固体物料分选学21
固体物料分选学重介质分选
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
第二章固体物料分
用于筛分操作的筛面，按其构造不同分为三种：栅筛、冲 孔筛、编织筛。 • 栅筛 栅筛结构简单，通常用于物料 的去杂粗筛。
• 冲孔筛
冲孔筛是由薄钢板冲孔而成，其规格直接用孔径标出。 孔的形状有圆形、长圆形和方形等几种。
筛孔最好是上小下大，稍呈锥形，这样可以减少堵塞。 筛孔多采用交错排列，以提高筛分效率。 冲孔筛优点：孔眼固定不变，分级准确，强度好，使用期 限长。
• 当物料在水平气流作用下降落 时，大的颗粒获得气流方向加 速度的能力小，落在近处，小 的颗粒被吹到远处，而更为细 小的颗粒则随气流进入后续分 离器(如布袋除尘器、旋风分 离器)被分离收集。
二、筛选机械
1．筛分原理及筛面
• 筛分机械是根据颗粒的几何形状及粒度，利用带孔筛面对 物料进行分选，具有除杂、分级两个功能。
• 圆形筛孔按谷粒宽度不同进行分离
圆形筛孔只限制谷粒的宽度，而对长 度和厚度没有限制。筛分时，谷粒必须 竖立起来才能穿过筛面。但是，当谷粒 的长度大于筛孔直径的两倍以上时，尽 管谷粒的宽度小于筛孔的直径，谷粒也 不能穿过筛面，而只能在筛面上水平运 动。这是因为谷粒的重心没有在筛孔圆 内，谷粒不能竖立起来。
分选机械：一般是利用物料的物理性状进行分选（如尺寸、 质量、形状、密度、外表颜色以及内在品质等）。
分选机械的性能指标： ①粗粒回收率ηc：（筛上成分回收率、筛上效率）
设由粗粒A和细粒B组成的二元物料体系，按照粒子的实 际大小分成Aˊ和Bˊ两组 。 则：
②细粒回收率ηf：（筛下成分回收率、筛下效率）
(e)滚动旋转筛面 ：筛面呈圆筒形或多角筒形，倾斜布置， 物料在筛筒内作翻转运动而被筛选。因物料只与部分筛面
接触，因而筛分效率较低，适用于物料的初清理。
固体物料分选学知识点总结
固体物料分选学知识点总结一、引言固体物料分选学是矿业工程领域的一个重要分支学科，主要研究固体物料的分选原理、方法和设备。
固体物料分选的目的是将原矿中的有用矿物质与废石或其他杂质进行有效分离，从而提高矿石的品位和回收率，降低生产成本。
固体物料分选学知识点涉及颇为广泛，包括固体物料的物理性质、分选原理、分选方法以及分选设备等内容。
本文将对固体物料分选学的相关知识点进行总结，以帮助读者更加深入地了解这一领域。
二、固体物料的物理性质1. 密度：固体物料的密度是指单位体积固体物料的质量，是衡量固体物料物理性质之一。
密度的大小影响着固体物料在分选过程中的沉降速度和流体的作用力。
一般来说，密度较大的矿物质在分选过程中更容易被分离出来。
2. 粒度分布：固体物料的粒度分布是指固体颗粒在一定范围内的尺寸分布情况。
粒度分布影响着固体物料在分选过程中的沉降速度和分选效果。
通常情况下，粒度分布较为均匀的固体物料更容易进行分选。
3. 磁性：固体物料中的一些矿物质具有一定的磁性，可以通过磁性分选方法进行分离。
磁性的大小和性质对磁性分选的效果起着重要的影响。
4. 电性：固体物料中的一些矿物质具有一定的导电性或者电荷性，可以通过电性分选方法进行分离。
这些矿物质在电场的作用下会受到不同的力，从而实现分选的目的。
5. 表面性质：固体物料的表面性质包括湿润性、粘附性等，这些性质对固体物料粒子之间的相互作用和颗粒与液体之间的相互作用有重要影响。
6. 其他物理性质：固体物料的硬度、脆性、磨损性等也对分选过程有一定的影响。
三、固体物料的分选原理1. 基本原理：固体物料的分选是利用固体物料的物理性质和分选方法的原理进行的。
根据固体物料的不同物理性质，可以采用重力分选、浮选、磁选、电选、多重分选等方法进行分离。
2. 重力分选原理：重力分选利用固体物料在重力作用下的不同沉降速度进行分离，通常应用于颗粒大小差异较大的矿石。
重力分选可以通过离心分选、重介质分选、沉降分选等方法进行。
固体物料分选学
磁电选1、磁选的概念？磁选过程中矿粒分离的基本条件是什么？利用矿物之间的磁性差异而使矿物实现分离的一种选矿方法\磁选是根据物料中不同颗粒之间的磁性差异，在非均匀磁场中借助于颗粒所受磁力、机械力等的不同而进行分离的一种方法。
) 保证分选磁性颗粒和非磁性颗粒的条件是：Fm>∑F机 Fm——作用在磁性颗粒上的磁力∑F机——作用在颗粒上的与磁力方向相反的所有机械力的合力。
2磁场力、磁力、比磁力有何区别？作用在单位质量颗粒上的磁力——比磁力：、 (磁力)f m = μ0χ0 HgradH 单位为N/kg， gradH——磁场梯度HgradH——磁场力。
作用在磁性颗粒上的磁力f m由反映磁性颗粒的比磁化系数χ0和反映所在磁场特性的磁场力HgradH两部分组成，应相互补充。
3、物体磁化系数、物体比磁化系数有何区别？物体磁化系数、物质磁化系数有何区别？场中磁化时，形状与尺寸比不同的样品具有不同的物体磁化系数。
（κ0=M/H外、χ0=κ0/ρ1）为消除形状影响，采用物质磁化系数表示磁性：磁化强度与作用在颗粒内部的有效磁场的比值。
物质磁化系数κ=M／H有效 =M／物质比磁化系数χ=κ/ρ1实际工程中，颗粒有一定形状，用物体磁化系数4、为什么磁选机的磁场必须是不均匀的？磁性颗粒在均匀磁场中的受力：只受转矩作用，转矩使其长轴平行于磁场方向，处于稳定状态；磁性颗粒在非均匀磁场中的受力：除受转矩作用外，还受磁力作用。
磁力呈现引力作用，使颗粒向着磁场强度升高的方向移动，最后吸在磁极上。
如果gradH=0，即使H很高，f m =0，说明磁选必须在非均匀磁场中进行6、用磁畴理论说明磁铁矿的磁化过程磁铁矿属于亚铁磁质，由许多的磁畴组成的，磁畴内包含相互反平行而又不能完全抵消的磁矩，它的磁畴磁矩是反平行的磁矩相互抵消后的剩余磁矩。
