【采矿】重力选矿ppt课件

1、重 力 选 矿. 第一章 重力选矿(gravity concentration)概论第一节选矿Mineral processing) 的概念 (ore dressing, mineral dressing)有用矿物能为人类利用的矿物。矿石含有有用矿物的矿物集合体中，假设有用成分的含量，在当前技术经济条件下，可以富集加以利用的矿物集合体。 3脉石在矿石中含有目前无法富集或工业尚不能利用的一些矿物。对于煤炭来说，不能作煤运用而以SiO2为主要成分的矿石叫矸石。.选矿利用矿物的性质如物理或物理化学性质的差别，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分别，并到达使有用矿物相对富集的过程。精矿(Co

2、ncentration)选矿选出的经富集的有用矿物。尾矿(Tailing)弃之的无用产物称为尾矿。对煤炭而言，将煤和矸石分别，从而获得质量不同的产物，称为选煤。.根本选矿方法选矿物理选矿浮游选矿化学选矿其它选矿重选磁选电选等根据粒度、密度、外形、硬度、颜色、光泽、磁性及电性等 差别据外表的物理化学性质如颗粒外表的浸湿性等 差别据化学性质所存在的差别 据其它如生物差别 .第二节 重力选矿的义务和方法 重力选矿的根据 重力选矿方法的主要根据，是档次或灰分不同的物料，在密度上的差别。对于细粒及微细粒级的物料，按粒度分级根据粒度不同的颗粒，在介质中沉降速度的差别。对重选设备的要求重选过程是在运动过程中

3、逐渐完成分别的。重力设备，应具有使性质不同的矿粒，有不同的运动情况运动的方向、速度、加速度及运动轨迹等。.重选的介质重选过程是在介质中进展的。介质密度高，性质不同矿粒在运动形状上的差别就大，因此分选效果也就更加好。 重力选矿过程中所用的介质有：空气、水、重液密度大于水的液体或高密度盐类的水溶液及悬浮液固体微粒与水的混合物，也可用固体微粒与空气的混合物，即空气重介质。重选过程颗粒受力物体不仅受重力的作用，而且还接受介质作用于物体上的浮力及介质对运动物体的阻力。.重选过程密度差起主要作用重力选矿程中，应降低矿粒的粒度和外形对分选结果的影响，以便使矿粒间的密度差别在分选过程中，能起主导作用。重选中的

4、介质流延续上升、延续上升、延续下降、上下交变、倾斜流、旋转流。常见的重选方法有重介质选矿、跳汰选矿、旋转介质流分选、摇床分选、斜槽分选等。本课程将详细引见以上各选矿方法.第二节 重力选矿的开展简况重选方法开展过程 .从河溪砂石中用兽皮淘洗选收自然金属20世纪初出现稳定悬浮液重介质选煤法简易淘洗工具,人工溜槽,手动跳汰机14世纪末,具有上下交变水流的跳汰机问世18世纪产业革命, 出现机械传动活塞跳汰机,摇床1892年,紧缩空气驱动的无活塞跳汰机，鲍姆式跳汰机20世纪中,离心力场水力旋流器.重选的实际研讨动力学角度单颗粒运动(自由沉降,干扰沉降)初加速度学说(综合各因素,建立方程)静力学角度按悬浮

5、液相对密度分层位能假说概率统计假说.我国重选的开展我国是一个历史悠久文化兴隆的古老国家，远在4000多年前就开场铜的冶炼。1637年明朝宋应星所著就记载了许多有关运用重力分选的实例。如：用风车风选谷物、用水力分级方法提取瓷土，用淘洗法选收铁砂和锡砂等。 我国最早的选煤厂建于1917年。目前我国的大小选煤厂有500多座，均有重力选设备。其中有小型的重选设备，又有大型现代化的重选设备。.第二章 重力选矿根本原理2.1 概述2.2 颗粒(Particle)及颗粒群沉降(settling)实际2.2.1 矿粒在介质(Medium)中的自在沉降、矿粒在介质中所受的重力 矿粒在介质中所受的重力，等于它在真

6、空中所受的重力与浮力之差 浮力 阻力 重力. 根据阿基米德原理 G0 =V g- V g = (m/V) g (m/V) g = m (- /)g G0 = m g0式中： V矿粒的体积，m3； 矿粒的密度，k/m3； 介质的密度，kg/m3， g 重力加速度，m/s2； m 矿粒的质量，kg。 矿粒在介质中的加速度 , m/s2 。. g0 大小、方向与、有关，与粒度、外形无关。 时，颗粒沉降； 时，颗粒上浮； =时，颗粒悬浮。2 矿粒在介质中运动时所受的阻力 介质阻力分选介质作用在矿粒上的阻力； 机械阻力矿粒与其它周围物体以及器壁间的摩擦、碰撞而产生的阻力。 机械阻力相当复杂，难以计算。仅

7、分析介质阻力。.1) 介质阻力：介质与矿粒有相对运动时，作用在矿粒上与运动方向相反的分力。介质阻力粘性阻力切向力压差阻力法向力外形阻力.2) 介质阻力的计算 a 介质阻力通式 用量纲分析和实验研讨相结合的方法 矿粒在流体介质中运动时所受介质阻力R。根据实验结果及水力学的分析可知，矿粒所受介质阻力R，与它的运动速度 v、它的几何特征尺寸d、流体的密度和粘度等物理量有关。阻力R可用如下函数表示:R= f(v, d , , )用量纲分析的方法，经推导整理： 阻力系数.粘性摩擦阻力区层流区、斯托克斯区条件：Re=1 , =24, k=1 Re =vd/通式中阻力系数为 =3/Re该系数可经过实际分析得

8、到。阻力系数与雷诺数之间为直线关系。 R=(3/Re) d2v2或R=3d v适用于：粉状物料、雾滴在空气中沉降。只计粘性阻力，不思索压差阻力。.过渡区阿连区 粘性阻力与压差阻力同数量级。条件： 1 Re500 , =10 , k=1/2实践运用Re=2300 较好。适用于：普通细物料，如细粒煤炭、石英砂等在水或空气中沉降。.3) 压差阻力区牛顿区 颗粒体积较大，运动速度较快，发生面层分别，在颗粒尾部全部构成旋涡区，此时压差阻力占主要位置。 条件： 500Re 1 ，v01 =v02 ,因此有，dV1 dV2 等沉比e0： e0 = dV1/dV2 1. dV1/dV2 v01 , 密度大颗粒

