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三、重介质分选

15.什么是重介质选矿?

重介质选矿就是把粉碎到一定粒度的矿石,放入到密度大于水的流体(即重介质)中,根据阿基米得浮力原理,密度小于介质的矿粒就会浮起,而密度大于介质的矿粒就会沉下,分别截取两种产物,就实现了重介质选矿。

这种分选方法主要决定于矿粒的密度,而矿粒的粒度和形状的影响较小,所以分选精度比较高,可以分选密度差很小(如0.1g/cm3)的矿物,入选物料的粒度范围可以很宽,处理能力大。

16.常用的重介质有哪些?

重介质分为两大类:重液和重悬浮液。重液是一些密度大的有机液体或无机盐类的水溶液,可用有机溶剂或水调配成不同的密度。

常用的重液有:

(1)三溴甲烷(CHBr3)或四溴乙烷(C2H2Br4),最大密度为2.9~3.0g/cm3

(2)杜列液是碘化钾(KI)与碘化汞(HgI2)按1:1.24配成的水溶液,最大密度为3.2g/cm3

(3)二碘甲烷(CH2I2),最大密度为3.3g/cm3

(4)克列里奇液,系甲酸铊(HCOOTl)和丙二酸铊[CH2(COOTl)2]配成的水溶液,最大密度为4.2g/cm3

这些重液一般都价格昂贵,有些还对人体有伤害,故只限于实验室使用。工业上采用重悬浮液作为重介质,重悬浮液是由细粉碎的密度大的固体颗粒与水组成的两相流体,大密度颗粒起着加大介质密度的作用,故又称为加重质。选矿用的加重质主要是硅铁、磁铁矿、方铅矿和黄铁矿等,它们的性质见表4-3。

表4-3 常用加重质的性质

加重质应该密度大,价格便宜,容易回收再利用,而且不产生有害作用。硅铁是一种较好的加重质,其含硅量在13%~18%较好,磁性强又便于粉碎,但价格较高。用磁铁矿、方铅矿和黄铁矿的精矿作为加重质,细度要求小于200目的占60%~80%。方铅矿密度大,但硬度小,易泥化;磁铁矿和黄铁矿价格低,硬度大,但密度小。目前,磁铁矿应用较为广泛,这是因为用磁选回收比浮选回收方便且费用较低。

17.什么是重悬浮液的物理密度和有效密度?

重悬浮液的密度有物理密度和有效密度之分。重悬浮液的物理密度由加重质的密度和体积分数共同决定,用符号ρsu表示,计算式为:

ρsu=φρhm-1000)+1000  (4-2)

式中 ρsu——重悬浮液的密度,kg/m3

ρhm——加重质的密度,kg/m3

φ——重悬浮液的容积浓度,受流体流动性限制,采用磨碎的加重质时φ的最大值为17%~35%,大多数为25%,采用球形颗粒加重质时,φ的最大值可达43%~48%。

由于不可能采用过高的加重质密度ρhm和过高的重悬浮液容积浓度φ值,所以无法配置很高密度的重悬浮液密度ρsu。可选生产中使用的重悬浮液的密度一般为1250~3500kg/m3

在结构化重悬浮液中分选固体物料时,受静切应力τ0的影响,颗粒向下沉降的条件为:

πd3ρ1g/6>πd3ρsug/6+F0  (4-3)

式中 d——固体颗粒的直径,m;

ρ1——固体颗粒的密度,kg/m3

F0——由静切应力引起的静摩擦力,其值与颗粒表面积A和静切应力τ0成正比:

F0=τ0A/k  (4-4)

式中的k是比例系数,与颗粒的粒度有关,介于0.3~0.6,当颗粒的粒度大于10mm时,k=0.6。

由式(4-3)和式(4-4)可得,颗粒在结构化重悬浮液中能够下沉的条件是:

ρ1>ρsu+6τ0/(kdg)  (4-5)

式(4-5)中的6τ0/(kdg)相当于重悬浮液的静切应力引起的密度增大值。所以对于高密度颗粒的沉降来说,重悬浮液的有效密度ρef为:

ρef=ρsu+6τ0/(kdVg)  (4-6)

由于静切应力的方向始终同颗粒的运动方向相反,所以当低密度颗粒上浮时,重悬浮液的有效密度则变为:

由式(4-6)和式(4-7)可以看出,重悬浮液的有效密度不仅与加重质的密度和体积分数有关,同时还与τ0及固体颗粒的粒度有关。

密度介于上述两项有效密度之间的颗粒,既不能上浮,也不能下沉,因而得不到有效的分选。这种现象在形状不规则的细小颗粒上表现尤为突出,是造成分选效率不高的主要原因,这再次表明入选前脱除细小颗粒的必要性。

18.重悬浮液的黏度有何特点?

