物料管理-固体物料分选学课件(ppt 48页)

固体物料分选学 Solid materials processing 第一篇 选前准备 Ore Preparation 选前准备 Ore Preparation （1）作用： 选前准备是对固体物料进行有效分选 的首要前提。 使物料中的不同组分彼此解离； 为选别作业提供适宜的给料粒度。 （2）组成： 破碎、筛分； 磨碎、分级。 （3）重要技术指标： 给料和产品的粒度组成。 1 物料的粒度组成及分析 Particle size distribution the projected area diameter is measured microscopically and the sieve-aperture diameter is measured by means of sieving. 等效直径往往因测量方法而异。常见的等效直径 有几种，例如，通过沉降和淘析技术测定的斯托 克斯直径(p208)，用显微镜测定的投影面积直径 以及通过筛分确定的筛孔直径等。 粒级 size range 用某种方法（如筛分）将粒度范围较宽的 碎散物料粒群分成粒度范围较窄的若干个 级别，这些级别就称为粒级。 表示方法。粒级通常用上限尺寸和下限尺 寸来表示。 粒度组成 size distribution 是指记录碎散物料粒群中各个粒级的质量 分数或累积质量分数的文字资料，它表明 物料的粒度构成情况，是对碎散物料粒度 分布特征的一种数字描述。 平均粒度 average particle size 碎散物料粒群中颗粒粒度大小的一种统计表示方法。 单一粒级的平均粒度： 混合粒群的平均粒度：统计学求平均值 Statistical Size 加权算术平均粒度: Arithmetic Mean Size 加权几何平均粒度: Geometric Mean Size 调和平均粒度: Harmonic Mean Size 说明： 对同一粒群，用不同方法计算的平均粒度值不同 加权算术平均粒度加权几何平均粒度调和平均粒度 计算时粒级分的越多，这3种平均粒度的数值越接近，计算结 果越准确。实际中，当每个粒级的上限粒度和下限粒度之比不 大于 时,常采用加权算术平均粒度表示碎散物料粒群的平均 粒度. 偏差系数 deviation 平均粒度虽然反映了一个碎散物料粒群中颗粒粒度的平 均大小，从一个侧面描述了这一物料的粒度特征，但它 并不能全面地说明物料的粒度特征。尽管两个碎散物料 粒群具有相同的平均粒度，但它们各个相同粒级的质量 分数却完全不同。由此可见，平均粒度并不能全面地说 明物料的粒度特征。为了更充分地描述物料的粒度特征 ，在实际工作中，除采用平均粒度外，还引入偏差系数 来描述物料中颗粒粒度的均匀程度。 偏差系数的计算公式： 标准差计算公式： K偏40，均匀粒群； K偏4060，中等均匀粒群； K偏60，不均匀颗粒。 1.1.2 粒度分析方法 Particle size analysis 粒度分析:确定物料粒度组成的试验。 Size analysis of the various products of a mill constitutes a fundamental part of laboratory testing procedure. It is of great importance in determining the quality of grinding and in establishing the degree of liberation of the values from the gangue at various particle sizes. In the separation stage, size analysis of the products is used to determine the optimum size of the feed to the process for maximum efficiency and to determine the size range at which any losses are occurring in the plant, so that they may be reduced. 选矿厂各种产品的粒度分析是实验室试验过程的一个基本 组成部分，它对确定磨矿质量以及有价矿物和脉石在各种 粒度下的解离度具有重要意义。在分选阶段，产品的粒度 分析用于确定效率最高时的最佳给矿粒度，以及确定选矿 厂产生各种损失量时的粒度范围，以便减少损失。 It is essential, therefore, that methods of size analysis must be accurate and reliable, as important changes in plant operation may be made on the results of the laboratory tests. 因此，粒度分析的各种方法要求必须准确、可靠 。这很重要，因为选厂可能根据实验室试验结果 对操作作出重大变革。 