第五章重力选矿-2015-student-printed资料.pdfVIP

1第五章 重力选矿 主讲老师： 吴艳 主要内容 ? 5.1 重力选矿概论 ? 5.2 水力分级 ? 5.3 跳汰选矿 5.1 重力选矿概论 ? 5.1.1 重力选矿的基本概念 ? 5.1.1.1 重力选矿的定义 ? 利用各种矿物密度的差异和在介质中的运动 速度的不同而进行矿物分选的方法。 ? 重力选矿石在介质中进行的。 ? 以空气为介质而进行选别的方法称为风力选 矿； ? 以重液或重悬浮液为介质的选矿叫重介质选 矿。 ? 5.1.1.2 重力选矿的分类 （1）洗矿 利用机械力、水力冲刷、擦 洗受粘土粘接/胶结的矿石，使之碎散、 解离并将细泥分出的过程。在原矿中 含泥（-0.074mm）较高（10%以上） 时，需要洗矿。 （2）水力分级 根据不同粒度和密度的 矿石颗粒在介质中沉降速度的不同， 将矿石颗粒分为两个以上粒度级别的 过程。 2（3）跳汰选矿 利用垂直脉动介质流使矿粒 群松散、并按密度分层的过程。 （4）溜槽选矿 利用沿斜面流动的水流来进 行矿物分选的工艺过程。 （5）摇床选矿 在一个倾斜的宽阔床面上， 借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水 流的作用，进行矿物分选的工艺过程。一 般给矿粒度为3～0.037mm。 （6）重介质选矿 利用浮沉原理使不同密度 的矿物在重液或重悬浮液中相互分离。给 料粒度75mm。 在其它条件相同时，随着矿粒粒 度的减小，按密度分离的困难程度将 加大。因此物料在选别前应脱出细粒 级，或分级成粒度范围较窄的级别。 采用以离心力场为原理的重力选 矿设备或多种力综合作用的重力选矿 设备。 如：离心选矿机、重介质旋流器、 螺旋选矿机、螺旋溜槽、旋转螺旋溜 槽。 5.1.1.3 矿粒相对密度测定方法 ? 称量法： ? 分别称取矿粒在空气中和在水中的质量， 根据阿基米德原理计算 0 G G G δ = ? 矿粒在空气 中的质量 矿粒在水中 的质量 5.1.2 重力选矿原理 ? 5.1.2.1 颗粒及颗粒群沉降理论 ? 1、矿粒在介质中的自由沉降 １）矿粒在介质中所受的重力 矿粒在介质中所受 的重力，等于它在 真空中所受的重力 与浮力之差。 重力 浮力 阻力 3式中：V——矿粒的体积，m3； ρ——矿粒的密度，k/m3； δ——介质的密度，kg/m3， g —— 重力加速度，m/s2 。. 根据阿基米德原理 0G V g V gρ δ= ? mV ρ = 0 m mG g gρ δ ρ ρ = ? 0 ( )G mg ρ δ ρ ? = m—— 矿粒的质量，kg。 矿粒在介质中的 加速度 , m/s2 。0 0G mg= 矿粒在介质中所受的重力 g0 大小、方向与δ、ρ有关，与粒度、形状无关。 ρδ时，颗粒沉降； ρδ时，颗粒上浮； ρ=δ时，颗粒悬浮。 介质阻力——分选介质作用在矿粒上的阻 力； 机械阻力——矿粒与其它周围物体以及器 壁间的摩擦、碰撞而产生的阻力。 机械阻力相当复杂，难以计算。仅分 析介质阻力。 2） 矿粒在介质中运动时所受的阻力 （1）介质阻力：介质与矿粒有相对运动 时，作用在矿粒上与运动方向相反的分力。 介质 阻力 粘性阻力——切向力 压差阻力——法向力（形状阻力） 4a 介质阻力通式 矿粒在流体介质中运动时所受介质阻力 R，与它的运动速度 v、它的几何特征尺寸 d、流体的密度ρ和粘度μ等物理量有关。 R= f(v, d , ρ, μ) 22 vdR ρψ= Ψ－阻力系数 （2） 介质阻力的计算 粘性摩擦阻力区（层流区、斯托克斯区） 条件：Re=1 适用于：粉状物料、雾滴在空气中沉降。 只计粘性阻力，不考虑压差阻力。 Re Vdρ μ = 2 2 2 23 3( ) ( ) 3 Re R d V d V dVVd π πρ ρ πμρ μ = = = 3 Re πψ =通式中阻 力系数为 过渡区（阿连区） 粘性阻力与压差阻力同数量级。 条件： 1 Re≤500 实际应用Re=2~300 较好。 适用于：一般细物料，如细粒煤炭、石 英砂等在水或空气中沉降。 2 25 4 ReA R d Vπ ρ= ψ 颗粒体积较大，运动速度较快，发生面层 分离，在颗粒尾部全部形成旋涡区，此时压差 阻力占主要地位。 条件： 500Re =2*105 压差阻力区（牛顿区） 阻力二次方定律。牛顿建立，故称牛顿公式 适用于一般块状物料在空气或水中沉降时阻 力的计算，在计算中只计压差阻力，而不计粘性 阻力。 2 20.055N AR d Vπ ρ= 18 πψ ≈ 5阻力系数ψ只是矿粒形状及雷诺数Re 的函数。但是ψ与Re之间的函数关系，至 今尚无用理论将它求导出来，只有依靠实 验的方法。英国物理学家李莱 (L·Rayleigh)总结了大量实验资料，并在 对数坐标上作出了各种不同形状颗粒在流