第七章重介质选矿课件.ppt
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1、7 71 1 概述概述一、定义一、定义一、定义一、定义 重介质是指密度大于水(重介质是指密度大于水(重介质是指密度大于水(重介质是指密度大于水(1g1g1g1gcmcmcmcm3 3 3 3)的重液或重悬浮液流体。矿)的重液或重悬浮液流体。矿)的重液或重悬浮液流体。矿)的重液或重悬浮液流体。矿粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿(粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿(粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿(粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿(heavy medium heavy medium heavy medium heavy medium separationsep
2、arationseparationseparation,HMS)HMS)HMS)HMS)二、重介质选矿分选原理二、重介质选矿分选原理二、重介质选矿分选原理二、重介质选矿分选原理 重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法,它的基本原理重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法,它的基本原理重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法,它的基本原理重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法,它的基本原理是是是是阿基米德原理阿基米德原理阿基米德原理阿基米德原理小于重介质密度的颗粒将在介质中上浮,大于小于重介质密度的颗粒将在介质中上浮,大于小于重介质密度的颗粒将在介质中上浮,大于小于重介质密度的颗粒将在介质中
3、上浮,大于重介质密度的颗粒在介质中下沉。重介质密度的颗粒在介质中下沉。重介质密度的颗粒在介质中下沉。重介质密度的颗粒在介质中下沉。为了达到分选的目的,重介质的密度应该界于重矿物和轻矿为了达到分选的目的,重介质的密度应该界于重矿物和轻矿为了达到分选的目的,重介质的密度应该界于重矿物和轻矿为了达到分选的目的,重介质的密度应该界于重矿物和轻矿物之间,即:物之间,即:物之间,即:物之间,即:因而在这样的介质中,轻矿物上浮,重矿物下沉,实现选因而在这样的介质中,轻矿物上浮,重矿物下沉,实现选因而在这样的介质中,轻矿物上浮,重矿物下沉,实现选因而在这样的介质中,轻矿物上浮,重矿物下沉,实现选别的目的。别的
4、目的。别的目的。别的目的。选别按照阿基米德浮力原理进行,完全属于静力作用过程。流选别按照阿基米德浮力原理进行,完全属于静力作用过程。流选别按照阿基米德浮力原理进行,完全属于静力作用过程。流选别按照阿基米德浮力原理进行,完全属于静力作用过程。流体的运动和颗粒的沉降不再是分层的主要作用因素,而介质本身的体的运动和颗粒的沉降不再是分层的主要作用因素,而介质本身的体的运动和颗粒的沉降不再是分层的主要作用因素,而介质本身的体的运动和颗粒的沉降不再是分层的主要作用因素,而介质本身的性质是影响选别的重要因素。性质是影响选别的重要因素。性质是影响选别的重要因素。性质是影响选别的重要因素。重介质有重介质有重介质
