重介质选矿的基本原理

第04次课重介选煤第一节概述一、重介质选矿的基本原理广义上的重力包括有地球引力而产生的重力和在离心力场中沿径向方向的离心力。

在离心力场中，离心力公式为：2mvFr，也就是速度越大，离心力越大。

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(也就是浮力原理：浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量)进行的。

二、重介质的种类和加重质的选择1、重介质的种类重介质有重液与重悬浮液之分。

重介选矿的重介质属于重悬浮液。

2、加重质的种类选矿用的重介质有三种硅铁、方铅矿和磁铁矿。

选煤厂用的加重质是磁铁矿粉。

3、重悬浮液的性质悬浮液是一种不均质的两相系统，在固、液两相间具有很大的相界面。

第二节重介质分选机一、重介质旋流器重介质旋流器种类很多，从给料方式上有无压和有压两种，从洗选产品种类上有两产品和三产品之分。

不管哪一种重介质旋流器，其基本结构都比较简单。

两产品旋流器都是圆筒-圆锥结构，三产品旋流器都是圆筒结构。

但是，其工作原理却极其复杂。

(1)三产品旋流器的工作原理是：重悬浮液以一定的工作压力沿切线方向进入一段旋流器，原料煤则和重悬浮液一起（有压给料式）或从顶端沿轴向以自重方式（无压给料式）进入一段旋流器，在离心力作用下物料按密度分层，重物料向旋流器壁移动，在外螺旋的轴向速度作用下，由底流口进入第二段旋流器，轻物料则移向中心空气柱并随着中心内螺旋流排出，即为精煤。

随同进入第二段旋流器物料的悬浮液由于在一段旋流器内受离心力场的作用而增浓，即密度增加，二段旋流器内的分选过程基本与第一段相同，只是分离密度高一些，能分出中煤及矸石。

因此，重介质旋流器的分选原理可以用“分离锥面”学说来概括，即在旋流器内存在一个高低密度物料的分离界面，界面是轴向零速面和径向零速面的综合面，该界面上的密度一般等于分离密度，原料煤进入旋流器后，位于旋流器分离锥面内高密度物料由中心外移，并进入外螺旋上升流（一段）或下降流（二段）由底流口排出；低于分离锥面密度的物料则向中心移动进入下降流（一段）或上升流（二段）由溢流口排出，从而完成分选过程。

重介选煤的基本原理重介选煤是一种利用重介质进行分选的煤炭加工技术，其基本原理是根据不同物理性质的差异将混合物分离成不同密度的两部分。

本文将从以下几个方面详细介绍重介选煤的基本原理。

一、重介质重介质是指密度大于水的液体或固体，常用的有磁性流体、金刚石悬浮液、铁粉悬浮液等。

在重介选煤中，通常使用的是稀土永磁材料制成的永磁流体或铁粉悬浮液。

这些重介质具有密度大、稳定性好、可回收利用等优点，可以有效地实现对混合物中不同密度组分的分离。

二、原理1.浮力原理根据阿基米德原理，物体在液体中受到向上的浮力大小等于其排开液体的体积乘以液体密度。

在重介选煤中，混合物经过加入重介质后会形成两个相互分离的层，其中密度较大的组分会沉降到底部，而密度较小的组分则会浮到重介质表面。

这是由于密度较大的组分受到的浮力较小，无法与重介质竞争，因此会沉降到底部；而密度较小的组分受到的浮力较大，可以与重介质竞争，因此会浮到表面。

2.惯性原理在重介选煤中，混合物经过加入重介质后通过旋流器或离心机等设备进行分离。

当混合物进入旋流器时，由于离心力的作用，密度较大的组分会向外侧移动，而密度较小的组分则会向内侧移动。

这是由于惯性原理的作用，在旋流器中，由于速度快慢不同导致了不同密度组分向不同方向运动。

3.表面张力原理在重介选煤中，混合物经过加入重介质后通过气泡法进行分离。

气泡法是利用气泡与固体颗粒之间的表面张力差异使颗粒上浮或下沉实现分离。

当气泡被注入混合物中时，它们会吸附在颗粒表面并将其带到液体表面。

在液体表面，气泡的表面张力会将颗粒推向液体表面或底部，从而实现分离。

三、影响因素1.重介质密度重介质密度是影响重介选煤效果的关键因素。

一般来说，重介质密度越大，分离效果越好。

但是过高的密度会导致设备成本增加、能耗增加等问题，因此需要根据具体情况进行选择。

2.混合物性质混合物中不同组分的密度差异越大，分离效果越好。

此外，颗粒大小、形状、比表面积等也会影响分离效果。

浅析矿业加工中重力选矿的发展状况摘要：重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法，它的基本原理是阿基米德原理：即浸在介质里的物体受到的浮力等于物体所排开的同体积介质的重量。

