·1172· 工程科学学报，第40卷，第10期 假设在理想状态下将膏体物料压实进某一体积 堆积密实度反映了散体颗粒级配的固有属性 为V的容器内，逐渐往容器内添加水，直至水的体 当采用不同的物料配置膏体时，所反映的级配条件 积等于容器内孔隙体积.此时骨料堆积密实度φ等 也不同，这也是在相同含量下，不同膏体流变特征千 于料浆中固相的体积分数Cv: 差万别的主要原因之一.同时体积分数反映了散体 ms/V Vs 在流体中的综合作用.通过构建膏体稳定系数Cv/ m/爪=下=G, = (1) φ，将级配的概念由散体扩展到了料浆状态，表示在 式中：m、为固体质量，kg:V为固体体积，m3:V为容 单位料浆体积内固体颗粒的密实度占最大密实度的 器体积，m3. 比例，反映了当前体积分数达到物料级配极限状态 在固体物料不变的情况下假设容器体积可以继 的程度，综合反映了散体和流体的特征 续增大，水的体积逐渐增加大于原容器内孔隙体积， 实验发现，随着研磨时间(0、2、5、20和40s)的 此时的体积分数便是“松散”在水系当中的“松散密 延长，骨料的密实度逐渐降低，膏体稳定系数Cv/P 实度”.由此可以理解为体积分数是密实度在浆体 逐渐增加.屈服应力随膏体稳定系数的变化特征如 状态下的描述形式 图6(a)所示.在其他条件不变的情况下，屈服应力 当C,>P时，认为料浆部分仍处于干硬状态， 随音体稳定系数呈幂指数函数增长.在图6(b)中， 不具备流动性： 对30组配比统计分析发现，屈服应力与膏体稳定系 当Cv=P时，料浆处于临界饱和状态； 数的函数特征基本呈幂指数关系，当灰砂比1：2时， 当Cv<p时，料浆处于超饱和态，具有流动性. 膏体稳定系数在0.675左右时达到极限流动条 构建膏体稳定系数，其函数形如式(2)所示： 件.灰砂比为1：20时，膏体稳定系数在0.8左右 Cv 才达到极限流动条件.灰砂比减小，曲线整体向右 y= (2) 移偏移. 125r(a0 250rb 120 质量分数69% 一灰砂比12 灰砂比1：12 200 ◆一灰砂比14 115 40s ▲一灰砂比16 一灰砂比1：12 150 ◆一灰砂比1：20 20s 00 95 90 25 85 0.720.740.760.780.800.820.84 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 C.hp Chp 图6屈服应力随Cv/变化曲线.(a)单一条件：(b)双因素条件 Fig.6 Variation curve of yield stress with paste stability coefficient:(a)single condition;(b)double-factor condition 2.3骨料密度对屈服应力影响 分数呈指数形式增长，同时密度因素使指数曲线产 从图7(a)看出，尾砂密度较小(tailings-a)的音 生不同程度的平移.通过架构膏体稳定系数Cv/P 体，屈服应力在相对较低的体积分数条件下迅速增 函数，构建了具有散体和流体特征的级配表征方式， 长，其“临界体积分数”较低.随着密度的逐渐增大， 并分析出了膏体稳定系数与屈服应力之间存在幂函 “临界体积分数”逐渐向曲线右侧移动，当体积分数 数关系.为表现不同因素与屈服应力的关系，同时 一定时，密度越大，屈服应力越小，即当体积分数为 实现屈服应力的简明预测，提出了全尾砂膏体屈服 Cv时，有T3<T2<T1·从图7(b)得出，在不同含量 应力预测模型，用式(3)表示： 下，屈服应力随着密度的增加逐渐减小，可用理想化 模型y=ae-p描述，其中p为尾砂密度 T0=a ·exp(cCv-p) (3) 2.4屈服应力预测模型 式中：T。为屈服应力，Pa;Cv为体积分数；p为堆积密 屈服应力主要影响因素有料浆中固相质量分 实度：p为骨料密度，tm3:a、b和c为实验常数. 数、膏体稳定系数以及骨料密度.