thixotropic model for tailings pastes proposed by Zhang et al.was proposed.To reveal the influence of particle size on thixotropy of tailings pastes,samples of various mean particle sizes prepared from the same tailings were applied in the constant shear rate experiments.Results show that the tailings pastes of interest display significant thixotropy that leads to the shear-thinning phenomenon under steady shear rates.In the steady state,static yield stress,dynamic yield stress,and Bingham viscosity appear to correlate linearly to the reciprocal of square of mean particle size.As for the transient state,the corresponding fit parameters show strong linear dependence on the mean particle size.The proposed equilibrium and thixotropic models are valid.The forecasting models for equilibrium and transient shear stress are established based on data fit,which attributes to the quantitative characterization of steady-state and transient rheology for thixotropic tailings pastes under the effect of particle size. KEY WORDS particle size;tailings paste;thixotropy;rheological parameters;forecasting model 高浓度料浆充填和堆存技术是尾砂绿色无害化处理的重要手段[1]，该技不将尾沙掺加水和胶结 剂后制成高浓度料浆即膏体，再将其输送到井下采场或堆存在地表。尾砂膏体固体体积分数高，是 典型的非牛顿流体，具有屈服应力，在膏体制备、管道输送和堆存过程绅还会表现显著的触变性 [2]。触变性被定义为：充分静置的料浆流动时黏度随时间不断减小，流动终止后黏度随即恢复的现 象3,4]。有效预测尾砂膏体的流变行为是调控膏体流动行为的前提复杂工况下的流变预测更是流 变学者们关心的问题5]，阐明尾砂音体的触变性是全面理解其流变性的重要补充。 影响料浆触变性的因素有温度[4]、剪切作用[3]、灰欧化和浓度[6]等。颗粒粒径是影响膏体料 浆流动行为的重要因素7)，其对料浆流变性的影响得到大很多关注[8]，但与触变性的关联尚未见 报道。不同的颗粒粒径造成不同尾砂料浆间流变性的差异[/生产工艺波动使得产出的尾砂颗粒粒 径常处于变化的状态，因而造成音体流变性和触变性变化)。小于20的细颗粒能够形成较强 的静电力和胶体作用，随着尾砂逐渐变细，胶体作角会更显著[10]。颗粒粒径对尾砂膏体触变性的 影响研究尚不丰富，亟需深入研究。 传统尾砂料浆流变学研究更注重稳态条件下颗粒粒径与剪切应力、黏度之间的关系[11]。稳态 即料浆内部结构不再随剪切时间发生变化的状态。尾砂颗粒粒径和级配是流变性的重要影响因素 [12]。H等总结了颗粒粒径和级配对尾砂料浆流动性的影响，发现现存的研究成果差异较大 [13]。Lcog等分析了平均粒径与屈服应力之间的定量关系，并建立了经验模型[8]。刘晓辉等在研 究膏体流变性时发现膏体屈服力随着细颗粒含量增长呈先增后减的趋势[14]。当料浆所受到的剪 切历史发生变化，料浆处瞬态、此时料浆内部结构随时间变化。瞬态条件下，触变性料浆的流变 行为复杂，颗粒粒径影响流变为的定量分析需要研究者对音体的触变性有充分的认识。 触变性研究方面的综述丰富[3,4]，也吸引了矿业领域学者的关注[15]。经典的触变动力学模型 由Moore提出[16尽管触变理论出现较早，近年来仍不断发展[17,18]。程海勇研究了颗粒级配对 尾砂膏体触变性的影响[9]，但并未深入到触变模型层面。杨柳华研究了尾砂膏体搅拌制备过程中 的触变现象20没有涉及触变模型。触变模型研究不仅能够帮助理解料浆的瞬态流变行为，也为 数值模拟研究提供理论工具[21]。Zhang et al..提出了适用于尾砂胶结料浆的触变性模型[6]，能够表 征稳态和瞬态条件下料浆触变性的演化规律，为研究颗粒粒径对触变性的影响研究奠定方法基础。 本文将结合触变性演化模型，首先验证不同颗粒粒径时触变性理论体系的有效性。其次，通过 恒剪切速率实验得到料浆的剪切应力衰减曲线，利用上述结果验证稳态和瞬态条件下触变性模型。 最后，借助数据拟合，建立函数表征剪切速率、颗粒粒径与稳态、瞬态流变参数的关联，实现尾砂 膏体触变性定量分析。 