粒度分析的重要性 粒度分析是固体物料分选学中的一项重要工作： 针对不同粒度范围的物料，采用不同的分选方法 ； 确定分选工艺流程和选择分选设备时，待分选物 料的粒度组成是一个必须考虑的重要因素； 在评价分选作业的实际工作效果和分析生产过程 时，也常常需要对给料和产物进行粒度分析。 因此，对于固体物料的分选过程，粒度分析问题 是一个基本手段，是技术工作中的一项基本操作 方法。 常用方法 common methods of size analysis u筛分分析法 Sieve analysis u水力沉降分析法 hydro-sedimentation methods u显微镜分析法 Microscopic sizing 筛分分析法 Sieve Analysis 简称筛析法，就是利用筛孔大小不同的一 套筛子对物料进行粒度分析的方法。 适用的物料粒度范围：1000.01mm，粒 度大于0.1mm的物料多用干筛，粒度在 0.1mm以下的物料则常采用湿筛。 得到的是颗粒的几何尺寸。 优点：设备简单、操作容易。 缺点：颗粒形状对分析结果的影响较大。 水力沉降分析法 Hydro-sedimentation Methods 简称水析法，就是利用不同粒度的颗粒在 水中沉降速度的差异，将物料分成若干粒 度级别的分析方法。 测量结果是具有相同沉降速度的颗粒的当 量直径，而不是颗粒的实际尺寸（几何尺 寸）。 特点：既受颗粒大小的影响，又受颗粒密 度和形状的影响。 适用范围：0.0540m物料。 显微镜分析法 Microscopic sizing 在显微镜下对颗粒的尺寸和形状直接进行 观测的一种粒度分析方法。 应用： p检查分选作业的产品 p校正水析法所得到的分析结果 p研究物料的结构构造 适用范围：0.00550m。 Some methods of particle-size analysis method Approximate useful range (microns) Testing sieving Elutriation Microscopy (optical) Sedimentation (gravity) Sedimentation (centrifugal) Electron microscopy 100000-10 40-5 50-0.25 40-1 5-0.05 1-0.005 1.2 筛分分析 最古老的粒度分析方法之一，也是目前实验研究和生产实 践中应用最多的粒度分析方法。 实质：让已知质量的物料连续通过筛孔逐层减小的一套筛 子，从而把物料粉成不同的粒度级别。 Sieve analysis is one of the oldest methods of size analysis and is accomplished by passing a known weight of sample material successively through finer sieves and weighing the amount collected on each sieve to determine the percentage weight in each size fraction. Sieving is carried out with wet or dry materials and the sieves are usually agitated to expose all the particles to the openings. 筛析是最古老的一种粒度分析方法，做法是使已知重量的 试料相继通过逐个变细的筛网，并称量每个筛网上所收集 的试料量，计算出每个筛级的重量百分数。筛分可以用湿 料，也可以用干料，筛子要振动，以便使所有颗粒都能与 筛孔接触。 1.2.1 筛分分析的工具 The tool of particle-size analysis 标准筛(standard test sieves)。标准筛是一套筛孔 尺寸有一定比例、筛孔大小和筛丝直径均按照标 准制造的筛子。 筛序(Sieve series)：在使用标准筛时，需要按照 筛孔的大小从上到下依次将各个筛子排列起来， 这时各个筛子所处的层位次序叫做筛序。 筛比(Sieve scale)：在叠好的筛序中，相邻两个 筛子的筛孔尺寸之比称为筛比。 基筛：作为基准的筛子。 标准筛的种类 Standard test sieves 泰勒标准筛 Tyler Series 国际标准筛 International Test Sieve Series 德国标准筛 German Test Sieve Series 泰勒标准筛 Tyler series 用筛网每一英寸（25.4mm）长度上所占有的筛 孔数目作为各个筛子号码的名称。 网目(mesh)：筛网上每英寸长度内所具有的方 形筛孔的个数。 两个序列：（1）基本序列：筛比 1.414； （2）附加序列：筛比 1.189。 基筛：200目筛子，筛孔尺寸为0.074mm。 美国、英国、加拿大等国采用。 国际标准筛 International Test Sieve Series 基本筛比 1.259 附加筛比 =1.41 =1.99 法国、前苏联等国采用。 德国标准筛 German Test Sieve Series 1厘米长的筛网上的筛孔数或1平方厘米面 积上的筛孔数。 