986 工程科学学报，第42卷，第8期 700 即可达到峰值，此时的固液界面初始沉降速率应 600 该最大.因此，在实际生产中，应该通过控制全尾 砂絮凝沉降参数以及设备结构，以确保全尾砂能 500 形成尺寸最大的絮团并不被剪切破碎而快速沉 400 降，从而提高全尾砂料浆的絮凝沉降效率 300 3结论 200 本文基于全尾砂絮凝过程中絮团弦长的测 100 定，分别以絮团平均弦长和固液界面初始沉降速 0 率为指标，分析了不同絮凝条件下全尾砂絮凝和 40 80120160 200240 Flocculation time/s 沉降行为，主要结论为： 图11不同剪切速率条件下全尾砂絮凝行为 (1)不同絮凝条件下，全尾砂均快速絮凝形成 Fig.11 Flocculation behavior under different shear rates 絮团，絮团的平均弦长快速增长然后随着剪切时 35 间逐渐下降，直至达到稳定状态 (2)全尾砂絮团的平均弦长与絮凝全尾砂料 30 浆固液界面的初始沉降速率随着不同的絮凝条件 1 3 而不断改变，本文中的最优絮凝条件为：Magnafloc 5250絮凝剂、固相质量分数10%、絮凝剂单耗 20 10gt、絮凝剂质量分数0.025%、剪切速率94.8s 46 euadns-uoisuadsns 4 所对应的絮凝过程中絮团平均弦长峰值为620.63m, 338.0s G=412.9s 絮凝结束是絮团平均弦长为399.57μm,絮凝全尾 10 砂料浆固液界面初始沉降速率为4.61mms (3)固液界面初始沉降速率随着絮团平均弦 0 100 200300400500600 Settling time/s 长的增加而增加，初步建立了适用于本文全尾砂的基 因12不同剪切速率条件下絮凝全尾砂料浆沉隆曲线 于絮团平均弦长的固液界面初始沉降速率模型 Fig.12 Settling curves of flocculated tailings slurry under different shear rates 参考文献 6 [1]Wu A X,Yang Y,Cheng H Y,et al.Status and prospects of paste technology in China.Chin J Eng,2018,40(5):517 1=3.4191n-16.03 (吴爱祥，杨莹，程海勇，等.中国膏体技术发展现状与趋势.工 R2=0.9782 程科学学报，2018,40(5)：517) [2]Qi CC,Fourie A.Cemented paste backfill for mineral tailings management:Review and future perspectives.Miner Eng,2019, ◆ 144:106025 3 liim [3]Tan C K,Setiawan R,Bao J,et al.Studies on parameter estimation and model predictive control of paste thickeners.JProcess Control,2015,28:1 100 200 300 400 500 [4] Arjmand R,Massinaei M,Behnamfard A.Improving flocculation Averaged chord length/um and dewatering performance of iron tailings thickeners.J Water 图13固液界面初始沉降速率与絮团弦长的关系 Process Eng,2019,31:100873 Fig.13 Relationship between suspension-superate interface initial [5]Jiao H Z,Wang S F,Yang Y X,et al.Water recovery settling rate and floc chord length improvement by shearing of gravity-thickened tailings for 由式(1)可知，固液界面初始沉降速率随着絮 cemented paste backfill.J Clean Prod,2020,245:118882 [6]Tanguay M,Fawell P,Adkins S.Modelling the impact of two 团平均弦长的增加而增加，由前面的不同絮凝条 different flocculants on the performance of a thickener feedwell. 件下全尾砂絮团平均弦长随着絮凝反应时间变化 4 ppl Math Model,,2014,38(17-18:4262 规律可知，在较短的时间内全尾砂絮团平均弦长 [7]Zhang Q L,Wang S,Wang X M.Influence rules of unit由式（1）可知，固液界面初始沉降速率随着絮 团平均弦长的增加而增加，由前面的不同絮凝条 件下全尾砂絮团平均弦长随着絮凝反应时间变化 规律可知，在较短的时间内全尾砂絮团平均弦长 即可达到峰值，此时的固液界面初始沉降速率应 该最大. 因此，在实际生产中，应该通过控制全尾 砂絮凝沉降参数以及设备结构，以确保全尾砂能 形成尺寸最大的絮团并不被剪切破碎而快速沉 降，从而提高全尾砂料浆的絮凝沉降效率. 