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重選的應用
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重選的應用

重選的應用

重選適于處理有用礦物與脈石間具有較大密度差的礦石或其他原料。它是處理粗粒、中粒和細粒(大致界限是大于25毫米、25"2毫米、2~O.1毫米)礦石的有效方法。在處理微細礦泥(小于0.1毫米)時效率不高,現代的流膜選礦設備有效回收粒級可以到20-30微米,離心選礦機可以到10微米。

重選法是處理鎢、錫、金礦石,特別是處理砂金,砂錫礦傳統的方法。在處理含稀有金屬(鈮、鉭、鈦、鋯等)的砂礦中應用也很普遍。重選也被用來分選弱磁性鐵礦石、錳礦石、鉻礦石。

在選煤工業中重選是主要的方法。近年在非金屬礦加工工業中重選也得到了發展,主要用于處理石棉、金剛石、高嶺土、磷灰石、硫鐵礦等礦石。在選別銅、鉛、鋅、銻、汞等硫化礦的浮選廠。也常采用重選法進行礦石預選。在主選流程中重選常與其他選礦工藝組成聯合流程,以提早在粗粒狀態下選出精礦或尾礦。

這樣將有利于降低生產成本并減少金屬損失。當處理某種礦石有多種方法可供選擇時,重選法總是被優先考慮。

重選要在一定的流體介質中進行,所用介質通常為水,亦有時用空氣或重介質(重液或重懸浮液)。介質在分選設備內以一定的方式運動。礦物顆粒受介質的浮力和流體動力作用而松散.進而達到按密度(有時按粒度)差分層。影響分層過程的礦粒性質是它的密度、粒度以及較次要的形狀諸因素。

按介質的運動形式和作業的目的,重選有如下幾種工藝方法:

(1)分級,(2)重介質選礦,(3)跳汰選礦,(4)搖床選礦,(5)溜槽選礦,(6)螺旋選礦,

(7)離心力選礦,(8)風力選礦;(9)洗礦。

分級和洗礦是按粒度分離的作業,常用在入選前礦石的準備上。其他各項工藝才是實質性的選別作業,也是本篇下面將要閘述的內容。

礦石重選難易性主要取決于礦物間的密度差,可按重選可選性準則E判斷。

    根據E值可將礦石的量選難易度分作五級,如表11.1.1所示。 E值愈大愈易選。同樣礦石在粒度增大或入選粒度范圍變窄時.分選也會變得容易。上述按E值的判斷是粗略的,隨著設備的改進和分選條件的完善·原來屬于分選困難的礦石也將變得容易了。

3、重選----原理之分層靜力學體系學說

這類學說不再考慮流體的動力作用,也無視個別顆粒的行為,而是將床層視作一個整體,從某種內在的靜力因素巾探討分層的原因。

A 按礦物懸浮體密度差分層的學說

這一學說最早由A.A.赫爾斯特(ttirst,1937)和R.T.汗庫克(Hancock)提出,他們將混雜的床層視作由局部重礦物懸浮體和局部輕礦物懸浮體構成。在重力作用下,懸浮體存在著靜力不平衡,就像油與水混合在一起那樣,最終導致按密度分層。如圖11.2.2所示。

局部輕礦物和重礦物懸浮體的密度分別是:

利亞申柯以他的少量懸浮試驗認為上述關系是正確的,但后人經過大趕的試驗檢驗,除了看到正、反分層的變化外,發現計算的臨介(混雜)狀態上升水流速度值總是比理論值為小。

這一學說實際上是無法用懸浮試驗驗證的。因為只要有流體動力存在,便破壞了靜態分層條件。只有當懸浮體濃度很高.懸浮粒群的流體動力很小時,才接近靜態分層條件。這一學說一仃它正確的成分,但根據卻是想像的。

B按重介質作用原理分層

我國張榮曾和姚書典等人根據他們各自的試驗于1964年提{{J了這一學說。他們取粒度差較大(d1/d2>4~5并遠超過自由沉降等降比)不同密度礦物顆粒,兩兩進行搭配,然后置于管中用上升水流懸浮。試驗方法與利亞申柯相同。結果得出:當重礦物.懸浮體的密度超過輕礦物本身密度時,發生了正分層(參見圖1.2.3)。正分層的條件成為。

隨著上升水速的增大,重礦物擴散開來,它的懸浮體密度減小,及至低于輕礦物密度時,發生了反分層。出現分層轉變(混雜)時的臨介上升水速為t

     式中  n2——重礦物干涉沉降公式中的指數常數。

    許多輕、重礦物粒度差較大時的分層,經考查表明,接近按上述關系發生。

    C位能分層學說

    F.W.邁耶(Mayer 1947)通過對跳汰床層的分析得出,分層后床層的位能低于分層前的位能(在這里表現為床層重心高與其重量的乘積)。基于自然界有限體系內自由能有從高處向低處變化的一般規律,、只要床層顆粒有相對轉移的可能,重礦物進入底層應能自發地進行。即分層是通過顆粒的再分布達到位能降低的過程。當然在此過程中不應有水流流動,即分層應在“靜態“條件下進行。

      參閱圖11.2.4.設分層后的輕、重礦物層高度分別為H1;

     H2,它們在自然堆積時的容積濃度各為λ01和λ02z,床層底面積為 A。則通過重心距底面的變化可計算出分層后的位能降為:

     假定分層前后床層總高度及H1、H2和A值不變,則在發生正分層時AE=(+)。故由上式知分層是根據下列條件發生:

     上式與(11.2.12)式所示關系是一樣的,只是這里的容積濃度變為自然堆積的容積濃度。實際上床層在自然堆積時是不可能發生分層運動的,而若給以流體動力松散又破壞了靜態分層條件。故邁耶學說仍存在著理論與實踐之間的矛盾。表明它只反映一種理想的分層結果。’但根據這一學說卻可導出某些有意義的結論。

     D分層動力學

    由上述位能學說得知,隨著分層的進行,分層速度降低,故可認為單位時間內進入底層的重礦物量與上部混合層中存留的重礦物量成正比。由此可以寫出重礦物回收產率e隨時間t變化的分層動力學關系式。

    根據上式繪出的分層動力學曲線見圖11.2.5。這一曲線與掙電放電、化學反應的過程曲線一致。公式(11.2.21)沒有考慮紊動擴散的逆向介質流速引起的重礦物損失。因此按計算,當 t-∞時,ε一1。如前所述,實際這是做不到的。

   前蘇聯И.A.拉依維奇(PaABHlI,1974)考慮到流體在松散床層時造成的擴散損失,認為該項損失系與底部重礦物的數量成正比,寫成Kze,于是得

   公式(n.2.24)雖然形式上與公式(11.2.21 )相同,但已扣除了因介質擾動而不再能夠回收的重礦物量。該式可以作為建立垂直流分選數學模型的基礎

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