铜矿选矿实验

　　1、实验原理

　　随着固液两相悬浮液浓度的升高，其流变模型逐渐从牛顿体向非牛顿体转变。铜矿选矿实验用于浆体的动态流变模型主要有两参数的Bingham模型，Casson模型和三参数的Herschel-Bulkley模型等。三参数模型较之两参数模型精度要更高，适应范围也更广。

　　用Herschel-Bulkley模型来分析不同剪切速率下的料浆流变指数，铜矿选矿实验可以得出其具体的流变模型。当n<1时为屈服伪塑性体，呈现剪切变稀状态;n=1时为宾汉塑性体，即符合Bingham模型;n>1时为屈服膨胀体，呈现剪切变稠状态。

　　2、实验过程

　　2.1 实验材料

　　谦比希铜矿尾砂密度为2.67t/m3，松散容重为0.994t/m3，密实容重为1.392t/m3，松散孔隙率为62.80%，密实孔隙率平均为47.87%。由表1可知，谦比希铜矿全尾砂I-户一200目(一0.075 mm)含童为70.845%，一400目(一0.038 mm)含遗找为46.975%。

　　2.2 实验设备

　　实验所用的流变仪为Brookfield R/S+型流变仪。铜矿选矿实验与传统黏度计相比，十字型转子对样品结构的破坏小，并克服了圆柱面的滑移效应，从而大大提高了测量的精确性。

　　2.3 实验方案及步骤

　　实验的尾砂取自谦比希铜矿，分别以64%,65%,66%,67%,68%,69%,70%,71%,72%,73%不同重量浓度的尾砂浆进行实验。

　　(1)先在盆中配制300g不同浓度的料浆，搅拌约5min，直至均匀，然后倒于200mL烧杯中，料浆浸没搅拌转子(十字形转子)。将其放置于流变仪下，检测屈服应力和黏度。设定剪切应力从0缓慢加载到300 Pa，当转子开始转动时的剪切应力即为静态屈服应力。测定在不同剪切速率下的表观勃度和剪切应力，计算其剪切应力，根据H-B模型回归其屈服应力和黏度。

　　(2铜矿选矿实验)得出在不同的浓度条件下的流变曲线(剪切速率一剪切力),度和时间的关系曲线，并进行具体分析。

　　(3)根据相关计算，绘制n值随浓度变化的曲线，并进行非线性回归分析，得出浓度，即为临界浓度。3实验结果及分析3.1实验结果

　　绘制不同浓度下剪切速率和剪切力的关系曲线。

　　随着剪切速率由零开始增大，膏体的结构遭到破坏，表观黏度迅速减小，浓度越高，这种现象越明显，流变曲线偏向剪切速率轴。剪切速率继续增大，在这一阶段，膏体性能稳定，表观钻度减小规律趋于平缓，剪切应力与剪切速率近似线性规律。且在相同条件下，浓度越大，表观9度和剪应力也越大。

　　3.2 铜矿选矿实验屈服应力回归分析

　　根据式(I),基于H-B体对浆体应力应变曲线进行回归，得到屈服应力、黏度、流变指数。

　　浆体屈服应力随浓度的增加呈指数形式增加，当料浆浓度从70%增加至71%时，膏体屈服应力骤增，由62.44 Pa增加至109.40 Pa.

　　综上所述，铜矿选矿实验在重力浓缩实际生产过程中.由于工艺参数的波动性，谦比希铜矿全尾砂脱水浓度鼓大值应为69%左右。

　　4、铜矿选矿实验结论

　　(1)全尾砂浆屈服应力随浓度的增加呈指数形式增加，当料浆浓度从70%增加至71%时，膏体屈服应力骤增，由62.44 Pa增加至109.40 Pa。

　　(2)流变指数n值随浓度增大而单调减小，浓度为69%,70%左右时的n值最接近1.

　　(3)流变学角度测得浆体临界浓度为69%-70%，回归值为69.11%。

　　(4)谦比希铜矿全尾砂脱水浓度最大仇约为69%。