选矿学——重选 奔跑的蜗牛整编一、名词解释1.重力选矿：它是基于矿石中不同矿粒间存在着密度差，借助流体作用和一些机械作用，提供适宜的松散分层和分离条件，从而得到不同密度产品的生产过程。
2.沉降：介质中同时存在着许多矿物颗粒，对于任一颗粒来说，它的沉降速度除仍受自由沉降因素支配外，还有由于周围颗粒存在而引起的附加因素的影响。
3.自由沉降：指矿粒在介质中沉降时，不受任何机械力作用，只受介质阻力作用。
4.等将颗粒及等降比：在同一介质中，密度、粒度和形状不相同的颗粒在特定条件下可以具有相同的自由沉降速度。
这样的相应颗粒称为等降颗粒。
密度小的颗粒粒度与密度大的颗粒粒度之比，称为等降比。
5.沉降末速：矿粒所受所有外力的合力为零时，加速度为零，颗粒运功速度最大时的速度。
6. 水力分级：根据颗粒在介质中的沉降速度的不同，将宽级别粒群分成两个或多个粒度相近的窄级别的过程。
7.容积浓度：单位体积悬浮体内固体颗粒占有的体积称为容积浓度。
8.冲程：水流在跳汰室内上下运动的最大距离。
而隔膜或活塞本身运动的最大距离则称作机械冲程9.冲次：水流或隔膜每分钟运动的周期次数。
10.冲程系数：隔膜面积与筛板面积的比值,且小于1。
11.尖灭角：矩形床条与三角形床条的高度均由传动端到精矿端逐渐降低，在末端各床条与尾矿边线条成40度角的斜线尖灭，该角度称为尖灭角。
12.跳汰周期：跳汰过程中脉动水流每完成一次周期性变化所用时间（T ）。
13.跳汰周期曲线：矿粒和水流的运动速度与时间的关系曲线14.粒度分配曲线:表示原料中各粒级在沉沙或溢流中分配率随粒度变化的曲线。
15. 分配率：原料中某一粒级（100）进入沉砂和溢流的百分数称作该粒级的分配率。
16.球形系数：矿粒形状偏离球形的程度可用同体积球体的表面积与矿粒的表面积之比来衡量，称作球形系数，用χ来表示。
17. 复式流化分级机对粗粒级采用上升水流，对细粒级采用流化床技术。
18. 隔膜跳汰机的排矿方式有透筛排料法、中心管排料法、一端排料法 。
19. 矿粒在重介质中为了达到分选的目的，重介质与轻、重矿物的密度之间应该存有的关系21δρδ<<su。
20. 矿物颗粒的粒度表示方法体积当量直径、面积当量直径 、沉降分析法筛分分析法.21. 有效重力的公式表达式 g d G )(630ρδπ−= 22. 干涉沉降等降比大于自由沉降等降比。
23. 个别颗粒在粒群中不受任何机械阻力作用，只受介质阻力作用的沉降称为自由沉降。
24. 重力选矿实质概括起来是：松散－分层－分离 。
25. 阻力的形式基本有两种，一是层流绕流时的粘性阻力，二是紊流统流时的压差阻力。
26. 螺旋选矿机与螺旋溜槽不同之处在于螺旋选矿机槽体内有截取器，来截取矿物。
27.溜槽选矿：在斜槽中借助于斜面水流选矿的方法称为溜槽选矿，选别2～3mm 以上粒级的溜槽称为粗粒溜槽；处理2～0.075mm 的溜槽为矿砂溜槽；给矿粒度小于0.075mm 的为矿泥溜槽。
二、问答题1．试分析密度不同、粒度不同的矿粒在摇床床面上扇形分带的原因和结果，并指出偏离角β的定义。
答：矿粒在床面上即做纵向运动又做横向运动，其最终运动方向是这两者的向量和。
密度大的颗粒的平均纵向速度大于密度小的颗粒，而其平均的横向速度切小于后者，密度小的颗粒运动情况正好与上述相反，这样便出现了密度小的颗粒运动方向偏于横向，密度大的颗粒偏于纵向。
由前述不同密度和粒度颗粒的运动的差异可以知道，轻矿物的粗粒具有最大的偏离角（除了悬浮的矿泥以外），而重矿物的细颗粒则具有最小的偏离角。
