重介质

4.3重介质分选重介质分选：在密度大于1000kg/m3的介质中进行的分选过程。加重质：加到水中用于加大介质密度的高密度固体微粒。加重质的要求：密度适宜、价格低廉、便于回收。工业上使用的加重质主要有：硅铁（6800kg/m3）、方铅矿（7500kg/m3）、磁铁矿（5000）、黄铁矿（4900-5100）、毒砂（砷黄铁矿，5900-6200）硅铁：是硅和铁的合金，含硅13-18%最适合。可用于配制密度3200-3500kg/m3的重悬浮液，磁选回收。方铅矿：常用浮选生产的精矿，可配制密度为3500kg/m3的重悬浮液，浮选回收。磁铁矿：采用铁品位在60%以上的铁精矿，可配制的最大密度为2500kg/m3的重悬浮液，磁铁矿加重质可以磁选回收。从分选原理来看，重介质分选只和密度有关，与粒度、形状无关，实际中与颗粒的密度有较大关系。主要是细粒级用重介质分选煤时，给料的下限为3-6mm，上限为300-400mm。用重介质分选金属矿石时，给料的下限为1.5-3.0mm，上限为50-150mm，若用重介质旋流器分选，给料粒度下限可以降低到0.5-1.0mm。4.3.1重悬浮液的性质4.3.1.1重悬浮液的粘度非均质两相流体，粘度不是定值，而且明显比分散介质大。原因主要有以下3方面：a悬浮液流动时，由于固体颗粒的存在，既增加了摩擦面积，又增加了流体层间的速度，从而导致流动时摩擦阻力增加。b固体体积分数较高时，因固体颗粒间的摩擦、碰撞，使得悬浮液的流动变形阻力增大。c由于加重质表面积大，容易自发联结，形成一种局部或整体的空间网状结构物，以降低表面能，这种现象称为悬浮液的结构化。结构化的悬浮液的突出特点：有一定的初始切应力，外力破坏这一初始切应力后，悬浮液才开始流动。4.3.1.2重悬浮液的密度密度：重悬浮液的密度：ρsu=φδ+（1-φ）ρφ=ρc/（δ（1-c）+ρc）φ容积浓度c重量浓度颗粒下沉时ρef﹥ρsu+ρq颗粒上升时ρef﹤ρsu-ρq介于两项有效密度之间的颗粒，既不能上浮也不能下沉，得不到有效分选。细小的不规则形状颗粒更明显。4.3.1.3重悬浮液的稳定性悬浮液的稳定性是指悬浮液保持自身密度、粘度不变的性能。通常用加重质颗粒在悬浮液中的沉降速度的倒数来描述悬浮液的稳定性，称为悬浮液的稳定性指标，Z=1/v。4.3.1.4影响重悬浮液性质的因素影响重悬浮液性质的因素主要包括悬浮液的固体体积分数、加重质的密度、粒度和颗粒形状等。固体体积分数影响重悬浮液的密度和粘度，悬浮液的粘度随固体体积分数的增加而增加，存在临界固体体积分数。加重质的密度影响重悬浮液的密度，颗粒粒度和形状影响悬浮液的粘度和稳定性。悬浮液的稳定性和粘度的关系。4.3.2重介质分选设备重介分选机种类很多，要求应满足下列条件：（1）构造简单、体积小，但要保证物料在分选机中有充分的分选分层时间。故要求重介分选机单位面积处理能力大、运动部件少、运转可靠、操作及维修方便。（2）在分选机内全部悬浮液密度保持均匀稳定。保证物料在分选机内能够精确的按已确定的分选密度进行分选。分选机内应避免造成过大的涡流，上升或下降水流速度不应太大，以减少粒度和形状对分选效果的影响。（3）能够迅速地将已经分层的产品从分选机中排出。不同产物排放不及时，将影响分选机的分选效果和处理量。（4）能分选粒级比较宽的物料。因为这样将简化整个工艺系统，经济上是有利的。（5）悬浮液的循环量要少。悬浮液的循环量是指每小时进入分选机的悬浮波总的体积（包括随原矿加入的及其它地方加入的悬浮液）。