基于静态沉降试验的全尾砂浓密技术参数预测

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.02.172

基于静态沉降试验的全尾砂浓密技术参数预测

刘奇^,¹^,²^,³, 岑佑华¹, 刘东锐²^,³, 罗卫兵¹, 徐喜¹

1.大冶有色金属集团控股有限公司，湖北黄石 435000

2.长沙矿山研究院有限责任公司，湖南长沙 410083

3.国家金属采矿工程技术研究中心，湖南长沙 410012

Prediction of Technical Parameters of Full Tailings Thickening Based on Static Settlement Test

LIU Qi^,¹^,²^,³, CEN Youhua¹, LIU Dongrui²^,³, LUO Weibing¹, XU Xi¹

1.Daye Nonferrous Metals Co. ，Ltd. ，Huangshi 435000，Hubei，China

2.Changsha Institute of Mining Research Co. ，Ltd. ，Changsha 410083，Hunan，China

3.National Metal Mining Engineering Technology Research Center，Changsha 410012，Hunan，China

收稿日期: 2020-09-24 修回日期: 2020-12-30 网络出版日期: 2021-05-28

基金资助:

“十二五”国家科技支撑计划项目“多空区厚大矿体安全高效开采及工程化技术研究”. 2015BAB14B01

Received: 2020-09-24 Revised: 2020-12-30 Online: 2021-05-28

作者简介 About authors

刘奇（1987-），男，江西赣州人，博士研究生，从事采矿与充填技术研究工作345926583@qq.com , E-mail：345926583@qq.com

摘要

为了研究全尾砂浆浓密技术参数与尾砂物理性质之间的定量关系，对9个金属矿山的全尾砂进行了静态沉降试验。首先测定了这9个金属矿山全尾砂的粒径组成和密度大小，然后对这9个金属矿山的全尾砂分别进行了絮凝沉降试验。试验结果表明：料浆的底流浓度和沉降试验所需絮凝剂用量仅与尾砂的粒径有关，而与尾砂的密度无关，尾砂粒径越粗，底流浓度越高，试验所需絮凝剂用量就越少；单位面积尾砂通过量与尾砂粒径和密度均有关系，尾砂粒径和密度越大，固体通量越大；进一步回归分析得到了全尾砂粒径组成和密度大小与底流浓度、固体通量的关系方程。将计算结果与试验结果进行对比分析，发现预测值与试验值相差很小，证明本研究推导的关系方程方便可行，具有很好的推广应用价值。

关键词： 浓密参数 ; 絮凝沉降 ; 底流浓度 ; 固体通量 ; 回归分析 ; 尾砂粒径

Abstract

At present，most of the researches on the thickening performance of tailings are macro researches，and the focus of the research is to improve the settlement performance parameters of mortar by using certain agents，technical means or methods. However，there is no micro research and no in-depth study on what causes the great difference in the thickening properties between different tailings. At present，there is no systematic study on the influence of density and particle size on solid flux and underflow concentration. This paper tries to analyze the main factors affecting the flocculation thickening effect by doing a large number of static sedimentation tests，and to study the quantitative relationship between the technical parameters of full tailing mortar thickening and the physical properties of tailings. Therefore，the particle size composition and density of the tailings of nine metal mines were measured first，and then the flocculation sedimentation tests of the whole tailings of these nine metal mines were carried out. The optimal pulp dilution concentration，underflow concentration，flocculant type，flocculant dosage and tailings throughput per unit area of the 9 typical mines were obtained. The results show that the underflow concentration of slurry，the change of slurry concentration and the amount of flocculant required for sedimentation test are only related to the particle size of tailings，and have nothing to do with the density of tailings. The coarser the particle size is，the higher the underflow concentration is，and the less flocculant dosage is required for the test. The larger the particle size and density of tailings are，the higher the solid flux is. Furthermore，the mathematical relationship between the factors was fitted by the dimensionless regression analysis method，and the relationship equation between the median particle size of tailings and underflow concentration was obtained，the relationship equation between the control particle size of tailings and the concentration change was obtained，and the relationship equation between the particle size，density，concentration and solid flux was obtained. Comparing the calculation results with the test results，it is found that the difference between the predicted value and the test value is very small，which proves that the derived relationship equation is convenient and feasible，and has a good application value.

