Long-term evaluation of coal fly ash and mine tailings co-placement: A site-specific study

This study presents the results of a laboratory investigation conducted to evaluate the efficiency of coal fly ash to control the formation of acid mine drainage (AMD) from mine waste. Site-specific materials, coal fly ash from Atikokan Thermal Generating Station and mine tailings from Musselwhite mine, were mixed at different proportions for the investigation of the drainage chemistry and the optimal mix using static testing (acid–base accounting) and kinetic (column) testing. The acid–base accounting (ABA) results indicated that the fly ash possessed strong alkaline (neutralization) potential (NP) and could be used in the management of reactive mine tailings, thus ensuring prevention of AMD in the long-term. Column tests conducted in the laboratory to further investigate long-term performance of fly ash in the neutralization and prevention of acid mine drainage from tailings similarly showed that mixing fly ash with mine tailings reduces dissolution of many heavy metals from tailings by providing alkalinity to the system. It was found that a fly ash to tailings mass ratio equal to or greater than 15% can effectively prevent AMD generation from Musselwhite mine tailings in the co-placement approach.     

基于集对分析的尾矿库安全评价研究

为更好地对尾矿库的安全状况进行综合评价,针对尾矿库的特点建立了指标体系,并采用层次分析法确定各指标权重.将集对分析理论用于尾矿库的安全评价,并通过实例证明该理论适合于尾矿库的安全评价.集对分析中差异度I取1和-1.研究表明,当I=1时,指标体系中所有处于"一般安全"状态的指标项经过整改后能处于"安全"状态,此时联系度μ=0.736,尾矿库处于"安全"状态; 当I=-1时,指标体系中所有处于"一般安全"状态的指标项,在安全管理水平下降的情况下全部转为"不安全"状态,此时μ=0.114,尾矿库处于"不安全"状态.I的不同取值可反映尾矿库的具体安全状态,同时也反映尾矿库的安全管理水平,并充分体现了安全管理的重要性.研究为尾矿库的安全评价提供了一条新途径.     

Filterability of oil sands tailings

In Canadian oil sands mining operations, bitumen is extracted from oil sands using the hot water extraction process, which produces tremendous amounts of tailings. Currently, these tailings are disposed of in large ponds, in which coarse particles settle out relatively quickly and fine particles remain suspended in water and settle very slowly. After years of settling, the fine particles form a stable suspension in water known as mature fine tailings (MFTs). Long-term storage of the MFT is costly and poses a major environmental liability.Oil sands companies are now actively investigating different approaches to replace or reduce the use of oil sands tailings ponds. Filtration of the tailings to produce “dry tailings” for stacking is now being investigated as an alternative by a number of companies. Fast water drainage is a critical step for the filtration process. In this paper, we use simple laboratory-scale filtration tests to evaluate the filterability of the oil sands tailings and to generate a parameter that can be used in filtration scale-up. It was found that the filterability of the original coarse oil sands tailings was relatively low. However, after the fines are flocculated with the coarse particles to form uniform flocs the filterability was improved by several orders of magnitude. The results demonstrate that filtration of the flocculated coarse tailings to produce the “dry” stackable tailings may be viable.     

华东某铀矿区稻米中放射性核素铀污染特征及健康风险评价

为查明华东某铀矿区稻米中放射性核素铀污染现状及健康风险问题,测定铀矿区和对照区共136件稻米样品中放射性核素U含量,采用单因子污染指数法评价放射性铀污染,并开展U元素健康风险评价。结果表明:(1)研究区稻米中U含量平均值为1.46 ng·g~(–1),各亚区稻米中U含量平均值从大到小顺序为:开采矿井区水冶场区含矿未采区废弃矿井区江西省背景值对照区;(2)稻米单因子污染指数为1.25,属于轻度污染。其中,开采矿井区和水冶厂区为轻度污染,废弃矿井区和对照区未受污染;(3)首次计算提出江西省大米U元素致癌风险最大斜率系数为1.04×10~3(d·kg)·mg~(–1)。各亚区稻米中成人和儿童致癌风险指数高低顺序均为:开采矿井区水冶厂区含矿未采区废弃矿井区对照区。儿童直接饮食稻米具有一定的致癌风险;开采矿井区和水冶厂区的成人存在一定致癌风险,含矿未采区和废弃矿井区以及对照区均无致癌风险。     