其它轻矿物的细颗粒和重矿物的粗颗粒偏离角介乎两者之间，这样便在床面上构成了扇形分带。
奔跑的蜗牛整编矿粒实际运动方向与床面纵轴的夹角称为偏离角。
2．拜格诺学说是如何表达的？它用来解释什么现象。
（附图说明）答：当悬浮液中固体颗粒受到连续剪切时，垂直于剪切方向将产生一种分散压力(又称为层间斥力)，分散压力的大小随层间法向速度梯度的增大而增加。
当剪切速度足够大，大到分散压力与粒群在介质中的重力相平衡时，颗粒即呈现为悬浮状态。
层间剪切斥力学说，对层流中的粒群松散机理作出了科学说明4．简述水力旋流器的分级原理（附图说明之）。
答：矿浆在一定压力下，通过切向进料口给入旋流器，于是在旋流器内形成一个回转流。
在旋流器中心处矿浆回转速度达到最大，因而产生的离心力亦最大。
矿浆向周围扩展运动的结果，在中心轴周围形成了一个低压带。
此时通过沉沙口吸入空气，而在中心轴处形成一个低压空气柱。
作用于旋流器内矿粒上的离心力与矿粒的质量成正比，因而在矿粒密度接近时便可按粒度大小分级（密度不同则得到的是等将颗粒）。
矿浆在旋流器内既有切向回转运动，又有向内的径向运动，而靠近中心的矿浆又沿轴向向上运动，外围矿浆则主要向下运动。
所以它是属于三维空间运功。
在轴向矿浆存在一个方向转变的零速点，连接各点在空间构成一近似锥形的面，称作零速包络面。
细小颗粒离心沉降速度小，被向心的液流推动进入零速包络面由溢流管排出成为溢流产物、而较粗颗粒则借较大离心力作用，保留在零速包络面外，最后由沉沙口排出成为沉沙产物。
零速包络面的位置大致决定了分级粒度。
5．绘图简述弱紊流矿浆流膜的结构，并说明流膜各层在矿物分选中的作用。
答：在稀释表流层中，有着不大的脉动速度，如果颗粒的沉降速度接近或低于该层的脉动速度，则其将保持悬浮而难以进入底层。
故该层的脉动速度就大致决定了粒度分选下限。
在弱紊流中，浓缩悬移层借强度较大的脉动速度维持粒群悬浮，其结果与在上升流中悬浮不均匀粒群的情况类似。
在给矿浓度不很大时，明显地存在着上稀下浓现象。
粗颗粒和密度大的颗粒较多地分布在下层。
除了小尺度高强度的漩涡外，大尺度的回流还不时地将重矿物转送到底层，同时将底层轻矿物提升到本层来(在此层因浓度很高静压强已起作用)，进行初步的按密度分层。
弱紊流中的流变层没有紊动扩散作用，颗粒借剪切运动中产生的层间斥力(拜格诺力)维持松散。
由于此层粒群的密集程度较高，且又没有大的垂直介质流速干扰，因此，分层能够接近按静态条件进行。
各局部区域悬浮体密度不同，将造成内部静压强不平衡。
于是，在稍有松散的条件下，将发生相对转移，其结果造成了轻矿物被重矿物排挤向上层转移，而重矿物则保留在本层中。
流变层是按密度分层的最有效区域，需要适当地限制给矿粒度范围是很必要的。
沉积层形成了一种类似塑性体的高浓度粘性流层，在其上部矿浆流带动下，稍有流动性。
轻、重矿物发生交换转移的作用已非常微弱。
6. 常用跳汰曲线有哪几种形式，分别对应什么类型的跳汰机？适宜处理什么性质的物料？答：(1)正弦跳汰周期曲线，相同的上升和下降水速及作用时间。
对应的跳汰机：上动型隔膜跳汰机，适宜处理的矿料是偏粗和中等粒级的矿料。
(2)上升水速大、作用时间长的不对称周期曲线。
适宜处理粗中粒窄级别物料(3)上升水速大于下降水速，而作用时间相等的不对称周期曲线，适宜处理宽级别细粒物料(4)上升水速大、作用时间短的不对称跳汰周期，处理宽级别或不分级物料，奔跑的蜗牛整编对细粒级也有较高的回收率。