Keywords： densely parameters ; flocculation and settling ; underflow concentration ; solid flux ; regression analysis ; particle size of tailings

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本文引用格式

刘奇, 岑佑华, 刘东锐, 罗卫兵, 徐喜. 基于静态沉降试验的全尾砂浓密技术参数预测[J]. 黄金科学技术, 2021, 29(2): 266-274 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.02.172

LIU Qi, CEN Youhua, LIU Dongrui, LUO Weibing, XU Xi. Prediction of Technical Parameters of Full Tailings Thickening Based on Static Settlement Test[J]. Gold Science and Technology, 2021, 29(2): 266-274 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.02.172

随着充填技术的发展，越来越多的矿山（特别是金属矿山）采用充填采矿法进行开采（李劢，2015；Gong et al.，2011）。充填采矿法的关键技术在于充填料浆（由充填骨料、胶凝材料和水组成）的制备（Wang et al.，2008；陈忠熙等，2015）。尾砂由于来源广泛且成本低廉，因此往往被用作主要的充填骨料（姚维信，2011；于润沧，2010）。尾砂来源于选矿后排出的全尾砂浆，其质量浓度一般为10%~25%，无法直接制备高浓度的充填料浆，而全尾砂充填特别是胶结充填，通常要求充填料浆的质量浓度达到65%~75%，膏体充填对质量浓度的要求更高（Wang et al.，2020；郭大胜，2013）。因此，全尾砂作为充填骨料，在使用前必须进行浓缩脱水，全尾砂高效浓密是全尾砂充填技术的关键环节（王新民等，2015；高维鸿等，2016）。底流浓度和固体通量（其大小与尾砂密度、砂浆初始浓度、沉降速度呈正比）是尾砂浓密性能的关键技术参数，是立式砂仓和深锥浓密机选型的基础。

目前国内外关于全尾砂浆浓密参数和浓密规律的研究较普遍，其中研究最多的是尾砂快速沉降技术。部分国内外学者研究发现选择合适的絮凝剂及用量和最佳尾砂浓度，可以实现尾砂快速沉降的目标（杜加法等，2020；牛鹏等，2016；杨宁等，2017；Grangeia et al.，2011；Arjmand et al.，2019）；王新民等（2017）发现对砂浆进行磁化处理后可以改善沉降指标；诸利一等（2019）就不同频率和功率条件下声波对提高尾砂底流浓度和沉降速度的影响进行了研究；董培鑫（2017）以某铁矿山的尾砂为试验对象，研究了不同尾矿浓度条件下絮凝剂单耗与该矿山尾矿的沉降速度、极限底流浓度之间的关系；李公成（2018）研究了浓密机耙架不同转速条件下全尾砂絮团尺寸变化对尾砂浓密性能的影响。目前关于尾砂浓密参数的研究大多是采用某种药剂、技术手段或方法来提高砂浆沉降性能参数，很少有学者深入研究何种原因导致不同尾砂之间浓密性能相差大，关于密度、粒径等表征全尾砂物理性质的参数对固体通量和底流浓度的影响尚未见系统研究。

本研究试图通过大量静态沉降试验，分析影响絮凝浓密效果的主要因素，研究絮凝浓密效果与各影响因素之间的定量关系，为立式砂仓或深锥浓密机选型设计提供计算依据。考虑到文章篇幅，文中只列出矿山3详细的静态沉降试验过程，其余8个矿山仅列出试验结果，具体试验过程不做描述。

1 尾砂物理力学性质及静态沉降试验

1.1 尾砂物理性质

采用马尔文激光粒度测试仪测量9个矿山的尾砂粒径（包括控制粒径、中值粒径、加权平均粒径和体积平均粒径），采用25 mL的比重瓶测定这9个矿山的尾砂真密度（3次真密度试验取平均值），得到的试验结果汇总于表1。