9、沉降快在下面； dV1/dV2 = e0 时， v02 = v01 , 两种颗粒沉降时不分上下； dV1/dV2 e0 时， v02 2 n 的求法，有二种方法，一种为以 lg(1-)为横轴,以lgua 或 lgvg 为纵轴. 求 n. 另一种,最大沉淀度法.3 干扰沉降的等沉比 将两种矿物的宽级别粒群视为由多个窄级别组成。将这个混合粒群置于上升介质流中悬浮，可以发现悬浮柱的松散度也是自下而上地增大，颗粒粒度也是自下而上地减小。降低介质流速，在坚持床层松散的条件下，可以在下层获得纯真的重矿物颗粒，在上部出纯真的轻矿物细颗粒，而在中间段相当高的范围内是混杂层，这种景象是由于重矿物颗粒对某一粒级的

10、轻矿物发生了分层，而对另一种稍粗的轻矿物颗粒又未能分层。改动上升介质流速，这种情况不变，但同一层间的轻矿物和重矿物的粒度比值会发生变化。. 我们将各层中处于混杂形状的轻、重矿物颗粒视为等沉颗粒，这些等沉的轻矿物颗粒与重矿物颗粒的粒度比干涉沉降等沉比eg。 eg =dV1/dv2因等沉:v01(1-01)n1 = v02(1-02)n2假设n1 =n2= n利用前面公式得:.由(2-2-32)得出:或:涡流区: n=2.39 摩擦阻力区: n=4.78颗粒混杂时,同样大的颗粒间隙,粒度小,容积浓度大,松散大.粒度大者,容积浓度小,故 (1-02) (1-02) eg e0 干扰沉降等沉比总大于自

11、在沉降等沉比,可随容积浓度的减小而降低.2.3 粒群按密度分层实际2.3.1 按颗粒自在沉降速度差分层学说d1d2d3d1v01v02v03X=d1/2v0煤石英方铅矿.第 3章 水 力 分 级31 概述1 水力分级 水力分级是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同，将粒度级别较宽的矿粒群，分成假设干窄粒度级别产物的过程。2 水力分级与筛分比较 水力分级和筛分的性质一样。 筛分比较严厉地按几何尺寸分开，筛分产物具有严厉的粒度界限。 水力分级那么是按沉降速度差分开。矿粒的外形、密度以及沉降条件对按粒度分级均有影响，因此.分级不是严厉按粒级进展的，具有较宽的粒度范围。它们的主要区别见表2-3-1。类别

12、工作原理产物特性工作效率应用范围筛分严格按粒度分级同级产物中粒度大小比较均匀，平均直径相同对细粒物料筛分效率较低大于2一3mm的物料分级按沉降速度分级，密度对按粒度分级有影响同级产物中主要是等降颗粒。大密度矿粒平均直径比小密度矿粒平均直径小处理细粒物料效率比筛分法高一般用于不小于2-3mm 的物料. 3 分级的界限粒度1分级产物的粒度 分级产物的粒度以该产物的粒度范围如0.25-0.5mm)表示，或分级产物的粒度 (如大于或小于0074mm)在该产物中的含量表示。 它仅阐明分级产物的粒度范围，而不能表示出两种分级产品的分界粒度。2分级的分界粒度a) 分级粒度 分级粒度是指按沉降速度计算的分开两

13、种产物的临界颗粒的粒度.b) 分别粒度. 分别粒度指实践进人沉砂和溢流中分配率各占50%的极窄粒级的平均粒度。 大于分别粒度的颗粒大多进入沉砂中，小于分别粒度的颗粒大多进入溢流中。4 水力分级介质流方式及判别式 垂直运动。 v = v0 - ua (2-3-1)式中 v。 矿粒在静止介质中的沉降末速; ua 上升介质流速。 接近程度、或回转5 分级过程 分级过程的表示图见图2-3-1(a)，沉降末速.大于上升介质流速的矿粒下沉到分级设备的底部，作为沉砂或底流排出;沉降末速小于上升介质流速的细粒级产物从上端溢出，成为溢流。假设要得到多个粒级产物，那么可将溢流(或沉砂)在依次减小(或增大)的上升水

14、流中继续进展分级。. 在接近程度流中进展分级时，最粗的颗粒较早地沉降下来，中等及细粒级的颗粒依次沉降下来，故在各分级室可得到不同粒度的沉砂，如图2-3-1(b)所示。最细粒级由分级室末端溢出。 在回转流中，颗粒根据径向速度差分别。介质的向心运动速度是决议分级粒度的根本要素。6 水力分级在选矿中的运用 1与磨矿作业构成闭路作业，及时分出合格粒度产物，以减少过磨。 2在某些重选作业(如摇床选、溜槽选等)之前，作为预备作业，对原料进展分级，分级后的产物，分别给人不同设备或在不同操作条件下进展分选。.3对原矿或选后产物进展脱泥或脱水。4在实验室内，测定微细物料的粒度组成。3.2 水力分析 水力分析(简

15、称水析)是借测定颗粒的沉降速度间接丈量颗粒粒度组成的方法。 范围：常用于小于0lmm物料的粒度组成测定。 常用水析法有三种:重力沉降法、上升水流法和离心沉降法。 测定条件：自在沉降，悬浮液的固体容积浓度小于3%。 计算公式：斯托克斯沉降速度公式.式中 h沉降间隔，mi t沉降时间，s;其他符号意义同前。 为了防止水析过程中固体颗粒聚会，通常参与水玻璃等分散剂，浓度:0.01%0.02%。.3.2 沉降水析法 原理：逐渐缩短沉降时间，由细至粗将各粒级物料淘析出来。 实验安装：. 步骤： 1 算出粒度为 d 的矿粒在水中沉降 h 所用时间 t ； 2将矿浆倒入杯中，矿浆液固比 6:1 ，加清水至零

