第6期 王洪江等：全尾砂浓密特性研究及其在浓密机设计中的应用 ·679 见表5. 和=46.8% 表4单位面积固体处理量实验结果 从偏回归平方和大小可知：入料体积分数对单 Table 4 Experimental results of solid handling capacity per unit area 位面积固体处理量贡献性大，敏感性高：其次为絮凝 实验分离界面达到1400mL沉降速度/单位面积固体处理 剂单耗。 编号刻度线时沉降时间/s (cmsl)量/(hlm2) 5.2底流浓度 1 8.3 1.52 2.87 根据表5对底流体积分数进行回归分析，回归 2 5.5 2.29 8.90 方程(R=0.9998)为 3 11.0 1.14 6.87 Cu=21.6+1.26x1+0.0783x2+1.91nx3(7) 4 12.0 1.05 8.76 式中，x3为停留时间，h. 5 64.0 0.20 2.13 从方程(7)可以看出，底流体积分数与砂浆体 6 60.0 0.21 2.85 积分数、停留时间和絮凝剂单耗均正相关 方程中各项对回归的贡献性分析（偏回归平方 表5底流体积分数实验结果 和)： Table 5 Experimental results of underflow volume concentration P(x1)=124,偏回归平方和/回归平方和= 实验编号 2 4 85.5%: 底流体积 27.4031.6434.1033.6637.9442.54 P(x2)=0.901,偏回归平方和/回归平方 分数/% 和=0.4%： P(x)=9.25,偏回归平方和/回归平方 5讨论与分析 和=6.0%. 从偏回归平方和大小可知：入料体积分数对底 5.1单位面积固体处理量 流体积分数贡献性最大，敏感性最高：其次为停留时 根据表4对单位面积固体处理量进行回归分 间；最后为絮凝剂单耗 析，其回归方程（回归精度R=0.9854)为 5.3实验水平内最佳因素组合 G=5.18+2.61x,-0.199x-71.4 (5) 从回归方程来看，停留时间和絮凝剂单耗越大， 式中：1为砂浆体积分数，%：2为絮凝剂单耗， 越有利于砂浆浓密.在实验因素水平内，从单位面 g't-. 积固体处理量和底流体积分数综合考虑，砂浆最佳 从方程(5)中可以看出，在砂浆体积分数一定 入料体积分数为6.65%，停留时间为14h,絮凝剂单 时，单位面积固体处理量与絮凝剂单耗的反比例函 耗为20gt.在现场生产实践中，停留时间和絮凝 数呈负相关 剂单耗要根据现场固体颗粒日处理量、作业时间、底 当絮凝剂单耗一定时，方程(5)对砂浆体积分 流浓度要求以及生产成本等综合考虑来进行调整. 数求偏导数得 5.4验证实验 aG=2.61-0.398x 验证实验中，入料体积分数为6.65%，停留时 (6) dx1 间为5h,絮凝剂添加量为8gt1.误差计算公式为 当C=0时，，=6.56.当x,<6.56时，单位面积固 m=火-水 ×100% (8) 0x1 N, 体处理量与砂浆体积分数正相关：当x1>6.56时， 式中：W为误差，%；N,为公式计算结果；N2为实验 单位面积固体处理量与砂浆体积分数负相关.因此 结果 6.56%为最佳入料体积分数. 实验结果、公式计算结果和误差见表6.从表6 方程中各项对回归的贡献性分析（偏回归平方 可以看出回归公式具有很高的精度，能很好地反映 和)： 出各因素对尾砂浓密效果的影响程度，对现场膏体 P(x)=27.7,偏回归平方和/回归平方 制备工艺有很好的指导意义. 和=58.0%： 6浓密机最小直径分析与估算 P(x)=23.1,偏回归平方和/回归平方 和=48.3%： 根据凯奇沉降模型，在沉降区各层悬浮液浓 P(x2)=22.4,偏回归平方和/回归平方 度均相等，其沉降速度也相等，因此通过沉降区第 6 期 王洪江等: 全尾砂浓密特性研究及其在浓密机设计中的应用 见表 5． 表 4 单位面积固体处理量实验结果 Table 4 Experimental results of solid handling capacity per unit area 实验 编号 分离界面达到 1 400 mL 刻度线时沉降时间/s 沉降速度/ ( cm·s － 1 ) 单位面积固体处理 量/ ( t·h － 1 ·m － 2 ) 1 8. 