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1、重介质选矿第一节 重介选矿的原理3-1（A）重介质选矿的定义和原理是什么？答：当矿粒群在分选过程中，所处介质的密度大于水的密度时，这就是重介质选矿。这样的重介质有两种，即重液和重悬浮液。通常所选用的重介质密度是介于被选物料中轻产物和重产物两者的密度之间，或者说使介质介等于所需求浮物（或沉物）质量指标的分选密度p，即 浮介沉或介p在重介质中，选分过程是按阿基米德浮力原理进行，完全属于静力作用的过程。此时，介质的运动状态和颗粒在介质中的沉降规律，已不是形成分层的主导因素，而重介质本身的性质（如密度、粘度等）却是对分选过程起决定性影响。3-2（A）重介质选矿的应用特点是什么？答：从理论上讲，矿粒的粒
2、度和形状对分选不再起作用，故应能分选粒度级别很宽、密度差别很小、形状各异的物料。但是，在实际生产中，轻产物的浮起和重产物的下沉，其浮沉分层速度是物料粒度及物料与介质密度之差的函数。特别是粒度很小、密度又与介质密度很接近的颗粒，其浮沉分层速度很低，要想使之分层完善，所需时间很长，这势必使设备的生产能力下降。若要保持一定的生产能力，则必导致分选工艺效果变坏。因此，物料选前要进行筛分，使粒级适当变窄。目前在重力场中进行的分选，矿石的给料粒度下限约为2-3毫米，选煤为3-6毫米；如果在离心力场中选分（如重介质旋流器）时，粒度下限可降到0.5毫米或更低些。给料的粒度上限多数情况是由原矿的粒度嵌布特性和重
3、介分选机的规格尺寸所决定。对于矿石常见为50-150毫米；对于煤炭，块煤粒度上限为1000毫米，末煤重介旋流器粒度上限可达100毫米。3-3（B）选择悬浮液加重质的原则和要求是什么？ 答：分选介质虽然有两种，但因重液（氯化锌溶液）价格昂贵，故除实验室内进行物料比重组成测定（浮沉试验）外，工业上应用的重介质实际都是重悬浮液。它是由粒度细微、密度较高的固体颗粒与水（极少数用空气）构成的两相流体，细微粒高比重颗粒呈悬浮状态，起加大介质密度的作用，故称加重质。作为重悬浮液的加重质主要是用硅铁、方铅矿、磁铁矿、黄铁矿和毒砂等。一般来说选分矿石时主要多用硅铁为加重质，而选煤多用磁铁矿粉。选择加重质时，应满
4、足如下几点要求：、 加重质应有足够的密度以便在适当的容积浓度下（一般为25%左右），能配制成密度合乎要求的悬浮液；、 加重质用过后要便于回收，例如能够用简单的磁选、浮选或分级等手段将被污染的悬浮液净化；、 加重质的来源要充足、价格便宜，以便尽可能降低选矿成本。、 尽可能不让加重质成为精矿的有害杂质，以免影响精矿质量。选分金属矿石或非金属矿石时，使用最多的是硅铁加重质。选煤所用加重质，国内外是以磁铁矿粉为最多，因为它在技术上有很多优点，能配制密度较高的悬浮液，并且所配制的悬浮液粘度低、不易泥化、容易回收和再生等。3-4（A）重介质选煤的特点有哪些？ 答：重介质选煤的特点有：、分选效率高如图3-1
5、所示，各种选煤设备的可能偏差E值的比较。从图中不难看出，重介质分选机和重介质旋流器的分选效率在各种重力选煤方法中是最高的，我国各厂重介选的平均E值为0.038。、分选密度调节范围宽重介选的分选密度一般为1300-2200kg/m3，而且易于调节，其误差可保持在0.5%范围之内。、适应性强，分选粒度范围宽重介质选煤在入选原煤的粒度、数量和质量上允许有较大的波动。例如，块煤分选机的入料粒限为1000-6mm，末煤重介质旋流器为50-0.15mm，大直径重介旋流器的入料上限可提高到100mm。、生产过程易于实现自动化重介质选煤所用悬浮液的密度、液位、粘度、磁性物含量等工艺参数能实现自动控制。重介质选
