目前,选冶行业每年要产生数百万吨的流体细尾矿,致使全球细尾矿已堆存数十亿吨。这些尾矿坝不仅占用了大量的土地,尾矿及尾矿中重金属、残留的选矿药剂还对人民安全和生态环境造成了严重的安全隐患。尾矿中的超细颗粒（小于1μm）经絮凝沉降处理后仍然难以沉降,循环水中超细颗粒含量很高,对矿物的提纯造成严重的影响。大量超细颗粒的存在使尾矿水粘度增大,形成稳定的类“凝胶状”悬浮液,对其他颗粒的沉降产生影响。目前,对超细颗粒的研究很少,细尾矿的问题还未解决,因此如何使超细颗粒有效絮凝是实现细尾矿高效沉降的关键。为了解决流体细尾矿中超细颗粒的有效絮凝问题,论文采用稳定性好、表面物理化学性质一致的氧化钛颗粒作为固体颗粒模型,以易于制备、稳定性好的不同分子量聚丙烯酸作为絮凝剂;以细尾矿中超细颗粒有效絮凝为目标,研究了不同粒度级颗粒的絮凝行为,采用分段加药-及时分离絮凝体的方式实现了按粒度由粗到细的趋势分级絮凝的目的;探索了不同分子量絮凝剂的吸附形态及其对絮凝行为的影响规律;并在此基础上分析了不同分子量絮凝剂的表面覆盖率,揭示了超细颗粒的絮凝机理。研究了不同粒级氧化钛颗粒的最佳絮凝剂用量,比较了最佳絮凝剂用量下的絮凝效果。样品1、样品2和样品3的Dn（50）分别为38 nm、186 nm和357 nm,分子量为512,000 g/mol的聚丙烯酸絮凝剂最佳用量分别为6 mg/g、2 mg/g和1mg/g。而絮凝剂用量以单位比表面积的絮凝剂用量（g/m~2）表征时,样品1、样品2和样品3的絮凝剂最佳用量分别为53μg/m~2、67μg/m~2和62μg/m~2,平均值为60.7μg/m~2;可知不同粒级颗粒的最佳絮凝剂用量近似定值。在最佳絮凝剂用量下,初始沉降速率和絮凝速率均随着粒度的减小而增加;因此,可知粒度越小的颗粒絮凝效果越好。当宽粒度级絮凝时,分段加药-及时分离絮凝体的絮凝效果较一次加药的絮凝效果好。使用分段加入絮凝剂并及时分离出已经形成的絮凝体的方法,既避免了剪切作用破坏已经形成的絮凝体,又避免了形成絮凝体的颗粒继续吸附絮凝剂,使絮凝剂逐步作用于细颗粒,实现了超细颗粒的有效絮凝。研究了不同分子量絮凝剂对超细颗粒的絮凝效果。分子量分别为140,000g/mol（PAA-100k）、512,000 g/mol（PAA-450k）和1,483,000 g/mol（PAA-1250k）的聚丙烯酸絮凝剂最佳用量为0.5 mg/g、0.8 mg/g和2 mg/g,在所研究的絮凝剂分子量范围内,最佳用量随着絮凝剂分子量的增加而增加。聚焦光束反射分析可知,在各自最佳用量下,分子量越大,桥联效应越强,形成的絮凝体越大,有利于絮凝沉降;由扫描电子显微镜图像分析可知,分子量越大,絮凝体结构越疏松,密度越小,不利于絮凝沉降。而中间分子量絮凝剂得到最大的初始沉降速率和最小的浊度值,絮凝效果最好。研究了不同分子量絮凝剂在不同用量下的表面覆盖率。采用表面碳含量法计算絮凝剂在颗粒表面的覆盖率,结果表明:在所选絮凝剂分子量范围内,最佳絮凝剂用量下,不同分子量絮凝剂表面覆盖率近似定值,分别为9.2%、10.4%和11.3%,平均值约为10.3%。当桥联作用在絮凝过程中起主导作用时,絮凝剂最佳用量是絮凝剂在颗粒表面达到特定覆盖率时的用量。研究了聚丙烯酸和氧化钛颗粒之间的相互作用力类型。研究表明:聚丙烯酸和氧化钛颗粒之间除了氢键作用之外,还存在化学作用。聚丙烯酸内C-O与C=O的比例为1:1,由XPS结果可知,絮凝后C-O与C=O的比例为1:2.4,这表明聚丙烯酸吸附到氧化钛颗粒上生成了C=O;此外,COO反对称伸缩特征峰和对称伸缩特征峰的差值为89 cm-1,表明聚丙烯酸的羧酸根与氧化钛的钛以鳌合的方式结合,聚丙烯酸一旦吸附到氧化钛颗粒表面将很难实现脱附重组。研究了不同分子量聚丙烯酸的吸附形态。由石英晶体微天平耗散技术测量PAA-100k、PAA-450k和PAA-1250k的吸附层厚度分别为14.8 nm、39.4 nm和65.4 nm,吸附层厚度随着聚丙烯酸分子量的增加而增加;结合吸附絮凝剂后颗粒表面zeta电位的变化可知,小分子量的聚丙烯酸（≤140,000 g/mol）多以“平铺”的方式桥联颗粒,而分子量大的聚丙烯酸（≥512,000 g/mol）多以“环”和“尾”的方式桥联颗粒。对于超细亚微米级或者更小颗粒而言,吸附层厚度对絮凝效果有较大影响,过大的吸附层厚度导致絮凝体孔隙率较大,絮凝体密度降低,絮凝效果变差,所以并不是絮凝剂分子量越大效果越好。