矿物加工实验技术实验指导书ebyj.docx

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1、矿物加加工实验技术实验指导导书武汉工程程 大 学环 境 与 城城 市 建 设设 学 院二00四四年六月月目录实验守则则一、 细粒物料料粒度组组成筛分分分析二、 物料可磨磨度测定定三、 松散物料料密度组组成测定定及数据据分析四、 异类粒群群悬浮分分层的规规律研究究五、 细粒物料料螺旋分分选六、 摇床分选选七、 物料的静静电分选选八、 磁性物料料的分选选回收九、 散体物料料磁性物物含量测测定十、 材料表面面润湿接接触角测测定十一、最最大泡压压法测定定液体的的表面张张力十二、小小浮选实实验十三、微微细矿物物油团分分选十四、悬悬浮液絮絮凝沉降降特性研研究十五、悬悬浮液过过滤特性性试验十六、简简振系统统

2、动力学学试验（一） 细粒物料料粒度组组成筛分分分析一、试验验目的学习使用用振筛机机对松散散细粒物物料进行行干法筛筛分的方方法；学学习筛分分数据的的处理及及分析方方法，研研究、确确定、分分析物料料的粒度度组成及及分布特特性；学学习、训训练利用用筛分试试验结果果数学分分析及粒粒度特性性曲线分分析。二、基本本原理松散物料料的筛分分过程主主要包括括两个阶阶段：1. 易易于穿过过筛孔的的颗粒和和不能穿穿过筛孔孔的颗粒粒所组成成的物料料层到达达筛面；2. 易易于穿过过筛孔的的颗粒透透过筛孔孔。实现这两两个阶段段，物料料在筛面面上应具具有适当当的相对对运动，一一方面使使筛面上上的物料料层处于于松散状状态，物

3、物料层将将按粒度度分层，大大颗粒位位于上层层，小颗颗粒位于于下层，易易于到达达筛面，并并透过筛筛孔；另另一方面面，物料料和筛子子的运动动都促使使堵在筛筛孔上的的颗粒脱脱离筛面面，有利利于其它它颗粒透透过筛孔孔。松散物料料中粒度度比筛孔孔尺寸小小得多的的颗粒在在筛分开开始后，很很快透过过筛孔落落到筛下下产物中中，粒度度与筛孔孔尺寸愈愈接近的的颗粒（难难筛粒），透透过筛孔孔所需的的振筛机机 时间间愈长。一般，筛筛孔尺寸寸与筛下下产品最最大粒度度具有如如下关系系（1-11）式中 d最大大筛下下产品最最大粒度度，mmm； D筛孔孔尺寸，mm； K形状系系数。K值表孔形圆形方形长方形K值0.70.91.

4、21.77通常用筛筛分效率率E来衡量量筛分效效果，其其表示如如下：（1-22）式中 E筛分效效率，；a入入料中小小于规定定粒度的的细粒含含量，；b筛筛下物中中小于规规定粒度度的细粒粒含量，；q筛筛上物中中小于规规定粒度度的细粒粒含量，。三、仪器器设备及及材料1. 振筛机一一台，摇摇动次数数2211次/miin，振振动次数数1477次/miin；振振筛仪11台；2. 标准套筛筛，直径径2000mm，孔孔径0.5、0.225、0.1125、0.0075、0.0045mmm的筛筛子各一一个，底底、盖一一套；3. 托盘天平平一台，称称量20005500gg，感量量0.220.5g；4. 中号搪瓷瓷盘6

5、个，中中号搪瓷瓷盆6个；大大盆2个；5. -0.55mm散散体矿样样若干（煤煤泥、石石英沙、磁磁铁粉各各4000g）；6. 制样铲、毛毛刷、试试样袋。四、实验验步骤与与操作技技术（以煤泥泥干法筛筛分为例例，湿法法小筛分分仅做演演示）1. 学习设备备操作规规程，熟熟悉实验验系统；2. 接通电源源，打开开振筛机机电源开开关，检检查设备备运行是是否正常常；确保保实验过过程的顺顺利进行行及人机机安全；3. 将烘干散散体试样样缩分并并称取880g；4. 将所需筛筛孔的套套筛组合合好，将将试样倒倒入套筛筛；5. 把套筛置置于振筛筛机上，固固定好；开动机机器，每每隔5mmin停停下机器器，用手手筛检查查一次

