工程科学学报，第40卷，第8期：918-924,2018年8月 Chinese Journal of Engineering,Vol.40,No.8:918-924,August 2018 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2018.08.004;http://journals.ustb.edu.cn 泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 张连富2)，吴爱祥12)，王洪江12) 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:wuaixiang(@126.com 摘要高含泥尾矿由于其屈服应力大的特点，流动性能差，不利于管道输送.为改善流动性能，设计流变特性试验，对泵送 剂影响高含泥膏体流变特性的机理进行分析·研究结果表明，膏体在不同泵送剂添加量情况下，浆体质量分数与屈服应力之 间存在显著的线性关系.对该线性函数作进一步分析，发现泵送剂添加量与该函数的截距和斜率之间存在显著的指数关系. 最终得出不同泵送剂添加量和浆体质量分数情况下的屈服应力预测函数，能够有效表征泵送剂对高含泥膏体流变特性的影 响，有利于泵送剂添加量的预测与膏体流动性能的控制.基于上述预测模型，提出泵送剂对高含泥膏体流变特性的影响机理. 通过环境扫描电镜(SEM)发现泵送剂破坏了絮团结构，添加量在1%左右时破坏最明显.泵送剂使得絮团尺寸变小，进而造 成屈服应力的降低：后期由于絮团间距增加，絮团间的作用力削弱，絮团结构破坏速度放缓，与理论分析一致. 关键词高含泥：膏体输送：泵送剂：流变特性：絮团 分类号TD853 Effects and mechanism of pumping agent on rheological properties of highly muddy paste ZHANG Lian-fu),WU Ai-xiang),WANG Hong-jiang) 1)School of Civil and Resource Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Key Laboratory of Ministry of Education of China for High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:wuaixiang@126.com ABSTRACT Paste backfilling technology,by which tailings paste is transported into underground stopes,does not only relieve the environmental pressure caused by increasing volumes of tailings ponds,but also averts the potential dangers of underground goaf.How- ever,because of the complex characteristics of some mine tailings,it is challenging to adopt the paste backfilling technology for tailings disposal,as the pipeline transportation of highly muddy pastes is difficult because of the poor flowability caused by high yield stress.To improve the flowability of tailings pastes,a rheological experimental setup have been designed to investigate the mechanism of how pum- ping agents affect the rheological properties of a highly muddy paste.The results show that a significant linear relationship exists be- tween the tailings paste concentration and corresponding yield stress,with different pumping agent dosages.Further analysis reveals a significant exponential relationship between pumping agent dosage and slope (or intercept)of the linear function.Finally,the predic- tion function for the yield stress is proposed,considering the pumping agent dosage and tailings paste concentration.This can charac- terize how the pumping agent influences the rheological properties of a highly muddy paste and enable precise forecasting of the pumping agent dosage and management of slurry flowability.Based on the prediction model,the effect mechanism of pumping agent on a highly muddy tailings paste rheology is proposed.Based on the analysis of the images observed from an environmental scanning electron micro- scope (ESEM),it is found that the presence of pumping agent causes the destruction of flocs in tailings pastes.Meanwhile,the opti- mal dosage of pumping agent suggested by experiments is about 1%.Furthermore,the pumping agent accounts for floc size shrinkage and consequently yield stress reduction.Moreover,increasing the distance between broken flocs weakens their interactions and slows down the flocs destruction rate.The observations agree with the theoretical analysis results. KEY WORDS high-mud;paste transport;pumping agent;rheological property;flocs 收稿日期：2017-08-16 基金项目：国家重点研发计划资助项目(2017YFC0602903):国家自然科学基金资助项目(51574013)
