电解锰渣的力学性能试验与锰渣库的稳定性分析

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:precursor1231
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锰渣是电解锰行业生产金属锰时排放的固体废渣。随着电解锰行业的快速发展,如何处理锰渣成为企业安全生产与环境保护所面临的巨大挑战。特别是我国电解锰产业的原料是以碳酸锰为主的菱锰矿,品位较低,当前开采的锰矿石品位平均仅为13%~15%。每生产1t电解锰产品,会产生10 t~12 t的锰渣。锰渣被堆积在地表形成锰渣库。锰渣库类似尾矿库,它不仅占用大量土地,而且还涉及到安全与环境问题。我国锰渣库的安全要求是按照尾矿库的技术标准执行的。在电解锰的生产过程中会加入大量硫酸与硝酸铵(NH4NO3),使得锰渣中含有高浓度的硫酸盐和氨氮。锰渣中大量硫酸盐极易因大气降雨渗入而被溶解流失,导致锰渣的孔隙率增大,降低其力学性能,威胁到锰渣库的安全。确保锰渣库的生产安全已成为制约电解锰行业健康发展的瓶颈。因此,针对锰渣的工程力学特性开展研究并对锰渣库的稳定性进行分析,对于电解锰企业的安全生产有着十分重要的意义。目前,有关锰渣的工程力学性质的研究成果较少,而锰渣的这些性质又关系到锰渣库的安危。由于锰渣中含有易溶盐,完全依照常用的国家标准《土工试验规程》(GB/T50123-2019)开展试验测试,显然不能得到正确的结果。因此,笔者在总结天然盐渍土相关研究成果的基础上,选择“世界锰都”重庆秀山的锰渣为试样,对锰渣中的易溶盐成分及含量,锰渣的工程力学性质开展了一系列研究,同时以秀山县嘉源矿业有限责任公司龙井槽锰渣库为工程案例,针对该锰渣库的动静力的稳定性进行了计算分析。取得的成果如下:(1)获得了锰渣中易溶盐的成分、含量及其清洗脱盐处理的方法。锰渣里的易溶盐的主要成分为硫酸铝、硫酸钙等硫酸盐类矿物,含量为10.64%~13.98%,所以锰渣属于超盐渍土类。由于易溶盐所含结晶水的影响,测试锰渣含水率的烘干温度设置55℃、时长4 d为宜。(2)锰渣中易溶盐的流失会对其工程力学性能产生显著影响。在稠度性能方面,脱盐锰渣的液塑限均大于原锰渣的。在渗透试验中,原锰渣试样的渗透系数会随着易溶盐的流失而逐渐增大,渗滤液的电导率逐渐减小。随着试样干密度的提高,锰渣的初始渗透系数逐渐降低,因易溶盐溶解导致渗透系数提高至最大值所需时间也会更长。压缩性方面,脱盐锰渣的固结系数比原锰渣的大,但压缩模量有所减小。(3)获得了锰渣的应力-应变曲线及变化规律。锰渣的三轴压缩应力-应变曲线可分为初始变形阶段(线性应变硬化阶段)、应变稳定阶段和非线性应变软化阶段。高围压下锰渣应变软化特征则更明显。Duncan-Chang(邓肯-张)模型能较好地描述锰渣应力-应变曲线的变化规律。在抗剪强度方面,锰渣的c、φ(c’、φ’)值随干密度的增大呈现出逐渐增大的趋势,但随着易溶盐的流失呈现出逐渐减小的趋势;干密度的改变,对粘聚力c的影响更为明显,对内摩擦角φ的影响较小。(4)获得了锰渣的动力学特性。相同条件下,脱盐后锰渣的动强度有所下降,抗震性能有所减弱。无论原尾矿还是脱盐尾矿,密度相同时,随着围压增大,试件达到破坏所需振次逐渐增大;随着干密度增大,试件达到破坏所需振次也逐渐增大。锰渣的典型滞回曲线可分为三个阶段。初始阶段,应力较大但应变较小,滞回圈面积逐渐增大,形状基本相同,呈同心椭圆状。随着振动次数的增加,动应力增长放缓,动应变逐渐增大,滞回圈继续变高并出现动应力峰值。滞回圈椭圆变宽变大。随着振动次数进一步增加,动应力峰值已过且逐渐下降,而动应变继续增大。表现为滞回圈逐渐变矮变宽,倒向应变轴,面积逐渐减小。锰渣的初始动剪切模量值随有效固结围压和干密度的增大均呈现出增长趋势。锰渣的动剪切模量随动剪应变的增大而降低,随着围压的增大而增大,且随有效围压逐渐增大,锰渣动剪切模量的衰减速率逐渐降低。(5)获得了龙井槽锰渣库锰渣坝动静稳定性结果。应用Geo-Studio软件,选择简化毕肖普法,对锰渣库坝体的稳定性进行了计算分析。结果显示:两种工况下锰渣坝的安全系数均满足国家规范要求,且有所富裕,有利于锰渣库后期加高扩容。采用时程分析法,选择了两条地震波,对锰渣坝地震响应和动力稳定性进行了计算分析。结果显示,地震波作用时,坝体内的最大水平加速度出现在初期坝坝顶与堆积坝前端附近。坝体水平向变形主要向着坝体下游,随高度的增加、位移逐渐增加,堆积坝顶部附近水平位移最大。地震作用下坝体的最小安全系数均大于1.0,说明该锰渣库在地震作用下是安全的。
