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沉降分析法的应用

放大字体  缩小字体    发布日期:2020-05-22  浏览次数:742
核心提示:小于75微米的物料,筛分效率低,筛析操作烦杂,最好釆用其他方法进行粒度分 析。常将小于75微米的颗粒,称为亚筛颗粒,相应的粒度分析技术,称为亚筛技术(Sub -Sieve Technique) o选矿工艺试验中常用几种亚筛技术已列在表2-1中。水析和
       小于75微米的物料,筛分效率低,筛析操作烦杂,最好釆用其他方法进行粒度分 析。常将小于75微米的颗粒,称为亚筛颗粒,相应的粒度分析技术,称为亚筛技术(Sub -Sieve Technique) o选矿工艺试验中常用几种亚筛技术已列在表2-1中。水析和风析 属沉降分析方法,都是按照沉降速度分离物料颗粒,确定其粒度组成的方法。

可见,沉降速度不仅取决于固体颗粒粒度,而且取决于它的密度,因而沉降分析法 原则上只适用于测定均质物料的粒度。但是,由于它模拟了选矿工艺中的分级过程,因 而仍然是一个能够被普遍接受的方法。习惯上,对于矿石试样,是按照构成矿石主要基 质的矿物,例如石英,计算沉降末速。按沉降速度算出的粒度,是沉降速度与待测颗粒 相等的球体的直径,叫做等值直径或当量直径。

沉降分析法的应用范围受斯托克斯公式的应用范围约束。为了使斯托克斯公式的 误差不超过5%,雷诺数不大于0.2,相应地,水析的粒度上限大致不应大于40微米。 水析的粒度下限大致为1微米,再细时沉降时间太长,且易受水流中随意性扰动的影 响,增大试验误差。

沉降分析可在重力场中进行,也可在离心力场中进行。介质可以是液体(通常用 水),也可以是气体。有的是让固体颗粒在静止介质中沉降(沉降法),有的是利用流动 介质使物料按粒度分布(流体分级法)。广义的水析和风析泛指在水和空气中进行的一 切沉降分析技术;选矿工艺上常说的水析和风析则主要是指,模拟工业分级过程将物料 按沉降速度分离为不同级别的粒度分析方法。它同筛分分析一样,不仅可以测定物料 的粒度组成,而且可以具体地得到不同粒度区间的产品,供化学分析和矿物学研究用, 因而被看作是选矿工程中最重要的亚筛级粒度分析技术。水析和风析,一般在动态下 进行;沉积法则属静态沉降法,有的是根据固体沉积量与悬浊液沉降时间的关系(沉降 天平法),有的是根据悬浊液中固体含量随沉降时间的变化关系(吸管法、浊度法、压差 法、比重计法)计算物料的粒度组成,都不需要,也不能将物料直接分为不同粒度的产 品,其优点是都有专用仪器可资利用,操作简便迅速。

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(1) 淘析法 淘桁分离装置如图2-4所示。称50 - 100克待试物料放进一小烧杯 内加水润湿后倒进容积为2~5升的玻璃杯(缸)内,加水至标明的刻度处,用搅拌器搅 拌,使试料悬浮,然后停止搅拌,待液面基本平静后,开始记时,经过"秒钟后打开虹吸 管止水夹3,将h高的悬浮液全部吸出放入容器4中,重新加水到刻标处,进行第二次淘 析,如此反复,直至吸出的水不再浑浊为止,将吸出的产物过滤烘干、称重。选用不同的 分离粒度,按式(2-7)算出相应沉降末速,就可求出所需的不同沉降时间在不同沉 降时间下淘析,就可得到不同粒度级别的产品。测定时须注意让虹吸管管口与沉积物 保持一定距离,以免将沉积物吸出。为创造按近于自由沉降的条件,悬浊液浓度应小于 3%。为避免矿粒团聚影响,可添加水玻璃或六偏磷酸钠等分散剂。悬浊液中水玻璃浓 度一般以0.01-0.05%为宜,六偏磷酸钠浓度可低些。

