PAGE課程名稱：《重力選礦》第5次講摘要授課題目（章、節(jié)）第三章水力分級第四節(jié)分級效果的評價重介質(zhì)選礦第一節(jié)概述本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】通過本講課程的學(xué)習(xí)，掌握分級效果的評價以及重介質(zhì)選礦的概述?！局饕獌?nèi)容】1、分級效果的評價2、重介質(zhì)選礦的概述【重點(diǎn)】分級效果的評價內(nèi)容【本講課程的引入】這節(jié)課我們接著介紹水力分級效果的評價，并對第七章重介質(zhì)選礦的一些基本概念做個簡單的介紹?！颈局v課程的內(nèi)容】第四節(jié)分級效果的評價在理想情況下，分級應(yīng)按預(yù)定粒度分成粗、細(xì)兩種產(chǎn)物，但是實(shí)際分級過程中因受水流的紊動以及顆粒密度、形狀的影響，使粗、細(xì)顆粒在對立產(chǎn)物中發(fā)生了混雜，為了評定混雜程度，用分級效率作為判據(jù)。常見表示分級效率的方法有兩種：一種是公式計(jì)算方法，另一種是圖示法。我們在前面講了不少分級設(shè)備，分級設(shè)備工作好壞，需進(jìn)行評價，在實(shí)際中用分級效率來評價，評價包括數(shù)量和質(zhì)量兩個方面，常見表示分級效率的方法有兩種：一種是公式計(jì)算方法，另一種是圖示法。下面介紹這兩種方法。一、用粒度分配曲線評定分級效率分配曲線法是用統(tǒng)計(jì)的方法評定分級效率的一種方法。分配率：原料中某一粒級（100）進(jìn)入沉砂和溢流的百分?jǐn)?shù)稱作該粒級的分配率。％粒度分配曲線：原料中各個粒級在沉砂或溢流中分配率隨粒度變化的曲線稱為粒度分配曲線。下面以書中的示例來說明如何繪制分配曲線：表6-1分級產(chǎn)物的粒度組成和分配率的計(jì)算1）首先從溢流和沉砂中取有代表性試樣，直接稱重或計(jì)算出對原料的產(chǎn)率；本例中溢流的產(chǎn)率＝63.9%，沉砂產(chǎn)率＝36.1%；2）用同一組套篩（或水析器）對沉砂和溢流進(jìn)行篩析（或水析），并計(jì)算出各粒級對本產(chǎn)物的產(chǎn)率；得表中（2）、（3）欄；3）將溢流和沉砂中各粒級對產(chǎn)物的產(chǎn)率分別乘以溢流和沉砂的產(chǎn)率，得各粒級對原料的產(chǎn)率；（2）×63.9＝（4）欄，（3）×36.1＝（5）欄，（4）＋（5）＝（6）；4）各粒級在溢流和沉砂中相對原料的產(chǎn)率除以該粒級產(chǎn)率，得該粒級在溢流和沉砂中的分配率；（4）÷（6）＝（7）欄；溢流分配率；（5）÷（6）＝（8）欄；沉砂分配率。（5）取直角坐標(biāo)紙，橫坐標(biāo)表示粒度，左測縱向坐標(biāo)自上而下溢流分配率，右側(cè)自下而上為沉砂分配率，先按各粒級范圍畫出階梯折線，通過折線中點(diǎn)連成曲線即為分配曲線。圖6-11粒度分配曲線分離粒度：在分配曲線中，分配率在沉砂和溢流中各占50%的粒度稱作分離粒度，用d50表示。本圖中分離粒度d50＝235μm。分配曲線的形狀反映了分級效率，可以評定分級效率，曲線愈陡，表明分級進(jìn)行愈好，分級效率愈高，在理想情況下，分配曲線為以d50為界線的垂直線。實(shí)際評定是用分配曲線中間段偏離垂直線的傾斜程度表示分級效率，通常取分配率為25％或75％的粒度與分離粒度d50的差值作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，稱作可能偏差，用Ef表示。，，由于d＇和d”不一定相等，故用平均值來表示。