表1 各矿山絮凝沉降试验结果汇总

Table 1 Summary of flocculation sedimentation test results of various mines

矿山编号	密度γ /（g·cm^-3）	粒径/mm		最佳矿浆稀释浓度C₀/%	底流浓度C₁/%	最佳絮凝剂类型	絮凝剂单耗 /（g·t^-1）	固体通量 q_t/（t·m^-2·h^-1）
矿山编号	密度γ /（g·cm^-3）	中值粒径d₅₀	控制粒径d₆₀	最佳矿浆稀释浓度C₀/%	底流浓度C₁/%	最佳絮凝剂类型	絮凝剂单耗 /（g·t^-1）	固体通量 q_t/（t·m^-2·h^-1）
矿山1	2.010	0.0282	0.0391	17.5	53.1	AG9020	20.000	2.75
矿山2	2.611	0.0335	0.0423	14.0	53.5	83376	20.000	4.30
矿山3	2.322	0.0217	0.0302	10.1	42.7	83376	30.000	3.65
矿山4	2.871	0.0492	0.0625	16.5	59.5	83376	10.000	5.95
矿山5	2.880	0.0443	0.0540	13.2	55.3	6013S	15.000	5.47
矿山6	2.560	0.0548	0.0723	14.0	59.3	AG9020	10.000	4.76
矿山7	2.689	0.1088	0.1407	16.7	68.0	76	10.000	6.68
矿山8	2.451	0.1012	0.1288	14.0	64.7	AG6025	10.000	5.30
矿山9	3.009	0.0847	0.1055	16.7	63.8	83376	7.500	7.27

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由表1可以看出，矿山1~矿山3的全尾矿粒度偏细，矿山4~矿山6的全尾矿粒度适中，矿山7~矿山9的全尾矿粒度较粗。

1.2 静态沉降试验

静态沉降试验所用的主要仪器及试剂包括量筒、电子天平、烧杯、秒表、容量瓶、真空抽滤机和pH试纸等（陈忠熙等，2015）。试验内容如下：确定最佳絮凝剂类型、絮凝剂的最佳添加量、最佳矿浆稀释浓度和单位面积尾砂通过量。受文章篇幅限制，以矿山3为例，介绍静态沉降的试验过程和结果。

（1）絮凝剂选型试验。选型试验的主要目的是确定该矿山全尾矿特性的絮凝剂。共开展4组试验，即：按30 g/t的絮凝剂用量分别添加83376型、XG9020型和665V型3种阴离子絮凝剂，试验中全尾矿质量浓度均为15%。通过试验发现，添加絮凝剂后全尾矿的沉降效果得到明显改善，其中83376型絮凝剂效果最好，因此推荐使用83376型絮凝剂。

（2）絮凝沉降试验。沉降试验的目的是确定83376型絮凝剂的最佳添加比例。试验采用质量浓度为15.6%、12.7%、9.7%和6.7%的4种全尾砂浆分别按20 g/t、30 g/t和40 g/t的比例加入83376型絮凝剂，观察其沉降速度、清液澄清度和底流浓度，从而找出最佳絮凝剂添加比例。试验结果如图1和表2所示。

