粗顆粒對立式砂倉底流濃度及流變性的影響

王邦策 李翠平 陳格仲 顏丙恒 黃振華

(1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司,安徽 馬鞍山 243000;2.北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院,北京 100083)

隨著我國綠色開采理念的深入實(shí)踐,尾砂充填成為國內(nèi)金屬礦山重要的充填技術(shù)[1]。尾砂濃密作為礦山充填工藝的首要環(huán)節(jié),制備的底流料漿濃度對后續(xù)工藝環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生重要影響[2]。尾砂濃密過程往往在立式砂倉或濃密機(jī)內(nèi)進(jìn)行,涉及顆粒絮凝、絮團(tuán)沉降、尾砂床層壓縮、耙架剪切等多個(gè)復(fù)雜的過程[3],并根據(jù)此過程將濃密設(shè)備劃分為沉降區(qū)和壓密區(qū)兩部分。但隨著選礦技術(shù)的進(jìn)步,導(dǎo)致尾礦顆粒呈現(xiàn)超細(xì)化的發(fā)展趨勢,超細(xì)顆粒的尾礦顆粒具有易懸浮、難滲透和高黏度的物理特性[4],為實(shí)現(xiàn)礦山高效充填帶來了諸多難題。

現(xiàn)階段沉降區(qū)的研究主要涉及尾砂顆粒與絮凝劑等化學(xué)藥劑發(fā)生的顆粒絮凝作用,分析吸附架橋、電中和以及網(wǎng)捕卷掃等[5-6]作用下對顆粒絮凝效果產(chǎn)生的影響以及不同絮凝劑單耗、絮凝劑濃度、尾砂進(jìn)料濃度[7-8]對固液分離效率、絮團(tuán)結(jié)構(gòu)大小以及絮團(tuán)沉降速度產(chǎn)生的影響[9],分析不同絮凝藥劑以及絮凝劑單耗下絮團(tuán)的分形維數(shù)、等效直徑、沉降速度的變化規(guī)律[10]以及絮團(tuán)在沉降過程中的結(jié)構(gòu)變化和分布趨勢等,而關(guān)于粗顆粒尾砂含量變化對床層沉降速度造成的影響鮮有涉及。

壓密區(qū)的研究主要涉及不同床層高度和耙架剪切轉(zhuǎn)速對底流料漿濃度產(chǎn)生的影響,宏觀方面分析了不同床層高度[11]、耙架剪切轉(zhuǎn)速[12]以及耙架安裝角度對底流濃度的提升效果,微細(xì)觀方面多借助環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)[13]、顯微鏡觀測和計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)(CT)等[14-15]手段,研究了不同試驗(yàn)條件下對壓密區(qū)顆粒接觸形式[16]和絮團(tuán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,并對不同床層高度和耙架剪切轉(zhuǎn)速對壓密區(qū)孔隙結(jié)構(gòu)分布進(jìn)行分析[17],為壓密區(qū)料漿濃度變化提供了機(jī)理解釋。但以上研究對于不同粗顆粒含量添加對壓密區(qū)底流料漿濃度產(chǎn)生的影響考慮較少,并且鮮有顧及底流料漿流變性。

為此,本研究基于白象山立式砂倉結(jié)構(gòu)參數(shù),采用自制的小型立式砂倉模型,對不同床層高度、不同料漿停留時(shí)間以及不同粗顆粒含量添加下的底流料漿濃度變化進(jìn)行分析,探究不同床層高度、不同料漿停留時(shí)間以及不同粗顆粒含量添加下的底流料漿濃度的變化特征,并對不同粗顆粒含量添加下的底流料漿流變性進(jìn)行分析,為實(shí)際生產(chǎn)中立式砂倉底流的高濃度穩(wěn)定運(yùn)行和排放提供參考。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)尾砂為白象山鐵礦4種級配的尾砂,測得尾砂密度為2.898 g/cm3,采用激光粒度儀(Mastersizer 3000)對充填尾砂進(jìn)行粒度分析,尾砂粒度分布如圖1所示。其中-150μm尾砂中-20μm超過60%,屬于細(xì)粒尾砂,是礦山充填尾砂的主要部分,-500、-1 000、-2 000μm是本次試驗(yàn)中添加的3種粗尾砂顆粒。通過X射線衍射儀(Ultima Ⅳ)測得尾砂中的礦物成分和含量如圖2和表1所示,尾砂中含量較多的物質(zhì)有 SiO2、Fe2O3、CaMg(CO3)2以 及 KMg3AlSi3O10(OH)2等,其中金屬元素有 Fe、Al、Ca、Mg、K 等。

