摘? 要：粉粒的具體含量與尾礦的力學(xué)特性之間有著很大的關(guān)系。然而我們國家在粉粒含量相關(guān)方面的研究相對較少。目前，為了有效的深入研究粉粒的含量對于尾礦強(qiáng)度以及尾礦的性質(zhì)的影響，將具體的機(jī)制進(jìn)行細(xì)化，通過具體的顯微觀察以及所對應(yīng)得實驗以及模擬設(shè)計，詳細(xì)研究粉粒的主要力學(xué)特性，分析了尾礦中的粉粒的具體含量，研究了粉粒含量的細(xì)微力學(xué)觀測機(jī)制。通過詳細(xì)的科學(xué)研究表明：在尾礦中，砂粒以及粉粒不僅僅在粒徑分布、棱角性以及自身的表面積方面存在一定程度的差異，與此同時，粒徑小于30um的顆粒自身也具有非常顯著的特征。隨著尾礦中粉粒含量的不斷增加，在尾礦當(dāng)中，所含有的砂性質(zhì)尾礦也逐漸的發(fā)展到粉性尾礦，并且在臨界粉粒的具體含量在30%到50%的范圍以內(nèi)。通過研究結(jié)果可以表明，尾礦力學(xué)行為的有效研究機(jī)制，可以為細(xì)觀關(guān)聯(lián)性的詳細(xì)研究做一定的參考。

關(guān)鍵詞：粉粒含量;尾礦力學(xué);實驗研究;細(xì)觀機(jī)制;具體影響

中圖分類號：TD926.4? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1671-2064（2019）24-0000-00

0 引言

砂性尾礦以及粉性尾礦主要是將砂粒以及粉粒進(jìn)行有效的混合而制作的尾礦壩的構(gòu)筑材料，其自身的力學(xué)性能與粉粒的具體含量有著直接的關(guān)系。一般會根據(jù)尾礦土的粒組進(jìn)行有效的劃分。粉粒主要指的是5um到7um之間的細(xì)小顆粒。如果尾礦中粉粒的含量達(dá)到一定的程度時，在尾礦中所含有的砂性土才會逐漸的轉(zhuǎn)化為粉性土，粉性土的粉粒含量也會逐漸的增多，并且自身的強(qiáng)度以及其他的性質(zhì)也會隨著改變，這種現(xiàn)象為稱作粉粒的含量效應(yīng)，這時，自身所存在的粉粒含量為最高臨界值。在這篇文章當(dāng)中，就主要對于粉粒的含量對于尾礦力學(xué)的特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析，并且找出其中影響的具體原因，通過分析尾礦壩體筑壩材料以及尾礦壩的穩(wěn)定性而提供一定的幫助，這在一定程度上具有很高的研究價值。

1 實驗材料以及采用的實驗方法

1.1進(jìn)行實驗額具體材料以及制備的方式

在這次的實驗，主要以銅尾礦的研究為主，此次所研究的銅尾礦是江西地區(qū)額德興銅礦所形成的尾礦壩體，為了使得實驗更具有代表性在尾礦壩的干灘上分別設(shè)置了許多不同的采樣點，然后在不同的采樣點進(jìn)行樣品的采集。

為了有效的避免粉粒對于實驗結(jié)果的影響，在此次實驗當(dāng)中采取了氣流分級技術(shù)去除尾礦中的粉粒。在此次實驗中所使用的粒徑范圍在2um到7um的范圍以內(nèi)。在進(jìn)行分級操作時，首先需要將經(jīng)過風(fēng)干處理以后的尾礦進(jìn)行分級處理，然后再去除尾礦中所含有的粉粒，最后需要采用75um的振動篩進(jìn)行篩選，從而可以有效的去除尾礦中所含有的顆粒物質(zhì)。