图1

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图1 不同料浆浓度的沉降曲线

Fig.1 Settlement curves with different slurry concentrations

表2 不同絮凝剂添加量下矿山3中料浆沉降情况

Table 2 Slurry settlement under different dosage of flocculant in mine 3

料浆浓度 /%	沉降时间	絮凝剂添加量为20 g/t				絮凝剂添加量为30 g/t				絮凝剂添加量为40 g/t
料浆浓度 /%	沉降时间	体积 /mL	沉降高度/cm	密度 /（g·cm^-3）	浓度 /%	体积 /mL	沉降高度/cm	密度 /（g·cm^-3）	浓度 /%	体积 /mL	沉降高度/cm	密度 /（g·cm^-3）	浓度 /%
15.6	0 s	1 000	0	1.100	15.6	1 000	0	1.100	15.6	1 000	0	1.100	15.6
	20 s	760	6.91	1.131	20.0	600	11.52	1.166	24.5	700	8.64	1.142	21.5
	40 s	560	12.67	1.178	26.0	480	14.98	1.208	29.6	540	13.25	1.185	26.8
	60 s	490	14.69	1.203	29.1	430	16.42	1.232	32.4	470	15.26	1.212	30.1
	2 min	400	17.28	1.249	34.3	380	17.86	1.262	35.8	400	17.28	1.249	34.3
	4 min	340	19.01	1.293	39.0	330	19.3	1.302	39.9	340	19.01	1.293	39.0
	6 min	314	19.76	1.318	41.5	310	19.87	1.322	41.9	310	19.87	1.322	41.9
	8 min	297	20.25	1.336	43.3	300	20.16	1.332	42.9	296	20.28	1.337	43.4
	10 min	288	20.51	1.346	44.3	294	20.33	1.339	43.6	291	20.42	1.343	43.9
12.7	0 s	1000	0	1.08	12.7	1 000	0	1.08	12.7	1 000	0	1.08	12.7
	20 s	670	9.5	1.119	18.3	500	14.4	1.159	23.7	510	14.11	1.156	23.3
	40 s	450	15.84	1.177	25.9	370	18.14	1.215	30.5	390	17.57	1.204	29.2
	60 s	382	17.8	1.209	29.7	330	19.3	1.242	33.5	350	18.72	1.228	31.9
	2 min	300	20.16	1.266	36.1	279	20.76	1.286	38.2	298	20.22	1.267	36.3
	4 min	260	21.31	1.307	40.4	248	21.66	1.321	41.8	260	21.31	1.307	40.4
	6 min	238	21.95	1.335	43.2	238	21.95	1.335	43.2	240	21.89	1.332	42.9
	8 min	232	22.12	1.344	44.0	233	22.09	1.342	43.9	238	21.95	1.335	43.2
	10 min	231	22.15	1.345	44.1	231	22.15	1.345	44.1	237	21.97	1.336	43.3
9.7	0 s	1 000	0	1.06	9.7	1 000	0	1.06	9.7	1 000	0	1.06	9.7
	20 s	550	12.96	1.109	16.9	320	19.58	1.187	27.1	360	18.43	1.166	24.5
	40 s	340	19.01	1.176	25.7	280	20.74	1.213	30.3	310	19.87	1.193	27.8
	60 s	290	20.45	1.206	29.4	258	21.37	1.232	32.4	270	21.02	1.221	31.2
	2 min	230	22.18	1.26	35.5	225	22.32	1.266	36.1	223	22.38	1.268	36.4
	4 min	199	23.07	1.3	39.7	200	23.04	1.299	39.6	199	23.07	1.3	39.7
	6 min	185	23.47	1.323	42.0	190	23.33	1.314	41.2	185	23.47	1.323	42.0
	8 min	179	23.64	1.334	43.1	182	23.56	1.328	42.5	179	23.64	1.334	43.1
	10 min	174	23.79	1.343	44.0	182	23.59	1.33	42.5	174	23.79	1.343	44.0
6.7	0 s	1 000	0	1.041	6.7	1 000	0	1.041	6.7	1 000	0	1.041	6.7
	20 s	300	20.16	1.135	20.5	260	21.31	1.156	23.2	280	20.74	1.145	21.8
	40 s	210	22.75	1.193	27.8	200	23.04	1.203	29.0	200	23.04	1.203	29.0
	60 s	190	23.33	1.213	30.2	180	23.62	1.225	31.6	170	23.9	1.238	33.1
	2 min	170	23.9	1.238	33.1	160	24.19	1.253	34.8	160	24.19	1.253	34.8
	4 min	150	24.48	1.27	36.6	147	24.57	1.276	37.2	145	24.62	1.279	37.6
	6 min	140	24.77	1.289	38.6	141	24.74	1.287	38.4	140	24.77	1.289	38.6
	8 min	139	24.8	1.292	38.8	140	24.77	1.289	38.6	139	24.8	1.292	38.8
	10 min	138	24.83	1.294	39.1	139	24.8	1.292	38.8	138	24.83	1.294	39.1

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从图1和表2可以看出，在一定范围内，尾砂的沉降速度随着絮凝剂添加量的增加而变快，在絮凝剂添加量达到30 g/t之后变化放缓，继续添加絮凝剂则效果不明显，甚至出现负面影响。综合成本和沉降效果等因素，确定83376型絮凝剂的最佳添加比例为30 g/t。

（3）最佳料浆稀释浓度。矿山3的矿浆浓度与固体通量之间的关系如图2所示，由图可知固体通量在质量浓度为9%~11%时，存在一个最佳值，因此确定最佳矿浆稀释浓度为10.1%。