表1 尾砂主要成分Table 1 Main composition of tailings %

圖1 尾砂粒度分布曲線Fig.1 Grain size distribution curves of tailing sand

圖2 X射線衍射圖Fig.2 X-ray diffraction pattern

1.2 試驗(yàn)儀器

靜態(tài)濃密試驗(yàn)采用1 000 mL量筒進(jìn)行,動態(tài)濃密試驗(yàn)采用立式砂倉模型進(jìn)行,動態(tài)濃密試驗(yàn)裝置如圖3所示,其模型組成為:①主體部分由厚度0.5 cm的透明亞克力管構(gòu)成,高度113 cm、直徑20 cm,上部有給料管、溢流水排放口,底部設(shè)有排料出口;②輔助部分由蠕動泵、攪拌機(jī)以及物料桶等組成。

圖3 試驗(yàn)裝置Fig.3 Experimental equipment

1.3 試驗(yàn)方案

采用單一變量、逐步遞進(jìn)原則,本次靜態(tài)濃密試驗(yàn)方案為:①探究不同絮凝劑單耗(20～80 g/t),確定合適的絮凝劑單耗值;②分析不同絮凝劑濃度(1∶20000～1∶1000),確定適宜的絮凝劑濃度值;③開展不同尾砂進(jìn)料濃度試驗(yàn)(17%～22%),確定合適的尾砂料漿濃度值;④討論不同絮凝劑濃度(1∶10 000～5∶10 000)下的最佳絮凝劑單耗變化;⑤進(jìn)行3種粗尾砂顆粒(-500、-1 000、-2 000μm)與-150μm的不同比例(3∶1～15∶1)靜置試驗(yàn),選出較優(yōu)的粗尾砂顆粒以及合適的添加量范圍。

本次動態(tài)濃密試驗(yàn)方案為:①分析不同停留時(shí)間(6～14 h),確定合適的停留時(shí)間值;②探究不同床層高度(0.9～1.2 m),確定適宜的床層高度;③討論粗尾砂與細(xì)尾砂顆粒不同比例(6∶1～13∶1),確定底流料漿濃度范圍。

本次流變測量試驗(yàn)方案為:根據(jù)前期探究的粗尾砂與細(xì)尾砂顆粒不同比例(6∶1～13∶1)下的濃度范圍,開展不同濃度下料漿流變參數(shù)測量,以確定不同粗尾砂顆粒添加量下的底流料漿流動性。絮凝沉降時(shí)間前300 s內(nèi)的床層高度變化較為明顯。

通過床層界面高度變化差值計(jì)算得到不同絮凝劑單耗下的界面沉降速度隨時(shí)間的變化曲線如圖4(b)所示。分析可知:床層界面沉降速度變化較快,沉降時(shí)間前60 s內(nèi)界面沉降速度變化最快,當(dāng)沉降時(shí)間超過60 s后界面沉降速度逐漸降低并趨于穩(wěn)定,且沉降速度隨著絮凝劑單耗增加而加快。分析表明:隨著絮凝劑單耗增加有助于尾砂顆粒完全絮凝成絮團(tuán)結(jié)構(gòu)從而增加沉降速度。

為更加明確不同絮凝劑單耗添加量對尾砂濃密效果產(chǎn)生的影響,以床層界面沉降60 s時(shí)的平均沉降速度以及7 200 s時(shí)量筒內(nèi)料漿平均濃度為指標(biāo),繪制了不同絮凝劑單耗下的平均沉降速度和底流平均濃度變化曲線,如圖4(c)所示。由圖4(c)可知:前60 s內(nèi)的床層界面沉降速度隨著絮凝劑單耗增加而加快,底流平均濃度隨著絮凝劑單耗增加而降低,分析發(fā)現(xiàn)絮凝劑單耗增加時(shí)導(dǎo)致的絮團(tuán)內(nèi)水含量增加是平均底流濃度增加的原因。通過對不同絮凝劑單耗下的濃密效果進(jìn)行評價(jià)發(fā)現(xiàn),評價(jià)值隨著絮凝劑單耗增加而增高,當(dāng)絮凝劑單耗達(dá)到60 g/t后增長不再明顯,表明該單耗下的濃密效果最佳。評價(jià)值計(jì)算公式為