重悬浮液是非均质两相流体,它的黏度与均质液体不同。其差异主要表现在重悬浮液的黏度即使温度保持恒定也不是一个定值,同时重悬浮液的黏度明显比分散介质的大。其原因可归结为如下三个方面:

(1)重悬浮液流动时,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梯度,从而导致流动时的摩擦阻力增加。

(2)固体体积分数φ较高时,因固体颗粒间的摩擦、碰撞,使得重悬浮液的流动变形阻力增大。

(3)由于加重质颗粒的表面积很大,它们彼此容易自发地联结起来,形成一种局部或整体的空间网状结构物,以降低表面能(见图4-1),这种现象称为重悬浮液的结构化。在形成结构化的重悬浮液中,由于包裹在网格中的水失去了流动性,使得整个重悬浮液具有一定的机械强度,因而流动性明显减弱,在外观上即表现为黏度增加。

图4-1 重悬浮液结构化示意图

结构化重悬浮液是典型的非牛顿流体,其突出特点是,有一定的初始切应力τ0(如图4-2所示),只有当外力克服了这一初始切应力后,重悬浮液才开始流动。当流动的速度梯度达到一定值后,结构物被破坏,切应力又与速度梯度保持直线关系,此时有:

τ=τ0+μ0du/dh  (4-8)

图4-2 不同流体的流变特性曲线

式中 τ——结构化重悬浮液的切应力,Pa;

τ0——结构化重悬浮液的静切应力,Pa;

μ0——结构化重悬浮液的牛顿黏度,Pa·s;

du/dh——结构化重悬浮液流动过程的速度梯度,s-1

19.什么是重悬浮液的稳定性?

重悬浮液的稳定性是指重悬浮液保持自身密度、黏度不变的性能。通常用加重质颗粒在重悬浮液中沉降速度v的倒数来描述重悬浮液的稳定性,称为重悬浮液的稳定性指标,记为Z,即:

Z=1/v  (4-9)

Z值越大,重悬浮液的稳定性越高,分选过程的技术指标也稳定,但待分选物料的分离速度相应降低,因此,适宜的Z值需要视具体情况而定,并非越大越好。

加重质颗粒的沉降速度v可用沉降曲线求出,将待测的重悬浮液置于量筒中,搅拌均匀后,静止沉淀,片刻在上部即出现一清水层,下部浑浊层界面的下降速度即可视为加重质颗粒的沉降速度v。将浑浊层下降高度与对应的时间画在直角坐标纸上,将各点连接起来得一条曲线(见图4-3),曲线上任意一点的切线与横轴夹角的正切即为该点的瞬时沉降速度。从图4-3中可以看出,沉降开始后,在相当长一段时间内曲线的斜率基本不变,评定重悬浮液稳定性的沉降速度即以这一段为准。

图4-3 测定磁铁矿重悬浮液稳定性的沉降曲线

20.影响重悬浮液性质的因素有哪些?

影响重悬浮液性质的因素主要包括重悬浮液的固体体积分数、加重质的密度、粒度和颗粒形状等。

重悬浮液的容积浓度不仅影响重悬浮液的物理密度,而且当浓度较高时又是影响重悬浮液黏度的主要因素。试验表明,重悬浮液的黏度随固体体积分数的增加而增加(见图4-4)。图4-4中的黏度单位以流出毛细管的时间表示。

图4-4 重悬浮液的黏度与其容积浓度的关系

从图4-4中可以看出,固体体积分数较低时,黏度增加缓慢,而当固体体积分数超过某临界值φcr时,黏度急剧增大。φcr称为临界固体体积分数。当重悬浮液的固体体积分数超过临界值时,颗粒在其中的沉降速度急剧降低,从而使设备的生产能力明显下降,分选效率也将随之降低。

加重质的密度主要影响重悬浮液的密度,而粒度和颗粒形状则主要影响重悬浮液的黏度和稳定性。

重悬浮液的黏度越大其稳定性也就越好,但颗粒在其中的沉降或上浮速度较低,使设备的生产能力和分选精确度下降;如果重悬浮液的黏度比较小,则稳定性也比较差,严重时会影响分选过程的正常进行。因此,应综合考虑这两个指标。

此外,在选矿生产实践中,常常采用搅拌来保证重悬浮液的稳定性,这也是各种重介质分选设备不可或缺的功能。

21.重介质选矿有哪些应用,应用条件是什么?