1实验材料和方法 2.1实验材料thixotropic model for tailings pastes proposed by Zhang et al. was proposed. To reveal the influence of particle size on thixotropy of tailings pastes, samples of various mean particle sizes prepared from the same tailings were applied in the constant shear rate experiments. Results show that the tailings pastes of interest display significant thixotropy that leads to the shear-thinning phenomenon under steady shear rates. In the steady state, static yield stress, dynamic yield stress, and Bingham viscosity appear to correlate linearly to the reciprocal of square of mean particle size. As for the transient state, the corresponding fit parameters show strong linear dependence on the mean particle size. The proposed equilibrium and thixotropic models are valid. The forecasting models for equilibrium and transient shear stress are established based on data fit, which attributes to the quantitative characterization of steady-state and transient rheology for thixotropic tailings pastes under the effect of particle size. KEY WORDS particle size; tailings paste; thixotropy ; rheological parameters; forecasting model 高浓度料浆充填和堆存技术是尾砂绿色无害化处理的重要手段[1]，该技术将尾砂掺加水和胶结 剂后制成高浓度料浆即膏体，再将其输送到井下采场或堆存在地表。尾砂膏体固体体积分数高，是 典型的非牛顿流体，具有屈服应力，在膏体制备、管道输送和堆存过程中还会表现显著的触变性 [2]。触变性被定义为：充分静置的料浆流动时黏度随时间不断减小，流动终止后黏度随即恢复的现 象[3, 4]。有效预测尾砂膏体的流变行为是调控膏体流动行为的前提，复杂工况下的流变预测更是流 变学者们关心的问题[5]，阐明尾砂膏体的触变性是全面理解其流变性的重要补充。 影响料浆触变性的因素有温度[4]、剪切作用[3]、灰砂比和浓度[6]等。颗粒粒径是影响膏体料 浆流动行为的重要因素[7]，其对料浆流变性的影响得到了很多关注[8]，但与触变性的关联尚未见 报道。不同的颗粒粒径造成不同尾砂料浆间流变性的差异[9]，生产工艺波动使得产出的尾砂颗粒粒 径常处于变化的状态，因而造成膏体流变性和触变性的变化[7]。小于 20 μm 的细颗粒能够形成较强 的静电力和胶体作用，随着尾砂逐渐变细，胶体作用会更显著[10]。颗粒粒径对尾砂膏体触变性的 影响研究尚不丰富，亟需深入研究。 传统尾砂料浆流变学研究更注重稳态条件下颗粒粒径与剪切应力、黏度之间的关系[11]。稳态 即料浆内部结构不再随剪切时间发生变化的状态。尾砂颗粒粒径和级配是流变性的重要影响因素 [12]。He 等总结了颗粒粒径和级配对尾砂料浆流动性的影响，发现现存的研究成果差异较大 [13]。Leong 等分析了平均粒径与屈服应力之间的定量关系，并建立了经验模型[8]。刘晓辉等在研 究膏体流变性时发现膏体屈服应力随着细颗粒含量增长呈先增后减的趋势[14]。当料浆所受到的剪 切历史发生变化，料浆处于瞬态，此时料浆内部结构随时间变化。瞬态条件下，触变性料浆的流变 行为复杂，颗粒粒径影响流变行为的定量分析需要研究者对膏体的触变性有充分的认识。 触变性研究方面的综述丰富[3, 4]，也吸引了矿业领域学者的关注[15]。经典的触变动力学模型 由 Moore 提出[16]，尽管触变理论出现较早，近年来仍不断发展[17, 18]。程海勇研究了颗粒级配对 尾砂膏体触变性的影响[19]，但并未深入到触变模型层面。杨柳华研究了尾砂膏体搅拌制备过程中 的触变现象[20]，没有涉及触变模型。触变模型研究不仅能够帮助理解料浆的瞬态流变行为，也为 数值模拟研究提供理论工具[21]。Zhang et al. 提出了适用于尾砂胶结料浆的触变性模型[6]，能够表 征稳态和瞬态条件下料浆触变性的演化规律，为研究颗粒粒径对触变性的影响研究奠定方法基础。 本文将结合触变性演化模型，首先验证不同颗粒粒径时触变性理论体系的有效性。其次，通过 恒剪切速率实验得到料浆的剪切应力衰减曲线，利用上述结果验证稳态和瞬态条件下触变性模型。 最后，借助数据拟合，建立函数表征剪切速率、颗粒粒径与稳态、瞬态流变参数的关联，实现尾砂 膏体触变性定量分析。 1 实验材料和方法 2.1 实验材料 录用稿件，非最终出版稿