其他文献
离心鼓风机作为典型的旋转气体输送设备,在能源、环境、制造等领域发挥着不可或缺的重要作用。随着设备不断向高速化、自动化和大型化方向发展,设备各个部件以及不同设备间的关联越来越密切。大量案例表明,离心鼓风机一旦发生故障,故障极易迅速扩大,导致设备停机,甚至造成生产线紊乱和威胁生命安全。为保障设备平稳安全运行,网络化的监测系统得到了广泛应用。对监测系统采集的设备运行数据进行分析,挖掘其中隐含的设备健康信
负载量是影响葡萄果实品质的重要因素之一,合理的控制负载量是葡萄获得优质的重要措施。本试验以烟台市农科院示范园酿酒葡萄‘马瑟兰’为试材,分别于2020年设置6个(T1~T6)、2021年设置9个(T1~T9)不同负载量处理,研究不同负载量对树体生长、果实品质和葡萄酒品质的影响,以期为烟台产区‘马瑟兰’葡萄优质生产提供理论依据。主要研究结果如下:1.不同负载量对树体生长的影响:副梢生长量随着新梢密度负
白血病是一种血液系统恶性肿瘤,由染色体易位和缺失形成的融合基因是导致白血病产生的主要原因。在白血病中,约15%的患者是由急性淋巴细胞白血病(Acute Lymphoblastic Leukemia,ALL)引起的,约占急性白血病(Acute Leukemia,AL)的30%~40%,涉及的分子异常种类繁多。随着白血病诊疗技术的不断发展,对早期临床确诊为ALL的白血病患者进行融合基因筛查,确定具体的
目的:基于不同病因组静脉溶栓患者的资料,评估不同病因组的溶栓有效率及溶栓后脑出血转化,分析影响溶栓后出血的危险因素。方法:回顾性收集2017年09月至2019年12月于厦门大学附属第一医院接受重组组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator,rt-PA)静脉溶栓的急性缺血性脑卒中患者临床资料。对所收集的急性脑梗死患者结合临床资料及疾病特征,
表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor,EGFR)是细胞表面受体酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinase,RTK)超家族ErbB家族的成员,在细胞增殖、生长、迁移、分化以及黏附等生理进程中起重要作用。EGFR的过表达和基因突变会引起细胞恶性增生,最终导致癌症的发生。在非小细胞肺癌中,有10-30%的患者携带有EGFR激活突变。传统的癌
所谓过程能力就是对过程加工内在一致性的反映,即指过程的加工水平满足要求的能力。这里的要求包含国际标准、国家标准、行业标准以及客户要求等。过程能力指数是衡量生产过程的加工能力的重要指标,通过对它的研究,可以帮助企业利用统计控制理论来提高产品质量。在利用过程能力指数进行过程能力分析时通常假定数据服从正态分布,但是由于非正态分布大量存在于生产实践中,因此必须针对非正态数据定义新的过程能力指数。过程能力指
结直肠癌肝转移是晚期结直肠癌患者最主要的死因之一,然而肝转移发生机制至今仍不甚明确,对结直肠癌肝转移机制的研究,将为结直肠癌的临床诊治,延长患者的生存期提供新的线索。本文探讨了细胞缝隙连接蛋白Connexin 26(Cx26)在结直肠癌肝转移中发挥的作用及可能机制。TCGA数据库分析显示,Cx26在晚期结直肠癌组织中表达上调;收集的20例结直肠癌肝转移病人标本中,免疫组化染色发现转移灶中的Cx26
美术教学的目的是帮助学生接受艺术熏陶,并具有发现美和创造美的能力素养。为实现这一目标,小学美术教师需要不断对美术课堂进行优化,提升学生的学习效果。教师可以利用信息技术优化小学美术教学,吸引学生的课堂注意力,在潜移默化中提升美术素养。本文从教学设计、教学过程、评价反馈三方面,阐述如何利用信息技术优化小学美术教学,以期为广大小学美术教师提供参考。
报道1例应用青黄散为主治疗骨髓增生异常综合征(MDS)患者存活10年的案例,总结中医辨证立法,以及中西医结合治疗MDS的经验。
在当今全球气候变暖以及化石燃料消耗大量增加的背景下,氢气作为一种可再生、零污染和高效的清洁能源而受到大量的关注。在不同的制氢方式中,生物产氢由于生产成本最低、原料来源丰富和环境污染小的特点,从而成为能源行业制氢研究的热点。在生物制氢的发展中,氢酶是特别重要的一环,氢酶是一种含金属中心的氧化还原酶,在自然界广泛存在,氢酶的特点是能够可逆地催化H2的氧化还原(2H++2e-→H2),因此在工业产氢以及