应用设备：选别砂矿的圆形跳汰机和选煤的无活塞跳汰机(5)上升水速较缓但作用时间较长的不对称跳汰周期，从整体来看对分选宽粒级或不分级物料有利，如处理不分级煤。
(6)只有上升水流的跳汰周期，适用于分选窄级别原料或相对密度很大的贵金属(Au 、Pt 等)，水力鼓动跳汰机。
(7)只有下降水流的跳汰周期，处理宽级别或矿物比重差较小的原料，但是设备处理量则很低，动筛跳汰机。
7、试以正弦跳汰周期为例，解释跳汰机水流运动特性及其对床层松散与分层作用。
答：可将正弦跳汰周期分为四个阶段来看.第一阶段——水流上升运动前半期（20π—）。
水流速度由零增长到最大，加速度由最大到零，且方向都为正（向上）。
此阶段床层比较紧密，限制了颗粒的相对运动，主要是抬起床层占据一定的空间高度。
第二阶段——水流上升运动后半期（ππ—2）。
水流做减速上升，速度方向仍为正，其值由最大逐渐降至零。
床层在速度阻力推动下继续上升，松散度逐渐达到最大。
由于加速度的方向向下，对按密度分层是不利的，故应予限制。
第三阶段——水流下降运动前半期（23ππ—）。
水速速度方向向下，速度由零逐渐到负向最大，加速度也向下，即他们方向为负。
底部重矿物颗粒已开始落到筛面上，沉降速度迅速变为零，整个床层也在下降中逐渐紧密起来，机械阻力开始增大。
粒度较大的粒子首先失去了活性，而粒度较小的颗粒则在逐渐紧密的床层间隙中继续下降。
第四阶段——水流下降运动后期（ππ223—）。
水流继续向下运动，但速度逐渐减小到零，粗大的和中等粒度的颗粒已基本上停止了运动，只有细小颗粒在吸入作用下进行钻隙运动，8、简述螺旋选矿机的分选原理以及影响其工作的因素。
答：矿粒在螺旋槽内的松散分层过程与一般弱紊流中的作用一样，矿粒群在沿槽底运动过程中，重矿物颗粒逐渐转入底层，轻矿物进入上层，大约在第一圈之后即初步完成了分层。
分层后，便形成了以重矿物为主的下部流动层，和以轻矿物为主的上部流动层。
在同一径向位置上，下层颗粒密度大，又与槽表面接触，受上面的压力最大，因此运动阻力也大。
处于上部流层的颗粒则相反，所受运动阻力较小。
这样便增大了上下流层间的速度差，轻矿物颗粒位于纵向流速高的上层液流内，因而派生出较大的惯性离心力，同时横向环流又给予它们方向向外的流体动压力作用，这二者的合力将超过颗粒的重力分层和摩擦力，这样轻矿物颗粒便向槽的外边缘移动。
重矿物颗粒处于纵向流速较低的下层液流内，因此具有较小的惯性离心力，而颗粒的重力分力和横向环流则给予它们方向向内的流体动力作用，后两项力将超过颗粒的惯性离心力和摩擦力，于是便推动中矿物颗粒向槽的内侧移动并富集于内侧区域。
悬浮于液流中的矿泥则被甩到了槽的最外缘。
其它中间比重的连生体和一些分层后居于中间位置的颗粒则占据着槽的中间带。
分带结果是，最内缘集中着重矿物的细颗粒，由内向外依次为重矿物的粗颗粒，轻矿物的细颗粒，轻矿物的粗颗粒，最外缘为悬浮于液流中的细泥。
影响工作的因素：结构因素和操作因素。
前者有螺旋直径、槽子的横断面形状、螺距和螺旋圈数等；后者有给矿体积、给矿浓度、冲洗水量以及矿石性质等。
9. 怎样判断两种矿物重选分离的难易程度?重选是根据矿物密度不同进行矿物分离的，重选必须在介质中进行。
因此矿物的密度、介质的密度是影响重选过程的最重要的因素。
两种矿物重选分离的难易程度可粗略地用下式判断：ρδρδ−−=12E 式中 δ1，δ2，ρ—分别为轻矿物、重矿物和介质的密度E 值：E>2.5极容易，2.5>E>1.75容易，1.75>E>1.5中等 ，1.5>E>1.25困难，E<1.25极困难。