2 試驗(yàn)分析與結(jié)果討論

2.1 絮凝條件優(yōu)選試驗(yàn)

2.1.1 不同絮凝劑單耗優(yōu)選

依據(jù)試驗(yàn)方案,開展量筒絮凝靜置沉降試驗(yàn)。首先進(jìn)行絮凝劑單耗優(yōu)選試驗(yàn),通過記錄不同絮凝劑單耗添加下的床層界面高度變化發(fā)現(xiàn),不同絮凝劑單耗下的床層界面高度隨著沉降時(shí)間持續(xù)而緩慢降低,當(dāng)沉降時(shí)間達(dá)到7 200 s后床層高度變化不再明顯,達(dá)到穩(wěn)定高度。分析表明:隨著絮凝劑單耗增加,床層高度的下降速度加快,并且絮凝劑單耗越高時(shí)床層界面達(dá)到穩(wěn)定高度時(shí)所需的時(shí)間越短,其中絮凝劑單耗為20 g/t時(shí)所需時(shí)間為6 000 s,絮凝劑單耗降低至80 g/t時(shí)所需時(shí)間為2 000 s,如圖4(a)所示,尤其是

圖4 絮凝劑單耗優(yōu)選過程Fig.4 Optimization process of single consumption of flocculant

式中,y為評價(jià)值;S1為沉降速度,cm/min;C1為底流濃度,%;D1為絮凝劑單耗,g/t。

2.1.2 不同尾砂進(jìn)料濃度優(yōu)選

在絮凝劑單耗60 g/t、絮凝劑溶液濃度 1∶10 000的基礎(chǔ)上,開展不同尾砂進(jìn)料濃度的優(yōu)選試驗(yàn),料漿濃度范圍為17%～22%,跨度為1%。床層界面60 s時(shí)的平均沉降速度和7 200 s時(shí)的料漿平均濃度隨進(jìn)料濃度的變化曲線如圖5(a)所示。由圖5(a)可知:平均沉降速度隨尾砂進(jìn)料濃度增加而降低,平均濃度隨尾砂進(jìn)料濃度增加而增高,分析發(fā)現(xiàn)料漿濃度增加時(shí)降低了顆粒與絮凝劑鏈的碰撞效率,導(dǎo)致絮團(tuán)結(jié)構(gòu)較小,沉降速度降低。結(jié)合式(1)計(jì)算數(shù)據(jù)繪制了濃密效果評價(jià)值隨尾砂進(jìn)料濃度的變化趨勢曲線如圖5(b)所示。由圖5(b)可知:評價(jià)值隨進(jìn)料濃度增加而降低,表明料漿濃度降低有利于提升尾砂濃密效果,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際確定的尾砂進(jìn)料濃度為20%。

圖5 尾砂進(jìn)料濃度優(yōu)選過程Fig.5 Optimization process of tailings slurry concentration

2.1.3 不同絮凝劑溶液濃度優(yōu)選

在絮凝劑單耗60 g/t以及尾砂進(jìn)料濃度20%選定的基礎(chǔ)上開展不同絮凝劑溶液濃度優(yōu)選試驗(yàn),床層界面沉降60 s時(shí)的平均沉降速度和7 200 s時(shí)量筒內(nèi)料漿平均濃度隨絮凝劑溶液濃度的變化趨勢如圖6(a)所示。由圖6(a)可知:不同絮凝劑溶液濃度下的料漿平均濃度差異不明顯,但床層界面沉降速度隨絮凝劑溶液濃度增加呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢,絮凝劑溶液濃度為1∶10 000時(shí)的沉降速度最高,表明該濃度下有利于尾砂顆粒與絮凝劑鏈完成架橋吸附作用。根據(jù)式(1)計(jì)算數(shù)據(jù)繪制了濃密效果評價(jià)值隨絮凝劑溶液濃度的變化特征曲線(圖6(b)),分析表明:評價(jià)值隨絮凝劑濃度增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,當(dāng)絮凝劑濃度為1∶10 000時(shí)評價(jià)值最高,表明該絮凝劑濃度為最優(yōu)濃度。

