Estudo sobre características de resistência e características de espessamento de classificados

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 8361 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Para algumas minas novas, a taxa de utilização de rejeitos não é satisfatória quando se utilizam rejeitos não classificados como agregado de reaterro para aterro cimentado. Ao mesmo tempo, com o avanço da tecnologia de processamento mineral, os rejeitos descarregados pelo concentrador tornam-se gradativamente mais finos. Portanto, o enchimento cimentado com rejeitos de granulação fina como agregado se tornará a direção de desenvolvimento da tecnologia de enchimento no futuro. Neste artigo, a viabilidade do aterro de rejeitos de partículas finas é estudada tomando os rejeitos de partículas de malha 200 como agregado na mina de ouro Shaling. O cálculo mostra que a taxa de utilização de rejeitos aumenta de 45,1% para 90,3% com a utilização de rejeitos de malha 200 como agregado de enchimento. O método de projeto composto central de superfície de resposta (RSM-CCD) foi usado para estudar a resistência do aterro com material cimentício ativado por álcali como ligante, tomando a concentração de massa da lama de aterro e a relação areia-ligante como fatores de entrada. Os resultados mostram que a resistência aos 28 dias do aterro com rejeitos de granulação fina classificados como agregado de enchimento pode atingir 5,41 MPa quando a relação areia-aglutinante é 4, o que pode atender plenamente às necessidades da mina para a resistência do aterro. O teste de espessamento de rejeitos de partículas finas de malha 200 foi realizado por teste de concentração limite estático e teste de espessamento dinâmico. No caso da adição de 35 g/t de floculante não iônico BASF 6920, a concentração de 64,74% de argamassa de cauda pode chegar a 67,71% após 2 h de espessamento estático, e a concentração pode chegar a 69,62% após 2 h de espessamento estático. A velocidade de alimentação do espessador deve ser controlada entre 0,4 e 0,59 t/(m2 h). Neste caso, a concentração de underflow do espessante é relativamente alta, que é de 64,92–65,78%, e o conteúdo sólido da água de overflow é inferior a 164 ppm. O processo convencional de espessamento completo de rejeitos foi aprimorado usando o projeto de espessador de cone profundo de alta eficiência e silo de areia vertical. A viabilidade de rejeitos de granulação fina como agregado de enchimento foi demonstrada pela combinação do teste de taxa de enchimento de rejeitos de granulação fina, os dados do teste de espessamento e o processo de espessamento aprimorado. Os resultados da pesquisa podem fornecer referência para outras minas usarem rejeitos de granulação fina como agregado de enchimento para projetar sistemas de enchimento.

Os rejeitos são resíduos sólidos industriais gerados durante o desenvolvimento e utilização de recursos minerais, que são armazenados principalmente na superfície na forma de reservatórios de rejeitos1. A existência do reservatório de rejeitos, embora ocupe uma grande quantidade de recursos terrestres, os agentes químicos residuais, íons de metais pesados ​​​​livres e poluentes produzidos após o intemperismo nos rejeitos se infiltrarão no subsolo com o fluxo de água, causando poluição ao solo e às águas subterrâneas recursos2,3. Os rejeitos secos de granulação fina no reservatório de rejeitos são fáceis de causar poluição por poeira quando encontram tempo ventoso, o que afeta seriamente a ordem de vida normal dos residentes do entorno4,5. Ao mesmo tempo, com o acúmulo contínuo de rejeitos no reservatório de rejeitos, é fácil causar desastres geológicos, como fluxo de detritos e inundações repentinas devido ao rompimento da barragem do reservatório de rejeitos6,7. A existência de reservatórios de rejeitos representa uma ameaça potencial ao meio ambiente e à vida das pessoas. O método de mineração de enchimento consiste em preencher a área minerada com rejeitos produzidos pelo processamento mineral complementado com cimento e água. Pode não apenas reduzir a descarga de rejeitos e controlar a pressão do local de mineração, mas também prevenir o afundamento da superfície e melhorar a taxa de recuperação do minério8,9. Devido às características acima, o método de mineração de enchimento tornou-se o método de mineração preferido para a construção de minas verdes10. A proporção e concentração do aterro e a seleção do agregado de enchimento determinam a resistência do aterro11,12. Por esse motivo, alguns pesquisadores13 estabeleceram um modelo de previsão de resistência de aterro usando a rede neural BP e otimizaram sua proporção com base nos resultados do teste físico interno e do teste de proporção de partículas de rejeitos14. Wen et al.15 usaram rejeitos não classificados como agregado de enchimento e introduziram um sistema de avaliação abrangente e difuso para obter a proporção ideal de lama de enchimento. Wu et al.16 estudaram a proporção de materiais cimentícios de rejeitos inteiros por meio de teste ortogonal e estabeleceram um modelo de previsão de regressão de aterro. Com base no método de análise de superfície de resposta, Fu et al.17 estudaram a influência da fração mássica da pasta de enchimento, da dosagem de ligante e da proporção de agregados de enchimento na resistência do aterro em diferentes idades.