王志凯等：超声波作用下尾砂浆浓密沉降及放砂 ·1315. 心 10 300 8 6 0000200 2 10 10T0 盏 c0.000 粒径μm 图1尾砂粒径分布曲线 Fig.I Particle size distribution curve of tailings 30000 石 2- 钙长石 25000 黄铜矿 黑云母 父 20000 6一拉长石 7一微斜长石 15000 8一石英 10000 8 5000 24机财收 897 8 44 8 8888 10 20 30 40 50 60 70 80 90 20M) 图2尾砂X射线衍射分析 Fig.2 XRD analysis of tailings (b) 型中能够作用1~2个波长的距离，最终正方形的实际 边长设计为15.2cm.考虑相似比，高度设计为 50.2cm.模型如图4所示. 入=/乐 (1) 式中，入为超声波波长，v为超声波传播速度，∫为超声 波的频率 2超声波作用下尾砂浆浓密及放砂试验 图3超声波发生器(a)与超声波换能器(b) Fig.3 Ultrasonic generator (a)and ultrasonic transducer (b) 2.1超声波浓密试验步骤 由于施加超声波沉降浓密的影响因素比较多，本 工艺上过于复杂.所以传统的圆形砂仓壁不适合本次 次试验将一些变化因素固定起来进而考察施加超声波 试验要求，因此将砂仓模型设计成长方体，底部结构为 的影响.固定的因素为： 四棱锥. (1)施加超声波频率固定，为20kHz; 尾砂浆中存在固体和液体两种状态，同时尾砂颗 (2)超声波换能器的位置是固定的，距离砂仓底 粒分布不均匀，导致在不同的区域超声波波长有所不 部13.5cm处： 同.根据水中超声波的传播速度(1500m·s)计算， (3)每次超声波作用时间固定，恒定为5min.其 频率为20kHz的超声波波长按照式(1)计算得到为 他因素均视为相同试验条件下的理想状态 7.5cm,超声波在固体中的传播速度按照2000ms计 将以上的变量固定以后试验方案设计如下所示： 算，得到在固体中的波长为10cm,为了使超声波在模 (1)配制质量分数为40%的尾砂浆，量取尾砂王志凯等: 超声波作用下尾砂浆浓密沉降及放砂 图 1 尾砂粒径分布曲线 Fig. 1 Particle size distribution curve of tailings 图 2 尾砂 X 射线衍射分析 Fig. 2 XRD analysis of tailings 图 3 超声波发生器(a)与超声波换能器(b) Fig. 3 Ultrasonic generator (a) and ultrasonic transducer (b) 工艺上过于复杂. 所以传统的圆形砂仓壁不适合本次 试验要求,因此将砂仓模型设计成长方体,底部结构为 四棱锥. 尾砂浆中存在固体和液体两种状态,同时尾砂颗 粒分布不均匀,导致在不同的区域超声波波长有所不 同. 根据水中超声波的传播速度(1500 m·s - 1 ) 计算, 频率为 20 kHz 的超声波波长按照式(1) 计算得到为 7郾 5 cm,超声波在固体中的传播速度按照 2000 m·s - 1计 算,得到在固体中的波长为 10 cm,为了使超声波在模 型中能够作用 1 ~ 2 个波长的距离,最终正方形的实际 边长 设 计 为 15郾 2 cm. 考 虑 相 似 比, 高 度 设 计 为 50郾 2 cm. 模型如图 4 所示. 姿 = v/ f. (1) 式中,姿 为超声波波长,v 为超声波传播速度,f 为超声 波的频率. 2 超声波作用下尾砂浆浓密及放砂试验 2郾 1 超声波浓密试验步骤 由于施加超声波沉降浓密的影响因素比较多,本 次试验将一些变化因素固定起来进而考察施加超声波 的影响. 固定的因素为: (1)施加超声波频率固定,为 20 kHz; (2)超声波换能器的位置是固定的,距离砂仓底 部 13郾 5 cm 处; (3)每次超声波作用时间固定,恒定为 5 min. 其 他因素均视为相同试验条件下的理想状态. 将以上的变量固定以后试验方案设计如下所示: (1) 配制质量分数为 40% 的尾砂浆,量取尾砂 ·1315·