(2) 连续水析器连续水析器由一套不同直径的上升水流分级管串联组成(图2- 5)。流经各管的水流量相同,但管截面不同。因而管中上升水流速度不同,这就可使具 有不同沉降末速的物料,滞留在不同的分级管中。设计时,分离粒度可定为75,38,20 (或19)、10微米(按ISO标准#40/3和#10系列,但给料中+75微米颗粒一般已筛去, 少数残余也将主要滞留在给料杯中,很少进入分级管。为避免物料团聚带来误差,同样 须添加分散剂,也可先加分散剂用淘析法脱去大部矿泥后,再用连续水析器分级。

(3) 串联旋流分级器瓦曼(Waxman)公司设计的这一旋流分级器,是国际上选矿 实验室最广泛地使用的亚筛级粒度分析器之一,它由五个倒置的水力旋流器串联组成,

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图2-5连续水析器

1 -给矿瓶;2-止水夹;3 -烧杯;4 -搅拌器;5和11 -75!n分级管;

6 -玻璃管;7 -套管;8、9、10、12 -软胶管
13、14.15-38、20、10!n 分级管;18 -空气管;
17 -溢流瓶;18-溢流收集箱(图中未绘出)


       物料在离心力场中分级。每一个旋流器的进浆口和溢流口的直径都要比前一个旋流器小,相应地进浆速度以及旋流器内的离心力要比前一个旋流器大,从而使分离粒度逐次减小,故可得出不同粒级的产品。对于密度与石英相近的物料,旋流分级器的有效分级范围为40~8微米,对于方铅矿这样的高密度矿物,分离粒度下限可降至4微米。一次完全的水析大致持续20分钟,然后即可将各粒级产品从顶部沉砂口放出。每个旋流器的分离粒度由制造厂在标准操作条件下标定。如果操作条件不同,就要利用专附图表进行修正。

C风析试验技术

风析原理与水析相同,只不过用气流代替水流。在重力场中工作的,称重力风析, 在离心力场中工作的,称离心风析。风析器中矿粒(粗粒)与气流逆向运动的,称逆流风 力分级器,沿垂直方向运动的,称横流分级器。多道迂回风力离心分级器(100MZR),是 一种较完善的风析器(图2-6),试料3由螺旋给料器2给入,立即被气流5捕获,细粒 从分级转盘4中的曲折通道中通过,抽往一旋流器中,沉积下来,粗粒则被甩向转盘外 缘经一开孔进入粗粒收集器内。为了加强气流的分散,在分级转盘上装有凸缘。分级 粒度范围为2~80微米。风析比水析快且准确,因空气阻力比水小,且可避免凝聚现 象。当然,前提是试料必须是干燥而分散的。

(四)颗粒计数法

计数法是用直接统计不同粒度颗粒个数的方法确定物料的粒度组成,可分为间接法和直接法两类。

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图2-6 100MZR型风力离心分级管

1-传动轴;2-给料器;3 -给料;4 -分级转盘;

5 -分级气流;-粗粒;7-细粒

所谓间接法,是对颗粒的图像进行测量和统计,故又称为图像法,包 括从利用宏观放大镜和宏观照相术到利用光学和电子显微镜以及电子探针测定,图像 与实物的比例从缩小100倍到放大105倍。直接法是对实物颗粒进行直接测量和统 计,可进一步分为机械计数法(包括对大块矿石的直接人工测量)和场干扰法两类。场 干扰法的基本原理是利用固体颗粒穿过某一物理场(电、磁、声、光)时导致场强变化,借 助于输出的脉冲讯号统计不同粒度颗粒的数量,属于这一类的有一系列现代粒度检测 仪,如激光粒度测定仪和库尔特公司制造的利用电场干扰原理设计的库尔特计数仪(电 敏测粒仪)。


 
 
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