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分级和洗矿试验

放大字体  缩小字体    发布日期:2020-05-22  浏览次数:743
核心提示:分级试验分级作业,在磨矿回路中用于控制磨矿产品粒度,常用的分级设备是机械分级机和 水力旋流器;在选别作业前,被看作是一种准备作业,目的是缩减粒度差别对选别效率 的不利影响,常用1的分级设备为带上升水流的多室水力分级机和水力旋
 分级试验

分级作业,在磨矿回路中用于控制磨矿产品粒度,常用的分级设备是机械分级机和 水力旋流器;在选别作业前,被看作是一种准备作业,目的是缩减粒度差别对选别效率 的不利影响,常用1的分级设备为带上升水流的多室水力分级机和水力旋流器等。尽 管水力旋流器具有占地少和易维护等优点,却并不能完全取代那些传统的,在重力场中 分级的设备。特别是在粗粒范围内,旋流器能耗太高,并且分级效率也不及机械分级 机,因而在粗磨回路中宁愿采用机械分级机而不用旋流器。同样,摇床选别前的分级作 业使用一台简单的多室水力分级机比用旋流器多次分级简便合算。

在选矿工艺试验中,一般不要求对分级作业和分级设备本身进行考察。在选矿前 的分级,目的多半只是为了获得不同粒级的物料供下步试验用,因而对分级设备的型号 没有严格要求,有时甚至可以用筛子代替分级机分级。

影响机械分级机工作的因素较多,除了影响颗粒沉降的基本水力学因素以外,需调 节的还有搅拌状况、沉砂脱水时间,脱水区的斜度、沉降区深度等,因而在实验室内使用 的机械分级机必须直接模拟工业设备。即使这样,也很难说实验室试验结果能与工业 生产完全吻合。

实验室内做旋流器试验同样是困难的,原因是对稍粗一点的待分级物料,若根据其 分离粒度选择合适的旋流器尺寸,则其处理量通常太大。因而只在分离粒度较小或分 离粒度虽较大但所需分级的试样量也很大时,才釆用水力旋流器分级试验物料。

实验室用水力旋流器规格通常较小,直径一般为25 - 125毫米,为了便于调节各项 结构参数,应备有一套尺寸不同的可拆换的部件。由于旋流器的给料必须连续、恒压给 入,因而试验装置须附有给矿斗,砂泵和压力计等一套附属装置和仪表

为了获得所需的分离粒度,除了可以根据理论公式初步计算以外,还必须通过试验 探索,只有在试验结果表明其分离粒度和分级效率均已符合要求后,才能用于正式试样 的分级。实验室旋流器试验的目的,通常只限于完成试验物料的分级和确定其分离粒 度。为了确定工业生产旋流器的型号、尺寸、结构参数和压力,设计人员往往更多地依 靠自己的经验而不是实验室小型试验结果。国外的一些商业性实验室和制造厂家由于 近20多年来在这方面已积累了足够的经验,往往可以有把握地利用计算机程序根据试 样的筛析资料、密度和矿浆浓度提出推荐性数据。
  
    (二)洗矿试验

洗矿一般是一种准备作业,但也是一种预选作业,有时也可以是主要选别作业。洗 矿的目的是利用机械擦洗和水力冲洗作用将粘土和细粒从块状矿石表面洗掉,所需的 机械力和水力取决于矿石的可洗性或者说洗矿难易度。洗矿试验的目的是确定矿石 的,可洗性和洗矿指标。

矿石可洗性的评定

图片12

图2-7实验室单室分级箱

1-沉砂收集瓶;-分级箱;3 -胶皮管;4 -挡板;5 -流槽;6 -给矿槽

矿石的可洗性与粘土的性质及矿石的含泥量有关。粘土的性质是指粘土的塑性、 膨胀性和渗透性。

粘土的膨胀性是指粘土受润湿后体积增大的程度。膨胀性愈大,愈易洗。渗透性 则是指粘土被水渗透的能力。渗透性愈大,则愈易洗。

评定矿石的可洗性还可使用另一些判据。例如,可以用洗每吨矿石所耗电能的数 量作为判据,将每吨原矿耗电量为1 ~0.5、0.5~0.25和<0.5千瓦小时的矿石分别划 作难洗、中等可洗和易洗矿石;还可用标准圆锥体在粘土试样上的陷入深度评价可洗 性。

