1、重力選礦標準答案和評分標準2009-2010學(xué)年第一學(xué)期一、 名詞解釋（共15分，每題3分）1. 重力選礦：根據(jù)礦物的密度不同而進行分離的方法叫做重力選礦。2. 等降現(xiàn)象：通過對各種密度、粒度、形狀不同的眾多顆粒，進行沉降速度的測定，發(fā)現(xiàn)有時其密度、粒度、形狀都不相同的兩種顆粒，卻有相同的自由沉降速度，這種現(xiàn)象謂之“等沉現(xiàn)象”（也可寫成“等降現(xiàn)象”）。3. 容積濃度：單位體積懸浮液內(nèi)顆粒占有的體積稱作容積濃度.4. 分配率：原料中某一粒級（100）進入沉砂和溢流的百分數(shù)稱作該粒級的分配率。5.球形系數(shù)：礦粒形狀偏離球形的程度可用同體積球體的表面積與礦粒的表面積之比來衡量，稱作球形系數(shù)，用來表示

2、。二、 填空（共14分，每空1分）1. 復(fù)式流化分級機對粗粒級采用上升水流，對細粒級采用（ 流化床）技術(shù)。2. 隔膜跳汰機的排礦方式有（透篩排料法）、（中心管排料法）、（一端排料法 ）。3. 礦粒在重介質(zhì)中為了達到分選的目的，重介質(zhì)與輕、重礦物的密度之間應(yīng)該存有的關(guān)系是（ ）。4. 礦物顆粒的粒度表示方法（體積當(dāng)量直徑 ）、（面積當(dāng)量直徑 ）、（ 沉降分析法）篩分分析法.5. 有效重力的公式表達式 6. 干涉沉降等降比（大于）（大于、小于、等于）自由沉降等降比。7. 個別顆粒在粒群中的沉降稱為（自由沉降）。8. 重力選礦實質(zhì)概括起來是（松散分層分離 ）。9. 阻力的形式基本有兩種，一是層流繞流

3、時的（粘性阻力），二是紊流統(tǒng)流時的（壓差阻力）。10. 螺旋選礦機與螺旋溜槽不同之處在于螺旋選礦機槽體內(nèi)有（截取器），來截取礦物。三、選擇題（共20分，每題2分，請將正確答案填在表中）12345678910DBBADACDCB四、簡答題（共17分，共3題）1. 答：工作過程：礦漿在壓力作用下，從給料口以切線方向給入旋流器內(nèi)，在器壁的限制下，作回轉(zhuǎn)運動，粗粒因慣性離心力大而拋向器壁，并逐漸向下滑動從底部排出為沉砂。細粒移向器壁的速度小，隨著向下流動空間斷面減小，被中心向上流動的液體帶走，成為溢流。（3分）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，輕便靈活，沒有傳動部件；設(shè)備費用低，容易拆裝，維修方便，制造容易，占地面積小

4、，基建費用低；單位容積處理能力大；分級粒度細，特別是對細粒（0.1mm的物料分級，分級效率高，有時可達80%。容易費用低。（1.5分）缺點：磨損快；給礦用泵的動力消耗大（單位電耗為螺旋分級機的數(shù)倍，但分級效率高可以彌補此損失），維修費用大；由于影響旋流器工藝效果的因素很多，有結(jié)構(gòu)方面的、工藝操作方面的和給料性質(zhì)方面的，并且往往相互關(guān)聯(lián)，相互制約，不易調(diào)整和控制。難于確定和保持最佳的工作條件。（1.5分）流器內(nèi)速度為三維空間速度，即切向速度，徑向速度，軸向速度ua。（1分）2. 答：顆粒沉降時除受到在自由沉降時受到的重力、浮力（其合力為凈重力）和介質(zhì)的阻力的作用外，（1分）還受到由于顆粒接觸、摩

