重选浮沉试验及数据处理计算

1、重力选矿,浮沉试验及数据处理方法,第二章 物料密度组成分析及其可选性,密度组成在重选过程中的意义,第一节 物料密度组成的测定方法及数据整理和计算一、物料密度组成的集中测定方法,二、煤炭密度组成的测定及实验数据的整理与计算（一）煤炭的浮沉试验,1.粒度大于0.5mm煤的浮沉试验,煤的浮沉试验分粒级进行 浮沉试验煤样重量与粒度级别的关系,浮沉试验密度级别,常规情况下采用如下密度： 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 2.00 必要时刻增加1.25 1.35 1.45 1.55 .190 2.10密度 采用氯化锌和水配制重悬浮液作为分离介质,配比如下：,浮沉试验简要步骤：,(

2、1) 配制重液； (2) 煤样称重,清洗脱泥。煤泥水澄清、过滤、烘干、称重； (3) 脱泥后煤样置于网底桶中,浮沉按由小至大顺序进行； (4) 轻轻搅动，静置分层，分层完善后，用漏勺捞取浮物； (5) 沉物再放入高一级密度液中进行浮沉； (6) n个密度得n+1个产物,温水冲洗产物,烘干,称重,计算产率,化验其灰分。,物料浮沉过程及静止时间,（7）试验误差检验,2.小浮沉试验(粒度小于0.5mm煤泥)特点:物料粒度细,沉降速度慢,浮沉在离心场中进行。有机溶液不同密度的配置比例,小浮沉试验步骤,将60克煤样均匀分成4份，分别倒入4个离心管内，然后都到入同一密度（最低密度）的重液中，液面为管高的8

3、5%，搅拌，放入离心机中对角线位置，在离心场中浮沉。规定浮沉时间后，取出离心管，将浮物到出。沉物将留在管中，再一次加入高一级密度重液，进行浮沉，依此类推。将各密度级产物进行过滤、烘干、称重、化验和计算。,（二）煤炭浮沉试验资料的整理与计算,浮沉实验数据整理包括： 各粒级浮沉实验报告表计算； 筛分浮沉试验综合报告表计算； 500.5mm粒级原煤浮沉试验综合表计算。 数质量计算主要为产率和灰分计算，产率计算的关键是基准换算关系，灰分计算主要通过加权平均法计算。,原煤灰分加权平均计算法,若原煤中有n个密度级的物料，其各密度级的含量分别为r1，r2，rn。相应的各密度级物料灰分分别为A1，A2，An。

4、则该原煤的加权平均灰分计算按下式计算：,表3-5浮沉实验报告表,煤样粒级：2513mm 实验前干燥煤样重量：24.965kg,本级占全样产率：18.322% 煤样灰分：22.42%,表3-5数据说明,占本级产率以入浮粒度级重量（不含煤泥0.5mm)为计算基准，各密度级含量的重量百分数； 占全样产率以入浮综合粒级（500.5mm)重量为计算基准，各密度级含量的重量百分含量； 煤泥指各粒度级煤样浮沉前冲洗时所得小于0.5mm煤粉重量。,数据计算说明,第2、第5栏为原始数据（合计与总计除外）； (3)2513=(2)2513/（合计重量24.494)*100% (3)煤泥=(2)煤泥/(总计重量24

5、.732)*100% (4)煤泥=(3)煤泥*(4)总计 (4)合计=(4)总计-(4)煤泥 (4)2513=(3)2513*(4)合计,灰分计算说明,(5)合计灰分=(4)I*(5)I/(4)I,浮物、沉物的含义,浮物产率小于某一密度浮物的累计产率,由第3栏数据自上而下累计得到； 浮物灰分浮物中各组分加权平均而得； 沉物产率大于某一密度沉物的累计产率，由第3栏数据由下至上累计得到； 沉物灰分沉物中各组分加权平均而得。,1.3-1.4,1.4-1.5,1.5-1.6,1.6-1.8,1.3,浮物、沉物产率计算举例,R-1.8=R-1.3+R1.31.4+R1.41.5+R1.51.6+R1.6

