984 工程科学学报，第42卷，第8期 剪切作用的持续进行，不同固相质量分数下的 大，达到0.493kgsm2,因此针对本文的絮凝条件， CL4mm近似分为三组：402m左右(SF=5%、10%): 最佳固相质量分数为10%. 213um(SF=15%);135um左右(SF=20%、25%) 2.3絮凝剂单耗与絮凝剂质量分数对全尾砂絮凝 2.2.2固相质量分数对絮凝全尾砂料浆沉降行为 沉降行为的影响 的影响 2.3.1絮凝剂单耗与絮凝剂质量分数对全尾砂絮 不同固相质量分数条件下絮凝全尾砂料浆沉 凝行为的影响 降曲线如图8所示.和CL4mim类似，不同固相质量 在絮凝剂为Magnafloc5250、剪切速率为 分数下的固液界面的初始沉降速率也近似分为三 94.8s、絮凝剂质量分数为0.025%时，不同絮凝 组：4.71mms左右(SF=5%、10%);2.34mms1 剂单耗(5、10、15和25gt)的全尾砂料浆絮凝 (SF=15%);0.74mms左右(SF=20%、25%).其 行为如图9(a)所示.由图9(a)可知，CLmax和 中，固相质量分数为5%时，初始沉降速率最大，达 CL4mim随着絮凝剂单耗的增加而先增大后减小，均 到4.81mms.但是，在固相质量分数不同时，不 在15gt时最大.同时，不同絮凝剂单耗条件下的 能仅以固液界面初始沉降速率来评判沉降效果， CL4min近似分为三组：466um(FD=15gt);399um 而应该用固体通量，即单位时间通过单位面积的 左右(FD=10、20和25gt);212m(FD=5gt) 质量来评价沉降效果.根据固相质量分数（密度） 这是因为，高分子絮凝剂和全尾砂的絮凝作用属 和初始沉降速率即可得出不同固相质量分数下的 于桥接絮凝，在絮凝剂单耗较低时(5gt、10gt), 固体通量，当固相质量分数为10%时，固体通量最 因絮凝剂的不足而导致絮凝效果不佳；而在絮凝 剂单耗过高时(20gt、25gt),因絮凝剂的过量 导致全尾砂颗粒表面全被絮凝剂覆盖而不能和其 30 它颗粒桥接形成絮团，絮凝效果也不佳 25 481 在絮凝剂为Magnafloc5250、剪切速率为94.8s、 20 絮凝剂单耗为10gt时，不同絮凝剂质量分数 (0.005%、0.025%、0.05%、0.10%和0.15%)的全尾 ewadns-uoisuadsns 砂料浆絮凝行为分别如图9(b)所示.由图9(b)可 10 知，CLmax和CL4mn随着絮凝剂质量分数的变化不 明显，分别在550um和380um左右.虽然本文中 絮凝剂质量分数不同，但是絮凝剂溶液加入到全 100 200300400 500600 Settling time/s 尾砂料浆后，整个反应体系的总体积都是1000mL, 图8不同固相质量分数条件下絮凝全尾砂料浆沉降曲线 由于流场剪切作用，絮凝剂溶液和全尾砂料浆快 Fig.8 Settling curves of flocculated tailings slurry under different solid 速混合，整个反应体系的絮凝剂质量分数均相同， mass fractions 因此，絮凝剂质量分数对絮凝效果的影响并不大 700 700 (a) (b) 600 600 500 500 400 400 300 300 200 FD=5g-t 200 FD=10 FD=15 100 FF=0.05% FD-20gt ·FF=0.10% FD=25 gt- FF=0.15% 40 80120160 200 240 40 80120160200.240 Flocculation time/s Flocculation time/s 图9 不同絮凝剂单耗()与絮凝剂质量分数(b)条件下全尾砂絮凝行为 Fig.9 Flocculation behavior under different flocculant dosages(a)and flocculant mass fractions(b)剪切作用的持续进行 ，不同固相质量分数下的 CL4min 近似分为三组：402 μm 左右（SF=5%、10%）； 213 μm（SF=15%）；135 μm 左右（SF=20%、25%）. 2.2.2    固相质量分数对絮凝全尾砂料浆沉降行为 的影响 不同固相质量分数条件下絮凝全尾砂料浆沉 降曲线如图 8 所示. 和 CL4min 类似，不同固相质量 分数下的固液界面的初始沉降速率也近似分为三 组 ： 4.71  mm·s−1 左右 （ SF=5%、 10%） ； 2.34  mm·s−1 （ SF=15%） ； 0.74 mm·s−1 左右（ SF=20%、 25%） . 