Технологічна інформація-Вип. 17 N ° 2-2006, с.: 71-79
РІЗНІ ПУНКТИ
Консистенція, текучість та в’язкість мінеральних паст із залізних хвостів
Консистенція, текучість та в’язкість паст хвостової руди
Армандо К. Де Ар ау Джо (1), Джордж Е. С. Валадао (1), Евандро М. Да Гама (1) та Крістіан А. Ернандес (2)
(1) Університет Федерального де Мінас-Жерайс, Депто. гірничого машинобудування, група з переробки корисних копалин,
Espírito Santo 35, кімната 702, Centro, CEP.: 30160030, Белу-Орізонті, Мінас-Жерайс, Бразилія
(електронна адреса: [email protected], [email protected], [email protected])
(2) Університет Артуро Прат ? UNAP, Інженерний відділ, Металургійний район,
Avenida Arturo Prat 2120, Casilla 121, IquiqueChile (електронна адреса: [email protected])
Представлені характеристики видимої в'язкості, висоти охолодження та кута улягання мінеральних паст, приготованих із суміші хвостової планки/заліза, на додаток до деяких характеристик твердого компоненту пасти. Методологія, що застосовується для характеристики мінеральних паст, розглядає використання випробувань на стирання (осад), жолоб (риф) та віскометрію. Результати показують, що тверда частина, що відповідає суміші хвостів, переважно складається з гематиту з меншими кількостями кварцу, гетиту, гібсату та каолініту, з дуже дрібним гранулометричним розподілом (менше 25 мм); випробування жолоба та жолоба виявилися дуже простими інструментами для характеристики консистенції та текучості мінеральних паст; Кути спокою, близькі до 5 °, можна досягти без особливих труднощів; і пасти, загущені 70 і 72,5% твердих речовин, виявляли тиксотропну поведінку при розгляді реологічного циклу 11001 об/хв.
Ключові слова: мінеральна паста, консистенція, розподіл, реологія, текучість, в’язкість, відходи заліза
Деякі реологічні характеристики паст, приготованих із суміші залізних руд. концентрація хвостів і шламів. а також інші властивості твердого компонента пасти. Методика, що застосовується для характеристики мінеральних паст, включає використання тестів на спад, відхід та в’язкість. Результати показують, що твердим компонентом пасти з відходів є переважно гематит з невеликою кількістю кварцу, гетиту, гіббсіту та каолініту, з дуже дрібним розподілом за розмірами (менше 25 мм); Випробування на провал і флюм показали, що дуже прості для характеристики консистенції та плинності мінеральних паст; кути спокою приблизно 5 ° можна досягти без труднощів; а пасти із вмістом твердих речовин 70 і 72,5% виявляли тиксотропну поведінку для реологічного циклу 11001 об/хв.
Ключові слова: мінеральна паста, консистенція, розміщення, реологія, текучість, в’язкість, рудний відхід
ВСТУП
Утилізація хвостів у вигляді мінеральних паст все частіше використовується як високоефективна альтернатива як у таких аспектах, як відновлення технологічної води, так і в тих, що пов'язані з навколишнім середовищем. Тому важливо мати можливість визначити поняття мінеральної пасти. Мінеральну пасту можна концептуалізувати як колоїдну або квазиколоїдну систему, яка виглядає як однорідна рідина, в якій не відбувається гранулометричного розділення частинок і яка при обережному розміщенні на стійких поверхнях не виявляє значного стоку води. (Araujo et al., 2004; Jewell, 2002) Його плинність і консистенція під час утилізації можуть бути визначені такими методами, як тести на зменшення. (тест на провал) і водостічний жолоб (тест на флейм).
На думку авторів Sofrá і Boger (2002), термін «мінеральна паста» (засипка) відповідає суміші, приготовленій з відходами, виробленими гірничодобувною промисловістю, та водою, яка використовується для заповнення підземних галерей, що покращує властивості опор конструкції і яка зменшує поверхневе знешкодження відходів. Спочатку ці хвости потрібно загустити до утворення мінеральної пасти, потім цементувати додаванням невеликих кількостей цементу (приблизно від 3 до 5% за вагою) для досягнення належної механічної стійкості. Згодом паста повинна текти по повітроводу за допомогою сили тяжіння, а потім розташовуватися горизонтально при виконанні операції заповнення.
Важливо підкреслити, що в межах властивостей мінеральної пасти, яка використовується для утилізації потовщених хвостів, можна виділити: ступінь текучості; висота нахилу, яку можна визначити за допомогою тесту нахилу конуса; кут нахилу, який можна визначити за допомогою тесту на жолоб; в'язкість твердо-рідинної суміші, виміряна за допомогою використання віскозиметра; міцність на стиск, що визначається за допомогою механічного випробування та проникності отриманого наповнення.
На рисунку 1 представлені можливі кути розташування для целюлози високої щільності та мінеральної целюлози відповідно до типу місцевості та з якісним баченням. (Лодріо, 2002)
Як вже було згадано вище, застосування випробування на жолоб дозволяє визначити кут нахилу мінеральної пасти, використовуючи похилу площину дуже простої геометрії, що видно з опису методології, використаної це дослідження.
На сьогоднішній день мінеральна промисловість широко використовує випробування на конусність на колючі, яке спочатку було розроблено для визначення консистенції бетонної суміші. Це може служити для характеристики цієї властивості у випадку з підземними та поверхневими заливними пастами. На додаток до конічної геометрії можна використовувати циліндричну, яка є більш простою і має також деякі переваги, згідно з тим, що повідомлялося деякими авторами. (Clayton et al., 2003; Jung and Biswas, 2002)
У випадку реологічних характеристик, таких як межа текучості та в'язкість пасти, важливо відзначити існування критичного значення в загущенні або концентрації твердих речовин, з якого збільшення в'язкості або межа текучості стає дуже значним. Очевидно, що в залежності від матеріалу, з якого складається паста, це критичне значення щільності твердої речовини може суттєво змінюватися, відповідно до того, що показано в роботі Софра і Богера (2002).
МЕТОДОЛОГІЯ
Матеріали
Були вивчені та охарактеризовані тверді та пастоподібні зразки суміші хвостів та планок із заводу з переробки заліза чотирикутника Мінас-Жерайс Ферріферо. Бразилія. Ці зразки спочатку отримували у вигляді целюлозної маси із приблизно 60% твердих речовин.
Експериментальний метод
Для отримання твердих зразків з промислової целюлози використовували операції фільтрації та сушіння зразків із використанням фільтра під тиском та електричної лабораторної плити. Етап фільтрації дозволив отримати коржі з вологістю від 10 до 12%, а сушку проводили при температурі 100 ° С. Згодом були отримані репрезентативні зразки для визначення деяких фізико-хімічних характеристик твердого компонента пасти. Таким чином, для характеристики у більшій мірі глибини було необхідно використовувати методи та обладнання, зазначені в таблиці 1.
У випадку мінеральних паст їх готували шляхом змішування розрахункової кількості твердого матеріалу та води з відповідних процесів. Це представляє особливий інтерес, визначення деяких його реологічних характеристик. У цьому дослідженні розглядалася характеристика видимої в'язкості. Тому в таблиці 2 детально показані методи та обладнання, що використовуються для характеристики цих мінеральних паст.
Рис. 1: Кути розміщення для целюлози високої щільності та мінеральної целюлози. (Лодріо, 2002)
Таблиця 1: Техніка та обладнання, що використовуються при характеристиці твердої речовини.