6、1.7+R1.71.8 R+1.3=R1.31.4+R1.41.5+R1.51.6+R1.61.7+R1.71.8+R+1.8 浮物、沉物灰分计算举例,有关问题说明,破碎级煤样浮沉实验报告与表3-5形式相同; 破碎级煤样是指大于50mm粒级煤样经破碎后得到的各粒级煤样; 同粒级煤样(自然级与破碎级)浮沉实验报告最后要综合在一起作为该粒级最终的浮沉实验报告; 实践中也常采用浮沉前将自然级与破碎级按比例混合,简化工作量。,筛分浮沉试验综合报告表计算,表中各粒级原始数据来自各粒级煤样（包括自然级与破碎级）的综合级浮沉试验报告表； 500.5mm粒级占全样产率为各粒级占全样产率之和； 500.5mm粒

7、级灰分为各粒级灰分加权平均计算得到； 500.5mm粒级产率与灰分数据纵向与横向计算误差应小于0.1。,表3-6筛分浮沉试验综合报告表,500.5mm粒级数质量计算举例,第18栏占全样产率： r全50-0.5=r全50-25+r全25-13+r全13-6+r全6-3+r全3-0.5 r-1.3=2.519+2.112+1.478+2.074+1.906=10.062 第17栏占本级产率： r本级-1。3=r全-1。3/r全合计*100 r本级1。3-1。4=r全1。3-1。4/r全合计*100 r本级泥=r全泥/r全合计*100,第19栏500.5mm粒级加权平均灰分计算,500.5mm粒级各

8、密读物灰分由各粒级相应密度物的占全样产率和其灰分加权平均得到:,500.5mm粒级原煤浮沉试验综合表计算,重选分选粒级通常为500.5mm粒度范围。为研究500.5mm级入选原煤的浮沉组成，进一步分析它的密度组成特性，有必要将该粒级数质量数据单独列表分析。 表3-7中第2、3栏数据摘自表3-6中500.5mm粒级浮沉资料第17、19栏数据。 表3-7浮物与沉物数质量计算方法与表3-5方法相同。,表3-7 500.5mm粒级原煤浮沉试验综合表,“分选密度+/-0.1含量”又称“邻近密度物含量”分为“扣矸”和“不扣矸”两种,所谓“扣矸”是指扣除密度1.80矸石量的合计为100%为计算基础的+/-0

9、.1含量 “扣矸”与“不扣矸+/-0.1含量”换算方法如下:,1.9密度点邻近物含量计算,计算1.9密度浮物累计产率 r1.9=r1.8+(r2.0-r1.8)/(2.0-1.8)*(1.9-1.8) r1.9=86.32+(88.45-86.32)/0.2*0.1=87.385 1.8+/- 0.1=r1.9-r1.7=87.385-84.69=2.695,第二节 可选性曲线,浮沉试验提供了在一些特定条件下考查物料经重力分选时的难易程度，若要了解任意条件下的情况，可以有两种方法： （1）浮沉试验密度间隔划的无限小获得无穷多的级别； （2）利用有限的浮沉实验数据，用图示法将其曲线化，这样绘出的

10、一组曲线称为可选性曲线。 可选性曲线是原煤密度组成性质的图示。,可选性含义及可选性曲线种类,按所要求的质量指标，从原料中分选出产品的难易程度。 可选性与下列因素有关： （1）产品质量要求； （2）重力分选方法； （3）原料本身性质。,原煤可选性曲线种类： （1）亨利可选性曲线，简称H-R曲线； （2）迈耶尔可选性曲线，简称M曲线。,一、原煤可选性曲线（H-R曲线）的绘制及应用,（一）H-R曲线的绘制 原始资料： 原煤浮沉试验综合表，表3-7，不包含煤泥。 坐标：在200*200mm的坐标纸上绘出直角坐标。,H-R可选性曲线的组成,1、灰分特性曲线（l曲线、基元灰分曲线）； 2、浮物曲线(b 曲