5、擦、碰撞而產(chǎn)生的機械阻力，也就是說，顆粒在粒群中的干涉沉降運動除仍受自由沉降因素的制約外，而還受容器器壁及周圍顆粒所引起的附加因素的影響。這種附加因素主要包括四個方面：1）顆粒沉降時與介質(zhì)的相對速度增大。（1分）因為粒群中任一顆粒沉降的同時，其周圍顆粒也在沉降，這就勢必將下部的介質(zhì)沿顆粒之間及顆粒與器壁之間的空隙向上涌起，從而引起一股附加的上升水流，那么對任一沉降顆粒而言，使它與介質(zhì)間的相對速度增大，導(dǎo)致介質(zhì)阻力增加，相比自由沉降顆粒運動速度變小。2）顆粒沉降受到的浮力增大。（1分）顆粒向下運動的時候，周圍的粒群與介質(zhì)組成成懸浮體，從而使顆粒的沉降環(huán)境變成了液固兩相流介質(zhì)，其物理密度大于介質(zhì)密

6、度，致使顆粒所受浮力增大。這也導(dǎo)致了顆粒沉降速度的減小原因之一。3）機械阻力的產(chǎn)生。（1分）處于運動中的粒群，顆粒之間、顆粒與器壁之間，必然產(chǎn)生碰撞與摩擦，致使每個沉降顆粒除受介質(zhì)阻力外，還受機械阻力，因而，速度也減弱。4）流體介質(zhì)的粘滯性增加，引起介質(zhì)阻力變大。（1分）由于粒群中任一顆粒的沉降，都使周圍流體運動?；诠腆w顆粒的大量存在，且又不象流體那樣易于移位，結(jié)果介質(zhì)的流動受到更大的阻力，相當(dāng)于使流體粘滯性增高，于是在沉降過程中的顆粒受到更大的介質(zhì)阻力。3. 簡述礦粒在螺旋溜槽中的運動情況。槽底除沿縱向有坡度外，沿橫向也有相當(dāng)?shù)膬?nèi)向傾斜。礦漿自上部給入后，在沿槽流動過程中粒群首先發(fā)生分層。

7、（0.5分）分層結(jié)果是按照析離分層結(jié)果進行分層的，是最上層為大粒度小密度礦物，下面是少量小密度礦物細顆粒和大量大密度大顆粒，最下層大密度大顆粒。（2分）進入底層的重礦物顆粒受離心力小、摩擦力大，沿槽底的橫向坡度向內(nèi)移動，較低速度沿槽內(nèi)側(cè)向下移動，最后由槽末端最內(nèi)沿的尾礦口排出，為精礦。（1分）位于上層的輕礦物受到的離心力大，摩擦力小，則隨著回轉(zhuǎn)流動的礦漿沿著槽的外側(cè)向下運動，最后由槽末端最外沿的尾礦口排出，為尾礦。（1分）中間的為不同品位的中礦。（0.5分）五、論述題（共20分，每題10分）1. 答：第階段：上升水流運動前半期（，上升水流在前2周期內(nèi)。水流運動的特點是：水流上升，其速度越來越大

8、，速度方向向上，其加速度方向也向上。速度由零增加到最大值，加速度則由最大值減小到零。（0.5分）在t1階段初期，床層呈緊密狀態(tài)，隨著上升水流的產(chǎn)生，最上層的細小顆粒開始浮動，由于上升水流速度的逐漸加大，水流動壓力大于床層在介質(zhì)中所受的重力時，床層便脫離篩面而升起，并進而漸次松散。因顆粒密度大于水的密度，使得床層開始升起的時間遲于水。但床層一經(jīng)松散，便給顆粒提供了相互轉(zhuǎn)移的條件。于是，低密度顆粒向上啟動時間早，且運動速度快；高密度顆粒則滯后上升，相比之下速度也慢，這種情況對按密度分層是有利的。在t1階段，床層主要仍處于緊密狀態(tài)，顆粒的運動和分層受到較大地限制。尤其在這個階段，礦物上升的速度小于水

9、速的增加，使顆粒與介質(zhì)問的相對速度較大，這就加劇了顆粒粒度和形狀對分層過程的不良影響，而且這段時間延續(xù)的愈長（即t1愈長），對按密度分層愈不利。由此可見，在水流加速上升時期，水流運動的主要任務(wù)，是較快地將床層舉起，使其占據(jù)一定高度，為床層進一步的充分松散與分層，創(chuàng)造一個空間條件。（2分）第階段，上升水流運動后半期（。水流運動的特點是：水流上升，但速度愈來越小，由最大值降到零，速度方向仍向上為正；水流加速度由零到負的最大值，其方向向下。（0.5分）這時在水流動力作用下床層繼續(xù)上升，松散度逐漸達到最大。顆粒在此期間的上升速度已開始逐漸減慢，甚至一部分粗粒高密度顆粒在這期間已轉(zhuǎn)而下降。由于顆粒運動慣