工程科学学报,第 40 卷,第 8 期:918鄄鄄924,2018 年 8 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 40, No. 8: 918鄄鄄924, August 2018 DOI: 10. 13374 / j. issn2095鄄鄄9389. 2018. 08. 004; http: / / journals. ustb. edu. cn 泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 张连富1,2) , 吴爱祥1,2) 苣 , 王洪江1,2) 1) 北京科技大学土木与资源工程学院, 北京 100083 2) 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室, 北京 100083 苣 通信作者, E鄄mail: wuaixiang@ 126. com 摘 要 高含泥尾矿由于其屈服应力大的特点,流动性能差,不利于管道输送. 为改善流动性能,设计流变特性试验,对泵送 剂影响高含泥膏体流变特性的机理进行分析. 研究结果表明,膏体在不同泵送剂添加量情况下,浆体质量分数与屈服应力之 间存在显著的线性关系. 对该线性函数作进一步分析,发现泵送剂添加量与该函数的截距和斜率之间存在显著的指数关系. 最终得出不同泵送剂添加量和浆体质量分数情况下的屈服应力预测函数,能够有效表征泵送剂对高含泥膏体流变特性的影 响,有利于泵送剂添加量的预测与膏体流动性能的控制. 基于上述预测模型,提出泵送剂对高含泥膏体流变特性的影响机理. 通过环境扫描电镜(ESEM)发现泵送剂破坏了絮团结构,添加量在 1% 左右时破坏最明显. 泵送剂使得絮团尺寸变小,进而造 成屈服应力的降低;后期由于絮团间距增加,絮团间的作用力削弱,絮团结构破坏速度放缓,与理论分析一致. 关键词 高含泥; 膏体输送; 泵送剂; 流变特性; 絮团 分类号 TD853 收稿日期: 2017鄄鄄08鄄鄄16 基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2017YFC0602903);国家自然科学基金资助项目(51574013) Effects and mechanism of pumping agent on rheological properties of highly muddy paste ZHANG Lian鄄fu 1,2) , WU Ai鄄xiang 1,2) 苣 , WANG Hong鄄jiang 1,2) 1) School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Key Laboratory of Ministry of Education of China for High鄄Efficient Mining and Safety of Metal Mines, Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E鄄mail: wuaixiang@ 126. com ABSTRACT Paste backfilling technology, by which tailings paste is transported into underground stopes, does not only relieve the environmental pressure caused by increasing volumes of tailings ponds, but also averts the potential dangers of underground goaf. How鄄 ever, because of the complex characteristics of some mine tailings, it is challenging to adopt the paste backfilling technology for tailings disposal, as the pipeline transportation of highly muddy pastes is difficult because of the poor flowability caused by high yield stress. To improve the flowability of tailings pastes, a rheological experimental setup have been designed to investigate the mechanism of how pum鄄 ping agents affect the rheological properties of a highly muddy paste. The results show that a significant linear relationship exists be鄄 tween the tailings paste concentration and corresponding yield stress, with different pumping agent dosages. Further analysis reveals a significant exponential relationship between pumping agent dosage and slope (or intercept) of the linear function. Finally, the predic鄄 tion function for the yield stress is proposed, considering the pumping agent dosage and tailings paste concentration. This can charac鄄 terize how the pumping agent influences the rheological properties of a highly muddy paste and enable precise forecasting of the pumping agent dosage and management of slurry flowability. Based on the prediction model, the effect mechanism of pumping agent on a highly muddy tailings paste rheology is proposed. Based on the analysis of the images observed from an environmental scanning electron micro鄄 scope (ESEM), it is found that the presence of pumping agent causes the destruction of flocs in tailings pastes. Meanwhile, the opti鄄 mal dosage of pumping agent suggested by experiments is about 1% . Furthermore, the pumping agent accounts for floc size shrinkage and consequently yield stress reduction. Moreover, increasing the distance between broken flocs weakens their interactions and slows down the flocs destruction rate. The observations agree with the theoretical analysis results. KEY WORDS high鄄mud; paste transport; pumping agent; rheological property; flocs