在磁化前期，以磁畴壁移动为主，后期以磁畴转动为主。
磁畴壁移动所需的能量较小，磁畴转动所需的能量较大。
精选固体物料分选学
22.2.1 XJK型浮选机
演示
A型叶轮+盖板+槽体盖板作用：叶轮甩出矿浆时，盖板下形成负压充气；调节进入叶轮的浆体量；避免停车时叶轮被压住。
工作原理：缺点：空气弥散不佳，泡沫不稳定，易产生翻花，不利于实现液面自动控制；浆体流速不能太快，浮选速度慢，高密度颗粒容易发生沉淀；充气不易调节，分选指标不稳定。应用：易浮物料，中小型选厂，大型厂精选问题：XJK型浮选机为什么能自吸矿浆？如何调节充气量？
23.2 浮选药剂制度
药剂制度（药方）主要指浮选药剂种类、用量、添加的顺序、地点和方式、药剂的配制方法、药剂的作用时间等。
23.2.1 药剂的种类、用量及混合用药
a 种类：物料性质，流程b 混合用药：捕收剂混用：同系列药剂、同一类药剂、不同类药剂、阳离子和阴离子捕收剂、大分子和小分子捕收剂
调整剂混用：强化抑制作用c 用量：适量，根据试验或实践
特点：浆体的充气和搅拌均靠机械搅拌器来实现。具有如下优点：a：能自吸空气，又能自吸矿浆，中间产物自流返回，不需砂泵扬送。b：转子转速快，搅拌作用强烈，有利于克服沉槽和分层现象c：不需要专用的充气设备
缺点：a：结构复杂，转子速度快，能耗高b：磨损快，而且随着定子转子的磨损，充气量不断减小c：容易造成浆体液面的不平稳，造成翻花现象
矿浆垂直大循环：3、浆体与空气充分混合，利于矿粒、气泡粘附4、大型深槽浮选机——气泡升浮区、泡沫高度不明显增加22.4.3深槽与浅槽深槽：泡沫区平稳，单台生产能力大 充气量小，能耗大，易分层、沉淀，升浮路程长——易脱落
浅槽：充气量大，能耗低，不易分层、沉淀，速度快，可提高粒度上限。槽子数多时，泡沫溜槽、管道坡度受限——需砂泵22.4.4槽体间的连接组合方式槽—槽结构：槽间设有分隔、调节装置 可调性好——适于精选、优先浮选直流式：槽间矿浆自由畅通 流量大，速度快——粗、扫选，混合浮选 便于操作管理、自动控制、降低能耗
第二章固体物料分
二、筛选机械
1．筛分原理及筛面
• 筛分机械是根据颗粒的几何形状及粒度，利用带孔筛面对 物料进行分选，具有除杂、分级两个功能。
• 用途：一般适用于散粒体。 （1）筛面结构
用于筛分操作的筛面，按其构造不同分为三种：栅筛、冲 孔筛、编织筛。 • 栅筛 栅筛结构简单，通常用于物料 的去杂粗筛。
• 冲孔筛
特点：
简单易造，开孔率高；
但网丝易滑动，引起筛孔变形，影响筛分的准确性。
• 物料一般由长、宽、厚三维尺寸组成，一般是长＞宽＞厚。 • 长方形筛孔按谷粒厚度不同分离
筛孔只限制谷粒的厚度，而谷粒的 长度和宽度不受限制，谷粒不需要竖 立起来即可通过筛孔，这样，筛面只 需作水平振动即可。 应用长方形筛孔时，筛孔长边应于 物料运动方向也即筛面振动方向相同。 在实际应用中，多用长方形筛孔分 离厚度与谷粒厚度相差较大的杂质， 或按厚度不同对谷粒进行分级。
第二章固体物料分
第二节 散粒体物料分选机械
一、气流分选机械
• 气流分选法是指根据物料颗粒的空气动力学特性 进行物料分选的方法。
• 物料的空气动力特性常常用悬浮速度表示。 • 悬浮速度：即气流速度va =颗粒沉降速度vt
时的气流速度。 • 物料悬浮速度愈小其获得气流方向加速度的能力
愈强。因此，可以利用物料与杂质悬浮速度的不 同进行分选。
• 因轻杂的悬浮速度小于气流速度而上 升，饱满谷粒则因悬浮速度大于气流
2、水平气流分选机
• 用途：适合较粗颗粒 (≥200μm)的分级，不适于具 有凝聚性的微粉的分级。
• 原理：工作气流沿水平方向流 动，颗粒在气流和自身重力的 共同作用下因着陆位置的不同 而完成分选。
• 当物料在水平气流作用下降落 时，大的颗粒获得气流方向加 速度的能力小，落在近处，小 的颗粒被吹到远处，而更为细 小的颗粒则随气流进入后续分 离器(如布袋除尘器、旋风分 离器)被分离收集。
固体物料分选学---重介质分选
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
d 3
6
a
e 6 3d d v td 6 3 g d 2 v c 2d 6 3 d d v c td 6 3 a
d d v t g 6 d v c 2 d d v c t a
10
代入vc=颗粒速度v-介质速度u，得颗粒加速度：
d d v t g 6 d v u 2 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
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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
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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
固体废物的分选
固体废物的分选固体废物的分选，就是把固体废物中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分选出来，并加以综合利用的过程。
这是工业固体废物处理过程中重要的技术环节之一。
根据物料的物理或化学性质（包括粒度、密度、重力、磁性、电性、光电性、摩擦性、弹性和表面湿润性等）采用不同的分选方法。
分选方法包括人工拣选和机械分选，机械分选又分为筛分、重力分选、浮选、磁力分选、电力分选、光电分选，以及摩擦及弹性分选等技术。
一、固体废物分选的一般理论为了从一种混合物料中将各种纯净物质选别出来，分选过程可以按两级识别（两个排料口）或多级识别（两个以上排料口）来确定。
