重介质选矿

第4章重介质选矿

全章内容

4.1 概述

4.1.1 重介质选矿的基本原理

4.1.2 重介质的种类与加重质的选择1．重介质的种类2．加重质的选择

4.1.3 重介质选矿的应用

4.2 重悬浮液的性质

4.2.1 悬浮液的密度1．悬浮液密度的特点2．悬浮液的有效密度

4.2.2 悬浮液的粘度和流变性1.悬浮液的粘度和流变性2．悬浮液粘度的测定

4.2.3 悬浮液的稳定性

4.2.4 影响悬浮液密度、粘度及稳定性的因素

1.悬浮液中加重质容积浓度的影响2．加重质的密度、粒度和形状影响

4.3 重介质分选机4.3.1 选煤用块煤重介质分选机{其余略}

4.4 旋转重介质流选矿{P159}4.4.1圆锥型重介质旋流器4.4.2圆筒型重介质旋流器{P166-167} 4.5 重悬浮液的回收与净化4.

5.1重悬浮液回收与净化系统4.5.2重悬浮液中煤(矿)泥量的动平衡

4.5.3重悬浮液回收与净化的主要设备4.5.4重悬浮液回收与净化中的损失4.6重悬浮液密度的自动控制 4.6.1 双管压差密度计4.6.2水柱平衡密度计

4.6.3 放射性密度测定仪 4.6.4 悬浮液密度自动控制系统{重点讲授}

4.1 概述

4.1.1 重介质选矿的基本原理

通常将密度大于水的介质称为重介质.在这样的介质中进行的选矿称为重介质选矿,它是按阿基米得原理进行的.任何物体在介质中都将受到浮力的作用,浮力F的大小等于物体排开的同体积介质的重量,即

F=V ρzj g

颗粒在介质中的有效重力G0与重力加速度g0分别为:

G0＝G—F=V(δ-ρzj )g g0=[(δ-ρzj)/ δ] g

可见，G0及g0均随ρzj增大而减小。

在重介质中，当δ>ρzj时，g0为正，与g的方向一致，矿粒将向下沉降；而当δ<ρzj时，g0为负，与g的方向相反，矿粒将向上浮起。因此，为使分选过程能有效进行，重介质密度应介于矿石中轻、重两种矿物的密度之间，即δ2>δ1。在这样的介质中，分选完全属于静力作用过程，流体的运动和颗粒的沉降不再是分层的主要作用因素，而介质本身的性质却是影响分选的重要因素。

则密度差(高密度矿物与分选介质之差比密度矿物与分选介质之差)比可以判定分选的难易程度。

例如:煤矸石δ煤矸石=2.2 ;δ煤=1.5 ρ水=1

若在水中分选，则密度差为：(δ煤矸石—ρ水)/(δ煤—ρ水)=2.4

若ρzj =1.4的介质分选中:则密度差(δ煤矸石——ρ水)/(δ煤—ρ水)= 8

{ρ空气=1.23kg/m3}

4.1.2 重介质的种类与加重质的选择

1．重介质的种类

重介质有重液与重悬浮液之分。

①重液—重液是一些密度高的有机液体或无机盐类的水溶液。它们是均质液体，可用有机溶剂或水调配成不同的密度。

{选煤浮沉试验多用氯化锌，用后要清洗。其他重液可根据需要配制。} 如三溴甲烷(CHBr3)或四溴乙烷(C2H4Br4)，最高密度可达2.9～3.0g／cm3。用不同量的苯、甲苯或四氯化碳与之混合，即可改变其密度。碘化钾与碘化汞按1:1.24的比例配成的水溶液，最高密度可达3.2g／cm3。二碘甲烷(CH2I2)溶液最高密度可达3.3g／cm3。甲酸铊(HCOOTl)和丙二酸铊[CH2 (COOTl)2)配成的溶液，密度最高达4.25g／cm3。另外氯化钙的水溶液，最高密度可达1.4g／cm3；氯化锌的水溶液，密度可达1.8～2.0g／cm3；四氯化碳与甲苯配成的溶液，密度可达1.6g／cm3。