图2

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图2 固体通量与矿浆浓度之间的关系曲线

Fig.2 Relationship curve between solid flux and slurry concentration

2 全尾砂浓缩技术参数预测

根据9个矿山全尾砂粒径、密度与最佳絮凝剂类型及添加量、最佳矿浆稀释浓度和单位面积尾砂通过量等试验结果（表1），分析各参数之间的关系。

2.1 尾砂密度、粒径与絮凝剂用量的关系

由沉降试验结果可知，絮凝剂用量与尾砂粒径有一定的关系，而与尾砂密度基本无关。一般来说，尾砂粒径越细，所需絮凝剂用量就越多，矿山1~矿山3的尾砂粒径细，絮凝剂单耗为20~30 g/t；矿山4~矿山6的尾砂粒径适中，絮凝剂单耗为10~15 g/t；矿山7~矿山9的尾砂粒径较粗，絮凝剂单耗为7.5~10 g/t。

2.2 尾砂粒径与底流浓度的关系

由表1可知，尾砂粒径越粗，其底流浓度越大；由图3可以看出，尾砂中值粒径、控制粒径与底流浓度非线性相关程度较高。尾砂的中值粒径和控制粒径与尾砂底流浓度线的函数关系见式（1）和式（2）。从拟合公式的物理意义来考虑，当砂浆中没有尾砂，即粒径接近于0时，底流浓度C₁应该也为0，按式（1）计算，当d₅₀为0时，底流浓度为-2.77%；按式（2）计算，当d₆₀为0时，底流浓度为-14.4%。由此可知，中值粒径d₅₀计算得出的底流浓度值更接近实际情况，更为可靠。

C_{1} = - 20 848 d_{50}^{4} + 6 387.5 d_{50}^{3} - 701.6 d_{50}^{2} +

34.009 d_{50} - 0.0277

（1）

C_{1} = - 8 614.9 d_{60}^{4} + 3 445.7 d_{60}^{3} - 495.94 d_{60}^{2} + 31.373 d_{60} - 0.144

（2）

式中：C₀为料浆初始浓度，即表1中的最佳矿浆稀释浓度（%）；C₁为底流浓度。

图3

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图3 尾砂粒径与底流浓度的非线性关系

Fig.3 Nonlinear relationship between particle diameter of tailings and underflow concentration

通过沉降试验发现，料浆初始浓度越大，其底流浓度越高，因此需要考虑料浆浓度改变量（底流浓度和初始浓度的差值）与尾砂粒径之间的关系。料浆浓度改变量与尾砂粒径之间的关系如图4所示，由图可知，尾砂的中值粒径或控制粒径与浓度改变量存在某种函数关系，拟合程度接近99%；从拟合度方面考虑，只要尾砂的中值粒径和控制粒径已知，就能预测出料浆浓度改变量，尾砂的中值粒径、控制粒径与浓度改变量的函数关系见式（3）和式（4）。

C_{1} - C_{0} = - 3 993 d_{50}^{4} + 1 671.6 d_{50}^{3} -

237.43 d_{50}^{2} + 15.087 d_{50} + 0.091 7

（3）

C_{1} - C_{0} = - 4 082.8 d_{60}^{4} + 1 708.2 d_{60}^{3} -

259.52 d_{60}^{2} + 17.909 d_{60} - 0.025 2

（4）

图4

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图4 尾砂粒径与浓度改变量的非线性关系

Fig.4 Nonlinear relationship between particle diameter of tailings and concentration change

从拟合公式的物理意义来考虑，当砂浆中没有尾砂，即粒径接近于0时，底流浓度改变量C₁–C₀应该也为0。按式（3）计算，当d₅₀为0时，底流浓度改变量为9.17%；按式（4）计算，当d₆₀为0时，底流浓度改变量为-2.52%，由此可知控制粒径d₆₀计算得出的底流浓度更为可靠。

2.3 尾砂密度、粒径、浓度与单位面积尾砂通过量的关系

由表1可知，固体通量大小与尾砂粒径和密度有关。一般来说，尾砂中的固体颗粒越大，固体颗粒越重，尾砂的沉降速度就越快。因此，首先要考虑尾砂粒径和密度与固体通量之间的关系，然后要考虑尾砂粒径和密度的乘积值与固体通量之间的关系。

