选矿学─重力选矿第1套

选矿学一重力选矿第1套一、名词：（20分）共5题，每题4分1、重力选矿:2、球形系数:3、可选性：4、分配率：5、跳汰选矿:二、填空：（20分）共20空，每空1分1、选矿的目的在于从（）中把（）分离出来加以（），构成组分单一的（）。2、矿粒与重力分选过程有关的性质，是指反映矿粒质量性质的（），反映矿粒 几何性质的（）和（）。3、当分配曲线呈正态分布时，可用两个参数来描述它：一个参数是（），它反 映了分配曲线在图上的（）；另一个参数表示分配曲线的（），类似于直线的 斜率，通常用（）来表示。4、重介质选矿使用的分选介质有四种类型：（）、（）、（）、（）。前 两种为（）；而后两种为（）。5、溢流堰形式有（）、（）和（）。三、简答题：（25分）共5题1、矿粒沉降阻力增加的原因。（6分）2、什么叫容积浓度？对它的分析。（4分）3、分配曲线的特性是什么？ （4分）4、重介质选煤的磁铁矿粉应具备那些条件。（6分）5、选煤用空气脉动跳汰机操作时，风量和水量的如何正确配合使用。（5分）四、论述题：（24分）共两题，1、论述介质阻力的产生与形式。（10分）2、论述水流运动特性对床层松散与分层的作用。（14分）五、画图说明一种典型的介质回收系统，说明系统内各设备的名称及作用。（11 分）选矿学一重力选矿答案第1套一、名词：（20分）共5题，每题4分1、重力选矿：根据矿物的密度不同而进行分离的方法叫做重力选矿。2、球形系数：矿粒的形状，在数量上可用同体积球体的表面积与矿粒表面积的 比值来表示。这个比值叫做矿粒的球形系数。3、所谓可选性，它的含义是：按所要求的质量指标，从原料中分选出产品的难 易程度。与对产品为质量要求、重力选分的方法和原料本身所固有的特性等因素 有关。4、分配率：是指产品中某一成分（密度级或粒度级）的数量与原料中该成分数 量的百分比。5、跳汰选矿：众多的矿粒混合物，在垂直升降的变速介质流中，技密度差异进 行分层和分离的过程，谓之跳汰选矿。二、填空：（20分）共20空，每空1分1、原矿、有用矿物或有用成分、富集、人造富矿或化合物。2、分选密度6 P、位置、陡度、可能偏差E值。3、有机溶液、易溶于水的盐类、风砂介质、固体粒子与水混合组成悬浮液、稳 定介质、不稳定介质或人为稳定介质。4、高堰式、半堰式、无堰式。三、简答：（25分）1、矿粒沉降阻力增加的原因：6分矿粒沉降时，介质统流不像绕流球体那么顺利，当然流线型物体除外，实际矿粒 中流线型者极少。所以矿粒的阻力系数较大，即矿粒与球体相比，矿粒所受介质 阻力要大。2当呈层流绕流时，阻力的增大是与颗粒表面积增大有关；2当呈紊 流绕流时，阻力的增大则是源于附面层提前发生分离，导致涡流区扩大有关。2 阻力增大的结果，使得矿粒比同样密度、相同体积的球形颗粒，矿粒的沉降速度 要低。而且矿粒的形状偏离球形愈大，速度降低得也越显著。2、 （4分）粒群浓度一般称为容积浓度，容积浓度以符号入表示，入可用周 围粒群在介质中所占的体积分数来表示。2容积浓度入越大，物体沉降所受的 阻力Rh也愈大，干扰沉降速度vh则愈小；当入相同时，物料的粘度愈细，物 体的颗粒愈多，沉降时的阻力也愈大。23、分配曲线的特性：4分1）第一个特性只要原料的可选性变化不大，分配曲线的形状与原料可选性无关 或相关性小。12）第二个特性物料分选密度变化不大，一般认为分配曲线形状也变化不大。13）第三个特性原煤粒度对分配曲线的影响，一般规律是粒度愈细，可能偏差E 值或不完善度I值愈大。24、重介质选煤的磁铁矿粉应具备下列条件：6分1）磁铁矿粉的纯度通常以磁铁矿纷中磁性物含量高低来表示其纯度。一般要求 磁性物含量应在90%以上。磁性物含量高其密度高，可减少加重质的耗量。12）磁铁矿粉的有效密度磁铁矿粉的有效密度高时，容易配制高密度的悬浮液。 纯结晶的磁铁矿的密度为5.17。选矿厂生产的磁铁矿精矿并非纯净，一般都低 于5. 17。但重介质选煤所使用的磁铁矿粉有效密度不应低于4. 64. 7。13）磁铁矿的脆性磁铁矿粉的脆性要小，以防止在使用过程中发生泥化。14）磁铁矿粉的导磁率要高，磁滞性要低，以满足在净化时磁铁矿既容易磁化回 收，又容易退磁，保持再生悬浮液的稳定性。为保证加重质的有效使用，磁铁矿 粉的水分要低，以免因磁铁粉打团增加损失。