1.2具體的實驗方法

在當(dāng)前階段，為了研究砂粒以及粉粒的具體成分以及具體的形狀，一般會使用XRD的方式進(jìn)行檢測，結(jié)合光學(xué)顯微鏡以及電子顯微鏡進(jìn)行實驗分析，從而確保測試的實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在鑒別尾礦中粉粒含量的時候，需要使用先進(jìn)的光學(xué)儀器對于尾礦中的粉粒含量進(jìn)行檢測，將做好的實驗標(biāo)本放在顯微鏡下進(jìn)行詳細(xì)的觀察研究，采用顯微鏡中的單偏光以及正偏光的方式對于所取樣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究拍照，然后在進(jìn)行圖片的處理，統(tǒng)計細(xì)觀參數(shù)。

在進(jìn)行實驗的過程當(dāng)中，使用電子顯微鏡可以觀察顆粒表面的形態(tài)樣貌，通過這種方式，進(jìn)一步完善光學(xué)顯微鏡的不足。在使用電子顯微鏡時，可以依次放大200、800、2000的放大倍數(shù)對于尾礦中的粉粒以及砂粒的具體形態(tài)進(jìn)行觀察。

2 實驗的結(jié)果以及分析

對樣本進(jìn)行詳細(xì)的觀察可以看到，尾礦中的砂粒以及粉粒在本質(zhì)上存在很大的差別。在尾礦當(dāng)中，砂粒主要呈現(xiàn)出深灰顏色，并且手感也非常粗糙，自身沒有任何的粘性，在經(jīng)過碾壓以后不容易分散，當(dāng)砂粒遇水以后不會呈現(xiàn)出聚合的情況。而尾礦中的粉粒，顏色為白灰色，相比較而言，自身的顏色比細(xì)砂要稍微淺一些，并且具有很強(qiáng)的顆粒感，在經(jīng)過碾壓以后顆粒分散，在粉粒遇水以后會產(chǎn)生一定的聚合現(xiàn)象。依據(jù)相關(guān)的實驗結(jié)果可以看出，在尾礦當(dāng)中，主要的成分包括石英、伊利石、綠泥石以及白云石等等。在下圖當(dāng)中。是根據(jù)具體的實驗結(jié)果所整理的雷達(dá)圖，從圖1中可以看出，無論是砂粒還是粉粒，兩者的主要成分都是石英以及伊利石。而粉粒中所含有的石英石成分相對較少，但是，在粉粒中所含有的伊利石含量比較高。但是，在這種礦物質(zhì)上的細(xì)小差距很難解釋砂粒以及粉粒在力學(xué)性能方面的不同。所以需要在多個方面對于尾礦中的粉性顆粒以及砂型顆粒進(jìn)行的研究分析。

在圖2當(dāng)中，所指的是在形同的顯微鏡放大倍數(shù)之下，無論是砂粒還是粉粒的照片。通過所提供的圖片可以看出，在尾礦當(dāng)中，砂粒的粒徑分布相對來說比較均勻，然而對于粉粒來說，在尾礦中顆粒分布的大小存在明顯的差別，相比較砂粒來說，粉粒的顆粒分布兩極化非常明顯，這也是由于尾礦粉碎所造成的。在通常情況下，對于尾礦進(jìn)行粉碎的過程當(dāng)中，主要是利用球磨機(jī)的研磨以及磨削將尾礦進(jìn)行粉碎，從而可以在粉碎過程中產(chǎn)生大量的碎屑，也就是我們所說的顆粒。通過這里可以看出，無論是砂粒還是粉粒在顆粒分布上都具有一定的特點。

在圖3當(dāng)中，也重點展示了一部分砂粒以及粉粒的照片。我們可以通過照片上的分析結(jié)果看出。無論是砂粒還是粉粒，幾乎全都以顆粒的形式存在，對于粉粒顆粒而言，主要是以粒狀的形式存在。無論是哪種類型的顆粒，如果尾礦中所含有的顆粒不同，則所呈現(xiàn)出來的表面形態(tài)、顆粒的輪廓等等性能方面是完全不一樣的，總而言之。在尾礦中砂粒以及粉粒的形態(tài)會在一定程度上產(chǎn)

