工程科学学报.第43卷.第10期：1276-1282.2021年10月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.10:1276-1282,October 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.08.01.002;http://cje.ustb.edu.cn 絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响 阮竹恩12)，吴爱祥)，王贻明，王勇)，王建栋) 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)北京科技大学顺德研究生院.佛山528399 ☒通信作者，E-mail:wuaixiang@126.com 摘要深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压粑，为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆 的屈服应力进行原位测量，并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量，进而分析了絮 凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响规律.研究发现，絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆的屈服应力有显著影响，H和絮 凝剂单耗通过影响尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量进而影响浓缩超细尾砂料浆的屈服应力，屈服应力随着pH和絮凝剂单耗的 增大均不断增大，综合考虑尾砂料浆的絮凝沉降效果和所得浓缩超细尾砂料浆的屈服应力，最佳絮凝条件是pH值为11和 絮凝剂单耗为15gr',在此最优条件下料浆固液界面的初始沉降速率为0.4565mms,沉降后上清液浊度为143NTU,底部 沉积尾砂料浆的固相质量分数为51.56%、屈服应力为243.18Pa.初步建立了适用于超细人造尾砂的基于絮凝剂吸附量的屈 服应力模型，屈服应力随尾砂颗粒表面单位面积的絮凝剂吸附量的增大而增大，为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数提供 参考. 关键词尾砂：絮凝沉降：总有机碳：絮凝剂吸附：屈服应力 分类号TD853 Effect of flocculation sedimentation on the yield stress of thickened ultrafine tailings slurry RUAN Zhu-en2),WU Ai-xiang,WANG Yi-ming,WANG Yong,WANG Jian-dong 1)School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Shunde Graduate School,University of Science and Technology Beijing,Foshan 528399,China Corresponding author,E-mail:wuaixiang@126.com ABSTRACT With the advantages of efficiency and economy,deep-cone thickener(DCT)has been increasingly applied in tailings management.The rake in the DCT is essential for obtaining high-concentration underflow slurry;thus,more emphasis was placed on the effects of rakes on the underflow concentration.However,high concentration means high yield stress,which may lead to rake blockage. Therefore,this study investigated the effects of flocculation and sedimentation on the yield stress of thickened ultrafine tailings slurry. First,flocculation and sedimentation experiments were conducted under a pH range of 8 to 11 and flocculant dosage of 0 to 45 g't to obtain different thickened ultrafine tailings slurries.Then,the yield stress was measured through an in situ test.Finally,the amount of flocculant adsorbed on the tailings particle surface was analyzed by total organic carbon analysis.The amount of flocculant adsorbed on the tailings particles surface increased with the pH and flocculant dosage over the entire experiment range.Then,the yield stress increased with the increase in the amount of adsorbed flocculant,indicating that flocculation sedimentation has a significant influence on the yield stress.Based on the flocculation sedimentation behavior and yield stress,the optimal conditions were a pH of 8 and flocculant 收稿日期：2020-08-01 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(51834001)：国家自然科学基金面上资助项目(51674012)：中国博士后科学基金资助项目 (2021M690011):国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51804015)：北京市自然科学基金资助项目(8192029)：中央高校基本科研业务 费专项资金资助项目(06500121)絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响 阮竹恩1,2)，吴爱祥1) 苣，王贻明1)，王    勇1)，王建栋1) 1) 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083    2) 北京科技大学顺德研究生院，佛山 528399 苣通信作者， E-mail：wuaixiang@126.com 摘    要    深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压耙，为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆 的屈服应力进行原位测量，并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量，进而分析了絮 凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响规律. 研究发现，絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆的屈服应力有显著影响，pH 和絮 凝剂单耗通过影响尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量进而影响浓缩超细尾砂料浆的屈服应力，屈服应力随着 pH 和絮凝剂单耗的 增大均不断增大. 综合考虑尾砂料浆的絮凝沉降效果和所得浓缩超细尾砂料浆的屈服应力，最佳絮凝条件是 pH 值为 11 和 絮凝剂单耗为 15 g·t−1，在此最优条件下料浆固液界面的初始沉降速率为 0.4565 mm·s−1，沉降后上清液浊度为 143 NTU，底部 沉积尾砂料浆的固相质量分数为 51.56%、屈服应力为 243.18 Pa. 初步建立了适用于超细人造尾砂的基于絮凝剂吸附量的屈 服应力模型，屈服应力随尾砂颗粒表面单位面积的絮凝剂吸附量的增大而增大，为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数提供 参考. 关键词    尾砂；絮凝沉降；总有机碳；絮凝剂吸附；屈服应力 分类号    TD853 Effect  of  flocculation  sedimentation  on  the  yield  stress  of  thickened  ultrafine tailings slurry RUAN Zhu-en1,2) ，WU Ai-xiang1) 苣 ，WANG Yi-ming1) ，WANG Yong1) ，WANG Jian-dong1) 1) School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Shunde Graduate School, University of Science and Technology Beijing, Foshan 528399, China 苣 Corresponding author, E-mail: wuaixiang@126.com ABSTRACT    With  the  advantages  of  efficiency  and  economy,  deep-cone  thickener  (DCT)  has  been  increasingly  applied  in  tailings management. The rake in the DCT is essential for obtaining high-concentration underflow slurry; thus, more emphasis was placed on the effects of rakes on the underflow concentration. However, high concentration means high yield stress, which may lead to rake blockage. Therefore, this study investigated the effects of flocculation and sedimentation on the yield stress of thickened ultrafine tailings slurry. First, flocculation and sedimentation experiments were conducted under a pH range of 8 to 11 and flocculant dosage of 0 to 45 g·t−1 to obtain different thickened ultrafine tailings slurries. Then, the yield stress was measured through an in situ test. Finally, the amount of flocculant adsorbed on the tailings particle surface was analyzed by total organic carbon analysis. The amount of flocculant adsorbed on the  tailings  particles  surface  increased  with  the  pH  and  flocculant  dosage  over  the  entire  experiment  range.  Then,  the  yield  stress increased with the increase in the amount of adsorbed flocculant, indicating that flocculation sedimentation has a significant influence on the yield stress. Based on the flocculation sedimentation behavior and yield stress, the optimal conditions were a pH of 8 and flocculant 收稿日期: 2020−08−01 基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目（51834001）；国家自然科学基金面上资助项目（51674012）；中国博士后科学基金资助项目 （2021M690011）；国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51804015）；北京市自然科学基金资助项目（8192029）；中央高校基本科研业务 费专项资金资助项目（06500121） 工程科学学报，第 43 卷，第 10 期：1276−1282，2021 年 10 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 10: 1276−1282, October 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.08.01.002; http://cje.ustb.edu.cn