由于重介质选矿的介质密度不能配得很高,同时重介质选矿入选粒度粗,故重介质选矿在处理密度大的金属矿石时主要作为预选作业,用以除去密度小的单体脉石或采矿过程中混入的围岩。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。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(磁铁矿中混入的废石多用磁滑轮除去而不用重介质)。重介质选矿还在低品位稀有金属矿石、非金属矿石的选别中得到应用。此外,在选煤厂,重介质选矿用来选出块煤中的矸石。

重介质选矿的应用条件是必须使要分选的矿粒有合适的粒度下限和粒度上限。

因为粒度很小的矿粒特别是矿粒密度接近于重介质密度时,矿粒沉降速度很小,因而分离过程很慢,分选效率将大大降低。所以,在工业生产上,为了保证矿粒分离有较快的速度和较高的精确性,粒度下限是有一定限制的,即粒度不能太小。因此,在应用重介质分选前,常常筛去细粒部分。目前金属矿在利用重介质选矿时粒度下限一般为2~3mm,如果采用重介质旋流器时,粒度下限可降低0.5mm。入选粒度上限主要根据设备条件和矿石的浸染特性而定。对金属矿选矿来说,一般是70~100mm。目前常用重介质选矿来处理粗粒嵌布或集合体嵌布的矿石。用重介质选矿可以除去大量单体脉石,使进入下一工序的矿石量大大减少,从而可以提高选矿厂生产能力,节省选矿费用。由于重介质选矿有这样的优点,故此种选矿方法在金属矿选矿厂常用来作为一种预先选别作业。

22.常用的重介质选矿设备有哪些,各有哪些应用?

常用重介质选矿设备及其应用举例见表4-4。

表4-4 常用重介质选矿设备及其应用举例

23.圆锥形重介质分选机结构如何?有何特点?

圆锥形重介质分选机有内部提升式和外部提升式两种,结构如图4-5所示。

图4-5 圆锥形重介质分选机

(a)内部提升式单锥分选机;(b)外部提升式双锥分选机1—中空轴;2—圆锥形分选槽;3—套管;4—刮板;5—电动机;6—外部空气提升管

图4-5(a)为内部提升式圆锥形重介质分选机,即在倒置的圆锥形分选槽内,安装有空心回转轴。空心轴同时又作为排出高密度产物的空气提升管。中空轴外面有一个带孔的套管,重悬浮液给入套管内,穿过孔眼流入分选圆锥内。套管外面固定有两个三角形刮板,以4~5r/min的速度旋转,借以维持重悬浮液密度均匀并防止被分选物料沉积。入选物料由上表面给入,密度较低的部分浮在表层,经四周溢流堰排出,密度较高的部分沉向底部。压缩空气由中空轴的下部给入。当中空轴内的高密度产物、重悬浮液和空气组成的气-固-液三相混合物的密度低于外部重悬浮液的密度时,中空轴内的混合物即向上流动,将高密度产物提升到一定高度后排出。外部提升式分选机的工作过程与此相同,只是高密度产物是由外部提升管排出[见图4-5(b)]。

这种设备的分选面积大、工作稳定、分离精确度较高。给料粒度范围为5~50mm。适于处理低密度组分含量高的物料。它的主要缺点是需要使用微细粒加重质,介质循环量大,增加了介质回收和净化的工作量,而且需要配置空气压缩装置。目前生产中应用较多的是ф2400mm的圆锥形重介质分选机,锥角为65°,搅拌转速为6r/min,给矿粒度为6~30mm,台时处理能力为43t。

24.鼓形重介质分选机结构如何?有何特点?

