固体物料分选学重介质分选
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14
物料分层的过程
第Ⅱ阶段：水流上升运
动后半期，减速上升期，
a﹤0，v﹥0。向上、下
两端扩展松散。
M点：轻颗粒与水流相
对速度为零，按密度分
层的有利时期。
上升水流的运动特性，
最理想的是开始短而速，
尔后长而缓。
要限制向下的水流加速度
15
第Ⅲ阶段：水流下降运动 前半期，水流加速下降时 期，a﹤0 ，v﹤0。 按密 度分层的有利时期。细颗 粒穿过粗颗粒间隙下降。
16.1 物料在跳汰机内的分选过程
16.1.2颗粒在跳汰分选过程中的受力与运动分析
a 有效重力
G0
d 3
6
g
向上为正
b 水流相对速度阻力
R1 d 2 vc2
vc—颗粒与介质相对速度
c 介质的加速度附加惯性阻力
R2
d 3
6
d vc dt
ζ— 质量联合系数，与颗粒形状有关
9
d 加速运动的介质流对颗粒的附加推力
16.3.1 冲程、冲次
冲次：太高——床层来不及松散； 太小——床层松散迟缓；
都会降低床层的松散度。
21
冲程：太大——床层松散度太高，颗粒的粒度 和形状会干扰颗粒按密度分层，
过小——床层不能充分松散，高密度颗粒得不 到向下运动的适宜空间。
调整冲程、冲次的原则： a 床层厚、处理量大时，应增大冲程，相应降
3
16 跳汰分选
跳汰选矿是指物料主要在垂直上升的变速介质流中， 按密度差异进行分选的过程。物料在粒度和形状上 的差异，对选矿结果有一定的影响。
实现跳汰过程的设备叫跳汰机
煤炭分选中，跳汰分选占很大比重。全世界每年入 选煤炭中，有50%左右是采用跳汰机处理；我国跳 汰选煤占全部入选原煤量的70% 。另外跳汰选煤处 理的粒度级别较宽，在150~0.5mm，既可不分级入 选，也可分级入选。跳汰选煤的适应性较强，除非 极难选煤，均可优先考虑采用跳汰的方法处理。 4
第Ⅳ阶段：水流下降运动 后半期，水流减速下降时 期，a﹥0，v﹤0。 床层 比较紧密。
吸入作用分层，强度必须 适当——防止低密度细颗 粒进入底层。
按密度分层有利时期——Ⅱ、Ⅲ阶段
16
16.1.4 跳汰周期曲线
水流运动(u)变化曲线 a 正弦跳汰曲线 u——水流速度 S——水流上升高度 水流上升、下降的作用 时间和大小均相等 床层有效分层时间较短
17
b 带静止期的周期曲线
水流急速上升——静止(ts)— —缓速下降
适合处理平均密度较小或粒 度较细的物料。
c 快速上升的周期曲线
水流急速上升——缓速 下降
适合处理平均密度较高
的物料。
18
d 慢速上升的周期曲线 水流低速上升——保持 ——迅速下降 床层松散时间长，利于提高处 理能力。
流体速度阻力影响较大，不适合处理宽级别物料。 物料性质、设备规格→曲线类型
24
16.3.4 筛板落差
相邻两个跳汰室筛板的高差 处理粗物料或密度差较大的物料时，落差应 大一些，处理细矿物或密度差较小的矿物时， 落差应小一些。
16.3.5 给料性质和给料量
要求保持稳定、连续
处理处理粗粒、易选矿物，且对高密度产物 要求不高时，给料量可以大些，反之则应小 一些。
25
23
给料细：薄 给料粗：厚 床层越厚，分选效果越好，但处理能力越低。
人工床层：控制透筛排料速度和高密度产物质量 人工床层的物料： 粒度——筛孔尺寸的2-3倍，最大粒度3-6倍， 密度——接近或略大于高密度产物。 人工床层的密度越高、粒度越小、铺设厚度越 大，——高密度产物的产率越小，回收率越低， 密度越高。
PB
d 3
6
a
e 机械阻力Pm 无法表达，不考虑
颗粒运动微分方程：
d 3
6
dv dt
d 3
6
g
d 2
vc2
d 3
6
d vc dt
d 3
6
a
d v g 6 vc2 d vc a
dt
d
dt
10
代入vc=颗粒速度v-介质速度u，得颗粒加速度：
dv dt
g
6 v u2 d
物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用 的内因，是矿粒自身的性质，但能让分层得以 实现的客观条件，则是垂直升降的交变水流
6
按照推动水流在跳汰机内作交变运动的方法 的不同可以分为： 隔膜跳汰机：利用偏心连杆带动橡胶隔膜迫 使水流运动。 无活塞跳汰机：利用压缩空气推动水流运动。 动筛跳汰机：用机械力带动筛板和物料一起 在水中作交变运动。
低冲次。 b 处理粗粒级物料，采用大冲程、低冲次，处
理细粒级矿物，采用小冲程、高冲次。
22
16.3.2 给料水和筛下补加水