圖6 絮凝劑濃度優(yōu)選過程Fig.6 Optimization process of flocculant concentration

2.1.4 不同絮凝劑濃度下最佳單耗優(yōu)選

為進(jìn)一步明確絮凝劑單耗與絮凝劑溶液濃度之間的關(guān)系,采用尾砂進(jìn)料質(zhì)量濃度20%,探究不同絮凝劑溶液濃度下的最佳絮凝劑單耗值,不同絮凝劑濃度下床層界面沉降60 s時(shí)的平均沉降速度和7200s時(shí)量筒內(nèi)料漿平均濃度隨絮凝劑單耗的變化規(guī)律如圖7(a)和圖7(b)所示。分析可知:不同絮凝劑濃度下的界面沉降速度均隨絮凝劑單耗增加呈先增高后降低的規(guī)律,且絮凝劑濃度為1∶10 000時(shí)的沉降速度優(yōu)于其他絮凝劑濃度,不同絮凝劑溶液濃度下達(dá)到沉降速度最大值時(shí)的絮凝劑單耗隨絮凝劑濃度增高而增加,平均濃度隨絮凝劑單耗增加而降低,與圖4(c)的變化特征一致,且相同絮凝劑單耗下的料漿平均濃度隨絮凝劑濃度增加而降低,與圖6(b)的變化特征一致。結(jié)合式(1)計(jì)算獲得了不同絮凝劑濃度下濃密效果評價(jià)值隨絮凝劑單耗增加產(chǎn)生的變化量,進(jìn)而繪制了不同絮凝劑濃度下的濃密效果最佳值所對應(yīng)的絮凝劑單耗變化曲線(圖7(c))。由圖7(c)可知:最佳值由 1∶10 000時(shí)的60 g/t增高到 5∶10 000時(shí)的90 g/t,表明濃密效果最佳值對應(yīng)的絮凝劑單耗隨絮凝劑濃度增加而增高。

圖7 不同絮凝劑濃度下的最佳絮凝劑單耗變化Fig.7 Variation of optimal flocculant dosage under different flocculant concentration

2.2 尾砂級配靜態(tài)濃密優(yōu)選

根據(jù)尾砂絮凝條件的優(yōu)選結(jié)果,開展3種粗尾砂顆粒不同添加量下的優(yōu)選試驗(yàn)。3種粗尾砂顆粒分布范圍分別為-500、-1 000、-2 000μm,細(xì)顆粒與粗顆粒的添加比例為3∶1～15∶1,外加一組無粗顆粒添加的對照組。通過床層界面的沉降高度計(jì)算得到床層界面沉降速度,繪制了床層沉降速度隨添加量的變化曲線,如圖8(a)所示。分析可知:3種粗顆粒不同添加量下的床層界面沉降速度變化規(guī)律一致,隨沉降時(shí)間增加床層界面逐漸降低并趨于平穩(wěn),在試驗(yàn)時(shí)間前60 s內(nèi)的沉降速度變化最為明顯。采取前60 s的平均沉降速度作為有效值進(jìn)行分析,不同粗尾砂顆粒添加量下的床層界面平均沉降速度變化曲線如圖8(b)所示。與無粗顆粒添加下相比,添加不同粗顆粒時(shí)的沉降速度提高明顯且添加不同粗顆粒時(shí)的沉降速度有所差異。相同粗尾砂顆粒添加量下粒徑為-2 000μm時(shí)的床層界面沉降速度明顯優(yōu)于另外2種,粗顆粒添加粒徑為-1 000μm與-500μm 時(shí),不同添加量下的床層界面沉降速度相差較小。

繪制了不同粗尾砂顆粒添加量下沉降時(shí)間為7 200 s時(shí)的量筒內(nèi)料漿平均濃度變化曲線,如圖8(c)所示。分析可知:無粗顆粒添加下的料漿平均濃度為 45.66%,-500、-1 000、-2 000μm粒徑分布下,不同添加量對應(yīng)的料漿平均濃度范圍分別為46.36%～47.84%、46.48%～49.1%、47.05%～48.49%,相應(yīng)地3種粒徑分布的料漿平均濃度最高提升幅度分別為4.8%、7.5%和6.2%,與無粗尾砂顆粒添加下相比,添加粗尾砂顆粒時(shí)的料漿平均濃度提高較明顯。料漿平均濃度與粗尾砂顆粒添加量呈線性關(guān)系,且3種不同粒徑分布的粗尾砂顆粒隨添加量變化對料漿平均濃度的提升效果也產(chǎn)生差異。當(dāng)細(xì)尾砂顆粒∶粗尾砂顆粒為3∶1～6∶1時(shí),3種粒徑粗顆粒對料漿平均濃度的提升幅度排序?yàn)?1 000μm>-2 000μm>-500μm;當(dāng)細(xì)尾砂顆?！么治采邦w粒超過6∶1時(shí),3種粒徑粗尾砂顆粒對料漿平均濃度的提升幅度排序?yàn)?2 000μm>-1 000μm>-500μm。 結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況以及粗尾砂顆粒添加試驗(yàn)結(jié)果,選擇粒徑為-2 000μm的粗尾砂顆粒進(jìn)行動態(tài)濃密試驗(yàn),細(xì)尾砂顆粒∶粗尾砂顆粒為 6∶1～13∶1。