6、。检检查时，依依次由上上至下取取下筛子子放在搪搪瓷盘上上用手筛筛，手筛筛1分钟，筛筛下物的的重量不不超过筛筛上物重重量的11，即即为筛净净。筛下下物倒入入下一粒粒级中，各各粒级都都依次进进行检查查；6. 筛完后，逐逐级称重重，将各各粒级产产物缩分分制成化化验样，装装入试样样袋送往往化验室室进行必必要的分分析；7. 关闭总电电源，整整理仪器器及实验验场所；8. 实验指导导教师进进行湿法法筛分的的过程演演示及注注意事项项讲解。五、数据据处理、实实验报告告1. 将试验数数据和计计算结果果按规定定填入散散体物料料筛分试试验结果果表中。2. 误差分析析：3. 筛分前试试样重量量与筛分分后各粒粒级产物物重

7、量之之和的差差值，不不得超过过筛分前前煤样重重量的22.5，否则则试验应应重新进进行。4. 算各粒级级产物的的产率，%；5. 绘制粒度度特性曲曲线：直直角坐标标法（累累积产率率或各粒粒级产率率为纵坐坐标，粒粒度为横横坐标）、半半对数坐坐标法（累累积产率率为纵坐坐标，粒粒度的对对数为横横坐标）、全全对数法法坐标法法（累积积产率的的对数为为纵坐标标，粒度度的对数数为横坐坐标）；6. 分析试样样的粒度度分布特特性；7. 编写实验验报告。表1.11 松松散物料料筛分试试验结果果记录表表试样名称称_ 试样粒粒度_毫米米试样重重量_克克试样来源源_ 试样其其它指标标：试验验日期_粒度重量产率正累积负累积m

8、m网目g%+0.550.50.2250.2550.12550.122500.07740.077400.0445-0.0045合计误差分析析试验人员员：日期期：指导导教师签签字：六、思考考题1. 影响筛分分效果的的因素有有哪些？湿法与与干法筛筛分的效效率有何何差别？2. 如何根据据累积粒粒度特性性曲线的的几何形形状对粒粒度组成成特性进进行大致致的判断断？3. 举出几种种其它的的微细物物料粒度度分析方方法，并并说明其其基本原原理和优优缺点；4. 查阅文献献，举出出几种常常用的超超细粉体体分级设设备，简简述其原原理及特特点；教学指导导1. 引导学生生对筛分分效率公公式中各各指标实实际意义义的理解解；

9、介绍绍限上率率和限下下率的概概念；2. 让学生讨讨论只进进行细粒粒级的检检查是否否可以？此问题题的讨论论主要让让学生进进一步理理解难筛筛粒的概概念；3. 引导学生生结合数数理统计计、及高高等数学学知识分分析频率率曲线和和累积粒粒度曲线线的数学学关系、正正负累积积的数学学关系；4. 适当介绍绍常用的的粒度分分布方程程并分析析各自的的特点；5. 建议感兴兴趣的同同学验证证Rossin-Rammmieer方程程，并确确定所研研究物料料的均匀匀常数。Rosiin-RRammmierr方程R(X)为筛上上累积；x、xxa、 分别为为颗粒大大小及筛筛下累积积百分率率为633.2%时的颗颗粒尺寸寸；n为为被

10、测物物料的特特征常数数，也称称均匀性性常数。（二） 物料可磨磨度测定定试验一、实验验目的了解实验验室磨碎碎设备的的基本原原理和结结构，学学习物料料可磨度度的常用用评价方方法，掌掌握绝对对可磨度度的测定定方法，训训练磨矿矿数据的的处理、分分析能力力。二、基本本原理用所测出出的磨矿矿设备单单位容积积生产能能力或单单位耗电电量的绝绝对值来来度量物物料的可可磨度，叫叫绝对可可磨度。开路法是是将一定定数量的的平行试试样在所所需的磨磨矿条件件下，依依次分别别进行不不同时间间的磨矿矿，然后后将每次次的磨矿矿产物用用套筛进进行筛分分，建立立磨矿时时间与磨磨矿产品品各粒级级累积产产率的关关系，从从而找出出将物料

11、料磨到目目标细度度（如按按-755微米含含量计算算）所需需要的磨磨矿时间间T。磨机的单单位生产产能力即即绝对可可磨度，有有两种表表示方式式：1）按给给料量计计算，可可表示为为： 其中 ：在指指定的给给料和产产品粒度度下，按按给料量量计算的的单位容容积生产产能力（kk.）；试样样原始重重量，kk；V试验用磨磨矿机体积（L）；T磨到目标标细度所需要的磨矿时间minn；2）按单单位容积积新生的的目标细细度（如如-755微米）产产品计算算应为： -75按新生生-75微米产品量计算的单位容积生产能力,kg/11.h；g-75新生-75微微米含量，（%）。三、仪器器设备与与材料1. 仪器：实实验室磨磨机、