回收率：单位时间内某一排料口中排出的某一组分的量与进入分选机的此组分量之比。
——排出物料中某一组分的含量；式中，X1——入料中某一组分的含量。
X纯度：仅用回收率不能说明分选的效率，因此引入第二个工作参数——纯度。
——排出物料中另一组分的含量。
式中，Y1二、筛分1.筛分原理筛分一般适用于粗粒物料的分离，是利用筛子将物料中小于筛孔的细粒物料通过筛面（筛下产品），而大于筛孔的粗粒物料留在筛面上（筛上产品），完成粗、细粒物料分离的过程，也是利用筛子将粒度范围较宽混合物料按粒度大小分成若干不同级别的过程。
筛分可分为两个阶段：物料分层（条件）和细粒透筛（目的）。
它主要与物料的粒度或体积有关，密度和形状对它的影响很小。
2.筛分效率筛分效率是指实际得到的筛下产品质量与入筛废物中所含小于筛孔尺寸的细粒物料的质量之比。
通常用筛分效率来描述筛分过程的优劣。
筛分效率：式中，Q——筛下物质量；——入筛原料质量；Qα——原料中小于筛孔尺寸的颗粒质量的百分含量。
3.影响筛分的因素影响筛分的因素主要有：①固体废物性质；②筛分设备性能（固定筛是50%，旋转筛是60%，摇动筛是70%，振动筛是90%）；③筛分操作条件。
4.筛分设备（1）固定筛：筛面由许多平行排列的筛条组成，多为倾斜安装。
固体物料分选
思考题（1）矿物、矿石和脉石的概念是什么？选矿包括那些工艺过程。
答：矿物：在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的以自然元素和自然化合物形式存在的物质。
在一定地质条件下，它们具有相对稳定的化学成分和物理性质。
矿石：矿物在地壳中分布不均，但在地质作用下，可以形成相对富集的矿物集合体。
在现代技术经济条件下，可以开采、加工、利用的矿物集合体叫做矿石。
脉石：在现代技术经济条件下，不能开采、加工、利用的岩石。
选矿工艺过程：1.准备作业－矿石的破碎筛分、磨矿分级（少数需要洗矿、脱泥）；2.选别作业－如重选、浮选与磁选等；3.产品处理作业－精矿脱水、尾矿储存等。
（2）累积粒度特性曲线及粒度特性方程有那些用途?答：累积粒度特性曲线表示碎散物料的粒度组成，通常以横坐标表示颗粒的粒度，纵坐标表示物料中各粒级（或累积）产率。
这种按筛分试验结果绘制的粒度分布曲线，叫做粒度特性曲线。
它的用途只要有：(1)累计粒度曲线是对粒度分级数据的概括。
(2)可确定任何指定粒度的相应累积产率或由指定的累积产率查得相应的粒度。
(3)可求出任一粒度级的产率,等于粒度d1及d2所对应的纵坐标的差值。
(4)由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成. 对于正累积曲线的粒度特性曲线,若曲线想向左下角凹进,表明物料中细粒级含量多;若曲线向右上角凸起,表明粗粒级含量多;若曲线近似直线,则表示粗细粒度的分布均匀。
粒度特性方程式是粒度和产率之间的函数关系式。
它用来计算碎散物料的比表面积，平均粒度，某一粒径的筛分效率等，同时也是研究破碎和磨碎过程的重要手段之一。
（3）常用的粒度分析方法有哪几种？各方法的用途和适用的粒度范围如何？答：1．筛分分析法:利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分,N层子可把物料分成(N+1)个粒级.测定0.01~100mm的散粒的粒组成2．水力沉降分析法:根据不同粒度在水介质中沉降速度不同而分成若干粒级.测定1~75um细粒物料的粒度组成.3．显微镜分析法:利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状,可检查分选产品或校正水力沉降分析结果.适应于0.25~50um的物料.4．激光粒度分析仪分析法:采用激光粒度分析仪对微细粒级物料的样品进行粒度组成测定。
固体物料分选学知识点总结
固体物料分选学知识点总结固体物料分选是一种常用的工业技术，用于将混合物中的不同成分进行分离和分类。
这项技术在许多领域都有广泛的应用，包括采矿、废物处理、食品加工等。
本文将总结固体物料分选学的一些重要知识点。
一、固体物料分选的基本原理固体物料分选的基本原理是利用物料之间的差异性，通过一系列物理或化学方法，将混合物中的不同成分进行分离。
这些差异性可以是颜色、形状、密度、磁性、电导率等。
二、常见的固体物料分选方法 1. 重力分选：根据物料的密度差异，利用重力作用进行分选。
常见的方法有浮选、沉降、离心等。
2. 磁性分选：根据物料的磁性差异，利用磁场作用进行分选。
常见的方法有磁选、磁浮选等。
3. 光学分选：根据物料的颜色或透光性差异，利用光学原理进行分选。
常见的方法有光学排序、激光分选等。
4. 电磁分选：根据物料的电导率差异，利用电场或磁场作用进行分选。
常见的方法有电选、电磁浮选等。
三、固体物料分选的关键设备 1. 分选机：用于进行物料的分选。
根据不同的分选原理和要求，分选机的结构和工作方式也会有所不同。
2. 进料系统：用于将待分选的物料送入分选机，常见的进料系统有振动给料机、皮带输送机等。
3. 出料系统：用于将分选后的物料进行分类和收集。
常见的出料系统有振动筛、输送带等。
4. 控制系统：用于对分选过程进行控制和调节，以达到分选效果的要求。
四、固体物料分选的应用领域固体物料分选技术在许多领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域： 1. 采矿工业：用于将矿石中的有用矿物和废石进行分离，提高矿石的品位和回收率。
2. 废物处理：用于将固体废物中的有害物质和可回收物进行分离，减少环境污染。
3. 食品加工：用于将食品中的杂质、异物等进行分离，提高食品的质量和安全性。
