超声波协同絮凝剂强化全尾砂料浆沉降试验研究

刘金朋, 何文, 石文芳, 舒雯琦, 刘庆生

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025081

矿业科学学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (1) : 228 -240. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025081

超声波协同絮凝剂强化全尾砂料浆沉降试验研究

刘金朋, 何文, 石文芳, 舒雯琦, 刘庆生

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摘要

为有效提高全尾砂料浆的沉降浓密效率，将超声波引入全尾砂料浆沉降浓密试验。通过单因素试验确定了最佳超声波条件与初步絮凝参数，并获得了料浆的沉降速率与底流质量分数。在此基础上采用多因素响应曲面试验，优化得出超声波絮凝条件下料浆快速沉降的最佳絮凝参数与沉降速率，并探讨了超声波作用的全尾砂料浆沉降机理。研究结果表明：(1)当全尾砂料浆沉降3 min时，施加频率20 kHz、功率90 W的超声波作用10 min,料浆沉降速率为128.16 cm/h,沉降2 h后的底流质量分数为70.3%,比自然沉降底流质量分数高4.24百分点。(2)在超声波作用下添加30 g/t的质量分数为0.1%、分子量为1 200万的CPAM,料浆快速沉降时间由15 min缩短至3 min,沉降速率为537.84 cm/h,底流质量分数为70.27%。(3)根据响应曲面试验的优化结果，当添加30.72 g/t、质量分数0.11%、分子量1 176万的CPAM时，料浆的理想沉降速率可达573.96 cm/h。(4)超声波通过空化效应与热效应实现料浆絮团致密化，促进料浆高效浓密。