12、标标准套筛筛、振筛筛机、天天平2. 工具：试试样盘（盆盆）6，毛刷刷1、试样样铲1、缩分分器1、缩分分板2、秒表表3. 材料：330.5毫米米无烟煤煤（磁铁铁矿、铜铜矿、石石灰石、蒙蒙脱石）2Kg、试样袋四、实验验步骤与与操作技技术1. 学学习设备备的操作作规程；检查所所用磨矿矿设备是是否运转转正常，确确保实验验过程的的顺利进进行和人人机安全全。2. 缩缩制3份平行行样（烘烘干样），每每份1000克待待用；3. 依依次将每每份试样样装入磨磨机进行行磨碎，磨磨碎时间间分别为为T1、T2、T3分钟钟；4. 将磨矿产产品全部部清理收收集，用用标准套套筛筛分分；5. 对每一层层筛上物物进行称称重，记记

13、录相关关数据；6. 注意事项项：实验验过程应应保证每每次磨矿矿入料的的性质、磨磨矿条件件的平行行；每次次磨矿结结束应将将磨矿机机清理干干净，磨磨矿产品品全部进进行筛分分；7. 清理实验验设备，整整理实验验场所。五、数据据处理及及实验报报告a. 将将实验数数据记录录于下表表；磨碎实验验数据记记录表样品名称称：样品品粒度范范围：序号123磨碎时间间T（minn）产率粒度级mmm重量g产率%重量g产率%重量g产率%合计入料重量量g误差实验人员员：日期期：指导导教师签签字：b. 计计算目标标产品的的产率，分分析物料料粒度组组成与磨磨矿时间间的变化化关系；c. 绘绘制-775微米米的产率率与磨矿矿时间的

14、的关系曲曲线；d. 计计算-75；e. 编编写实验验报告。六、思考考题1. 本本实验过过程中，如如何保证证各次磨磨矿结果果的可比比性？2. 参参考相关关文献，试试列举几几种其他他的物料料可磨度度评价与与测定方方法。3. 解解释闭路路磨矿和和开路磨磨矿的概概念及两两种磨矿矿方式的的特点。4. 影影响磨矿矿效果的的因素有有哪些。教学讨论论：1. 向学生介介绍磨介介级配的的概念及及意义。2. 引导学生生注意对对磨碎理理论的理理解与认认识。(三)粒粒群密度度组成与与重选可可选性分分析一、试验验目的与与意义学习粒群群密度组组成测定定的基本本原理与与方法；了解浮浮沉液的的配制方方法；学学习浮沉沉数据的的处

15、理与与重选可可选性曲曲线的绘绘制、分分析方法法。二、基本本原理当散体物物料置于于一定密密度的重重液中时时，根据据阿基米米德定律律，密度度大于重重液密度度的颗粒粒将下沉沉（沉物物），密密度小于于重液的的颗粒则则上浮（浮浮物），密密度与重重液密度度逼近或或相同的的颗粒处处于悬浮浮状态。对对重力选选矿来说说，矿石石密度与与矿石品品位之间间具有很很强的相相关性，这这也是采采用重力力分选获获得较高高品位（质质量）矿矿物产品品的依据据。根据据上述原原理，使使用特制制的工具具在不同同密度的的重液中中捞起不不同密度度物料的的的试验验即为浮浮沉试验验。浮沉沉实验根根据所处处理的粒粒度范围围分为小小浮沉和和大浮沉

16、沉。对重力选选矿来说说，矿样样可按下下列密度度分成不不同密度度级：11.300、1.440、1.550、1.660、1.770、1.880、2.000kgg/L.。重液密度度可依据据下式计计算（密密度瓶法法）：式中G1空密度度瓶重量量，kgg；G2注水后后密度瓶瓶与水的的总重量量，kgg；G3注满待待测重液液时密度度瓶和待待测重液液的总重重量，kkg；D待待测重液液的密度度，kgg/L；Dw水的密密度（取取1），kgg/L。也可用密密度计直直接测量量。三、仪器器设备及及材料1. 浮浮沉试验验主要设设备：密密度计（1套）、台秤（1公斤）、大浮沉器具（1套）、小浮沉器具（1套）、天平（1套）；2.