给料浓度一般为30-50%。 筛下补加水： 处理窄级别物料时可大些，提高分层速度， 处理宽级别物料时应小些，以增加吸入作用。
16.3.3 床层厚度和人工床石
床层厚度：筛板到溢流堰的高度。 取决于跳汰机类型、欲分选组分的密度差和给 料粒度决定。 密度差大：薄—增加分层速度，提高处理能力 密度差小：厚—提高高密度产物质量
1
重介质分选，不仅受固体颗粒密度影响，还与 粒度有较大关系。
细粒级：高密度颗粒，由于悬浮液的粘性阻力 作用，易被带入轻产物中；与加重质的分离较 困难。
原料入选前，必须分级 选煤时：给料的下限为3-6mm，上限为300400mm。 分选金属矿石时：给料的下限为1.5-3.0mm， 上限为50-150mm
分选过程：水流脉动运动， 上升时推动床层分散，下 降时紧密；高密度颗粒进 入下层，透过筛板排出； 低密度颗粒进入上层，被 水平流动的水流带出。
被选物料给到跳汰机筛 板上，形成一个密集的物 料层，这个密集的物料层 称为床层
演·示
5
跳汰机分层过程示意图
分层前混 杂堆积
床层分散
水流中沉 降分层
分层堆积
7
基本概念
跳汰周期：跳汰分选过程中水流完成一次周期 性变化所需要的时间。
跳汰周期曲线：水流速度在一个跳汰周期内随 时间变化的曲线。
水流冲程：水流在跳汰室内运动的最大距离。
机械冲程：隔膜或筛板在跳汰室内运动的最大 距离。
冲次：水流或隔膜每秒钟运动的周期次数。
冲程系数：水流冲程与机械冲程的比值。β 8
15 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：加大介质密度的高密度固体微粒。
加重质的要求：-200目60~80%；密度适宜、 价格低廉、便于回收。
磁铁矿（5000kg/m3）：采用铁品位在60%以 上的铁精矿，可配制最大密度为 2500kg/m3的重悬浮液，用磁选回收。
2
重介质分选应用： 受加重质自身密度的限制，悬浮液难以达到很高的密 度，通常只能比轻矿物密度略高一点，故重介质选矿 不能获得高品位的高密度产物，而只能选出密度低的 单体脉石或采矿过程混入的围岩，从而作为预先选别 作业使用。（除选煤外） 对有色金属矿石，最适合于处理有用矿物为集合体嵌 布或粗粒嵌布的矿石。这类矿石经中碎后，即有大量 单体脉石产出，用重介质选矿法将其除去，使之不再 进入磨矿和选别作业，可大大降低生产成本并提高选 厂的处理能力。对于井下开采的铁、锰矿石，利用重 介质选矿法可预先除去混入的围岩，恢复地质品位。
19
16.2 跳汰机
常用的跳汰机：隔膜跳汰机、圆形跳汰机、无 活塞跳汰机、动筛跳汰机和离心跳汰机等。 旁动型隔膜跳汰机
演
筛
板
示
隔
膜
20
16.3 影响跳汰分选的工艺因素
可调节因素：冲程、冲次、给料水、筛下补加 水、人工床层厚度、给矿量等
不可调或调节有限的因素：给料的密度和粒度 组成、床层厚度、筛板落差、跳汰周期曲线等
u ln sin t
偏心轮转速，转/秒
umax ln
1个周期，按绝对值计的水流平均速度
uav 2ln 12
水流加速度
a 2ln2 2 cost amax 2ln2 2
水流位移
h l 1 cos t
2
Hale Waihona Puke hmax l13物料分层的过程
第Ⅰ阶段： 水流上升运 动前半期，加速上升期， a﹥0 ，v﹥0 。 水流运动的主要任务， 是较快地将床层举起， 使其占据一定高度，为 床层进一步充分松散与 分层，创造一个空间条 件。
a
重力加速度因素 只与密度有关 阻力加速度因素
与密度、粒度有 关；高密度细粒 与低密度粗粒不 能有效分层
附加推力加速 度因素 只与密度有关 水流a向下时： 高密度颗粒滞 留上层，a应 尽量减少
11
16.1.3 偏心连杆机构跳汰机内水流的运动特性及 物料的分层过程 偏心连杆式传动机构
水流速度 冲程系数
物料分层的过程
第Ⅱ阶段：水流上升运
动后半期，减速上升期，
a﹤0，v﹥0。向上、下
两端扩展松散。
M点：轻颗粒与水流相
对速度为零，按密度分
层的有利时期。
上升水流的运动特性，
最理想的是开始短而速，
尔后长而缓。
要限制向下的水流加速度
15
第Ⅲ阶段：水流下降运动 前半期，水流加速下降时 期，a﹤0 ，v﹤0。 按密 度分层的有利时期。细颗 粒穿过粗颗粒间隙下降。
16.1 物料在跳汰机内的分选过程
16.1.2颗粒在跳汰分选过程中的受力与运动分析
a 有效重力
G0
d 3
6
g
向上为正
b 水流相对速度阻力
R1 d 2 vc2
vc—颗粒与介质相对速度
c 介质的加速度附加惯性阻力