圖8 床層沉降速度和平均濃度隨粗尾砂顆粒添加量的變化Fig.8 Variation of bed settling velocity and average concentration with coarse tailing sand particle addition

2.3 立式砂倉動態(tài)濃密試驗(yàn)

2.3.1 床層高度對立式砂倉底流料漿濃度的影響

相關(guān)研究表明,立式砂倉內(nèi)料漿濃度與床層高度[10]、料漿停留時(shí)間[18]、尾砂顆粒級配等因素密切相關(guān)。因此,本研究在絮凝條件優(yōu)選以及粗尾砂顆粒添加量優(yōu)選的基礎(chǔ)上,開展立式砂倉動態(tài)濃密試驗(yàn),探究不同試驗(yàn)條件下底流料漿濃度隨排料時(shí)間的變化特征。首先分析了不同床層高度下立式砂倉底流料漿濃度隨排料時(shí)間的變化趨勢,如圖9(a)所示。分析可知:不同床層高度下的底流料漿濃度隨排料時(shí)間呈現(xiàn)波動狀態(tài),床層高度90 cm時(shí)的料漿濃度為46.9%～54.5%,波動幅度為16.2%,料漿狀態(tài)如圖10(a)所示;床層高度 105 cm時(shí)的料漿濃度為46.4%～54.4%,波動幅度為17.2%,料漿狀態(tài)如圖10(b)所示;床層高度 120 cm時(shí)的料漿濃度為48.4%～54.3%,波動幅度為12.2%,料漿狀態(tài)如圖10(c)所示。上述分析表明:3種不同床層高度下的料漿最高濃度均在54.4%附近,但料漿濃度最低值隨著床層高度增加而增高且料漿濃度波動范圍也隨床層高度增加而降低。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),床層高度增加能夠有效提高立式砂倉底部的壓力,促進(jìn)床層內(nèi)間隙水排出進(jìn)而提高料漿濃度。繪制了不同床層高度下前180

min內(nèi)料漿濃度平均值隨床層高度的變化特征曲線,如圖9(b)所示,分析可知,料漿平均濃度隨床層高度增加而增高。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡可能提高床層高度,進(jìn)而提升料漿濃度以及料漿濃度的穩(wěn)定性。

圖9 底流料漿濃度隨床層高度的變化Fig.9 Variation of underflow slurry concentration with bed height

2.3.2 料漿停留時(shí)間對立式砂倉底流料漿濃度的影響

選定床層高度為120 cm,開展床層料漿不同停留時(shí)間的動態(tài)濃密試驗(yàn),繪制了料漿不同停留時(shí)間下立式砂倉底流料漿濃度隨排放時(shí)間的變化曲線,如圖11(a)所示。分析可知:不同停留時(shí)間下的底流料漿濃度隨排放時(shí)間呈波動狀態(tài),床層停留6、8、10、12、14h的料漿濃度分別為47.7%～54.5%、47.1%～55.3%、49.6%～54.4%、50.9%～58.7%、51.1%～64.8%。進(jìn)一步分析圖11(a)可知:隨著料漿停留時(shí)間不斷增加,不同料漿停留時(shí)間對應(yīng)的底流濃度最值(最高值和最低值)均有所提升,分析發(fā)現(xiàn)床層內(nèi)間隙水在床層壓力作用下通過內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)向上排出,由于孔隙通道的曲折性和床層料漿阻力作用,增加了間隙水的排出難度,因此延長床層料漿的停留時(shí)間有助于間隙水排出。