张连富等：泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 .919· 膏体充填技术由于其不分层、不离析、不沉淀的 径颗粒对料浆的流变性能影响最为显著)，本实验 特点[山，受到矿山企业的青睐.膏体充填不仅能够 中所用尾砂中泵送剂的掺量应比普通尾砂有所提 降低水泥的消耗，还能够有效接顶，减少排水，并使 高，试验设计时泵送剂掺量的变化范围要足够大，所 得矿山产生的尾砂得到充分利用2-)].这不仅显著 以最大泵送剂掺量设定为8%，其中泵送剂掺量按 控制了充填采空区的成本，还能够改善环境污染问 照胶结剂的质量分数计算.胶结材料采用早强型复 题，促进了矿山的可持续发展).新疆某铜矿尾矿 合硅酸盐水泥(P.C32.5R),粗骨料采用废石，最大 含泥量高，制成的膏体管道输送困难，为了改善膏体 粒径为10mm.泵送剂型号为JK-5,聚羧酸系，粉 的流动性，拟借鉴混凝土输送技术，在制备过程中加 末状 入泵送剂.国内外学者对泵送剂改善膏体性能作了 100 -些深人研究.Zhao等[)认为膏体中的水存在塑 性临界点和液态临界点，水含量超过塑性临界点时 80 水泥颗粒开始分散，超过液态临界点时膏体实现自 流，而添加泵送剂通过影响颗粒团状态和水吸收能 60 力达到改善流动性的目的.吴爱祥等]从膏体絮团 40 结构入手，认为絮团结构是导致膏体流动性差的主 要原因，泵送剂可以破坏絮团.Ercikdi等)研究多 20 种泵送剂对膏体流变性能的影响，提出泵送剂的添 加既可保证膏体的良好流动性，又可大幅度提高浆 10 100 1000 体浓度.刘斯忠等)通过流变实验得到泵送剂可有 粒径m 效改善膏体流变特性，并将泵送剂推广到某膏体充 图1全尾砂粒级组成分析 填矿山.杨鹏等)和饶运章等o]通过电镜扫描观 Fig.1 Particle size analysis of unclassified tailings 察，定性探讨了泵送剂掺量对膏体流动性能的影响， 由X射线衍射分析可知，全尾砂主要成分为 认为泵送剂显著改善料浆流变特性本质在于泵送剂 SiO2,其次为少量含铝、镁的含水硅酸盐矿物，见图 优化了浆体微观结构 2.以铝、镁等为主的硅酸盐是构成黏粒的主要成 综上所述，泵送剂改善膏体料浆的现象引起了 分，也是控制黏性土物理特性的主要矿物.由于黏 学者们的关注与研究，但泵送剂作用的机理仍未得 土矿物颗粒细小，具有胶体特性，与水发生活跃的物 到完全阐明，泵送剂用量的确定及对膏体流变特性 理化学作用致使黏土矿物具有较高的屈服应力及黏 的影响尚未得到量化研究，目前可见的研究多为定 度[2-].X射线衍射实验结果表明，高含泥尾矿中 性分析，并未深入探讨其影响机理.这不仅不利于 含有大量的镁铝硅酸盐矿物，它们是影响高含泥尾 膏体流动性的精确控制，更会造成泵送剂的浪费，增 矿特殊物理性质的关键成分. 加矿山的充填成本.开展泵送剂在膏体充填中的应 30000 用研究，阐明改善膏体流动性的机理，有助于改善膏 25000 体的流变性能，能够促进膏体技术的推广应用.本 1-Si02 文将研究泵送剂对不同浓度的膏体料浆流变特性的 20000 2一含铝硅酸盐矿物 3一含镁硅酸盐矿物 影响，探讨其对膏体流动性的影响机理. 15000 7-CaCO; 1试验设计 10000 1.1试验材料及仪器 5000 1.1.1试验材料 A 选取来自某铜矿的全尾砂作为本次试验的样 60 80 20i) 品.筛分试验表明，该全尾砂粒级组成曲线如图1 图2全尾砂X射线衍射分析结果 所示，其中，尾砂不均匀系数C.为18.36，曲率系数 Fig.2 XRD analysis results of unclassified tailings C.为1.62.全尾砂中-20μm的细颗粒质量分数 29.8%,74um以下尾矿占64.32%，在同类矿山中 1.1.2试验仪器 细颗粒含量相对较高.有关研究表明，0~30m粒 由于能够降低壁面滑移效应的影响，桨式流变
张连富等: 泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 膏体充填技术由于其不分层、不离析、不沉淀的 特点[1] ,受到矿山企业的青睐. 膏体充填不仅能够 降低水泥的消耗,还能够有效接顶,减少排水,并使 得矿山产生的尾砂得到充分利用[2鄄鄄3] . 这不仅显著 控制了充填采空区的成本,还能够改善环境污染问 题,促进了矿山的可持续发展[4] . 新疆某铜矿尾矿 含泥量高,制成的膏体管道输送困难,为了改善膏体 的流动性,拟借鉴混凝土输送技术,在制备过程中加 入泵送剂. 国内外学者对泵送剂改善膏体性能作了 一些深入研究. Zhao 等[5] 认为膏体中的水存在塑 性临界点和液态临界点,水含量超过塑性临界点时 水泥颗粒开始分散,超过液态临界点时膏体实现自 流,而添加泵送剂通过影响颗粒团状态和水吸收能 力达到改善流动性的目的. 吴爱祥等[6]从膏体絮团 结构入手,认为絮团结构是导致膏体流动性差的主 要原因,泵送剂可以破坏絮团. Ercikdi 等[7] 研究多 种泵送剂对膏体流变性能的影响,提出泵送剂的添 加既可保证膏体的良好流动性,又可大幅度提高浆 体浓度. 刘斯忠等[8]通过流变实验得到泵送剂可有 效改善膏体流变特性,并将泵送剂推广到某膏体充 填矿山. 杨鹏等[9] 和饶运章等[10] 通过电镜扫描观 察,定性探讨了泵送剂掺量对膏体流动性能的影响, 认为泵送剂显著改善料浆流变特性本质在于泵送剂 优化了浆体微观结构. 综上所述,泵送剂改善膏体料浆的现象引起了 学者们的关注与研究,但泵送剂作用的机理仍未得 到完全阐明,泵送剂用量的确定及对膏体流变特性 的影响尚未得到量化研究,目前可见的研究多为定 性分析,并未深入探讨其影响机理. 这不仅不利于 膏体流动性的精确控制,更会造成泵送剂的浪费,增 加矿山的充填成本. 开展泵送剂在膏体充填中的应 用研究,阐明改善膏体流动性的机理,有助于改善膏 体的流变性能,能够促进膏体技术的推广应用. 本 文将研究泵送剂对不同浓度的膏体料浆流变特性的 影响,探讨其对膏体流动性的影响机理. 1 试验设计 1郾 1 试验材料及仪器 1郾 1郾 1 试验材料 选取来自某铜矿的全尾砂作为本次试验的样 品. 筛分试验表明,该全尾砂粒级组成曲线如图 1 所示,其中,尾砂不均匀系数 Cu为 18郾 36,曲率系数 Cc为 1郾 62. 全尾砂中 - 20 滋m 的细颗粒质量分数 29郾 8% ,74 滋m 以下尾矿占 64郾 32% ,在同类矿山中 细颗粒含量相对较高. 有关研究表明,0 ~ 30 滋m 粒 径颗粒对料浆的流变性能影响最为显著[11] ,本实验 中所用尾砂中泵送剂的掺量应比普通尾砂有所提 高,试验设计时泵送剂掺量的变化范围要足够大,所 以最大泵送剂掺量设定为 8% ,其中泵送剂掺量按 照胶结剂的质量分数计算. 胶结材料采用早强型复 合硅酸盐水泥(P. C32郾 5R),粗骨料采用废石,最大 粒径为 10 mm. 泵送剂型号为 JK鄄鄄 5,聚羧酸系,粉 末状. 图 1 全尾砂粒级组成分析 Fig. 1 Particle size analysis of unclassified tailings 由 X 射线衍射分析可知,全尾砂主要成分为 SiO2 ,其次为少量含铝、镁的含水硅酸盐矿物,见图 2. 以铝、镁等为主的硅酸盐是构成黏粒的主要成 分,也是控制黏性土物理特性的主要矿物. 由于黏 土矿物颗粒细小,具有胶体特性,与水发生活跃的物 理化学作用致使黏土矿物具有较高的屈服应力及黏 度[12鄄鄄13] . X 射线衍射实验结果表明,高含泥尾矿中 含有大量的镁铝硅酸盐矿物,它们是影响高含泥尾 矿特殊物理性质的关键成分. 图 2 全尾砂 X 射线衍射分析结果 Fig. 2 XRD analysis results of unclassified tailings 1郾 1郾 2 试验仪器 由于能够降低壁面滑移效应的影响,桨式流变 ·919·
