工程科学学报.第41卷，第11期：1405-1411.2019年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.41,No.11:1405-1411,November 2019 D0L:10.13374.issn2095-9389.2019.01.16.002,http:/ournals.ustb.cdu.cn 浓密增效剂对尾砂料浆浓密性能的影响及机理 周茜，刘娟红2，)四，吴爱祥，)，王洪江)，付士峰，谷峪) 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室，北京1000833)北京科技大 学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京1000834)河北省建筑科学研究院有限公司，石家庄0500215)河北建研科技有限 公司.石家庄050021 ☒通信作者，E-mail:juanhong1966@hotmail.com 摘要针对膏体充填技术中添加絮凝剂对尾砂浓密后浓度提高有限，且屈服应力增大，流动性降低等问题，研究了絮凝剂 -浓密增效剂共同作用，进一步提高全尾砂膏体充填料浆浓度，降低料浆屈服应力，并从微观角度进行机理分析.结果表明：通 过沉降与流变试验发现，最佳添加工艺为加入絮凝剂沉降完毕后再加入浓密增效剂，固相质量分数可提高8.57%~10.13%. 同时屈服应力降低6.68~12.85P:多组分浓密增效剂不仅能降低单耗与成本，还可以提高膏体充填材料的抗压强度：灰砂质 量比1：12并添加浓密增效剂的膏体充填材料28d抗压强度为2.5MPa,与灰砂质量比1：6未添加浓密增效剂的膏体充填 材料强度相差小于20%：通过总有机碳(TOC)吸附试验与Zta电位试验发现，浓密增效剂具有吸附与分散的作用，会打开絮 凝结构，释放絮团间水，从而提高尾砂浓度，并改善尾砂颗粒的流动性. 关键词膏体充填：料浆浓密：浓密增效剂：机理：吸附与分散 分类号TD853 Effect and mechanism of synergist on tailings slurry thickening performance ZHOU Qian.LIU Juan-hong,WU Ai-xiang WANG Hong-jiang,FU Shi-feng.GU Yu 1)School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Beijing Key Laboratory of Urban Underground Space Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Key Laboratory of the Ministry of Education of China High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 4)Hebei Academy of Building Research Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050021,China 5)Hebei Institute of Technology Co.,Ltd.Shijiazhuang50021,China Corresponding author,E-mail:juanhong1966@hotmail.com ABSTRACT The mine tailings generated from metallic ore not only occupies a large area of surface resources but also easily causes mud-rock flow and tailings dam failure.Moreover,the existence of a large number of underground voids threatens the safety of underground mining operations and can induce mines earthquake and surface subsidence.The paste filling technology involves thickening the mine tailings into paste and placing the paste in underground voids.The technology has been widely accepted and applied around the world for its advantages in safety,environmental protection,economy,and high efficiency.The dewatering of mine tailings is a prerequisite for the paste filling process.In the paste backfill,after tailings thickening,the concentration increase is limited,the yield stress is increased,and fluidity is reduced with flocculant dosage.The flocculant dosage and thickening synergist work together to further increase unclassified tailings paste concentration and reduce slurry yield stress.The mechanism of the thickening synergist was researched from a microscopic point of view.The results show that the best addition method is to add thickening synergist after tailings 收稿日期：2019-01-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51834001)浓密增效剂对尾砂料浆浓密性能的影响及机理 周    茜1)，刘娟红1,2,3) 苣，吴爱祥1,3)，王洪江1,3)，付士峰4)，谷    峪5) 1) 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083    2) 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室，北京 100083    3) 北京科技大 学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083    4) 河北省建筑科学研究院有限公司，石家庄 050021    5) 河北建研科技有限 公司，石家庄 050021 苣通信作者，E-mail: juanhong1966@hotmail.com 摘    要    针对膏体充填技术中添加絮凝剂对尾砂浓密后浓度提高有限，且屈服应力增大，流动性降低等问题，研究了絮凝剂 −浓密增效剂共同作用，进一步提高全尾砂膏体充填料浆浓度，降低料浆屈服应力，并从微观角度进行机理分析. 结果表明：通 过沉降与流变试验发现，最佳添加工艺为加入絮凝剂沉降完毕后再加入浓密增效剂，固相质量分数可提高 8.57%～10.13%， 同时屈服应力降低 6.68～12.85 Pa；多组分浓密增效剂不仅能降低单耗与成本，还可以提高膏体充填材料的抗压强度；灰砂质 量比 1∶12 并添加浓密增效剂的膏体充填材料 28 d 抗压强度为 2.5 MPa，与灰砂质量比 1∶6 未添加浓密增效剂的膏体充填 材料强度相差小于 20%；通过总有机碳（TOC）吸附试验与 Zeta 电位试验发现，浓密增效剂具有吸附与分散的作用，会打开絮 凝结构，释放絮团间水，从而提高尾砂浓度，并改善尾砂颗粒的流动性. 关键词    膏体充填；料浆浓密；浓密增效剂；机理；吸附与分散 分类号    TD853 Effect and mechanism of synergist on tailings slurry thickening performance ZHOU Qian1) ，LIU Juan-hong1,2,3) 苣 ，WU Ai-xiang1,3) ，WANG Hong-jiang1,3) ，FU Shi-feng4) ，GU Yu5) 1) School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Beijing Key Laboratory of Urban Underground Space Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 3) Key Laboratory of the Ministry of Education of China High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 4) Hebei Academy of Building Research Co., Ltd., Shijiazhuang 050021, China 5) Hebei Institute of Technology Co., Ltd., Shijiazhuang 050021, China 苣 Corresponding author, E-mail: juanhong1966@hotmail.com ABSTRACT    The mine tailings generated from metallic ore not only occupies a large area of surface resources but also easily causes mud-rock  flow  and  tailings  dam  failure.  Moreover,  the  existence  of  a  large  number  of  underground  voids  threatens  the  safety  of underground  mining  operations  and  can  induce  mines  earthquake  and  surface  subsidence.  The  paste  filling  technology  involves thickening the mine tailings into paste and placing the paste in underground voids. The technology has been widely accepted and applied around the world for its advantages in safety, environmental protection, economy, and high efficiency. The dewatering of mine tailings is a prerequisite for the paste filling process. In the paste backfill, after tailings thickening, the concentration increase is limited, the yield stress  is  increased,  and  fluidity  is  reduced  with  flocculant  dosage.  The  flocculant  dosage  and  thickening  synergist  work  together  to further increase unclassified tailings paste concentration and reduce slurry yield stress. The mechanism of the thickening synergist was researched from a microscopic point of view. The results show that the best addition method is to add thickening synergist after tailings 收稿日期: 2019−01−16 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (51834001) 工程科学学报，第 41 卷，第 11 期：1405−1411，2019 年 11 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 41, No. 11: 1405−1411, November 2019 DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2019.01.16.002; http://journals.ustb.edu.cn