密度大于分选介质密度的矿粒，在介质中下沉；密度小于分选介质密度的矿粒，在介质中上浮。

虽然物料在分选机中的分层过程主要决定于物料的密度和介质的密度，但是在分层时，往往有一部分细粒级矿粒，在分选机中来不及分层就被排出，降低了分选效率。

同时，分选机中悬浮液（重液）的流动和涡流；物料之间的碰撞、悬浮液对矿粒运动阻力和矿粒的粒度、形状等因素的影响，都会降低分选效果。

关键词：重介质选矿法选矿优点选矿缺点应具备条件发展状况重选的特点矿粒间存在密度的差异，分选过程在运动介质中进行，在重力、流体动力及其他机械力的综合作用下，矿粒群松散并按密度分层，分层好的物料，在运动介质的作用下实现分离，获得不同的最终产品。

重选的目的主要是按密度来分选矿粒。

在分选过程中，密度差别起主导作用，应创造条件，以减少矿粒的粒度和形状对分选的影响。

重力选矿法的基本应用重选适于处理有用矿物与脉石间具有较大密度差的矿石或其他原料。

它是处理粗粒、中粒和细粒(大致界限是大于25毫米、25"2毫米、2～O．1毫米)矿石的有效方法。

在处理微细矿泥(小于0．1毫米)时效率不高，现代的流膜选矿设备有效回收粒级可以到20-30微米，离心选矿机可以到10微米。

近年在非金属矿加工工业中重选也得到了发展，主要用于处理石棉、金刚石、高岭土、磷灰石、硫铁矿等矿石。

在选别铜、铅、锌、锑、汞等硫化矿的浮选厂。

也常采用重选法进行矿石预选。

在主选流程中重选常与其他选矿工艺组成联合流程，以提早在粗粒状态下选出精矿或尾矿。

这样将有利于降低生产成本并减少金属损失。

当处理某种矿石有多种方法可供选择时，重选法总是被优先考虑。

重选要在一定的流体介质中进行，所用介质通常为水，亦有时用空气或重介质(重液或重悬浮液)。

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。

立志当早，存高远重介质选矿的基本原理及应用有限，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重悬浮液一一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一200 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硅铁一选矿用的硅铁含Si 量为13%~ 18%，这样的硅铁密度为6. 8 g/cm3.，可配制密度为3.2~3.5 g/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(属合杂硅铁〕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方铅矿一一纯的方铅矿密度为7.5 0g/cm3，通常所用者为方铅矿精矿，Pb 品位为60%，配制的悬浮浓密度为3.5 g/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5.0 g/cm3 左右，用含Fe 60%以上的铁精矿配制的。

1、什么是重介质选矿？其基本原理是什么？答：矿粒在介质中进行分选的过程即为重介质选矿其基本原理是阿基米德原理，即浸在介质里的物体受到的浮力等于物体所排开的同体积介质的重量。

2、重介质旋流器分类：（1）按外形结构分：圆柱形，圆柱圆锥形（2）按选后产品分：两产品、三产品（3）按入料方式分：周边（无压）、中心（无压）、周边（有压）（4）按安装方式分：直立式、倒立、卧式3、选煤用重介质悬浮液的主要特点：（1）悬浮液中的悬浮颗粒在变通显微镜下，甚至用肉眼都能看到。

（2）分散相（水）和悬浮粒子之间有明显的相界面。

（3）由于悬浮液中悬浮粒径较大，在重力作用下会产生沉降，具有动力不稳定性。

4、加重介质的主要特性：密度、粒度组成、机械强度、化学活性、导磁性以及回收特性等。

5、影响悬浮液动态稳定性的因素？（1）加重质的粒度，粒度越低小，稳定性越好，但粘度增高，且使设备净化回收费用增加。

（2）加重质的密度。

密度低，自由沉降速度越小，稳定性越好。

（3）悬浮液密度。

密度越高，稳定性越好，但粘度越大。

（4）杂质的影响。

混入杂物（如煤泥）有利于提高稳定性。

（5）其它影响因素：药剂、机械力、电磁力、水流动力等。

6、影响旋流器工作的主要因素？（1）旋流器的结构参数、圆柱直径、给矿口的形状和尺寸、溢流口直径、底流口直径、圆柱长度、溢流管伸入深度、旋流器的锥角和锥比及安装角度。

（2）旋流器的入料压力（3）分选悬浮液密度（4）悬浮液中煤泥含量7、磁性悬浮液净化回收的几种流程及优缺点：（1）浓缩——磁选——再磁选流程优点：提高磁选机入料浓度，可减少磁选机台数，并能分出部分澄清水循环使用。

