·1346 工程科学学报，第38卷，第10期 生离析，无法保证料浆的稳定性，实验只对另三种尾砂 坏和静止恢复两个过程，并具有时间依赖特性，其中剪 进行了触变性测试 切破坏必须有外界的干预，而静止恢复料浆体系可以 从实验结果上看：当料浆中不含-200目粒级时， 自发完成，且过程较为缓慢.膏体料浆具有网状结构 体系触变性几乎为零：而对于小于325目尾砂制备的 体系其应力峰值部分归因于粒间键的吸引力，其对扰 浆体具有高灵敏性特征，触变环面积A达到80481Pas 动非常敏感，在实验的恒定剪切速率，阶段中，屈服应 1000 力逐渐减小（约lmin)并最终趋于某一定值 700 800 500e222922229222224229222940g 600 400 4D0 300 200 ◆--325日.A=80481Pas 。静止恢复15mim,A=29450Pas-l 200 -200-325目，A=42667Pag 4一静止恢复10min.A=23174Pa:s1 -140-200目.A-0Pas1 。-静止恢复4min,A-5693 Pa's 100 -静止恢复2min,A=2454Pag1 100 150 200 ◆-静止恢复0min,A=0Pa-s1 剪切速率/s1 20 4060 80100120140160180 图6尾砂粒级对触变性影响 剪切速率/s~ Fig.6 Impact of tailing particle sizes on the paste thixotropy 图8膏体触变性静止恢复测试结果 3.3固相质量分数的影响 Fig.8 Result of paste thixotropy standing recovery test 对不同含量的全尾砂料浆触变特性测试，实验结 果见图7.图7中看出：不同质量分数料浆其应力峰值 4 机理分析 不同，并随质量分数增大而增大：料浆的触变特性存在 4.1尾砂料浆触变性的形成及其影响因素分析 质量分数临界值，超过该数值料浆表现出明显触变性， 尾砂一水一电解质的悬浮液体系中，颗粒之间在各 该实验材料其临界值在72%~74%之间. 种力的相互作用下发生絮凝，在静止状态下形成三维 900 78%，A=54112--72%,A=0Pa+51 网状结构，浆体流动性变差，表现出絮凝增稠现象；但 。76%,A=40779◆一70%.A=0Pas 800 -74%,A=291614-68%,A-0Pas- 是在强搅拌扰动下，网状结构发生破坏，料浆流动性 700 好，表现出剪切变稀现象.因外界扰动一静止对触变性 600 roobe...o................o0se066666 影响，浆体中颗粒之间引力与斥力相互作用力场的变 500 化使颗粒趋向絮凝与分散的发展过程，见图9 400 EBEEESEE22R6608566660008R5522 300 0 200 100 A 静止 4eet04448644444446d6d644446N 扰动 扰动 0 0 100 150 剪切速率/s- 浆体颗粒 絮凝作用 网状结构 图7料浆质量分数对膏体触变性影响 图9全尾砂膏体触变示意图 Fig.7 Impact of slurry concentration on the paste thixotropy Fig.9 Unclassified tailing paste thixotropy process 3.4膏体触变性静止恢复测试 实验结果表明，尾砂浆体具有明显剪切变稀的触 对各实验组膏体进行强搅拌10min,然后分别静 变特性，随着水泥添加量增大、粒级的变细以及浓度的 止不同时间再测试其触变性，得到结果见图8.图8表 增加料浆触变性增强.水泥对料浆触变性有促进作 明，在对料浆进行强搅拌之后其触变性结构被破坏，所 用，是因为水泥比表面积相对较小、颗粒吸附作用强， 测得的触变环面积为零.但是在对料浆静止2min后 同时水泥的添加也会改变颗粒表面的电量分布，促进 所测触变环面积增大，表明料浆在静止后期网状结构 了絮凝作用，增强了颗粒与颗粒之间的相互作用力，外 开始恢复，在静止l5min后仅恢复原面积的3/4左右. 界扰动破坏颗粒之间形成的网状结构所需能量增加， 可以认为，全尾砂膏体料浆触变性可以划分为剪切破 所测得的触变环面积增大.工程科学学报，第 38 卷，第 10 期 生离析，无法保证料浆的稳定性，实验只对另三种尾砂 进行了触变性测试． 从实验结果上看: 当料浆中不含 － 200 目粒级时， 体系触变性几乎为零; 而对于小于 325 目尾砂制备的 浆体具有高灵敏性特征，触变环面积 A 达到80481 Pa·s － 1 ． 图 6 尾砂粒级对触变性影响 Fig． 6 Impact of tailing particle sizes on the paste thixotropy 3. 3 固相质量分数的影响 对不同含量的全尾砂料浆触变特性测试，实验结 果见图 7． 图 7 中看出: 不同质量分数料浆其应力峰值 不同，并随质量分数增大而增大; 料浆的触变特性存在 质量分数临界值，超过该数值料浆表现出明显触变性， 该实验材料其临界值在 72% ～ 74% 之间． 图 7 料浆质量分数对膏体触变性影响 Fig． 7 Impact of slurry concentration on the paste thixotropy 3. 4 膏体触变性静止恢复测试 对各实验组膏体进行强搅拌 10 min，然后分别静 止不同时间再测试其触变性，得到结果见图 8． 图 8 表 明，在对料浆进行强搅拌之后其触变性结构被破坏，所 测得的触变环面积为零． 但是在对料浆静止 2 min 后 所测触变环面积增大，表明料浆在静止后期网状结构 开始恢复，在静止 15 min 后仅恢复原面积的 3 /4 左右． 可以认为，全尾砂膏体料浆触变性可以划分为剪切破 坏和静止恢复两个过程，并具有时间依赖特性，其中剪 切破坏必须有外界的干预，而静止恢复料浆体系可以 自发完成，且过程较为缓慢． 膏体料浆具有网状结构 体系其应力峰值部分归因于粒间键的吸引力，其对扰 动非常敏感，在实验的恒定剪切速率 t2阶段中，屈服应 力逐渐减小( 约 1 min) 并最终趋于某一定值． 图 8 膏体触变性静止恢复测试结果 Fig． 8 Ｒesult of paste thixotropy standing recovery test 4 机理分析 4. 1 尾砂料浆触变性的形成及其影响因素分析 尾砂--水--电解质的悬浮液体系中，颗粒之间在各 种力的相互作用下发生絮凝，在静止状态下形成三维 网状结构，浆体流动性变差，表现出絮凝增稠现象; 但 是在强搅拌扰动下，网状结构发生破坏，料浆流动性 好，表现出剪切变稀现象． 因外界扰动--静止对触变性 影响，浆体中颗粒之间引力与斥力相互作用力场的变 化使颗粒趋向絮凝与分散的发展过程，见图 9． 图 9 全尾砂膏体触变示意图 Fig． 9 Unclassified tailing paste thixotropy process 实验结果表明，尾砂浆体具有明显剪切变稀的触 变特性，随着水泥添加量增大、粒级的变细以及浓度的 增加料浆触变性增强． 水泥对料浆触变性有促进作 用，是因为水泥比表面积相对较小、颗粒吸附作用强， 同时水泥的添加也会改变颗粒表面的电量分布，促进 了絮凝作用，增强了颗粒与颗粒之间的相互作用力，外 界扰动破坏颗粒之间形成的网状结构所需能量增加， 所测得的触变环面积增大． · 6431 ·