16、刻度，搅拌。容积浓度 11 散密度高的处于最底层。粒群的散密度是物料的密度与粒群在自然堆积形状时和固体容积浓度的乘积，而容积浓度又是矿粒外形及粒群粒度组成的函数； 粒度一样而密度不同的两种矿粒，在自然堆积时，其容积浓度是一样的；. 分层结果必然是高密度矿粒位于下层，低密度矿粒位于上层。假设密度一样而粒度不同的两种矿粒，在自然堆积时，大粒度者的固体容积浓度高，分层结果必然是粒度大的位于下层，粒度小的位于上层。 5.2.2 分层过程的动力学学说 从个别颗粒的运动差别中讨论分层缘由的学说提出最早，先后有：按颗粒的自在沉降速度差分层学说，按颗粒的干涉沉降速度差分层学说，按颗粒的初加速度差分层学说及按干

17、涉沉降一吸吸作用分层学说等。 以上均不够全面。. 维诺格拉道夫(1952年)以数学方式，将各项要素加以概括列出力学微分方程式，算是总其大成。 在垂直交变流中，床层中的颗粒所遭到的作用力有:颗粒在介质中的重力、介质阻力、介质被带动作加速运动的附加惯性阻力、介质本身作加速运动的附加推力及床层中其他颗粒对运动颗粒的摩擦碰撞 机械阻力等。 l、床层中的矿粒在垂直交变流中的受力分析 假定取作用在颗粒上的力，其作用方向以向下为正、向上为负。.1) 矿粒在介质中重力G02矿粒与水间相对运动 vc 引起的介质阻力R1方向向上，取“3介质流对矿粒的附加推力F1.4) 附加惯性阻力Rg j 附加质量系数，球形颗粒

18、，j = 0.5Rg 与相对加速度方向相反。介质流中，Rg 为负5) 机械阻力Rj 因其复杂，难以数学表示2矿粒在垂直交变介质流中运动微分方程式当不思索机械阻力时.5.2.3 跳汰过程中垂直交变水流的运动特性一 跳汰机内垂直交变水流的运动特性 以活塞跳汰机为例，讨论水流特性.1 活塞上、下运动的速度 v= r sin t当t =0, 时，vmin = 0 ; t =/2, 3/2时，v max= r = 0.15n r .2 活塞运动的加速度 a = dv/dt = 2rcos t3 活塞行程 h = 0t vdt = r (1 - cos t ) 4 跳汰室运动参数 思索跳汰室面积与活塞室面

19、积不同，活塞与壁间漏水。.速度、加速度及行程分别为： u= A1/A2 r sin t a = A1/A2 dv/dt = 2rcos t h = 0t vdt = A1/A2 r (1 - cos t ) 为松散，筛下补加水。 Ud 如图7-4所示。.二、水流运动特性对床层松散与分层作用一 t 1 阶段：水流加速上升时期上升初期1、水流特点 水流上升，速度由零到最大，加速度由最大减为零。2、床层形状 床层主要处于严密形状，矿粒的运动分层遭到一定限制。3、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度较大，对按密度分层不利。.4 、水流运动的义务、作用 较快地将床层举起，使其占据一定高度，为床层进一

20、步的充分松散与分层，发明一个空间条件。二 t2 阶段：水流减速上升时期上升末期1、水流特点 水流上升，速度由最大到零，加速度由零减为负最大。2、床层形状 床层逐渐到达最大松散形状。3、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度小，瞬时达零，然后，再增大。对按密度分层有利。.4 、水流运动的义务、作用 使床层尽快扩展松散，并使松散形状继续一段时间，为按密度分层提供足够的空间和时间。 上升水流宜开场短而速，尔后长而缓。三 t3 阶段：水流加速下降时期下降初期1、水流特点 水流下，速度由零到负最大，加速度亦向下。2、床层形状 床层逐渐趋于严密。高密度粗粒、密度小粒度细矿粒运动3、水流对分层的影响 矿粒

21、与介质间的相对速度小，对按密度分层有利。.吸啜作用：粒度小的颗粒，在逐渐收缩的床层间隙中继续向下运动。四t4 阶段：水流减速下降时期下降末期1、水流特点 水流下降，速度由负最大到零，加速度由零到最大。2、床层形状 床层处于严密形状。3、水流对分层的影响 分层根本停顿。存在吸啜作用 下降期，使床层的松散时间尽能够延伸让分层过程得以充分进展；分层完，下降流尽快停顿。初长而缓，末短而速。. 跳汰周期合理与否从三方面： 对床层尽快松散能否有利，对按密度分层作用的效果如何，对吸啜作用的影响。3 几个典型跳汰周期的分析 (1)活塞跳汰机的对称跳汰周期特性曲线 水流速度和时间之间具有正弦曲线的关系 为了在上

22、升初期能将床层举到必要的高度，那么要求有较强的上升流速，但同时也呵斥了同样剧烈的下降水流，致使床层过早严密，缩短了有效.分选的时间，不但降低跳汰机处置才干，而且因剧烈的吸吸作用，导致许多低密度矿粒混入高密度产物中;由于上升水流作用时间比较长，粒度和外形对分层的不利影响也加大。 (2)上升水速大、作用时间长的跳汰周期特性曲线 如图2-5-6(a)所示的跳汰周期特性曲线。 该跳汰周期的不对称程度，取决于给人的筛下水量。在此跳汰周期中，因获得较强的上升水流，对床层的松散有利，使跳汰机处置才干得以提高。但因上升水流作用时间较长，故不适于分选宽粒级和不分级的物料。. . 在分选粗粒金属矿石时常采用此种跳

23、汰 周期。该跳汰周期也可用来分选经过初步分级的煤炭(05一13mm粒级)。 (3)上升水速大于下降水速但作用时间相等的跳汰周期 在正弦跳汰周期水流下降阶段，延续地给人筛下补加水，可 得到如图2-5-6(b)所示的水流运动特性曲线。 这种跳汰周期的上升水流，相比图2-5-6(a)的 上升水流，作用力减弱了;其下降水流在降低流速的同时，相对图(a)延伸了作用时间，吸啜作用略有加强。因此，在处置宽粒级的细粒物料时，比上述两种跳汰周期要好。. 如我国钨、锡矿选矿厂处置细粒级物料的跳汰机曾运用过这种跳汰周期。(4)上升水速大但作用时间短的不对称跳汰周期 如图2-5-6(c)所示的不对称跳汰周期。 在进气