鼓形重介质分选机的构造如图4-6所示,外形为一横卧的鼓形圆筒,由四个辊轮支撑,通过设置在圆筒外壁中部的大齿轮,由传动装置带动旋转。在圆筒内壁沿纵向设有带孔的扬板。入选物料与重悬浮液一起从筒的一端给入。高密度颗粒沉到底部,由扬板提起投入排料溜槽中,低密度颗粒则随重悬浮液一起从筒的另一端排出。这种设备结构简单,运转可靠,便于操作。在设备中,重悬浮液搅动强烈,所以可采用粒度较粗的加重质,且介质循环量少,它的主要缺点是分选面积小,搅动大,不适于处理细粒物料,给料粒度通常为6~150mm。

图4-6 鼓形重介质分选机

1—转鼓;2—扬板;3—给料漏斗;4—托辊;5—挡辊;6—传动系统;7—高密度产物漏斗

生产中使用的鼓形重介质分选机主要有表4-5所示的两种。

表4-5 部分型号的鼓形重介质分选机的性能一览表

25.重介质振动溜槽结构如何?有何特点?

重介质振动溜槽的基本结构如图4-7所示。机体的主要部分是个断面为矩形的槽体,支承在倾斜的弹簧板上,由曲柄连杆机构带动作往复运动。槽体的底部为冲孔筛板,筛板下有5~6个独立水室,分别与高压水管连接。在槽体的末端设有分离隔板,用以分开低密度产物和高密度产物。

图4-7 重介质振动溜槽结构示意图

1—电动机;2—传动装置;3—连杆;4—槽体;5—给水管;6—槽底水室;7—支承弹簧板;8—机架;9—分离隔板

设备工作时,待分选物料和重悬浮液一起由给料端给入重介质振动溜槽,介质在槽中受到摇动和上升水流的作用形成一个高浓度的床层,它对物料起着分选和运搬作用。分层后的高密度产物从分离隔板的下方排出,而低密度产物则由隔板上方流出。

重介质振动溜槽的优点是,床层在振动下易松散,可以使用粗粒(-1.5mm)加重质。加重质在槽体的底部浓集,浓度可达60%,提高了分选密度。因此又可采用密度较低的加重质,例如用来对铁矿石进行预选时,可以采用细粒铁精矿作为加重质。

重介质振动溜槽的处理能力很大,每100mm槽宽的处理量达7t/h,适于分选粗粒物料,给料粒度一般为6~75mm。设备的机体笨重,工作时振动力很大,需要安装在坚固的地面基础上。部分型号的重介质振动溜槽的技术性能如表4-6所示。

表4-6 部分型号的重介质振动溜槽的技术性能一览表

26.重介质旋流器结构如何?有何特点?

重介质旋流器属离心式分选设备,其结构与普通旋流器基本相同。在重介质旋流器内,加重质颗粒一方面在离心惯性作用下向器壁产生浓集,同时又受重力作用向下沉降,致使重悬浮液的密度自内而外、自上而下增大,形成图4-8所示的等密度面(图中曲线标注的密度单位为kg/m3)。图4-8中所示的情况是给入旋流器的重悬浮液密度为1500kg/m3,溢流密度为1410kg/m3,沉砂密度为2780kg/m3

图4-8 重介质旋流器内等密度面的分布情况

在重介质旋流器内也同样存在轴向零速包络面。同重悬浮液一起给入重介质旋流器的待分选物料,在自身重力、离心惯性、浮力(包括径向的和轴向的)和介质阻力的作用下,不同密度和粒度的颗粒将运动到各自的平衡位置。分布在零速包络面以内的颗粒,密度较小,随向上流动的重悬浮液一起由溢流管排出,成为低密度产物;分布在零速包络面以外的颗粒,密度较大,随向下流动的重悬浮液一起向着沉砂口运动。但轴向零速包络面并不与等密度面重合,而是越向下密度越大(见图4-9),因而位于零速包络面以外的颗粒,在随介质一起向下运动的过程中反复受到分选,而且是分选密度一次比一次高,从而使那些密度不是很高的颗粒不断进入零速包络面内,向上运动由溢流口排出。只有那些密度大于零速包络面下端重悬浮液密度的颗粒,才能一直向下运动,由沉砂口排出,成为高密度产物。由此可见,重介质旋流器的分离密度取决于轴向零速包络面下端重悬浮液的密度。