4. 冶金工业：用于将冶金矿石中的金属和非金属进行分离，提取金属的纯度。
5. 垃圾处理：用于将生活垃圾中的可回收物、有害物质和易腐物进行分离，实现垃圾资源化和减量化处理。
固体物料分选学浮选部分重点
鐡原卟啉整理系类 固体物料分选学浮选部分重点
矿物加工工程复习资料，未到期末请勿下传
移或共享，形成新的化学键合，与化学键相似。 分子吸附： (molecular adsorption)对分子的吸附，如对弱电解质的吸附，非极性油在矿 物表面的非极性吸附。特点：不改变矿物表面电性。 离子吸附：(ion adsorption) 对离子的吸附. 交换吸附：(exchange adsorption) XM1+M2XM2+M1 可发生在双电层内层，也可发 生在外层。如 ZnS]Zn2++Cu2+ZnS]Cu2++Zn2+ 定位吸附：(potential-determining adsorption) 吸附具有强烈的选择性，只有定位离子 才能产生；吸附的结果改变了矿物表面的电性（数量或符号） 半胶束吸附(hemi-micelle adsorption)：长烃链的表面活性剂在固液界面吸附时，当其浓 度足够高时， 吸附在矿物表面的捕收剂由于烃链间分子的相互作用产生吸引缔合， 在矿物表面形成二维空间胶束的吸附产物，称半胶束吸附。 类质同像置换：一种原子或离子可以置换某些矿物晶格内原子或离子并形成固溶体的现象。 固溶体： 一些元素混杂在其他矿物晶格中形成混溶的均匀固态物质。 物理不均匀性(physics inhomogeneity)： 由于矿物晶格存在各种缺陷、位错、嵌镶、孔 隙和裂缝，导致矿物断裂时表面不规则，从而影响矿物可浮性。 化学不均匀性(chemistry inhomogeneity)：微缺陷存在，如空位和间隙离子的存在。 物理化学不均匀性：几乎所有的硫化矿物都具有半导体特性，其导电率比金属低得多，其中 的载流子包括自由电子和空穴。电子半导体称 N 型半导体，靠电子导电；空穴半 导体称 P 型半导体，靠空穴导电。 阴离子空位或间隙阳离子，金属过量，呈正电性缺陷，电子密度增加，故晶体 成为 N 型；间隙阴离子或阳离子空位，非金属过量呈负电性缺陷，故成为 P 型。 临界(半)胶束浓度： ①半胶束浓度 HMC：形成半胶束时的药剂浓度即为临界半胶束浓度。 ②临界胶束浓度 CMC：为表面活性剂在溶液中形成胶束时的浓度。 半胶束浓度 HMC 是临界胶束浓度 CMC 的 1/10~1/100。 正浮选(Direct flotation)：将有用矿物浮入泡沫产品中，将脉石矿物留在矿浆中。最常用浮 选方法。 反浮选(Reverse flotation)：将脉石矿物浮入泡沫产品中，将有用矿物留在矿浆中。 优先浮选(Selective flotation)：将有用矿物依次一个一个地选出为单一的精矿。 混合浮选(Bulk flotation)：将有用矿物共同选出为混合精矿，随后再把混合精矿中的有用 矿物分离。 捕收剂(collector)：能选择性地作用于矿物表面并使之疏水的有机物质。 起泡剂（frother） ：能使空气在矿浆中弥散，增加分选气液界面，并能促使气泡在矿化和升 浮过程中机械强度的一类浮选剂。 调整剂（Modifier / Regulator） ： 调整(促进和阻碍)捕收剂与矿物表面的相互作用，调整 矿浆性质，能提高浮选选择性的一类药剂 抑制剂（Depressant） ：能削弱或消除捕收剂与矿物的相互作用，从而降低或恶化 矿物可浮性的一类药剂
固体物料分选学
固体物料分选学固体物料分选学是一个研究和应用的领域，它涉及到对固体物料的分类、分离和筛选。
固体物料是指各种固态形式的物质，包括粉末、颗粒、颗粒等。
固体物料分选学的目标是通过各种物理和化学方法，将混合物中的不同组分进行有效分离和回收。
固体物料分选学的研究对象包括各种工业原料、废弃物、矿石、矿渣等。
其应用范围广泛，涉及到多个行业，如矿石加工、建筑材料、环保等。
固体物料分选学的研究方法多种多样，包括筛分、重力分离、磁性分离、浮选、电化学分离等。
筛分是最常用的固体物料分选方法之一，它利用不同粒径的物料在筛网上的通过能力不同，将混合物分离成不同粒径的组分。
重力分离是利用物料的密度差异，通过重力作用使其分离的方法。
磁性分离则是利用物料的磁性差异，通过外加磁场使具有磁性的物料被吸附或排斥的方法。
浮选是一种常用于矿石加工的固体物料分选方法，它利用物料与气泡的亲疏性不同，通过气泡与物料的接触使其分离。
电化学分离则是利用物料的导电性差异，在外加电场作用下实现分离的方法。
固体物料分选学的研究不仅可以提高原料的利用率，降低资源消耗，还可以减少环境污染。
例如，在矿石加工过程中，通过对矿石进行分选，可以将有价值的金属矿石从废石中分离出来，实现资源的有效利用。
在废弃物处理过程中，通过固体物料分选学的方法可以实现垃圾的去除和资源的回收利用，减少对自然环境的破坏。
总之，固体物料分选学是一个重要的研究领域，通过对固体物料进行分离和分类，可以实现资源的有效利用和环境的保护。
随着科技的进步和应用的推广，固体物料分选学将在更多领域得到应用并发挥重要作用。
固体物料分选学是固体颗粒物料处理过程中不可或缺的一部分。
随着科学技术的不断发展和工业化进程的加快，对于固体物料的高效分选与处理的需求也越来越迫切。
固体物料分选学不仅在矿石加工、废弃物处理方面有广泛应用，还在其他领域，如冶金、建材、化工等方面发挥重要作用。
固体物料分选学的核心目标是将混合物中的各种组分进行有效分离，以满足不同领域的需求。
固体物料分选
3．显微镜分析法:利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状,可检查分选产品或校正水力沉降分析结果.适应于0.25~50um的物料.