17、 63mmm级浮沉沉试样44公斤；-0.5毫米米煤泥660克；3. 中中号试样样盘（盆盆）若干干；4. 氯氯化锌、四四氯化碳碳、苯（或或三溴甲甲烷）。密度计使使用示例例四、实验验步骤与与操作技技术（以测定定煤炭密密度组成成的大浮浮沉为例例，小浮浮沉由实实验员演演示）1. 重重液配置置煤炭浮沉沉试验常常用氯化化锌配制制重液，其其优点是是易溶于于水、易易配制、价价廉等，缺缺点是腐腐蚀性较较大。配制各种种密度的的氯化锌锌重液可可参考表表3.11进行，并并用密度度计反复复测量，使使重液密密度准确确到0.0033kg/L。2. 将将已配制制的重液液装入重重液桶并并按密度度大小顺顺序排列列，桶中中重液的的

18、液面不不低于桶桶上缘3350mmm。最最低密度度重液分分别装入入两个重重液桶，一一个作浮浮沉试验验用，另另一个作作为缓冲冲液（考考虑为什什么？）。表3.11重液配配制表药剂水、氯化化锌四氯化碳碳、苯四氯化碳碳、三溴溴甲烷重液密度度水溶液中中氯化锌锌重量百百分比四氯化碳碳和苯体积，%四氯化碳碳和三溴溴甲烷体积，%Kg/ll%四氯化碳碳苯四氯化碳碳三溴甲烷烷1.33160401.43974261.54689119821.85279212.06359413. 称称4kgg煤样放放入网底底桶内，用用水洗净净附着在在煤块上上的煤泥泥，滤去去洗水再再进行浮浮沉试验验。收集集冲洗出出的煤泥泥水，用用澄清法法

19、或过滤滤法回收收煤泥，然然后干燥燥称重，此此煤泥称称为浮沉沉煤泥。4. 将将网底桶桶（装有有洗好的的煤样）放放入缓冲冲液中浸浸润一下下，提起起并斜放放在桶边边上滤尽尽重液，再再放入做做浮沉用用的最低低密度的的重液桶桶内，用用木棒轻轻轻搅动动或将网网底桶缓缓缓地上上下移动动，然后后使其静静止分层层，分层层时间不不少于下下列规定定：A粒度度大于225mmm时，分分层时间间为12miin；B最小小粒度为为3mmm时，分分层时间间为23miin；C最小小粒度为为100.5mmm时，分分层时间间为35miin。5. 小小心地用用捞勺按按一定方方向捞取取浮物。捞捞取深度度不得超超过1000mmm。捞取取时

20、应注注意勿使使沉物搅搅起混入入浮物中中。待大大部分浮浮物捞出出后，再再用木棒棒搅动沉沉物，然然后仍按按上述方方法捞取取浮物，反反复操作作直到捞捞尽为止止。捞出出的浮物物倒入盘盘中，并并做好标标记。6. 把把装有沉沉物的网网底桶缓缓慢提起起，斜放放在桶边边上滤尽尽重液，再再放入下下一个密密度的重重液桶中中，用同同样方法法逐次按按密度顺顺序进行行。直到到该煤样样全部试试验完为为止，最最后将沉沉物倒入入盘中。7. 各各密度级级产物分分别滤去去重液，用用水冲尽尽产物上上残存的的重液（最最好用热热水冲洗洗）。然然后放入入温度不不高于1100C的干燥燥箱内干干燥，干干燥后取取出冷却却，达到到空气干干燥状态

21、态再进行行称重。注意事项项:(1) 浮沉试试验所用用重液是是具有腐腐蚀性的的液体，在在配制重重液和进进行试验验过程中中应避免免与皮肤肤接触，要要戴眼镜镜、穿胶胶鞋、围围胶皮围围裙等。(2) 在整个个试验过过程中应应随时用用密度计计测量和和调整重重液的密密度，保保证重液液密度值值的准确确。(3) 试验中中注意回回收氯化化锌溶液液。(4) 浮沉顺顺序一般般是从低低密度级级向高密密度级进进行。如如果煤样样中含有有易泥化化的矸石石或高密密度物含含量多时时，可先先在最高高密度重重液内浮浮沉。捞捞出的浮浮物仍按按由低密密度到高高密度顺顺序进行行浮沉。8. 小小浮沉试试验过程程演示（实实验员讲讲解、操操作）

22、。五、试验验数据的的记录及及整理1. 各各密度级级产物和和煤泥烘烘干后分分别称重重，将数数据记入入表中；2. 将将各级产产物和煤煤泥分别别缩制成成分析煤煤样，测测定其灰灰分；当当原煤硫硫分超过过1.55时，各各密度级级产物应应测定全全硫。浮沉试验验报告表表浮沉试验验编号：试验日日期：年年月日煤样粒级级： mm 煤样灰灰分：全硫：SSr.dd 煤样重重量： kg密度级重量产率质量累积+0.11含量Kg/llkg占本级占全样灰分%浮物，%沉物，%1.88合计浮沉煤泥泥总计1. 误差分析析：1）数量量误差分分析：浮浮沉试验验前空气气干燥状状态的煤煤样，重重量与浮浮沉试验验后各密密度级产产物的空空气干

