尾矿颗粒分析比重计法与激光粒度仪法成果误差对比分析的实践探讨

尾矿颗粒分析比重计法与激光粒度仪法成果误差对比分析的实践探讨

徐刚

中冶集团武汉勘察研究院有限公司

摘要：随着我国现代化发展以及科技生产力的进步，从前的技术单一，生产机械落后的粗犷型尾矿开采方式已经不能适应当前发展需求。开采工艺的进步，使得当前的矿石金属提取纯度较高，所产生的排放尾矿料颗粒成分较从前相比更加细腻化，颗粒分析的精准化结果的稳定性对库区安全运行影响较大。这样也带来了新的课题：由于设计出矿孔径多为200目左右，则颗粒定名多介于粉砂及粉土界限范围，为了排除人为误差准确及时的给出尾矿库排样定名，本文通过现场使用比重计法和激光粒度仪法同时比对试验，分析两者之间数据误差，判断俩钟试验方法优劣状况，确保矿颗粒分析计算准确，减少误差，为大型尾矿堆载划层提供更加准确及时的数据资料。

1.1.1关键词：尾矿库；细粒土尾料；比重计法及激光粒度仪法试验                               尾矿库简介：某金矿尾矿库，自2007年该库建成投入使用后，于2013年实施模袋充填尾砂筑坝工艺的扩容改造，这次扩容改造在库内设计建造了4座分隔坝。其中一号分隔坝坝顶高程135.0m，二号分隔坝坝顶高程128.0m，三号分隔坝坝顶高程128.0m（坝高11.5m），四号分隔坝坝顶高程135m（坝高7m）。2018年阳山尾矿库仍采用模袋充填尾砂筑坝，进行第二次扩容；此时一号分隔坝和二号分隔坝已被尾砂淹没，第二次扩容将四号分隔坝往下游方向加高至144m（坝高达到了17m）。

设计单位要求查明坝址区尾砂的分层条件、层理特征；对各层尾砂试样进行颗分试验。现场按设计要求需取堆载尾矿砂样1340件，检测规模较大。

（1）试验方法简介

通过现场充填站搅拌桶中取一定数量的试样，经过一天时间自然沉淀，滤去上部清水后置于烤箱中烘烤至恒重，分别取一定数量试样按颗粒分析比重计法做

颗粒分析试验，同时采用激光粒度仪进行激光颗粒分析，使其结果满足得到粘粒含量及胶粒含量要求。

(2)设备型号：甲种密度计（ 图1 ）           激光粒度仪（ 图二 ）

1.1.2 试验结果 

                        比重计法颗粒分析试验结果              表（1）

由:统计可知，充填站搅拌桶全尾矿组成：砂粒平均含量（2~0.074）55.2%，粉粒含量（0.074~0.005）28.5%，粘粒含量（小于0.005）1.7%。全尾矿试样-200目含量（粒径<0.074mm）平均为30.2%。

激光粒度仪法颗粒分析成果    表（2）

由:统计可知，出矿口全尾矿组成：砂粒平均含量（0.5~0.074）47.6%，粉粒含量（0.074~0.005）37.8%，粘粒含量（小于0.005）9.6%。全尾矿试样-200目含量（粒径<0.074mm）平均为52.4%。      

1.1.3     试验结果分析探讨 ：

通过上述两种颗粒分析试验对比数据可发现，粗粒土（砂粒）用比重计法试验得出的颗粒含量同激光粒度仪试验的颗粒含量差距不大，这是因为砂粒部分皆采用（0.075MM）过筛而筛分取得粗粒含量数据，细小的误差同人为试验操作有关，而粘粒含量部分（小于0.005MM）则明显有一定的区别，用比重计法试验得到的粘粒胶粒含量较之激光分析仪试验取得的数据少于近百分之十之多。分析其误差原因：由于尾矿在提取贵重金属生产过程中，通过研磨加工后的尾砂还存在一定的细小金属颗粒，其细小砂样的比重较大，而在使用比重计法试验过程中，通过搅拌器搅拌及静置过程中，较重的颗粒会加速下沉，导致最后比重计读数偏低。而使用激光粒度仪试验时，激光衍射试样的时间很短，同时排除了温读.比重计类型.分散剂.人工读数的偏差，所反映的颗粒的胶粒及粘粒含量理论上更加准确。  

1.1.4  两种试验方法的优缺点：

（1） 在使用比重计法在尾矿堆载检测过程中，其优点在与该实验的使用成熟度较高，在国标及尾矿规范中已明确其使用标准，物理特性的分析方法在                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         颗粒分析试验中应用中得到广泛的使用，可靠性较高。缺点在于制样过程相对繁琐，对操作人员操作水平要求较高，由于在尾矿颗粒检测过程中要求提供颗粒的胶粒及粘粒含量，试验时间相对较长（48小时），而大型尾矿检测样品数量普遍较多，检测时需增加试验设备及试验人员数量，同时在试验过程中各环节较多，增加了操作误差。

（2）使用激光粒度仪法在尾矿堆载检测过程中。其优点在于制样过程较为简单，试验过程用时较短，操作人员培训简单，用人较少，尤其是在大批量颗粒分析的尾矿工程中，节省人力物力。同时避免了物理性操作环节的误差。缺点在于该试验还未在土工试验室颗粒分析试验规范中得到认可，目前仅仅在水库悬移质和推移质泥沙颗粒粒度测量分析中得到推广。由于其激光衍射的原理，对粗颗粒的分析有较大的误差，仅仅适用于细颗粒试样的检测，如需完整的颗粒分析曲线则需要将粗颗粒筛分样及激光分析结果相结合使用。

1.1.5 结论

无论采取何种颗粒检测方法，皆要实现实验数据的真实可靠性。本文通过两种不同的检测手段，为大型尾矿颗粒检测提供一定的数据分析，使其既能够满足试验成果的真实有效，同时又能简化试验过程，减少试验设备及实验人员的数量，提高大型尾矿检测的时效性。

参考文献：（1）《尾矿堆积坝岩土工程技术标准》(GB/T 50547-2022)

（2）游波：（激光粒度仪在土工颗粒分析中的应用研究）

（3）陈丽琼：（比重计法测定土壤颗粒组成的研究）