗、絮凝剂浓度作为试验因素,每个因素下设有5个水平,均匀试验因素水平如表5所示。

 

表5 均匀试验因素水平

  

水平 因素尾砂浓度/% 絮凝剂单耗/(g·t-1) 絮凝剂浓度/%1 5 35 0.000 6 2 10 40 0.001 2 3 15 45 0.001 8 4 20 50 0.002 4 5 25 55 0.003 2

3)根据均匀设计原理对浸出渣进行絮凝沉降试验,对试验数据进行回归分析得出达到最佳絮凝沉降效果的各因素的最优值。

 

表6 均匀设计试验方案

  

组别 尾砂浓度/% 絮凝剂单耗/(g·t-1) 絮凝剂浓度/%1 5 40 0.002 4 2 10 50 0.001 8 3 15 35 0.001 2 4 20 45 0.000 6 5 25 55 0.003 2

3.2 均匀设计絮凝沉降试验结果分析

3.2.1 絮凝沉降规律

2.2.5.3 发病条件。在日照充分、土壤干旱、昼夜温差大、多风等条件下易发生。此病发生适温为20~28 ℃,最适相对湿度为52%~75%。海拔较高、昼夜温差大、多风条件有利于此病的发生。

按照均匀设计试验所得数据,绘制了沉降液面高度随沉降时间变化曲线,如图3所示。

  

图3 均匀设计试验沉降液面高度随沉降时间变化曲线

沉降初期,砂浆均匀分布,没有分层现象。各组别的沉降液面高度基本一致。絮凝剂的长链和架桥作用使尾砂颗粒聚集成团,加快了尾砂颗粒沉降速度。也印证了图3沉降液面下降速度由迅速逐渐变缓直至沉降液面高度趋于平稳。图4为拍摄实物图,可明显看出在沉降过程中的分层现象。由上至下依次为清液区、沉降区和压缩区。随试验时间推移,上部清液区不断扩大,沉降液面不断下降;中部沉降区有肉眼可见的尾砂颗粒下降现象;下部压缩区尾砂不断累积,沉积高度增加,压缩区浓度最大。

  

图4 絮凝沉降过程

组1的沉降液面变化曲线在0~5 min内曲率最大,即沉降液面下降最快,在5~40 min内,沉降液面高度变化不大,最终沉降液面高度为52 mm。组2、组3的沉降液面变化曲线在0~5 min内曲率次之,小于组1曲线的曲率;在5~80 min内,曲线变化趋于平缓,最终沉降液面高度为99~125 mm。组4、组5的沉降液面变化曲线在0~5 min内曲率最小,即沉降速度小,絮凝沉降效果差,沉降所用时间最长,最终沉降液面高度降至169~195 mm。下降相对较慢;5~100 min内,各组别的沉降液面高度变化缓慢,最后趋于平缓不再变化。综合考虑,组1沉降速度最快,沉降所用时间最短,为42 min,即当尾砂浓度 5%、NPAM 单耗 40 g/t、NPAM浓度0.24%时,絮凝沉降效果最好。根据图中曲线的变化,絮凝沉降效果由好到差的顺序为组1、组2、组 3、组 4、组 5。

均匀设计不存在整齐可比性,不能对试验数据进行直观分析,需要进行回归分析[11-12]。以极限沉降速度作为评价絮凝沉降效果的指标,尾砂浓度、絮凝剂单耗、絮凝剂浓度作为输入因子,极限沉降速度为输出因子,利用SPSS软件进行多元线性回归分析。

3.2.2 试验结果

极限沉降速度是指沉降液面高度在单位时间内变化的最大值,由图3可计算出各组絮凝沉降试验的极限沉降速度。

沉降液面高度不再发生变化时,上部为清液,下部为压实的尾砂,此时下部尾砂的质量分数即为底流质量分数:

 

式中c为底流质量分数,%;m1为底流中尾砂质量,g;m2为底流质量,g。

各组絮凝沉降试验的极限沉降速度和底流质量分数如表7,其状态分布如图5所示。由表7可知,从组1到组5,极限沉降速度呈递减趋势,极限沉降速度受多重因素的影响,絮凝剂浓度越大、单耗越大,并不代表沉降速度越大;底流质量分数呈递增的趋势,当尾砂浓度为 25%,絮凝剂单耗为 55 g/t,絮凝剂浓度为0.32%时,底流质量分数最大。极限沉降速介于8.73~54.21 mm/min之间,底流质量分数在41.47%~57.22%之间。对比极限沉降速度与底流质量分数两者的跨度,可知极限沉降速度的跨度更大,更能体现各组试验之间的差别。以极限沉降速度作为评价指标,通过回归分析得到各因素对絮凝沉降的影响大小。

 

表7 均匀设计絮凝沉降试验极限沉降速度和底流浓度

  

