全尾砂的运用在充填过程当中对尾砂的利用和降低尾矿库库容有十分重要的意义,而其中如何加速沉降细颗粒尾砂是充填过程中的关键所在,目前已有大量国内外学者在寻求高效可靠的絮凝药剂,选择合适的絮凝沉降条件及过程,虽然提高了全尾砂浆的沉降效果,但并未将多种影响全尾砂浆沉降效果的因素与絮凝机理相结合讨论。本文通过对某铜矿的尾砂进行室内静态絮凝沉降试验、Winner2000激光粒度分析仪分析尾砂颗粒粒径、扫描电子显微镜对尾砂微观形貌观察、Zeta电势仪对尾砂表面电位测试,得到基于内外多因素(不同絮凝剂种类、絮凝剂浓度和单耗、全尾砂浆浓度与颗粒粒径和外部环境)的某铜矿全尾砂浆絮凝剂高效助沉的影响规律,解释在各种影响因素下絮凝剂对全尾砂浆高效助沉的作用机理,为研究絮凝剂高效助沉全尾砂浆的条件提供试验依据。主要研究结果和结论如下。(1)通过絮凝剂的初步选定,聚丙烯酰胺(PAM)类絮凝剂对本次试验所用尾砂沉降效果最好,添加PAM能明显提高全尾砂浆沉降效果;对PAM类絮凝剂进行最佳相对分子量试验,得到APAM最佳相对分子量为1.5×10~7,CPAM最佳相对分子量为1.2×10~7,NPAM最佳相对分子量为1.8×10~7,且APAM对全尾砂浆助沉效果优于CPAM和NPAM。(2)通过对内因素—絮凝剂的浓度和单耗对沉降效果的影响展开研究,得到全尾砂浆的沉降效果随着APAM浓度和单耗的增加均有先增长后降低的趋势,最佳絮凝剂浓度为1‰,最佳絮凝剂单耗为40g/t;通过测得尾砂表面Zeta电位验证絮凝剂单耗对沉降效果的影响,得到随着絮凝剂单耗的增加尾砂表面Zeta电位的绝对值呈现先减少后增大的趋势,并当单耗在40g/t时最接近0。(3)通过对内因素—全尾砂浆浓度和粒径对沉降效果的影响展开研究,随着尾砂质量浓度的增加,沉速有明显的降低,并且此时最佳絮凝剂的单耗有明显的增加;当全尾砂中粒径小于37μm颗粒所占比例较大时,沉降效果有明显的下降;通过Winner2000激光粒度分析仪对沉降过程中的尾砂颗粒粒径进行分析,小于9.703μm粒径的颗粒易与絮凝剂作用,9.703μm~36.851μm粒径的颗粒随着单耗增加与絮凝剂作用增强,大于36.851μm粒径的颗粒不与絮凝剂产生作用;通过扫描电子显微镜试验表明,絮凝剂的添加会使粒径小于37μm颗粒团聚在大于37μm颗粒附近,表明在絮凝沉降过程中,絮凝剂高分子链与粒径在37μm以下尾砂颗粒相互吸附,形成絮团,并且“网捕”粒径大于37μm的尾砂颗粒,形成絮凝体,加速沉降。(4)通过对外因素—全尾砂浆pH值和温度对沉降效果的影响展开研究,絮凝剂APAM随着全尾砂浆pH值的增加,对全尾砂浆助沉效果有较好的改变;通过对尾砂表面Zeta电位的研究,随着全尾砂浆pH值的增加,Zeta电位的绝对值越趋近零;絮凝剂对全尾砂浆的助沉效果随着温度的升高有先增加后降低的趋势,并当温度在30℃达到最大沉降速率。