11、线）； 3、沉物曲线（ q曲线）； 4、密度曲线（ d曲线）； 5、邻近密度物含量曲线（ d0.1曲线)。,1、灰分特性曲线的绘制,数据来源： 表3-7第3、4栏数据，即灰分和累计产率。 用第4栏数据灰出各产率值水平线； 用第3栏数据在各相应产率范围内按灰分值绘垂线； 用平滑曲线连接各垂线中点即得到灰分特性曲线。,灰分特性曲线上点的含义,每一点都表示某一密度物料(间隔无限小密度级)的灰分,若以此密度分选,该灰分称为边界灰分（即浮物中的最小密度物灰分，沉物中的最高密度物灰分）。 曲线上最上点按曲线趋势画出，表示物料中最低密度物灰分； 曲线上最下点按曲线趋势画出，表示物料中最高密度物灰分。,2、浮

12、物曲线的绘制,数据来源： 表3-7第5、4栏数据，即浮物累计灰分和浮物累计产率。将上述数据点形成一条光滑曲线。 曲线上任一点表示在该灰分时对应的浮物(精煤)产率； 曲线与下横轴的交点为原煤（100%产率）灰分； 与上横轴交点与l曲线起点重合-最低密度物灰分。,3、沉物曲线的绘制,数据来源： 表3-7第7、6栏数据，即沉物累计灰分和沉物累计产率。将上述数据点形成一条光滑曲线。 曲线上任一点表示在该沉物灰分时对应的沉物(尾煤)产率； 曲线与上横轴的交点为原煤（100%产率）灰分； 与下横轴交点与l曲线终点重合-最高密度物灰分。,4、密度曲线的绘制,数据来源： 表3-7第1、4栏数据，以第1栏中各密

13、度级的上限值即1.3,1.4,1.5,1.8,2.0为横坐标,浮物累计产率为纵坐标。连接各交点成光滑曲线。,密度曲线上点的意义,密度曲线上任一点在上横坐标（密度）上的读数为理论分选密度。 浮物产率坐标（左纵坐标）上的读数则为小于该密度的浮物产率。 在沉物坐标(右纵坐标)上的读数为大于该分选密度的沉物产率。,5、邻近密度物含量曲线的绘制,数据源： 表3-7第8、9栏数据，密度从1.4开始。 密度1.8+/-0.1产率可由其曲线，通过适当计算求得。,二、可选性曲线的应用,1、可选性曲线的用途： （1）确定理论分选指标； （2）定性地判定可选性难易和评价选煤效率。 2、确定理论分选指标举例： （1）

14、预测两种产品给定精煤灰分，求精煤产率、分选密度及其它理论指标 例1、若要求精煤灰分Ag=10%，求其它理论指标。,两产品指标求法图示,由b曲线得g=80%,基元灰分l=26%,分选密度d=1.54,邻近密度物含量1.54+/-0.1=15.6%( 不去矸）。 矸石产率g=100-80=20(%) 矸石灰分A=(100*20.5-80*10)/(100-80)=62.5(%),(2)三种产品，指定精煤和矸石灰分，求其他各项理论指标,已知精煤灰分A（精）=10%，矸石灰分A（矸）=80%，求各项指标。 对应精煤Ag=10%的指标上例已求出,矸石Ag=80%时, 由q 曲线求得矸石产率g=11.5%

15、,则中间产品产率: g=100-80-11.5=8.5(%) 灰分A=(100*20.5-80*10-11.5*80)/8.5=38.82(%),(3)三种产品,指定精煤灰分和中煤灰分,求其他各项指标,例3、指定精煤灰分Ag=10%，中煤灰分Az=32%，求其他各项指标。 解：有关精煤指标例1已求出； 精煤选出后，余下的物料是中煤和矸石的混合物，物料的可选性曲线已发生变化，不能从原来的b曲线上找出中煤理论产率。 要补做一条精煤分出后，中煤和矸石混合物的浮物曲线。,中煤、矸石混合物浮物曲线绘制方法,精煤按分选密度=1.54选出后，余下的混合物中1.6-1.7,1.7-1.8,1.8-2.0,+2