组别 极限沉降速度/(mm·min-1) 底流浓度/%1 54.21 41.47 2 39.43 46.87 3 25.86 51.98 4 16.46 53.21 5 8.73 57.22

  

图5 均匀设计絮凝沉降试验极限沉降速度和底流浓度状态分布

3.2.3 回归分析

在登记集体土地不动产时,不动产超建部分未能登记、不动产权利人主体不一致以及不动产登记中的虚假现象等是较为突出的几个问题。对上述问题分别给予相应的解决,从而推动我国城镇化建设步伐。

对试验数据进行回归分析后得出,絮凝剂单耗不具有显著性,所以将絮凝剂单耗剔除,然后进行初步回归分析,得到回归方程:

 

式中Y为极限沉降速度;X1X3分别为尾砂和絮凝剂浓度。

由回归方程可知,极限沉降速度与尾砂浓度呈负相关,与絮凝剂浓度呈正相关,即尾砂浓度越大,沉降速度越小,絮凝剂浓度越大,沉降速度越大。

对回归方程进行检验得出相关系数R2=0.994。方差分析结果见表8。由表8可知,F=281.304,由F0.05(4,1)= 224.583<F 可知,回归方程显著,显著性水平P=0.006。

 

表8 方差分析结果

  

模型 平方和 自由度 均方差 F P回归 1 314.620 2 657.310 281.304 0.006剩余 7.674 2 3.837总和 1 322.294 4

(一)教学内涵。所谓的教学模式实际上就是在教学理论或教学思想的指导下建立起比较稳定的活动程序、教学框架。该框架突出了宏观教学中内部教学要素的功能与关系。其体现了教学模式的可操作性、有序性。在新课改出台以后,笔者通过实践得出,信息技术与习作教育的结合能够获得非常优质的教学效果。

回归系数t检验结果见表9。根据p值的大小可知,各因素对絮凝沉降影响的大小顺序为X1X3X2,即尾砂浓度对絮凝沉降的影响最大,絮凝剂浓度次之,絮凝剂单耗最小。

 

表9 回归系数t检验结果

  

模型 参数估计 t p截距 59.653 22.559 0.002 X1 -2.295 -18.486 0.003 X3 20.141 2.081 0.173

《指导意见》规定,董事会、监事会、持有已发行股份1%以上的股东可以名为独立董事候选人,并经股东大会选举决定。但是在具体的实施过程中,独董提名基本都是由大股东推选或由公司的董事会进行推选后告知股东大会,并以简单多数的推选方式由其余中小股东选择产生。这个过程存在很多的问题,如无法确定被提名人声明是否公正、难以确定独立董事与公司之间是否存在利益相关关系、证监会审核不到位等等。这些问题从根本上限制了独董独立性的延续,使其无法对大股东及公司管理层一家独大产生制约作用,独立董事必然处于不独立的地位。

极小能量解的存在性问题,其中:为中具有光滑边界的有界区域,;;是的单位外法向;参数;函数且,;是Sobolev嵌入,即嵌入的临界指数.

(2)面向协作活动研究型教学平台功能模块。第一,分组合作支持模块。讨论主题、成员分组、制定讨论进度、文档设置、资源共享、小组互动、资源组合、成果上传及评价。第二,负责人教学支持模块。资源分类、资源上传、资源共享、问题情境设计、探讨文档设置、文档发布、评价指标体系设置、教学应用、小组管理。第三,管理员支持模块。统一认证和登录,统一数据互联,开放接口集成教育信息系统,系统扩展维护。

3.3 重要影响因素最优值的确定

根据回归分析的结果,主要考虑尾砂浓度和絮凝剂浓度的影响。超细粒级浸出渣的吸水性极强,尾砂浓度偏大会造成充填料浆的流动差,因此,尾砂浓度控制在5%~35%之间。絮凝剂浓度范围取值要考虑絮凝剂的溶解度,根据NPAM的溶解度,将絮凝剂浓度控制在0.01%~0.3%之间。絮凝剂单耗的确定主要从充填成本方面考虑,为了降低成本,取絮凝剂单耗为35 g/t。

很多人会觉得父母言语无味,但他们忘记了,即使是垂垂老矣的人,也有过童年啊,他们也曾被父母捧在掌心。所以,当你厌倦他们的时候,想想他们小时候吧,也许你会对他们多些谅解和温柔。

 

约束条件为:

 

对目标函数进行了多元线性回归分析,结果表明,当尾砂浓度5%、絮凝剂浓度0.32%、絮凝剂单耗35 g/t时,极限沉降速度最大,絮凝沉降效果最好。取尾砂浓度5%、絮凝剂浓度0.32%、絮凝剂单耗35 g/t,进行絮凝沉降试验,验证回归方程的准确性,实际测得极限沉降速度为56.35 mm/min,回归预测值为54.22,两者相对误差为3.78%,说明回归方程预测精确。