.920. 工程科学学报，第40卷，第8期 仪的应用越来越广泛，因此本次试验采用的设备为 77%、78%、79%、80%、81%,且每种质量分数下配 R/S型四叶桨式旋转流变仪.将与扭矩测量头相连 制5份相同的样品； 的四叶转子浸入膏体料浆中，设置可变化剪切速率 (2)相等质量分数的5份样品分别添加0%、 旋转，并通过软件进行实时检测和数据处理.转子 1%、2%、4%、8%的泵送剂，如表1所示； 直径20mm,转子高度40mm. (3)将配制好的全尾砂浆体与称量好的泵送剂 1.2试验过程 按照设计混合均匀，搅拌3~4min:取出装入500mL (1)配制全尾砂浆体共45份，灰砂比（质量比） 烧杯，继续搅拌2min,然后用流变仪测定不同情况 均为0.11，质量分数分别为73%、74%、75%、76%、 下的屈服应力 表1流变试验样品设计表 Table 1 Design table of samples in rheological experiments 不同质量分数砂浆下的泵送剂剂量/% 序号 73% 74% 75% 76% 77% 78% 79% 80% 81% 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 4 4 4 体屈服应力与浆体质量分数关系曲线，见图4 2实验结果及讨论 400 泉送剂添加量 2.1泵送剂对高含泥膏体屈服应力的影响 ■0%。1%▲2% 74%◆8% 不同质量分数的膏体料浆的屈服应力随着泵送 350 剂参量的增加发生的变化如图3所示 300 ■ 420 4005 浆体质量分数 250 380 360 ■-73%一◆-74%▲-75% 置 ● 340 一76%4一77%一78% 200 ■ 320 ◆一79%◆一80%◆一81% 300 150 280 2601 240 100 220卓 200 72 74 76. 78 80 82 180 浆体质量分数% 160 140 图4不同泵送剂添加量下浆体质量分数与屈服应力的关系曲线 120 Fig.4 Curves of relationship between concentration of slurry and g00 456 yield stress at different pumping agent dosages 泵送剂添加量/% 图3不同泵送剂添加量下的屈服应力曲线 从图4中可以发现，同一泵送剂添加量情况下， Fig.3 Yield stress curves at different pumping agent dosages 膏体屈服应力和浆体质量分数之间存在显著的线性 无论是否添加泵送剂，随着浆体质量分数的提 关系，应用0 OriginPro2015对该系列线性关系进行拟 高，屈服应力都呈现增长的趋势，由图3可知，即使 合，得到膏体屈服应力和浆体质量分数之间的拟合 改变泵送剂的添加量，屈服应力的增长趋势不会有 函数，见表2.表2中x为浆体质量分数. 显著改变.浆体质量分数超过74%时，屈服应力超 由表2可知，该系列函数拟合度较好.分析该 过200Pa,对管道运输而言并不合适，添加泵送剂能 系列函数的斜率k和截距b可知，泵送剂添加量能 够显著改善这一问题.泵送剂添加量较低时，膏体 够显著影响上述两个变量.通过OriginPro2015软 料浆的屈服应力急剧下降，而过量添加后屈服应力 件将斜率k、截距b和泵送剂添加量关系曲线绘制 的下降速度趋于减缓并接近于零.为研究泵送剂对 出来可以发现，斜率和截距分别与泵送剂添加量之 膏体流动性能的影响，绘制不同泵送剂添加量下膏 间可能存在对数关系，如图5所示
工程科学学报,第 40 卷,第 8 期 仪的应用越来越广泛,因此本次试验采用的设备为 R/ S 型四叶桨式旋转流变仪. 将与扭矩测量头相连 的四叶转子浸入膏体料浆中,设置可变化剪切速率 旋转,并通过软件进行实时检测和数据处理. 转子 直径 20 mm,转子高度 40 mm. 1郾 2 试验过程 (1)配制全尾砂浆体共 45 份,灰砂比(质量比) 均为 0郾 11,质量分数分别为 73% 、74% 、75% 、76% 、 77% 、78% 、79% 、80% 、81% ,且每种质量分数下配 制 5 份相同的样品; (2)相等质量分数的 5 份样品分别添加 0% 、 1% 、2% 、4% 、8% 的泵送剂,如表 1 所示; (3)将配制好的全尾砂浆体与称量好的泵送剂 按照设计混合均匀,搅拌 3 ~ 4 min;取出装入 500 mL 烧杯,继续搅拌 2 min,然后用流变仪测定不同情况 下的屈服应力. 表 1 流变试验样品设计表 Table 1 Design table of samples in rheological experiments 序号 不同质量分数砂浆下的泵送剂剂量/ % 73% 74% 75% 76% 77% 78% 79% 80% 81% 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 8 8 8 8 8 8 8 8 8 2 实验结果及讨论 2郾 1 泵送剂对高含泥膏体屈服应力的影响 不同质量分数的膏体料浆的屈服应力随着泵送 剂掺量的增加发生的变化如图 3 所示. 图 3 不同泵送剂添加量下的屈服应力曲线 Fig. 3 Yield stress curves at different pumping agent dosages 无论是否添加泵送剂,随着浆体质量分数的提 高,屈服应力都呈现增长的趋势,由图 3 可知,即使 改变泵送剂的添加量,屈服应力的增长趋势不会有 显著改变. 浆体质量分数超过 74% 时,屈服应力超 过 200 Pa,对管道运输而言并不合适,添加泵送剂能 够显著改善这一问题. 泵送剂添加量较低时,膏体 料浆的屈服应力急剧下降,而过量添加后屈服应力 的下降速度趋于减缓并接近于零. 为研究泵送剂对 膏体流动性能的影响,绘制不同泵送剂添加量下膏 体屈服应力与浆体质量分数关系曲线,见图 4. 图 4 不同泵送剂添加量下浆体质量分数与屈服应力的关系曲线 Fig. 4 Curves of relationship between concentration of slurry and yield stress at different pumping agent dosages 从图 4 中可以发现,同一泵送剂添加量情况下, 膏体屈服应力和浆体质量分数之间存在显著的线性 关系,应用 OriginPro 2015 对该系列线性关系进行拟 合,得到膏体屈服应力和浆体质量分数之间的拟合 函数,见表 2. 表 2 中 x 为浆体质量分数. 由表 2 可知,该系列函数拟合度较好. 分析该 系列函数的斜率 k 和截距 b 可知,泵送剂添加量能 够显著影响上述两个变量. 通过 OriginPro 2015 软 件将斜率 k、截距 b 和泵送剂添加量关系曲线绘制 出来可以发现,斜率和截距分别与泵送剂添加量之 间可能存在对数关系,如图 5 所示. ·920·
张连富等：泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 .921· 表2不同泵送剂添加量下屈服应力拟合函数 Table 2 Fitting functions of yield stress at different pumping agent dosages 泵送剂添加量/% 拟合函数 拟合度 截距/Pa 斜率 0 y=-1611.406+24.89x 0.98049 -1611.406 24.89 1 y=-1466.231+22.33x 0.93860 -1466.231 22.33 2 y=-1397.255+20.88x 0.94842 -1397.255 20.88 4 y=-1133.869+17.11x 0.95430 -1133.869 17.11 8 y=-1023.978+15.31x 0.96718 -1023.978 15.31 -1ooo[(a) 26b) -1100 24 -1200 -1300 20 -1400 18 -1500 1600 16 -1700l 14 4 4 6 泵送剂添加量% 泵送剂添加量/% 图5函数截距值（或斜率值）与泵送剂添加量的关系曲线.(a)截距值；(b)斜率值 Fig.5 Curves of relationship between the intercept (or slope)and dosage of pumping agent:(a)intercept;(b)slope 由图5可知，试验中泵送剂添加量分别取0%、 换值.所以该式适用范围是地>0，而0=0时直接 1%、2%、4%和8%，以2为底数呈指数增长，而函 使用试验值，即v=w=0. 数的截距值和斜率值变化较稳定，所以不妨假设 分别绘制截距b、斜率k和：之间的关系曲线， 0%、1%、2%、4%、8%分别对应着0、1、2、34.