重选-绪论
重选:根据矿粒间密度的不同,因而在流动介质中所受的重力、流体力以及其它机械力不同,从而实现按密度分选矿物粒群的工艺过程。
重选的目的:按密度分选矿粒。因此重选要降低粒度和形状影响,使密度起主导作用。
重选介质:种类:空气、水、重液、重悬浮液。作用:传递能量、疏散粒群、运输产物。运动形式:等速的上升运动、垂直交变的流动、沿斜面的稳定流动和非稳定流动、回转运动。
重选方法:根据介质运动形式和作业目的不同,6种工艺方法:密度(重介质选矿、跳汰选矿、摇床选矿、溜槽选矿)、粒度(水力分级、洗矿)
重选的应用:1、进行矿石的预选,在粗中细粒条件下提早选出部分矿石,以减少细磨深选的矿量,降低生产费用。2、分选高密度矿石如黑钨、锡石、稀有金属、贵金属等,及分选低密度矿石如煤的主要方法。3、与其他选矿方法如浮选、磁选组成联合流程,进行粗细粒分选或综合回收有用成分。4、作为其他选矿工艺的补充作业,回收伴生的重矿物或对主要成分进行补充回收。5、在处理二次再生资源和环境保护等方面也发挥作用。
重选的优势:能够低成本的处理各种粒度的矿石,处理粗粒(大于25mm)、中粒(25~2mm)、细粒(2~0.075mm)矿石的设备,其处理能力大、能耗少且造价一般较低,故在可能条件下均乐于采用。处理微细粒(小于0.075mm)的重选设备处理能力低,分选效果差,但在其他选矿方法难以奏效时,重选仍是可用的方法。重选对环境污染小。
重选是处理:煤金钨锡最有效的方法。
可选性判据:可选性评定系数E=(δ2-ρ)/(δ1-ρ) E越大越易分离。如赤铁矿1.75
1.75>E>1.5,较难选:目前有效选别粒度下限一般为0.5mm
1.5>E>1.25,难选:目前只能处理不小于数毫米的粗粒物料,且分离效率一般不高。 E<1.25,极难选:一般不宜采用重选
重选-理论
重选三大理论:沉降、粒群分层、斜面流分选。
沉降理论:
沉降受力:重力、浮力、阻力。阻力两种形式:粘性阻力、压差阻力。用雷诺数Re表示压差阻力与粘性阻力的比值。 初加速度g0:颗粒在介质中开始自由沉降时所具有的的最大加速度。g0=(δ-ρ)g/δ
自由沉降末速: 沉降初期,矿粒运动速度很小,介质阻力也很小,矿粒主要在有效重力G0作用下,作加速沉降运动。随着矿粒沉降速度的增加,矿粒运动加速度逐渐减小,直至为0。矿粒沉降速度达到最大值,作用在矿粒上的有效重力(G0)
和 阻力(R)平衡,矿粒以等速度沉降。 沉降末速于矿粒密度、粒径、形状有关。
等降:同一介质内,密度、粒径、形状不相同的颗粒在特定条件下可以有相同的自由沉降速度现象。
等降比:两个等降粒的粒度之比值d小密度/d大密度。 干涉沉降等降比大。非球形颗粒阻力大,沉降末速小。
分层理论:
重选实质:松散、分层、分离。
一是动力学体系:在流体动力作用下,以颗粒的运动差异为依据分层;另一类是静力学体系:以床层内部存在的不平衡因素作为分层的基本依据。 分层的动力学体系学说:
1、按颗粒自由沉降速度差分层学说――雷廷智学说; 2、按颗粒的干涉沉降速度差分层学说――蒙罗学说 这一学说毕竟为分选宽级别原料指明了技术途径。
动力学体系不能说明矿物密度在分层中的实质作用,于是便发展了静力学体系学说。
分层的静力学体系学说:
1、粒群按比重分层的位能分层学说——麦依尔学说;
热力学第二定律指出:任何体系都倾向自由能降低。也就是说,一种过程如果在变化前和变化后伴随着能量的降低,那么这个过程将要自发地进行。 麦依尔运用这个普遍原理分析了跳汰选矿过程,提出了位能分层学说。他指出床层上粒群是一个不稳定状态的力学体系,它力图向稳定状态过渡,释放其本身的潜在位能(重心与高度乘积),达到体系的最小位能值,床层的分层向体系位能减小方向进行,潜在的位能转化为动能,克服颗粒间摩擦,达到分层的目的。(分层是通过颗粒的再分布达到位能降低的过程)
上式是粒群按密度分层的基本依据。上式表明,分层按悬浮体密度增大值进行。式中不包含速度,分层过程完全排除了流体动力因素影响,麦依尔称此为是静态分层。
根据位能的相对降低值看矿石的重选难易性与哪些因素有关? (1)与介质的密度有关,介质的密度愈大,(2)轻、重矿物密度差 (3)当
值相同时,
值愈大,分选愈易进行;
愈大,分层进行的愈容易,效果愈好;
本身的值愈小,分选效果愈好,如重力选
煤比选矿容易;
(4)给矿中轻、重矿物的重量比(γ 1及γ 2)对分层的难易程度也有影响。 ? ? ? ? ?
