程海勇等：基于膏体稳定系数的级配表征及屈服应力预测 ·1171· 既具有一定流动性，同时分层离析程度较低的料浆. 体积分数表征了组成膏体的散体颗粒在流场作 对图4(b)中不同灰砂比下的数据进行拟合分析，拟 用下的分布特征.体积分数大小表示散体特征和流 合方程的相关系数R均大于0.96，说明了膏体料浆 体特征占主导的程度，同时在流体曳力、静电作用 屈服应力随体积分数的增长符合y=a·e“指数增长 力、孔隙水压力等作用下，散体特征与流体特征之间 特征，其中y为屈服应力，x为体积分数，a和b为回 存在复杂的交互关系，体积分数是固液作用平衡关 归系数 系的综合表征. 250四 250间 ·一镍矿全尾砂 1:2.x=6.79674x10-.e02615Cv.R2=0.9928 200 ·一铁矿全尾砂 200 14,t。=8.09463×10-5.c037m℃v.2=0.9748 ·水泥 1:6.r=l.17651×10-.e031xv.R=-0.9658 1:12,x=2.47988x10.ea2w81℃v.-0.963 150 l:20,x,-5.72658x10-.en2msc, 150R2-0.9615 100 量一灰砂比1：2 。一灰砂比14 50 ▲一灰砂比1：6 灰砂比1：12 ◆一灰砂比1：20 30 35 40 45 50 90 41 424344 45 46 47 固相体积分数/% 固相体积分数/% 图4屈服应力随体积分数变化曲线.(a)单一材料：(b)双因素条件 Fig.4 Variation curved of yield stress with volume fraction:(a)single condition:(b)double-factor condition 2.2膏体稳定系数对屈服应力的影响 图5所示.随着堆积密实度的增加，特征粒径线性 传统能够反映散体级配特征的参数主要有平均 增大.同时堆积密实度与负累积含量之间呈线性增 粒径、中值粒径、特征粒径等[4-)，如表3所示.实 长关系，密实度越大，负累积含量越小.堆积密实度 验发现，堆积密实度与物料级配存在一定的联系，如 反映了散体物料堆积密实程度和孔隙率大小. 表3尾砂级配特征参数及屈服应力实验结果 Table 3 Characteristic parameters of tailings gradation and experimental results of yield stress 尾砂型号 -20μm颗粒的质量分数/% 中值粒径，do/μm90%过筛粒径，do/μm 平均粒径，d/μm 屈服应力，ro/Pa tailings-1 21.67 57.29 158.53 74.48 89.39 tailings-2 34.35 39.14 141.71 60.90 92.67 tailings-3 43.15 27.55 116.41 45.70 96.64 tailings4 50.73 19.32 100.32 37.76 107.54 tailings-5 56.22 14.90 87.27 31.72 120.43 160间 90- 80 140 120 70 100 60 50 60 40 一粒径小于20um 30 。一粒径小于37山m ▲一粒径小于74μm 20 20 0.46 0.48 0.50 0.52 0.54 0.46 0.48 0.50 0.52 0.54 密实度 密实度 图5密实度与特征粒级(a)及负累积含量(b)的关系 Fig.5 Relationship between compactness and characteristic particle size(a)and accumulation content (b)程海勇等: 基于膏体稳定系数的级配表征及屈服应力预测 既具有一定流动性,同时分层离析程度较低的料浆. 对图 4(b)中不同灰砂比下的数据进行拟合分析,拟 合方程的相关系数 R 2均大于 0郾 96,说明了膏体料浆 屈服应力随体积分数的增长符合 y = a·e bx指数增长 特征,其中 y 为屈服应力,x 为体积分数,a 和 b 为回 归系数. 体积分数表征了组成膏体的散体颗粒在流场作 用下的分布特征. 体积分数大小表示散体特征和流 体特征占主导的程度,同时在流体曳力、静电作用 力、孔隙水压力等作用下,散体特征与流体特征之间 存在复杂的交互关系,体积分数是固液作用平衡关 系的综合表征. 图 4 屈服应力随体积分数变化曲线 郾 (a) 单一材料; (b) 双因素条件 Fig. 4 Variation curved of yield stress with volume fraction: (a) single condition; (b) double鄄factor condition 2郾 2 膏体稳定系数对屈服应力的影响 传统能够反映散体级配特征的参数主要有平均 粒径、中值粒径、特征粒径等[14鄄鄄17] ,如表 3 所示. 实 验发现,堆积密实度与物料级配存在一定的联系,如 图 5 所示. 随着堆积密实度的增加,特征粒径线性 增大. 同时堆积密实度与负累积含量之间呈线性增 长关系,密实度越大,负累积含量越小. 堆积密实度 反映了散体物料堆积密实程度和孔隙率大小. 表 3 尾砂级配特征参数及屈服应力实验结果 Table 3 Characteristic parameters of tailings gradation and experimental results of yield stress 尾砂型号 - 20 滋m 颗粒的质量分数/ % 中值粒径,d50 / 滋m 90% 过筛粒径, d90 / 滋m 平均粒径,d / 滋m 屈服应力,子0 / Pa tailings鄄1 21郾 67 57郾 29 158郾 53 74郾 48 89郾 39 tailings鄄2 34郾 35 39郾 14 141郾 71 60郾 90 92郾 67 tailings鄄3 43郾 15 27郾 55 116郾 41 45郾 70 96郾 64 tailings鄄4 50郾 73 19郾 32 100郾 32 37郾 76 107郾 54 tailings鄄5 56郾 22 14郾 90 87郾 27 31郾 72 120郾 43 图 5 密实度与特征粒级(a)及负累积含量(b)的关系 Fig. 5 Relationship between compactness and characteristic particle size (a) and accumulation content (b) ·1171·