23、燥燥状态重重量之和和的差值值，不得得超过浮浮沉试验验前煤样样重量的的2，否否则该试试验应重重新进行行。2）质量量指标误误差分析析（不同同对象对对应有不不同的要要求，具具体请参参考有关关标准）。2. 绘绘制可选选性曲线线：说明明每条曲曲线的物物理意义义及使用用方法；3. 编编写实验验报告。六、思考考题1. 小小浮沉使使用离心心机的目目的是什什么？举举例说明明离心分分离在固固液分离离领域的的其它应应用。2. 浮浮沉试验验在重选选生产实实践中有有哪些作作用？3. 查查阅文献献，加强强对理论论分选密密度、实实际分选选密度、错错配物、分分配率、+0.1含量等概念的理解。4. 设设计：设设计一套套考察某某

24、重选（重重介旋流流器、跳跳汰机等等）设备备分选效效率的实实验方案案，绘制制工作流流程图，给给出各环环节的注注意事项项。教学讨论论：1. 本实验的的操作过过程比较较简单，强强调注意意事项后后，将重重点放在在数据处处理与分分析上（手手工绘制制可选性性曲线）。2. 对几种常常用的可可选性曲曲线类型型进行介介绍：亨亨利曲线线、迈耶耶尔曲线线、米特特罗方诺诺夫曲线线。3. 介绍重液液、重悬悬浮液的的特点及及实际应应用。常用的加加重质及及特性如如下表：加重质比重可能达到到的最大大悬浮液液比重莫氏硬度度重晶石4.42.23.03.55磁黄铁矿矿4.62.33.54.55黄铁矿5.02.56.06.55磁铁矿

25、5.02.55.56.55砷黄铁矿矿6.02.85.56.00细磨硅铁铁6.93.17.0方铅矿7.53.32.5.7554. 指导有有兴趣的的学生探探讨采用用非浮沉沉法确定定粒群密密度组成成的可能能途径。（四）异异类粒群群悬浮分分层的规规律研究究一、目的的意义观察和研研究异类类粒群在在上升水水流中的的悬浮分分层现象象和规律律。验证证异类粒粒群悬浮浮分层的的临界水水速公式式，加深深对干扰扰沉降基基本规律律的理解解。二、基本本原理异类粒群群的悬浮浮分层有有两种观观点：即即里亚申申科的相相对密度度悬浮分分层学说说与张荣荣曾等提提出的重重介质分分层学说说。前者认为为粒群所所构成的的悬浮体体在密度度方

26、面具具有与均均质介质质相同的的性质，当当两种悬悬浮体彼彼此混合合时，与与两种密密度不同同的均质质介质混混合一样样，在上上升水流流作用下下，始终终是密度度高的悬悬浮体集集中于下下层，密密度低的的悬浮体体集中与与上层。第二种观观点则认认为粒度度比小于于自由沉沉降比的的异类粒粒群悬浮浮分层，遵遵循动力力平衡原原理，即即在上升升水流作作用下，是是按干扰扰沉降速速度分层层的，干干扰沉降降速度大大者在下下层，干干扰沉降降速度小小者在上上层。而而粒度比比大于自自由沉降降等沉比比的粒群群分层过过程是按按重介质质作用分分层的。即即较轻颗颗粒的浮浮沉取决决于重颗颗粒与水水所组成成的悬浮浮液的物物理密度度。若轻轻颗

27、粒的的密度小小于重颗颗粒与水水组成的的悬浮液液的密度度，则轻轻颗粒在在上层，否否则在下下层，若若两者密密度相等等，则混混杂。实验过程程的有关关公式如如下：，克/厘厘米3固体容积积浓度， 管内断面面流速为为：，厘米/秒临界水速速：里亚申科科公式：，厘米米/秒；张荣曾公公式：，厘厘米/秒；，厘米/秒；其中：vv01、 v022为煤及及石英在在水中的的自由沉沉降末速速，厘米米/秒；d1d2分别为为煤粒及及石英颗颗粒的密密度，克克/厘米3；n为颗粒粒形状修修正指数数，近似似取3.5；r为水的的密度，取取1克/厘米3。三、仪仪器设备备与材料料1. 直径为556毫米米、长度度1.55米有机机玻璃干干扰沉降