24、期间，水流被紧缩空气推进，急速上升。接着供气中断，有一短暂休止期，此时水流因惯性只作较弱的运动。当紧缩空气排出时，水流借自重下降，于是获得一个速度缓而作用时间长的下降水流。 过去国内外用它处置脱泥后的宽粒级或不分级煤炭;国外也有少数选矿厂用它分选铁、锰及某些氧化铅锌矿石。. 这种上升水流短而速、下降水流长而缓的跳汰周期，处置宽粒级或不分级物料，无论是从松散、分层、还是吸啜作用，都是不适宜的。 (5)上升水速较缓但作用时间较长的不对称跳汰周期 上升水速缓慢，致使床层松散进程较慢，然而床层一旦松散，随着上升水流逐渐减弱，收缩过程也缓慢，这不但使分层作用时间延伸，而且在此期间，矿粒与水流之间的相对运

25、动速度也较小，矿粒粒度和外形对按密度分层的影响很弱，故对分层有利。. 由于松散进程慢，床层不宜过厚，跳汰机处置才干偏低(每平方米处置610t)。其下降水流速度快、作用时间短。从下降初期来看，虽然不利于按密度分层，但因上升末期流速慢、时间长，不少粗粒重物料已落回筛板，故在此阶段参与分层活动更多的是中、细粒级颗粒，而下降初期又是吸掇作用的主要阶段，故从整体来看对分选宽粒级或不分级物料有利;水流下降末期短而速，正是分选的有利条件。 这种跳汰周期(见图2-5-6(d)特性，适宜处置不分级煤。 . 实际证明:跳汰周期曲线方式是获得良好分选效果的重要要素之一。合理的跳汰周期曲线应与被选物料性质相顺应，使床

26、层呈适宜的松散形状，颗粒主要借重力加速度差相对运动，这是选择跳汰周期曲线的根本原那么。.5.3 跳汰机 跳汰机的类型及运用风力、水力水力：活塞、隔膜、空气脉动、水力脉动、动筛5.3.1 选煤用跳汰机一筛侧空气室跳汰机鲍姆式跳汰机不分级煤用跳汰机、块煤跳汰机、末煤跳汰机1、根本构造 如图 2-5-7所示。. 跳汰机由机体、风阀、筛板、排料安装和排矸道组成。 机体有跳汰室和空气室。 风阀将紧缩空气给入空气室使跳汰室内产生脉动水流。 补充水有筛下水、程度水流。 原料由机头给入。 产品矸石、中煤经各段的排料安装排到各自的排料道，与透筛的重产物经脱水斗提机排出，精煤由溢流口排出。2、主要零部件1跳汰机机

27、体. a . 跳汰机的段数和隔室 跳汰机机体有单段、两段或多段。每段有2-3个隔室，每隔室设有风阀和筛下顶水管。每段未有排料道，其长度已系列化。可根据原料性质和对产品的质量要求选定。 现代跳汰机，机体分隔室制造。部件规范化。 b . 机体外形. c. 空气室与跳汰室宽度的比例 空气室与跳汰室宽度比，对水流沿跳汰宽度分布均匀与否是一重要问题。该比值小，沿跳汰机断面的水流分布不均。普通，块煤，0.7-1.0，未煤，0.45-0.8 。. 2跳汰机的筛板 跳汰筛板上为分层空间，承托床层，控制透筛排料速度和重产物床层的程度挪动速度。 要有一定的刚性，耐磨性和巩固耐用性。. 倾角、孔形、开孔率选择要合理

28、。 倾角的大小与原料的性质有关。筛板倾角的作用是坚持床层的运动速度和床层有一定厚度及透筛量，普通第一段筛板倾角大于第二段筛板的倾角。. 跳汰机筛孔尺寸与原料的性质和排料方式有关。增大筛孔，右减少水流阻力，加大下降水流的吸啜力和透筛排料。3跳汰机风阀 风阀作用是周期性的使空气室与风包、风机和大气相连或隔绝，从而在跳汰室内构成脉动水流。1滑动风阀 其原理如图示，跳汰周期只能在较小的范围内调整。 装有该风阀的跳汰机的处置才干低。滑动风阀已根本淘汰。.2旋转风阀 构造及原理如图7-14所示。 进气-膨胀-紧缩过程。各部分的时间长短可在较大范围内调整。放置风阀任务特性曲线图7-15。. 旋转风阀的特性曲

29、线，即为一个跳汰周期内风阀进气、排气面积的变化曲线。3电控气动风阀 电控气动风阀是利用电子数控安装和电磁阀来控制跳汰机进气和排气的风阀，其频率和特性曲线可以恣意调整。如图7-16为任务原理图。 优点：可用无极调理跳汰频率和跳汰周期特性，对不同可选性的原煤顺应才干强，阀门开头迅速及时，并可自动调理。 缺陷：系统复杂、需单独配置高压风源，气缸加工精度高、维修任务量大。.4跳汰机的排料安装 跳汰机的排料安装作用是将床层按密度分层后的物料，准确、及时、延续地排出重产品，并保证床层稳定、产品的质量和跳汰机的处置才干。 各段轻产物溢流排出。 重产物有筛上末端排料和透筛排料两种。块煤以末端排料为主，末煤以透

30、筛为主。1溢流堰 溢流堰作用是与重产物排料安装配合，控制床层坚持一定厚度，并使轻产物随溢流排走。 高溢流堰、半溢流堰、无堰。如图7-17所示。.2重产物的排料安装a) 排料安装在跳汰机中的位置 如图7-18所示，正排矸、倒排矸、中部排矸。 .(b) 排料安装型式 叶轮式排料延续、均匀稳定，但排料箱的宽度大，占用跳汰机的有效面积大，易堆积物料。 扇形闸门构造简单、维护方便、排料宽度小、气缸内活塞运动可根据床层厚度的变化和自然控制排料等优点。但因排料箱内脉动水流严重窜扰排料口并影响床层的良好分层，使产品污染或损失，还易被大块矸石卡住。 象鼻子管排料安装自动平衡排料量。 浮标闸门排料机构 .3透筛排