3    结论 本文基于全尾砂絮凝过程中絮团弦长的测 定，分别以絮团平均弦长和固液界面初始沉降速 率为指标，分析了不同絮凝条件下全尾砂絮凝和 沉降行为，主要结论为： （1）不同絮凝条件下，全尾砂均快速絮凝形成 絮团，絮团的平均弦长快速增长然后随着剪切时 间逐渐下降，直至达到稳定状态. （2）全尾砂絮团的平均弦长与絮凝全尾砂料 浆固液界面的初始沉降速率随着不同的絮凝条件 而不断改变，本文中的最优絮凝条件为：Magnafloc 5250 絮凝剂 、固相质量分 数 10%、絮凝剂单耗 10 g·t−1、絮凝剂质量分数 0.025%、剪切速率 94.8 s−1 . 所对应的絮凝过程中絮团平均弦长峰值为 620.63 μm， 絮凝结束是絮团平均弦长为 399.57 μm，絮凝全尾 砂料浆固液界面初始沉降速率为 4.61 mm·s−1 . （3）固液界面初始沉降速率随着絮团平均弦 长的增加而增加，初步建立了适用于本文全尾砂的基 于絮团平均弦长的固液界面初始沉降速率模型. 参    考    文    献 Wu A X, Yang Y, Cheng H Y, et al. Status and prospects of paste technology in China. Chin J Eng, 2018, 40（5）: 517 （吴爱祥, 杨莹, 程海勇, 等. 中国膏体技术发展现状与趋势. 工 程科学学报, 2018, 40（5）：517） [1] Qi  C  C,  Fourie  A.  Cemented  paste  backfill  for  mineral  tailings management:  Review  and  future  perspectives. Miner Eng,  2019, 144: 106025 [2] Tan C K, Setiawan R, Bao J, et al. Studies on parameter estimation and  model  predictive  control  of  paste  thickeners. J Process Control, 2015, 28: 1 [3] Arjmand R, Massinaei M, Behnamfard A. Improving flocculation and  dewatering  performance  of  iron  tailings  thickeners. J Water Process Eng, 2019, 31: 100873 [4] Jiao  H  Z,  Wang  S  F,  Yang  Y  X,  et  al.  Water  recovery improvement  by  shearing  of  gravity-thickened  tailings  for cemented paste backfill. J Clean Prod, 2020, 245: 118882 [5] Tanguay  M,  Fawell  P,  Adkins  S.  Modelling  the  impact  of  two different  flocculants  on  the  performance  of  a  thickener  feedwell. Appl Math Model, 2014, 38（17-18）: 4262 [6] [7] Zhang  Q  L,  Wang  S,  Wang  X  M.  Influence  rules  of  unit 0 0 200 300 100 700 400 500 600 80 Flocculation time/s Averaged chord length/μm 40 120 200 160 240 G=51.6 s−1 G=94.8 s−1 G=146.0 s−1 G=204.0 s−1 G=268.2 s−1 G=338.0 s−1 G=412.9 s−1 图 11    不同剪切速率条件下全尾砂絮凝行为 Fig.11    Flocculation behavior under different shear rates G=51.6 s−1 G=94.8 s−1 G=146.0 s−1 G=204.0 s−1 G=268.2 s−1 G=338.0 s−1 G=412.9 s−1 0 5 15 10 35 20 25 30 200 Settling time/s Suspension-supernate interface height/cm 100 300 500 400 600 0 15 35 20 25 30 40 Settling time/s Slope=−0.461 Suspension-supernate interface height/cm 20 60 10 图 12    不同剪切速率条件下絮凝全尾砂料浆沉降曲线 Fig.12     Settling  curves  of  flocculated  tailings  slurry  under  different shear rates y=3.419lnx−16.03 R 2=0.9782 100 0 2 1 6 3 4 5 200 Averaged chord length/μm Initial settling rate/(mm·s−1 ) 300 500 400 图 13    固液界面初始沉降速率与絮团弦长的关系 Fig.13     Relationship  between  suspension –supernate  interface  initial settling rate and floc chord length · 986 · 工程科学学报，第 42 卷，第 8 期