其 中，固相质量分数为 5% 时，初始沉降速率最大，达 到 4.81 mm·s−1 . 但是，在固相质量分数不同时，不 能仅以固液界面初始沉降速率来评判沉降效果， 而应该用固体通量，即单位时间通过单位面积的 质量来评价沉降效果. 根据固相质量分数（密度） 和初始沉降速率即可得出不同固相质量分数下的 固体通量，当固相质量分数为 10% 时，固体通量最 大，达到 0.493 kg·s−1·m−2，因此针对本文的絮凝条件， 最佳固相质量分数为 10%. 2.3    絮凝剂单耗与絮凝剂质量分数对全尾砂絮凝 沉降行为的影响 2.3.1    絮凝剂单耗与絮凝剂质量分数对全尾砂絮 凝行为的影响 在 絮 凝 剂 为 Magnafloc 5250、 剪 切 速 率 为 94.8 s−1、絮凝剂质量分数为 0.025% 时，不同絮凝 剂单耗（ 5、10、15 和 25 g·t−1）的全尾砂料浆絮凝 行为如 图 9（ a） 所 示 . 由 图 9（ a） 可知 ， CLmax 和 CL4min 随着絮凝剂单耗的增加而先增大后减小，均 在 15 g·t−1 时最大. 同时，不同絮凝剂单耗条件下的 CL4min 近似分为三组：466 μm（FD=15 g·t−1）；399 μm 左右（FD=10、20 和 25 g·t−1） ；212 μm（FD=5 g·t−1）. 这是因为，高分子絮凝剂和全尾砂的絮凝作用属 于桥接絮凝，在絮凝剂单耗较低时（5 g·t−1、10 g·t−1）， 因絮凝剂的不足而导致絮凝效果不佳；而在絮凝 剂单耗过高时（20 g·t−1、25 g·t−1），因絮凝剂的过量 导致全尾砂颗粒表面全被絮凝剂覆盖而不能和其 它颗粒桥接形成絮团，絮凝效果也不佳. 在絮凝剂为Magnafloc 5250、剪切速率为94.8 s−1、 絮凝剂单耗为 10 g·t−1 时，不同絮凝剂质量分数 （0.005%、0.025%、0.05%、0.10% 和 0.15%）的全尾 砂料浆絮凝行为分别如图 9（b）所示. 由图 9（b）可 知，CLmax 和 CL4min 随着絮凝剂质量分数的变化不 明显，分别在 550 μm 和 380 μm 左右. 虽然本文中 絮凝剂质量分数不同，但是絮凝剂溶液加入到全 尾砂料浆后，整个反应体系的总体积都是 1000 mL， 由于流场剪切作用，絮凝剂溶液和全尾砂料浆快 速混合，整个反应体系的絮凝剂质量分数均相同， 因此，絮凝剂质量分数对絮凝效果的影响并不大. 0 0 10 5 35 15 20 25 30 200 Settling time/s Suspension-supernate interface height/cm 100 300 500 400 600 0 10 35 15 20 25 30 40 Settling time/s Slope=−0.481 Suspension-supernate interface height/cm 20 60 SF=5% SF=10% SF=15% SF=20% SF=25% 图 8    不同固相质量分数条件下絮凝全尾砂料浆沉降曲线 Fig.8    Settling curves of flocculated tailings slurry under different solid mass fractions 0 0 200 100 700 300 400 500 600 80 Flocculation time/s Averaged chord lengh/μm 40 120 200 160 240 0 0 200 100 700 (a) (b) 300 400 500 600 80 Flocculation time/s Averaged chord lengh/μm 40 120 200 160 240 FD=5 g·t−1 FD=10 g·t−1 FD=15 g·t−1 FD=20 g·t−1 FD=25 g·t−1 FF=0.005% FF=0.025% FF=0.05% FF=0.10% FF=0.15% 图 9    不同絮凝剂单耗（a）与絮凝剂质量分数（b）条件下全尾砂絮凝行为 Fig.9    Flocculation behavior under different flocculant dosages (a) and flocculant mass fractions (b) · 984 · 工程科学学报，第 42 卷，第 8 期