工程科学学报.第43卷.第4期：486-494.2021年4月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.4:486-494,April 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.04.23.002;http://cje.ustb.edu.cn 常规卤化物和高分子材料抑制尾矿库扬尘的试验 赵筠康2)，魏作安1,2)四，杨永浩)，路停1,2)，王文松2)，李世龙2) 1)重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆4000442)重庆大学资源与安全学院.重庆4000443)重庆交通大学省部共建 山区桥梁及隧道工程国家重点实验室.重庆400074 ☒通信作者，E-mail:weiza@cqu.edu.cn 摘要选取溶液质量浓度、溶液喷洒量以及外部风速作为变量，通过室内试验考察了常规卤化物和高分子材料对扬尘控制 的效果。以抗风蚀能力和结壳抗破坏能力为响应变量.结果表明，随着抑尘剂浓度的增加和喷洒量的增加，结壳的抗风蚀性 和抗破坏性可以得到提高.在肉化物溶液中，CaCl2的抑尘性能最好.在风速为7.5ms的条件下，CCl2喷洒量为4.5Lm2 且其质量浓度为50gL-时，尾矿质量损失量为0.75gm2min,贯入阻力为466kPa在高分子材料中，聚丙烯酰胺的抑尘效 果最好.在风速为7.5ms的条件下，聚丙烯酰胺喷洒量为4.5Lm2,且其质量浓度为0.5gL时，尾矿质量损失量为 0.30gm2min,贯入阻力为248kPa抑尘剂的选取可根据当地年均风速确定，年均风速较大时，可选择聚丙烯酰胺作为尾矿 库抑尘剂，反之则可选择CC2为尾矿库抑尘剂. 关键词铜尾矿；卤化物：高分子材料：抗风蚀能力：贯人阻力 分类号TD862 Control of dust from tailings pond using conventional halides and polymer materials ZHAO Jun-kang2,WEI Zuo-an2 YANG Yong-hao LU Ting2,WANG Wen-song2),LI Shi-Long2 1)State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control,Chongqing University,Chongqing 400044,China 2)School of Resources and Safety Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China 3)State Key Laboratory of Mountain Bridge and Tunnel Engineering,Chongqing Jiao Tong University,Chongqing 400074,China Corresponding author,E-mail:weiza@cqu.edu.cn ABSTRACT Mine tailings,the byproducts of mineral processing,are special solid wastes generally classified as loose sandy silts or silty sands that are vulnerable to wind erosion,especially in arid and semiarid regions.Mine tailings also contain potentially toxic elements such as Cd,Cr,Mn,Ni,Zn,Pb,and As.Thus,fugitive dust from mine tailings is associated with a number of environmental and safety concerns.In recent years,dust control has become a hot topic in the environmental management of tailings storage facilities. Using the response variables of wind erosion resistance and penetration resistance,the experimental variables of the solution concentration,spray amount,and external air speed,laboratory tests were conducted to investigate the effects of conventional halides and polymer materials on dust control.The results indicate that the wind erosion resistance and penetration resistance of the crust can be improved with increase in the concentration of the dust-depressor and the amount of spray used.In the halide solution,CaCl exhibited the best dust control effect.When the wind speed is 7.5 m-s and the spraying amount of CaCl2 is 4.5 L'm2 at a concentration of 50 gL,the loss quantity of tailings is 0.75 gm2min-and the penetration resistance is 466 kPa.Among the polymer materials, polyacrylamide exhibits the best dust control effect.The loss quantity of tailings is 0.30 g.m2min and the penetration resistance is 248 kPa when the wind speed is 7.5 ms and the spraying amount of polyacrylamide is 4.5 Lmat a concentration of 0.5 gL.This 收稿日期：2020-04-23 基金项目：国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804609):重庆市自然科学基金资助项目(cstc2019jcyj-bshX0022):重庆市博士后科研项 目特别资助(XmT2018017)常规卤化物和高分子材料抑制尾矿库扬尘的试验 赵筠康1,2)，魏作安1,2) 苣，杨永浩3)，路    停1,2)，王文松1,2)，李世龙1,2) 1) 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044    2) 重庆大学资源与安全学院，重庆 400044    3) 重庆交通大学省部共建 山区桥梁及隧道工程国家重点实验室，重庆 400074 苣通信作者，E-mail: weiza@cqu.edu.cn 摘    要    选取溶液质量浓度、溶液喷洒量以及外部风速作为变量，通过室内试验考察了常规卤化物和高分子材料对扬尘控制 的效果. 