试验研究》课件第七章.

1、试验研究试验研究课件第七章课件第七章化工学院化工学院 王羽玲王羽玲n意义意义n基础理论研究等；了解矿物特征，为设计提基础理论研究等；了解矿物特征，为设计提供相关资料；了解分选状况，指导生产；供相关资料；了解分选状况，指导生产；n重选工艺试验研究状况重选工艺试验研究状况n一般只能进行矿物的筛分试验和浮沉试验；一般只能进行矿物的筛分试验和浮沉试验；n国内能进行重选工艺试验研究的实验室不多。国内能进行重选工艺试验研究的实验室不多。n原因：设备的几何尺寸与处理能力大；系统和运原因：设备的几何尺寸与处理能力大；系统和运行费用高行费用高主要内容：主要内容： 重选试验研究的主要重选试验研究的主要内容内容及其

2、特点及其特点 重选试验流程的重选试验流程的选择选择 重选试验设备和重选试验设备和系统系统 重选系统的准备与试验重选系统的准备与试验操作操作 工艺参数的测定与试验工艺参数的测定与试验指标指标的选择的选择 包括以下几方面内容：包括以下几方面内容： 1矿物重选特性研究矿物重选特性研究；2重选设备开发试验研究重选设备开发试验研究；3重选操作参数优化试验研究重选操作参数优化试验研究；4分选工艺对比性试验研究分选工艺对比性试验研究；5重选基础理论研究重选基础理论研究。 1试验系统性强试验系统性强 v 其一，重选效果与有用矿物（或脉石）的嵌布粒其一，重选效果与有用矿物（或脉石）的嵌布粒度及破碎解离情况有着密

3、切的关系度及破碎解离情况有着密切的关系预处理。预处理。 v 其二，重选系统往往还包括产品的分级、脱水等其二，重选系统往往还包括产品的分级、脱水等后续处理环节，任何一个环节的变化都将对最终产后续处理环节，任何一个环节的变化都将对最终产品的数质量产生一定的影响。品的数质量产生一定的影响。 2涉及设备多涉及设备多 3试验工作量大试验工作量大 在编制重选流程时，通常应考虑以在编制重选流程时，通常应考虑以下几个方面因素下几个方面因素 ：n破碎破碎粒度粒度n分级分级处理处理n洗矿洗矿和脱泥和脱泥n中间中间产物的处理等等。产物的处理等等。 1 1需要考虑的破碎环节需要考虑的破碎环节 1 1）首先，试验开始前

4、要确定）首先，试验开始前要确定分选前分选前矿物的破碎粒度；矿物的破碎粒度； 2 2）其次是确定各个）其次是确定各个中间产物中间产物的破碎的破碎粒度。粒度。 2破碎粒度的确定破碎粒度的确定 1）取决于矿物中有用成分或脉石的）取决于矿物中有用成分或脉石的浸染特性浸染特性。 对于对于均匀浸染均匀浸染的矿物，可以破碎到有用成分大部分单的矿物，可以破碎到有用成分大部分单体解离以后再开始分选；体解离以后再开始分选； 对于对于非均匀浸染非均匀浸染的矿物，则应采用多段破碎、多段分的矿物，则应采用多段破碎、多段分选的流程。选的流程。 2）取决于分选设备的）取决于分选设备的有效分选粒度范围有效分选粒度范围。 n是

5、否分级及粒度级别的确定取决于分是否分级及粒度级别的确定取决于分选设备选设备 多年的重选理论研究和分选实践表明，分选设备对不多年的重选理论研究和分选实践表明，分选设备对不同粒级的分选效果是不完全相同的，有些重选设备，如摇同粒级的分选效果是不完全相同的，有些重选设备，如摇床，只能对有限的粒级范围进行有效分选。也就是说，绝床，只能对有限的粒级范围进行有效分选。也就是说，绝大多数重选设备，只能在处理一定粒度范围的物料时，才大多数重选设备，只能在处理一定粒度范围的物料时，才能获得较好的分选效果。特别是在矿石的分选中，分级处能获得较好的分选效果。特别是在矿石的分选中，分级处理作业尤其重要，愈是贵重、难选的

6、矿石，入选粒级愈要理作业尤其重要，愈是贵重、难选的矿石，入选粒级愈要窄些。窄些。 1对含泥量较高的风化的泥质矿石和对含泥量较高的风化的泥质矿石和砂岩，在选矿前通常都要进行预先的砂岩，在选矿前通常都要进行预先的洗矿和脱泥。洗矿和脱泥。2是否需要脱除部分细泥再进行分选是否需要脱除部分细泥再进行分选试验还需要根据实际情况具体分析。试验还需要根据实际情况具体分析。 处理方法处理方法(P183图图71)（1）直接作为最终产品；）直接作为最终产品； （2）再进行分选（进入再洗机或返回主）再进行分选（进入再洗机或返回主洗）；洗）； （3）破碎后再进行分选。）破碎后再进行分选。 1分选高岭土的原则流程示例分选

