固體物料分選學(xué)-重介質(zhì)分選.ppt

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1、1 15 重介質(zhì)分選 在密度大于 1000kg/m3的介質(zhì)中進(jìn)行的分選過 程。 加重質(zhì)： 加大介質(zhì)密度的高密度固體微粒。 加重質(zhì)的要求： -200目 6080%；密度適宜、 價(jià)格低廉、便于回收。 磁鐵礦 （ 5000kg/m3）：采用鐵品位在 60%以 上的鐵精礦，可配制最大密度為 2500kg/m3的重懸浮液，用磁選回收。 2 重介質(zhì)分選，不僅受固體顆粒密度影響，還與 粒度有較大關(guān)系。 細(xì)粒級： 高密度顆粒，由于懸浮液的粘性阻力 作用，易被帶入輕產(chǎn)物中；與加重質(zhì)的分離較 困難。 原料入選前，必須分級 選煤時(shí)： 給料的下限為 3-6mm，上限為 300- 400mm。 分選金屬礦石時(shí)： 給料的

2、下限為 1.5-3.0mm， 上限為 50-150mm 3 重介質(zhì)分選應(yīng)用： 受加重質(zhì)自身密度的限制，懸浮液難以達(dá)到很高的密 度，通常只能比輕礦物密度略高一點(diǎn)，故重介質(zhì)選礦 不能獲得高品位的高密度產(chǎn)物，而只能選出密度低的 單體脈石或采礦過程混入的圍巖，從而作為預(yù)先選別 作業(yè)使用。 （除選煤外） 對 有色金屬 礦石，最適合于處理有用礦物為集合體嵌 布或粗粒嵌布的礦石。這類礦石經(jīng)中碎后，即有大量 單體脈石產(chǎn)出，用重介質(zhì)選礦法將其除去，使之不再 進(jìn)入磨礦和選別作業(yè)，可大大降低生產(chǎn)成本并提高選 廠的處理能力。對于井下開采的 鐵、錳礦石， 利用重 介質(zhì)選礦法可預(yù)先除去混入的圍巖，恢復(fù)地質(zhì)品位。 4 16

3、 跳汰分選 跳汰選礦 是指物料主要在垂直上升的變速介質(zhì)流中， 按密度差異進(jìn)行分選的過程。物料在粒度和形狀上 的差異，對選礦結(jié)果有一定的影響。 實(shí)現(xiàn)跳汰過程的設(shè)備叫 跳汰機(jī) 煤炭 分選中，跳汰分選占很大比重。全世界每年入 選煤炭中，有 50%左右是采用跳汰機(jī)處理；我國跳 汰選煤占全部入選原煤量的 70% 。另外跳汰選煤處 理的粒度級別較寬，在 1500.5mm，既可不分級入 選，也可分級入選。跳汰選煤的適應(yīng)性較強(qiáng)，除非 極難選煤，均可優(yōu)先考慮采用跳汰的方法處理。 5 分選過程： 水流脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)， 上升時(shí)推動(dòng) 床層 分散，下 降時(shí)緊密；高密度顆粒進(jìn) 入下層，透過篩板排出； 低密度顆粒進(jìn)入上層，被 水

4、平流動(dòng)的水流帶出。 被選物料給到跳汰機(jī)篩 板上，形成一個(gè)密集的物 料層，這個(gè)密集的物料層 稱為 床層 演 示 6 跳汰機(jī)分層過程示意圖 分層前混 雜堆積 床層分散 水流中沉 降分層 分層堆積 物料在跳汰過程中之所以能分層，起主要作用 的 內(nèi)因 ，是 礦粒自身 的性質(zhì)，但能讓分層得以 實(shí)現(xiàn)的 客觀條件 ，則是垂直升降的 交變水流 7 按照推動(dòng)水流在跳汰機(jī)內(nèi)作交變運(yùn)動(dòng)的方法 的不同可以分為： 隔膜跳汰機(jī)： 利用偏心連桿帶動(dòng)橡膠隔膜迫 使水流運(yùn)動(dòng)。 無活塞跳汰機(jī)： 利用壓縮空氣推動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)篩跳汰機(jī)： 用機(jī)械力帶動(dòng)篩板和物料一起 在水中作交變運(yùn)動(dòng)。 8 基本概念 跳汰周期 ：跳汰分選過程中水流完