15）磁铁矿粉的粒度组成对粒度组成的要求，一是要满足悬浮液的稳定性，二是 要降低加重质的损耗，三是降低对设备的磨损因此，对磁铁矿粉的粒度组成应有 严格的要求。25、选煤用空气脉动跳汰机操作时，风量和水量的如何正确配合使用。5分 对分选工艺指标的好坏极为重要。1虽然在一定范围内，加大风量和增加顶水都 能使床层的松散度提高，但风量大能强化下降期的吸啜作用，而加大顶水使吸啜 作用减弱。1因此，在实际操作中只能根据工作经验和具体情况灵活运用。有人 认为宁多用风，不多用水。1这是由于加大项水可以减少精煤在矸石中的损失， 但顶水过大给全厂煤泥水系统造成沉重负担，使煤泥在厂内回收的工作加重。2四、论述题：（24分）共两题，1、论述介质阻力的产生与形式。（10分）无论是实际流体流过物体，或者是物体在静止流体中运动，只要流体与团体之间 存在着相对运动，则流体便对物体有作用力，此力在物体运动的相反方向的分力， 就是介质阻力。2介质作用于物体表面的力由两部分所组成：即切向力TdA及法向压力PdA, 介质对物体的总作用力是这两部分的合力。合力是空间力系，它的方向与物体的 形状及运动状态有关。通常它的方向与物体相对于介质的运动方向呈斜交。因此， 介质对运动物体的阻力，只是该合力在运动方向上的一个分力。2 切向力是介质经物体表面绕流时，由于介质的粘性使得介质自物体表面向外产生 一定的速度梯度，从而导致在各流层之间产生了内摩擦力。故由切向力所引起的 阻力，称摩擦阻力或粘性阻力。2法向压力与介质在物体周围的分布及流动状况有关。当介质绕过物体流动时，由 于附面层分离的结果，在物体背后形成漩涡，使该处液体内部压力下降。此时， 由于物体前后所承受的法向压力不同，物体前面的压力高于后面的压力，因而对 物体运动产生阻力。在不发生附面层分离的情况下，基于物体周围介质流速的变 化，使物体表面各点所承受的法向压力不同，同样也将产生对物体运动的阻力。 物体周围介质的分布及流动状况在很大程度上取决于物体的形状。故因法向压力 所引起的阻力称为压差阻力或形状阻力。3物体在介质中运动时，这两种阻力同时发生。但在不同情况下，它们各自所占的 比重是不相同的。在某种情况下摩擦阻力可能居主导地位，而另一种情况下则压 差阻力起主要作用。12、论述水流运动特性对床层松散与分层的作用。（14分）（一）t1阶段：水流上升初期水流上升初期内，水流运动的特点是：水流上升，其速度越来越大，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，加速度则由最大值减小到零。1在t1阶段初期，床层呈紧密状态，随着上升水流的产生，最上层的细小颗粒 开始浮动，由于上升水流速度的逐渐加大，水流动压力大于床层在介质中所受的 重力时，床层便脱离筛面而升起，并进而渐次松散。因矿粒密度大于水的密度， 使得床层开始升起的时间迟于水。但床层一经松散，便给矿粒提供了相互转移的 条件。于是，低密度颗粒向上启动时间早，且运动速度快；高密度颗粒则滞后上 升，相比之下速度也慢，这种情况对接密度分层是有利的。在t1阶段，床层主 要仍处于紧密状态，矿粒的运动和分层受到较大地限制。1尤其在这个阶段，矿 粒上升的速度小于水速的增加，使矿粒与介质问的相对速度较大，这就加剧了矿 粒粒度和形状对分层过程的不良影响，而且这段时间延续的愈长（即t1愈长）， 对按密度分层愈不利。由此可见，在水流加速上升时期，水流运动的主要任务， 是较快地将床层学起，使其占据一定高度，为床层进一步的充分松散与分层，创 造一个空间条件。1（二）t2阶段：水流上升末期水流上升末期内，水流运动的特点是；水流上升，但速度愈来越小，由最大值降 到零，速度方向仍向上为正；水流加速度由零到负的最大值，其方向问下。1这 时在水流动力作用下床层继续上升，松散度逐渐达到最大。矿粒在此期间的上升 速度已开始逐渐减慢，甚至一部分粗粒高密度矿粒在这期间已转而下降。由于颗 粒运动惯性的作用，物料上升速度比水流上升速度减小得慢，致使矿粒和水流问 的相对运动速度变小，以至在某一瞬间它们的相对速度降低到零。此后，水流与 矿粒间的相对速度还要再次逐渐增大，但与上升初期相比，仍然保持在较小的范 围内。因此，在这一期间，矿粒的粒度和形状对按密度分层的影响较弱，而且， 若是上升水流的负加速度越小，t2阶段延续的时间就越长，密度对矿粒运动状 态起主导作用的时间也就愈长，故对按密度分层的效果就会愈好。