31、料 人工床层：在跳汰过程中人工床层起到排料闸门作用，用以控制重产物的透筛速度和产品的质量。 人工床层粒度、密度、外形与厚度。 粒度为给料最大粒度的3-4倍，密度略高于重产物中矿粒的最大密度。厚度不易过高，影响透筛速度。石英、长石。.4排料安装自动化 采用自动排料安装，可及时、延续排放重产物，并使产质量量稳定，床层厚度适中。 检测元件：浮标安装、测压管安装、放射性同 位素； 控制安装： 执行机构：3 筛侧空气室跳汰机系列WT LTW LTG二筛下空气室跳汰机.二、水流运动特性对床层松散与分层作用一 t 1 阶段：水流加速上升时期上升初期1、水流特点 水流上升，速度由零到最大，加速度由最大减为零。

32、2、床层形状 床层主要处于严密形状，矿粒的运动分层遭到一定限制。3、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度较大，对按密度分层不利。.4 、水流运动的义务、作用 较快地将床层举起，使其占据一定高度，为床层进一步的充分松散与分层，发明一个空间条件。二 t2 阶段：水流减速上升时期上升末期1、水流特点 水流上升，速度由最大到零，加速度由零减为负最大。2、床层形状 床层逐渐到达最大松散形状。3、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度小，瞬时达零，然后，再增大。对按密度分层有利。.4 、水流运动的义务、作用 使床层尽快扩展松散，并使松散形状继续一段时间，为按密度分层提供足够的空间和时间。 上升水流宜

33、开场短而速，尔后长而缓。三 t3 阶段：水流加速下降时期下降初期1、水流特点 水流下，速度由零到负最大，加速度亦向下。2、床层形状 床层逐渐趋于严密。高密度粗粒、密度小粒度细矿粒运动3、水流对分层的影响 矿粒与介质间的相对速度小，对按密度分层有利。.吸啜作用：粒度小的颗粒，在逐渐收缩的床层间隙中继续向下运动。四t4 阶段：水流减速下降时期下降末期1、水流特点 水流下降，速度由负最大到零，加速度由零到最大。2、床层形状 床层处于严密形状。3、水流对分层的影响 分层根本停顿。存在吸啜作用 下降期，使床层的松散时间尽能够延伸让分层过程得以充分进展；分层完，下降流尽快停顿。初长而缓，末短而速。.跳汰周

34、期合理与否从三方面：对床层尽快松散能否有利，对按密度分层作用的效果如何，对吸啜作用的影响。3 几个典型跳汰周期的分析跳汰周期的特征，以跳汰周期特性曲线来描画。为了合理地选择跳汰周期，对工业上使用的几个典型跳汰周期，进展简要的分析。 (1)活塞跳汰机的对称跳汰周期特性曲线 水流速度和时间之间具有正弦曲线的关系 为了在上升初期能将床层举到必要的高度，那么要求有较强的上升流速，但同时也呵斥了同样剧烈的下降水流，致使床层过早严密，缩短了有效.分选的时间，不但降低跳汰机处置才干，而且因剧烈的吸吸作用，导致许多低密度矿粒混入高密度产物中;由于上升水流作用时间比较长，粒度和外形对分层的不利影响也加大。 (2

35、)上升水速大、作用时间长的跳汰周期特性曲线 如图2-5-6(a)所示的跳汰周期特性曲线。 该跳汰周期的不对称程度，取决于给人的筛下水量。在此跳汰周期中，因获得较强的上升水流，对床层的松散有利，使跳汰机处置才干得以提高。但因上升水流作用时间较长，故不适于分选宽粒级和不分级的物料。. . 在分选粗粒金属矿石时常采用此种跳汰 周期。该跳汰周期也可用来分选经过初步分级的煤炭(05一13mm粒级)。 (3)上升水速大于下降水速但作用时间相等的跳汰周期 在正弦跳汰周期水流下降阶段，延续地给人筛下补加水，可 得到如图2-5-6(b)所示的水流运动特性曲线。 这种跳汰周期的上升水流，相比图2-5-6(a)的

36、上升水流，作用力减弱了;其下降水流在降低流速的同时，相对图(a)延伸了作用时间，吸啜作用略有加强。因此，在处置宽粒级的细粒物料时，比上述两种跳汰周期要好。. 如我国钨、锡矿选矿厂处置细粒级物料的跳汰机曾运用过这种跳汰周期。(4)上升水速大但作用时间短的不对称跳汰周期 如图2-5-6(c)所示的不对称跳汰周期。 在进气期间，水流被紧缩空气推进，急速上升。接着供气中断，有一短暂休止期，此时水流因惯性只作较弱的运动。当紧缩空气排出时，水流借自重下降，于是获得一个速度缓而作用时间长的下降水流。 过去国内外用它处置脱泥后的宽粒级或不分级煤炭;国外也有少数选矿厂用它分选铁、锰及某些氧化铅锌矿石。. 这种上

37、升水流短而速、下降水流长而缓的跳汰周期，处置宽粒级或不分级物料，无论是从松散、分层、还是吸啜作用，都是不适宜的。 (5)上升水速较缓但作用时间较长的不对称跳汰周期 上升水速缓慢，致使床层松散进程较慢，然而床层一旦松散，随着上升水流逐渐减弱，收缩过程也缓慢，这不但使分层作用时间延伸，而且在此期间，矿粒与水流之间的相对运动速度也较小，矿粒粒度和外形对按密度分层的影响很弱，故对分层有利。. 由于松散进程慢，床层不宜过厚，跳汰机处置才干偏低(每平方米处置610t)。其下降水流速度快、作用时间短。从下降初期来看，虽然不利于按密度分层，但因上升末期流速慢、时间长，不少粗粒重物料已落回筛板，故在此阶段参与分

38、层活动更多的是中、细粒级颗粒，而下降初期又是吸掇作用的主要阶段，故从整体来看对分选宽粒级或不分级物料有利;水流下降末期短而速，正是分选的有利条件。 这种跳汰周期(见图2-5-6(d)特性，适宜处置不分级煤。 . 实际证明:跳汰周期曲线方式是获得良好分选效果的重要要素之一。合理的跳汰周期曲线应与被选物料性质相顺应，使床层呈适宜的松散形状，颗粒主要借重力加速度差相对运动，这是选择跳汰周期曲线的根本原那么。.5.3 跳汰机 跳汰机的类型及运用风力、水力水力：活塞、隔膜、空气脉动、水力脉动、动筛5.3.1 选煤用跳汰机一筛侧空气室跳汰机鲍姆式跳汰机不分级煤用跳汰机、块煤跳汰机、末煤跳汰机1、根本构造