屈服应力随体积 在回归分析软件中，创建自定义函数，采用三因工程科学学报,第 40 卷,第 10 期 假设在理想状态下将膏体物料压实进某一体积 为 V 的容器内,逐渐往容器内添加水,直至水的体 积等于容器内孔隙体积. 此时骨料堆积密实度 渍 等 于料浆中固相的体积分数 CV: 渍 = mS / V mS / VS = VS V = CV (1) 式中:mS为固体质量,kg;VS为固体体积,m 3 ;V 为容 器体积,m 3 . 在固体物料不变的情况下假设容器体积可以继 续增大,水的体积逐渐增加大于原容器内孔隙体积, 此时的体积分数便是“松散冶在水系当中的“松散密 实度冶. 由此可以理解为体积分数是密实度在浆体 状态下的描述形式. 当 CV > 渍 时,认为料浆部分仍处于干硬状态, 不具备流动性; 当 CV = 渍 时,料浆处于临界饱和状态; 当 CV < 渍 时,料浆处于超饱和态,具有流动性. 构建膏体稳定系数,其函数形如式(2)所示: y = CV 渍 (2) 堆积密实度反映了散体颗粒级配的固有属性. 当采用不同的物料配置膏体时,所反映的级配条件 也不同,这也是在相同含量下,不同膏体流变特征千 差万别的主要原因之一. 同时体积分数反映了散体 在流体中的综合作用. 通过构建膏体稳定系数 CV / 渍,将级配的概念由散体扩展到了料浆状态,表示在 单位料浆体积内固体颗粒的密实度占最大密实度的 比例,反映了当前体积分数达到物料级配极限状态 的程度,综合反映了散体和流体的特征. 实验发现,随着研磨时间(0、2、5、20 和 40 s)的 延长,骨料的密实度逐渐降低,膏体稳定系数 CV / 渍 逐渐增加. 屈服应力随膏体稳定系数的变化特征如 图 6(a)所示. 在其他条件不变的情况下,屈服应力 随膏体稳定系数呈幂指数函数增长. 在图 6(b)中, 对 30 组配比统计分析发现,屈服应力与膏体稳定系 数的函数特征基本呈幂指数关系,当灰砂比 1颐 2时, 膏体稳定系数在 0郾 675 左右时达到极限流动条 件. 灰砂比为 1颐 20 时,膏体稳定系数在 0郾 8 左右 才达到极限流动条件. 灰砂比减小,曲线整体向右 移偏移. 图 6 屈服应力随 CV / 渍 变化曲线 郾 (a) 单一条件; (b) 双因素条件 Fig. 6 Variation curve of yield stress with paste stability coefficient: (a) single condition; (b) double鄄factor condition 2郾 3 骨料密度对屈服应力影响 从图 7(a)看出,尾砂密度较小( tailings鄄a)的膏 体,屈服应力在相对较低的体积分数条件下迅速增 长,其“临界体积分数冶较低. 随着密度的逐渐增大, “临界体积分数冶逐渐向曲线右侧移动,当体积分数 一定时,密度越大,屈服应力越小,即当体积分数为 CV1时,有 子3 < 子2 < 子1 . 从图 7( b)得出,在不同含量 下,屈服应力随着密度的增加逐渐减小,可用理想化 模型 y = a·e (x - 籽)描述,其中 籽 为尾砂密度. 2郾 4 屈服应力预测模型 屈服应力主要影响因素有料浆中固相质量分 数、膏体稳定系数以及骨料密度. 屈服应力随体积 分数呈指数形式增长,同时密度因素使指数曲线产 生不同程度的平移. 通过架构膏体稳定系数 CV / 渍 函数,构建了具有散体和流体特征的级配表征方式, 并分析出了膏体稳定系数与屈服应力之间存在幂函 数关系. 为表现不同因素与屈服应力的关系,同时 实现屈服应力的简明预测,提出了全尾砂膏体屈服 应力预测模型,用式(3)表示: 子0 = a·( CV ) 渍 b ·exp(c·CV - 籽) (3) 式中:子0为屈服应力,Pa;CV为体积分数;渍 为堆积密 实度;籽 为骨料密度,t·m - 3 ;a、b 和 c 为实验常数. 在回归分析软件中,创建自定义函数,采用三因 ·1172·