3 1. 52 2. 87 2 5. 5 2. 29 8. 90 3 11. 0 1. 14 6. 87 4 12. 0 1. 05 8. 76 5 64. 0 0. 20 2. 13 6 60. 0 0. 21 2. 85 表 5 底流体积分数实验结果 Table 5 Experimental results of underflow volume concentration 实验编号 1 2 3 4 5 6 底流体积 分数/% 27. 40 31. 64 34. 10 33. 66 37. 94 42. 54 5 讨论与分析 5. 1 单位面积固体处理量 根据表 4 对单位面积固体处理量进行回归分 析，其回归方程( 回归精度 R = 0. 985 4) 为 G = 5. 18 + 2. 61x1 － 0. 199x 2 1 － 71. 4 x2 ( 5) 式中: x1 为砂浆体积分数，% ; x2 为 絮 凝 剂 单 耗， g·t － 1 ． 从方程( 5) 中可以看出，在砂浆体积分数一定 时，单位面积固体处理量与絮凝剂单耗的反比例函 数呈负相关． 当絮凝剂单耗一定时，方程( 5) 对砂浆体积分 数求偏导数得 G x1 = 2. 61 － 0. 398x1 ( 6) 当 G x1 = 0 时，x1 = 6. 56． 当 x1 ＜ 6. 56 时，单位面积固 体处理量与砂浆体积分数正相关; 当 x1 ＞ 6. 56 时， 单位面积固体处理量与砂浆体积分数负相关． 因此 6. 56% 为最佳入料体积分数． 方程中各项对回归的贡献性分析( 偏回归平方 和) : P( x 2 1 ) = 27. 7，偏 回 归 平 方 和 / 回 归 平 方 和 = 58. 0% ; P( x1 ) = 23. 1，偏 回 归 平 方 和 / 回 归 平 方 和 = 48. 3% ; P( x2 ) = 22. 4，偏 回 归 平 方 和 / 回 归 平 方 和 = 46. 8% ． 从偏回归平方和大小可知: 入料体积分数对单 位面积固体处理量贡献性大，敏感性高; 其次为絮凝 剂单耗． 5. 2 底流浓度 根据表 5 对底流体积分数进行回归分析，回归 方程( R = 0. 999 8) 为 CU = 21. 6 + 1. 26x1 + 0. 078 3x2 + 1. 91lnx3 ( 7) 式中，x3 为停留时间，h． 从方程( 7) 可以看出，底流体积分数与砂浆体 积分数、停留时间和絮凝剂单耗均正相关． 方程中各项对回归的贡献性分析( 偏回归平方 和) : P( x1 ) = 124，偏回归平方和 / 回归平方和 = 85. 5% ; P( x2 ) = 0. 901，偏回归平方和 / 回归平方 和 = 0. 4% ; P( x3 ) = 9. 25，偏 回 归 平 方 和 / 回 归 平 方 和 = 6. 0% ． 从偏回归平方和大小可知: 入料体积分数对底 流体积分数贡献性最大，敏感性最高; 其次为停留时 间; 最后为絮凝剂单耗． 5. 3 实验水平内最佳因素组合 从回归方程来看，停留时间和絮凝剂单耗越大， 越有利于砂浆浓密． 在实验因素水平内，从单位面 积固体处理量和底流体积分数综合考虑，砂浆最佳 入料体积分数为 6. 65% ，停留时间为 14 h，絮凝剂单 耗为 20 g·t － 1 ． 在现场生产实践中，停留时间和絮凝 剂单耗要根据现场固体颗粒日处理量、作业时间、底 流浓度要求以及生产成本等综合考虑来进行调整． 5. 4 验证实验 验证实验中，入料体积分数为 6. 65% ，停留时 间为 5 h，絮凝剂添加量为 8 g·t － 1 ． 误差计算公式为 W = N1 － N2 N2 × 100% ( 8) 式中: W 为误差，% ; N1 为公式计算结果; N2 为实验 结果． 实验结果、公式计算结果和误差见表 6． 从表 6 可以看出回归公式具有很高的精度，能很好地反映 出各因素对尾砂浓密效果的影响程度，对现场膏体 制备工艺有很好的指导意义． 6 浓密机最小直径分析与估算 根据凯奇沉降模型［13］，在沉降区各层悬浮液浓 度均相等，其沉降速度 vh 也相等，因此通过沉降区 ·679·