含硫铅锌尾砂胶结充填体强度演化规律及机制研究
发布时间：2021-10-16 03:10
随着铅锌冶炼产量增加,尾砂处置问题已严重影响铅锌矿业的可持续发展。近年来,胶结充填成为了无废式开采的最佳模式之一。硫化物含量较多是铅锌尾砂的显著特点,探究硫化物氧化对尾砂胶结充填体的影响是保证充填质量及矿山安全开采的重要前提。本文以辽宁省葫芦岛市铅锌矿尾砂为研究对象,采用宏-细-微观试验相结合的方法,揭示了含硫铅锌尾砂胶结充填体力学和化学特性演化规律及机制。研究结果不仅为铅锌尾砂的充填处置提供可靠的技术参数,同时也为准确评价含硫尾砂胶结充填体的工程稳定性提供必要的依据。主要研究内容和成果如下:（1）依据相关的测试分析标准,分析了铅锌尾砂粒径级配、渗透系数等物理参数和矿物组成、元素组成、静态酸性潜能等化学参数;基于尾砂的基本物理化学性质,开展了铅锌尾砂胶结充填优化配比正交试验,分析了料浆浓度、灰砂比、粉煤灰掺量对充填体坍落度、泌水率、7天/28天单轴抗压强度的影响。结果表明尾砂膏体的坍落度和泌水率主要受料浆浓度影响,抗压强度主要受灰砂比影响,满足充填工艺的铅锌尾砂最优配合比为料浆浓度74%、灰砂比1:6、粉煤灰掺量15%。（2）基于最优配合比,开展了四组含硫铅锌尾砂（2%、5%、10%、...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国铅矿产资源分布图
辽宁工程技术大学博士学位论文铅锌冶炼产量急剧增加，富矿资源日益减少，大量的贫矿不断被开采。根据加拿大矿山对采矿废石统计分析可知，开采 1t 矿石中尾砂占 0.52t，废石占 0.42t，冶炼废渣占0.04t，可提炼矿石含量只占 0.02t。大量废弃的尾砂和废石堆存于地表，尾砂污染问题日益突出，严重制约了铅锌矿业的发展[3-5]。有的金属矿尾砂中含有大量的有毒有害重金属如Pb、Zn、 Cd 、 As等，尾砂露天堆积后会成为重金属污染源，随着雨水的淋滤作用，污染物可能会渗入到矿区周围的土壤和河流中。有毒有害重金属难于降解，存在长期的潜在危险性，矿区环境一旦被污染治理与生态修复则会十分困难[6-8]。目前，尾砂常用的处置方法是建成尾矿坝，建成后的尾矿坝形成了一种具有高势能的泥石流危险源，如果发生溃坝，泥石流可能会绵延几公里甚至几十公里，将严重威胁周围人民的生命财产安全。溃坝事故破坏范围广，造成的经济损失巨大，灾后需投入大量的人力物力修复或重建。近年来，全世界各地关于尾矿坝溃坝事故的报道屡见不鲜，由于生产者对尾矿库稳定性问题不够重视，因此溃坝事故引起的灾害愈加严重。
辽宁工程技术大学博士学位论文铅锌冶炼产量急剧增加，富矿资源日益减少，大量的贫矿不断被开采。根据加拿大矿山对采矿废石统计分析可知，开采 1t 矿石中尾砂占 0.52t，废石占 0.42t，冶炼废渣占0.04t，可提炼矿石含量只占 0.02t。大量废弃的尾砂和废石堆存于地表，尾砂污染问题日益突出，严重制约了铅锌矿业的发展[3-5]。有的金属矿尾砂中含有大量的有毒有害重金属如Pb、Zn、 Cd 、 As等，尾砂露天堆积后会成为重金属污染源，随着雨水的淋滤作用，污染物可能会渗入到矿区周围的土壤和河流中。有毒有害重金属难于降解，存在长期的潜在危险性，矿区环境一旦被污染治理与生态修复则会十分困难[6-8]。目前，尾砂常用的处置方法是建成尾矿坝，建成后的尾矿坝形成了一种具有高势能的泥石流危险源，如果发生溃坝，泥石流可能会绵延几公里甚至几十公里，将严重威胁周围人民的生命财产安全。溃坝事故破坏范围广，造成的经济损失巨大，灾后需投入大量的人力物力修复或重建。近年来，全世界各地关于尾矿坝溃坝事故的报道屡见不鲜，由于生产者对尾矿库稳定性问题不够重视，因此溃坝事故引起的灾害愈加严重。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含硫尾砂充填体强度试验[J]. 刘允秋,侯大德. 现代矿业. 2013(11)
[2]利用扫描电镜、压汞法、氮气吸附法评价近海黏土孔隙特征[J]. 张先伟,孔令伟. 岩土力学. 2013(S2)
[3]岩石样品的静态酸中和能力评价[J]. 赵峰华,刘乃利,孙红福,刘一鸣,张璐. 地球科学(中国地质大学学报). 2013(05)
