第12期 李辉等：基于尾砂沉降与流变特性的深锥浓密机压耙分析 ·1555· 图4R/S+型流变仪测试图 Fig.4 R/S+type rheometer test diagram 700 图3深锥相似模型图 ·一进料浓度10% 600 ·进料浓度20% Fig.3 Deep cone model diagram ▲一进料浓度30% 500 进料浓度40% 配制浓度为10%、20%、30%和40%的全尾砂料 400 浆，分别添加不同剂量(0,10,20,30,40g-t-1)的 300 絮凝剂(PAM),絮凝剂的质量分数为0.3%.将絮凝 200 剂溶液加入不同浓度尾砂浆后，测尾砂液面在不同 100 时间的沉降高度.沉降速度：澄清液面高度差△1与 该时间段△t的比值，mm-min-1.沉降浓度：沉降 10 100 进行一定时间(24h)后，液面固定于某高度不再下 沉降时间/min 降，尾矿沉降至极限状态，此时模型上部为澄清的 水柱，下部为沉降压实的尾矿，此浓度即为极限沉 图5不同浓度沉降时间与沉降速度关系 降浓度.根据下式计算极限沉降浓度： Fig.5 Relationship between sedimentation time and sedi- mentation velocity for different concentrations CL Ws/(Ww -Wws Ws)x 100%. (1) 74 式中：C为静水极限浓度：Ws为尾砂质量，g:Ww 为配制料浆用水量，g:Wws为澄清水柱的质量，g 73 运用R/S+型流变仪，采用恒定剪切速率(5 72 s~1)模拟深锥浓密机运行状态，测定不同浓度料浆 随时间变化的剪切应力值和扭矩值（见图4）.根据 71 y=68.355+0.1365x 现场深锥浓密机底流浓度(74%~76%)，配制浓度为 70 70%、72%、74%和76%全尾砂料浆，设定剪切时间 为400s,剪切速率为5s-1 10 152025303540 4结果及分析 尾砂浆初始浓度/% 4.1全尾砂料浆浓度对浓密效果影响 图6初始浓度与极限沉降浓度关系 在给定絮凝剂单耗(20gt-1)条件下，不同尾 Fig.6 Relationship between initial concentration and limit 砂料浆浓度絮凝沉降速度与时间变化规律和尾砂浆 settlement concentration 初始浓度与极限沉降浓度关系如图5和图6所示. 象.在相同絮凝剂单耗(20gt-1)下，浓度越低，最 由图5可以看出，絮凝沉降在实验最初2mim 大絮凝沉降速度越大，即沉降速度与浓度负相关 内效果显著，沉降速度变化幅度较大，呈先升后降 浓度每增加10%，沉降最大速度都要下降50%以上， 趋势.随后大部分时间内沉降速度较小，呈压密现 即尾砂浆初始浓度对于沉降速度的影响较大.因此，第 12 期 李 辉等：基于尾砂沉降与流变特性的深锥浓密机压耙分析 1555 ·· 图 3 深锥相似模型图 Fig.3 Deep cone model diagram 配制浓度为 10%、20%、30%和 40%的全尾砂料 浆，分别添加不同剂量 (0，10，20，30，40 g·t −1 ) 的 絮凝剂 (PAM)，絮凝剂的质量分数为 0.3%. 将絮凝 剂溶液加入不同浓度尾砂浆后，测尾砂液面在不同 时间的沉降高度. 沉降速度：澄清液面高度差 ∆l 与 该时间段 ∆t 的比值，mm·min−1 . 沉降浓度：沉降 进行一定时间 (24 h) 后，液面固定于某高度不再下 降，尾矿沉降至极限状态，此时模型上部为澄清的 水柱，下部为沉降压实的尾矿，此浓度即为极限沉 降浓度. 根据下式计算极限沉降浓度： CL = WS/(WW − WWS + WS) × 100%. (1) 式中：CL 为静水极限浓度；WS 为尾砂质量，g；WW 为配制料浆用水量，g；WWS 为澄清水柱的质量，g. 运用 R/S+ 型流变仪，采用恒定剪切速率 (5 s −1 ) 模拟深锥浓密机运行状态，测定不同浓度料浆 随时间变化的剪切应力值和扭矩值 (见图 4). 根据 现场深锥浓密机底流浓度 (74%∼76%)，配制浓度为 70%、72%、74%和 76%全尾砂料浆，设定剪切时间 为 400 s，剪切速率为 5 s−1 . 4 结果及分析 4.1 全尾砂料浆浓度对浓密效果影响 在给定絮凝剂单耗 (20 g·t −1 ) 条件下，不同尾 砂料浆浓度絮凝沉降速度与时间变化规律和尾砂浆 初始浓度与极限沉降浓度关系如图 5 和图 6 所示. 由图 5 可以看出，絮凝沉降在实验最初 2 min 内效果显著，沉降速度变化幅度较大，呈先升后降 趋势. 随后大部分时间内沉降速度较小，呈压密现 图 4 R/S+ 型流变仪测试图 Fig.4 R/S+ type rheometer test diagram 图 5 不同浓度沉降时间与沉降速度关系 Fig.5 Relationship between sedimentation time and sedi￾mentation velocity for different concentrations 图 6 初始浓度与极限沉降浓度关系 Fig.6 Relationship between initial concentration and limit settlement concentration 象. 在相同絮凝剂单耗 (20 g·t −1 ) 下，浓度越低，最 大絮凝沉降速度越大，即沉降速度与浓度负相关. 浓度每增加 10%，沉降最大速度都要下降 50%以上， 即尾砂浆初始浓度对于沉降速度的影响较大. 因此