因为悬浮液的数量越大，动力消耗、加重质回收工作量及加重质的损失量都要增高。4.3.2.1圆锥型重介质分选机给料粒度5-50mm，适合处理低密度含量高的物料。优点：分选面积大、工作稳定、分离精确度高。缺点：需要微细粒加重质，介质循环量大，需要配置空气压缩装置。4.3.2.2鼓型重介质分选机给料粒度6-150mm，搅动强烈，可以用粒度较粗的加重质，不适合处理细物料。优点：结构简单、运转可靠、便于操作，介质循环量小。缺点：分选面积小。4.3.2.3重介质振动溜槽4.3.2.4重介质旋流器旋转重介质流重介质流的快速旋转，加重质颗粒受到了相当大的离心力场作用，使得加重质颗粒中密度较高、粒度较粗的颗粒，在离心力作用下向器壁及底部沉降，因而悬浮液受到了浓缩作用，导致了悬浮液其密度在整个旋流器内呈不均匀分布。分布规律是：悬浮液密度由中央向外随半径的增加而增高；若旋流器正立安置，由上而下，则悬浮液密度的分布是由小到大。影响重介质旋流器工作的因素影响重介质旋流器工作的因素，在很多方面与分级用水力旋流器相似，主要有下列几个方面：1．进料压力进料压力高，旋流器的处理能力也大。此外，随着进料压力的增大，离心力也大，故在一定程度上，增大进料压力，可使分选过程加速，提高了分选效果。如果压力过大，反而对分选不利。因为随着进料压力的加大，旋流器的浓缩作用加强，一方面实际分选密度增高，另一方面由于悬浮液密度分布更不均匀，导致分选效果降低。从这个意义上看：增大进料压力，对分选是不利的。2．悬浮液密度悬浮波密度越高，旋流器内物料的实际分选密度也就越大。在一般情况下，悬浮液密度可比实际分选密度低200-400kg/m3，随着要求的分选密度越高，这种差别也就越大。在实际生产过程中，入料悬浮液密度与实际分选密度间的差值，可通过改变给料压力及沉砂口直径的大小进行调节。也就是说，入料悬浮液密度虽然不同，但经适当调节，完全可以达到按同一分选密度进行分选。因此，当要求的分选密度一定时，生产过程中对入料悬浮液密度的要求并不十分严格。当然，入料悬浮液密度如能保持稳定值，生产中可使调整工作大为减少。3．入料中矿石与悬浮液的体积比入料中矿石和悬浮液的体积比，直接影响旋流器的处理能力和分选效果。当矿石和悬浮液的体积比增大时，旋流器按矿石计算的生产能力也增大，但分选效果相应下降。这是因为体积比增大，旋流器内矿石层增厚，分层阻力加大，分层速度降低，导致轻、重矿粒易相互混淆。经研究，从分选效果来看，矿石和悬浮液的体积比，以1：8为宜，但此时生产能力较低；为了要保持一定的处理能力在一般情况下，应采用1：4-1：6为佳。4．旋流器锥角当旋流器直径已定，锥角大小对处理能力及分选效果的影响与分级用旋流器相似。分选效果将随锥用的增大而降低，为了获得良好的分选效果，重介质旋流器应选用较小锥角，我国选煤生产中所使用的重介质旋流器，锥角多为20°。5.溢流口和沉砂口的大小旋流器溢流口和沉砂口的大小，是影响旋流器工作的最主要因素。溢流口和底流口的大小对旋流器处理能力的影响，与分级用水力旋流器相同。4.3.2.5重介质涡流旋流器4.3.2.5荻纳型重介质涡流旋流器4.3.2.６Tri-Flo型重介质涡流旋流器4.3.2.7三产品重介质涡流旋流器4.3.2.8斜轮重介质涡流旋流器4.3.2.9立轮重介质涡流旋流器立轮重介质分选机4.3.3重介质分选工艺重介质分选一般包括原料准备、介质制备、分选、介质回收与再生。原料准备：破、磨、筛分、分级、洗矿、脱水介质制备：加重质的破碎、磨碎分选：介质回收：介质的净化与再生：