非恒温条件下全尾砂浆絮凝沉降规律研究米智华(湖南有色产业投资集团有限责任公司,湖南长沙410016)摘要:全尾砂浆的快速絮凝沉降对于充填工艺的完善与发展具有重要意义。通过控温设备进行全尾砂浆室内絮凝沉降模拟试验,得到不同温度下浆体絮凝过程中最大沉降速度的变化曲线,然后根据温度对最大沉降速度的影响效果将其划分为5个温度影响区间,并从双电层排斥力、分子动力学及高分子絮凝原理的角度对其影响机理进行阐述。研究结果表明:在APAM添加量为20g/t、矿浆质量浓度为10%时,浆体最大沉降速度于20℃攀升至0.81cm·s-1,随后在25℃下降至0.42cm·s-1,且在5~20℃及25~40℃之间均呈上升趋势,不同温度区间内的最大沉降速度值相差可达193%。关键词:絮凝沉降速度;温度影响区间;双电层作用0引言随着非金属矿领域选矿工艺的快速发展,选厂直接产出的全尾砂粒级日益降低,甚至74μm以下颗粒占比达80%以上。而尾砂过细将直接影响到沉砂速度和浓缩设施上部溢流水含固量[1]。为了实现尾砂砂浆的快速沉降,众多学者研究探讨了影响絮凝沉降的各类因素,如砂浆质量浓度、絮凝剂单耗、絮凝剂种类等。但对于地处中高纬度地域的矿山而言,显著的环境温度差异对砂浆沉降的影响却鲜有人关注。如新疆的伽师铜矿[2],其最高温度45℃、最低温度-22℃,温差高达67℃。类似领域也针对环境温度对絮凝的效果进行了探讨,如林倩等[3]根据DLVO理论用传统的化学动力学讨论了不同温度对木质素中添加聚氯化铝铁(PAFC)絮凝的影响。张金凤等[4]利用控温设备模拟实际环境,分别探讨了在盐水或淡水中,温度(5~30℃)对高岭土沉降的影响,发现高岭土颗粒的沉降速度与温度呈正相关,并给出了关于温度和泥沙质量浓度的沉降速度经验公式。由此可见,温度对絮凝剂活性、絮团等具有明显影响,而针对温度对尾砂絮凝沉降的影响则鲜有报道。因此,本文利用控温装置,进行不同温度条件下的尾矿砂浆絮凝沉降试验,探讨沉降速度随温度变化的响应机制,并结合相关理论对其作用机理进行分析,具有较强的实践参考意义。1非恒温静态沉降试验1.1全尾砂矿浆试样尾砂试样取自江西某铅锌矿。74μm以下的颗粒约占72%,粒度较细。全尾砂石英(SiO2)的含量达到30.04%,黄铁矿(FeS2)占7.41%,高岭石占37.26%,仅从化学成分上来看,并无对絮凝沉降有较大影响的因素。1.2试验药剂结合尾砂特性,确定适合该全尾砂特性的絮凝剂类型为阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)。其主要作用原理为:APAM的非极性高分子分子链中存在带负电荷的阴离子基(—COO—),在溶液...