5、有重介质有重液重液重液重液和和和和重重重重悬浮液悬浮液悬浮液悬浮液两类,由于重液的价格昂贵且常有毒,两类,由于重液的价格昂贵且常有毒,两类,由于重液的价格昂贵且常有毒,两类,由于重液的价格昂贵且常有毒,生产中几乎没有应用。工业上应用的重介质都是生产中几乎没有应用。工业上应用的重介质都是生产中几乎没有应用。工业上应用的重介质都是生产中几乎没有应用。工业上应用的重介质都是重悬浮液重悬浮液重悬浮液重悬浮液。重悬浮液重悬浮液重悬浮液重悬浮液:是由细粉碎的高密度固体颗粒与水构成的悬浮体。是由细粉碎的高密度固体颗粒与水构成的悬浮体。是由细粉碎的高密度固体颗粒与水构成的悬浮体。是由细粉碎的高密度固体颗粒与水
6、构成的悬浮体。加重质加重质加重质加重质:高密度固体颗粒起着增加介质密度的作用。高密度固体颗粒起着增加介质密度的作用。高密度固体颗粒起着增加介质密度的作用。高密度固体颗粒起着增加介质密度的作用。三、加重质的选择三、加重质的选择(1)类型)类型(2)加重质的选择)加重质的选择A.A.A.A.足够高的密度,以便在适当的容积浓度(一般是足够高的密度,以便在适当的容积浓度(一般是足够高的密度,以便在适当的容积浓度(一般是足够高的密度,以便在适当的容积浓度(一般是25252525)配成密度适合要求的重悬浮液;配成密度适合要求的重悬浮液;配成密度适合要求的重悬浮液;配成密度适合要求的重悬浮液;B.B.B.B
7、.便于回收。便于回收。便于回收。便于回收。能够用简单的磁选、浮选或分级方法分离出来;能够用简单的磁选、浮选或分级方法分离出来;能够用简单的磁选、浮选或分级方法分离出来;能够用简单的磁选、浮选或分级方法分离出来;C.C.C.C.来源广泛,价格便宜,且不应在精矿中构成有害杂质。来源广泛,价格便宜,且不应在精矿中构成有害杂质。来源广泛,价格便宜,且不应在精矿中构成有害杂质。来源广泛,价格便宜,且不应在精矿中构成有害杂质。四、重介质选矿的应用四、重介质选矿的应用 重介质选矿方法中一种严格按密度分选的方法。它可以把轻、重介质选矿方法中一种严格按密度分选的方法。它可以把轻、重介质选矿方法中一种严格按密度分
8、选的方法。它可以把轻、重介质选矿方法中一种严格按密度分选的方法。它可以把轻、重矿物密度差为重矿物密度差为重矿物密度差为重矿物密度差为0.10.1左右的矿石得到有效的分选。因此,广泛用于左右的矿石得到有效的分选。因此,广泛用于左右的矿石得到有效的分选。因此,广泛用于左右的矿石得到有效的分选。因此,广泛用于选煤和各种金属矿石及非金属矿石选别。选煤时可直接得到精煤选煤和各种金属矿石及非金属矿石选别。选煤时可直接得到精煤选煤和各种金属矿石及非金属矿石选别。选煤时可直接得到精煤选煤和各种金属矿石及非金属矿石选别。选煤时可直接得到精煤和矸石,而选别金属矿石时可得到粗粒废弃的尾矿和粗精矿。和矸石,而选别金属
9、矿石时可得到粗粒废弃的尾矿和粗精矿。和矸石,而选别金属矿石时可得到粗粒废弃的尾矿和粗精矿。和矸石,而选别金属矿石时可得到粗粒废弃的尾矿和粗精矿。目前在目前在目前在目前在重力场重力场重力场重力场中进行的选别,给矿下限粒度约为中进行的选别,给矿下限粒度约为中进行的选别,给矿下限粒度约为中进行的选别,给矿下限粒度约为2 23mm3mm(选煤为(选煤为(选煤为(选煤为3 36mm6mm),采用重介质旋流器分选时,给矿粒度下限),采用重介质旋流器分选时,给矿粒度下限),采用重介质旋流器分选时,给矿粒度下限),采用重介质旋流器分选时,给矿粒度下限可降为可降为可降为可降为0.5mm0.5mm,给矿的粒度上限