上述重液的共同特点是来源有限，价格昂贵，有毒，有腐蚀作用且不易回收。生产上几乎不用其作为介质，只在实验室中作重力分析或分离矿物时使用。

②重悬浮液—重悬浮液是由密度大的固体微粒分散在水中构成的非均质两相介质。高密度固体微粒起着加大介质密度的作用，故称为加重质。加重质的粒度一般为-200网目占60％～80％，能够均匀分散于水中。此时，置于其中的较大矿粒便受到了像均匀介质一样的增大了的浮力作用。密度大于重悬浮液密度的矿粒仍可下沉，反之则上浮。因重悬浮液具有价廉、无毒等优点，在工业上得以广泛应用。目前所说的重介质选矿，实际上就是重悬浮液选矿。

2．加重质的选择

工业上所用的加重质因要求配制的重悬浮液密度不同而不同，常用的有下列几种。

①硅铁—选矿用的硅铁含Si量为13％～18％,这样的硅铁密度为6.8g／cm3,可配制密度为3.2～3.5g／cm3的重悬浮液。硅铁具有耐氧化、硬度大、带强磁性等特点,使用后经筛分和磁选可以回收再用。根据制造方法的不同，硅铁又分为磨碎硅铁、喷雾硅铁和电炉刚玉废料(属含杂硅铁)等。其中喷雾硅铁外表呈球形，在同样浓度下配制的悬浮液粘度小,便于使用。

②方铅矿—纯的方铅矿密度为7.5 g／cm3,通常所用者为方铅矿精矿,Pb品位为60％，配制的悬浮液密度为3.5g／cm3。方铅矿悬浮液用后可用浮选法回收再用。但其硬度低,易泥化,配制的悬浮液粘度高,且容易损失,因此,现已逐渐少用。

③磁铁矿—纯磁铁矿密度为5.0g／cm3左右，用含Fe 60％以上的铁精矿配制的悬浮液密度最大可达2.5g／cm3。磁铁矿在水中不易氧化，可用弱磁选法回收。

此外，还可用选矿厂的副产品如砷黄铁矿、黄铁矿等作加重质。

从选矿生产的角度来看，配制的重悬浮液不但应达到分选要求的密度，而且应具有较小的粘度及较好的稳定性。为此，选择的加重质，应具有足够高的密度，且在使用过程中不易泥化和氧化，来源广泛，价格低廉，便于制备与再生，这些都是选择加重质时必须考虑的因素。

4.1.3 重介质选矿的应用{只介绍应用范围即可}

从原理上看，重介质选矿是严格按密度分选的，与矿粒的粒度与形状无关，介质常表现出较高的粘度，严重影响颗粒的沉降速度。若给矿粒度大，重矿物沉降快，对分层精确性的影响倒不显著；但若给矿粒度小，则往往因有一部分粒度小的重矿物颗粒未来得及沉降到底部，便被介质带到机外，从而降低了分选效率。因此，在分选前预先筛分出细小矿粒还是必要的。

重介质选矿的给矿粒度下限，对金属矿石为1.5～3mm，对煤为3～6mm，应用重介质旋流器可到0.3～0.5mm；给矿粒度上限，金属矿石为50～150mm，煤为300—400mm。目前一般认为分选金属矿石时合适的给矿粒度范围为2～75mm。

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最终精矿,而只能选出密度低的单体脉石或采矿过程混入的围岩,因此只能作为预先分选作业使用。对煤来说,通常多采用磁铁矿粉作为加重质。因其配制的悬浮液密度范围较宽，完全能够分选各种煤炭,而且便于回收。对有色金属矿石{预先抛尾},最适合于处理的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分选作业,从而可大大降低生产成本并提高选矿厂的处理能力。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。重介质选矿法已在我国用于处理铁、锰、锡、钨等矿石。

复习思考题:

1.重介质选矿的基本原理

2.重介质的种类与加重质的选择

3.重介质选矿的应用条件