28、降管1套；2. 秒表、钢钢卷尺、天天平、5500毫毫升量筒筒各1个；3. 0.255！0.33毫米石石英沙（密密度2.65克克/厘米3）2000克；4. 密度1.351.44克/厘米3煤，其其中22.55毫米400克，粒粒度0.500.6毫毫米300克。5. 0.0110.02%的水玻玻璃溶液液。四、实验验步骤与与操作技技术1. 粒粒度为00.2550.3毫米米的石英英沙500克和0.500.6毫毫米的煤煤30克，均均匀混合合后加入入沉降管管，颗粒粒全部沉沉积后，缓缓缓开大大阀门，使使物料悬悬浮，由由小到大大改变水水速，观观察、记记录、分分析分层层现象；2. 将将上述物物料倒出出，然后后加入0

29、0.2550.3毫米米的石英英沙1550克、22.55毫米煤煤粒400克混匀匀后加入入沉降管管。待颗颗粒全部部沉积后后缓慢开开水阀，观观察、记记录分层层现象。水水速较小小时，煤煤粒在上上层，但但水速继继续增大大时，分分层现象象消失；进一步步增大水水速，煤煤粒反而而处于下下层。分分层现象象消失的的水速即即为临界界水速mma临，用秒秒表及量量筒测定定临界水水速，并并在临界界水速左左右改变变水速44次。每每一水速速稳定后后，测定定流量QQ，记录录分层情情况并测测定悬浮浮高度hh1、h2，计计算此时时的上升升水速mma及悬浮浮体的密密度r悬1、r悬2。沉降管五、实验验数据处处理与实实验报告告1. 将将

30、实验数数据及现现象记录录于下表表；序号上升水流流上升水速速试样名称称试样重量量悬浮高度度悬浮体密密度分层现象象123452. 根根据异类类粒群（粒粒度比大大于自由由沉降比比）在上上升水流流中的悬悬浮分层层结果。计计算对应应于每一一水速的的r悬1、r悬2，以及r悬2与d1之间的的关系，并并进行分分析。3. 根根据实验验条件，计计算临界界水速理理论值，并并与实际际比较并并分析。4. 编编写实验验报告。六、思考考题1. 研研究沉降降理论有有何实际际意义？举例说说明沉降降分离技技术的应应用。2. 何何谓干扰扰沉降？何谓自自由沉降降？3. 离离心沉降降与重力力沉降有有何不同同？举例例说明离离心沉降降规律

31、的的实际应应用。教学讨论论：1. 实实验过程程应加强强学生对对等沉比比概念的的理解？让学生生注意流流体介质质中按密密度分选选过程中中粒度的的影响或或按粒度度分级过过程中密密度的影影响。2 引导有兴兴趣的同同学探讨讨沉积法法进行粉粉体粒度度分析的的原理与与装置，分分析影响响分析精精度的因因素。（五）细细粒物料料螺旋分分选试验验一、 目的了解螺旋旋分选机机的结构构和工作作原理，观观察物料料在螺旋旋分选机机中的运运动状态态与分离离过程。了了解螺旋旋分选试试验的基基本操作作过程，了了解影响响螺旋分分选的主主要因素素。二、 基本原理理螺旋分选选过程主主要涉及及水流在在螺旋槽槽面上的的运动规规律、物物料颗

32、粒粒在螺旋旋槽面上上的运动动规律及及颗粒在在运动过过程的综综合受力力规律。在螺旋槽槽面的不不同半径径处，水水层的厚厚度和平平均流速速不同。愈愈向外缘缘水层越越厚、流流速愈快快。给入入的水量量增大，湿湿周向外外扩展，但但对靠近近内缘的的流动特特性影响响不大。随随着流速速的变化化，水流流在螺旋旋槽内表表现为两两种流态态，即靠靠近内缘缘的层流流和外缘缘的紊流流。在流动过过程中，水水流具有有两种不不同方向向的循环环运动。其其一是沿沿螺旋槽槽纵向的的回转运运动；其其二是在在螺旋槽槽内外缘缘之间的的横向循循环运动动。两种种流动的的综合效效应使上上下水层层的流动动轨迹不不同。由于横向向循环运运动的存存在，在

33、在槽内圈圈水流表表现有上上升的分分速度，而而在外圈圈则具有有下降的的分速度度。颗粒在槽槽面上的的运动同同时受重重力、惯惯性离心心力、水水流的推推动力及及摩擦力力的作用用。水流的动动压力推推动颗粒粒沿槽的的纵向运运动，并并在运动动中发生生分散和和分层。由由于水流流速度沿沿深度的的分布差差异，悬悬浮于上上层的细细泥及分分层后较较轻的颗颗粒具有有很大的的纵向运运动速度度，因而而也就具具有很大大的离心心加速度度。而位位于下层层的重颗颗粒沿纵纵向运动动的分速速度较小小，相应应的离心心加速度度也较小小。由于于上述差差异而导导致物料料颗粒在在螺旋槽槽的横向向分层（分分带）。重力的方方向始终终垂直向向下。由由