7、高岭土的原则流程示例 原 矿捣浆筛分粗 选扫 选精 选浓 缩粗 渣尾 矿精 泥2脉金矿选矿厂工艺流程脉金矿选矿厂工艺流程 原 矿粗 碎洗矿 筛分细 碎脱 泥浓 缩粗 磨分 级再 磨粗 选精 选扫 选尾矿再 磨分 级氰 化置 换脱 水熔 炼熔炼电解贫 液硫化矿物矿渣金锭银锭循环水3常见的煤炭重选工艺流程常见的煤炭重选工艺流程 （1）两产品或三产品分选；）两产品或三产品分选；（2）中煤回洗，或中煤再洗；）中煤回洗，或中煤再洗；（3）粗精煤精选；）粗精煤精选；（4）粗精煤（或中煤）破碎后精选（或再）粗精煤（或中煤）破碎后精选（或再洗）。洗）。 选煤脱硫与硫回收工艺流程选煤脱硫与硫回收工艺流程 原 煤

8、跳 汰重 介脱水 分级浮 选分 级跳 汰摇 床摇 床沸腾煤硫精砂中 煤精 煤尾 煤n试验设备设计原则试验设备设计原则 n常用重选试验设备与系统常用重选试验设备与系统 n原则原则必须满足必须满足的规定的规定 力学上的相似包括：力学上的相似包括： 1）几何相似几何相似即模型机和工业机形状相同，并且在长度、即模型机和工业机形状相同，并且在长度、面积、体积方面成一定比例。面积、体积方面成一定比例。 2）运动相似运动相似即在模型机和工业机中流速分布相似，且任即在模型机和工业机中流速分布相似，且任何相应点的速度、加速度都具有同一比例。何相应点的速度、加速度都具有同一比例。 3）动力相似动力相似即在模型机和

9、工业机中各相应点的所有同性即在模型机和工业机中各相应点的所有同性质的力具有同一比例。质的力具有同一比例。 n例如，在旋流器（包括重介旋流器、分级旋流器、例如，在旋流器（包括重介旋流器、分级旋流器、浓缩旋流器）试验中，主要的分选（分级浓缩旋流器）试验中，主要的分选（分级 、浓缩）、浓缩）力是离心力。离心力属于惯性力，此时，我们要力是离心力。离心力属于惯性力，此时，我们要考虑各参数间满足与惯性力有关的弗劳德相似。考虑各参数间满足与惯性力有关的弗劳德相似。也就是说，模型机和工业机中满足弗劳德数相等。也就是说，模型机和工业机中满足弗劳德数相等。n Fr = n式中：式中： V1速度；速度；g重力加速度

10、；重力加速度；l长度，几何尺寸。长度，几何尺寸。 222121glVglV 1跳汰机与跳汰试验系统跳汰机与跳汰试验系统 1）实验室型跳汰机）实验室型跳汰机有两类：有两类：n 一类是一类是单室跳汰机单室跳汰机。用作跳汰原理研究。可以测试和。用作跳汰原理研究。可以测试和分析颗粒在跳汰过程中的受力和运动状况；分析颗粒在跳汰过程中的受力和运动状况； n 另一类是按比例缩小了的另一类是按比例缩小了的工业型跳汰机工业型跳汰机。包括筛下空。包括筛下空气室跳汰机、侧鼓式跳汰机和梯形跳汰机等。主要用于气室跳汰机、侧鼓式跳汰机和梯形跳汰机等。主要用于跳汰机结构参数、操作参数的优化研究，以及物料的跳跳汰机结构参数、

11、操作参数的优化研究，以及物料的跳汰分选性能研究。汰分选性能研究。 n图7 1 跳汰机结构示意图跳汰机结构示意图 入料矸石中煤精煤气气气气气水水 2）跳汰试验系统）跳汰试验系统n 除隔膜跳汰机外，实验室跳汰机分选除隔膜跳汰机外，实验室跳汰机分选系统一般还包括与工业系统相类似的系统一般还包括与工业系统相类似的鼓鼓风系统风系统、风阀控制系统风阀控制系统和和产品脱水系统产品脱水系统，以保证跳汰机有足够的运行时间形成稳以保证跳汰机有足够的运行时间形成稳定的分选床层。定的分选床层。 n图图72 跳汰分选系统示意图跳汰分选系统示意图 2重介分选机与重介系统重介分选机与重介系统 1）实验室重介分选系统实验室重

