固体物料分选学-重介质分选.ppt

1 15 重介质分选 在密度大于 1000kg/m3的介质中进行的分选过 程。 加重质： 加大介质密度的高密度固体微粒。 加重质的要求： -200目 6080%；密度适宜、 价格低廉、便于回收。 磁铁矿 （ 5000kg/m3）：采用铁品位在 60%以 上的铁精矿，可配制最大密度为 2500kg/m3的重悬浮液，用磁选回收。 2 重介质分选，不仅受固体颗粒密度影响，还与 粒度有较大关系。 细粒级： 高密度颗粒，由于悬浮液的粘性阻力 作用，易被带入轻产物中；与加重质的分离较 困难。 原料入选前，必须分级 选煤时： 给料的下限为 3-6mm，上限为 300- 400mm。 分选金属矿石时： 给料的下限为 1.5-3.0mm， 上限为 50-150mm 3 重介质分选应用： 受加重质自身密度的限制，悬浮液难以达到很高的密 度，通常只能比轻矿物密度略高一点，故重介质选矿 不能获得高品位的高密度产物，而只能选出密度低的 单体脉石或采矿过程混入的围岩，从而作为预先选别 作业使用。 （除选煤外） 对 有色金属 矿石，最适合于处理有用矿物为集合体嵌 布或粗粒嵌布的矿石。这类矿石经中碎后，即有大量 单体脉石产出，用重介质选矿法将其除去，使之不再 进入磨矿和选别作业，可大大降低生产成本并提高选 厂的处理能力。对于井下开采的 铁、锰矿石， 利用重 介质选矿法可预先除去混入的围岩，恢复地质品位。 4 16 跳汰分选 跳汰选矿 是指物料主要在垂直上升的变速介质流中， 按密度差异进行分选的过程。物料在粒度和形状上 的差异，对选矿结果有一定的影响。 实现跳汰过程的设备叫 跳汰机 煤炭 分选中，跳汰分选占很大比重。全世界每年入 选煤炭中，有 50%左右是采用跳汰机处理；我国跳 汰选煤占全部入选原煤量的 70% 。另外跳汰选煤处 理的粒度级别较宽，在 1500.5mm，既可不分级入 选，也可分级入选。跳汰选煤的适应性较强，除非 极难选煤，均可优先考虑采用跳汰的方法处理。 5 分选过程： 水流脉动运动， 上升时推动 床层 分散，下 降时紧密；高密度颗粒进 入下层，透过筛板排出； 低密度颗粒进入上层，被 水平流动的水流带出。 被选物料给到跳汰机筛 板上，形成一个密集的物 料层，这个密集的物料层 称为 床层 演 示 6 跳汰机分层过程示意图 分层前混 杂堆积 床层分散 水流中沉 降分层 分层堆积 物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用 的 内因 ，是 矿粒自身 的性质，但能让分层得以 实现的 客观条件 ，则是垂直升降的 交变水流 7 按照推动水流在跳汰机内作交变运动的方法 的不同可以分为： 隔膜跳汰机： 利用偏心连杆带动橡胶隔膜迫 使水流运动。 无活塞跳汰机： 利用压缩空气推动水流运动。 动筛跳汰机： 用机械力带动筛板和物料一起 在水中作交变运动。 8 基本概念 跳汰周期 ：跳汰分选过程中水流完成一次周期 性变化所需要的时间。 跳汰周期曲线 ：水流速度在一个跳汰周期内随 时间变化的曲线。 水流冲程 ：水流在跳汰室内运动的最大距离。 机械冲程 ：隔膜或筛板在跳汰室内运动的最大 距离。 冲次 ：水流或隔膜每秒钟运动的周期次数。 冲程系数 ：水流冲程与机械冲程的比值。 9 16.1 物料在跳汰机内的分选过程 gdG 6 3 0 16.1.2颗粒在跳汰分选过程中的受力与运动分析 a 有效重力 向上为正 b 水流相对速度阻力 vc 颗粒与介质相对速度 221 v cdR c 介质的加速度附加惯性阻力 dt ddR cv 6 3 2 质量联合系数，与颗粒形状有关 10 e 机械阻力 Pm 无法表达，不考虑 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 加速运动的介质流对颗粒的附加推力 adP B 6 3 颗粒运动微分方程： 11 ad ug dt d 2v6v 代入 vc=颗粒速度 v-介质速度 u，得 颗粒加速度： 重力加速度因素 只与密度有关 阻力加速度因素 与密度、粒度有 关；高密度细粒 与低密度粗粒不 能有效分层 附加推力加速 度因素 只与密度有关 水流 a向下时 ： 高密度颗粒滞 留上层， a应 尽量减少 12 16.1.3 偏心连杆机构跳汰机内水流的运动特性及 物料的分层过程 tlnu s in 偏心连杆式传动机构 水流速度 lnu m a x lnu a 2v 1个周期，按绝对值计的水流 平均速度 冲程系数 偏心轮转速，转 /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 阶段 ： 水流上升运 动前半期，加速上升期， a 0 ， v 0 。 