4．激光粒度分析仪分析法:采用激光粒度分析仪对微细粒级物料的样品进行粒度组成测定。
（4）试说明机械能破碎的五种基本方式原理、特点、和适用矿物。
答：(1)挤压破碎 物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎. 多用于脆性.坚硬物料的粗碎.(2)劈裂破碎 用一个尖棱(或平面)和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石将沿压力作用线的方向劈裂. 这种方式适合于脆性物料或裂纹多、结构松散的物料破碎。(3)折断破碎 矿石受弯曲作用而破碎,当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度而破碎. 这种方式适合于脆性、大块物料或层状、条形物料的破碎。(4)研磨破碎 矿石与运动的工作表面之间存在相对运动而受一定的
思考题
（1）矿物、矿石和脉石的概念是什么？选矿包括那些工艺过程。
答：矿物：在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的以自然元素和自然化合物形式存在的物质。在一定地质条件下，它们具有相对稳定的化学成分和物理性质。
矿石：矿物在地壳中分布不均，但在地质作用下，可以形成相对富集的矿物集合体。在现代技术经济条件下，可以开采、加工、利用的矿物集合体叫做矿石。 脉石：在现代技术经济条件下，不能开采、加工、利用的？各方法的用途和适用的粒度范围如何？ 答：1．筛分分析法:利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分,N层子可把物料分成(N+1)个粒级.测定0.01~100mm的散粒的粒组成
2．水力沉降分析法:根据不同粒度在水介质中沉降速度不同而分成若干粒级.测定1~75um细粒物料的粒度组成.
选矿工艺过程：1.准备作业－矿石的破碎筛分、磨矿分级（少数需要洗矿、脱泥）；
考研_2020年湖北武汉科技大学固体物料分选理论与工艺考研真题及答案
2021年湖北武汉科技大学固体物料分选理论与工艺考研真题及答案一、名词解释1、絮凝与团聚2、矿石品位与选矿回收率3、双电层与零电点4、磁畴与磁场特性5、筛分效率与单体解离度二、简答题1、请简述干预沉降的定义及特性〔10分〕2、简述重介质旋流器中悬浮液的分布规律〔10分〕3、机械搅拌式浮选机的工作原理〔10分〕4、影响多层齿板介质磁场特性的主要构造参数有哪些？如何选择？〔10分〕三、应用题某种矿石，经矿物工艺学研究查定，可回收的有用矿物为辉铜矿、黄铁矿和磁铁矿，请画出线性原那么流程图，标明作业名称及主要药剂。
四、论述题请简单阐述目前选矿厂设计的开展趋势表达在哪些方面？参考答案一、名词解释(共5小题，每题4分，共20分)1、絮凝与团聚答：絮凝主要是用高分子絮凝剂〔如淀粉和聚电解质〕通过桥键作用，把微粒连接成一种松散的、网络状的聚集状态，有时也称为高分子絮凝。
团聚是指矿浆中参加非极性油后，促使矿粒聚集于油相中形成团，或者由于大小气泡拱招，使矿粒聚集成团的现象。
2、矿石品位与选矿回收率答：矿石品位是指矿石中所含某种金属或有用组分的多少，一般用〔%〕表示。
有的用每吨或每立方米矿石中含多少克表示。
选矿回收率是指精矿中的金属或有用组分的数量与原矿中金属的数量的百分比。
3、双电层与零电点答：双电层：矿物在水中受水及溶质的作用，会发生外表吸附或外表电离，固一液界面就分布有与外表异名的电荷，使矿物与水溶液界面形成电位差。
这双层电荷称为双电层零电点：荷电矿物外表所具有的电位，它是矿物外表与溶液间总的电位差，称为外表总电位ψ0。
ψ0=0时定位离子浓度的负对数值，名为“零电点〞〔PZC〕。
4、磁畴与磁场特性答：由于铁磁质内原子间的相互作用，使一定小区域内的原子磁矩自发取向，出现自发磁化区域，这个小区域称为磁畴。
磁场特性是指在磁选机的分选空间内，磁场强度H和磁场力HgradH的大小及其变化规律。
5、筛分效率与单体解离度答：所谓筛分效率，是指实际得到的筛下产品重量与筛分给矿中小于筛孔尺寸粒级的重量之比，用百分数表示或小数表示。
固体物料分选学浮选部分重点
( ZF n ) ] RT
11、简述类质同像置换必须具备的条件及其特点。 答：㈠类质同象置换必须具备的条件： ① 原子或离子互相交换取代，其半径必须接近。互相取代的两种原子或离子的半 径比<15%。 （这是由几何因素决定的，大的离子不可能进入晶格中比它更小的 空间位置中。 ） ② 离子的极化性质相近，即离子的外层电子结构相近。 （如 Na+和 Cu+的离子半 径相同，但不能互相取代，其原因是两者的外层电子结构不一样。 ）
