·678 北京科技大学学报 第33卷 中的各个砂浆做沉降实验后发现，固液分离界面在 14h,絮凝剂单耗范围为7.5~20gt-1.采用均匀设 到达1400mL刻度线时清晰可见，并且其沉降曲线 计方法，建立三因素六水平的实验方案，其因素组合 几乎为一斜直线，因此用此时斜线的斜率来近似表 见表3. 征入料体积分数的沉降速度.其计算公式为 表3底流浓度实验影响因素组合 H1-H2 Table 3 Factor combination in the experiment of underflow volume con- U=- (2) centration 式中：H,为液面在2000mL刻度线时的高度，cm;H2 实验 砂浆体积 停留 絮凝剂单耗/ 为固液分离界面达到1400mL刻度线时的高度， 编号 分数/% 时间h (gt1) cm;t为固液分离界面到达1400mL刻度线时的时 1 1.7 4 12.5 间，5. 2 3.5 8 20 单位面积固体处理量计算公式为 3 5.4 14 10 G=p.Cvx×10-2×3600 (3) 4 7.5 17.5 式中：G为单位面积固体处理量，h1m2:p,为尾 5 9.7 6 7.5 砂密度，gcm-3;Cv为入料体积分数. 6 12.2 10 5 2.2.2底流浓度 当到达停留时间后，将上清液取出，将底部砂浆 4实验结果 倒出，重新搅拌，称取砂浆质量为M,放入烘箱烘烤 4.1絮凝剂种类筛选实验 24h后，再次称重为M2,底流体积分数计算公式为 絮凝剂种类对全尾砂的沉降效果有很大的影 M 响.分别配制质量分数为0.025%的三种絮凝剂溶 P. Cu =M2 M,-Mz -×100% (4) 液，在相同实验条件（砂浆体积分数5.4%，絮凝剂 P.P 单耗10gt)下，做添加不同絮凝剂砂浆的沉降实 式中：Cu为底流体积分数，%：M,为烘前砂浆质量， 验，并与未添加絮凝剂的作比较，其沉降曲线见 g;M2为烘后干尾砂质量，g;p.为清水密度， 图4.从图4可以看出，三种絮凝剂都能明显改善全 g*cm-3 尾砂浆的沉降效果.E10的改善效果要优于83376 和XT9020,所以选择E10作为絮凝剂添加剂. 3实验方案 45 3.1单位面积固体处理量实验 配制不同体积分数的砂浆，絮凝剂单耗范围为 35 7.5一20gt1.采用均匀设计方法回，以砂浆体积 。-E10 25 ·-XT9020 分数和絮凝剂单耗作为考察因素，建立两因素六水 +-83376 。无絮凝剂 平的实验方案，其因素组合见表2 15 表2单位面积固体处理量实验影响因素组合 Table 2 Factor combination in the experiment of solid handling capacity 40 80120160200240280 per unit area 沉降时间A 实验编号 砂浆体积分数/% 絮凝剂单耗/(gt) 图4添加不同絮凝剂砂浆的沉降曲线 1 1.7 12.5 Fig.4 Settling curves of slurries with different flocculants 2 3.5 20 3 5.4 公 4.2单位面积固体处理量实验 4 7.5 17.5 按表2中的因素组合配制砂浆，做沉降实验，记 5 9.7 7.5 录固液分离界面高度和沉降时间，计算沉降速度和 6 12.2 15 单位面积固体处理量.计算结果见表4. 4.3底流体积分数实验 3.2 底流浓度影响因素实验 按表3中的因素组合配制砂浆，做沉降实验，在 配制不同体积分数的砂浆，停留时间范围为2~ 达到停留时间后，测定其底流体积分数.实验结果北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 中的各个砂浆做沉降实验后发现，固液分离界面在 到达 1 400 mL 刻度线时清晰可见，并且其沉降曲线 几乎为一斜直线，因此用此时斜线的斜率来近似表 征入料体积分数的沉降速度． 其计算公式为 v = H1 － H2 t ( 2) 式中: H1 为液面在 2 000 mL 刻度线时的高度，cm; H2 为固液分离界面达到 1 400 mL 刻度线时的高度， cm; t 为固液分离界面到达 1 400 mL 刻度线时的时 间，s． 单位面积固体处理量计算公式为 G = ρsCVv × 10 － 2 × 3 600 ( 3) 式中: G 为单位面积固体处理量，t·h － 1 ·m － 2 ; ρs 为尾 砂密度，g·cm － 3 ; CV 为入料体积分数． 2. 2. 2 底流浓度 当到达停留时间后，将上清液取出，将底部砂浆 倒出，重新搅拌，称取砂浆质量为 M1，放入烘箱烘烤 24 h 后，再次称重为 M2，底流体积分数计算公式为 CU = M2 ρs M2 ρs + M1 － M2 ρw × 100% ( 4) 式中: CU 为底流体积分数，% ; M1 为烘前砂浆质量， g; M2 为 烘 后 干 尾 砂 质 量，g; ρw 为 清 水 密 度， g·cm － 3 ． 3 实验方案 3. 1 单位面积固体处理量实验 配制不同体积分数的砂浆，絮凝剂单耗范围为 7. 5 ～ 20 g·t － 1 ． 采用均匀设计方法［12］，以砂浆体积 分数和絮凝剂单耗作为考察因素，建立两因素六水 平的实验方案，其因素组合见表 2． 表 2 单位面积固体处理量实验影响因素组合 Table 2 Factor combination in the experiment of solid handling capacity per unit area 实验编号 砂浆体积分数/% 絮凝剂单耗/( g·t － 1 ) 1 1. 7 12. 5 2 3. 5 20 3 5. 4 10 4 7. 5 17. 5 5 9. 7 7. 5 6 12. 2 15 3. 2 底流浓度影响因素实验 配制不同体积分数的砂浆，停留时间范围为2 ～ 14 h，絮凝剂单耗范围为 7. 5 ～ 20 g·t － 1 ． 采用均匀设 计方法，建立三因素六水平的实验方案，其因素组合 见表 3． 表 3 底流浓度实验影响因素组合 Table 3 Factor combination in the experiment of underflow volume con￾centration 实验 编号 砂浆体积 分数/% 停留 时间/h 絮凝剂单耗/ ( g·t － 1 ) 1 1. 7 4 12. 5 2 3. 5 8 20 3 5. 4 14 10 4 7. 5 2 17. 5 5 9. 7 6 7. 5 6 12. 2 10 15 4 实验结果 4. 1 絮凝剂种类筛选实验 絮凝剂种类对全尾砂的沉降效果有很大的影 响． 分别配制质量分数为 0. 025% 的三种絮凝剂溶 液，在相同实验条件( 砂浆体积分数 5. 4% ，絮凝剂 单耗 10 g·t － 1 ) 下，做添加不同絮凝剂砂浆的沉降实 验，并与未添加絮凝剂的作比较，其 沉 降 曲 线 见 图 4． 从图 4 可以看出，三种絮凝剂都能明显改善全 尾砂浆的沉降效果． E10 的改善效果要优于 83376 和 XT9020，所以选择 E10 作为絮凝剂添加剂． 图 4 添加不同絮凝剂砂浆的沉降曲线 Fig． 4 Settling curves of slurries with different flocculants 4. 2 单位面积固体处理量实验 按表 2 中的因素组合配制砂浆，做沉降实验，记 录固液分离界面高度和沉降时间，计算沉降速度和 单位面积固体处理量． 计算结果见表 4． 4. 3 底流体积分数实验 按表 3 中的因素组合配制砂浆，做沉降实验，在 达到停留时间后，测定其底流体积分数． 实验结果 ·678·