阮竹恩等：絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响 1279 导水作用来进一步提高絮凝尾砂料浆的浓度- 析絮凝剂吸附情况，不同pH和FD条件下的絮凝 22絮凝条件对絮凝剂吸附效率的影响 剂吸附情况如图3所示.由图3可知，不同条件下 高分子絮凝剂与尾砂颗粒的絮凝作用属于桥 TOCsuperi远小于TOCo,说明絮凝剂被大量吸附，但 接絮凝，絮凝剂分子在尾砂颗粒表面的有效吸附 是TOC,uper略高于TOCxlury,说明仍有少量絮凝剂未 是絮凝的前提根据絮凝前后TOC的变化来分 被人造尾砂颗粒吸附 1000 (a) 80 100 (b) 0 ----TOCnoe _--TOCy 100 100 o-TOCuer d一efas 80 0 50 60 10 _--TOCaoe -一TOC 40 TOC 30 0.1 J20 10 11 10203040 500 pH FD/(gt) 图3絮凝条件对絮凝剂吸附效率的影响.(a)pH:(b)絮凝剂单耗 Fig.3 Effects of conditions on efficiency of flocc adsorption:(a)pH;(b)flocculant dosage 由图3(a)可知，在FD和初始尾砂料浆的固相 混合速率与混合时间一定的条件下，人造尾砂颗 质量分数不变的条件下，在pH值8~11的范围 粒能够吸附的絮凝剂有限，从而导致在有限时间 内，efoc随着pH的增大而不断增大，说明在增大 内不能被吸附的絮凝剂增多 pH有助于絮凝剂的吸附，这是因为本文中在 23絮凝沉降对屈服应力的影响 pH增大时Zeta电位和Ca+浓度均不断增大，从而 在不同pH和FD条件下，通过絮凝沉降实验 促进高分子絮凝剂在人造尾砂颗粒表面的吸附. 得到浓缩（未添加水泥等胶结剂）超细尾砂料浆， 由图3(b)可知，当pH值为11时，在FD=0~ 通过流变仪测试浓缩超细尾砂料浆的屈服应力， 45g的范围内，TOCsuper随着FD的增大而不断 并根据图3中的絮凝剂吸附效率和絮凝剂添加量 增大，efoc随着FD的增大而不断减小，说明随着 计算出人造尾砂表面单位面积的絮凝剂吸附量， FD的增大未被吸附的絮凝剂也不断增多.因为在 所得结果如图4所示 0.015 300 0.030 500 (a) (b) 0.025 ■ 250 A 400 0.010 20.020 300 200 曾0.015 ed/ssans 是000 200量 0.005 --量-me 150 --量-mne 100 --Yield stress 0.005 一A-Yield stress 100 0 10 11 10 20 30 40 00 pH FD/gt) 图4絮凝条件对屈服应力的影响.(a)pH:(b)絮凝剂单耗 Fig.4 Effects of conditions on yield stress:(a)pH;(b)flocculant dosage 屈服应力随着pH和FD的变化趋势与mao随 力和mao随着pH的增大而不断增大.由图4(b)可 着pH和FD的变化趋势相似.由图4(a)可知，当 知，当pH值为11时，在FD=0~45g的范围内， FD=15gt时，在pH值为8~11的范围内，屈服应 屈服应力和mao随着FD的增大也不断增大，并且导水作用来进一步提高絮凝尾砂料浆的浓度[7−8] . 2.2    絮凝条件对絮凝剂吸附效率的影响 高分子絮凝剂与尾砂颗粒的絮凝作用属于桥 接絮凝，絮凝剂分子在尾砂颗粒表面的有效吸附 是絮凝的前提[29] . 根据絮凝前后 TOC 的变化来分 TOCsuper TOCfloc TOCsuper TOCslurry 析絮凝剂吸附情况，不同 pH 和 FD 条件下的絮凝 剂吸附情况如图 3 所示. 由图 3 可知，不同条件下 远小于 ，说明絮凝剂被大量吸附，但 是 略高于 ，说明仍有少量絮凝剂未 被人造尾砂颗粒吸附. 8 9 10 11 0.1 1 10 100 1000 TOCfloc TOCslurry TOCsuper efffloc TOCfloc TOCslurry TOCsuper efffloc pH 20 30 40 50 60 70 80 (a) (b) 0 10 20 30 40 50 1 100 10 20 40 60 80 100 efffloc /% efffloc /% TOC/(mg·L−1 ) TOC/(mg·L−1 ) FD/(g·t−1) 图 3    絮凝条件对絮凝剂吸附效率的影响. （a）pH；（b）絮凝剂单耗 Fig.3    Effects of conditions on efficiency of flocc adsorption: (a) pH; (b) flocculant dosage efffloc 由图 3（a）可知，在 FD 和初始尾砂料浆的固相 质量分数不变的条件下，在 pH 值 8～11 的范围 内， 随着 pH 的增大而不断增大，说明在增大 pH 有助于絮凝剂的吸附 ，这是因为本文中 在 pH 增大时 Zeta 电位和 Ca2+浓度均不断增大，从而 促进高分子絮凝剂在人造尾砂颗粒表面的吸附. TOCsuper efffloc 由图 3（b）可知，当 pH 值为 11 时 ，在 FD=0～ 45 g·t−1 的范围内， 随着 FD 的增大而不断 增大， 随着 FD 的增大而不断减小，说明随着 FD 的增大未被吸附的絮凝剂也不断增多. 因为在 混合速率与混合时间一定的条件下，人造尾砂颗 粒能够吸附的絮凝剂有限，从而导致在有限时间 内不能被吸附的絮凝剂增多. 2.3    絮凝沉降对屈服应力的影响 在不同 pH 和 FD 条件下，通过絮凝沉降实验 得到浓缩（未添加水泥等胶结剂）超细尾砂料浆. 通过流变仪测试浓缩超细尾砂料浆的屈服应力， 并根据图 3 中的絮凝剂吸附效率和絮凝剂添加量 计算出人造尾砂表面单位面积的絮凝剂吸附量， 所得结果如图 4 所示. 8 9 10 11 0 0.005 0.010 0.015 mfloc Yield stress mfloc Yield stress pH (a) 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 0 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0 100 200 300 400 500 (b) Yield stress/Pa mfloc/(mg·m−2 ) Yield stress/Pa mfloc/(mg·m−2 ) FD/(g·t−1) 图 4    絮凝条件对屈服应力的影响. （a）pH；（b）絮凝剂单耗 Fig.4    Effects of conditions on yield stress: (a) pH; (b) flocculant dosage 屈服应力随着 pH 和 FD 的变化趋势与mfloc 随 着 pH 和 FD 的变化趋势相似. 由图 4（a）可知，当 FD=15 g·t−1 时，在 pH 值为 8～11 的范围内，屈服应 mfloc mfloc 力和 随着 pH 的增大而不断增大. 由图 4（b）可 知，当 pH 值为 11 时，在 FD=0～45 g·t−1 的范围内， 屈服应力和 随着 FD 的增大也不断增大，并且 阮竹恩等： 絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响 · 1279 ·