数。常用 PZC 来表示。 RT ln a 8.314 298 ln [ H ] 0.059( PZC pH ), (V ) 0 0
nF
a
1 96500
[H 0 ]
等电点： （Iso-Electro Point）当存在特性吸附的体系中，电动电位为零时电解质浓度的负 对数。常用 IEP 来表示。即电荷转换点。 定位离子：(potential determining ion)：指决定矿物表面荷电性质和数量的离子。定位离 子常化学吸附于矿物表面，一般来说，氧化物的定位离子是 OH-、H+。硫化物的 定位离子是同名类质同象离子和难溶化合物离子。 盐类矿物的定位离子是同名离子 和离子在水中的反应产物。 特性吸附：一些电解质解离后的离子能克服静电斥力进入紧密层，改变电动电位。这种吸附 称特性吸附，且存在化学键力的作用。 注意：当不存在特性吸附时，为零时，0 也为零，故此时 PZC=IEP。 吸附： 固相在水溶液中，或者某种物质在任何两相界面上发生富集（或相反）的现象。 物理吸附： （Specific adsorption）吸附本质是物理作用，分子靠范德华力，离子靠静电力 吸附。没有化学键的生成与破坏，也没有原子的重新排列。 化学吸附： (Chemical adsorption) 吸附本质是化学作用， 吸附质与吸附剂之间发生电子转
固体物料分选学--溜槽分选
17.1 斜面水流的运动特性（自学） 17.2 粗粒溜槽的分选原理
分选过程：
①垂直方向上的沉降：粒度粗、密度大的颗粒 先沉到槽底，单层分布；细小、低密度颗粒呈 悬浮状态。
②沿槽底运动：不同颗粒按运动速度不同分离
颗粒在槽底运动时受力包括：
①颗粒在水中的有效重力
G0
d 3
6
g
2
颗粒沿槽底的运动速度 ②水流的纵向推力
17 溜槽分选
借助于在斜槽中流动的水流进行物料分选的方法
根据处理矿石的粒度，溜槽可以分为：
粗粒溜槽：分选2~3mm以上的物料，选煤时可以 达100mm以上。
细粒溜槽：分选-2mm的物料。
矿砂溜槽：分选2~0.074mm的物料。 矿泥溜槽：分选-0.074mm的物料。 溜槽的突出特点：结构简单，生产费用低，操作 简便，特别适合处理高密度组分含量较低的矿石
螺旋溜槽具有较宽和较平缓的槽底，适宜处理
更细的物料。
17
d 螺旋圈数，难处理物料可以增加螺旋圈数。
e 给料的浓度和给料量，采用椭圆曲线处理 2~0.2mm物料，固体质量分数10~35%，采用 立方抛物线处理-0.2mm物料，固体质量分数 30-40%。精选作业给料浓度40~60%。
给料浓度适宜时，给料量对指标影响不大。
低密度、粗颗粒 低密度、细颗粒 高密度、粗颗粒 高密度、细颗粒
析离分层后床层中颗粒的分布情况
沉积层：高密度微细颗粒与槽底粘结，形成高 浓度的类似塑性体的流层，其厚度增大后会影 响正常的分层，所以应该经常清洗沉积层。
9
17.4 粗粒溜槽
演示
10
17.6 螺旋选矿机和螺旋溜槽
溜槽绕垂直轴线弯曲成螺旋状。3-5圈螺旋槽 槽底在纵向、横向均有 一定的倾斜度
固体物料分选学_浮选实践
①混合精矿分离前，浓缩脱药，浓度一般45-60%
②加抑制剂（或同时加温）：解吸捕收剂，或破 坏捕收剂膜，或使铜矿物表面氧化 ③浮钼：一般加烃油，或同时加水玻璃、起泡剂
6
④钼精矿不符合要求时——再磨，再精选
⑤必要时，从钼精矿中除去一些易浮杂质 （滑石等）——反浮选
钼精矿：45～50%，原矿：0.1～0.5%，精选 次数多 ⑷铜锌矿浮选（硫化铜锌矿） 分离困难：铜锌矿物常致密共生（5μm）； 闪锌矿受铜离子活化，可浮性与铜矿 物相似。
（2）铜硫分离 硫化铁矿物：黄铁矿FeS2 磁黄铁矿Fe1-xS，x=0.1～0.2
• 用作制备硫酸的原料，目的成分——硫
捕收剂：黄药 强酸性介质中： FeS2 →FeS+S，提高疏水性 强碱性介质中：表面生成FeO(OH)，受抑制 铜硫矿石分选方案： ①优先浮选 ②混合浮选
2
①优先浮选 先浮铜：强碱性矿浆中pH=11～12，FeS2受抑制 再浮硫：弱碱性矿浆中，生成双黄药 ②混合浮选：中性、弱碱性介质中 混精分离： A.石灰法：提高pH>11， FeS2少时，pH可低； FeS2活性大时：单用石灰不易凑效；石灰用量过 大——泡沫发粘，操作困难 用：石灰+氰化物
7
• 一般先铜锌混浮，再分离混合精矿；
• 或者先等可浮（浮净铜），再浮剩余锌
铜锌硫化矿分离的主要方法
浮铜抑锌
氰化物+硫酸锌法 亚硫酸盐法 硫酸锌+硫化钠法
浮锌抑铜
加温浮选法 赤血盐法 K3Fe(CN)6 热水浮选法