后者 见图6.由图6可知，随着v值不断增加，函数截距 为转换值，经过转换截距和斜率与该系列值呈正比 值和斜率值分别增大和减小，并且满足线性关系 例关系.假设泵送剂添加量为变量0，转换值为， 对应的拟合函数见表3，表中Z,为截距函数的 计算可知，)与0之间存在以下函数关系： 值，Z2为斜率函数的值.由表3可知，函数拟合度较 v=log210+1 (1) 好，斜率和截距受到泵送剂添加量的线性影响. 当泵送剂添加量为0%时，屈服应力能够测量 在此基础上，可以得出不同泵送剂添加量0和 得到，而式(1)在0=0时没有意义，没有相应的转 浆体质量分数x情况下的屈服应力y的预测函数，即： 100oa 26 (b) 24 -1100 -1200 22 -1300H -1400 母 18 -1500 16 -1600 1700 14 图6函数截距值和斜率值与，值的关系曲线.(a)截距值：(b)斜率值 Fig.6 Curves of relationship between the intercept (or slope)and y value:(a)intercept;(b)slope
张连富等: 泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 表 2 不同泵送剂添加量下屈服应力拟合函数 Table 2 Fitting functions of yield stress at different pumping agent dosages 泵送剂添加量/ % 拟合函数 拟合度 截距/ Pa 斜率 0 y = - 1611郾 406 + 24郾 89x 0郾 98049 - 1611郾 406 24郾 89 1 y = - 1466郾 231 + 22郾 33x 0郾 93860 - 1466郾 231 22郾 33 2 y = - 1397郾 255 + 20郾 88x 0郾 94842 - 1397郾 255 20郾 88 4 y = - 1133郾 869 + 17郾 11x 0郾 95430 - 1133郾 869 17郾 11 8 y = - 1023郾 978 + 15郾 31x 0郾 96718 - 1023郾 978 15郾 31 图 5 函数截距值(或斜率值)与泵送剂添加量的关系曲线 郾 (a) 截距值; (b) 斜率值 Fig. 5 Curves of relationship between the intercept (or slope) and dosage of pumping agent: (a) intercept; (b) slope 图 6 函数截距值和斜率值与 v 值的关系曲线 郾 (a) 截距值; (b) 斜率值 Fig. 6 Curves of relationship between the intercept (or slope) and v value: (a) intercept; (b) slope 由图 5 可知,试验中泵送剂添加量分别取 0% 、 1% 、2% 、4% 和 8% ,以 2 为底数呈指数增长,而函 数的截距值和斜率值变化较稳定,所以不妨假设 0% 、1% 、2% 、4% 、8% 分别对应着 0、1、2、3、4. 后者 为转换值,经过转换截距和斜率与该系列值呈正比 例关系. 假设泵送剂添加量为变量 w,转换值为 v, 计算可知,v 与 w 之间存在以下函数关系: v = log2w + 1 (1) 当泵送剂添加量为 0% 时,屈服应力能够测量 得到,而式(1)在 w = 0 时没有意义,没有相应的转 换值. 所以该式适用范围是 w > 0,而 w = 0 时直接 使用试验值,即 v = w = 0. 分别绘制截距 b、斜率 k 和 v 之间的关系曲线, 见图 6. 由图 6 可知,随着 v 值不断增加,函数截距 值和斜率值分别增大和减小,并且满足线性关系. 对应的拟合函数见表 3,表中 Z1为截距函数的 值,Z2为斜率函数的值. 由表 3 可知,函数拟合度较 好,斜率和截距受到泵送剂添加量的线性影响. 在此基础上,可以得出不同泵送剂添加量 w 和 浆体质量分数 x 情况下的屈服应力 y 的预测函数,即: ·921·
.922· 工程科学学报，第40卷，第8期 表3不同泵送剂添加量下屈服应力拟合函数 Table3 Fitting functions of yield stress at different pumping agent dosa- 屈服应力Pa -532.0 500 489.4 446.8 类型 拟合函数 拟合度 450 404.2 截距函数 Z1=-1627.99+150.72m 0.95927 400 361.6 是350 -319.0 斜率函数 Z2=24.978-2.4375m 0.97851 300 276.4 250 233.8 y=(-1627.99+150.72(log20+1))+ 191.2 200 148.6 (24.978-2.4375(1og20+1))x (2) 150 106.0 06 84 根据式(2)在OriginPro2015中绘制出屈服应 2 82 4 80 力曲面图，见图7.可以看出，在泵送剂添加量较低 6 8 78 时，屈服应力随添加量增加而降低的幅度较大，但随 膏体中泵送剂添加量% 10 布察体质鼠分数% 着添加量的继续增加，屈服应力变化的幅度明显减 图7不同浆体质量分数和泵送剂添加量下屈服应力曲面图 小并趋近于零.图7表明基于该预测函数可以对不 Fig.7 Surface plot of the yield stress at different slurry concentra- 同泵送剂添加量和浆体质量分数的情况下的屈服应 tions and pumping agent dosages 力进行预测，从而指导泵送剂的准确使用及膏体流 理.由图7可以发现，当膏体中泵送剂添加量在0~ 变特性的精确控制. 2.5%之间时，屈服应力值随着泵送剂添加量的增长 2.2泵送剂对高含泥膏体料浆的作用机理 而急剧下降，这说明此时泵送剂对屈服应力的影响 利用FEI(捷克)Quanta200型环境扫描电子显 最为显著.配制浆体质量分数为78%，灰砂比为 微镜，观察膏体料浆中絮团的细观结构[].结合流 0.11,泵送剂添加量分别为0、1%、1.75%和2.5% 变试验分析结果，环境扫描电镜能够帮助我们更加 时的膏体浆体，并通过环境扫描对形貌差异进行分 准确地理解泵送剂对膏体流变性能的微观影响机 析，其结果如图8所示. (a) (b) 501 59 图8不同掺量泵送剂作用的膏体浆体的环境扫描电镜照片.(a)未添加泵送剂；(b)泵送剂添加量1%：()泵送剂添加量1.75%：(d) 泵送剂添加量2.5% Fig.8 ESEM images of paste slurry at different pumping agent dosages:(a)0%;(b)1%;(c)1.75%;(d)2.5%