图4-9 重介质旋流器分选原理示意图

影响重介质旋流器选别效果的因素主要有溢流管直径、沉砂口直径、锥角、给料压强和给入的固体物料与重悬浮液的体积比等。

给料压强增加,离心惯性增大,既可以增加设备的生产能力,又可以改善分选效果。但压强增加到一定值后,选别指标即基本稳定,但动力消耗却继续增大,设备的磨损剧增。所以给料压强一般在80~200kPa范围内。

增大沉砂口直径或减小溢流管直径,都会使零速包络面向内收缩,分离密度降低,高密度产物的产率增加。

加大锥角,加重质的浓集程度增加,分离密度提高,高密度产物的产率下降,但由于重悬浮液密度分布更加不均而使得分选效率降低,所以锥角一般取为15°~30°。

给入的固体物料体积与重悬浮液体积之比一般为(1:4)~(1:6),增大比值将提高设备的处理能力,但因颗粒分层转移的阻力增大而使得分选效率降低。

在生产实践中,大直径重介质旋流器常采用倾斜安装,而小直径重介质旋流器则采用竖直安装。

重介质旋流器的优点是处理能力大,占地面积小,可以采用密度较低的加重质,且可以降低分选粒度下限,最低可达0.5mm,最大给料粒度为35mm,但为了避免沉砂口堵塞和便于脱出介质,一般的给料粒度范围为2~20mm。部分型号的重介质旋流器的技术性能如表4-7所示。

表4-7 部分型号重介质旋流器的技术性能一览表

27.重介质涡流旋流器结构如何?有何特点?

重介质涡流旋流器的结构如图4-10所示,实质上它是一倒置的旋流器,不同之处是由顶部插入一空气导管,使旋流器中心处的压强与外部的大气压强相等,借以维持分选过程正常进行。调节空气导管喇叭口距溢流管口的距离,可以改变产物的产率分配,减小两者之间的距离,可以降低低密度产物的产率。该设备的另一个特点是沉砂口和溢流口的直径接近相等,所以可处理粗粒(2~60mm)物料。这种设备的处理量较大,比相同直径的重介质旋流器大一倍以上。

图4-10 重介质涡流旋流器的结构

1—接料槽;2—高密度产物排出口;3—给料口;4—圆锥体外壳;5—圆筒体外壳;6—低密度产物排出口;7—空气导管;8—圆锥体内衬;9—圆筒体内衬

重介质涡流旋流器的工作过程与重介质旋流器的基本相同。它的优点是分选效率高,能分选密度差较小的物料,可以采用粒度较粗(+0.074mm占50%~85%)的加重质,有利于介质的净化和降低加重质的消耗。

28.荻纳型和特拉伊-费洛型重介质涡流旋流器结构如何?

荻纳型重介质涡流旋流器又称D.W.P型动态涡流分选器,设备外形呈圆筒状,其构造如图4-11所示。这种设备的特点是,待分选物料同少量重悬浮液(大约占重悬浮液总体积的10%)一起从圆柱上部的给料口给入,其余大部分重悬浮液则由靠近下端的切向管口给入,入口处的压强为60~150kPa。介质在圆柱体内形成中空的旋涡流,密度大的颗粒在离心惯性作用下甩向器壁,与一部分介质一起沿筒壁上升,通过高密度产物排出口排出;密度小的颗粒分布在空气柱周围,随部分重悬浮液一起向下流动,最后通过圆柱体下部的排料口排出。

图4-11 荻纳型重介质涡流旋流器

荻纳型重介质涡流旋流器的优点是构造简单,体积小,单位处理量需要的厂房面积小;给料粒度下限可达0.2mm,因此可预先多丢弃低密度成分,降低分选成本;给料压强低,颗粒在设备内的运动速度低,设备磨损轻,使用寿命长。

特拉伊-费洛型重介质涡流旋流器实际上是由2个荻纳型涡流旋流器串联而成,结构如图4-12所示。筒体上有2个渐开线形的介质进口和2个形状相同的高密度产物排出口。第一段分选后的低密度产物进入第二段再选,所以可分出2种高密度产物。当给入不同密度的重悬浮液时,还可依次选出3种密度的产物。例如处理方铅矿-萤石矿石时,可以分出方铅矿、萤石和脉石矿物,分选指标比荻纳型旋流器的高。

图4-12 特拉伊-费洛型重介质涡流旋流器

29.三产品重介质旋流器结构如何?有何特点?