R2
d 3
6
d vc dt
ζ— 质量联合系数，与颗粒形状有关
9
d 加速运动的介质流对颗粒的附加推力
16.3.1 冲程、冲次
冲次：太高——床层来不及松散； 太小——床层松散迟缓；
都会降低床层的松散度。
21
冲程：太大——床层松散度太高，颗粒的粒度 和形状会干扰颗粒按密度分层，
过小——床层不能充分松散，高密度颗粒得不 到向下运动的适宜空间。
调整冲程、冲次的原则： a 床层厚、处理量大时，应增大冲程，相应降
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16 跳汰分选
跳汰选矿是指物料主要在垂直上升的变速介质流中， 按密度差异进行分选的过程。物料在粒度和形状上 的差异，对选矿结果有一定的影响。
实现跳汰过程的设备叫跳汰机
煤炭分选中，跳汰分选占很大比重。全世界每年入 选煤炭中，有50%左右是采用跳汰机处理；我国跳 汰选煤占全部入选原煤量的70% 。另外跳汰选煤处 理的粒度级别较宽，在150~0.5mm，既可不分级入 选，也可分级入选。跳汰选煤的适应性较强，除非 极难选煤，均可优先考虑采用跳汰的方法处理。 4
第Ⅳ阶段：水流下降运动 后半期，水流减速下降时 期，a﹥0，v﹤0。 床层 比较紧密。
吸入作用分层，强度必须 适当——防止低密度细颗 粒进入底层。
按密度分层有利时期——Ⅱ、Ⅲ阶段
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16.1.4 跳汰周期曲线
水流运动(u)变化曲线 a 正弦跳汰曲线 u——水流速度 S——水流上升高度 水流上升、下降的作用 时间和大小均相等 床层有效分层时间较短
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b 带静止期的周期曲线
水流急速上升——静止(ts)— —缓速下降
适合处理平均密度较小或粒 度较细的物料。
c 快速上升的周期曲线
水流急速上升——缓速 下降
适合处理平均密度较高
的物料。
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d 慢速上升的周期曲线 水流低速上升——保持 ——迅速下降 床层松散时间长，利于提高处 理能力。
流体速度阻力影响较大，不适合处理宽级别物料。 物料性质、设备规格→曲线类型
24
16.3.4 筛板落差
相邻两个跳汰室筛板的高差 处理粗物料或密度差较大的物料时，落差应 大一些，处理细矿物或密度差较小的矿物时， 落差应小一些。
16.3.5 给料性质和给料量
要求保持稳定、连续
处理处理粗粒、易选矿物，且对高密度产物 要求不高时，给料量可以大些，反之则应小 一些。
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给料细：薄 给料粗：厚 床层越厚，分选效果越好，但处理能力越低。
人工床层：控制透筛排料速度和高密度产物质量 人工床层的物料： 粒度——筛孔尺寸的2-3倍，最大粒度3-6倍， 密度——接近或略大于高密度产物。 人工床层的密度越高、粒度越小、铺设厚度越 大，——高密度产物的产率越小，回收率越低， 密度越高。
PB
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a
e 机械阻力Pm 无法表达，不考虑
颗粒运动微分方程：
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代入vc=颗粒速度v-介质速度u，得颗粒加速度：
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g
6 v u2 d
物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用 的内因，是矿粒自身的性质，但能让分层得以 实现的客观条件，则是垂直升降的交变水流
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按照推动水流在跳汰机内作交变运动的方法 的不同可以分为： 隔膜跳汰机：利用偏心连杆带动橡胶隔膜迫 使水流运动。 无活塞跳汰机：利用压缩空气推动水流运动。 动筛跳汰机：用机械力带动筛板和物料一起 在水中作交变运动。
低冲次。 b 处理粗粒级物料，采用大冲程、低冲次，处
理细粒级矿物，采用小冲程、高冲次。
22
16.3.2 给料水和筛下补加水
