料浆浓度与絮凝剂单耗对膏体堆存渗透性及破坏研究二 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

2.3 渗透宏观破坏模式

图 8 反映了质量浓度为 64%～70%，絮凝剂单耗为 15～25 g/t 条件下试样渗透宏观破坏形貌。由图 8（a）可知，质量浓度为 64%时，絮凝剂单耗 15 g/t 低剂量条件下试样经渗透水压析出游离尾砂颗粒，在絮凝剂单耗 20～25 g/t 条件下试样经渗透水压携带游离水（充分絮凝产生较多的除包裹水和结合水以外的水分）排出，引起膏体体积收缩在膏体内部薄弱粘结处产生裂隙结构，说明质量浓度为 64%所制备的膏体泌水较多。由图 8（b）以及图 8（c）可知，质量浓度为 66%和 68%时，絮凝剂单耗 20 g/t 最佳剂量条件下试样抵抗渗透破坏的能力最强，膏体体积收缩不明显，可以认为所制备的膏体试样泌水较少缘故。由图 8 （d）可知，质量浓度为 70%时，絮凝剂单耗 20 g/t 最佳剂量条件下试样经渗透破坏后均质性能不同质量浓度为 66%和 68%的试样。通过对试样的底部截面形貌可以看出，料浆浓度与渗透破坏存在显著的相关性，浓度为 68%试样抵抗渗透破坏的能力强于 66%试样。

2.4 渗透系数与膏体质量、浓度关系的探讨分析

目前“膏体”的定义并不明确，其难点在于膏体浓度的界定，也没有较好的试验方法及理论分析。国外认为膏体中-20 μm 尾矿颗粒质量含量为 15%～20%，料浆的屈服应力大于（200±25）Pa 时可视为膏体[22-26]。国内认为膏体的塌落度在 15～25 cm，分层度小于 2 cm，即为膏体。国内学者王洪江[27]以会泽铅锌矿工业应用为研究基础，认为从饱和率在 101.5%～105.3% ，泌水率为 1.5%～5% 即为膏体。但这传统认为膏体“不离析、不沉淀、不脱水”定性认知不符。结合国内外在料浆浓度方法的研究，国内学者刘同有[28]提出“临界流态浓度”概念，对高质量分数料浆和低浓度料浆进行区分，通过浆体在管道中紊流到层流的转变证明临界质量分数的存在。但该研究在管道料浆中进行，受到外界因素的干扰，并不能定量化描述“临时质量分数”。湛含辉[29]揭示了高浓度料浆在絮凝剂作用下的吸附保护作用，如图 10（b）所示，高浓度料浆尾砂颗粒接触紧密，空间位点结合缺失，搅拌过程中无法形成均质絮体结构，从侧面也能证明膏体临界质量分数的存在。

由图 7 可知，质量浓度为 66%、 68%和 70%试样渗透系数均存在“20g/t＞25g/t＞15g/t”现象；由图 8 可知，质量浓度为 68%试样抵抗渗透破坏能力最强；由图 9 可知，质量浓度为68%试样渗透系数最高。当料浆质量浓度为 66%时，如图 10（a）所示絮凝剂通过卷积捕捉尾砂颗粒，通过吸附架桥作用形成部分疏通絮体结构，但由于料浆浓度低不可避免试样中游离的尾砂颗粒存在，堵塞部分渗流路径；当料浆质量浓度为 70%时，如图 10（b）所示尾砂颗粒之间的接触紧密，在搅拌剪切过程中由于空间结合位点的缺失，料浆初始浓度高试样内部存在部分吸附保护模型，从而试样内部的膏体均质度不佳，但由于凝剂用量的增加，高分子聚合物支链疏水基团的增多，整体也表现为试样渗透速率的增加；当料浆质量浓度为 68%时，此时试样内部游离尾砂、胶体保护尾砂颗粒相对最少，膏体质量较好。因此膏体堆存渗透性、抵抗渗透破坏能力以及经济指标考察，可认为该尾砂最佳临界排放质量浓度在 66%～70%之间，絮凝剂单耗为 20 g/t 进行膏体堆存效果最好。

3 结论

（1）未添加絮凝剂试样渗透系数随质量浓度的增加基本遵循二次函数递减规律，说明未添加絮凝剂矿浆排放初始质量浓度显著影响尾矿渗透性，原因是矿浆初始孔隙比的产生的影响。

（2）矿浆质量浓度为 64%时，试样渗透系数随着絮凝剂单耗的增加呈先减小在增大的趋势。矿浆质量浓度为 66%～70%时，试样渗透系数随着絮凝剂单耗的增加呈先增大在减小在一直增大的趋势。说明絮凝剂有改变料浆粒径组成和絮凝剂疏水基团双因素影响试样渗透性作用。

（3）试样抵抗渗透破坏能力与絮凝剂单耗和矿浆排放初始质量浓度均有明显的关联性。

该矿浆质量浓度为 68%，絮凝剂单耗为 20 g/t 条件下，试样抵抗渗透破坏能力最强。从膏体堆存渗透性、渗流稳定性以及经济指标考察，认为该尾砂最佳临界排放质量浓度在 66%～70%之间，絮凝剂单耗 20 g/t 进行膏体堆存效果最好，该室内试验为膏体堆存技术提供理论支撑。

原标题：料浆浓度与絮凝剂单耗对膏体堆存渗透性及破坏研究

原作者：尹升华，曹永，吴爱祥，侯永强，杨世兴

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