三产品重介质旋流器是由两台两产品重介质旋流器串联而成的,分有压给料和无压给料两大类,两者的分选原理相同。第一段采用低密度重悬浮液进行主选,选出低密度产物(精煤),高密度产物随大量经一段浓缩的高密度重悬浮液给入第二段旋流器进行再选,分选出中间密度产物(中煤)和高密度产物(矸石)。三产品旋流器的主要优点是只用一套重悬浮液循环系统,简化再选物料的输送,因而工艺简单、基建投资少、生产成本较低。在选煤厂得到了广泛的应用。3NZX系列有压给料三产品重介质旋流器的设备型号和主要技术参数如表4-8所示。

表4-8 3NZX系列有压给料三产品重介质旋流器的型号和主要技术参数一览表

3NWX系列无压给料三产品重介质旋流器的一段旋流器为圆筒形,二段旋流器为圆筒形或圆筒圆锥形,其结构图如图4-13所示。无压给料3NWX型三产品重介质旋流器的主要性能参数如表4-9所示。

图4-13 无压给料三产品重介质旋流器结构示意图

表4-9 3NWX型无压给料三产品重介质旋流器性能参数一览表

30.斜轮重介质分选机和立轮重介质分选机结构如何?

斜轮重介质分选机和立轮重介质分选机广泛用于选煤生产实践中。斜轮重介质分选机有两产品的和三产品的两大类,两产品的设备构造如图4-14所示。它是由分选槽、高密度产物提升轮和低密度产物排出装置等主要部件组成。分选槽是由钢板焊接而成的多边形槽体,上部呈矩形,底部顺沉物流向的两块钢板倾角为40°或45°。提升高密度产物的斜轮装在分选槽旁侧的机壳内,由电动机经减速机带动旋转。斜提升轮的下部与分选槽底部相通,提升轮的骨架用螺栓与轮盖固定在一起。斜提升轮轮盘的边帮和底盘分别由数块立筛板和筛底组成。在轮盘的整个圆面上,沿径向装有冲孔筛板制造的若干块叶板,高密度产物主要由叶板刮取提升。斜提升轮的轴由支座支承,支座用螺栓固定在机壳支架上。排低密度产物轮呈六角形,由电动机通过链轮带动旋转。

图4-14 斜轮重介质分选机的结构

1—分选槽;2—斜提升轮;3—排低密度产物轮;4—提升轮轴;5—减速装置;6—电动机;7—提升轮骨架;8—转轮盖;9—立筛板;10—筛底;11—叶板;12—支座;13—轴承座;14—电动机;15—链轮;16—骨架;17—橡胶带;18—重锤

斜轮重介质分选机兼用水平液流和上升液流,在给料端下部位于分选带的高度引入水平液流,在分选槽底部引入上升液流。水平液流不断给分选带补充性质合格的重悬浮液,防止分选带的介质密度降低。上升液流造成微弱的上升水速,防止重悬浮液沉淀。水平和上升液流使分选槽中重悬浮液的密度保持均匀稳定,同时形成水平液流运输浮物。待分选物料进入分选机后,按密度分为浮物和沉物两部分。浮物由水平液流运输至溢流堰处,由排低密度产物轮刮出。沉物下沉至分选槽底部,由斜提升轮提升至上部排料口排出。

斜轮重介质分选机的优点是分选精确度高、分选物料的粒度范围宽(可达6~1000mm)、处理能力大(分选槽宽4m的斜轮重介质分选机的处理能力可达350~500t/h)、所需重悬浮液的循环量少、重悬浮液的性质比较稳定;其缺点是设备外形尺寸大、占地面积大。

立轮重介分选机作为块煤分选设备,在生产中也得到了广泛应用。例如,德国的太司卡(TESKA)型立轮重介质分选机、波兰的滴萨(DISA)型立轮重介质分选机、中国的JL系列立轮重介质分选机等。

立轮重介质分选机与斜轮重介质分选机工作原理基本相同,其差别仅在于分选槽槽体型式、高密度产物提升轮安放位置和方位等机械结构上有所不同。在设备生产能力相同的条件下,立轮重介质分选机具有体积小、重量轻、功耗少、分选效率高及传动装置简单等优点。

31.重介质分选工艺流程如何?包括哪些作业?