10、性的作用，物料上升速度比水流上升速度減小得慢，致使顆粒和水流間的相對運動速度變小，以至在某一瞬間它們的相對速度降低到零。此后，水流與顆粒間的相對速度還要再次逐漸增大，但與上升初期相比，仍然保持在較小的范圍內(nèi)。因此，在這一期間，顆粒的粒度和形狀對按密度分層的影響較弱，而且，若是上升水流的負加速度越小，t2階段延續(xù)的時間就越長，密度對顆粒運動狀態(tài)起主導(dǎo)作用的時間也就愈長，故對按密度分層的效果就會愈好。（2分）第階段，下降水流運動的前半期（）水流運動特點是：水流下降，下降速度越來越快，速度方向向下，加速度方向也向下。（0.5分）在這期間，床層雖然還處于松散狀態(tài)，但因水流運動方向已轉(zhuǎn)而向下，故床層狀況

11、的發(fā)展趨勢，是將逐漸趨于緊密。此時，一部分高密度的粗顆粒在下降水流出現(xiàn)之前已開始沉降，而另一部分密度小粒度又細的顆粒，則由于本身的慣性，在下降水流的前期還在繼續(xù)上升，不過上升速度已經(jīng)緩慢。隨著下降水流速度的逐漸增大，前一類顆粒與介質(zhì)間的相對速度必然漸趨變小，甚至達到某一瞬間而成零。后一類顆粒盡管在初期是頂著下降水流作上升運動，但是由于這時顆粒運動速度都比較小，所以與水流之間的相對速度也低，隨著下降水速的增大，這些顆粒將逐漸轉(zhuǎn)為下降，基于它們是受水流及重力的雙重作用，其下降速度將比水流速度增加更快，這就使得相對速度進一步降低，而且很快由小于水速轉(zhuǎn)而追上水速。由此可見，在t3 階段，顆粒與介質(zhì)之間

12、的相對運動速度是較低的，這就有利于顆粒按密度分層。顯然，如果在下降初期介質(zhì)流速增加得過快，很有可能使與顆粒之間的相對速度變大，故從這個意義上說，在下降初期，應(yīng)使水流加速度較小，t3時間宜長些為佳，即下降初期水流特點應(yīng)是長而緩。（1.5分）但是應(yīng)當(dāng)注意，在這個階段，床層下部高密度的大顆粒，已逐漸落到篩板上，速度很快為零。整個床層在下降介質(zhì)流中漸漸緊密起來，機械阻力猛增，粒度大密度高的顆粒首先失去活動性；而粒度小的顆粒，則在逐漸收縮的床層間隙中繼續(xù)朝下運動，這就是吸啜作用：顯然，由于吸啜作用的存在，可使高密度細顆粒落入床層底部，從而獲得它應(yīng)有的歸縮。由此可見，尤其對分選不分級或?qū)捔＜壩锪?，吸啜作?/p>

13、是必不可少的。它即是按密度分層過程的延續(xù)，又是分層過程的補充。為了加強吸啜作用，水流應(yīng)是短而速。這就與前面分析產(chǎn)生了矛盾，顧及兩方面要求，下降初期水流長而緩應(yīng)適度。（1分）第階段，下降水流運動的后半期（水流運動特點是：水流繼續(xù)下降，但速度越來越小，由最大絕對值降到零；加速度方向向上，由零增加到最大值。（0.5分）在這段時間年它包括床層恢復(fù)到篩面后的整個階段，此階段的特點是床層比較緊密，分層過程幾乎完全停止。但由于下降水流依然存在，使得一些細顆粒在下降水流的吸啜作用下，仍然可通過床層的間隙向下移動，從而使在前期被沖到上層的高密度細顆粒行至床層下方，甚至穿過篩孔進入跳汰機底部，成為重產(chǎn)物排出，改善