圖10 不同床層高度下的料漿狀態(tài)Fig.10 Slurry states with different bed height

不同床層高度下前180 min內(nèi)的料漿濃度平均值隨床層高度的變化特征如圖11(b)所示。分析可知:料漿平均濃度隨料漿停留時(shí)間增加而增高,當(dāng)料漿停留時(shí)間超過10 h后平均濃度提升效果不再明顯,為此在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡可能確保立式砂倉內(nèi)料漿停留時(shí)間達(dá)到10 h,進(jìn)而有效提升料漿濃度以及料漿濃度的穩(wěn)定性。

2.3.3 粗顆粒含量對立式砂倉底流料漿濃度的影響

在選定床層高度120 cm以及停留時(shí)間10h的基礎(chǔ)上,探究不同粗顆粒添加量對底流料漿濃度產(chǎn)生的影響,其變化規(guī)律如圖12(a)所示。分析可知:不同粗尾砂顆粒添加量下的底流濃度波動較為明顯,無粗尾砂顆粒添加時(shí)的底流濃度為47.4%～51.5%,細(xì)顆?！么诸w粒添加比例由13∶1改變?yōu)?∶1,底流濃度由46.8%～52%提高到51.8%～59.7%,底流料漿濃度最值隨粗尾砂顆粒含量增加而增高,表明添加粗尾砂顆粒能夠有效提高底流料漿濃度。

180 min內(nèi)的底流料漿平均濃度隨不同粗尾砂顆粒添加量的變化趨勢如圖12(b)所示。分析可知:底流平均濃度與粗顆粒添加量呈線性關(guān)系,其中粗尾砂顆粒添加量為9∶1～12∶1時(shí)的平均濃度提升最為明顯,分析發(fā)現(xiàn)粗尾砂顆粒尾砂重力作用較明顯,底部尾砂顆粒在上部床層壓力作用下使顆粒間密實(shí)度更高進(jìn)而使得料漿濃度得到提高。

2.4 立式砂倉底流料漿流變性能測試

充填料漿的流變性會對充填工藝的輸送環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響,結(jié)合立式砂倉動態(tài)濃密的底流料漿濃度范圍,對不同粗顆粒添加下的底流料漿流變參數(shù)進(jìn)行測量,繪制了不同粗顆粒添加下料漿靜態(tài)屈服應(yīng)力以及動態(tài)屈服應(yīng)力的變化趨勢曲線,如圖13所示。分析表明:不同粗尾砂顆粒添加量下的料漿靜態(tài)屈服應(yīng)力隨料漿濃度增加而提升(圖13(a)),并且在相同料漿濃度下靜態(tài)屈服應(yīng)力隨粗尾砂顆粒添加量增加而降低,表明在相同料漿濃度下粗尾砂顆粒的添加能夠提高料漿的流動性,便于輸送。本研究采用Herschel and Bulkley(H-B)模型[19]對不同粗尾砂顆粒添加量下的不同濃度料漿的動態(tài)屈服應(yīng)力進(jìn)行了擬合分析,發(fā)現(xiàn)料漿動態(tài)屈服應(yīng)力隨料漿濃度增加而增高(圖13(b)),并且相同料漿濃度下的動態(tài)屈服應(yīng)力隨粗尾砂顆粒添加量增加而降低。

3 結(jié) 論

(1)通過添加粗尾砂顆粒開展了靜態(tài)絮凝優(yōu)選和小型動態(tài)濃密試驗(yàn),分析了不同粗尾砂粒徑范圍以及不同添加量對絮凝結(jié)果和立式砂倉底流料漿性質(zhì)的影響,該研究有助于提高礦山立式砂倉底流高濃度排放的穩(wěn)定性。

(2)靜態(tài)濃密試驗(yàn)結(jié)果表明,床層界面沉降速度和料漿平均濃度隨粗尾砂顆粒添加量增加而增高;小型動態(tài)濃密試驗(yàn)結(jié)果表明,底流平均濃度與床層高度、料漿停留時(shí)間和粗尾砂顆粒添加量成正比關(guān)系,且底流料漿的屈服應(yīng)力隨濃度增高而增加,相同濃度下的料漿屈服應(yīng)力隨粗尾砂顆粒添加量增加而降低。

(3)本研究靜態(tài)絮凝優(yōu)選試驗(yàn)均采用單因素變量分析,對絮凝劑單耗、濃度以及尾砂進(jìn)料濃度三者間的相互作用體現(xiàn)不明顯。粗尾砂顆粒對立式砂倉底流濃度和流變性會產(chǎn)生較大影響,需進(jìn)一步明確各粒級粗尾砂顆粒對底流性質(zhì)產(chǎn)生的作用。