纳米零价铁对铀尾矿库土壤中铀形态分布及固定效果的影响

针对纳米零价铁(nZVI)对铀尾矿库土壤中铀形态分布和U(Ⅵ)固定效果影响问题,采用逐级化学提取、毒性浸出(TCLP)和磁性分离实验,利用SEM-EDS和XRD对nZVI固定前后的铀尾矿土壤进行表征;研究了nZVI在不同投加量和pH条件下,对尾矿库土壤固定前后铀的形态分布和固定效果的影响,并对nZVI的固定机理进行了探讨。结果表明：当nZVI的投加量为8%、pH为5时,土壤中U(Ⅵ)的固定效果最好,固定后土壤中铀的毒性浸出值仅为13.98%;对经过nZVI处理后的铀尾矿土壤进行磁性分离发现,磁性和非磁性土壤重量占比分别为32.87%和67.13%,其铀含量分别达到55.05%和44.95%,说明nZVI对土壤中的U(Ⅵ)有较好的富集作用。nZVI对铀尾矿库土壤中的U(Ⅵ)有较好的原位固定和富集效果,并能减少土壤中铀的析出。     

两种方法测定铅锌尾矿中砷含量的比较研究

以铅锌尾矿样为测试样品,标土为质控样,分别用王水水浴-原子荧光法和微波消解-原子荧光法测定尾矿中砷含量,通过比较两种方法的实验过程以及数据结果,找出相对更适宜测定铅锌尾矿中砷含量的方法。结果表明,两种方法测定的标土砷含量均在推荐值范围内,微波消解尾矿样测定结果的相对标准偏差较小,重现性更好;实验过程中,微波消解-原子荧光法速度快,耗时短,效率更高。使用微波消解法测定铅锌尾矿中砷含量的结果更接近于样品的真实值。     

种族鱼群优化支持向量机序列理论监测尾矿坝

为监测预警尾矿坝的变形位移,提出基于结构风险最小化理论的支持向量机进行学习预测。通过采集有效数据,对时间序列数据进行归一化序列处理,然后采取种族鱼群选择向量机参数,对处理后的数据进行支持向量机回归预测。将该理论应用到某尾矿坝监测系统,得到了较为准确的预测结果,表明该理论充分利用了数据的统计特性,精度和泛化能力都得到了明显提高,可作为尾矿坝监测系统的有效指导。     

基于重构相空间充填体变形规律的灰色预测研究

尾砂胶结充填体是非线性力学介质,其变形是能量耗散的复杂过程,必须研究其内在变形规律,才能正确预测采矿过程中充填体的稳定性.对不同配比的尾砂胶结充填体进行力学试验,得出了其应力-应变规律,对安庆铜矿高阶段充填体变形进行了监测.采用自适应滤波原理,研究基于重构相空间的测量数据去噪处理方法.用灰色理论研究充填体变形在相空间中相点距离的演变规律,建立了重构相空间的灰色预测模型.为减小预测误差,对预测结果采用残差模型修正.应用建立的模型,对安庆铜矿高阶段充填体变形进行分析,确定了采场合理回采周期.结果表明,充填体变形具有非线性混沌特性,不同配比的充填体表现出不同的非线性动力学行为,重构相空间能充分展示充填体变形的内在规律.     

全尾砂絮凝沉降参数GA-SVM优化预测模型研究

为了得到经济、高效的絮凝沉降参数,建立GA_SVM预测模型进行优化选择。在优选过程中,以供砂浓度、絮凝剂单耗和絮凝剂添加浓度作为输入因子,以沉降速度作为综合输出因子,通过室内试验,建立训练、验证样本集;建立支持向量机（SVM）回归预测模型,用训练集对模型进行训练,进而以验证集预测值的均方误差作为适应度函数,通过遗传算法（GA）对SVM模型参数进行优化选择,应用优化得到的SVM模型对絮凝沉降参数进行预测、优化。以湖南某铅锌银矿为例,通过建立的GA_SVM模型对全尾砂絮凝沉降参数进行预测,优选出该矿最佳絮凝沉降参数为:供砂浓度20%-25%,絮凝剂单耗8g/t,添加浓度009%。经实验对比,该模型对絮凝沉降参数预测结果的相对误差能控制在5%左右,精确度较高,可以作为絮凝沉降参数优选的一种新思路     

光纤光栅(FBG)传感器在尾矿库在线监测中的应用

光纤光栅(FGB)传感器已经广泛应用于水利工程监测中,在尾矿库在线监测系统中的应用也在逐步增多。为提高某尾矿库在线监测系统的抗干扰和运行稳定性,某尾矿库在线监测系统工程采用以光纤光栅传感器作为主要采集设备。应用结果表明:光纤光栅传感设备的突出优点是运行稳定性好、抗干扰能力强,测量精度满足使用要求;明显不足是安装条件要求高,前期投入较高。