12、介分选系统 主要指实验室主要指实验室重介旋流器试验研究系统重介旋流器试验研究系统。 2）实验室重介旋流器的规格主要有：实验室重介旋流器的规格主要有： 90mm，150mm，200mm，和，和300mm几种。入料几种。入料粒度上限分别为：粒度上限分别为：6mm，13mm，20mm和和25mm。 由于磁铁矿的磨蚀作用，实验室重介旋流器一般为由于磁铁矿的磨蚀作用，实验室重介旋流器一般为钢钢制制，很少采用透明材料，如有机玻璃等，很少采用透明材料，如有机玻璃等; ;加重质选取。加重质选取。 n图73 三产品重介旋流器图片三产品重介旋流器图片 n重介系统动画.swfn重介系统动画.flan图图7 4 重介

13、旋流器分选系统图重介旋流器分选系统图 重介分选重介分选系统图系统图 3摇床与螺旋溜槽摇床与螺旋溜槽n摇床和螺旋溜槽是结构简单的重选设备。由于其工业机摇床和螺旋溜槽是结构简单的重选设备。由于其工业机体积和处理能力均不太大，实验室常直接采用工业机作体积和处理能力均不太大，实验室常直接采用工业机作为试验设备。为试验设备。n 目前，随着宽粒级高精度重介质分选的推广，选煤工目前，随着宽粒级高精度重介质分选的推广，选煤工艺中使用摇床和螺旋的选煤厂正逐步减少，但这两种设艺中使用摇床和螺旋的选煤厂正逐步减少，但这两种设备仍广泛用于矿石的粗选中。备仍广泛用于矿石的粗选中。n 在矿石分选中，在矿石分选中，摇床摇床

14、的有效分选粒度范围为的有效分选粒度范围为3 30.0370.037mmmm，而，而螺旋溜槽螺旋溜槽的有效分选粒度范围为的有效分选粒度范围为2 20.0740.074mmmm。 重选试验研究一般包括：重选试验研究一般包括： 前期前期准备准备 试验试验操作操作 后期后期整理整理 等几个过程。等几个过程。 1系统的清理、除锈与管道的疏通系统的清理、除锈与管道的疏通；2运动部件的检查与预先设定运动部件的检查与预先设定；3电气与控制系统的检修与调试电气与控制系统的检修与调试；4系统的空载联动与带水调试系统的空载联动与带水调试；5重介系统的预先加介重介系统的预先加介；6其它试验准备工作，包括试验计划的制其

15、它试验准备工作，包括试验计划的制定与相关物品的准备等定与相关物品的准备等。 n主要有以下主要有以下5方面：方面： 1给料量给料量 2流量与压力流量与压力 3介质和床层因素介质和床层因素 4设备结构参数设备结构参数 5设备运动参数设备运动参数 n给料量给料量是影响重选效果是影响重选效果的重要因素之一。在试的重要因素之一。在试验过程中要特别注意给验过程中要特别注意给料量的料量的均匀和恒定均匀和恒定。n多数重选设备主要控制多数重选设备主要控制干矿量。干矿量。n如螺旋溜槽则主要控制如螺旋溜槽则主要控制单位时间的矿浆体积。单位时间的矿浆体积。 n主要有以下主要有以下5方面：方面： 1给料量给料量 2流量

16、与压力流量与压力 3介质和床层因素介质和床层因素 4设备结构参数设备结构参数 5设备运动参数设备运动参数 n主要有以下主要有以下5方面：方面： 1给料量给料量 2流量与压力流量与压力 3介质和床层因素介质和床层因素 4设备结构参数设备结构参数 5设备运动参数设备运动参数 湿法重选中的湿法重选中的水量水量和干法和干法重选中的重选中的风量风量都是很主要都是很主要的工艺条件。系统中的流的工艺条件。系统中的流量通常与压力之间存在着量通常与压力之间存在着一定的内在联系，在实验一定的内在联系，在实验中，除了要适当调整系统中，除了要适当调整系统内部的工况点外，应注意内部的工况点外，应注意外部系统，如补加水的

17、压外部系统，如补加水的压力变化的影响。力变化的影响。 n主要有以下主要有以下5方面：方面： 1给料量给料量 2流量与压力流量与压力 3介质和床层因素介质和床层因素 4设备结构参数设备结构参数 5设备运动参数设备运动参数 在重介质分选系统中，首在重介质分选系统中，首先要确定所需的先要确定所需的分选密度分选密度，然后选择适宜的然后选择适宜的加重质加重质，调节重介质悬浮液的组成调节重介质悬浮液的组成和流变特性。实验中还应和流变特性。实验中还应考虑加重质的组成及其变考虑加重质的组成及其变化情况。化情况。跳汰选矿过程中，床层也跳汰选矿过程中，床层也是一种介质。细粒跳汰时，是一种介质。细粒跳汰时，通常还需