10、由原矿的粒度、嵌布特性和设备,给矿的粒度上限由原矿的粒度、嵌布特性和设备,给矿的粒度上限由原矿的粒度、嵌布特性和设备,给矿的粒度上限由原矿的粒度、嵌布特性和设备尺寸有关,对于矿石常为尺寸有关,对于矿石常为尺寸有关,对于矿石常为尺寸有关,对于矿石常为5050150mm,150mm,对于煤炭为对于煤炭为对于煤炭为对于煤炭为300300500mm500mm。重介质分选金属矿石时,受到重介质分选金属矿石时,受到重介质分选金属矿石时,受到重介质分选金属矿石时,受到加重质密度的限制加重质密度的限制加重质密度的限制加重质密度的限制,难以配制,难以配制,难以配制,难以配制很高密度的悬浮液,一般只能配制比轻矿物
11、密度略高一些的重介很高密度的悬浮液,一般只能配制比轻矿物密度略高一些的重介很高密度的悬浮液,一般只能配制比轻矿物密度略高一些的重介很高密度的悬浮液,一般只能配制比轻矿物密度略高一些的重介质。因此,重介质选矿难获得高品位的最终精矿,只能除去低密质。因此,重介质选矿难获得高品位的最终精矿,只能除去低密质。因此,重介质选矿难获得高品位的最终精矿,只能除去低密质。因此,重介质选矿难获得高品位的最终精矿,只能除去低密度单体脉石或采矿时混入的围岩,作为预先分选作业。度单体脉石或采矿时混入的围岩,作为预先分选作业。度单体脉石或采矿时混入的围岩,作为预先分选作业。度单体脉石或采矿时混入的围岩,作为预先分选作业
12、。为什么重介质选矿难获得高品位的最终精矿,只能为什么重介质选矿难获得高品位的最终精矿,只能除去低密度单体脉石或采矿时混入的围岩?除去低密度单体脉石或采矿时混入的围岩?例如,有用矿物为集合体嵌布的铅锌矿、铜硫矿等矿石在例如,有用矿物为集合体嵌布的铅锌矿、铜硫矿等矿石在例如,有用矿物为集合体嵌布的铅锌矿、铜硫矿等矿石在例如,有用矿物为集合体嵌布的铅锌矿、铜硫矿等矿石在中碎后即有大量单体脉石产出,可用重介质选矿将其除去,使中碎后即有大量单体脉石产出,可用重介质选矿将其除去,使中碎后即有大量单体脉石产出,可用重介质选矿将其除去,使中碎后即有大量单体脉石产出,可用重介质选矿将其除去,使之不再进入磨选作业
13、。弱磁性铁矿石和锰矿石中混入的围岩,之不再进入磨选作业。弱磁性铁矿石和锰矿石中混入的围岩,之不再进入磨选作业。弱磁性铁矿石和锰矿石中混入的围岩,之不再进入磨选作业。弱磁性铁矿石和锰矿石中混入的围岩,也可用重介质选矿法除去。也可用重介质选矿法除去。也可用重介质选矿法除去。也可用重介质选矿法除去。重介质选矿可以在重介质选矿可以在同等处理能力的条件下同等处理能力的条件下,极大地减极大地减少无需选别的围岩与废石少无需选别的围岩与废石,减少磨选消耗减少磨选消耗,降低选矿厂的降低选矿厂的直接生产成本直接生产成本,提高矿山的经济效益。无疑提高矿山的经济效益。无疑,重介质选矿重介质选矿是提高有色金属矿山综合经
14、济效益最有前途的方向之一。是提高有色金属矿山综合经济效益最有前途的方向之一。7 72 2 重悬浮液的性质重悬浮液的性质 影响重介质选矿的悬浮液性质是它的影响重介质选矿的悬浮液性质是它的影响重介质选矿的悬浮液性质是它的影响重介质选矿的悬浮液性质是它的密度,粘度和稳密度,粘度和稳密度,粘度和稳密度,粘度和稳定性。定性。定性。定性。一、悬浮液的粘度一、悬浮液的粘度一、悬浮液的粘度一、悬浮液的粘度 视粘度视粘度 视粘度由某一容积浓度、粒度的加重质组成的悬浮液所视粘度由某一容积浓度、粒度的加重质组成的悬浮液所具有的粘度称为该悬浮液的视粘度。具有的粘度称为该悬浮液的视粘度。视粘度视粘度随容积浓度的变化随容
15、积浓度的变化并非呈单一曲线并非呈单一曲线关系。在低浓关系。在低浓度时,粘度增加缓慢,并接近于直线关系。在中间段度时,粘度增加缓慢,并接近于直线关系。在中间段视粘度呈曲线关系增大,到较高浓度段时,又呈直线视粘度呈曲线关系增大,到较高浓度段时,又呈直线关系迅速增大。关系迅速增大。这个现象如何解释呢?这个现象如何解释呢?A.A.A.A.当固体浓度很低时,颗粒间的接触也比较少,随着当固体浓度很低时,颗粒间的接触也比较少,随着当固体浓度很低时,颗粒间的接触也比较少,随着当固体浓度很低时,颗粒间的接触也比较少,随着容积浓度的增大,固液界面增大而使容积浓度的增大,固液界面增大而使容积浓度的增大,固液界面增大