[4]全尾砂新型胶凝材料的现场力学试验[J]. 魏微,高谦,杨志强. 金属矿山. 2013(08)
[5]含硫铜矿尾矿料的工程力学特性试验研究[J]. 刘庭发,张鹏伟,胡黎明. 岩土工程学报. 2013(S1)
[6]低温高寒环境下尾砂胶结充填体强度特性研究[J]. 赵国彦,周礼,马举,杨清. 矿冶工程. 2013(03)
[7]基于响应面法的高寒矿山充填配比优化[J]. 赵国彦,马举,彭康,杨清,周礼. 北京科技大学学报. 2013(05)
[8]压汞法测定水泥基材料孔结构的研究进展[J]. 周继凯,潘杨,陈徐东. 材料导报. 2013(07)
[9]固结细粒级骨料胶结强度差异机理研究[J]. 张磊,杜小满,王炳文,侯运炳. 内蒙古科技大学学报. 2013(01)
[10]再生骨料混凝土弹性模量实验研究[J]. 郭远臣,王雪. 硅酸盐通报. 2013(03)
博士论文
[1]水泥—矿渣复合胶凝材料的水化机理与长期性能[D]. 刘仍光.清华大学 2013
[2]硫酸盐腐蚀下混凝土损伤行为研究[D]. 徐惠.中国矿业大学 2012
[3]复杂环境下混凝土硫酸盐侵蚀微—宏观劣化规律研究[D]. 高润东.清华大学 2010
[4]矿渣胶凝材料胶结矿山尾砂充填性能及机理研究[D]. 张发文.武汉大学 2009
[5]煤矿新型膏体充填材料性能及其应用研究[D]. 赵才智.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]基于恒速压汞的孔隙结构特征研究[D]. 李彦举.中国地质大学（北京） 2014
[2]铁尾砂胶结膏体充填材料抗压强度的影响因素研究[D]. 王素伟.郑州大学 2014
[3]超细全尾砂似膏体胶结充填工艺技术研究[D]. 高瑞文.中南大学 2014
[4]高抗硫硅酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究[D]. 胡全.新疆农业大学 2013
[5]某矿全尾砂胶结充填材料的配比及输送性能研究[D]. 马俊荣.武汉理工大学 2013
[6]铅锌矿尾砂综合回收与利用技术研究[D]. 杜向红.中南大学 2012
[7]辽宁省八家子铅锌矿典型矿床研究及深部预测[D]. 刘长纯.吉林大学 2010
[8]金川二矿区废石—全尾砂高浓度料浆泵压管输充填系统研究[D]. 张秀勇.昆明理工大学 2010
[9]金川矿山废石—全尾砂高浓度充填料浆搅拌方式研究[D]. 苑雪超.昆明理工大学 2010
[10]焦家金矿尾砂固结材料配比试验及工艺改造方案研究[D]. 赵彬.中南大学 2009
本文编号：3439029
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国铅矿产资源分布图
辽宁工程技术大学博士学位论文铅锌冶炼产量急剧增加，富矿资源日益减少，大量的贫矿不断被开采。根据加拿大矿山对采矿废石统计分析可知，开采 1t 矿石中尾砂占 0.52t，废石占 0.42t，冶炼废渣占0.04t，可提炼矿石含量只占 0.02t。大量废弃的尾砂和废石堆存于地表，尾砂污染问题日益突出，严重制约了铅锌矿业的发展[3-5]。有的金属矿尾砂中含有大量的有毒有害重金属如Pb、Zn、 Cd 、 As等，尾砂露天堆积后会成为重金属污染源，随着雨水的淋滤作用，污染物可能会渗入到矿区周围的土壤和河流中。有毒有害重金属难于降解，存在长期的潜在危险性，矿区环境一旦被污染治理与生态修复则会十分困难[6-8]。目前，尾砂常用的处置方法是建成尾矿坝，建成后的尾矿坝形成了一种具有高势能的泥石流危险源，如果发生溃坝，泥石流可能会绵延几公里甚至几十公里，将严重威胁周围人民的生命财产安全。溃坝事故破坏范围广，造成的经济损失巨大，灾后需投入大量的人力物力修复或重建。近年来，全世界各地关于尾矿坝溃坝事故的报道屡见不鲜，由于生产者对尾矿库稳定性问题不够重视，因此溃坝事故引起的灾害愈加严重。