34、于螺旋旋槽的空空间倾斜斜，故重重力分布布除了推推动颗粒粒沿纵向向移动外外，也促促使颗粒粒向槽的的内缘运运动。颗颗粒的惯惯性离心心力方向向与其回回转半径径相一致致，并大大致与所所处位置置的螺旋旋线的曲曲率半径径重合。直接与槽槽底接触触的颗粒粒其所受受的摩擦擦力更加加明显。位位于上层层的颗粒粒受水介介质的润润滑作用用摩擦力力较小。微微细颗粒粒呈悬浮浮态运动动，不在在有固体体边界的的摩擦力力。上述各作作用的综综合结果果导致物物料颗粒粒在螺旋旋中的分分选分离离经过三三个主要要阶段：首先为为分层阶阶段，在在紊流作作用下，重重颗粒逐逐渐进入入下层，轻轻颗粒逐逐渐进入入上层。这这一阶段段在完成成1次回转转运

35、动后后初步完完成；第第二阶段段是分层层结束的的轻重颗颗粒的横横向展开开、分带带过程。离离心加速速度较小小的底层层重颗粒粒向内缘缘运动；上层的的轻颗粒粒向中间间偏外运运动，而而悬浮的的细泥则则被甩向向最外缘缘。流体体的横向向循环和和螺旋面面的横向向坡度对对这种分分布具有有重要的的影响。随随着回转转运动次次数的增增加，不不同的颗颗粒逐渐渐达到稳稳定运动动的过程程；第三三阶段即即平衡阶阶段，不不同性质质的物料料颗粒沿沿着各自自的回转转半径运运动，分分选过程程完成，此此后的运运动将失失去实际际意义。研研究表明明，颗粒粒分层和和分带作作用区域域主要在在螺旋横横断面的的中部，该该区域的的主要特特点是矿矿浆

36、的浓浓度基本本不变，颗颗粒与水水层之间间具有较较大的速速度梯度度。因螺旋分分选机具具有工作作无需动动力，若若有高差差可实现现无能耗耗工作，操操作维护护简单，且且工作稳稳定，使使用寿命命长、基基本无需需检修等等特点，其其已广泛泛适用于于铁矿、钛钛铁矿、海海滨砂矿矿、锡矿矿、砂金金、钨矿矿等金属属矿及煤煤等非金金属矿的的选别及及脱泥。三、 仪器设备备与材料料1. 仪器设设备：螺螺旋分选选机、天天平（台台秤）；2. 工具：220L接接料桶33个、样样品盘55个、小小盆100个；3. 材料：66毫米以以下物料料（原煤煤或其它它矿样与与物料）20公斤。四、 实验步骤骤和操作作技术1. 学习设设备操作作规

37、程，检检查设备备，对动动力部分分进行试试转；2. 缩制两两份重量量分别为为2.55和5公斤的的试样。4. 入料桶中中加入试试样并加加水至所所需浓度度，同时时搅拌保保证料浆浆悬浮；5. 准备好接接样，将将入料桶桶中的悬悬浮混合合物料加加入螺旋旋分选机机；6. 料浆排完完后，适适量用水水冲洗沾沾附在槽槽壁上的的物料，并并入接料料桶；7. 彻底冲洗洗给料桶桶和分选选机，将将各产品品脱水、烘烘干、称称重；8. 根据需要要，制取取入料及及产品的的分析、化化验样，进进行分析析化验。五、 数据处理理与实验验报告1. 实实验数据据记录于于下表；序号入料粒度度入料浓度入料品位产品1产品2产品3计算入料料重量产率

38、品位重量产率品位重量产率品位重量产率品位2. 编编制实验验报告。六、 思考题1. 影影响螺旋旋分选效效果的主主要结构构因素有有哪些，如如何影响响？2. 简简述螺旋旋分选技技术的特特点、适适用范围围及应用用领域；教学讨论论：1 本实验主主要验证证螺旋分分选的基基本原理理，操作作简单，因因此建议议作为演演示实验验进行；2 让学生讨讨论给料料量稳定定性对分分选效果果会产生生怎样的的影响。3 如果条件件允许，可可以鼓励励部分同同学开展展一些条条件探索索实验。（六）细细粒物料料摇床分分选实验验一、 目的了解摇床床的结构构和工作作原理，验验证摇床床分选的的基本理理论，观观察分选选过程中中物料在在床面上上的

