第12期 焦华喆等：全尾砂絮凝沉降特性实验研究 ·1439· 存在最佳范围，单耗过高或过低都会发生絮凝失效， 1400 达不到预期的效果.因此需要研究最佳单耗 1200 (3)絮凝剂溶液浓度.根据絮凝原理，当单 100 耗相同时，添加浓度越低，絮凝效果越好.但实际生 800 产过程中受设备、场地等因素的影响，溶液浓度未能 色 600 配制得很低.因此研究絮凝剂溶液浓度对沉降的影 响就成为必要. 20 1.3.2方案设计 按照均匀设计表。(6)及其使用表来安排实 F2 F3 F4 F5 F6 验四.实验方案见表2 组别 图2最大沉降速度 表2均匀设计方案 Fig.2 Maximum settling speed Table 2 Uniform design 絮凝剂单耗/ 絮凝剂溶液 砂浆 t-1,溶液浓度0.2%，给料浓度30%时，极限浓度最 组别 (g1l) 浓度/% 浓度/% 大，接近60%.由均匀设计原理和实验数据可知，结 0.10 15 果不具有整齐可比性，必须进行回归分析 F2 10 0.20 30 表3静态极限沉降浓度 F3 5 0.30 10 Table 3 Limit settling concentration under hydrostatic state F4 20 0.05 25 实验编号 水柱体积/mL 极限浓度/% F5 25 0.15 F1 386 56.82 修 30 0.25 20 P2 247 59.29 F3 395 47.62 2实验结果与分析 F4 275 55.56 F5 441 42.37 2.1实验结果 F6 441 54.05 2.1.1最大沉降速度 沉降液面高度变化结果见图1，由图1计算出 2.2沉降速度影响因素及水平 最大沉降速度（图2）.由图2知，F5组絮凝剂单耗 2.2.1回归方程 25gt1,絮凝剂溶液浓度0.15%，给料浓度5%时， 按照最小二乘法原理，利用计算机将实验数据 沉降速度最大：沉降速度受多因素影响，并非絮凝剂 进行回归，如式(4)所示. 单耗越大速度越大 y=1620+0.00605x-1860c0sx2+7470/x3 240 (4) --F1 式中，y为极限沉降速度(mm'min-),x,为絮凝剂 200F -2 4-3 单耗(gt),x2为絮凝剂溶液浓度，x为全尾砂浆 -4 +F5 给料浓度. -◆-F6 120 F检验临界值Fa2(3,2)=4.16<F,=383.26, 0 回归方程显著，复相关系数R=0.9991. 由式(4)知，沉降速度与絮凝剂单耗的三次方 40 呈正相关，与溶液浓度的余弦呈负相关，与给料浓度 10 100 成反比.即在实验范围内，若絮凝剂单耗越大，溶液 沉降时间min 浓度越大，给料浓度越小，则沉降速度越大 图1沉降高度曲线 2.2.2回归方程项检验 Fig.1 Settling height curves 对回归方程项进行检验可以定量的获得其重要 2.1.2静态极限沉降浓度 性和对方程的贡献度.各方程项的标准回归系数 72h量筒内澄清水柱体积及由式(3)计算出其 (B)和偏回归平方和(P)见表4.由表4可知，给 极限浓度见表3.由表3知，F2组絮凝剂单耗10g· 料浓度的B绝对值和P均最大，因此该方程项的重第 12 期 焦华喆等: 全尾砂絮凝沉降特性实验研究 存在最佳范围，单耗过高或过低都会发生絮凝失效， 达不到预期的效果． 因此需要研究最佳单耗． ( 3) 絮凝剂溶液浓度． 根据絮凝原理［14］，当单 耗相同时，添加浓度越低，絮凝效果越好． 但实际生 产过程中受设备、场地等因素的影响，溶液浓度未能 配制得很低． 因此研究絮凝剂溶液浓度对沉降的影 响就成为必要． 1. 3. 2 方案设计 按照均匀设计表 U* 6 ( 64 ) 及其使用表来安排实 验［11］． 实验方案见表 2． 表 2 均匀设计方案 Table 2 Uniform design 组别 絮凝剂单耗/ ( g·t － 1 ) 絮凝剂溶液 浓度/% 砂浆 浓度/% F1 5 0. 10 15 F2 10 0. 20 30 F3 15 0. 30 10 F4 20 0. 05 25 F5 25 0. 15 5 F6 30 0. 25 20 2 实验结果与分析 2. 1 实验结果 2. 1. 1 最大沉降速度 沉降液面高度变化结果见图 1，由图 1 计算出 最大沉降速度( 图 2) ． 由图 2 知，F5 组絮凝剂单耗 25 g·t － 1 ，絮凝剂溶液浓度 0. 15% ，给料浓度 5% 时， 沉降速度最大; 沉降速度受多因素影响，并非絮凝剂 单耗越大速度越大． 图 1 沉降高度曲线 Fig． 1 Settling height curves 2. 1. 2 静态极限沉降浓度 72 h 量筒内澄清水柱体积及由式( 3) 计算出其 极限浓度见表 3． 由表 3 知，F2 组絮凝剂单耗 10 g· 图 2 最大沉降速度 Fig． 2 Maximum settling speed t － 1 ，溶液浓度 0. 2% ，给料浓度 30% 时，极限浓度最 大，接近 60% ． 由均匀设计原理和实验数据可知，结 果不具有整齐可比性，必须进行回归分析． 表 3 静态极限沉降浓度 Table 3 Limit settling concentration under hydrostatic state 实验编号 水柱体积/mL 极限浓度/% F1 386 56. 82 F2 247 59. 29 F3 395 47. 62 F4 275 55. 56 F5 441 42. 37 F6 441 54. 05 2. 2 沉降速度影响因素及水平 2. 2. 1 回归方程 按照最小二乘法原理，利用计算机将实验数据 进行回归，如式( 4) 所示． y = 1 620 + 0. 006 05x 3 1 － 1 860cos x2 + 7 470 /x3 ( 4) 式中，y 为极限沉降速度( mm·min － 1 ) ，x1 为絮凝剂 单耗( g·t － 1 ) ，x2 为絮凝剂溶液浓度，x3 为全尾砂浆 给料浓度． F 检验临界值 F0. 2 ( 3，2) = 4. 16 ＜ Ft = 383. 26， 回归方程显著，复相关系数 R = 0. 999 1． 由式( 4) 知，沉降速度与絮凝剂单耗的三次方 呈正相关，与溶液浓度的余弦呈负相关，与给料浓度 成反比． 即在实验范围内，若絮凝剂单耗越大，溶液 浓度越大，给料浓度越小，则沉降速度越大． 2. 2. 2 回归方程项检验 对回归方程项进行检验可以定量的获得其重要 性和对方程的贡献度． 各方程项的标准回归系数 ( Bi ) 和偏回归平方和( Pi ) 见表 4． 由表 4 可知，给 料浓度的 Bi绝对值和 Pi均最大，因此该方程项的重 ·1439·