16、.0密度物产率未变。关键是找出1.54-1.6密度物的产率和灰分。 1.54-1.6密度级产率的求法: 由表3-7知, r-1.6=82.15%, 而r-1.54=80%, 故 r1.54-1.6=r-1.6-r-1.54=82.15-80=2.15(%),1.54-1.6密度级灰分的求法(作图法):,根据l曲线的作图法,该密度级平均灰分对应于l曲线在该级别的中点灰分。 得1.54-1.60密度物灰分： A1.54-1.6=28%,表3-8中煤、矸石混合物浮沉资料,中煤、矸石混合物浮物曲线（ b曲线）的绘制,利用表3-8中第5、6栏的数据，绘制出b曲线。 注意： b曲线起点位置（与剩余l曲线重

17、合）。,中煤、矸石指标计算,根据Az=32%，在b曲线上查得浮物产率坐标对应值为85%，这个数值包含了精煤产率。 故gz=85-80=5（%）； 中煤与矸石的分选密度: d=1.70； 基元灰分: l=40%,则矸石产率: r矸=100-80-5=15（%） 矸石灰分Ad求法: (1)作图法直接由沉物曲线上查得; (2)加权平均计算求得:,三、迈耶尔曲线的绘制与应用,迈耶尔曲线的绘制 1坐标系统 纵坐标：200mm，表示密度级产品的重量产率 横坐标：各密度级产品灰分，一般每一厘米表示1%灰分。 横轴长度可视原煤灰分而定，无需100cm长，若原煤灰分很高，可在横轴右端（35%）处作与纵轴平行的垂

18、直线，并在其上按比例标出灰分刻度。,迈耶尔曲线坐标系统示意,右纵轴刻度确定计算方法,根据相似三角形原理计算 例：设横轴长35cm，求灰分42%的点在横轴右端竖直线上的位置。 如图所示，DABCDDEC；,所以AB：DE=BC：EC； 即DE=AB*EC/BC DE=200*(42-35)/42 =33.3mm 即右纵轴由下向上量取33.2mm长度为灰分42%得刻度点.,M曲线右纵轴刻度求法示意,2.M曲线的绘制,数据源： 表中第5、4栏数据。 第5栏数据依次在横轴上标出，并由A点向横轴上各点作直线。 第4栏数据在左纵轴上标出，经过这些点作水平线与斜线依次相交，这些交点即为M曲线上的点。连接这些

19、点成一条光滑曲线得到M曲线。,M曲线的另类绘制方法,可以这样理解M曲线，曲线上两点间的弦是各相应级别的矢量，矢量的纵坐标是相应各密度级的产率，矢量的斜率是该密度级的灰分。 按此概念，可以直接利用表中第3、2栏数据绘制M曲线。,制图步骤：,自纵坐标10.42%处作水平线,自A点引灰分为4.72%的直线,得交点a点,即为-1.3密度物的坐标点。自A点引灰分为8.64%的直线AG,过纵坐标42.58%处作水平线,自a点作AG得平行线与上述水平线交于b点,显然,矢量ab的纵坐标值为1.31.4密度物的产率,其斜率等于直线AG的斜率，为1.31.4密度物的平均灰分。其它各点依次得到。,迈耶尔曲线的应用,

20、1.出两种产品,精煤与矸石。 例：已知精煤灰分A精=11.5%,求精煤产率、矸石产率和灰分？ 解：自A点作直线AJ交横轴11.5%点,AJ与M曲线得交点B,B点的纵坐标值即为精煤产率r精=65%。 则矸石产率r矸=100-65=35(%)。 矸石灰分求法： （1）作图法；（2）计算法。,(1) 作图法,连接Bf两点，自A点作Bf的平行线与右纵轴交于H点，由H点向下量的长度49.5%(99mm)。 采用反推的方法： A矸=35*100/(100-49.5)=69.3(%); (2)计算法： A矸=（100*31.75-65*11.5)/(100-65)=69.36(%),2.求边界灰分(基元灰分),边界灰分表示两种产品分界线上密度级无限小的一部分煤的灰分值。 当密度级变得无限小时，矢量变为切线。 故通