39、扇形形分布，了了解影响响摇床分分选效果果的主要要因素与与调节方方法。二、 基本原理理摇床分选选过程主主要包括括以下几几个环节节：1. 物物料在床床面上的的松散分分层在摇床分分选过程程中，水水流沿床床面横向向流动，不不断跨越越床面隔隔条，流流动变化化的大小小是交替替的。每每经过一一个隔条条即发生生一次水水跃。水水跃产生生的涡流流在靠近近下游隔隔条的边边沿形成成上升流流，而在在沟槽中中间形成成下降流流。水流流的上升升和下降降是矿石石松散、悬悬浮的动动力，而而松散悬悬浮又是是发生颗颗粒分层层使得重重颗粒转转入底层层的前提提。由于于底层颗颗粒密集集且相对对密度较较大，水水跃对底底层的影影响很小小，因此

40、此在底层层形成稳稳定的重重产物层层。而较较轻的颗颗粒由于于局部静静压强较较小，不不能再进进入底层层，于是是在横向向水流的的推动下下越过隔隔条向下下运动。沉沉降速度度很小的的颗粒始始终保持持悬浮，随随横向水水流排出出。2. 物物料在床床面上的的分带1）横向向水流包包括入料料悬浮液液中的水水和冲洗洗水两部部分。由由于横向向水流的的作用，位位于同一一高度层层的颗粒粒，粒度度大的要要比粒度度小的运运动快，密密度小的的又比密密度大的的运动快快。这种种运动差差异又由由于分层层后不同同密度和和颗粒占占据了不不同的床床层高度度而愈加加明显：水流对对于那些些接近隔隔条高度度的颗粒粒冲洗力力最强，因因而粗粒粒的低

41、密密度首先先被冲下下，即横横向运动动速度最最大；沿沿着床层层的纵向向运动方方向，隔隔条的高高度逐渐渐降低，原原来占据据中间层层的颗粒粒不断地地暴露到到上层，于于是细粒粒轻产物物和粗粒粒重产物物相继被被冲洗下下来，沿沿床面的的纵向产产生分布布梯度。2）由于于床面前前冲及回回撤的加加速度及及作用时时间不同同导致的的床面差差动运动动，引起起颗粒沿沿床面纵纵向的运运动速度度不同。特特别是颗颗粒群分分层以后后更加剧剧了不同同密度和和粒度的的颗粒沿沿床面的的纵向运运动差异异。既底底层的密密度较高高的颗粒粒由于与与床面间间的摩擦擦系数较较大，因因而具有有随床面面一起运运动的倾倾向。而而位于上上层的颗颗粒由于

42、于水的润润滑及所所具有的的相对松松散的状状态摩擦擦力较小小，因因而随床床面一起起运动的的趋势较较弱。所所以低密密度颗粒粒尽管与与床面间间具有较较大横向向运动速速度，但但综合的的结果是是低密度度颗粒沿沿床面的的纵向距距离较短短；而高高密度不不但沿床床面的横横向运动动速度较较小，且且由于每每次负加加速度的的作用，可可以获得得一段有有效的前前进距离离。进一一步导致致了轻重重颗粒的的运动差差距离差差异。颗粒在床床面上的的实际运运动是横横向运动动与纵向向运动的的合成。运运动方向向是横向向与纵向向运动方方向的向向量和。定定义颗粒粒的实际际方向和和床面纵纵轴的夹夹角称为为偏离角角q，则有有：由此可见见，横向

43、向速度越越大，qq越大。摇床（1、床床面；22、给料料槽；33、接料料斗；44、传动动机构；5、支撑撑；6、护罩罩；7、电机机）不同颗粒粒每一瞬瞬时沿横横向和纵纵向的运运动速度度并不一一样。受受隔条的的阻挡，颗颗粒的实实际轨迹迹是阶梯梯状的，颗颗粒的最最终运动动方向只只能由两两个方向向的平均均速度决决定。根根据前面面分析，低低密度、粗粗颗粒具具有最大大偏离角角，高密密度细颗颗粒具有有最小偏偏离角。其其它颗粒粒界于两两者之间间。最终终导致轻轻重产物物的扇形形分布。扇扇形分带带愈宽，分分离精度度越高。而而分带的的宽窄由由颗粒间间的运动动速度差差异决定定。摇床分选选技术已已广泛用用于钨、锡锡、钽、铌铌及其它它稀有金金属和贵贵金属矿矿石的分分选，也也可以用用于选别别铁、锰锰、铬、钛钛、铅等等矿石及及煤等非非金属矿矿，可用用于粗选选、精选选、扫选选等作业业。三、 仪器设备备与材料料1. 实验室室用摇床床一台；天平（1公斤）一架；2. 物料桶桶5个，瓷瓷盆若干干，量筒筒1个（10000毫毫升）；3. 毛刷1把