工程科学学报,第 40 卷,第 8 期 表 3 不同泵送剂添加量下屈服应力拟合函数 Table 3 Fitting functions of yield stress at different pumping agent dosa鄄 ges 类型 拟合函数 拟合度 截距函数 Z1 = - 1627郾 99 + 150郾 72v 0郾 95927 斜率函数 Z2 = 24郾 978 - 2郾 4375v 0郾 97851 y = ( - 1627郾 99 + 150郾 72(log2w + 1)) + (24郾 978 - 2郾 4375(log2w + 1))x (2) 根据式(2) 在 OriginPro 2015 中绘制出屈服应 力曲面图,见图 7. 可以看出,在泵送剂添加量较低 时,屈服应力随添加量增加而降低的幅度较大,但随 图8 不同掺量泵送剂作用的膏体浆体的环境扫描电镜照片郾 (a) 未添加泵送剂; (b) 泵送剂添加量1% ; (c) 泵送剂添加量1郾 75% ; (d) 泵送剂添加量 2郾 5% Fig. 8 ESEM images of paste slurry at different pumping agent dosages: (a) 0% ; (b) 1% ; (c) 1郾 75% ; (d) 2郾 5% 着添加量的继续增加,屈服应力变化的幅度明显减 小并趋近于零. 图 7 表明基于该预测函数可以对不 同泵送剂添加量和浆体质量分数的情况下的屈服应 力进行预测,从而指导泵送剂的准确使用及膏体流 变特性的精确控制. 2郾 2 泵送剂对高含泥膏体料浆的作用机理 利用 FEI(捷克)Quanta 200 型环境扫描电子显 微镜,观察膏体料浆中絮团的细观结构[13] . 结合流 变试验分析结果,环境扫描电镜能够帮助我们更加 准确地理解泵送剂对膏体流变性能的微观影响机 图 7 不同浆体质量分数和泵送剂添加量下屈服应力曲面图 Fig. 7 Surface plot of the yield stress at different slurry concentra鄄 tions and pumping agent dosages 理. 由图 7 可以发现,当膏体中泵送剂添加量在 0 ~ 2郾 5% 之间时,屈服应力值随着泵送剂添加量的增长 而急剧下降,这说明此时泵送剂对屈服应力的影响 最为显著. 配制浆体质量分数为 78% ,灰砂比为 0郾 11,泵送剂添加量分别为 0、1% 、1郾 75% 和 2郾 5% 时的膏体浆体,并通过环境扫描对形貌差异进行分 析,其结果如图 8 所示. ·922·
张连富等：泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 ·923· 由图8(a)知，在加入泵送剂之前，膏体浆体中 送剂影响膏体流动性能的力学机理，如图9所示. 絮团粒径较大，絮团之间絮凝形成较大孔隙和凹陷， 单纯从泵送剂添加量角度改善膏体流动性的效果是 即蜂窝结构：由于絮团颗粒粒径分布离散，既有比较 有限的，存在最佳泵送剂添加量，应在最大程度提高 小的直径在10μum左右的颗粒，也有比较大直径在 流动性能的同时，减少泵送剂的添加量 50um左右的絮凝体颗粒，这些颗粒形成的间隙内 泵送剂 絮团破坏 填充着直径小于10m的颗粒，膏体表面较为粗 糙，小粒径的絮团依附在大絮团上，由于50m左右 静电斥力 的絮凝体为主体，因此可以认为，未加入减水剂时， 絮团颗粒的粒径在50μm左右.由图8(b)知，泵送 剂添加量为1%时，絮团表面变得平缓，孔隙和凹陷 减少，说明大粒径絮团已经破碎，而破碎产生的小粒 空间位阻力 径絮团填补了大絮团的孔隙和凹陷，孔隙率比有所 图9泵送剂对絮团的力学作用 降低.由图8(c)知，当泵送剂添加量增加到 Fig.9 Mechanical effects of the pumping agent in flocs 1.75%,膏体中颗粒絮团的数量进一步降低，内部孔 隙大量被破碎的絮团充满，由于絮团粒径较小，其排 3 结论 列分布也更加均匀有序.由图8(d)知，泵送剂添加 (1)高含泥膏体料浆的屈服应力随着泵送剂的 量为2.5%时，浆体中的大絮团基本消失，更多泵送 增加而降低，而且泵送剂添加量在1%左右时，屈服 剂产生的破碎的絮团碎片等均匀散布，膏体表面更 应力下降明显，而泵送剂添加过量后，屈服应力下降 加平缓，并有大量的絮团碎片沉积在膏体表面.这 的速度趋近于零 说明泵送剂破坏了膏体料浆中的絮团结构，随着泵 (2)同一泵送剂添加量情况下，膏体屈服应力 送剂的增加絮团破碎加剧：而且可以发现，当泵送剂 和浆体质量分数之间存在显著的线性关系，分析发 添加量为1%左右时，絮团结构变化最为明显，而后 现，该一次函数的斜率和截距分别与泵送剂添加量 继续添加泵送剂则表面粗糙度降低趋缓，这意味着 呈显著的指数关系，由此得出不同泵送剂添加量和 添加少量泵送剂时大部分絮团已经产生了破碎，继 浆体质量分数情况下的屈服应力预测函数：y= 续添加不仅造成泵送剂过量使用，也可能引起絮团 (-1627.99+150.72(1og20+1)+(24.978-2.4375 碎片大量沉积在膏体表面，使得泵送剂与絮团的进 (log20+1)x,与试验数据较吻合，利用该函数可为 一步反应停滞.从这个角度来看，过量的泵送剂对 泵送剂的添加和膏体流动性的改善提供指导. 于膏体流动性的改善意义不大. (3)环境扫描电镜结果显示，泵送剂能够破坏 泵送剂具有破坏膏体絮团的作用，而且膏体表 絮团结构，添加量在1%左右时对膏体絮团的破坏 面变化主要发生在前期，这与公式预测结果相同. 最明显，而继续添加泵送剂对膏体絮团的影响逐渐 高含泥音体中掺加泵送剂之后，泵送剂分子能够吸 减弱，这是因为膏体絮团充分破碎而造成大量絮团 附到尾砂、水泥颗粒表面，通过改变絮凝颗粒表面的 碎片沉积在膏体表面抑制了进一步反应. 电性以及空间位阻作用而使得原本絮凝的尾砂、水 (4)分析了泵送剂对膏体流动性能的力学机 泥颗粒分散开来，打破絮团结构并释放出絮团中包 理：泵送剂在静电斥力和空间位阻力联合作用下对 裹的水，使得自由水增加，同时絮团的体积减小，从 絮团结构造成破坏，但絮团破坏后颗粒间距增大，使 而改善膏体浆体流动性能.空间位阻作用是许多高 得静电斥力和空间位阻力削弱，后期添加泵送剂时 分子聚合物具有的特点，茶系、聚羧酸系泵送剂等也 屈服应力降低缓慢 具有空间位阻作用4-].在静电排斥作用和空间 位阻作用的共同影响下，颗粒絮团被破坏，絮团内部 参考文献 的水被释放，一定程度上起到了润滑作用.静电斥 [1]Henriquez J,Simms P.Dynamic imaging and modelling of multi- 力和空间位阻力作用范围是有限的，且与颗粒间的 layer deposition of gold paste tailings.Miner Eng,2009,22(2), 距离呈反比，继续添加泵送剂时，颗粒间距离增大， 128 静电斥力和空间位阻力变小，导致屈服应力下降的 [2]Sivakugan N,Rankine R M,Rankine K J,et al.Geotechnical considerations in mine backfilling in Australia.I Cleaner Prod, 速度趋于减慢.所以泵送剂添加过量后，屈服应力 2006,14(12-13):1168 降低的速度明显放缓，并且趋近于零.由此得出泵 [3]Guo Z H,Zhou H Q,Wu L F,et al.Numerical simulation for
张连富等: 泵送剂对高含泥膏体流变特性影响及机理 由图 8(a)知,在加入泵送剂之前,膏体浆体中 絮团粒径较大,絮团之间絮凝形成较大孔隙和凹陷, 即蜂窝结构;由于絮团颗粒粒径分布离散,既有比较 小的直径在 10 滋m 左右的颗粒,也有比较大直径在 50 滋m 左右的絮凝体颗粒,这些颗粒形成的间隙内 填充着直径小于 10 滋m 的颗粒, 膏体表面较为粗 糙,小粒径的絮团依附在大絮团上,由于 50 滋m 左右 的絮凝体为主体,因此可以认为,未加入减水剂时, 絮团颗粒的粒径在 50 滋m 左右. 由图 8(b)知,泵送 剂添加量为 1% 时,絮团表面变得平缓,孔隙和凹陷 减少,说明大粒径絮团已经破碎,而破碎产生的小粒 径絮团填补了大絮团的孔隙和凹陷,孔隙率比有所 降低. 由 图 8 ( c ) 知, 当 泵 送 剂 添 加 量 增 加 到 1郾 75% ,膏体中颗粒絮团的数量进一步降低,内部孔 隙大量被破碎的絮团充满,由于絮团粒径较小,其排 列分布也更加均匀有序. 由图 8(d)知,泵送剂添加 量为 2郾 5% 时,浆体中的大絮团基本消失,更多泵送 剂产生的破碎的絮团碎片等均匀散布,膏体表面更 加平缓,并有大量的絮团碎片沉积在膏体表面. 这 说明泵送剂破坏了膏体料浆中的絮团结构,随着泵 送剂的增加絮团破碎加剧;而且可以发现,当泵送剂 添加量为 1% 左右时,絮团结构变化最为明显,而后 继续添加泵送剂则表面粗糙度降低趋缓,这意味着 添加少量泵送剂时大部分絮团已经产生了破碎,继 续添加不仅造成泵送剂过量使用,也可能引起絮团 碎片大量沉积在膏体表面,使得泵送剂与絮团的进 一步反应停滞. 从这个角度来看,过量的泵送剂对 于膏体流动性的改善意义不大. 泵送剂具有破坏膏体絮团的作用,而且膏体表 面变化主要发生在前期,这与公式预测结果相同. 