5、成一次周期 性變化所需要的時(shí)間。 跳汰周期曲線 ：水流速度在一個(gè)跳汰周期內(nèi)隨 時(shí)間變化的曲線。 水流沖程 ：水流在跳汰室內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最大距離。 機(jī)械沖程 ：隔膜或篩板在跳汰室內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最大 距離。 沖次 ：水流或隔膜每秒鐘運(yùn)動(dòng)的周期次數(shù)。 沖程系數(shù) ：水流沖程與機(jī)械沖程的比值。 9 16.1 物料在跳汰機(jī)內(nèi)的分選過程 gdG 6 3 0 16.1.2顆粒在跳汰分選過程中的受力與運(yùn)動(dòng)分析 a 有效重力 向上為正 b 水流相對速度阻力 vc 顆粒與介質(zhì)相對速度 221 v cdR c 介質(zhì)的加速度附加慣性阻力 dt ddR cv 6 3 2 質(zhì)量聯(lián)合系數(shù)，與顆粒形狀有關(guān) 10 e 機(jī)械阻力 Pm 無法表

6、達(dá)，不考慮 ad dt dddgd dt dd c c 6 v 6 v 6 v 6 33 22 33 a dt d d g dt d cc vv6v 2 d 加速運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)流對顆粒的附加推力 adP B 6 3 顆粒運(yùn)動(dòng)微分方程： 11 ad ug dt d 2v6v 代入 vc=顆粒速度 v-介質(zhì)速度 u，得 顆粒加速度： 重力加速度因素 只與密度有關(guān) 阻力加速度因素 與密度、粒度有 關(guān)；高密度細(xì)粒 與低密度粗粒不 能有效分層 附加推力加速 度因素 只與密度有關(guān) 水流 a向下時(shí) ： 高密度顆粒滯 留上層， a應(yīng) 盡量減少 12 16.1.3 偏心連桿機(jī)構(gòu)跳汰機(jī)內(nèi)水流的運(yùn)動(dòng)特性及 物料的分層過

7、程 tlnu s in 偏心連桿式傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 水流速度 lnu m a x lnu a 2v 1個(gè)周期，按絕對值計(jì)的水流 平均速度 沖程系數(shù) 偏心輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn) /秒 13 tlna c o s2 22 水流加速度 22 m a x 2 lna 水流位移 2 c os1 tlh lh m a x 14 第 階段 ： 水流上升運(yùn) 動(dòng)前半期，加速上升期， a 0 ， v 0 。 水流運(yùn)動(dòng)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(jìn)一步充分松散與 分層，創(chuàng)造一個(gè)空間條 件。 物料分層的過程 15 第 階段 ：水流上升運(yùn) 動(dòng)后半期，減速上升期， a 0， v 0。向上、下 兩端擴(kuò)展松散。

8、 M點(diǎn)： 輕顆粒與水流相 對速度為零，按密度分 層的有利時(shí)期。 上升水流的運(yùn)動(dòng)特性， 最理想的是 開始短而速， 爾后長而緩 。 物料分層的過程 要限制向下的水流加速度 16 第 階段 ：水流下降運(yùn)動(dòng) 前半期，水流加速下降時(shí) 期， a 0 ， v 0。 按密 度分層的有利時(shí)期。細(xì)顆 粒穿過粗顆粒間隙下降。 第 階段 ：水流下降運(yùn)動(dòng) 后半期，水流減速下降時(shí) 期， a 0， v 0。 床層 比較緊密。 吸入作用分層，強(qiáng)度必須 適當(dāng) 防止低密度細(xì)顆 粒進(jìn)入底層。 按密度分層有利時(shí)期 、 階段 17 16.1.4 跳汰周期曲線 水流運(yùn)動(dòng) (u)變化曲線 a 正弦跳汰曲線 u 水流速度 S 水流上升高度

