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摇床分选的实验过程

作者:江西龙达来源:矿产 浏览次数: 日期:2015-5-3

摇床选矿是借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流分选矿石的过程。摇床分选精确度高,富集比高,经一次选别可得到最终精矿、最终尾矿和1~2种中间产物。

1、在水流和摇动作用下,矿粒松散分层。

矿粒分层主要是由于沉降分层和析离分层的联合结果。横向水流流经床条所形成的涡流,造成水流的脉动,使物料松散并按沉降速度分层。床面摇动使重矿物细粒钻过颗粒的间隙,沉于最底层,这种析离分层是摇床分选的重要特点。分层结果是:粗而轻的矿粒在最上层,其次是细而轻的矿粒,再次是粗重矿粒,最底层为细重矿粒。

2、矿粒在床面上的移动与分离

位于床层中不同层次的矿物颗粒,因纵向和横向的运动速度不同,而有不同的运动方向。

(1)、矿粒沿床面的横向移动。

在横向水流作用下,矿粒沿横向移动,轻而粗的矿粒沿横向移动速度快,重矿物移动速度慢。

在横向水流推动下,位于同一层面高度的颗粒,粒度大的要比粒度小的运动为快,密度小的又比密度大的运动为快。矿粒的这种运动差异又由于分层后不同密度和粒度颗粒占据了不同的床层高度面愈明显。水流对那些接近床条高度的颗粒冲洗力最强,因而轻矿物的粗颗粒首先被冲下,横向运动速度为最大。随着床层向精矿端移动,床条的高度降低,原来占据中间层的矿物颗粒不断地暴露在上表面。于是轻矿物的细颗粒和重矿物的粗颗粒相继被冲洗下来,形成不同的横向运动速度。位于底层的重矿物细颗粒横向运动速度小。它们一直被推送到床面末端的光滑区域,这一区域称作精选区。与此相对的靠近床头的部分则是粗选区。在这两者中间床条来尖灭前一段宽度为复洗区。

(2)、矿粒沿床面的纵向移动。

矿粒沿床面的纵向移动是由床面作不对移往复运动引起的,矿粒在床面发生相对移动的条件是矿粒的惯性力大于床面的摩擦力。

当颗粒的惯性力小于摩擦力时,颗粒即在摩擦力带动下随床面一起作加速运动,就好像矿粒粘附在床面上一样。及至床面的加速度增加到一定值acr时,颗粒的惯性力达到与摩擦力相等。超过这一限度后摩擦力即不足以克服颗粒的惯性力,于是颗粒即沿惯性力方向 (与床面加速度方向相反)相对于床面运动。

acr为颗粒的临界加速度,其意义为颗粒开始在床面上作相对运动时床面所具有的加速度,acr与矿粒和介质的密度、摇床表面性质有关。在其他条件一定时,颗粒的密度愈大、临界加速度亦俞大。显而易见,要使粒在床面上运动,摇床运动的加速度必须超过临界加速度。

现在我们来讨论密度不同的两矿粒在床面上沿纵向的运动差异。粒群经过分层后,位于底层贴近床面的重矿物颗粒具有最大的摩擦系数,在床面的带动下,向前滑动的距离亦最大,由此向上,颗粒层间的摩擦系数愈小,受床面推动的作用力俞弱,因而在更大程度上表现为摆动运动,实际向前运动的距离依次减小,这样便进一步扩大了轻重矿粒沿纵向移动的速度差。

3.不同性质矿粒在床面上的分带

矿粒在床面上既作横向运动又作纵向运动,其最终运动方向应是这两者的向量和。

矿粒实际运动方向与床面纵轴的夹角称作偏离角a,设某矿粒在横向的平均速度为Vy,在纵向的平均速度为Vx,矿粒每一瞬时沿横向和纵向的运动速度并不一样。其最终运动方向只能由横向和纵向的平均速度决定。横向运动速度愈大,偏离角a愈小,矿粒偏向精矿端移动。由前述矿粒在横向和纵向的运动差异可知,轻矿物的粗颗粒具有最大的偏离角,而重矿物的细颗粒偏离角最小。其他轻矿物的细颗粒和重矿物的粗颗粒偏离角则介于这两者之间,具有a1>a2>a3>a4的关系,就构成了轻、重矿物的扇形分带。分带愈宽、分离精度性愈高。分带的宽窄决定于不同矿粒在横向和纵向的运动速度差异。

三、影响摇床分选的因素

1、床面的运动特性

床面运动的不对称程度将影响矿粒床层的松散分层与沿纵向的运搬分带。床面的不对称程序愈大,愈有利于颗粒的纵向移动。在选别矿泥时,应选用不对称程度较大的摇床,如贵阳摇床、弹簧摇床等。

2、床条的形状、尺寸

床条的高度、间距及形状影响着水流沿床面横向流动速度的大小,特别是对条沟内形成的脉动速度影响更大。矩形床条与云锡床条引起的脉动速度大,可在选别粗砂及细砂时使用。三角形床条,尤其是刻槽形床条所能形成的脉动速度很小,适于在细砂或矿泥原料时使用。

3、冲程和冲次

冲程、冲次的组合值决定床面运动的速度和加速度。为使床层在切变运动中达到适宜的松散度,床面应有足够的速度,而从输送重矿物的要求来看,床面还要有适当的正负加速度差值。冲程过小,矿粒不松散;冲程过大,矿粒来不及分层就被运走。冲程、冲次的适宜值主要与入选的物料粒度有关,处理粗砂的摇床取较大的冲程,较小的冲次,处理细砂和矿泥的摇床取值则正好相反。

4、横向坡度与冲洗水

冲洗水由给矿水和洗涤水两部分组成。冲洗水的大小和坡度共同决定着横向水流的流速。处理粗粒物料时,既要求有大水量又要求有大坡度,而选别细粒物料时则相反。处理同一种物料“大坡小水”和“小坡大水”均可使矿粒获得同样的横向速度,但“大坡小水”的操作方法则有助于省水,不过此时精矿带将变窄,而不利于提高精矿质量。

5、给矿性质

(1)给矿量。给矿量大,精矿品位提高,但回收率降低。

(2)给矿浓度。给矿浓度大,处理量大,精矿品位提高,回收率降低。正常给矿浓度一般为15~30%.

(3)给矿粒度组成。适宜处理粒级3~0.037mm,矿石入选前进行分级。

四、试样和设备

1试样为粒度为小于2毫米的锡石和石英混合物料。

2、设备:实验室型摇床1000*450mm一台。

3、仪器:标准筛、秒表、天平、倾斜仪、搪瓷盘、量筒等。

五、实验步骤

1、称取矿样两份,每份矿样锡石占500克,石英占1500克,均匀混合并用水润湿。

2、观察摇床的构造。

3、开动摇床给入适当的冲洗和给矿水,取一份试样从给矿槽均匀给入(约10分钟左右),调节水量及床面坡度,使物料在床面精矿端明显呈扇形分带。

4、物料呈扇形分布后停止给料和机器运转,给水管,冲水管固定在调好的位置不要关闭,记录下给水量和冲水量的大小,观察物料的分带情况。

5、清扫床面和接矿槽的试样。

6、固定以上试验条件,将另一份试样按以上步骤正式进行分选试验,接取精矿、次精矿、中矿、尾矿四个产品。

7、测定并记录摇床的适宜操作条件。

8、将上述四个产物分别烘干、称重、用0.3mm的筛子筛分成八个产品,再将各个产物用电选机把锡石和石英分开,计算各产物的锡品位和各产物中+0.3mm粒级的会含量。

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