第11期 黄国忠等：硫酸铝/聚丙烯酰胺联合调质对铜坑矿矿井泥浆脱水性能的影响 .1415· 25 18.0 23 17.5 21 19 17.0 17 16.5 15 2 3 4 投药量/(mgg) 16.0 15 3045 60 投药时间间隔/s 图1PAM投加量对泥浆CST的影响 图3 投药时间间隔对泥浆CST的影响 Fig.1 Effect of PAM dosage on the slurry's CST Fig.3 Effect of the interval time of adding chemicals on the 图2显示当Al2(SO4)3和PAM联合投加时 slurry's CST Al2(SO4)3投加量对泥浆CST的影响，其中PAM 图4显示泥浆的CST值随搅拌时间的变化.由 投加量为3mgg1.由图可知，随着A2(SO4)3投 图可知，随着搅拌时间的延长，泥浆的CST值逐渐 加量的增加，泥浆CST值呈下降趋势.这是因为 降低：当搅拌时间为60~120s时，其CST值基本趋 铜坑矿矿井的泥浆呈胶体颗粒，加入A2(SO4)3混 于稳定：但是当搅拌时间延长到150s时，其CST 凝剂时压缩泥浆的双电层结构，使胶体脱稳形成絮 值反而略微有所升高.这可能由于过分的延长搅拌 体：当投加高分子絮凝剂PAM时，依靠分子间的吸 时间，使已形成的泥浆絮体打碎，从而导致泥浆的 附架桥作用，使已脱稳的胶体颗粒迅速凝聚成大的 脱水性能下降.因此，搅拌时间应控制为60~120s 较合适. 絮体，从而提高泥浆的脱水性能，实现固液分离.当 图5显示泥浆的CST值随搅拌强度的变化.由 A1l2(S04)3投加量达到1.5mgg1时，泥浆的CST 图可知：随着搅拌强度的提高，泥浆的CST值呈先 值下降为16.9s,继续增加Al2(S04)3投加量，泥浆 降低后升高的趋势.这可能是由于当搅拌强度较低 的CST值下降较缓慢. 时，泥浆颗粒间的碰撞吸附不够，不足以引起充分 图3显示当Al2(SO4)3和PAM联合投加时投 混凝：当搅拌强度过高时，使已形成的絮体打碎，造 药时间间隔对泥浆CST值的影响，其中A2(SO4)3 成泥浆的脱水性能恶化.当搅拌强度为4080rmim1 投加量为1.5mgg1,PAM投加量为3mgg1.由图 时，其CST值变化较小，当搅拌强度为60rmin1, 可知，随着投药时间间隔的延长，泥浆的CST值逐 且此时泥浆的CST值最小，为17.5s. 渐降低，当时间间隔延长到30s时泥浆的CST值下 2.2正交试验结果分析 降不再明显.这说明投药时间间隔越长，A2(SO4)3 表2为Lg(33)正交试验因素水平表.对搅拌强 发挥的吸附架桥和网捕作用越充分：当时间间隔增 度、搅拌时间和pH值三因素进行正交试验设计， 加到45s时，Al2(SO)3的这种作用趋于饱和，泥 根据单因素轮换优选试验，各因素的适宜范围：搅 浆的CST值也趋于稳定.因此，混凝剂Al2(SO4)3 拌强度为40~80r-min1,搅拌时间为60120s,pH 和絮凝剂PAM投加的时间间隔宜选为45s. 值为79. 20 26 和 22 18 17 18 ● 14 15 0.5 1.01.52.02.5 10 A1,(S0,)投加量/(mgg) 30 60 90120150 搅拌时间/s 图2PAM和Al2(SO4)3联合投加对泥浆CST的影响 Fig.2 Effect of PAM conditioning combined with Al2(SO4)3 图4搅拌时间对泥浆CST的影响 on the slurry's CST Fig.4 Effect of stirring time on the slurry's CST第 11 期 黄国忠等：硫酸铝/聚丙烯酰胺联合调质对铜坑矿矿井泥浆脱水性能的影响 1415 ·· 图 1 PAM 投加量对泥浆 CST 的影响 Fig.1 Effect of PAM dosage on the slurry’s CST 图 2 显示当 Al2(SO4)3 和 PAM 联合投加时 Al2(SO4)3 投加量对泥浆 CST 的影响，其中 PAM 投加量为 3 mg·g –1 . 