目前，為了對于尾礦中的砂粒以及粉粒的形狀結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行有效的分析，就需要對于粉粒以及砂粒的進(jìn)行統(tǒng)計分析。在尾礦中，所包含的顆粒主要由黏土礦物質(zhì)、非黏土礦物質(zhì)、混合礦物質(zhì)顆粒等等。其中在尾礦中所含有的非粘性礦物主要包含了石英。白云石等等。因為混合礦物質(zhì)以及求他類型的礦物顆粒研究的價值不大，因此這篇文章主要圍繞黏土礦物以及非黏土礦物的顆粒進(jìn)行研究。

粘性土礦物質(zhì)自身的顆粒棱角比較弱并且顆粒表面也凹凸不平，因此所形成的顆粒碎屑也具有非常明顯的層狀特征，并且主要以板狀為主。然而作為非粘性土礦物質(zhì)而言，非粘性顆粒的表面具有一定的棱角，因此往往自身的顆粒強(qiáng)度也相對較高，所形成的顆粒呈現(xiàn)出粒狀，碎屑以及顆粒具有很尖銳的棱角。

3 結(jié)語

在這篇文章當(dāng)中，主要詳細(xì)研究了粉粒的含量對于尾礦力學(xué)性能的主要影響，通過詳細(xì)的研究分析，可以為尾礦壩體的構(gòu)筑材料的選用提供一定的參考，對于工程發(fā)展來說，具有很重大的意義。在這篇文章當(dāng)中，通過詳細(xì)的實驗以及建模，在宏觀以及微觀的角度上對于粉塵的具體含量進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析，得出以下的結(jié)論：（1）從顯微特征上來看，砂粒以及粉粒在一定程度上存在有很大的不同。尤其是尾礦粉粒中的伊利石的含量，其自身的粒徑非常小，并且棱角比較弱，自身顆粒的強(qiáng)度比較低，在通常情況下，與其他同等類型的顆粒相比，例如石英顆粒，可以在一定程度上形成鮮明的對比。從中可以看出，粉粒顆粒的含量對于尾礦力學(xué)性能所產(chǎn)生的具體影響。（2）伴隨著尾礦中粉粒含量的不斷增加，在沙石以及粉?；旌闲痛嬖诘奈驳V中，粉粒含量增加，那么尾礦的強(qiáng)度就會越低，并且尾礦的力學(xué)性質(zhì)會發(fā)生很大的改變。通過實驗可以看出，伴隨著粉粒含量的增加，尾礦的性質(zhì)也會隨之改變，當(dāng)達(dá)到一定程度時會逐漸的趨向于穩(wěn)定狀態(tài)，這種情況下，粉粒的含量主要在35%到50%的范圍以內(nèi)。（3）粉粒如果不在孔隙中進(jìn)行填充，是夾雜在尾礦中的砂粒之間，在進(jìn)行解釋的過程中，不能用孔隙填充的方式進(jìn)行操作。并且需要根據(jù)一定的理論知識進(jìn)行推導(dǎo)，在外部力量的作用下，粉粒顆粒的粒徑會受到粒徑、彈性模量以及粉粒之間夾角的影響。（4）在粉粒的顆粒性質(zhì)方面對于五礦粉粒的含量效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)合理的解釋。目前，隨著尾礦中粉粒含量的不斷增加，微笑的伊利石顆粒往往會摻雜在大顆粒中間，然而這樣的方式極大的破壞了原有的鏈條，逐漸的發(fā)展成鏈條網(wǎng)絡(luò)，并且還需要進(jìn)行土質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

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收稿日期：2019-11-25

作者簡介：鄒建偉（1979—），男，吉林長春人，本科，高級工程師，研究方向：尾礦。