水流运动的主要任务， 是较快地将床层举起， 使其占据一定高度，为 床层进一步充分松散与 分层，创造一个空间条 件。 物料分层的过程 15 第 阶段 ：水流上升运 动后半期，减速上升期， a 0， v 0。向上、下 两端扩展松散。 M点： 轻颗粒与水流相 对速度为零，按密度分 层的有利时期。 上升水流的运动特性， 最理想的是 开始短而速， 尔后长而缓 。 物料分层的过程 要限制向下的水流加速度 16 第 阶段 ：水流下降运动 前半期，水流加速下降时 期， a 0 ， v 0。 按密 度分层的有利时期。细颗 粒穿过粗颗粒间隙下降。 第 阶段 ：水流下降运动 后半期，水流减速下降时 期， a 0， v 0。 床层 比较紧密。 吸入作用分层，强度必须 适当 防止低密度细颗 粒进入底层。 按密度分层有利时期 、 阶段 17 16.1.4 跳汰周期曲线 水流运动 (u)变化曲线 a 正弦跳汰曲线 u 水流速度 S 水流上升高度 水流上升、下降的作用 时间和大小均相等 床层有效分层时间较短 18 b 带静止期的周期曲线 水流急速上升 静止 (ts) 缓速下降 适合处理平均密度较小或粒 度较细的物料。 c 快速上升的周期曲线 水流急速上升 缓速 下降 适合处理平均密度较高 的物料。 19 d 慢速上升的周期曲线 水流低速上升 保持 迅速下降 床层松散时间长，利于提高处 理能力。 流体速度阻力影响较大，不适合处理宽级别物料。 物料性质、设备规格 曲线类型 20 旁动型隔膜跳汰机 演 示 隔 膜 筛 板 16.2 跳汰机 常用的跳汰机：隔膜跳汰机、圆形跳汰机、无 活塞跳汰机、动筛跳汰机和离心跳汰机等。 21 16.3 影响跳汰分选的工艺因素 可调节因素： 冲程、冲次、给料水、筛下补加 水、人工床层厚度、给矿量等 不可调或调节有限的因素： 给料的密度和粒度 组成、床层厚度、筛板落差、跳汰周期曲线等 16.3.1 冲程、冲次 冲次： 太高 床层来不及松散； 太小 床层松散迟缓； 都会降低床层的松散度。 22 冲程： 太大 床层松散度太高，颗粒的粒度 和形状会干扰颗粒按密度分层， 过小 床层不能充分松散，高密度颗粒得不 到向下运动的适宜空间。 调整冲程、冲次的原则： a 床层厚、处理量大时，应增大冲程，相应降 低冲次。 b 处理粗粒级物料，采用大冲程、低冲次，处 理细粒级矿物，采用小冲程、高冲次。 23 16.3.2 给料水和筛下补加水 给料浓度一般为 30-50%。 筛下补加水： 处理 窄 级别物料时可大些，提高分层速度， 处理 宽 级别物料时应小些，以增加吸入作用。 16.3.3 床层厚度和人工床石 床层厚度： 筛板到溢流堰的高度。 取决于 跳汰机类型 、欲分选组分的 密度差 和 给 料粒度 决定。 密度差大： 薄 增加分层速度，提高处理能力 密度差小： 厚 提高高密度产物质量 24 给料细： 薄 给料粗： 厚 床层越厚，分选效果越好，但处理能力越低。 人工床层： 控制透筛排料速度和高密度产物质量 人工床层的物料： 粒度 筛孔尺寸的 2-3倍，最大粒度 3-6倍， 密度 接近或略大于高密度产物。 人工床层的密度越高、粒度越小、铺设厚度越 大 ， 高密度产物的产率越小，回收率越低， 密度越高。 25 16.3.4 筛板落差 相邻两个跳汰室筛板的高差 处理 粗 物料或 密度差较大 的物料时， 落差应 大 一些，处理 细 矿物或 密度差较小 的矿物时， 落差应小 一些。 16.3.5 给料性质和给料量 要求保持稳定、连续 处理处理 粗 粒、 易选 矿物，且对 高密度产物 要求不高 时， 给料量可以大 些，反之则应小 一些。