斜面流分选教材

4.6斜面流分选借助沿斜面流动的水介质（性质不同的颗粒，呈现出不同的运动状态）进行重力分选的方法称为斜面流分选。★厚水层分选——水层厚度十几毫米到几百毫米，水流速度快，用于分选几毫米到数十毫米的粗粒物料。（用的较少）★流膜分选——水层厚度从1mm左右到几毫米，矿浆呈薄层状流过设备表面，故称为流膜分选。流膜分选用来处理3～5mm以下细粒级物料和－0.074mm的矿泥。流膜分选在金属矿石的重力分选工艺中占有重要的位置。4.6.1斜面水流的运动规律层流：层流运动流体内的质点作沿层运动，层间不发生交换，但质点本身可以旋转。斜面上任意一点水流的瞬时速度的大小和方向，都是相同的。紊流：流体内存在大小无数的漩涡，层间质点不断的进行交换。运动质点的瞬时速度在整个时间内是变化的，并在某一瞬时平均水速上下波动。斜面水流运动的雷诺数Re：R－水力半径，定义为过水断面与湿周之比。－斜面水流的平均流速μ－介质粘度ρ－介质密度B、H分别为水流宽度和水流厚度，B>>HR≈H1.层流水速和平均流速距槽底h处的水流速度平均流速最大流速（H处）与分选有关的水流特性，主要有：水流在斜槽中的平均流速、流速沿槽底的速度分布及涡流作用。斜槽倾角2紊流水速和平均流速★距槽底h处的水流度速★

全流层H，水流的平均流速Umean—与紊流状态有关的指数，紊流程度越高，n值越大谢才公式（明渠等速流经验公式）R－水利半径C－谢才系数，经验系数。与槽底粗糙度和过水断面的形状和尺寸有关i－水利坡度(i=sinα)★

紊流中的脉动速度★

涡流与水跃作用由于涡流的存在，瞬时速度的大小及方向不断变化，因此，斜槽中不仅有水平流还有上升流，上升流有助于料层松散和按密度分层。应设法造成适当的涡流。水跃作用：水流沿斜槽运动时，若遇到槽倾角突然减小或者遇到槽的挡板及沟槽，水面会产生跳跃式的升高，这种现象叫做水跃。（为使适当床层更好松散，可借助水跃。应注意水跃强度必须控制。）水跃现象4.6.2粗粒群在厚层紊流斜面流中的松散分层

粗粒在斜槽中的分层过程，是在重力、摩擦力和水流联合作用下完成的。粒度和形状影响分层的结果1、斜面流对矿粒分层的作用2、上升水流对床层的分层作用3、析离分层作用整个床层的全部颗粒沿槽底运动时，上层的细矿粒，特别是高密度细矿粒，由于本身重力的作用，将穿过大颗粒的间隙而转入下层，这种作用称为析离。Ufvgvgcosαα密度高、粒度大的颗粒因沉降速度快，率先落于槽底——最底层由涡流运动激起水跃（1）有效重力（2）水流作用力（3）水流脉动引起的上升推力4、矿粒沿着槽底的运动颗粒受力分析（4）颗粒与底面摩擦力进一步分层★矿粒沿着槽底的运动速度分析公式，可知：

1、粒度相同，密度越大，沿斜面的运动速度越小；密度大的颗粒与密度小的颗粒沿槽底的速度差随两者粒度的增大而增大；

2、密度相同而粒度不同的颗粒，移动速度存在极大值；密度大的颗粒在较小的d/H处出现极大值；

3、斜槽中，密度大的粗颗粒和密度小的细颗粒以相等的速度沿斜槽运动时成为等速颗粒。可分选垂直流中的等沉粒。α较小（3～15°）与紊流状态有关的指数，紊流程度越高，n值越大。4.6.3粒群在薄层斜面流中的分选

细粒（2～3mm）和微细粒，均在薄层斜面流中分选。物料粒度微细，斜面水流又薄，物料与水构成矿浆流膜A、弱紊流的松散分层—

2(3)～0.074mm最常见的流态颗粒的存在对紊流度的抑制现象，称为消紊作用。弱紊流流膜结构流膜一般数毫米厚，局部区域达到十几毫米。流速较大，上下层间的浓度差也较大。紊流中存在漩涡和水流的脉动表面(流)层：紊动不高，固体浓度小；悬移层，小尺寸漩涡丰富；在紊动扩散作用下，悬浮着大量轻物料，向前运动。最下层颗粒为沿层运动，称为流变层。4.6.3粒群在薄层斜面流中的分选