式中：d25、d75――溢流（或沉砂）中分配率為25％和75％的粒度值。本例：d25＝315μm、d75=175μm，Ef＝。二、分級效率的計(jì)算公式設(shè)：原料的總量為100％，其中小于分離粒度的含量為％，大于分離粒度的含量為（100－）％，分級后：細(xì)粒產(chǎn)物的產(chǎn)率為％，其中小于分離粒度的含量為，大于分離粒度的含量為（100－β）％；粗粒產(chǎn)物的產(chǎn)率為（100－）％，其中小于分離粒度的含量為％，大于分離粒度的含量為（100－）％。如下圖：圖6-12計(jì)算分級效率的示意圖1、只反映數(shù)量的效率計(jì)算公式量效率：細(xì)粒組在溢流中的回收率，即原料中的空白面積與溢流中的空白面積之比：細(xì)粒級在產(chǎn)物中分配平衡：×100％代入上式得：×100％2、反映數(shù)量和質(zhì)量的計(jì)算公式分級效率表示為溢流中細(xì)粒級的回收率與粗顆粒在溢流中的回收率（即粗粒的混雜率）之差。細(xì)fine粗coarse細(xì)粒級在溢流中的回收率－粗粒在溢流中的回收率=其中表示入料中細(xì)顆?；厥盏揭缌鳟a(chǎn)物中的數(shù)量，而表示對溢流產(chǎn)物質(zhì)量降低的影響。重介質(zhì)選礦第一節(jié)概述一、重介質(zhì)選礦基本原理任何重力分選過程都是在一定的介質(zhì)中進(jìn)行，通常我們把密度大于水(1g/cm3)的介質(zhì)稱為重介質(zhì)。在這樣的介質(zhì)中進(jìn)行的選礦稱為重介質(zhì)選礦。分選的基本原理是阿基米德原理，完全屬于靜力作用的過程，就是在任何物體浸沒于介質(zhì)中都要受到介質(zhì)的浮力，浮力的大小等于物體排開同體積介質(zhì)的重量，即：。由該式可知，物體所受浮力P的大小，隨所用介質(zhì)的密度的增大而增大。我們又知道顆粒在介質(zhì)中的有效重力G0為：G0的方向取決于的符號，凡是的礦粒，G0為正，礦粒在介質(zhì)中沉降，集中到分選機(jī)的底部（重礦物）；反之，的礦粒，G0為負(fù)，礦粒在介質(zhì)中上浮，集中到分選機(jī)的表面（輕礦物），那么，凡是的礦粒，G0＝0，礦粒懸浮于介質(zhì)中。此時，礦粒在重介質(zhì)中浮起還是沉降，運(yùn)動方向的取向，重介質(zhì)的性質(zhì)起著決定性的影響。為了達(dá)到分選的目的，重介質(zhì)的密度應(yīng)該界于重礦物和輕礦物之間，即：↑。理論上講，礦粒的粒度和形狀對分選過程不再有影響，因此使得重介質(zhì)選礦，可選分粒度級別很寬，密度差特別小，形狀各異的物料。換言之，只要被選物料，其輕、重產(chǎn)物密度有所差別，采用重介質(zhì)選礦分選，就可得到理想的分選效果。這也就是對于難選及極難選煤，應(yīng)采用重介質(zhì)選煤方法的原因。但是，在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際情況并非如此。因?yàn)樵谥亟橘|(zhì)物料完成分離過程時，輕產(chǎn)物的上浮和重產(chǎn)物的下沉，其浮沉分層速度是物料粒度及物料與介質(zhì)密度之差的函數(shù)。顆粒粒度越大，顆粒密度與介質(zhì)密度之差值越大，粒群在重介質(zhì)中的分層速度也就越快；粒度若越小，密度差值越小，顯然分層速度就會越慢。如果被選物料粒度級別很寬，對于其中粒度很小、密度與介質(zhì)密度又很接近的物料，為使分層完善，所需分選時間則需很長，勢必導(dǎo)致設(shè)備生產(chǎn)能力下降。如果要保持設(shè)備具有一定的生產(chǎn)能力，則會使分選效率降低。因此，物料選前應(yīng)進(jìn)行篩分，使其粒級適當(dāng)變窄，然后分級入選。