6、煤的缺点是：增加了加重质的净化回收工序；设备磨损比较严重；介质损耗增加了生产成本。3-5（A）重介质选煤适用于哪些使用范围？答：重介质选煤的适用范围为：、用重介质分选机排矸在处理能力相同的情况下，重介排矸不因原料煤的含矸率变化而影响其基建投资和加工费用，当原料煤含矸量在10%以上时，采用重介排矸不但可以解放笨重的体力劳动，而且具有较高的经济效益。、用于分选难选煤和极难选煤实践证明易选煤可用跳汰选；难选或极难选煤采用重介选。、适合低密度分选以脱除黄铁矿试验表明，原煤中黄铁矿含量随煤的密度增高而增加。在分选黄铁矿含量高的煤时，降低分选密度就可降低精煤硫分，如图3-2所示。4、用重介质旋流器再选跳汰
7、机的中煤或精煤：跳汰机排出的中煤中，往往含有15%-25%（难选煤还要多）的精煤，用重介旋流器去再选这部分中煤比用跳汰机再选的效率高，提高了精煤的回收效率。另外，用跳汰机粗选可降低基建投资和生产费用，用重介质旋流器再选粗精煤可提高精煤质量。、分选不脱泥原煤或煤泥，分选深度可达0.15(0.10)mm.对大于0.2mm煤泥，重介质旋流器的分选精度优于跳汰选和浮选；对于0.1-0.2mm煤泥，重介质旋流器与浮选相近。这样就可在条件适合时取代浮选，亦可解决不宜用浮选的氧化煤粉的分选问题。3-6（B）悬浮液的性质有哪些？答：悬浮液的密度、粘度和稳定性是互有联系的三个方面的性质。其中密度是决定分离密度的
8、关键性因素，而粘度对悬浮液实际的分选密度和稳定性都有重要影响。3-7（B）对悬浮液中加重质粒度有哪些要求？答：悬浮液内各质点密度的不均一性，会影响矿粒在其中的分选过程。只有在加重质粒度较细、容积浓度较高，而入选的矿粒粒度又较大时，在分选过程中，对矿粒而言，悬浮液才可作为一个整体的分选介质。因此，对不同粒度的矿粒，悬浮液加重质有不同的粒度要求。当入料粒度下限为3时，加重质颗粒的最大直径不应超过0.5为宜；而当入料粒度下限为0.5时，则加重质颗粒的最大直径不应超过0.1才行；所以加重质的粒度越细越好，一般规定：当入料粒度下限为50时，加重质颗粒小于0.074mm（-200目）的含量应占50%以上；
9、若入料粒度下限小于50mm时（块煤重介分选机），小于0.074mm的含量应占70%以上；如用重介旋流器，则加重质中小于0.044mm（-325目）含量应占80%以上。加重质粒度达不到以上要求，是造成生产过程中介质消耗量过高的重要原因之一。3-8（B）为了保证悬浮液的稳定性应采用哪些办法？答：为了很好的保持悬浮液的稳定性，达到比较精确的分旋，在生产中经常采用机械搅拌或各种不同方向的悬浮液流，使悬浮液在分选机中具有较好的稳定性，以保证它上下层密度的不变。使用机械搅拌悬浮粒可使其常处于悬浮状态，从而保持各层的密度不变。但搅拌力选择必须适当，过小，悬浮粒仍沉降，过大，会在分选机内造成涡流，降低分选效果
10、。在各种类型的重介质分选机中，都用不同方向的悬浮液流，使悬浮液在分选机中不断循环，以保持机内各处密度不变。悬浮液的流动可采用水平的、垂直的（上冲或下降）以及回转的方式，但经常是这些方式的联合使用。当然，在重介质旋流器中则主要为回转运动。上冲流可阻止加重质颗粒的沉降，使悬浮液稳定。但是，此时矿粒在分选机中的分层不但取决于它的密度，而且还与它的粒度及形状有关。在上冲流作用下，一部分密度大于悬浮液密度的细粒将不可能沉降。从而使按密度分选矿粒的精确性降低。而且，这种不良影响将随上冲流速度的加大而更为明显。另外，单一上冲介质流并不能保证分选机截面各部位的悬浮液密度都能均匀。所以，在实际生产中，单一上冲介
11、质流很少使用，即使运用，其速度也不宜过大。水平介质流动稳定作用是靠在分选机内分层表面由外部引入大量新悬浮液来完成的。因为由于加重质沉降，上部分选表面悬浮液密度不断降低。但由于大量水平流动的新悬浮液进入，而保证了悬浮液密度在分选表面上基本不变。这种方法的优点是液流运动对矿粒按密度分选的精确性不受影响。缺点是并没有使分选机内各层的悬浮液密度都能均匀，下层密度或多或少总要高于上层的密度。第二节 重介质分选设备3-9（B）工艺上对重介质分选机有哪些要求？答：矿粒在重悬浮液中完成选分过程所用之设备称为重介质分选机。对工业中使用的重介质分选机，在机械结构和工业性能上都必须或尽可能满足几个方面要求，才能正常