表2-2矿石的可洗性

K值

> 15

15-7

7-1

<1

塑性

可洗性

最难

较难

洗矿试验设备和方法

常用的洗矿设备槽式洗矿机、圆筒洗矿机、洗矿筛和螺旋分级机。在试验室中还 可利用圆桶等容器和手动筛进行人工洗矿。实验用洗矿机一般是工业型设备的比例缩 小。例如,可以使用360x2000毫米的槽式洗矿机或!350$ 650毫米的圆筒洗矿机。

试验室内洗矿工艺试验的目的是考察某一矿石的洗矿效果,即洗矿工艺指标,洗矿 效果可以用洗矿产品的粒度分析结果和有用成分在产品及其各粒级中的含量和分布率 评佶判断。为了获得最佳工艺指标需要调节操作参数,但后者不能直接用作工业设计 的依据。

五、密度(比重)组分分析和可选性曲线

密度(比重)组分分析又称重力分析或(不严格地)叫做浮沉试验,其实质是,在接近 理想的条件下将矿粒按密度(比重)分为不同部分,分别称重和化验,据此算出该矿样的 密度(比重)组成以及有益和有害成分在不同密度(比重)部分中的分布率,用以判断矿 石在不同破碎粒度下的解离特性和可能达到的极限选别指标,初步选定矿石的入选粒 度。

将矿块(粒)分离为不同密度(比重)组分的方法通常有四种:(1)逐块测密度(比 重)(2)在重液中分离;(3)在重悬浮液中分离;(4)在顺磁性液体中分离。后三者可统 称为浮沉试验。

(一)浮沉试验技术

最常用的浮沉试验方法是重液分离法。

重液,是指密度比水大的液体,包括有机重液、无机盐溶液和熔盐三类。

适用的有机重液为各种卤代烷,如四漠乙烷一密度(比重)2.968克/厘米(20 - 4.)和三漠甲烷一密度(比重)2.891克/厘米3(20~4.)。三漠甲烷是无色易流动液 体,不会使矿物分解,也不腐蚀橡胶,缺点是易挥发,蒸气会刺激粘膜和听觉器官,在阳 光下易分解。四漠乙烷也是无色易流动液体,化学性质不活泼,挥发性比三漠甲烷小但 粘度较大。这两种卤代烷以及可用作重液的其他卤代烷均难溶于水而易溶于轻质有机 溶剂,如酒精和四氯化碳中,因而可用它们作为降低重液密度(比重)的稀释剂。用分馏 的方法可使卤代烷和溶剂分离。用酒精做稀释剂时还可用水洗法:三漠甲烷一酒精混 合液兑水搅拌后酒精将与水混溶并从三漠甲烷中析出分层,浮于上部,利用分液漏斗即 可使这两种液体分别回收再用。

分离密度(比重)高时可用蚁酸铊和丙二酸铊复盐水溶液,又称克列里奇液,25.时 饱和溶液密度(比重)为4.3克/厘米3,化学惰性,可与任何比例的水混合而配成不同密 度(比重)的重液,用蒸发的方法可使它浓缩再生。它的缺点是价格很高且对皮肤的腐 蚀性极强,是重液中毒性最强者,因而操作时必须特别小心!