目前，在重力場中分選時，礦石其給料粒度下限約為2~3mm，選煤時為3~6mm。如果是離心力場中分選時，物料粒度下限為0.5mm或更低些。給料的粒度上限，主要是由原礦的粒度嵌布特性及重介分選機(jī)的規(guī)格尺寸所決定。對于金屬礦石常見為二、重介質(zhì)的種類重介質(zhì)有兩類：一是重液，一是重懸浮液。（1）重液：是一種均質(zhì)液體，是某些高比重可溶性鹽類的水溶液（如KI＋HgI2的水溶液，又稱杜列液，）和某些高比重的有機(jī)溶液（如三溴甲烷，四溴乙烷C2H2Br4與有機(jī)溶劑組成的液體，）。特點(diǎn)：重液來源有限，價格較貴，又往往有毒，不易回收。雖然具有物理性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但在生產(chǎn)幾乎沒有采用，一般用在試驗(yàn)室分離礦物和測定礦物的密度組成（浮沉試驗(yàn)）。（2）重懸浮液：是高密度的固體微粒與水混合組成的非均質(zhì)的兩相介質(zhì)。把高密度的固體微粒叫加重質(zhì)。如硅鐵、磁鐵礦、黃鐵礦等。加重質(zhì)均勻分散于水中，這樣就增大了介質(zhì)的密度，被選礦石在其中所受到的浮力作用如同在密度相同的重液中一樣，所以在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用，目前所講的重介質(zhì)選礦，實(shí)際上是重懸浮液選礦。表7-1選礦常用加重質(zhì)的性質(zhì)種類密度（kg/m3）摩式硬度配成懸浮液的最大物理密度（kg/m3）磁性回收方法硅鐵690063800強(qiáng)磁性磁選方鉛礦75002.5～2.73300非磁性浮選磁鐵礦500062500強(qiáng)磁性磁選黃鐵礦4900～510062500非磁性浮選毒砂5900～62005.5～62800非磁性浮選三、重介質(zhì)選礦的應(yīng)用重介質(zhì)選礦方法中一種嚴(yán)格按密度分選的方法。它可以把輕、重礦物密度差為0.1左右的礦石得到有效的分選。因此，廣泛用于選煤和各種金屬礦石及非金屬礦石選別。選煤時可直接得到精煤和尾煤，而選別金屬礦石時可得到粗粒廢棄的尾礦和粗精礦。重介質(zhì)分選金屬礦石時，受到加重質(zhì)密度的限制，難以配制很高密度的懸浮液，一般只能配制比輕礦物密度略高一些的重介質(zhì)。因此，重介質(zhì)選礦難獲得高品位的最終精礦，只能除去低密度單體脈石或采礦時混入的圍巖，作為預(yù)先分選作業(yè)。故該方法選礦時，適合處理粗粒浸染或集合浸染的礦石。因?yàn)檫@種礦石經(jīng)過粗碎和中碎后，可有大量的單體脈石和圍巖解離出來，經(jīng)重介質(zhì)選礦將其除去，使之不再進(jìn)入磨礦和選別作業(yè)，這樣可以大大降低每噸原礦的生產(chǎn)成本，同時提高了入選品位。由于受重介質(zhì)密度的限制，故該方法在金屬礦選礦時，只能作為預(yù)選作業(yè)，使有用礦物得到初步的富集，主要甩掉脈石。目前，重介質(zhì)選礦在國內(nèi)外引起較大重視，南京梅山鐵礦處理鐵礦石、廣西大廠處理錫礦、湘東鎢礦、廣東紅嶺鎢礦處理鎢礦。國外，德國、美國、前蘇聯(lián)、日本都有較大規(guī)模的重介質(zhì)選廠。4、影響因素①進(jìn)料壓力進(jìn)料壓力高，旋流器的處理能力大，但懸浮液密度分布更不均勻，導(dǎo)致分選效果降低。從這個意義上看；增大進(jìn)料壓力，對分選是不利的。所以，在增大進(jìn)料壓力的同時，應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟蟮琢骺谥睆?。