14、了分層效果。但是，倘若下降水流的吸啜作用過強，作用時間過長，也會使一部分低密度的細顆粒進入底層，導(dǎo)致分選效率下降。因此，在下降末期，吸啜作用應(yīng)加以適當(dāng)控制。（1.5分）（分析內(nèi)容大致對即可得到相應(yīng)的分值）。 3. 答：1）粒群在床面上的松散分層物料在床面上的松散是在橫向水流和床面縱向搖動作用下發(fā)生的。(1 橫向水流產(chǎn)生脈動水流進松散分層水流沿床面橫向流動，不斷跨越床條，每經(jīng)過一床條即發(fā)生一次小的水躍。水躍產(chǎn)生旋渦，在兩床條中間可形成上升、下降水流，松散床層。主要是將細小顆粒即礦泥懸浮起來，直接排送到尾礦側(cè)。水躍對底層作用較小，底層物料的松散靠床面的搖動。松散后的分層為按沉降速度分層。（2分）（

15、2） 床面搖動下的松散分層床層的大部分厚度內(nèi)是借床面的搖動來松散的。床面搖動產(chǎn)生的松散作用主要是由于增加了層間速度差，從而引起層間斥力（拜格諾力）。因此松散作用力相當(dāng)于拜格諾層間慣性剪切斥力。（此后的分層為析離分層：重礦物在最初床層處于混雜狀態(tài)時，具有較大的局部壓強，因而能較早地進入輕礦物的下面，而對于同一密度的細顆粒在向下運動時遇到的機械阻力較小，可通過粗顆粒間隙分布到同一密度層的下面。）分層結(jié)果是：細粒重礦物在最底層，其上是粗粒重礦物和部分細粒輕礦物，再上面是細粒輕礦物，最上面則是粗粒輕礦物。（2分）礦粒在床面上的運搬分帶2） 由于床面作差動運動的慣性力和橫向水流的沖洗作用，使分層后的礦粒

16、具有不同的運動速度和運動方向，形成粒群在床面上的扇形分帶。（0.5分）（1） 橫向水流的沖洗作用橫向水流由直接給到床面上的沖洗水和隨礦漿一起給入的給礦水兩部分構(gòu)成，布滿整個床面，水流沿斜面運動過程中對礦粒施以沖力（動壓力），水流速度愈大，這種沖力愈大。又由于床條的保護作用，上層水流的沖力大，下部水流沖力小。粒群分層在床面上進行是很快的，分層后的礦粒由于點據(jù)不同的高度（而位于最上層的為粗粒輕礦物），因此這時首先被沖下來的是位于最上層的最粗輕礦物顆粒。隨著顆粒向精礦端移動，床條高度降低，原來占據(jù)中間位置的輕礦物細顆粒及重礦物粗顆粒依次被沖洗下來，位于最底層的重礦物細顆粒受到的沖力最?。?分）。（2

17、） 床面差動運動產(chǎn)生的縱向運搬作用搖床的差動運動性表現(xiàn)在：床面前進時，速度由慢到快而迅速停止（在前進一半的時候速度達到最大）；在往后退時，速度由零迅速增至最大，此后緩慢減小到零。而大密度顆粒其縱向運搬速度比小密度顆?？欤瑢τ诿芏认嗤牧６炔煌牡V粒，粗顆粒的縱向運搬速度小于細顆粒。（2分）（3）礦粒在床面的扇形分帶礦粒實際運動方向與床面的縱軸夾角，稱作偏離角，用 表示。綜合以上的分析，輕礦物粗顆粒有最大的偏離角，而重礦物細顆粒的偏離角最小，其輕礦物細顆粒和重礦物粗顆粒介于兩者之間，這樣各礦粒依它們的密度和粒度的不同在床面上展開扇形分帶。最后分帶結(jié)果為：，如圖所示。這就構(gòu)成了輕、重礦物的扇形分帶。（分析內(nèi)容大致對即可得到相應(yīng)的分值）。六、計算題（共13分）解：由于石英的謎底小于金的密度，如要實現(xiàn)石英顆粒與金顆粒的按密度分層分離，就要粒度最大（1mm）的石英的沉