39、如图 2-5-7所示。. 跳汰机由机体、风阀、筛板、排料安装和排矸道组成。 机体有跳汰室和空气室。 风阀将紧缩空气给入空气室使跳汰室内产生脉动水流。 补充水有筛下水、程度水流。 原料由机头给入。 产品矸石、中煤经各段的排料安装排到各自的排料道，与透筛的重产物经脱水斗提机排出，精煤由溢流口排出。2、主要零部件1跳汰机机体. a . 跳汰机的段数和隔室 跳汰机机体有单段、两段或多段。每段有2-3个隔室，每隔室设有风阀和筛下顶水管。每段未有排料道，其长度已系列化。可根据原料性质和对产品的质量要求选定。 现代跳汰机，机体分隔室制造。部件规范化。 b . 机体外形. c. 空气室与跳汰室宽度的比例 空气

40、室与跳汰室宽度比，对水流沿跳汰宽度分布均匀与否是一重要问题。该比值小，沿跳汰机断面的水流分布不均。普通，块煤，0.7-1.0，未煤，0.45-0.8 。. 2跳汰机的筛板 跳汰筛板上为分层空间，承托床层，控制透筛排料速度和重产物床层的程度挪动速度。 要有一定的刚性，耐磨性和巩固耐用性。. 倾角、孔形、开孔率选择要合理。 倾角的大小与原料的性质有关。筛板倾角的作用是坚持床层的运动速度和床层有一定厚度及透筛量，普通第一段筛板倾角大于第二段筛板的倾角。. 跳汰机筛孔尺寸与原料的性质和排料方式有关。增大筛孔，右减少水流阻力，加大下降水流的吸啜力和透筛排料。3跳汰机风阀 风阀作用是周期性的使空气室与风包

41、、风机和大气相连或隔绝，从而在跳汰室内构成脉动水流。1滑动风阀 其原理如图示，跳汰周期只能在较小的范围内调整。 装有该风阀的跳汰机的处置才干低。滑动风阀已根本淘汰。.2旋转风阀 构造及原理如图7-14所示。 进气-膨胀-紧缩过程。各部分的时间长短可在较大范围内调整。放置风阀任务特性曲线图7-15。. 旋转风阀的特性曲线，即为一个跳汰周期内风阀进气、排气面积的变化曲线。3电控气动风阀 电控气动风阀是利用电子数控安装和电磁阀来控制跳汰机进气和排气的风阀，其频率和特性曲线可以恣意调整。如图7-16为任务原理图。 优点：可用无极调理跳汰频率和跳汰周期特性，对不同可选性的原煤顺应才干强，阀门开头迅速及时

42、，并可自动调理。 缺陷：系统复杂、需单独配置高压风源，气缸加工精度高、维修任务量大。.4跳汰机的排料安装 跳汰机的排料安装作用是将床层按密度分层后的物料，准确、及时、延续地排出重产品，并保证床层稳定、产品的质量和跳汰机的处置才干。 各段轻产物溢流排出。 重产物有筛上末端排料和透筛排料两种。块煤以末端排料为主，末煤以透筛为主。1溢流堰 溢流堰作用是与重产物排料安装配合，控制床层坚持一定厚度，并使轻产物随溢流排走。 高溢流堰、半溢流堰、无堰。如图7-17所示。.2重产物的排料安装a) 排料安装在跳汰机中的位置 如图7-18所示，正排矸、倒排矸、中部排矸。 .(b) 排料安装型式 叶轮式排料延续、均

43、匀稳定，但排料箱的宽度大，占用跳汰机的有效面积大，易堆积物料。 扇形闸门构造简单、维护方便、排料宽度小、气缸内活塞运动可根据床层厚度的变化和自然控制排料等优点。但因排料箱内脉动水流严重窜扰排料口并影响床层的良好分层，使产品污染或损失，还易被大块矸石卡住。 象鼻子管排料安装自动平衡排料量。 浮标闸门排料机构 .3透筛排料 人工床层：在跳汰过程中人工床层起到排料闸门作用，用以控制重产物的透筛速度和产品的质量。 人工床层粒度、密度、外形与厚度。 粒度为给料最大粒度的3-4倍，密度略高于重产物中矿粒的最大密度。厚度不易过高，影响透筛速度。石英、长石。.4排料安装自动化 采用自动排料安装，可及时、延续排

44、放重产物，并使产质量量稳定，床层厚度适中。 检测元件：浮标安装、测压管安装、放射性同 位素； 控制安装： 执行机构：3 筛侧空气室跳汰机系列WT LTW LTG二筛下空气室跳汰机.2 筛侧空气室跳汰机系列WT LTW LTG二筛下空气室跳汰机. 筛下空气室跳汰机的空气室在跳汰室的下面，抑制了筛侧空气室跳汰机跳汰室中水波沿宽度方向的不均匀问题，使得跳汰机在提高处置量，向设备大型化开展上迈出一大步。 自从50年代中期日本高桑健等人研制出第一台筛下空气室跳汰机以来，各国相继开展了对筛下空气室跳汰机的研制任务。64年我国LTX试制胜利。目前，有7种规格，LTX-6，8，10，12，14，16，35等。

45、 筛下空气室跳汰机除了把空气室移到筛下以外，其它部分与筛侧式跳汰机构造类似，任务过程也是紧缩空气经风阀控制，交替压入和排出筛板下空气室，使其中水位交替地下降和上升，从而形.成穿过筛板的脉动水流，脉动水流特性与普通筛侧式的典型特性类似。 空气室的方式有多种，但从不同外形的空气室产生的脉动水流均匀程度、水流沿程阻力及动力耗费看，b) (c) 较好，(h)较复杂。 空气室的面积普通为筛板面积一半，假设要求筛板上产生波高100-150mm脉动水流，那么空气室内水振幅 h振 =200-300mm. 要保证进气不翻花，排气风阀不喷水，振幅有要求。.筛下空气室跳汰机构造表示图.筛下空气室跳汰机与筛侧空气室跳

46、汰机比较：1构造紧凑、重轻、占地面积小；2跳汰室内沿宽度各点的水流波高一样，有利于物料均匀分选和跳汰机的大型化；3无横向冲击力；4风压高。三国外跳汰机简介1、筛侧空气室跳汰机2 筛下空气室跳汰机.3 动筛跳汰机.5.4 跳汰机的操作工艺制度 工艺效果取决工艺制度，与入料性质及质量要求有关。工艺制度诸参数，相互联络。 一、床层形状1、床层厚薄与入料性质关系 床层运动形状决议了矿粒按密度分层的效果，床层愈厚、松散时间愈长，分层的时间也愈长，假设床层太厚，在风压和风量缺乏时，不易达要求松散度，减薄床层能加强吸啜分层作用，利于细粒级分选得纯真精煤。但如太薄，吸啜过强，精煤损失添加，床层不稳，操作难。.