以抗风蚀能力和结壳抗破坏能力为响应变量. 结果表明，随着抑尘剂浓度的增加和喷洒量的增加，结壳的抗风蚀性 和抗破坏性可以得到提高. 在卤化物溶液中，CaCl2 的抑尘性能最好. 在风速为 7.5 m·s−1 的条件下，CaCl2 喷洒量为 4.5 L·m−2 ， 且其质量浓度为 50 g·L−1 时，尾矿质量损失量为 0.75 g·m−2·min−1，贯入阻力为 466 kPa. 在高分子材料中，聚丙烯酰胺的抑尘效 果最好. 在风速为 7.5 m·s−1 的条件下，聚丙烯酰胺喷洒量为 4.5 L·m−2，且其质量浓度为 0.5 g·L−1 时，尾矿质量损失量为 0.30 g·m−2·min−1，贯入阻力为 248 kPa. 抑尘剂的选取可根据当地年均风速确定，年均风速较大时，可选择聚丙烯酰胺作为尾矿 库抑尘剂，反之则可选择 CaCl2 为尾矿库抑尘剂. 关键词    铜尾矿；卤化物；高分子材料；抗风蚀能力；贯入阻力 分类号    TD862 Control of dust from tailings pond using conventional halides and polymer materials ZHAO Jun-kang1,2) ，WEI Zuo-an1,2) 苣 ，YANG Yong-hao3) ，LU Ting1,2) ，WANG Wen-song1,2) ，LI Shi-Long1,2) 1) State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400044, China 2) School of Resources and Safety Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China 3) State Key Laboratory of Mountain Bridge and Tunnel Engineering, Chongqing Jiao Tong University, Chongqing 400074, China 苣 Corresponding author, E-mail: weiza@cqu.edu.cn ABSTRACT    Mine tailings, the byproducts of mineral processing, are special solid wastes generally classified as loose sandy silts or silty  sands  that  are  vulnerable  to  wind  erosion,  especially  in  arid  and  semiarid  regions.  Mine  tailings  also  contain  potentially  toxic elements such as Cd, Cr, Mn, Ni, Zn, Pb, and As. Thus, fugitive dust from mine tailings is associated with a number of environmental and safety concerns. In recent years, dust control has become a hot topic in the environmental management of tailings storage facilities. Using  the  response  variables  of  wind  erosion  resistance  and  penetration  resistance,  the  experimental  variables  of  the  solution concentration, spray amount, and external air speed, laboratory tests were conducted to investigate the effects of conventional halides and polymer materials on dust control. The results indicate that the wind erosion resistance and penetration resistance of the crust can be improved with increase in the concentration of the dust-depressor and the amount of spray used. In the halide solution, CaCl2 exhibited the  best  dust  control  effect.  When  the  wind  speed  is  7.5  m·s−1 and  the  spraying  amount  of  CaCl2 is  4.5  L·m−2 at  a  concentration  of 50  g·L−1,  the  loss  quantity  of  tailings  is  0.75  g·m−2·min−1 and  the  penetration  resistance  is  466  kPa.  Among  the  polymer  materials, polyacrylamide exhibits the best dust control effect. The loss quantity of tailings is 0.30 g·m−2·min−1 and the penetration resistance is 248 kPa when the wind speed is 7.5 m·s−1 and the spraying amount of polyacrylamide is 4.5 L·m−2 at a concentration of 0.5 g·L−1. This 收稿日期: 2020−04−23 基金项目: 国家重点研发计划资助项目（2017YFC0804609）；重庆市自然科学基金资助项目（cstc2019jcyj-bshX0022）；重庆市博士后科研项 目特别资助（XmT2018017） 工程科学学报，第 43 卷，第 4 期：486−494，2021 年 4 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 4: 486−494, April 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.04.23.002; http://cje.ustb.edu.cn