【概述】

尾礦即為從礦石的非經(jīng)濟(jì)成分（脈石）中分離有價(jià)值的成分 之后余留的物質(zhì)。尾礦與覆蓋層不同,，覆蓋層是在采礦期間未加 處理就從礦石或礦體表層挪走的廢石或廢料 。 可采用兩種方法從礦石中提取礦物質(zhì)：砂礦開采,，即利用水 和重力提取有價(jià)值的礦物質(zhì),；或硬巖開采，即先粉碎巖石,，再粉 碎化學(xué)物質(zhì),。在后一種方法中，從礦石中提取礦物質(zhì)時(shí),，要求將 礦石研磨成細(xì)微顆粒,，這樣，尾礦通常較小,，尺寸從沙粒尺寸到 幾微米不等 。礦山尾礦通常從漿體狀的礦屑（細(xì)微礦物顆粒 和水的混合物）中得到 ,。 尾礦成分直接取決于礦石組分和施加在礦石上的采礦過程 。 通常,，多數(shù)尾礦產(chǎn)品由巖石組成，此類巖石被研磨成精細(xì)顆 粒,，大至粗砂,，小至尺寸一致的粉末,。 許多尾礦中也含有少量在容礦中發(fā)現(xiàn)的不同金屬顆粒以及 提取過程中所用的添加成分。 通常,，尾礦堆放在尾礦池中,。尾礦池即為水性廢料泵入池中 的區(qū)域，在那里,，固體顆粒從水中沉降,。據(jù)估計(jì)，2000 年,，全 世界共存有約 3,500 處活躍尾礦池 ,。尾礦池有助于堆放從巖 石中分離礦物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的廢料或焦油砂開采過程中產(chǎn)生的漿料,。 通常,，尾礦會(huì)與其它物質(zhì)（如膨潤土）混合，減緩受影響的水釋 放到環(huán)境中的速率 ,。然而，無論尾礦含有何種成分,，均需要 從礦山泵送到尾礦池中。為了了解是否能夠利用現(xiàn)有泵送設(shè)備泵 送（改性）尾礦,，不僅需要測定粘度，還需要測定屈服應(yīng)力 τ0,。 屈服應(yīng)力用于描述克服給定流體彈性特性及輸入可持續(xù)流量所 需的能量。

隨后可知,，屈服應(yīng)力值在很大程度上取決于漿料的固體含 量,。只需使用 HAAKE Viscotester iQ 流變儀進(jìn)行簡單測量， 即可輕易獲取屈服應(yīng)力值,。

【實(shí)驗(yàn)/操作方法】

由于使用旋轉(zhuǎn)流變儀所帶的傳統(tǒng)平行板或 同軸圓筒轉(zhuǎn)子時(shí),，若將樣品加載到窄隙中,，則可 能出現(xiàn)壁滑移及樣品過度受損,，導(dǎo)致軟質(zhì)固體和 料漿（如尾礦）難以處理，所以,，推薦使用槳葉 轉(zhuǎn)子。 當(dāng)槳葉轉(zhuǎn)子*浸入樣品中時(shí),，屈服應(yīng)力本 身可依照 Boger 公式 [4] 進(jìn)行計(jì)算： 

其中，M 為扭矩,，K 為取決于槳葉高度（H） 和直徑（D）的槳葉參數(shù),，其表達(dá)式如下：

因此,，為確定屈服應(yīng)力,，則需要將扭矩（或 相應(yīng)剪切應(yīng)力）作為時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行追蹤,。然后,， 將大值代入屈服應(yīng)力公式進(jìn)行計(jì)算,。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

為防止發(fā)生壁滑移,，我們推薦使用槳葉轉(zhuǎn)子 對尾礦進(jìn)行流變測試,。圖 1 所示為帶有槳葉結(jié)構(gòu) 及開式臺(tái)架（便于在大型容器中測試樣品）的HAAKE Viscotester iQ 流變儀,。 在該項(xiàng)研究中,，已對不同固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的砂 礦尾礦進(jìn)行了測試,，以便隨后獲得屈服應(yīng)力與質(zhì) 量分?jǐn)?shù)關(guān)系圖,。 圖 2 所示為依照 Boger 模型確定屈服應(yīng)力 的示例,。該項(xiàng)測試中所用的尾礦固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.4,。

我們已采用這種簡單快速的方法,，對固體質(zhì)量分?jǐn)?shù) 各不相同（介于 0.2～0.5 之間）的砂礦尾礦進(jìn)行了測 試,。測試結(jié)果如圖 3 所示,，圖 3 顯示各屈服應(yīng)力值與 固體含量的關(guān)系曲線圖。 使用圖 3 所示的少量測試得出的數(shù)據(jù),，計(jì)算經(jīng)由 管道橫截面所需的泵送壓力（巴）和屈服應(yīng)力,，即可方 便地預(yù)測特定尾礦的可泵性,。

 圖 1：Thermo Scientific™ HAAKE™ Viscotester™ iQ 流變 儀（帶適于夾持大型容器的實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架）,。

圖 2：室溫（RT）條件下,，尾礦固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.4 時(shí)的流動(dòng)曲線（依照 Boger 模型自動(dòng)獲取屈服應(yīng)力）,。

圖 3：屈服應(yīng)力是室溫條件下砂礦尾礦固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的函數(shù),。

結(jié)論 

HAAKE  Viscotester  iQ 流變儀中的槳葉轉(zhuǎn)子方法 是用于測定礦山尾礦屈服應(yīng)力的快速、簡便且準(zhǔn)確的方 法,。我們可方便地將這些值與具有給定固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 特定尾礦成分的可泵性相關(guān)聯(lián),。