47、2、床层厚薄与分层关系 当轻重物密度差大，可用薄床层，分层快； 当轻重物密度差小，厚，可得高质量精煤。 厚床层，稳定，便于操作，松散时间长，处置量低。 床层厚度H和最大粒度dmax关系：块煤：H=(5-10)dmax 末煤：H=(10-20)dmax -50mm煤，普通400-500mm。3、床层松散度 经过实验确定，松散度高，分层快。块、末煤不同。.4、床层程度挪动速度 应与按密度分层的速度相顺应，它决议着已分层的物料进展分别时的快慢。可经过调整筛板倾角和风、水用量，加以控制。二、控制给料 跳汰机入料性质动摇要尽量小，给料速度要均匀，宽度方向要均匀。 原煤要润湿。三、跳汰频率、振幅 前已述。

48、四、风量、水量 根据所要求的松散度调风量，矸石段大于中煤.段。由入料到排料减少。有时为了加强中煤段隔室吸啜作用，加强细矸透筛，可大点风量。 水量：筛下水 70-80%以上，补充筛下水量短缺，减少跳汰室液位差。冲水占20-30%，起润湿作用。 筛下水，它减少了液位差，增大紧缩空气的压力效应，使上升提早，下降终了早，添加上升作用，减弱下降作用。 加大筛下水，松散度上升，减弱吸啜，细物料透筛。 0-50mm ，水耗量：2-3.5m3 /T原煤； 块煤，水耗量：4-5.5m3/T原煤。. 分配上，矸石段补水比中煤段补水大，普通，由入料到排料减少水。 风水配合，非常重要。 风量、风压比筛下水更能影响松散

49、度，研讨发现筛下水量的大小对分选结果影响不显著，虽一定范围内添加风量或筛下水量可提高松散度，但添加风量提高吸啜，而添加水量却减弱了吸啜作用，运用时要灵敏。 “宁多风，不多水五、重产物的排放 分层终了，应及时、延续、合理地排出产物。重产物的排放非常关键，排重产物速度与床层分.层速度及矸石中煤层的程度挪动速度相顺应。 排放慢，堆积，影响松散，分层污染精煤，排放快，矸中煤层薄，排空。床层过松散，不稳定，重产物中精煤损失。六、跳汰机处置量 宽度 处置量 长度分选时间、精度单位面积负荷：单位宽度负荷：.第六章 重介质选矿第一节 概述1、什么是重介质选矿 任何重力分选过程，都是在一定的介质中进展。假设所运

50、用的分选介质其密度大于 lg/cm3时，这种介质称为重介质。矿石或煤炭在该介质中分选，称重介质选矿或重介质选煤。2、重介质选矿的开展过程 1858年有人提出用锰、钡、钙的氯化物溶液作为分选介质进展选煤，但因介质难于回收，致使本钱昂贵，未能获得推行运用。 1917年出现运用水砂混合物作为重介质分选.煤炭，但效果遭到局限，普通仅用于选分易选的动力煤。 1926年苏联工程师 EA斯列普诺夫首先提出运用稳定悬浮液的重介质选煤法。以后，重介质选矿法便开场逐渐获得广泛运用。 至今，除重介质选煤是选煤的重要方法之外，也可运用于金属矿石、黑色金属矿石、贵金属矿石、稀有金属矿石及其它物料的分选。3、重介质选矿分

51、选原理 根据阿基米德定理，小于重介质密度的颗粒将在介质中上浮，大于重介质密度的颗粒在介质中下沉。. 重介质的密度 zj 应在轻产物q 和重产物密度z 之间。 qzj D例:要求的分选密度为1.4g/cm3, G = 5.0g/cm3 , s=2.21g/cm3 . 分选煤炭时，重介质密度假设要求为14O g/cm3，那么配制悬浮液所用加重质，其密度应在为500-22lg/cm3范围的物料中挑选。密度符合这个条件的常用加重质很多，如磁铁矿、重晶石、黄铁矿.残渣、高炉灰渣、石英、黄土、矸石、浮选尾煤等。2容易回收和净化；3料源充足、制备容易；4硬度较大防泥化、球形粘度低、不与水发生化学作用。4、选

52、煤过程常用的加重质 重介质选煤多采用磁铁矿粉作为加重质，因用其配制的悬浮液密度范围宽，完全可以满足分选各种煤炭运用，而且便于回收。 黄土、浮选尾煤、矸石粉等，只能配制低密度悬浮液，并用于回收精煤。.5、对磁铁矿加重质的要求 重介质选煤厂利用磁铁矿粉作加重质时，磁铁矿粉的磁性物含量越高，加重质的回收再运用的数量也越大，介质耗资少，消费费用可有所降低。还有加重质粒度愈细，悬浮液密度也越稳定，在悬浮液中为起稳定作用所需掺入的煤泥量也相应减少，悬浮液密度的真实性越高，分选效率也会越佳。 我国设计规范规定，用磁铁矿粉作加重质时，其磁性物含量应在95%以上，密度在45g/cm3左右。对加重质粒度的要求是，

53、分选块煤 (用于斜轮或立轮重介质分选机)时，小于0074(-200目)mm粒级的含最应占80%以上，用于重介质旋流器分选末.煤时，小于0044mm粒级 (-325目)含量应占90%以上。如外来磁铁矿粉粒度不能满足要求时，选煤厂应设置研磨设备。 第二节 重介悬浮液性质一、悬浮液密度1、悬浮液密度的特点 悬浮液的密度在物理意义上与均质介质的密度不完全一样，只需将悬浮液中的固、液两相作为一个一致的整体对待时，才具有密度的概念。由于悬浮液是由两种密度完全不同的质点固、液所构成的两相混合物，故悬浮液密度zj在数值上不能表征其中每一个质点的密度，因此，.通常称该密度为悬浮液的假密度，或称悬浮液的物理密度。

