矿产资源的开发过程中会产生大量的尾矿泥浆,这些尾矿泥浆在尾矿库中的自固结过程极为缓慢,历经数十年仍保持泥浆状态。尾矿库不仅占用大量土地资源,对生态环境构成严重威胁,而且对下游人民的生命财产安全构成潜在风险。因此,尾矿泥浆如何安全环保的处理是行业面临的巨大难题。 针对尾矿泥浆固结缓慢的难题,本研究以广西平铝集团有限公司的铝土矿泥为研究对象,采用真空预压的方法探索铝土矿泥固结排水的关键影响因素。试验围绕不同排水通道因素(类型、直径、位置)对矿泥真空预压固结排水效果及力学特性的影响展开研究,通过真空预压过程中铝土矿泥的排水量和体积含水率的变化情况,以及固结后不同位置的含水率,并结合核磁共振试验,深入分析了铝土矿泥的固结效果;通过十字板剪切试验和一维压缩固结试验,进一步分析真空预压完成后铝土矿泥的力学特性变化。试验结果表明: (1)真空预压法能够显著加速铝土矿泥的固结排水过程。与自然沉降状态相比,经过真空预压处理后的铝土矿泥含水率大幅降低,最高降幅可达47.88%,同时体积缩减55%。 (2)排水过程中砂井能够确保真空负压的持续传递,因此其排水效果优于塑料排水板。随着排水通道直径的增加,矿泥的排水固结效果保持稳定,但固结效率有所提升。相比之下,当同时设置水平排水板时相较于单独的竖向排水板可以展现出更佳的加固效果,且加速效率更高。 (3)真空预压结束后,铝土矿泥的骨架强度得到显著提升,十字板剪切强度最高达30.5k Pa。核磁共振试验表明,矿泥内大孔隙水分优先排出,土体孔隙结构更加密实,铝土矿泥的物理稳定性大幅增加。 以上研究成果表明,真空预压法不仅能够显著加速铝土矿泥的固结排水过程,还能有效提高铝土矿泥的稳定性,并增强其后期骨架强度,为尾矿泥浆的安全环保处理提供了一种可行性的思路。