由图可知，随着 Al2(SO4)3 投 加量的增加，泥浆 CST 值呈下降趋势. 这是因为 铜坑矿矿井的泥浆呈胶体颗粒，加入 Al2(SO4)3 混 凝剂时压缩泥浆的双电层结构，使胶体脱稳形成絮 体；当投加高分子絮凝剂 PAM 时，依靠分子间的吸 附架桥作用，使已脱稳的胶体颗粒迅速凝聚成大的 絮体，从而提高泥浆的脱水性能，实现固液分离. 当 Al2(SO4)3 投加量达到 1.5 mg·g –1 时，泥浆的 CST 值下降为 16.9 s，继续增加 Al2(SO4)3 投加量，泥浆 的 CST 值下降较缓慢. 图 3 显示当 Al2(SO4)3 和 PAM 联合投加时投 药时间间隔对泥浆 CST 值的影响，其中 Al2(SO4)3 投加量为 1.5 mg·g –1，PAM 投加量为 3 mg·g –1 . 由图 可知，随着投药时间间隔的延长，泥浆的 CST 值逐 渐降低，当时间间隔延长到 30 s 时泥浆的 CST 值下 降不再明显. 这说明投药时间间隔越长，Al2(SO4)3 发挥的吸附架桥和网捕作用越充分；当时间间隔增 加到 45 s 时，Al2(SO4)3 的这种作用趋于饱和，泥 浆的 CST 值也趋于稳定. 因此，混凝剂 Al2(SO4)3 和絮凝剂 PAM 投加的时间间隔宜选为 45 s. 图 2 PAM 和 Al2(SO4)3 联合投加对泥浆 CST 的影响 Fig.2 Effect of PAM conditioning combined with Al2(SO4)3 on the slurry’s CST 图 3 投药时间间隔对泥浆 CST 的影响 Fig.3 Effect of the interval time of adding chemicals on the slurry’s CST 图 4 显示泥浆的CST 值随搅拌时间的变化. 由 图可知，随着搅拌时间的延长，泥浆的 CST 值逐渐 降低；当搅拌时间为 60∼120 s 时，其 CST 值基本趋 于稳定；但是当搅拌时间延长到 150 s 时，其 CST 值反而略微有所升高. 这可能由于过分的延长搅拌 时间，使已形成的泥浆絮体打碎，从而导致泥浆的 脱水性能下降. 因此，搅拌时间应控制为 60∼120 s 较合适. 图 5 显示泥浆的CST 值随搅拌强度的变化. 由 图可知：随着搅拌强度的提高，泥浆的 CST 值呈先 降低后升高的趋势. 这可能是由于当搅拌强度较低 时，泥浆颗粒间的碰撞吸附不够，不足以引起充分 混凝；当搅拌强度过高时，使已形成的絮体打碎，造 成泥浆的脱水性能恶化. 当搅拌强度为 40∼80 r·min–1 时，其 CST 值变化较小，当搅拌强度为 60 r·min–1， 且此时泥浆的 CST 值最小，为 17.5 s. 2.2 正交试验结果分析 表 2 为 L9(33 ) 正交试验因素水平表. 对搅拌强 度、搅拌时间和 pH 值三因素进行正交试验设计， 根据单因素轮换优选试验，各因素的适宜范围：搅 拌强度为 40∼80 r·min–1，搅拌时间为 60∼120 s，pH 值为 7∼9. 图 4 搅拌时间对泥浆 CST 的影响 Fig.4 Effect of stirring time on the slurry’s CST