高含泥膏体中掺加泵送剂之后,泵送剂分子能够吸 附到尾砂、水泥颗粒表面,通过改变絮凝颗粒表面的 电性以及空间位阻作用而使得原本絮凝的尾砂、水 泥颗粒分散开来,打破絮团结构并释放出絮团中包 裹的水,使得自由水增加,同时絮团的体积减小,从 而改善膏体浆体流动性能. 空间位阻作用是许多高 分子聚合物具有的特点,萘系、聚羧酸系泵送剂等也 具有空间位阻作用[14鄄鄄15] . 在静电排斥作用和空间 位阻作用的共同影响下,颗粒絮团被破坏,絮团内部 的水被释放,一定程度上起到了润滑作用. 静电斥 力和空间位阻力作用范围是有限的,且与颗粒间的 距离呈反比,继续添加泵送剂时,颗粒间距离增大, 静电斥力和空间位阻力变小,导致屈服应力下降的 速度趋于减慢. 所以泵送剂添加过量后,屈服应力 降低的速度明显放缓,并且趋近于零. 由此得出泵 送剂影响膏体流动性能的力学机理,如图 9 所示. 单纯从泵送剂添加量角度改善膏体流动性的效果是 有限的,存在最佳泵送剂添加量,应在最大程度提高 流动性能的同时,减少泵送剂的添加量. 图 9 泵送剂对絮团的力学作用 Fig. 9 Mechanical effects of the pumping agent in flocs 3 结论 (1)高含泥膏体料浆的屈服应力随着泵送剂的 增加而降低,而且泵送剂添加量在 1% 左右时,屈服 应力下降明显,而泵送剂添加过量后,屈服应力下降 的速度趋近于零. (2)同一泵送剂添加量情况下,膏体屈服应力 和浆体质量分数之间存在显著的线性关系,分析发 现,该一次函数的斜率和截距分别与泵送剂添加量 呈显著的指数关系,由此得出不同泵送剂添加量和 浆体质量分数情况下的屈服应力预测函数: y = ( -1627郾 99 +150郾 72 (log2w + 1)) + (24郾 978 - 2郾 4375 (log2w + 1))x,与试验数据较吻合,利用该函数可为 泵送剂的添加和膏体流动性的改善提供指导. (3)环境扫描电镜结果显示,泵送剂能够破坏 絮团结构,添加量在 1% 左右时对膏体絮团的破坏 最明显,而继续添加泵送剂对膏体絮团的影响逐渐 减弱,这是因为膏体絮团充分破碎而造成大量絮团 碎片沉积在膏体表面抑制了进一步反应. (4)分析了泵送剂对膏体流动性能的力学机 理:泵送剂在静电斥力和空间位阻力联合作用下对 絮团结构造成破坏,但絮团破坏后颗粒间距增大,使 得静电斥力和空间位阻力削弱,后期添加泵送剂时 屈服应力降低缓慢. 参 考 文 献 [1] Henriquez J, Simms P. Dynamic imaging and modelling of multi鄄 layer deposition of gold paste tailings. Miner Eng, 2009, 22(2), 128 [2] Sivakugan N, Rankine R M, Rankine K J, et al. Geotechnical considerations in mine backfilling in Australia. J Cleaner Prod, 2006, 14(12鄄13): 1168 [3] Guo Z H, Zhou H Q, Wu L F, et al. Numerical simulation for ·923·
.924· 工程科学学报，第40卷，第8期 roof and surface subsidence process caused by paste filling.I Min (杨鹏，吴爱祥，王洪江，等.泵送剂对膏体料浆流动性能作 Saf Eng,2008,25(2):172 用的微结构模型.有色金属（矿山部分），2015,67(1)：59) (郭振华，周华强，武龙飞，等.膏体充填工作面顶板及地表 [10]Rao Y Z,Shao Y J,Xiao G Z,et al.Effect of polycarboxylate 沉陷过程数值模拟.采矿与安全工程学报，2008,25(2)： based superplasticizer on performances of super fine tailings paste 172) backfill.Chin J Nonferrous Met,2016,26(12):2647 [4]Liu Research on Proportion Optimization and Flow Characteristic (饶运章，邵亚建，肖广哲，等.聚羧酸减水剂对超细全尾砂 of Backfill Paste in Mine Sites [Dissertation].Changsha:Central 膏体性能的影响.中国有色金属学报，2016,26(12)：2647) South University,2013 [11]Xu W B,Yang B G,Yang S L,et al.Experimental study on (刘浪.矿山充填膏体配比优化与流动特性研究[学位论文]. correlativity between rheological parameters and grain grading of 长沙：中南大学，2013) coal gauge backfill slurry.J Central S Unig Sci Technol,2016, [5]Zhao M,Zhang X,Zhang Y J.Effect of free water on the flow- 47(4):1282 ability of cement paste with chemical or mineral admixtures.Con- (徐文彬，杨宝贵，杨胜利，等。矸石充填料浆流变特性与颗 struction Building Mater,2016,111:571 粒级配相关性试验研究.中南大学学报（自然科学版）， [6]Wu A X,Ai C M,Wang Y M,et al.Test and mechanism analy- 2016,47(4):1282) sis on improving rheological property of paste with pumping agent. [12]Dong L,Cao Q,Nan SQ,et al.Performance and hydration J Central S Unir Sci Technol,2016,47(8):2752 mechanism of new super fine cemented whole-tailings backfilling (吴爱祥，艾纯明，王贻明，等.泵送剂改善膏体流变性能试 materials.J Central S Univ Sci Technol,2013,44(4):1571 验及机理分析.中南大学学报（自然科学版），2016,47(8)： (董璐，高谦，南世卿，等.超细全尾砂新型胶结充填料水化 2752) 机理与性能.中南大学学报（自然科学版），2013,44(4)： [7]Ercikdi B,Cihangir F,Kesimal A,et al.Utilization of water-re- 1571) ducing admixtures in cemented paste backfill of sulphide-rich mill [13]Li G C.Wang H J,Wu A X,et al.Experimental study and tailings.J Hazard Mater,2010,179(1-3):940 mechanism analysis on the effect of pumping agents on the com- [8]Liu S Z,Wang H J.Wu A X,et al.Study on the theological pressive strength of paste slurries.Chin J Eng,2016,38(5): properties of the unclassified-tailings paste mixed with pumping 595 agent.Wuhan Univ Technol Transportation Sci Eng,2014,38 (李公成，王洪江，吴爱祥，等.