12、工作，并具有较好的分选质量和较高的处理能力。1重悬浮液在分选带处的密度应保持稳定。因悬浮液的密度是决定分选机实际分选密度的最主要指标，若分选带的密度不能经常保持在规定范围值之内，不但会影响产品质量，而且还会增加有用矿物在尾矿中的损失。基于上述要求，悬浮液内的运动部件，速度不宜过快，悬浮液在机内的流动速度不能过高，避免介质出现涡流和破坏分选带介质密度的稳定性。因此，要慎重考虑分选机的结构，以保证物料在分选中能准确的按规定比重分选。2重介质分选机的重要组成部件是分选槽，它是用以装载悬浮液并使物料在其中完成分层过程的一个槽体。槽的有效长度要保证物料有足够的分层时间，槽的宽度要尽可能满足入选物料粒度上
13、限的要求。因此要正确选择分选槽的长宽比，使其结构在满足分选质量的前提下，最大限度地使入选物料的粒级增宽，以简化选分的工艺系统。3重介质分选机要能迅速将已分层好的产物从机内排出。因在其它条件相同的情况下，产物排放的速度，决定了分选机的生产能力。4重介质分选机内不允许邻近比重物积聚，特别是当原矿中邻近比重物含量多，及分选机内悬浮液沿分选槽高度分布不均（上部小下部大）时，这时邻近比重物将影响分选效果。为此，分选机内要适当给入上升介质流或下降介质流，以便增快邻近比重物的分层速度，并使邻近比重物不断随液流从分选机内排出。但是引入的垂直介质流，将破坏严格按密度分选的原则，因这时矿粒粒度及形状将对分选结果发
14、生影响，故在非必要情况不需引入垂直介质流，如需引入也应使其流速尽可能低为好。5重介质分选机的重介质循环量要尽可能少，从而降低电耗、介耗和磨损。6重介质分选机要具备结构简单、操作容易和维修方便等条件，并使悬浮液中的运动部件尽量减少。3-10（A）重介质分选机是如何分类的？答：按产物种类的多少来分，有两产品和三产品重介质分选机；按分选槽深浅，可分浅槽式和深槽式重介质分选机；按所用悬浮液的稳定性，可分稳悬浮液和非稳悬浮液重介质分选机；按矿石在分选机内的受力场，可分为普通重介质分选机和离心重介质分选机；按加重质颗粒粒度范围，可分为粗块重介质分选机和细粒重介分选机。按排除矸石装置的不同，还可分为立轮、斜
15、轮、刮板、螺旋及气力提升式重介质分选机等等。上述各种重介质分选机的入料粒度上限一般为300毫米，最大可达1200毫米，下限为813毫米。用来分选613毫米以下末煤的重介质分选设备主要采用重介质旋流器，它用离心力场来强化分选过程。3-11（B）斜轮重介分选机的结构和分选原理是什么？答：斜轮重介分选机是目前我国选块煤应用最广的一种设备。其构造如图3-3所示。该分选机的主要部件是一个矩形分选槽1、斜提升轮5和排煤轮7构成。斜轮的下部与分选槽底部相连，上部则高出分选槽内的悬浮液液面。斜轮的轴4由电动机经蜗轮带动旋转。原料煤从给料端送入。在给料端下部，位于分选带的高度引入水平介质流，在斜轮分选机底部引入上升介质流。水平介质流不断给分选带补充合格悬浮液，防止分选带密度降低；上升介质流造成微弱上升水速，以稳定介质，防止物料在机体内堆积，水平和上升介质流使分选槽中悬浮液的密度保持稳定均匀，并造成水平流运输浮煤。原料煤在分选槽内按密度分为浮物和沉物两部分。浮物由水平介质输送至溢流堰，被排煤轮7排出。浮煤溢流经浮煤排料口固定筛初步脱介，筛下介质返回合格介质桶，筛上物送到下一作业进一步脱介。沉物下沉至分选槽底部由斜轮提升，在提升过程中，介质通过轮盘圆周上的筛孔以及沿径向装的若干带孔叶板6返回分选槽，沉物经过初步脱介，由沉物排料口排出机体。3-12（A）斜轮重介分选机的优缺点有哪些？