细粒（2～3mm）和微细粒，均在薄层斜面流中分选。物料粒度微细，斜面水流又薄，物料与水构成矿浆流膜B、层流对床层的分层作用：斥力学说层流流膜结构层流流膜厚度多数为1mm左右，料浆是高度分散的悬浮液,粘度比水大,分选时表面流速低,分层后的大密度物料沉积在槽底。用于0.074~0.01mm微细粒级物料处理。1、粗粒溜槽：木板或钢板焊成的长而窄的斜槽溜槽分选机：广泛用于钨、金、铁、铂及稀有金属矿石。有粗粒溜槽、矿砂溜槽和矿泥溜槽。粗粒溜槽给矿粒度2-3mm以上粗粒及中粒的粗选。4.6.4溜槽分选机造成涡流并阻留重矿物溜槽中料浆厚度10～0.5mm,槽底为光面。槽底没有挡板与格条所产生的涡流，依靠剪切作用松散分层。2矿砂溜槽（层流流膜分选）矿砂溜槽处理的粒度范围为2～0.074mm。1.槽体2.扇形板3.分矿楔形块操作参数：1、槽体坡度10－20°2、给料浓度55－65%3、给矿量尖缩溜槽☆结构参数：1尖缩比:1/10-1/20；2长度：1-1.2m3底面粗糙度矿泥皮带溜槽处理-0.074mm物料,有效分选下限达0.02mm3矿泥皮带溜槽（层流流膜分选）倾斜放置的橡胶传送带，皮带表面光滑，以300mm的速度，逆矿流方向向上运动。皮带上方装有给矿匀分板和给水匀分板，使矿浆和冲洗水成帘状均匀分布在带面上。给矿匀分板以下为粗选区，一般长约2．4米，矿浆沿带面顺流而下，在流动中轻、重矿物发生分层，重矿物沉到底部，随带面向上移动，过了给矿点进入精选区。精选区一般长0．6米。在这里沉积的矿物受到水流冲洗，进一步将轻矿物脱出。然后，随着带面绕过首轮，利用带面下方的喷水将带面沉积物冲洗下来，排入精矿槽中。在喷水管后面还有精矿刷与带面作反方向转动，进一步将精矿卸净。带面坡度13～17度，可用调坡螺杆调节。4螺旋分选机：弱紊流螺旋槽机架截取器冲洗水管产物收集装置分选粒度:2～0.074mm,最低可达0.02mm★螺旋回转斜面流分选原理1液流在螺旋槽内的流动特性回转流二次环流螺旋流上层螺旋：向外、向上下螺旋流：向内、向下两种流态内缘层流外缘紊流2不同密度颗粒在螺旋槽内的运动密度不同的颗粒在螺旋槽内受到的作用力大小和方向不同，产生不同纵向和横向的相对运动，实现分选。松散分层与弱紊流斜面层中一样。分层后形成以重物料为主的下部物料层，具有较小的离心惯性力；和以轻物料为主的上部物料层，离心惯性力较大。螺旋分选机结构简单，占地面积少，处理能力较摇床大。但分选精度低，特别是重产物中低密度物料的矿粒多。机身高大，物料需要泵送。螺旋分选机多用于砂矿的粗选，给矿粒度为3～6mm，粒度下限0.074mm。选煤中用于分选粗煤泥，和从矸石中回收黄铁矿。螺旋溜槽适用于0.074~0.2mm的物料。（不设截取器，产品按分带位置排放）★螺旋分选机（螺旋溜槽）特点★螺旋分选机的应用A直径；螺旋断面（椭圆形，二次抛物线用于砂矿，立方抛物线用于螺旋溜槽）；

螺距；螺旋圈数（砂4，难处理的5～6）；B给矿浓度（10～35％）；C矿粒性质：给矿粒度、轻重矿粒密度差、形状差别等。4.6.5离心选矿机：主机包括：转鼓、给矿嘴、冲矿嘴、接矿槽和分矿器离心选矿机内的螺旋流膜我国独创的新型、高效矿泥重选设备，结构简单、运转可靠、选别指标高，生产能力大，粒度下限低。广泛用于锡，钨矿的粗选处理也用于微细粒弱磁性铁矿石的处理。处理粒度范围0.074~0.01mm4.6.5摇床分选