54、 当加重质粒度较细，容积浓度又较高，而入选的矿粒较大时，在分选过程中，对矿粒而言，悬浮液作为一个整体才称其分选介质。否那么，此时的分选介质只是悬浮液中的液体而不是悬浮液的整体，矿粒在悬浮液中的沉降，仅仅看为矿粒在液体中受加重质悬浮粒作用的干扰沉降。矿粒排开的介质不是具有密度为悬浮液密度的本身，而是悬浮液中的液体，密度为s 。因此，虽然有的矿粒密度低于悬浮液的密度zj ，但也将下沉，即矿粒不能按悬浮液的密度zj进展浮沉过程，而到达低、高不同密度矿粒的分别。. 重介质选矿过程中作为分选介质而起作用的悬浮液，其中固体悬浮粒 (加重质)的粒度和容积浓度与入选物料的粒度之间应具有一定的关系，悬浮液的密度

55、要由加重质的密度和容积浓度来决议。(二 悬浮液密度对加重质粒度的要求在悬浮液内，矿粒排开的同体积悬浮液中，至少应有一个加重质的颗粒。 即 悬浮液浓度 加重质粒体积 / 矿粒体积. 式中K值是个大于1的修正系数，普通K=1.6一493之间。(三悬浮液有效密度 从实际上讲，重介悬浮液的物理密度应该就是分选密度，但实践任务中有时并非如此。这是由于加重质颗粒很细，当悬浮液固体容积浓度大到一定程度后，加重质颗粒由于种种缘由经直接接触而相互衔接起来，构成空间网状构造物，这就便悬浮液发生了构造化。由于悬浮液出现构造化的影响，实践的分选密度经常高于悬浮液的物理密度。对于未构造化的重介悬浮液，因加重质颗粒的沉降

56、，分选密度既可高于也可低于悬浮液的假定密度，这应由轻、重产物分别界限层的位置决议。.已出现构造化的悬浮液内，假设体积为Vk的矿粒向下运动，开场时所遇到的静力作用，除悬浮液的浮力外，还有静切应力引起的支持力F.二、悬浮液粘度一悬浮液粘度及构造化 液体的粘性由分子间引力引起； 气体的粘性由动能不同的分子在流速不同的层间交换引起； 上两种流体为均质介质，符合牛顿内摩擦定律。 悬浮液的粘性由于包括了因固液界面增大和颗粒间摩擦、碰撞所引起的流动切应力，外观表现为粘性加强。 因与均质介质粘性构成的缘由不完全一样，故所测得的悬浮液粘度称为视粘度。. 当加重质的粒度和外形差别不大时，悬浮液的视粘度随容积浓度的

57、添加而增大，与加重质颗粒的密度根本无关。图5-3是几种不同的加重质在粒度为0074一0.037mm时，视粘度随容积浓度的变化关系。. 从图6一3中可以看出，视粘度随容积浓度的变化规律。 在低浓度 (04)时，也呈直线关系，但粘度随增大而迅速地升高。 在中等浓度时，其视粘度与呈曲线关系增长。 这是由于固体容积浓度很低时，不但颗粒间直接接触少，而且相对说固一液界面也不太大，此时悬浮液的内摩擦力虽有添加，但其添加值与颗粒体积含量大致成正比。. 随容积浓度的增大，固体颗粒间直接碰撞与摩擦就不可避兔地增多。这种添加开场时属于粘性切应力，以后的浓度再大又过渡为惯性切应力，呈曲线关系。 当增大到相当高数值后

58、，悬浮液发生了构造化，视粘度随添加而急剧增大。二非构造化悬浮液的流变特性 如图6-4 。固体容积浓度低时，可视为牛顿流体；固体容积浓度1520%时，视为非牛顿流体。. 构造化流体的流变特性：当外力小，只变形而不流动，当处力抑制一定切应力后，流动。 当速度梯度达一定时，构造化被破坏。三影响悬浮液粘度的主要要素1、加重质性质对悬浮液粘度的影响 由于悬浮液的粘度和构造化的构成与加重质的比外表积有关，因此，一切与比外表积有关的加重质性质，如粒度、外形及含泥量等均对悬浮液视粘度有影响。 图6-5可以看出，在同样容积浓度下，加重质.的粒级越小，悬浮液的视粘度也越大，而开场构成构造化的浓度越低。选矿工艺对加

59、重质粒度有一定的要求，它与所用设备的任务条件及被选物料的粒度有关。 图6-6阐明加重质颗粒的外形对悬浮液视粘度的影响。从图中可以看出，加重质颗粒的外形越接近球形，悬浮液的视粘度愈小。2、含泥量的影响 悬浮液中假设混有一部分微细粒级的泥质，将使悬浮液粘度显著增大。因泥质物粒度细，外表积大，不但使悬浮液流动时内摩擦力变大，而且使悬浮液容易构造化。泥质的存在往往使悬浮液粘度增大到0.5-1.0倍，在个别情况下，甚至使悬浮.液完全丧失流动性，从而起不到分选介质的作用。 矿泥含量对硅铁悬浮液粘度的影响如图6-7所示。所指的矿泥是指粒度小于10一2O微米的颗粒。其中一部分是由原矿石带入，另一部分那么是在运

60、用过程中加重质经磨剥所生成的新矿泥。 泥质对悬浮液粘度的影响是随悬浮液中含泥量的增大而增大，而且，悬浮粒本身的粒度越细，悬浮液的密度越高，亦即悬浮液本身粘度越高，这种影响也越为显著，如图6-8所示。3、药剂的影响 某些阴离子和阳离子外表活性剂可降低悬浮液的粘度。如图6-9所示。. 降低粘性提高分选速度，但稳定性下降，分选条件难控制。4、温度的影响 温度升高，粘度降低。可以以为，不同温度下，悬浮液的粘度与一样温度下水的粘度之比一直不变。.三、悬浮液的稳定性 重力场中，悬浮液上、下层物理密度不稳。上层固粒少，下层固粒多。重介质密度不稳定，影响按密度分选准确性。坚持悬浮液本身各部分密度不变的才干称悬