特点：筛号（目数）与筛孔尺寸（mm）的 乘积约等于6；规定筛丝直径等于筛孔尺寸 的23，各层筛子的筛网有效面积（所有 筛孔的面积与整个筛面面积之比，用百分 率表示）等于36。 标准统一 为了便于国际间的技术交流，国际标准化组织（ International Standardization Organization，缩写 为ISO）采用这种方案来协调两类并存的筛制（泰 勒标准筛与国际标准筛），提出以R203为主序列 ，它是以1mm筛孔作为基筛，筛比为： ，辅助系列筛比为 该方案为各国所接受，使标准日趋统一。 我国各厂制造的标准筛基本与泰勒筛相近。 常见标准筛制 见教材P9。 1.2.2 筛分分析方法 Methods of Sieve Analysis 筛析物料量 Sample Weight 筛分方法 Methods of Sieve Analysis 干筛 Dry Sieving 湿筛 Wet Sieving 干筛和湿筛联合 Wet and Dry Sieving 筛析物料量 Sample Weight 物料筛析时所用的最小代表性试样量与试 样的粒度有关，可按下列数值选取： 最大块尺寸（ mm） 0.10.30.51351020 样品最小重量（ kg） 0.0250.050.10.20.52520 干筛 Dry Sieving 适用范围:物料含水、含泥较少，对分析结果要求 不很严格时，可以直接进行干筛。 方法：将选好的标准筛按顺序套好，把物料倒入 最上层筛面，盖好筛盖，放在振筛机上筛分15 30min。然后依次将细层筛取下，用手筛在试样 布上作检查筛分。如果在1min内所得筛下物小于 筛上物料的1（或原料量的0.1），则认为筛 分已到“终点”。否则放在振筛机上继续筛到“终点” 。 湿筛 Wet Sieving 适用范围:物料粒度细、粘度大，对分析结果要求 严格。 方法：一般采用单个细筛，在水溶液中进行。如 果在1min内所得筛下物小于筛上物料的1（或 原料量的0.1），则认为筛分已到“终点”。 干筛和湿筛联合 Wet and Dry Sieving 适用范围：物料粘结严重，对分析结果要求比较 严格。 选用细筛（如200目筛子）进行湿筛，待矿泥或 细粒筛除干净后将筛上物烘干称重，根据原试样 重量及筛上物重量推算筛下物重量。筛上物进行 干法筛分，最底层筛的筛下物仍并入湿筛的筛下 物合并计算。筛析结束后，各粒级总重量与原试 样重量之差不得超过原试样重量的1，否则应重 做。 1.2.3 筛析结果处理 Presentation of Size Distribution Data 在筛析达到规定的误差范围时，可以把各筛检级别的实际重量作为 100计算；也可以用原试样的重量为100、而把损失量加入最细 级别，认为筛析时呈灰尘飞扬了。 级别产率：该级别的重量占被筛物料总重量的百分率。 累积产率： （1）筛上累积产率(cumulative percent oversize)，又称正累积产率，是 大于某一筛孔的各个级别产率之和，即表示大于某一筛孔的物料占原 料的百分率。 （2）筛下累积产率(cumulative percent undersize) ，又称负累积产率， 是小于某一筛孔的各级别产率之和，即表示小于某一筛孔的物料共占 原料的百分率。 表示方法： （1）表格法 （2）曲线法 表格法 Tabular Representations 把筛析结果填入规定的表格内。 常用表格形式： 粒 级级 （mm） 重 量（kg） 产产 率（） 级别产级别产 率 筛筛上累积产积产 率 筛筛下累积产积产 率 1612 2.25 15 15 100 128 3.00 20 35 85 84 4.50 30 65 65 42 2.25 15 80 35 20 3.00 20 100 20 合 计 15.00 100 曲线法 Graphic Representation 把筛析结果在坐标纸上用曲线的形式描述出来。这种 按照筛析结果绘制出的曲线叫做粒度特性曲线，它直 观地反应出被筛析物料中任何一个粒级的产率与颗粒 粒度之间的关系。 粒度特性曲线：横坐标表示物料粒度，纵坐标表示累 积产率，采用直角坐标系。 粒度特性曲线的类型： （1）算术累积粒度特性曲线 （2）半对数累积粒度特性曲线 （3）全对数累积粒度特性曲线 不同形状的粒度特性曲线 算术累积粒度特性曲线 半对数累积粒度特性曲线 全对数累积粒度特性曲线 不同形状的粒度特性曲线 比较多个物料的粒度组成 情况。 曲线的形状直观地反映了 物料的粒度组成特性。凸 曲线A细级别产率小，粗 级别产率大，即凸曲线表 明物料中粗级别占多数。 反之，凹曲线C表示物料 中细级别占多数。而直线 分布B表示各级别物料量 相同，物料分布均匀。 曲线上两个粒度纵坐标的 差值即表示此级别内的物 料产率。 粒度特性曲线的应用 可以求出任意粒级产率； 求物料中最大块直径； 判别物料的粒度特性。 曲线法的特点 印象直观，可以求任意级别的产率，筛上 累积产率和筛下累积产率。对数坐标轴曲 线不仅克服了算术坐标轴上细级别部分拥 挤难以表示及难以应用的特点，而且有助 于研究物料的粒度分布规律，因为破碎机 磨矿以后的单一矿物矿石，其筛下对数累 积曲线大部分是直线。 1.3 粒度特性方程 Mathematical Represen