矿产资源是工业生产的重要生产资料之一,随着科学技术的发展与全球工业化进程的不断加快,对矿产资源的需求也日益剧增。尾矿泥浆是矿山开采的洗矿过程中所产生的伴生物,具有黏粒多、颗粒细小等特点,包含有大量的黏土胶体,这导致了其难脱水沉降的工程特性,修建尾矿库进行堆存处理是目前采用较多的方式。但与日俱增的矿泥排放量和长期堆存的矿泥都将对生态环境带来巨大的负担,亟需加速尾矿泥浆的沉降固结速度,改变现有尾矿泥浆的处置方法。而解释尾矿泥浆在不同条件下沉降的关键影响因素及其在沉降过程中土水间的相互作用机理是解决上述问题的关键。本文对广西百色市平果铝矿泥开展不同初始含水率、环境温度和阳离子种类及浓度作用下的沉降试验,结合扫描电子显微镜、核磁共振分析仪和微型电泳仪等设备对其微观结构和组分变化进行研究,为新型絮凝剂的研发与尾矿的综合利用提供理论依据。得到的主要结果如下:(1)平果铝矿泥在不同含水率下具有不同的沉降类型,分别为沉积沉降与固结沉降。试验测得在初始含水率大于400%时,矿泥发生沉积沉降。当初始含水率小于400%时,矿泥发生固结沉降。随着含水率的减小,沉积沉降将逐渐转变为固结沉降。矿泥初始含水率的升高会导致絮凝速率的增加和絮凝时间的缩短,并且沉降稳定时间T_c与初始含水率和液限含水率的比值(w₀/w _L)呈高度相关的幂指数关系。(2)在不同环境温度下对矿泥进行自由沉降试验,发现温度的升高使得矿泥颗粒间布朗运动加快,缩短其絮凝时间。并且温度的升高导致黏土悬液的动力粘滞系数增大,阻碍絮团沉降,两者共同作用导致絮凝速率与时间变化不大。而温度的升高令介电常数减小,导致沉降稳定孔隙比减小。(3)矿泥中含有大量电荷易受p H改变的高岭石。在不同p H的矿泥沉降试验中,边缘电荷随p H的变化发生改变,导致絮凝速率、沉降稳定孔隙比和Zeta电位值等均在等电点两侧呈现不同的变化规律。(4)在氯化钠和氯化钙溶液中,离子浓度的升高,使得矿泥间斥力势能减弱,进而导致絮凝速率和沉降稳定孔隙比的减小。然而在氯化铁溶液中,离子浓度的升高,令颗粒间的库伦吸引力减小,原有的大孔隙边-面排列结构弱化,最终导致沉降稳定孔隙比与絮凝速率的减小。(5)阳离子的存在使得颗粒吸附水转为自由水,导致矿泥的核磁信号峰值对应的横向弛豫时间T₂发生改变。在Fe Cl₃溶液中,因水解产生部分Fe(OH)₃胶体和多羟基聚合物,使得矿泥悬液的稳定性增强和絮凝体的密实度增大。