18、要添加通常还需要添加人工床层人工床层。自然床层和人工床层的自然床层和人工床层的厚厚度度、材料材料和和粒度粒度等都可能等都可能影响跳汰分选的效果。影响跳汰分选的效果。 n主要有以下主要有以下5方面：方面： 1给料量给料量 2流量与压力流量与压力 3介质和床层因素介质和床层因素 4设备结构参数设备结构参数 5设备运动参数设备运动参数 设备的结构参数很多，设备的结构参数很多，有些参数只是在设备研有些参数只是在设备研制过程中才进行考察；制过程中才进行考察；少数参数则是在试验中少数参数则是在试验中必须加以适当调节的，必须加以适当调节的，也称为可调参数。安装也称为可调参数。安装倾角就是一种常见的可倾角就是

19、一种常见的可调参数。调参数。 n主要有以下主要有以下5方面：方面： 1给料量给料量 2流量与压力流量与压力 3介质和床层因素介质和床层因素 4设备结构参数设备结构参数 5设备运动参数设备运动参数 设备的运动参设备的运动参数主要是指振数主要是指振幅、频率、转幅、频率、转速等。速等。 1清除系统中全部被选物料，适当处理残清除系统中全部被选物料，适当处理残余试样余试样；2清洗系统，特别注意管道、溜槽和泵的清洗系统，特别注意管道、溜槽和泵的清洗清洗；3在可能的情况下放干各水箱的存水在可能的情况下放干各水箱的存水；4各操纵机构复位各操纵机构复位；5检查生产控制系统，切断总电源检查生产控制系统，切断总电源

20、；6收拾试验器具，交还实验室收拾试验器具，交还实验室。 重选试验常用过程参数有：重选试验常用过程参数有：n重量（处理量）；重量（处理量）；n粒度（组成）；粒度（组成）；n浓度；浓度；n流量；流量；n压力；压力；n粘度；粘度；n密度；密度；n磁性物含量等磁性物含量等试验前根据试验目的确定具体需要检测的参数。试验前根据试验目的确定具体需要检测的参数。 1方法：直接测定方法：直接测定 和取样检测取样检测两种 2取样时注意事项取样时注意事项 1）在系统正常分选运行期间取样在系统正常分选运行期间取样； 2）尽可能分次采集多个子样合并为最后尽可能分次采集多个子样合并为最后试样试样； 3）对同一分选作业应同

21、时采集入料及各对同一分选作业应同时采集入料及各产品试样产品试样。 重选工艺的评价指标主要有重选工艺的评价指标主要有：n分选效率（数量效率、污染指数）分选效率（数量效率、污染指数）；n可能偏差可能偏差E值值；n不完善度不完善度I值值；n综合回收率（产率、可燃体回收率等）综合回收率（产率、可燃体回收率等）；n产品质量（灰分、品位）产品质量（灰分、品位）等等。n经济效益（基建成本、运行费用、利润）经济效益（基建成本、运行费用、利润）思考：各指标使用的条件？思考：各指标使用的条件？ 如何根据开路试验结果闭路运行结如何根据开路试验结果闭路运行结 粒级回收率的计算问题。粒级回收率的计算问题。 1闭路运行结

22、果的推算闭路运行结果的推算 重选试验系统一般都是开路运行的，而实际工业生重选试验系统一般都是开路运行的，而实际工业生产系统有时则是闭路运行的。产系统有时则是闭路运行的。 理想化的推算方法是：假定中矿的可选性与原矿相理想化的推算方法是：假定中矿的可选性与原矿相同，因而中矿在回洗时，有用矿物在精矿和尾矿中的同，因而中矿在回洗时，有用矿物在精矿和尾矿中的分配比例与原矿相同，即分配比例与原矿相同，即 n = 1 + n式中： 中矿回洗条件下，精矿回收率；中矿回洗条件下，精矿回收率； 1、 2、 3开路试验条件下，精矿、中矿、开路试验条件下，精矿、中矿、尾矿的回收率。尾矿的回收率。 31122粒级回收率与粒级分选精度粒级回收率与粒级分选精度 n经常遇到的问题是，实验室各粒级的分选结果如何与实际生产中各经常遇到的问题是，实验室各粒级的分选结果如何与实际生产中各粒级的分选结果相对应。粒级的分选结果相对应。 n例如，如何根据实验室例如，如何根据实验室