在?shí)際工作中，應(yīng)盡可能采用低壓給料，這對于降低動力消耗，減少旋流器的磨損也有好處的。從我國經(jīng)驗(yàn)表明，使用直徑350mm的旋流器，以黃土作為加重質(zhì)，分選中煤，實(shí)際進(jìn)料壓力為0.1～0.05MPa，數(shù)量效率η可達(dá)94.5％。②懸浮液密度懸浮液密度越高，旋流器內(nèi)物料的實(shí)際分選密度也就越大。在一般情況下，如前所述，懸浮液密度可比實(shí)際分選密度低0.2～0.4。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，入料懸浮液密度與實(shí)際分選密度間的差值，可通過改變給料壓力及底流口孔徑的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。注意：入料懸浮液密度越低，雖然加重質(zhì)用量可以減少，但懸浮液在旋流器內(nèi)受到的濃縮作用越強(qiáng)，致使懸浮液密度分布就越不均勻，造成分選效率下降。③入料中礦石與懸浮液的體積比當(dāng)?shù)V石和懸浮液的體積比增大時，旋流器按礦石計(jì)算的生產(chǎn)能力也增大，但分選效果相應(yīng)下降。原因：體積比增大，旋流器內(nèi)礦石層增厚，分層阻力加大，分層速度降低，導(dǎo)致輕、重礦粒易相互混淆。經(jīng)研究，從分選效果來看，礦石和懸浮液的體積比，以1∶8為宜，但此時生產(chǎn)能力較低；為了要保持一定的處理能力，在一般情況下，應(yīng)采用1∶4～1∶6為佳。④給料粒度重介質(zhì)選（礦），若給料粒度太?。ㄐ∮?.4mm），從產(chǎn)物中脫除介質(zhì)既十分困難又不經(jīng)濟(jì)，因此，采用重介質(zhì)分選法時，沒有必要要求更細(xì)的分選粒度下限。再有，對于入料中粒度過細(xì)（小于0.4mm）的分選效果雖然較差，但它并不影響粗粒物料的分選效果。旋流器給料粒度上限，只取決于旋流器的大小。實(shí)踐表明，為了防止堵塞，給料中最大粒度以不超過給料口或底流孔直徑的1／4為宜。根據(jù)我國生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，利用重介質(zhì)旋流器分選難選、極難選末煤或跳汰中煤，可以獲得良好的效果。重介旋流器器選分金屬礦石，給礦粒度一般不超過20mm，多在13mm以下。⑤旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)除旋流器直徑外，主要是指旋流器錐角、溢流口及底流口的大小、給料口的尺寸等。a.旋流器錐角當(dāng)旋流器直徑一定，錐角已定。選煤生產(chǎn)中錐角均在15°～20°選用，多為20°；分選金屬礦石時，旋流器錐角一般在15°～30°。b.錐比底流口直徑與溢流回直徑的比值稱為錐比。是影響旋流器工作的最主要因素。一般錐比變大，可以獲得較純凈的精礦，當(dāng)錐比減小時，可以得到較純凈的尾礦。錐比與原礦中重產(chǎn)物的含量多少有關(guān)，我國用重介質(zhì)旋流器錐比為0.7～0.8。c.給料口的大小旋流器給料口的大小只對旋流器的處理能力有影響，而對分選效果沒有影響，一般，旋流器給料口的直徑可取旋流器直徑的1／7一2／7即可。d.溢流管插入深度溢流管插入的深淺，對分選有一定影響，從我國使用的重介質(zhì)旋流器實(shí)踐證明，溢流管插入深度以320～400mm范圍內(nèi)效果較好?！颈局v課程的小結(jié)】這講課我們主要講述了分級效果的評定，并簡單地介紹了重介質(zhì)選礦的一些概念以及基本原理，重點(diǎn)要大家掌握