摇床分选是在一个倾斜床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的综合作用，使细粒固体物料按密度差异在床面上形成扇形分布，然后进行分选。属于流膜类分选设备。摇床是分选细粒级物料最为广泛的一种重力分选法。主要处理钨、锡、有色金属和稀有矿石。多层摇床和离心摇床用于分选煤和黑色金属。给料粒度一般在3mm以下，选煤可达13mm，分选粒度下限0.02。摇床处理能力低，但富集比高，适应范围广。摇床作为精选设备与离心选矿机等配合使用分选有色金属：粗砂摇床，处理3～0.5mm物料；细砂摇床，处理0.5～0.074mm物料;矿泥摇床，处理0.074～0.037mm物料。弱紊流摇床基本上有床面、机架和传动机构组成。床面近似矩形或菱形，横向倾角0.5°~5°，不超过10°，纵向从给料端向精矿端有1°~2°的倾角，也可为0°；床面上的格条高度从给料端向精矿端降低，长度自给料边向下递增。摇床结构示意图摇床分层结果示意图快慢快慢料浆浓度25～30％，给料槽长度约为床面总长度的1/3~1/4；冲水槽为床面总长度的2/3~3/4★摇床分选的原理:一矿粒在床层中的松散分层:1水跃和上升水流作用2床层摇动产生的析离作用二矿粒在床层中的分离作用:1、矿粒的横向运动格条间的分层示意图2、矿粒纵向运动二矿粒在床层中的分离作用:矿粒的纵向运动是由于床面差动运动的惯性力作用的结果为使颗粒运动a：矿粒的惯性加速度f：矿粒与床面的摩擦系数因此：——临界加速度★摇床分选的特征:（1）床面的强烈摇动,使松散分层和运搬分离得到加强。分选过程中，析离分层占主导，使按密度分选更加完善;（2）它是斜面薄层水流选矿的一种，因此，等降的矿粒可因其移动速度不同而达到按密度分选;（3）床条的设置，一方面使床层呈更多层的分布，另外，横向水流越过床条产生更强烈的漩涡，对分层有利（4）不同性质矿粒的分离，取决于矿粒运动的纵向和横向的移动速度，高密度细颗粒比低密度粗颗粒具有更大的纵向速度和较小的横向速度，高密度细颗粒的偏离摇动方向的角度较小。★影响摇床选矿过程的因素1、摇床运动的不对称性(满足搬运和松散分层的要求)

2、冲程和冲次（粗物料应用大的冲程和小的冲次；细物料小的冲程和大的冲次）

3、冲洗水量和床面横向坡度（精选采用小坡大水）

4、给矿粒度和形状；给矿体积和给矿浓度★摇床的结构和构造1摇动机构：偏心连杆摇动；凸轮杠杆摇动；惯性弹簧摇动；多偏心轮惯性摇动2调坡装置：3床面：矩形、梯形、菱形床条：凸起式（矩形，三角式）、刻槽式矿泥粗砂细砂矿泥★洗矿和风选☆复合力场分选洗矿(orewashing):是处理与黏土胶结在一起或含泥量大的矿石的一种工艺方法。包括碎散和分离两项作业。

洗矿设备：1)固定筛、辊轴筛和振动筛加压力喷水管(水压0.2－0.3MPa,水耗1～3m3

/吨);2)圆筒洗矿机

3)槽式洗矿机:难洗矿石，处理量大★风选(airseparation)：以空气作为分选介质。如风力摇床、风力跳汰、风力溜槽如磁流体静力分选，空气重介质流化床、磁团聚、重力浮选等4.7矿石可选性研究可选性：指物料按密度差别进行重力分选的难易程度物料的密度组成：对于由密度各异的颗粒构成的颗粒所构成的粒群，借助实验的方法，将它按不同的密度范围分成若干密度级别，再经称量与化验，得出各密度级物料的数量和质量，这就是该物料的密度组成。根据物料的密度组成，可以判断物料进行重选分离的难易；同时对产品的质量的检测，可对重选工艺效果进行评定。测定物料密度组成，是指将有代表性的试样，区分为密度范围不同的成分，计算各密度级物料所占重量百分比（产率），再按工业要求进行各密度级物料的化学分析或矿物分析。测定各密度级物料的数量和质量。试样量与入选粒度、矿物分布等有关浮沉实验：重液煤炭：ZnCl2(1.3～2.0g/cm3)矿石不同配比的CHBr3、C2H4Br4配置（最高2.9~3.0g/cm3）；苯、甲苯和四氯化碳不同比例的混合水溶液杜列液KI：HgI2＝1：1.24（最高3.2g/cm3）——配置方便，实际应用较多，但对硫化物有腐蚀二碘甲烷：用苯或其它有机溶剂稀释，最高密度3.3g/cm3克列里奇液：甲酸铊和丙二酸铊、水配置而成（最高4.25g/cm3）——与硫化物不起反应，但对人体有害窄级别物料：筛比√2～2物料量按标准取比重级kg/m3产率，％品位，％金属回收率，％个别值γi浮物γf沉物γs个别值βi浮物βf沉物βs个别值εi浮物εf沉物εs12345678910+3.112.741.4312.7γiβ

i/∑γi

βi-3.1+2.922.829.24βs+2.9-2.9+2.732.723.34-2.6+2.513.617.56-2.6+2.