16、而使容积浓度的增大,固液界面增大而使摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力略有所增加略有所增加略有所增加略有所增加,其增加值与颗粒体积含量大致成正比。其增加值与颗粒体积含量大致成正比。其增加值与颗粒体积含量大致成正比。其增加值与颗粒体积含量大致成正比。粘度增加缓慢,接近直线。增大的原因主要是因为颗粒的存在增加了颗粒间的水流速度梯度,使内磨擦增大,粘度增大。视粘度呈现曲线关系增加,原因主要是因为随容积浓度的增大,颗粒之间发生碰撞、磨擦,增大液体变形的阻力,使粘度增大 粘度急增,原因是微细颗粒接触,连形网状结构,使流体变形阻力增大,这种现象称为悬浮液结构化。图图 7-2 7-2 悬浮液结构化示意图悬浮液结构化示
17、意图影响悬浮液粘度的因素有影响悬浮液粘度的因素有:加重质的容积浓度、粒度、加重质的容积浓度、粒度、加重质的容积浓度、粒度、加重质的容积浓度、粒度、形状及悬浮液中的含泥量形状及悬浮液中的含泥量形状及悬浮液中的含泥量形状及悬浮液中的含泥量等。等。等。等。A.A.容积浓度增大到一定程度,易出现结构化,容积浓度增大到一定程度,易出现结构化,容积浓度增大到一定程度,易出现结构化,容积浓度增大到一定程度,易出现结构化,2525;B.B.粒度:加重质的粒度:加重质的粒度:加重质的粒度:加重质的粒度粒度粒度粒度越小,在同样容积浓度下,视粘度就越越小,在同样容积浓度下,视粘度就越越小,在同样容积浓度下,视粘度就
18、越越小,在同样容积浓度下,视粘度就越大。大。大。大。C.C.形状:颗粒形状愈不规则,比表面积愈大,颗粒间的摩擦、形状:颗粒形状愈不规则,比表面积愈大,颗粒间的摩擦、形状:颗粒形状愈不规则,比表面积愈大,颗粒间的摩擦、形状:颗粒形状愈不规则,比表面积愈大,颗粒间的摩擦、碰撞引起的内切应力愈大,粘度随之增加。加重质的形状越接碰撞引起的内切应力愈大,粘度随之增加。加重质的形状越接碰撞引起的内切应力愈大,粘度随之增加。加重质的形状越接碰撞引起的内切应力愈大,粘度随之增加。加重质的形状越接近于球形,悬浮液的粘度就越小。近于球形,悬浮液的粘度就越小。近于球形,悬浮液的粘度就越小。近于球形,悬浮液的粘度就越
19、小。D.D.矿泥矿泥矿泥矿泥:使悬浮液的粘度显著增大。粘度随悬浮液中含泥量使悬浮液的粘度显著增大。粘度随悬浮液中含泥量使悬浮液的粘度显著增大。粘度随悬浮液中含泥量使悬浮液的粘度显著增大。粘度随悬浮液中含泥量的增大而增大。的增大而增大。的增大而增大。的增大而增大。二、悬浮液的密度二、悬浮液的密度 悬浮液的物理密度是单位体积内水和加重质的质量之和,悬浮液的物理密度是单位体积内水和加重质的质量之和,悬浮液的物理密度是单位体积内水和加重质的质量之和,悬浮液的物理密度是单位体积内水和加重质的质量之和,用公式表示为:用公式表示为:用公式表示为:用公式表示为:注:理论上,矿石的分选密度应该等于悬浮液的物理密
20、度,但在实际的注:理论上,矿石的分选密度应该等于悬浮液的物理密度,但在实际的注:理论上,矿石的分选密度应该等于悬浮液的物理密度,但在实际的注:理论上,矿石的分选密度应该等于悬浮液的物理密度,但在实际的悬浮液中,由于受结构化因素的影响,悬浮液中,由于受结构化因素的影响,悬浮液中,由于受结构化因素的影响,悬浮液中,由于受结构化因素的影响,分选密度常常高于它的物理密度。分选密度常常高于它的物理密度。分选密度常常高于它的物理密度。分选密度常常高于它的物理密度。因为上式表示的是悬浮液的平均密度,对于悬浮液某一点因为上式表示的是悬浮液的平均密度,对于悬浮液某一点因为上式表示的是悬浮液的平均密度,对于悬浮液