选矿试验中常用的无机盐溶液为杜列液,即二碘化汞和碘化钾溶液,最高密度(比重)3.17-3.19克/厘米3,配制方法如下:按1:1.24的比例分别称取碘化钾和二碘化 汞,将碘化钾置研钵内研细,再与二碘化汞混合,并小心搅拌,然后在强烈搅拌下将混合 物溶解于冷水内,每1千克混合物加冷水160毫升,即可得出密度(比重)为3.17-3.19 克/厘米3的浓溶液。若密度达不到,可将溶液蒸发,直至出现薄膜为止,放冷后搅拌, 必要时可加1-2滴水,使薄膜落去,然后兑以不等量的水,即可按要求得出一套具有不 同密度的溶液。杜列液有毒,会腐蚀皮肤,会同金属及金属硫化物反应,这些缺点使它 的应用受限制。

煤的可选性研究所需的分离密度较低,故常使用价格低廉的氯化锌水溶液做重液, 70%氯化锌水溶液20.时密度为1.962克/厘米3

重液的密度(比重)可用市售或自制的浮子式比重计、比重瓶或液体比重天平测定。

块状和粗粒(>1-0.5毫米)物料的分离试验,可在容积不小于250毫升的烧杯、玻 璃缸、白铁桶等普通筒形容积中进行。细粒(小于1-0.5而大于0.1-0.075毫米)的分 离则可在分液漏斗中进行。小于0.1 -0.075毫米的物料,需在离心力场中分离,可利 用普通的或特制的离心试管作分离容器。

为了得到更高的分离密度,须利用各种易熔盐类,在熔融状态的盐中分离矿物。密 度大于4克/厘米3的熔盐有:(1)硝酸银AgNO3,密度4.1克/厘米3,熔点198.;(2)硝酸 银和碘化银合金,碘化银密度6克/厘米3,熔点552.,硝酸银和碘化银按不同比例混合 可得4.1-6克/厘米3的不同密度的熔融体,熔点下降为65 - 70.:(3)硝酸亚汞HgNO3 •H2O,密度4.3克/厘米3,熔点70.; (4)氯化铅PbCl2,密度5.0克/厘米3熔点468.。 显然,在熔盐中分离操作将比较复杂,故主要用于物质组成研究中分离少量物料。

试样多或矿石性质不适宜于在重液中分离时(如松散矿石),可釆用重悬浮液做分 离介质。选矿试验中常用的介质加重剂如表2_3所示。由于悬浮液的最大密度很难 超过加重剂的50%,因而在分批操作的实验室浮沉试验中,主要还是用硅铁和方铅矿 做加重剂;在重介质旋流器中分离时,由于实际分离密度将大于悬浮液密度,故可使用 密度较低的物料,如砷黄铁矿、磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿和轧钢皮等做介质。

在普通重液或悬浮液中分离矿物,矿粒浮起的条件是浮力大于重力,即要求介质密 度大于应上浮矿粒密度。由于密度高的介质难以获得,限制了密度组分分析方法的应 用范围。若在上弱下强的不均匀磁场中,利用顺磁性液体作分离介质,则由于顺磁性液 体将对矿粒施以一向上的磁力(与磁场对顺磁性液体的作用力大小相等而方向相反), 其大小超过磁场作用于矿粒的磁力(方向向下),因而使整个"上浮力”增大,相当于增大 了介质的密度,故能用于分离高密度矿物,这就为含高密度矿物的矿石做密度组分分析 开辟了新的途径。

表2-3常用介质加重剂特性

加重剂

加重剂密度(比重)

所配成的悬浮

莫氏硬度

g/ cm3

液的最大密度

方铅矿(PbS)

7.5

3.3

2.5〜2.75

业亠、七Ap〈85%Fe、、 粒状硅铁

15%Si

6.9

3.5〜3.8

7.3〜7.6

(球形颗粒占90% )

 

 

 

细磨硅铁(/5%2、)

15% Si

6.9

3.1

7.0

砷黄铁矿(FeAsS)

6.0

2.8

5.5〜6.0

磁铁矿(Fe#

5.0

2.5

5.5〜6.5

黄铁矿(FeS)

5.0

2.5

6.0〜6.5

磁黄铁矿(FenSn + 1)

4.6

2.3

3.5〜4.5

重晶石(BaSO

4.4

2.2

3.0〜3.5

石英砂(SiO2

2.65

1.4

7.0

常用的顺磁性液体为锰、镍、钻、铁及稀土金属盐类的饱和溶液,如硝酸锰、氯化锰和三 氯化铁等。据资料介绍,在实验室条件下,用氯化锰饱和溶液(密度! = 1400千克/米3) 作介质,分选密度可达到10克/厘米3;用稀土氯化物作介质时,由于其磁化系数高,分 选密度可达19.5克/厘米3,因而可使金(浮物)和铂(沉物)分离。