泵送剂对膏体抗压强度的彩 (4):919 响试验研究及机理分析.工程科学学报，2016,38(5)： (刘斯忠，王洪江，吴爱祥，等.掺入泵送剂全尾砂膏体流变 595) 特性研究.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2014， [14]Li C Z,Feng N Q,Li Y D,et al.Effects of polyethylene oxide 38(4):919) chains on the performance of polycarboxylate-type water-reducers. [9]Yang P.Wu A X.,Wang HJ.et al.Microstructure model of paste Cem Coner Res,2005,35(5):867 slurry rheological properties with pumping admixture.Nonferrous [15]Collepardi M.Admixtures used to enhance placing characteristics Met (Min Process Sect),2015,67(1):59 of concrete.Cem Concr Compos,1998,20(2-3):103
工程科学学报,第 40 卷,第 8 期 roof and surface subsidence process caused by paste filling. J Min Saf Eng, 2008, 25(2): 172 (郭振华, 周华强, 武龙飞, 等. 膏体充填工作面顶板及地表 沉陷过程数值模拟. 采矿与安全工程学报, 2008, 25 (2 ): 172) [4] Liu L. Research on Proportion Optimization and Flow Characteristic of Backfill Paste in Mine Sites [Dissertation]. Changsha: Central South University, 2013 (刘浪. 矿山充填膏体配比优化与流动特性研究[学位论文]. 长沙: 中南大学, 2013) [5] Zhao M, Zhang X, Zhang Y J. Effect of free water on the flow鄄 ability of cement paste with chemical or mineral admixtures. Con鄄 struction Building Mater, 2016, 111:571 [6] Wu A X, Ai C M, Wang Y M, et al. Test and mechanism analy鄄 sis on improving rheological property of paste with pumping agent. J Central S Univ Sci Technol, 2016, 47(8): 2752 (吴爱祥, 艾纯明, 王贻明, 等. 泵送剂改善膏体流变性能试 验及机理分析. 中南大学学报(自然科学版), 2016, 47(8): 2752) [7] Ercikdi B, Cihangir F, Kesimal A, et al. Utilization of water鄄re鄄 ducing admixtures in cemented paste backfill of sulphide鄄rich mill tailings. J Hazard Mater, 2010, 179(1鄄3): 940 [8] Liu S Z, Wang H J, Wu A X, et al. Study on the rheological properties of the unclassified鄄tailings paste mixed with pumping agent. J Wuhan Univ Technol Transportation Sci Eng, 2014, 38 (4): 919 (刘斯忠, 王洪江, 吴爱祥, 等. 掺入泵送剂全尾砂膏体流变 特性研究. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2014, 38(4): 919) [9] Yang P, Wu A X, Wang H J, et al. Microstructure model of paste slurry rheological properties with pumping admixture. Nonferrous Met (Min Process Sect), 2015, 67(1): 59 (杨鹏, 吴爱祥, 王洪江, 等. 泵送剂对膏体料浆流动性能作 用的微结构模型. 有色金属(矿山部分), 2015, 67(1): 59) [10] Rao Y Z, Shao Y J, Xiao G Z, et al. Effect of polycarboxylate鄄 based superplasticizer on performances of super fine tailings paste backfill. Chin J Nonferrous Met, 2016, 26(12): 2647 (饶运章, 邵亚建, 肖广哲, 等. 聚羧酸减水剂对超细全尾砂 膏体性能的影响. 中国有色金属学报, 2016, 26(12): 2647) [11] Xu W B, Yang B G, Yang S L, et al. Experimental study on correlativity between rheological parameters and grain grading of coal gauge backfill slurry. J Central S Univ Sci Technol, 2016, 47(4): 1282 (徐文彬, 杨宝贵, 杨胜利, 等. 矸石充填料浆流变特性与颗 粒级配相关性试验研究. 中南大学学报 ( 自然科学版), 2016, 47(4): 1282) [12] Dong L, Gao Q, Nan S Q, et al. Performance and hydration mechanism of new super fine cemented whole鄄tailings backfilling materials. J Central S Univ Sci Technol, 2013, 44(4): 1571 (董璐, 高谦, 南世卿, 等. 超细全尾砂新型胶结充填料水化 机理与性能. 中南大学学报(自然科学版), 2013, 44 (4): 1571) [13] Li G C, Wang H J, Wu A X, et al. Experimental study and mechanism analysis on the effect of pumping agents on the com鄄 pressive strength of paste slurries. Chin J Eng, 2016, 38(5): 595 (李公成, 王洪江, 吴爱祥, 等. 泵送剂对膏体抗压强度的影 响试验研究及机理分析. 工程科学学报, 2016, 38 ( 5 ): 595) [14] Li C Z, Feng N Q, Li Y D, et al. Effects of polyethylene oxide chains on the performance of polycarboxylate鄄type water鄄reducers. Cem Concr Res, 2005, 35(5): 867 [15] Collepardi M. Admixtures used to enhance placing characteristics of concrete. Cem Concr Compos, 1998, 20(2鄄3): 103 ·924·