（1）尾砂粒径和密度与固体通量的关系。分析表1可知，尾砂粒径或密度与固体通量之间不存在单因素的线性或非线性关系。

（2）尾砂粒径和密度的乘积值与固体通量的关系。从图5（a）可以看出，尾砂粒径不进行开平方处理，中值粒径和密度的乘积值与固体通量也不存在单因素的线性或非线性关系，即用四次多项式来拟合尾砂的中值粒径与固体通量的关系，其拟合度也仅为80%；从图5（b）可以看出，对尾砂中值粒径进行开平方处理后，其值和尾砂密度的乘积值与固体通量的非线性关系显著增强，用四次多项式来拟合二者之间的关系，其拟合度已达到91%。考虑到尾砂固体颗粒在料浆中沉降受到砂浆中液体（主要是水）浮力的影响，水的密度为1 g/cm³，因此，考虑对密度值进行减1处理。对尾砂密度进行减1处理后，其值和尾砂中值粒径开平方值的乘积与固体通量的关系如图5（c）所示，可见经过2次处理后，其乘积值与固体通量的非线性关系进一步增强，用四次多项式来拟合二者之间的关系，其拟合度达到95%。另外，从图5（c）可以看出，经过2次处理后，其乘积值与固体通量存在一定的线性关系，为此，用一次函数来拟合二者之间的线性关系，由图5（d）可知其线性关系比较显著，拟合度达到94%。

图5

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图5 尾砂中值粒径、密度与固体通量的关系

Fig.5 Relationship between median particle size，density and solid flux of tailings

（3）尾砂粒径、密度和浓度的乘积值与固体通量的关系。选用同一个矿山的尾砂进行絮凝沉降试验，发现在絮凝剂类型和用量相同的情况下，料浆沉降速度还与料浆初始浓度有关。一般来说，固体通量与料浆浓度的改变量呈反比，即底流浓度与初始浓度的差值越大，其固体通量就越小。从图6可以看出，尾砂中值或控制粒径的开平方值、尾砂密度、料浆浓度改变量与固体通量的线性相关度均非常高，它们之间的函数关系见式（5）和式（6）。

q_{t} = \frac{6.0338 (γ - 1) ∙ \sqrt[]{d_{50}}}{C_{1} - C_{0}} - 0.0829

（5）

q_{t} = \frac{5.6065 (γ - 1) ∙ \sqrt[]{d_{60}}}{C_{1} - C_{0}} - 0.3582

（6）

图6

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图6 尾砂密度、粒径、浓度改变量与固体通量的线性关系

Fig6 Linear relationship between density，particle size，concentration change and solid flux of tailings

从拟合公式的物理意义来考虑，当砂浆中没有尾砂，即粒径接近于0时，固体通量应该也为0，用式（6）计算出固体通量值远大于0，而用式（5）计算出固体通量值接近于0，即式（5）比式（6）更接近实际，因此，通过尾砂密度减1、控制粒径开平方值和料浆浓度改变量预测出的固体通量的值更为可靠。

将式（4）代入式（5）可得到尾砂控制粒径、尾砂密度与单位面积尾砂通过量之间的关系方程，见式（7）。

q_{t} = \frac{6.0338 (γ - 1) ∙ \sqrt[]{d_{50}}}{- 4082.8 d_{60}^{4} + 1708.2 d_{60}^{3} - 259.52 d_{60}^{2} + 17.909 d_{60} - 0.0252} - 0.0829