重介质分选工艺流程一般包括原料准备、介质制备、物料分选、介质回收及再生作业,以磁铁矿或硅铁作为加重质的重介质分选流程如图4-15所示。

图4-15 以磁铁矿或硅铁作为加重质的重介质分选流程

(1)原料准备 重介质选别前的原料准备包括破碎、筛分、洗矿、脱水等作业。其目的是制备出粒度合乎要求、含泥量低、水分含量恒定的入选给料,以保证分选过程中介质黏度波动小,分选密度稳定。入选物料的上下限粒度一般是根据可选性试验的结果确定,入选前由筛分作业控制。为了减少物料中的含泥量,设置专门的洗矿作业或在筛分的同时向筛面上喷水洗掉颗粒表面附着的细泥。

(2)介质制备 将块状的加重质(浇铸的硅铁、块状的磁铁矿等)破碎、磨碎到符合粒度要求,然后调配成一定密度的重悬浮液供使用。采用喷雾法制成的硅铁或微细粒级磁铁矿精矿等作为加重质时,则不必进行破碎和磨矿。

(3)物料分选 即是在重介质分选设备内进行高、低密度组分的分离,这是重介质分选的中心环节。操作过程中应保持给料量稳定,并控制重悬浮液的性质少变,将其密度的波动控制在±20kg/m3之内。

(4)介质的回收 随同分选产物一起从设备中排出的重悬浮液需要回收、循环使用。简单的回收方法是用筛分设备筛出介质,这项工作一般分两段进行,由第一段筛分机脱出的大量介质仍保持原有的性质,可以直接返回分选流程中使用。在第二段筛分机上则进行喷水,借以洗掉附在物料块上的加重质,由此得到的稀重悬浮液,需要进行净化和再生处理。

(5)介质的净化和再生 对稀介质进行提纯并提高浓度的作业称为介质的净化和再生,提纯后的重悬浮液可根据生产流程的具体情况送到适当的部位。

32.影响重介质选矿效果的因素是什么?

影响重介质选矿效果的因素,主要是悬浮液的密度、黏度和稳定性。悬浮液的密度随悬浮质的容积浓度增大而增大,当容积浓度增大时,悬浮液的黏度也逐渐增大,就会使矿粒在其中运动阻力增大,从而使分选精确性和设备生产效率降低。入选矿石粒度越小时,要求的悬浮液黏性应越低,以利于矿粒迅速而精确的分选。因此,悬浮液的浓度要有一个合适的范围。

保持悬浮液的稳定性也是很重要的。因为稳定性是保持其密度恒定的关键。由于悬浮质颗粒受自身的重力作用,将发生沉降使悬浮液密度发生变化,上层变小,下层变大,影响分选过程的正常进行。生产中经常采用机械搅拌或振动、利用上升或水平水流、加入适当的稳定剂等方法防止悬浮质沉降。

33.什么是重介质悬浮液固体容积浓度?

悬浮液固体容积浓度即悬浮液中悬浮质的体积占整个悬浮液体积的百分数。计算公式如下:

常用的重介质选矿机的悬浮液容积浓度一般控制在35%以下。但在重介质溜槽分选过程中由于采用低密度的细粒磁铁矿作为悬浮质,所以它的容积浓度在55%~60%时,分选过程仍能顺利进行。

34.什么情况下要进行洗矿?

在以下几种情况下往往需要洗矿作业:

(1)含黏土较多的赤、褐铁矿,如果胶结物黏土中含铁矿物很少,在洗矿之后可将泥作为最终尾矿丢弃,所得块矿品位就得到提高。

(2)砂锡矿经洗矿可分离出粗粒不含矿的废石,所得细粒部分再脱泥入选。

(3)矿石需经手选或光电选,而矿泥沾污矿块表面,使之难以识别,此时在手选或光电选前要洗矿。

(4)矿石含泥多,经常堵塞破碎机、筛分机和矿仓口,使生产难以持续,可用洗矿法处理。

(5)有些矿石的原生矿泥和矿块在可选性方面(如可浮性、磁性等)有很大差别,经过洗矿将泥、砂分开,分别处理,可以获得更好的选别指标。