• 加温：使黄铜矿氧化（石灰调pH值到12）， 再活化闪锌矿； 8
⑸铜铅浮选
黄铜矿、方铅矿：可浮性相近，先混浮再分离 传统工艺：重铬酸钾抑制方铅矿，浮黄铜矿； 氰化物抑铜浮铅——污染重 无氰无铬工艺： ①氧硫法：SO2或亚硫酸盐配合各种抑制剂 （淀粉、硫化钠等）抑铅浮铜
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│
中 心 原 子
极性基 │阳离子 │非疏水离子 │
5
疏水离子 烃基 │ 亲固基
21.2.1.2捕收剂的分类 按照在水中的解离程度、亲固基的组成和它们 对固体的作用活性，可以将捕收剂分为非离子 型和离子型捕收剂。 a：非离子型捕收剂 不溶于水，本身是非极性物质，主要是烃类油。 主要用来分选非极性矿物，如辉钼矿、石墨、 煤等。
16
21.2.2.2 黑药类捕收剂 R O P R R芳香基或烷基 O
S SMe
Me为H+为酸式黑药，K+钾黑药，Na+钠黑药， NH4+胺黑药。
由醇和五硫化二磷反应生成： 4ROH+P2S5→2(RO)2PSSH+H2S 二烃基二硫代磷酸盐
17
黑药有轻微毒性，选择性好，但捕收能力比黄
药弱，具有一定的起泡性。
11
（2）黄药的稳定性 黄药本身是还原剂，易被氧化，有氧存在时可 以氧化成双黄药。 S S
R-O-C-S-S-C-O-R 4ROCSS-+O2+2H2O=2(ROCSS)2+4OHCO2:可提高黄药的氧化反应速度 4ROCSSNa+O2+2CO2=2(ROCSS)2+2Na2CO3 铁、铜等高价态阳离子，也可氧化黄药： 4ROCSS-+2Cu2+=2ROCSSCu+(ROCSS)2
19
21.2.2.4 硫氨酯
S
R - O - C - NH - R’
丙乙硫氨酯(200号)对黄铜矿、辉钼矿和活化的
闪锌矿有较强捕收能力，对黄铁矿捕收能力很
弱，特别适合于黄铜矿与黄铁矿的分离浮选。
可以在低pH条件下进行铜硫分离，用量少。
20
21.2.2.5 硫醇类捕收剂 通式：RSH。捕收能力强，选择性差。 应用少，多和黄药或黑药配合使用 21.2.2.6白药 硫代二苯脲 S
比黄药稳定，酸性介质中不易分解；较难氧化
(生成双黑药)。
常用的黑药有甲酚黑药、丁铵黑药、胺黑药和
环烷黑药等。
18
21.2.2.3硫氮类捕收剂（氨基二硫代甲酸盐）
R
S
R - N - C - SNa 乙硫氮、丁硫氮(二乙胺或二丁胺与CS2、 NaOH反应产物)，酸性介质中易分解 能同重金属生成不溶性沉淀，捕收能力比黄药 强，对方铅矿、黄铜矿捕收能力强，对黄铁矿 捕收能力弱，选择性好。对粗粒连生体有较强 捕收能力。
22
电化学理论：硫化矿物MeS与捕收剂X-的作用为 电化学反应。 半氧化学说：颗粒表面的适度氧化对浮选有利。
半导体学说：对捕收剂阴离子的吸附活性取决 于半导体的性质。 阴极反应：O2还原
阳极反应：S2-、X-氧化 X-→X吸附+e 2X-→X2+2e MeS+2X-→MeX2+S0+2e MeS+2X-+4H2O→MeX2+SO42-+8H++8e
收能力强
脂肪酸难溶于水——超声波乳化、皂化，加温 d.脂肪酸及其皂的捕收能力
O
捕收能力比黄药低。亲固基COO-，羰基(- C - ) 极性大，短烃链不足以消除其亲水性 常用的烃链碳原子数为12-17,有足够捕收能力。
33
21.2.4 有机酸类捕收剂和胺类捕收剂
21.2.4.1有机酸类捕收剂 a：脂肪酸及其皂的物质组成与结构 RCOOH、RCOONa（钠皂）、RCOOK（钾 皂），用作捕收剂的主要是一元羧酸，二元、 多元羧酸用作抑制剂（水化性强）。 亲固基：COO-，中心原子碳原子
O R- C- O-
34
• b.脂肪酸的解离与pH的关系
31
调节矿浆的电位，可控制矿物颗粒表面的氧化
还原反应产物，改变颗粒的亲水疏水性，达到
改变矿物可浮性的目的。 硫化物矿物无捕收剂浮选：调节浆体电位，使
矿物表面生成S0，不加捕收剂，即可浮选。
32
硫化物矿物无捕收剂浮
选与矿浆电位的关系
乙黄药浮选硫化物矿物与矿 浆电位的关系 乙黄药浓度为2×105mol/L
b：离子型捕收剂
按照起捕收作用的离子的电性的正负，分为阳 6 离子捕收剂和阴离子捕收剂。
阳离子捕收剂：脂肪胺RNH3+(某些情况下，胺 分子也起捕收作用)，主要用于分选硅酸盐、铝 硅酸盐矿物以及某些氧化物矿物。 R-NH3Cl→R-NH3++Cl阴离子捕收剂： 非硫化矿捕收剂：亲固基—羧基、硫酸基、 磺酸基等
调整剂按照其作用的不同又可以分为活化剂、抑 制剂、介质调整剂、分散剂、絮凝剂。 活化剂——活化作用：促进捕收剂与颗粒作用， 从而提高可浮性