9、水流上升、下降的作用 時(shí)間和大小均相等 床層有效分層時(shí)間較短 18 b 帶靜止期的周期曲線 水流急速上升 靜止 (ts) 緩速下降 適合處理平均密度較小或粒 度較細(xì)的物料。 c 快速上升的周期曲線 水流急速上升 緩速 下降 適合處理平均密度較高 的物料。 19 d 慢速上升的周期曲線 水流低速上升 保持 迅速下降 床層松散時(shí)間長，利于提高處 理能力。 流體速度阻力影響較大，不適合處理寬級別物料。 物料性質(zhì)、設(shè)備規(guī)格 曲線類型 20 旁動(dòng)型隔膜跳汰機(jī) 演 示 隔 膜 篩 板 16.2 跳汰機(jī) 常用的跳汰機(jī)：隔膜跳汰機(jī)、圓形跳汰機(jī)、無 活塞跳汰機(jī)、動(dòng)篩跳汰機(jī)和離心跳汰機(jī)等。 21 16.3 影響跳

10、汰分選的工藝因素 可調(diào)節(jié)因素： 沖程、沖次、給料水、篩下補(bǔ)加 水、人工床層厚度、給礦量等 不可調(diào)或調(diào)節(jié)有限的因素： 給料的密度和粒度 組成、床層厚度、篩板落差、跳汰周期曲線等 16.3.1 沖程、沖次 沖次： 太高 床層來不及松散； 太小 床層松散遲緩； 都會降低床層的松散度。 22 沖程： 太大 床層松散度太高，顆粒的粒度 和形狀會干擾顆粒按密度分層， 過小 床層不能充分松散，高密度顆粒得不 到向下運(yùn)動(dòng)的適宜空間。 調(diào)整沖程、沖次的原則： a 床層厚、處理量大時(shí)，應(yīng)增大沖程，相應(yīng)降 低沖次。 b 處理粗粒級物料，采用大沖程、低沖次，處 理細(xì)粒級礦物，采用小沖程、高沖次。 23 16.3.2

11、給料水和篩下補(bǔ)加水 給料濃度一般為 30-50%。 篩下補(bǔ)加水： 處理 窄 級別物料時(shí)可大些，提高分層速度， 處理 寬 級別物料時(shí)應(yīng)小些，以增加吸入作用。 16.3.3 床層厚度和人工床石 床層厚度： 篩板到溢流堰的高度。 取決于 跳汰機(jī)類型 、欲分選組分的 密度差 和 給 料粒度 決定。 密度差大： 薄 增加分層速度，提高處理能力 密度差?。?厚 提高高密度產(chǎn)物質(zhì)量 24 給料細(xì)： 薄 給料粗： 厚 床層越厚，分選效果越好，但處理能力越低。 人工床層： 控制透篩排料速度和高密度產(chǎn)物質(zhì)量 人工床層的物料： 粒度 篩孔尺寸的 2-3倍，最大粒度 3-6倍， 密度 接近或略大于高密度產(chǎn)物。 人工床層的密度越高、粒度越小、鋪設(shè)厚度越 大 ， 高密度產(chǎn)物的產(chǎn)率越小，回收率越低， 密度越高。 25 16.3.4 篩板落差 相鄰兩個(gè)跳汰室篩板的高差 處理 粗 物料或 密度差較大 的物料時(shí)， 落差應(yīng) 大 一些，處理 細(xì) 礦物或 密度差較小 的礦物時(shí)， 落差應(yīng)小 一些。 16.3.5 給料性質(zhì)和給料量 要求保持穩(wěn)定、連續(xù) 處理處理 粗 粒、 易選 礦物，且對 高密度產(chǎn)物 要求不高 時(shí)， 給料量可以大 些，反之則應(yīng)小 一些。