1.前言
中國是世界上尾礦庫數量和尾礦存放量最多的國家之一，尾礦的大量堆積帶來資源、土地、環境和安全等諸多問題，逐步成為礦山企業必須面對和解決的難題。濃密沉降技術是礦山、冶金、化工、環保、水處理等領域廣泛應用的漿液濃縮技術，隨著礦山資源的貧化，有用礦物堪布粒度的細化，選礦工藝過程要求礦物粒度更細，加劇了礦漿濃縮和脫水的難度;工業化規模的擴大，也需要高效率的濃縮作業。研究開發高效混凝沉降技術，可以獲得較高的混凝效率和較密實的沉降顆粒，能夠減少藥劑消耗，也有利于后續礦漿脫水作業。同時較小的設備體型可以減少占地面積，節約基礎建設費用等。
目前關于混凝機理的研究主要圍繞顆粒與藥劑的作用、紊流剪切碰撞以及分形維數三方面進行。這些更多地是應用在水處理研究中，而對于礦物顆粒的處理雖有相似性，也存在著很大的差異性，至今仍沒有一個完整而有效的絮凝沉降機理的研究成果。以往的研究中都將顆?？醋魇蔷鶆虻?，及顆粒的大小和重量是等質的。而實際生產中，礦物等固體顆粒分布在不同的多個粒級中，各個顆粒的大小和質量是不同的，即不等質顆粒。不等質顆粒有序混合凝聚在一起，可以充分利用顆粒間的間隙，增加絮體的密實度，從而提高其沉降速度和后續脫水效率。這將成為濃密機設備發展的一個重要研究方向。等質無序混凝與不等質有序混凝示意圖如圖1所示。
圖 1 顆粒由等質無序到不等質有序混凝的示意圖
2.初期沉降理論的發展
自20世紀初期開始，人們從運動學和動力學理論的角度對沉降過程進行了分析研究，首先是Hazen在1904年對影響固體顆粒在稀水懸浮液中沉降的一些因素進行了初次分析，到1908年已有學者提出了影響沉積過程的相關參量，1916年Coe和 Clevengey利用極限稀度參數對濃密機中的沉降過程進行了定量數學描述。英國數學家Kynch G.J于1952年在其“沉積理論”中提出了一種基于濃度波在懸浮液中傳播的沉積過程運動學理論，而沉積物壓縮的特殊動力學理論則由Adoryjan在1975年提出，之后的Kos等人于 1977 年采用混合理論建立了沉積過程的表象學模型，這為分批及連續的沉積過程確定了邊界值[1-3]。以上這些理論都曾用于常規濃密機的設計應用中。
然而，隨著生產條件的限制以及對環境保護的要求等，越來越多礦業公司傾向于
聲明：
“濃密機中不等質礦物顆粒有序混凝的理論分析” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：北京礦冶研究總院、北京市高效節能礦冶技術裝備工程技術研究中心
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2025年07月18日 ~ 20日 