（7）

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2.4 计算结果与试验结果对比分析

在尾砂密度、中值粒径和控制粒径已知的情况下，可利用式（1）和式（7）分别计算出各矿山絮凝沉降试验的底流浓度和固体通量。

将9个矿山的计算结果与试验结果进行对比分析，结果见表3。

表3 9个矿山的计算结果与试验结果对比

Table 3 Comparison of calculation results with test results of 9 mines

矿山编号	真密度 /（g·cm^-3）	中值粒径d₅₀	控制粒径d₆₀	底流浓度/%			单位面积尾砂通过量/（t·m^-2·h^-1）
矿山编号	真密度 /（g·cm^-3）	中值粒径d₅₀	控制粒径d₆₀	试验值	计算值	相对误差	试验值	计算值	相对误差
矿山1	1.010	0.0282	0.0391	53.1	50.35	5.18	2.75	2.74	0.54%
矿山2	1.611	0.0335	0.0423	53.5	53.81	0.58	4.30	4.30	0.05%
矿山3	1.322	0.0217	0.0302	42.7	44.06	3.18	3.65	3.63	0.62%
矿山4	1.871	0.0492	0.0625	59.5	58.58	1.55	5.95	5.61	5.67%
矿山5	1.880	0.0443	0.0540	55.3	57.70	4.35	5.47	5.31	2.85%
矿山6	1.560	0.0548	0.0723	59.3	59.22	0.13	4.76	4.96	4.30%
矿山7	1.689	0.1088	0.1407	68.0	67.26	1.10	6.68	6.64	0.63%
矿山8	1.451	0.1012	0.1288	64.7	66.22	2.34	5.30	5.52	4.21%
矿山9	2.009	0.0847	0.1055	63.8	62.79	1.59	7.27	7.34	0.91%

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由表3可知，不管是底流浓度还是固体通量的计算值和试验值，计算的误差百分比均不超过6%，说明通过回归分析得到的曲线方程可靠性较高，可用来指导实际生产。

3 结论

（1）通过开展静态沉降试验，获得了9个典型矿山的最佳矿浆稀释浓度、底流浓度、最佳絮凝剂类型、最佳絮凝剂添加量和单位面积尾砂通过量。对于不同类型的矿山，其最佳矿浆稀释浓度不同，一般为10%~18%；静态沉降试验的底流浓度一般为50%~65%（当尾砂粒径特别细时，其底流浓度不足43%；当尾砂粒径特别粗时，其底流浓度达到68%）；对于不同类型的尾砂，其最佳絮凝剂类型、絮凝剂单耗和固体通量不同，固体通量一般为2.5~7.5 t/（m²·h），83376型絮凝剂运用最广泛，絮凝剂单耗一般为7.5%~30.0%，一般来说，尾砂越粗，絮凝剂用量越少。

（2）研究发现，底流浓度或料浆浓度改变量与尾砂密度不存在单因素的线性或非线性关系，但与尾砂粒径息息相关，即尾砂粒径越粗，其底流浓度越高；单位面积尾砂通过量与尾砂密度或粒径之间也不存在单因素的线性或非线性关系，但与尾砂粒径、密度和浓度的乘积值线性相关。

（3）通过无量纲理论回归分析法，拟合了各因素间的数学关系式，得到了3个关系方程，分别是尾砂中值粒径与底流浓度的关系方程，尾砂控制粒径与浓度改变量的关系方程，以及尾砂粒径、密度和浓度的乘积值与固体通量的关系方程。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2021/1005-2518/1005-2518-2021-29-2-266.shtml

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... 随着充填技术的发展，越来越多的矿山（特别是金属矿山）采用充填采矿法进行开采（李劢，2015；Gong et al.，2011）.充填采矿法的关键技术在于充填料浆（由充填骨料、胶凝材料和水组成）的制备（Wang et al.，2008；陈忠熙等，2015）.尾砂由于来源广泛且成本低廉，因此往往被用作主要的充填骨料（姚维信，2011；于润沧，2010）.尾砂来源于选矿后排出的全尾砂浆，其质量浓度一般为10%~25%，无法直接制备高浓度的充填料浆，而全尾砂充填特别是胶结充填，通常要求充填料浆的质量浓度达到65%~75%，膏体充填对质量浓度的要求更高（Wang et al.，2020；郭大胜，2013）.因此，全尾砂作为充填骨料，在使用前必须进行浓缩脱水，全尾砂高效浓密是全尾砂充填技术的关键环节（王新民等，2015；高维鸿等，2016）.底流浓度和固体通量（其大小与尾砂密度、砂浆初始浓度、沉降速度呈正比）是尾砂浓密性能的关键技术参数，是立式砂仓和深锥浓密机选型的基础. ...

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... 静态沉降试验所用的主要仪器及试剂包括量筒、电子天平、烧杯、秒表、容量瓶、真空抽滤机和pH试纸等（陈忠熙等，2015）.试验内容如下：确定最佳絮凝剂类型、絮凝剂的最佳添加量、最佳矿浆稀释浓度和单位面积尾砂通过量.受文章篇幅限制，以矿山3为例，介绍静态沉降的试验过程和结果. ...

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