2、按矿物悬浮体密度差分层的学说; 由轻、重矿物混杂组成的密集粒群,在局部由重矿物与其周围介质组成的悬浮体综合密度将大于临近的由轻矿物组成的悬浮体,于是在静压强的作用下,重矿物悬浮体下降,轻矿物悬浮体将上升,最终发生了矿粒按密度分层。 正分层的条件是:
3、按重介质作用原理分层学说 观点:非均匀粒群在上升介质流中分层主要受水动力学的支配,按照各自的干涉沉降速度分层,粒度比大于或等于自由沉降等降比时,分层是根据细粒重矿物与水组成的悬浮体对粗粒轻矿物的重介质浮力作用发生。 实现正分层的条件是:
按重介作用分层的两个条件
(1)两种矿物的密度差要足够大,限定条件为:
(2)两种矿物的粒度差应足够大,只有这样重矿物细颗粒与水组成的悬浮体才会以总体密度对粗粒轻矿物施以浮力作用。
研究资料表明,被选物料的粒度最好超过悬浮粒子粒度的3~5倍。
斜面流分选:
借助沿斜面流动的水流来进行重力选矿的方法
层流水流沿槽深分布为一条二次抛物线。。
靠近水面处流速最大,越向下水速越小,与底面接触处的水速为零。 分类:
选别粗粒矿石的深水层斜面流过程;
选别细粒和微细粒的薄水层斜面流过程,也称作流膜选矿
层流边层:在紊流流动中,紧贴固体壁面的极薄层流体,因漩涡不能发展而继续保持了层流流动,这一薄层称作层流边层。
水跃现象:水流沿斜槽流动过程中,若遇有档板或槽沟等障碍,则在障碍物上方水面会突然升高,这便是水跃现象。
在斜面流选矿过程中,为使床层得到更大程度的松散,可以借助水跃方法达到。
冲走速度:颗粒从静止状态被水流推动开始运动时的水流速度称为冲走速度。
析离分层:在弱紊流中选别细粒矿石,当颗粒层较厚时,分层之后常见到如图所
示的排列形式。细的重矿物颗粒排在最底层,其上为粗颗粒重矿物和少量细颗粒轻矿物,再上面分布的是细颗粒轻矿物,最上面是粗颗粒轻矿物。这样的分层过程被称作析离分层。
1.层流水速沿深度分布为一条( 二次抛物线) ,紊流水速沿深度分布近似用( 高次方抛物线 )来表示。
2.层流水流的平均流速为其最大流速的(2/3 )。
3、最近的研究发现,在十分杂乱的紊流中,存在着接近有次序的结构——层流边层?
4、实现析离分层时,( 细的重矿物颗粒)在最底层,其上是( 粗颗粒重矿物和少量细颗粒轻矿物),再上是(细颗粒轻矿物 ),最上层是(粗颗粒轻矿物 )。
5. 对于重力选矿来说,最有意义的脉动速度是垂直于水面方向的分速度——( 法向脉动速度) ,这一速度对颗粒沉降及床层松散均具有重要影响。 6.紊流水流膜结构分为三层: (表流层 )( 悬移层) (流变层 )。
层流矿浆流膜分成三层结构: 表流层、流变层、沉积层
7. 颗粒沿斜槽底运动时除受有重力,水流的法向举力外,还受有( 水流的纵向推力) ( 脉动速度的上升推力) 和( 矿粒与槽底面的摩擦力)和(液体的粘结力)四种的作用。
8.微细矿浆悬浮体在层流流态下,矿粒群主要借_______________进行松散。 9.在水流沿斜槽流动的过程中,若遇有挡板或槽沟等障碍物,则在障碍物的上方近旁水面会突然升高,这是______水跃_______现象。
10、在弱紊流的紊流层内,切应力包括_______ ____和________ ___两个方面。
水跃现象和槽底粗糙度对紊动流动的影响?
槽底粗糙度
① 当底流层流边层厚度高过粗糙峰时,底部表面性质对漩涡的形成不发生直接的影响。
② 层流边层的厚度低于粗糙峰时,粗糙峰促进了初始漩涡的形成,于是脉动速度增强。
跳汰
跳汰分层静力学与动力学的矛盾与统一
1、跳汰分层的最有利条件是床层与水流间具有最小的相对速度。此时的分层在更大程度上依据颗粒间或颗粒与悬浮体间或悬浮体与悬浮体间密度的差异,粒度对分层的不利影响将降到最低。一个跳汰周期中应尽量延长水流与床层相对速度小的时间。 2、床层的松散必须有流体动力参与,完全排除它的不利影响是不可

