初始湍流强度与耙架剪切对全尾砂絮凝行为的影响

资源绿色开采是矿业可持续发展的必然需求,随着深部井下开采技术的提高,充填采矿法已成为矿山开采领域必不可少的有效手段。尾砂絮凝脱水作为充填采矿法的核心,以深锥浓密机探究全尾砂絮凝沉降规律是目前全尾砂浓密理论发展的最前言技术,深锥浓密过程中给料井初始湍流强度与耙架转速是影响全尾砂絮团尺寸与沉降行为的关键因素。本文利用自制的智能连续浓密实验平台,对深锥浓密机内真实沉降环境进行模拟。结合高速摄像与粒子追踪技术,深入研究给料井内的絮团形成过程与沉降柱内的絮团沉降过程。采用Matlab及ImageJ分析软件,研究了给料井（高度10 cm,横截面直径分别为4、5、6 cm）内初始湍流强度对絮团尺寸的影响,分析了不同剪切环境下絮团沉降行为规律。研究结果表明,在固体絮凝剂单耗（20 g/t）、入料浓度（10%）和固体通量（0.1~0.3 t/h/m2）一定的条件下,给料井横截面直径分别为4、5、6 cm时,对应的最大初始湍流强度分别为28.66%、25.99%、23.16%;絮团尺寸随初始湍流强度的增加而先增加后减小;当初始湍流强度为25.99%时,全尾砂絮团尺寸达到最大6.21 mm。剪切作用可加速絮团的沉降,相同条件下,耙架转速为0时,絮团沉降速度为1.2 cm/s;耙架转速为4 rpm时,絮团沉降速度为5.32 cm/s;耙架转速为8 rpm时,絮团沉降速度为3.42 cm/s。