给料浓度一般为30-50%。 筛下补加水： 处理窄级别物料时可大些，提高分层速度， 处理宽级别物料时应小些，以增加吸入作用。
16.3.3 床层厚度和人工床石
床层厚度：筛板到溢流堰的高度。 取决于跳汰机类型、欲分选组分的密度差和给 料粒度决定。 密度差大：薄—增加分层速度，提高处理能力 密度差小：厚—提高高密度产物质量
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重介质分选，不仅受固体颗粒密度影响，还与 粒度有较大关系。
细粒级：高密度颗粒，由于悬浮液的粘性阻力 作用，易被带入轻产物中；与加重质的分离较 困难。
原料入选前，必须分级 选煤时：给料的下限为3-6mm，上限为300400mm。 分选金属矿石时：给料的下限为1.5-3.0mm， 上限为50-150mm
分选过程：水流脉动运动， 上升时推动床层分散，下 降时紧密；高密度颗粒进 入下层，透过筛板排出； 低密度颗粒进入上层，被 水平流动的水流带出。
被选物料给到跳汰机筛 板上，形成一个密集的物 料层，这个密集的物料层 称为床层
演·示
5
跳汰机分层过程示意图
分层前混 杂堆积
床层分散
水流中沉 降分层
分层堆积
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基本概念
跳汰周期：跳汰分选过程中水流完成一次周期 性变化所需要的时间。
跳汰周期曲线：水流速度在一个跳汰周期内随 时间变化的曲线。
水流冲程：水流在跳汰室内运动的最大距离。
机械冲程：隔膜或筛板在跳汰室内运动的最大 距离。
冲次：水流或隔膜每秒钟运动的周期次数。
冲程系数：水流冲程与机械冲程的比值。β 8
15 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：加大介质密度的高密度固体微粒。
加重质的要求：-200目60~80%；密度适宜、 价格低廉、便于回收。
磁铁矿（5000kg/m3）：采用铁品位在60%以 上的铁精矿，可配制最大密度为 2500kg/m3的重悬浮液，用磁选回收。
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重介质分选应用： 受加重质自身密度的限制，悬浮液难以达到很高的密 度，通常只能比轻矿物密度略高一点，故重介质选矿 不能获得高品位的高密度产物，而只能选出密度低的 单体脉石或采矿过程混入的围岩，从而作为预先选别 作业使用。（除选煤外） 对有色金属矿石，最适合于处理有用矿物为集合体嵌 布或粗粒嵌布的矿石。这类矿石经中碎后，即有大量 单体脉石产出，用重介质选矿法将其除去，使之不再 进入磨矿和选别作业，可大大降低生产成本并提高选 厂的处理能力。对于井下开采的铁、锰矿石，利用重 介质选矿法可预先除去混入的围岩，恢复地质品位。
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16.2 跳汰机
常用的跳汰机：隔膜跳汰机、圆形跳汰机、无 活塞跳汰机、动筛跳汰机和离心跳汰机等。 旁动型隔膜跳汰机
演
筛
板
示
隔
膜
20
16.3 影响跳汰分选的工艺因素
可调节因素：冲程、冲次、给料水、筛下补加 水、人工床层厚度、给矿量等
不可调或调节有限的因素：给料的密度和粒度 组成、床层厚度、筛板落差、跳汰周期曲线等
u ln sin t
偏心轮转速，转/秒
umax ln
1个周期，按绝对值计的水流平均速度
uav 2ln 12
水流加速度
a 2ln2 2 cost amax 2ln2 2
水流位移
h l 1 cos t
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Hale Waihona Puke hmax l13物料分层的过程
第Ⅰ阶段： 水流上升运 动前半期，加速上升期， a﹥0 ，v﹥0 。 水流运动的主要任务， 是较快地将床层举起， 使其占据一定高度，为 床层进一步充分松散与 分层，创造一个空间条 件。
a
重力加速度因素 只与密度有关 阻力加速度因素
与密度、粒度有 关；高密度细粒 与低密度粗粒不 能有效分层
附加推力加速 度因素 只与密度有关 水流a向下时： 高密度颗粒滞 留上层，a应 尽量减少
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16.1.3 偏心连杆机构跳汰机内水流的运动特性及 物料的分层过程 偏心连杆式传动机构
水流速度 冲程系数