1 总之，水流在整个上升期间，所肩负的使命，是使床层尽快扩展松散，并使松散 状态 持续一段时间，为按密度分层提供足够的空间和时间。因此，上升水流作用的时 间（t1 + t2）应尽量长些为宜，并且床层的松散过程，以先从床层上下两层扩展， 故要求上升水流的运动特性，最理想的是开始短而速，尔后长而缓。1（三）t3阶段：水流下降初期水流下降初期内，水流运动特点是：水流下降，下降速度越来越快，速度方向向 下，加速度方向也向下。1在这期间，床层虽然还处于松散状态，但因水流运动 方向已转而向下，故床层状况的发展趋势，是将逐渐趋于紧密。此时，一部分高 密度的粗颗粒在下降水流出现之前已开始沉降，而另一部分密度小粒度又细的矿 粒，则由于本身的惯性，在下降水流的前期还在继续上升，不过上升速度已经缓 慢。随着下降水流速度的逐渐增大，前一类矿粒与介质间的相对速度必然渐趋变 小，甚至达到某一瞬间而成零。后一类矿粒尽管在初期是顶着下降水流作上升运 动，但是由于这时矿粒运动速度都比较小，所以与水流之间的相对速度也低，随 着下降水速的增大，这些矿粒将逐渐转为下降，基于它们是受水流及重力的双重 作用，其下降速度将比水流速度增加更快，这就使得相对速度进一步降低，而且 很快由小于水速转而追上水速。由此可见，在t3阶段，矿粒与介质之间的相对 运动速度是较低的，这就有利于矿粒按密度分层。显然，如果在下降初期介质流 速增加得过快，很有可能使与矿粒之间的相对速度变大，故从这个意义上说，在 下降初期，应使水流加速度较小，t3时间宜长些为佳，即下降初期水流特点应 是长而缓。1但是应当注意，在这个阶段，床层下部高密度的大颗粒，已逐渐落到筛板上，速 度很快为零。整个床展在下降介质流中渐渐紧密起来，机械阻力猛增，粒度大密 度高的矿粒首先失去活动性；而粒度小的矿粒，则在逐渐收缩的床层间隙中继续 朝下运动，这就是吸啜作用：显然，由于吸啜作用的存在，可使高密度细颗粒落 入床层底部，从而获得它应有的归缩。由此可见，尤其对分选不分级或宽粒级物 料，吸啜作用是必不可少的。它即是按密度分层过程的延续，又是分层过程的补 充。为了加强吸啜作用，水流应是短而速。这就与前面分析产生了矛盾，顾及两 方面要求，下降初期水流长而缓应适度。1（四）t4阶段；水流下降末期水流下降末期内，水流运动特点是：水流继续下降，但速度越来越小，由最大绝 对值降到零；加速度方向向上，由零增加到最大值。1在这段时间年它包括床层 恢复到筛面后的整个阶段，渡阶段的特点是床层比较紧密，分层过程几乎完全停 止。但由于下降水流依然存在，使得一些细矿粒在下降水流的吸啜作用下，仍然 可通过床层的间隙向下移动，从而使在前期被冲到上层的高密度细矿粒行至床层 下方，甚至穿过筛孔进入跳汰机底部，成为重产物排出，改善了分层效果。但是， 倘若下降水流的吸啜作用过强，作用时间过长，也会使一部分低密度的细矿粒进 入底层，导致分选效率下降。因此，在下降末期，吸啜作用应加以适当控制。1 再有，床层经历该阶段时间过长，则在一个跳汰周期中不起主要分层作用的时间 占得过多，其结果势必使跳汰机的处理能力降低。此外，如果在此期间床层收缩 得过于密集，将使床展在下一个跳汰循环中，不易很快松散，同样也降低跳汰机 的处理能力。1总之，水流在整个下降期间，它所肩负的任务，是使床层的松散时间尽可能延长 让分层过程得以充分进行；但当分层完毕后，下降水流也应尽快停止，既可防止 低密度物混入高密度物中去，又可避免使床层过度紧密。故整个下降水流，初期 应适度长而缓，末期应尽量短而速、原有跳汰周期一旦完结。应立即开始一个新 的跳汰周期。1从上述跳汰周期特性对床层松散与分层的作用可以看出，活塞跳汰机水流运动特 性，并非是理想的跳汰周期。因为判断一个跳汰周期的水流特性是否合理，一般 要从三个方面看，一是对床层的尽快松散是否有利；二是对按密度分层作用的效 果；三是针对原料性质的特点，对吸啜作用的影响。1五、画图说明一种典型的介质回收系统，说明系统内各设备的名称及作用。（11 分）4分1- 重介分选机：按密度分选物料12- -重产物脱介筛：脱除重产物中的悬浮液13- -轻产物脱介筛：脱除轻产物中的悬浮液14格介质桶：储存和缓冲合格悬浮液15、6合格、稀介质泵：运送合格、稀悬浮液17-稀介质桶：储存和缓冲稀悬浮液18、9-、二段磁选机：回收稀悬浮液中磁铁粉1