缺点：浓缩机过大时，基建投资高，浓缩机小时，细粒重介质和煤泥易进入溢流中，污染循环水，在水量不平衡时，造成循环水外排，介耗加大。

（2）磁选——浓缩——再磁选流程优点：可使细粒磁铁矿粉得到有效回收，降低介质损失，减少二段磁选机的台数。

缺点：由于有预磁设施，使磁选机脱水槽面积、磁力分布和磁强度对回收均有较大的影响，使控制因素增加。

重介质选矿以及常用的重介质重介质选矿就是把粉碎到一定粒度的矿石，放入到密度大于水的流体(即重介质)中，根据浮力原理，密度小于介质的矿粒就会浮起，而密度大于介质的矿材就会沉下，分别截取两种产物，就实现了重介质选矿。

由此可见，重介质选矿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，而介质本身的性质倒是影响选别的重要因素。

重介质分为两大类：重液和重悬浮液。

重液是一些密度大的有机液体或无机盐类的水溶液，可用有机溶剂或水调配成不同的密度。

常用的重液有：①三溴甲烷(CHBr3)或四溴乙烷(C2H2Br4)，最大密度为2.9-3.0g/cm。

②杜列液，系碘化钾(KI)与碘化汞(HgI2)技KI：HgI2＝11：24比例配成的水溶液，最大密度为3.2。

③二碘甲烷(CH2I2)。

最大密度为3.3g/m3。

④克列里奇液，系甲酸钝(HCOOT1)和丙二酸铊[CH2(COOT1)2]配成的水溶液，最大密度为4.25 g/m3。

这些重液一般都价格昂贵，有些还对人体有伤害，故只限于实验室使用。

工业上采用重悬浮液为重介质，重悬浮液是由细粉碎的密度大的团体颗粒与水组成的两相流体，大密度颗粒起着加大介质密度的作用．故又称作加重质。

选矿用的加重质主要是硅铁、磁铁矿、方沿矿和黄铁矿等，它们的性质见表3-5。

加重质应当密度大，价值便宜，容易回收再用，且对选矿不产生有害作用。

硅铁是一种较好的加重剂，其含硅量在13％-18％较好，磁性强又便于粉碎，但价格较高。

磁铁矿、方铅矿和黄铁矿做加重质是用这些矿物的精矿，细度要求小于200目的占60％-80％。

方铅矿密度大，但硬度小，易泥化；磁铁矿和黄铁矿价格低，硬度大，但密度小。

目前，磁铁矿应用较为广泛，这是因为用磁选回收比浮选回收方便且费用较低。

利用重介质选矿技术提高低品位萤石矿的回收率提高低品位萤石矿的回收率是矿山开采中的重要课题，而利用重介质选矿技术是一种有效的矿石分选方法。

本文将详细介绍利用重介质选矿技术提高低品位萤石矿的回收率的原理、方法和应用前景。

一、利用重介质选矿技术提高低品位萤石矿的回收率的原理重介质选矿技术是利用不同密度的重介质将矿石样品在液体介质中进行分选的方法。

该技术适用于矿石中的矿物具有不同密度的情况，通过选矿机械的力学作用和液体介质的浮力作用，将矿石样品分离为各自密度范围的不同产品。

对于低品位萤石矿而言，其矿石中的杂质较多，硬度相对较低，存在着粒度较为复杂的问题。

而利用重介质选矿技术可以通过控制介质密度和选矿机械参数，实现对低品位矿石的有效分离。

二、利用重介质选矿技术提高低品位萤石矿的回收率的方法1. 选矿设备的选择：重介质选矿技术需要选择合适的选矿设备，常见的设备包括重介质分选机、旋流器、旋沉器等。

根据低品位萤石矿的实际情况和选矿要求，选择适合的设备进行分选。

2. 介质的选择和配置：重介质的选择是重要的一环。

常见的介质有水、重介质悬浮液等。

根据不同矿石的密度差异，选择适当的介质密度，配置合理的介质悬浮液。

3. 进料控制：通过控制进料的流量、浓度和粒度分布，可以实现矿石在选矿设备中的均匀分布和顺利分离。

合理的进料控制有助于提高回收率和品位。

4. 设备参数的调整：对于不同矿石的特性，需要调整选矿设备的参数，如选矿机械的转速、倾角等，以获得最佳的分选效果。

通过对设备参数的不断优化调整，提高低品位萤石矿的回收率。

5. 废渣处理：利用重介质选矿技术可以将萤石矿中的杂质分离出来，但产生的废渣也需要进行处理。

对废渣进行综合利用或环境友好处理，达到资源循环利用和环境保护的目的。

三、利用重介质选矿技术提高低品位萤石矿的回收率的应用前景利用重介质选矿技术可以有效提高低品位萤石矿的回收率，增加矿石的经济价值。

同时，该技术还具有以下应用前景：1. 降低采矿成本：通过有效提高低品位萤石矿的回收率，可以减少开采量和选矿过程的能耗和工艺成本，降低矿石的开采成本。