辽宁工程技术大学博士学位论文铅锌冶炼产量急剧增加，富矿资源日益减少，大量的贫矿不断被开采。根据加拿大矿山对采矿废石统计分析可知，开采 1t 矿石中尾砂占 0.52t，废石占 0.42t，冶炼废渣占0.04t，可提炼矿石含量只占 0.02t。大量废弃的尾砂和废石堆存于地表，尾砂污染问题日益突出，严重制约了铅锌矿业的发展[3-5]。有的金属矿尾砂中含有大量的有毒有害重金属如Pb、Zn、 Cd 、 As等，尾砂露天堆积后会成为重金属污染源，随着雨水的淋滤作用，污染物可能会渗入到矿区周围的土壤和河流中。有毒有害重金属难于降解，存在长期的潜在危险性，矿区环境一旦被污染治理与生态修复则会十分困难[6-8]。目前，尾砂常用的处置方法是建成尾矿坝，建成后的尾矿坝形成了一种具有高势能的泥石流危险源，如果发生溃坝，泥石流可能会绵延几公里甚至几十公里，将严重威胁周围人民的生命财产安全。溃坝事故破坏范围广，造成的经济损失巨大，灾后需投入大量的人力物力修复或重建。近年来，全世界各地关于尾矿坝溃坝事故的报道屡见不鲜，由于生产者对尾矿库稳定性问题不够重视，因此溃坝事故引起的灾害愈加严重。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含硫尾砂充填体强度试验[J]. 刘允秋,侯大德. 现代矿业. 2013(11)
[2]利用扫描电镜、压汞法、氮气吸附法评价近海黏土孔隙特征[J]. 张先伟,孔令伟. 岩土力学. 2013(S2)
[3]岩石样品的静态酸中和能力评价[J]. 赵峰华,刘乃利,孙红福,刘一鸣,张璐. 地球科学(中国地质大学学报). 2013(05)
[4]全尾砂新型胶凝材料的现场力学试验[J]. 魏微,高谦,杨志强. 金属矿山. 2013(08)
[5]含硫铜矿尾矿料的工程力学特性试验研究[J]. 刘庭发,张鹏伟,胡黎明. 岩土工程学报. 2013(S1)
[6]低温高寒环境下尾砂胶结充填体强度特性研究[J]. 赵国彦,周礼,马举,杨清. 矿冶工程. 2013(03)
[7]基于响应面法的高寒矿山充填配比优化[J]. 赵国彦,马举,彭康,杨清,周礼. 北京科技大学学报. 2013(05)
[8]压汞法测定水泥基材料孔结构的研究进展[J]. 周继凯,潘杨,陈徐东. 材料导报. 2013(07)
[9]固结细粒级骨料胶结强度差异机理研究[J]. 张磊,杜小满,王炳文,侯运炳. 内蒙古科技大学学报. 2013(01)
[10]再生骨料混凝土弹性模量实验研究[J]. 郭远臣,王雪. 硅酸盐通报. 2013(03)
博士论文
[1]水泥—矿渣复合胶凝材料的水化机理与长期性能[D]. 刘仍光.清华大学 2013
[2]硫酸盐腐蚀下混凝土损伤行为研究[D]. 徐惠.中国矿业大学 2012
[3]复杂环境下混凝土硫酸盐侵蚀微—宏观劣化规律研究[D]. 高润东.清华大学 2010
[4]矿渣胶凝材料胶结矿山尾砂充填性能及机理研究[D]. 张发文.武汉大学 2009
[5]煤矿新型膏体充填材料性能及其应用研究[D]. 赵才智.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]基于恒速压汞的孔隙结构特征研究[D]. 李彦举.中国地质大学（北京） 2014
[2]铁尾砂胶结膏体充填材料抗压强度的影响因素研究[D]. 王素伟.郑州大学 2014
[3]超细全尾砂似膏体胶结充填工艺技术研究[D]. 高瑞文.中南大学 2014
[4]高抗硫硅酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究[D]. 胡全.新疆农业大学 2013
[5]某矿全尾砂胶结充填材料的配比及输送性能研究[D]. 马俊荣.武汉理工大学 2013
[6]铅锌矿尾砂综合回收与利用技术研究[D]. 杜向红.中南大学 2012
[7]辽宁省八家子铅锌矿典型矿床研究及深部预测[D]. 刘长纯.吉林大学 2010
[8]金川二矿区废石—全尾砂高浓度料浆泵压管输充填系统研究[D]. 张秀勇.昆明理工大学 2010
[9]金川矿山废石—全尾砂高浓度充填料浆搅拌方式研究[D]. 苑雪超.昆明理工大学 2010
[10]焦家金矿尾砂固结材料配比试验及工艺改造方案研究[D]. 赵彬.中南大学 2009
本文编号：3439029
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