21、某一点因为上式表示的是悬浮液的平均密度,对于悬浮液某一点来说,密度并不等于上述值,即密度是一个宏观值,只有物理来说,密度并不等于上述值,即密度是一个宏观值,只有物理来说,密度并不等于上述值,即密度是一个宏观值,只有物理来说,密度并不等于上述值,即密度是一个宏观值,只有物理意义,故称为悬浮液的物理密度。意义,故称为悬浮液的物理密度。意义,故称为悬浮液的物理密度。意义,故称为悬浮液的物理密度。配制一定体积的悬浮液,需要加重质的质量配制一定体积的悬浮液,需要加重质的质量配制一定体积的悬浮液,需要加重质的质量配制一定体积的悬浮液,需要加重质的质量MM由下式计算:由下式计算:由下式计算:由下式计算:三、
22、悬浮液的稳定性三、悬浮液的稳定性 稳定性是指悬浮液保持自身各部分密度不变的性能。稳定性是指悬浮液保持自身各部分密度不变的性能。稳定性是指悬浮液保持自身各部分密度不变的性能。稳定性是指悬浮液保持自身各部分密度不变的性能。由于悬浮液是一种固液两相介质,一旦静置,悬浮质颗粒由于悬浮液是一种固液两相介质,一旦静置,悬浮质颗粒由于悬浮液是一种固液两相介质,一旦静置,悬浮质颗粒由于悬浮液是一种固液两相介质,一旦静置,悬浮质颗粒受自身的重力作用势必沉降,这样导致悬浮液在不同高度上密受自身的重力作用势必沉降,这样导致悬浮液在不同高度上密受自身的重力作用势必沉降,这样导致悬浮液在不同高度上密受自身的重力作用势必
23、沉降,这样导致悬浮液在不同高度上密度出现差异,一般下层密度大,上层密度小,实际的分选密度度出现差异,一般下层密度大,上层密度小,实际的分选密度度出现差异,一般下层密度大,上层密度小,实际的分选密度度出现差异,一般下层密度大,上层密度小,实际的分选密度发生变化,这种差异影响选别的正常进行,故悬浮液的稳定性发生变化,这种差异影响选别的正常进行,故悬浮液的稳定性发生变化,这种差异影响选别的正常进行,故悬浮液的稳定性发生变化,这种差异影响选别的正常进行,故悬浮液的稳定性是保持良好分选效果的重要参数。是保持良好分选效果的重要参数。是保持良好分选效果的重要参数。是保持良好分选效果的重要参数。悬浮液的稳定性
24、与悬浮质的沉降速度有关,沉降速度悬浮液的稳定性与悬浮质的沉降速度有关,沉降速度悬浮液的稳定性与悬浮质的沉降速度有关,沉降速度悬浮液的稳定性与悬浮质的沉降速度有关,沉降速度愈大愈不稳定,因此,通常用悬浮质在悬浮液中的沉降速愈大愈不稳定,因此,通常用悬浮质在悬浮液中的沉降速愈大愈不稳定,因此,通常用悬浮质在悬浮液中的沉降速愈大愈不稳定,因此,通常用悬浮质在悬浮液中的沉降速度的倒数来表示稳定性的大小,称作度的倒数来表示稳定性的大小,称作度的倒数来表示稳定性的大小,称作度的倒数来表示稳定性的大小,称作稳定性指数稳定性指数稳定性指数稳定性指数。影响悬浮液稳定性的因素:悬浮液中加重质容积浓度的影影响悬浮液
25、稳定性的因素:悬浮液中加重质容积浓度的影影响悬浮液稳定性的因素:悬浮液中加重质容积浓度的影影响悬浮液稳定性的因素:悬浮液中加重质容积浓度的影响;加重质的密度、粒度和形状影响。响;加重质的密度、粒度和形状影响。响;加重质的密度、粒度和形状影响。响;加重质的密度、粒度和形状影响。提高悬浮液稳定性提高悬浮液稳定性提高悬浮液稳定性提高悬浮液稳定性恰好与降低粘度的因素相对立恰好与降低粘度的因素相对立恰好与降低粘度的因素相对立恰好与降低粘度的因素相对立加重加重加重加重质越细,形状越不规则,容积浓度越大及含泥量越多,悬浮液质越细,形状越不规则,容积浓度越大及含泥量越多,悬浮液质越细,形状越不规则,容积浓度越
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