磁流体分离仪,可利用各种自动磁力分析仪改装,磁极间的间隙应该是上大、下小。 由于磁流体分离法是一个尚在研究和发展中的技术,因而其试验设备也尚未定型。

(二)可选性曲线的绘制

表2-4 -5 + 0.1mm锰矿石重液分离试验结果

密度组分

各单元组分

沉物累计

重量

kg

产率

/

%

品位

"

%

金属量

E个

分布率

#

%

产率

!

%

品位

"

%

1

2

3

4

5

6

7

8

= 3.1

0.953

12.7

41.43

526.2

21.9

12.7

41.43

-3.1+2.9

1.710

22.8

29.24

666.7

27.8

35.5

33.60

-2.9 + 2.7

2.453

32.7

25.34

763.2

31.8

68.2

28.68


密度组分

各单元组分

沉物累计

重量

kg

产率

!

%

品位

"

%

金属量

!"

分布率

e

%

产率

!

%

品位

"

%

—2.7 + 2.6

1.020

13.6

17.56

238.8

9.9

81.8

26.83

—2.6 + 2.5

0.840

11.2

11.68

130.8

5.4

93.0

25.01

-2.5

0.525

7.0

10.85

76.0

3.2

100.0

24.02

合计

7.501

100.0

24.02

2401.7

100.0

 

 

 

沉物累计

浮物累计

 

密度组分

金属量

!"

分布率

e

%

产率

!

%

品位

"

%

金属量

!"

分布率

e

%

 

1

9

10

11

12

13

14

 

( 3.1

526.2

21.9

100.0

24.02

2401.7

100.0

 

-3.1+2.9

1192.9

49.7

87.3

21.48

1875.5

78.1

 

-2.9 + 2.7

1956.1

81.5

64.5

18.74

1208.8

50.3

 

-2.7 + 2.6

2194.9

91.4

31.8

14.01

45.6

18.5

 

-2.6 + 2.5

2325.7

96.8

18.2

11.36

206.8

8.6

 

-2.5

2.401.7

100.0

7.0

10.85

76.0

3.2

 

合计

 

 

 

 

 

 

 

 

密度组分分析结果,通常用可选性曲线表达。原始数据为各个不同密度组分的重 量和品位(表2_4中1、2和4栏),据此可算出各个单元组分的产率、所含金属量以及 金属在该组分中的分布率(3、5和6栏),然后又可算出沉积物累计指标,即大于某分离 密度的各组分的累计指标(7~10栏),及浮物累计指标,即小于某分离密度的组分的累 计指标(11-14栏),将这些指标间的关系用图形表达出来,就是可选性曲线。

常用的可选性曲线图主要包括三根曲线,即单元品位((即廿个)曲线,沉积物累计 品位(即廿沉)曲线和浮物累计品位沉)曲线,有时还加上密度$曲线和回收率e曲 线,图2-8所示即为根据表2-4数据绘出的某锰矿石的可选性曲线。

矿石的可选性可直接根据曲线的形状,特别是入曲线的形状判断,故入曲线也常称 为特性曲线。若矿样主要由单体有用矿物和单体脉石组成,则入曲线将接近折线而呈 明显的反s形;若试样主要由含不同比率的轻、重矿物的连生体组成,则特性曲线接近 于一斜直线,没有明显的转折点,难以确定分选界限;若特性曲线接近水平直线,则表明

图片13

图2-8矿石可选性曲线(一)

试样中不同密度组分的品位均与原矿相近,实际无法选别。

在金属矿产选矿工艺中还经常甚至更多地使用另一可选性图示法,即仿照迈耶尔 的中值曲线绘制"=!沉)关系曲线。图2-9所示即为由表2-479两栏数 据绘出的这种可选性曲线,用图解法可求出任-!值下的品位:

图片14
 
 
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