4 结 论

1)通过超细粒级浸出渣的自然沉降试验可知,不加絮凝剂情况下,浸出渣沉降速度极慢,沉降时间长;沉降速度与尾砂浓度成反比,即尾砂浓度越大,沉降速度越慢。

2)根据浸出渣物理化学性质,分别选取分子质量800万、1 200万和1 500万的非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)进行沉降试验,并得出NPAM分子质量为1 200万时沉降效果最佳。且絮凝沉降速度比自然沉降速度高近100倍。

尾砂浓度和絮凝剂浓度对絮凝沉降影响较大,絮凝剂单耗基本上对沉降速度没有影响;可以通过降低尾砂浓度、增大絮凝剂浓度来提高沉降速度、增强絮凝沉降效果。

3)以极限沉降速度作为考核絮凝沉降效果优劣的指标,对试验数据进行回归分析,得出各因素对絮凝沉降影响的大小顺序为:尾砂浓度>絮凝剂浓度>絮凝剂单耗。极限沉降速度与尾砂浓度呈负相关,与絮凝剂浓度呈正相关,絮凝剂单耗对极限沉降速度基本没有影响。

4)以极限沉降速度的最大值为目标值,回归方程为目标函数,在约束条件下,得出达到最大目标值时的各因素的最优值为:尾砂浓度5%、絮凝剂浓度0.30%、絮凝剂单耗35 g/t,回归方程预测值为54.22 mm/min。在此条件下进行絮凝沉降试验,测得实际极限沉降速度为56.35 mm/min,实际测量值与预测值的相对误差为3.78%,证实回归方程能够准确预测极限沉降速度。

参考文献:

[1]张 毅,仝克闻,全 源,等.铁尾矿膏体充填浓缩试验研究[J].矿冶工程, 2016,36(2):54-56.

对式(2)进行参数优化,以极限沉降速度的最大值为目标值,目标函数为:

[2]吴爱祥,周 靓,尹升华,等.全尾砂絮凝沉降的影响因素[J].中国有色金属学报, 2016,26(2):439-446.

[3]张钦礼,周登辉,王新民,等.超细全尾砂絮凝沉降实验研究[J].广西大学学报(自然科学版), 2013,38(2):451-455.

[4]丛日鹏,仝克闻,曾建红,等.微细粒级浮选铝土矿尾矿颗粒聚集沉降行为研究[J].矿冶工程, 2015,35(2):68-71.

[5]王新民,赵建文,张德明.全尾砂絮凝沉降速度优化预测模型[J].中国有色金属学报, 2015,25(3):793-798.

[6]焦华喆,吴爱祥,王洪江,等.全尾砂絮凝沉降特性实验研究[J].北京科技大学, 2011,33(12):1437-1441.

采用57HB05步进电机控制滑块在导轨上的运动速度;量程为1kg NA6型称重传感器输出茎秆回弹力信号;输出电压为0~5V的放大器对称重传感器信号进行放大处理;信号采集器采用日本VR-71双通道电压记录仪,对放大器输出信号进行采集记录;笔记本电脑对采集的数据进行处理分析。

[7]Eswaraiah C, Biswal S K, Mishra B K.Settling characteristics of ultrafine iron ore slimes[J].Int J Miner Metall Mater, 2012,19(2):95-99.

[8]Nasser M S, James A E.The effect of polyacrylamide charge density and molecular weight on the flocculation and sedimntation of kalinite suspensions[J].Seperation and Purification Technology, 2006, 52(2):241-252.

[9]Dongchen Zhang, Zhixiang Hou, Zhiyong Liu, et al.Experimental research on Phanerochaete chrysosporium as coal microbial flocculant[J].International Journal of Mining Science and Technology, 2013,23(4):521-524.

[10]王怀勇.凡口铅锌矿立式砂仓造浆与放砂关键技术研究[D].长沙:中南大学资源与安全工程学院,2009.

此外,MMSPEED和QAGOR路由随空洞尺寸增加而数据包传递率迅速下降,而DG-SHGR路由仍保持稳定。原因在于:DG-SHGR路由引用雷区概念。从图7可知,即使在D=0.2 s时,DG-SHGR路由仍保持75%的数据包传递率,而在D=0.5 s和D=0.8 s时,数据包传递率保持95%以上。相反,在最糟糕的情况下(Topologies 18),MMSPEED路由在D=0.2 s、D=0.5 s和D=0.8 s 3种条件下的数据包传递率下降至30%、55%和61%。

[11]王洪江,陈琴瑞,吴爱祥,等.全尾砂浓密特性研究及其在浓密机设计中的应用[J].北京科技大学学报, 2011,33(6):676-681.

[12]田晓宇,白 英,李 平.基于均匀试验方法的轻骨料混凝土强度研究[J].内蒙古农业大学学报(自然科学版), 2015,36(4):105-108.

 
史秀志,陈飞,卢二伟,杨超,周健
《矿冶工程》 2018年第02期
《矿冶工程》2018年第02期文献

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