摘要: 全尾砂膏体填充工艺是一种将全尾砂浆浓度较低的浆体进行脱水处理，然后将浓缩后的全尾砂浆与胶凝材料混合并搅拌，形成牙膏状的膏体，最终输送到采空区表面进行填充的方法。该方法有效地减少了地下采空区面积和尾矿库的风险。在膏体充填的过程中，搅... 展开 全尾砂膏体填充工艺是一种将全尾砂浆浓度较低的浆体进行脱水处理，然后将浓缩后的全尾砂浆与胶凝材料混合并搅拌，形成牙膏状的膏体，最终输送到采空区表面进行填充的方法。该方法有效地减少了地下采空区面积和尾矿库的风险。在膏体充填的过程中，搅拌是其中一个重要步骤，对于改善膏体的输送性能至关重要。然而，由于不同金属矿山所处的地理环境和选矿工艺不同，尾砂颗粒的大小和分布也会有很大差异，这导致在搅拌环节中制备的尾砂浆的流变性能也会有很大差异，从而给矿山的料浆输送带来了困扰，影响了矿山的安全高效生产。因此，本文以充填物料的颗粒级配为研究对象，以膏体的流变学为依据，通过进行流变试验结合理论分析以及微细观结构检测，研究了料浆的流变行为。本文揭示了不同颗粒级配的充填料浆的流变特性，获得了尾砂颗粒尺寸对浆体流变特性的影响规律，并明确了料浆中微细观结构特性及颗粒分布。主要研究内容和结论性成果如下: 1)通过添加4种颗粒尺寸范围尾砂改变原尾砂级配，并进行料浆流变试验，探明不同级配尾砂料浆的流变行为符合宾汉体模型;在料浆质量浓度为70％条件下，尾砂级配中-21 μm的质量占比与其料浆的屈服应力与粘度呈正相关关系。74～150μm与150～250μm的质量占比与料浆的流变参数呈负相关关系。且随着颗粒粒径的增大，这种负相关关系呈现出越来越显著的趋势。21～74μm颗粒在尾砂中的质量占比与料浆的流变参数的关系不是简单的单调关系，其范围存在一临界粒径为40μm。因此，将4种尺寸范围尾砂划分为1类尾砂（粒径小于40μm）与2类尾砂（粒径大于40μm且小于250μm）。这两类尾砂颗粒对料浆的流变特性的影响作用是相反的。 2)根据水泥颗粒级配，筛分尾砂并配制与其级配相似的尾砂H，开展水泥-尾砂料浆与尾砂H-尾砂料浆两种体系的流变试验，进行对比。研究发现，在搅拌初期，水泥胶凝材料的加入使得料浆流变特性发生变化的主要原因来自于水泥颗粒的级配，并揭示了水泥颗粒级配对料浆流变特性在不同灰砂比条件下的影响规律。 3)使用激光颗粒成像(PVM)技术原位获取尾砂料浆中的细观结构图像，经二值化处理后应用ImageJ软件得到料浆中孔隙大小及分布情况，来量化料浆细观结构。结果表明，尾砂颗粒级配会直接影响料浆内部的颗粒结构与孔隙数量和大小的分布，从而影响料浆的流变行为。随着尾砂级配中1类颗粒占比的增加，料浆的屈服应力与粘度系数增加，而2类颗粒质量占比的上升会使得料浆流动性变好，并提高其流变性。 收起