作用点：固液界面。 抑制剂——抑制作用：削弱捕收剂与颗粒作用， 从而降低可浮性 作用点：固液界面。
2
• 介质调整剂：调整浆体性质，对某些颗粒 浮选有利，对某些颗粒浮选不利。 • 作用点：矿浆介质。 • 分散剂与絮凝剂——调整矿浆中细泥的分 散，团聚与絮凝。 • 作用点：矿浆 • 絮凝：微细粒由一些有机高分子化合物通 过桥联作用形成一种松散和具有三维结构 的絮状体。 • 凝聚：因一些无机电解质中和了颗粒的表 3 面电性，而在范德华力的作用下引起聚团。
• 当残余电位＜还原电位， EMeS＜E， 捕收剂不氧化，捕收剂以离子形式存 在于溶液中，在矿物表面以金属盐的 形式存在。
28
硫化物矿物在巯基类捕收剂中残余电位和反应产物
乙基黄原酸钾（6.25×104mol/L，pH为7）氧化成双 二乙基二硫代氨基甲酸水解：RCOO-+H2O→RCOOH+OH• 解离： RCOOH→RCOO-+H+ • 二聚物：离子二聚物(RCOO)22- 、酸—皂二 聚物(RCOO)2H-
• 酸性介质： 分子为主
• 碱性介质： 离子为主
• 中性、弱碱性介质：二聚物浓度较高，浮 选效果较好
35
c.脂肪酸的熔点和溶解度
不饱和脂肪酸：熔点低，对温度敏感性差，捕
黄药的化学性质
（1）黄药在水溶液中的离解和水解
黄药离解：XNa→ X- + Na+
X-水解： X- + H2O → XH + OH-
XH解离：XH → X- + H+
对乙基、丙基黄药：
pH=5， ROCSS-、ROCSSH浓度相等
pH＜5， ROCSS-浓度小于ROCSSH浓度
pH＞5， ROCSS-浓度大于ROCSSH分子浓度
7
硫化矿捕收剂：亲固基包含二价硫（硫代化 合物类）
黄药：R-OCSS黑药： R R O O P S S
8
21.2.2 硫代化合物类捕收剂（硫化矿物捕收剂）
主要特征：亲固基中含有二价硫原子，同时疏 水基较小。 主要代表：黄药、黑药、氨基硫代甲酸盐、硫 醇、硫脲以及相应的酯类。 21.2.2.1黄药类捕收剂（黄药、黄药酯）
12
双黄药：非离子型极性捕收剂，水中以分子
状态存在，pH升高时分解为黄药，酸性介质 使用。
比黄药选择性好、捕收能力弱。
黄药容易分解： 酸性溶液中，黄药可以分解成醇和二硫化碳—失 去捕收能力。 pH越低分解越迅速——常在碱性条件下使用。 酸性介质—高级黄药 黄药遇热易分解——低温密闭、现用现配，防火
21 浮选药剂
21.1 浮选药剂的分类与作用 按照用途分为：捕收剂、起泡剂、调整剂 捕收剂：使目的矿物表面疏水，增加可浮性，使 其易于向气泡附着。 作用点：固液界面，且有选择性。 名称：××药 起泡剂：促使泡沫形成，提高气泡与颗粒作用以 及上浮过程中的稳定性。 作用点：气液界面。 ××油 1
调整剂：调整其他药剂(捕收剂)与颗粒表面的作 用，调整矿浆的性质，提高浮选过程的选择性
金属二硫代氨基甲酸盐 金属二硫代氨基甲酸盐
金属二硫代氨基甲酸盐
金属二硫代氨基甲酸盐 金属二硫代氨基甲酸盐
29
由表看出，一般来说，捕收剂只在那些矿物的 残余电位大于相应的二聚物生成的可逆电位时， 才氧化成二聚物（例如黄铁矿、毒砂与黄药溶 液）。
对于那些残余电位低于可逆电位的硫化物，则 生成金属捕收剂盐(例如方铅矿、辉铜矿等)。
13
（3）黄药的捕收能力
碳原子增多，捕收能力增强。 但如果烃链过长，其选择性和溶解度随之下 降——捕收能力降低。
14
非极性基的结构对黄药捕收能力的影响：
短烃链黄药，正构体不如异构体，C5以上，则异 构体不如正构体 （4）黄药的选择性 容易和具有较强极化能力、本身又容易被极化 变形的金属阳离子结合，并形成牢固的化学 键——重金属、贵金属离子
24
方铅矿
阴极反应：O2+2H2O+4e→4OH-
阳极反应：
PbS+2X-→PbX2+S0+2e
2PbS+4X-+3H2O→2PbX2+S2O32-+6H++8e
PbS+2X-+4H2O→PbX2+SO42-+8H++8e
方铅矿捕收原理：与黄药生成溶度积很小的黄 原酸铅及元素硫，吸附在颗粒表面使其疏水。 过度氧化——可浮性下降
矿物
残余电位/V 反应产物
残余电位/V 反应产物
黄铁矿
砷黄铁矿 磁黄铁矿
黄铜矿 铜蓝 斑铜矿 辉铜矿 方铅矿
0.22 0.22 0.21 0.14 0.05 0.06 0.06 0.06
双黄药
双黄药 双黄药 双黄药 双黄药
0.475
二聚物
黄原酸盐
黄原酸盐 黄原酸盐
0.095 0.115 -0.045 -0.155 -0.035
• 还原电位
RT X E E0 ln nF X 2
- 2
例：计算乙双黄药在浓度为6.25×10-4mol/L