第八章 物料的可选性及重选工艺效果评定

第1章重选概论第2章重选的基本原理第3章水力分级第4章重介质选矿第5章跳汰选矿第6章溜槽与摇床选矿第8章物料的可选性及重选工艺效果评定提纲第八章物料的可选性及重选工艺效果评定8.1概述8.2物料密度组成及其测定8.3可选性曲线及其应用8.4中国煤炭可选性的评定标准8.5分配曲线及其特性参数8.6重力选矿工艺效果的评定矿物颗粒的密度、粒度及形状，是与分选过程有关的三个基本物理性质。重力选矿主要是按密度来分选矿粒。密度组成体现了不同密度级物料的质量分布。了解密度组成，就可知物料按密度分选时的难易程度，从而为确定选分方法、制定选分工艺流程及选择分选设备提供依据。8.1概述在重力选中，工艺效果的优劣对技术经济指标影响很大，如何进行科学地客观评价非常重要。因此，本章中心议题是研究物料的密度组成及其测定，据此判断重力分选难易即确定物料的可选性，同时根据对产品质量的检测，对重选工艺效果进行评定，从而对分选过程实行最佳控制。8.1概述8.2物料密度组成及其测定测定物料的密度组成，是指将有代表性的试样，用不同密度的重液分成不同密度级，计算各密度级物料所占重量百分比（称为产率），再按工业要求进行各密度级物料的化学分析或矿物分析（如分析灰分、硫分）。这就可以确定物料中各成分的质与量的关系。煤炭的浮沉试验，按煤样粒度分为两种：一是粒度大于0.5mm煤样的浮沉试验；再一是粒度小于0.5mm的煤泥（粉）浮沉试验，这种浮沉试验又叫小浮沉试验。两者的区别在于配制重液所用药剂不同，以及操作过程有别。8.2物料密度组成及其测定8.2.1煤炭的浮沉试验（1）粒度大于0.5mm褐煤、烟煤和无烟煤等煤样的浮沉试验（2）粒度小于0.5mm煤泥（粉）的浮沉试验配制不同密度的重液，对不同的煤样进行浮沉试验。（1）粒度大于0.5mm褐煤、烟煤和无烟煤等煤样的浮沉试验（2）粒度小于0.5mm煤泥（粉）的浮沉试验小浮沉试验由于物料粒度细、沉降速度慢，故其浮沉过程应在离心力场中进行。试验所用的煤样必须是空气干燥状态，重量不得少于60g。若某密度级产物的重量不够化验用时，该密度级应做双份煤样。小浮沉试验一般也用氯化锌的重液。若要求重液密度较高或煤样的粒度过细，由于氯化锌水溶液具有粘度大、产物清洗困难等缺点，可采用四氯化碳、苯及三溴甲烷等有机溶液配制。（2）粒度小于0.5mm煤泥（粉）的浮沉试验（3）8.2.2煤炭浮沉试验资料的整理与计算8.2.3矿石密度组成的测定矿石密度组成的测定与煤炭密度组成的测定方法相同，均是进行浮沉试验。测定矿石密度组成和测定煤炭的密度组成是一样的，也以窄粒级进行。当矿石试样不很大时，可用重液作为分离介质进行浮沉试验。因一般矿石密度都高于煤炭的密度，配制重液时所用的有机溶剂要求密度更高。金属矿石的浮沉试验，由于受到重液所能达到的最高密度的限制，要获得纯净的金属矿物是很难的，而且多数情况下是不可能的。因此，浮沉试验的应用远不如煤炭使用得那么普遍。8.3可选性曲线及其应用根据物料浮沉试验结果而绘制出的一组曲线，称为可选性曲线。它能反映该物料所有密度级或任一密度物的质量分布情况。所谓可选性：按所要求的质量指标，从原料中分选出产品的难易程度。原料的可选性，是与对产品的质量要求、重力选分的方法和原料本身所固有的特性等因素有关。原料的可选性取决于：——产品的质量要求——重力选分的方法——原料本身所固有的特性可选性曲线有两种:——H-R曲线——M曲线8.3可选性曲线及其应用H—R曲线是一组曲线，它包括灰分特性曲线（λ曲线）、浮物曲线（β曲线）、沉物曲线（θ曲线）、密度曲线（δ曲线）和密度±0.1曲线（ε曲线）等5条曲线。8.3可选性曲线及其应用1.评定原煤可选性（1）观察与分析λ曲线的形状（2）观察和分析密度曲线的形状2.确定重力选煤的理论分选指标（1）要求重力选煤产出精煤和矸石两种产物，确定其理论指标（2）重力选煤分选出精煤、中煤和矸石三种产物时，要求确定其分选的各项理论指标3.计算重力选煤其分选作业的数量效率和质量效率。H-R可选性曲线的应用迈耶尔曲线是一种绘制简单，并可以扩展的可选性曲线。最初应用在选煤工艺上，很快获得推广，以后又迅速地应用在选矿工艺。目前我国选煤工艺中，H-R曲线和M曲线同等使用。根据1994年4月出版的《选煤标准使用手册》中，亦推荐采用迈耶尔曲线（M曲线）和密度曲线（δ曲线），作为评定分选效果的可选性曲线。矿石可选性曲线用H-R曲线和M曲线，同样可以表示矿石的数量与质量特征，只不过是反映产品品位和金属量等随产率的变化关系。8.4中国煤炭的可选性的评定标准MT56—81是我国第一个煤炭可选性评定方法的行业标准，1982年1月1日开始执行。经修订，并将其升格为国家标准，GB/T16417—1996，国家技术监督局1996.06—14批准。8.5分配曲线及其特性参数（1）分配曲线把矿粒在产物中按密度分配的统计规律用分配率来表示。在分选过程中，把原料中某个密度级别进入到重产物中去的数量占原料中该密度级别的百分数称为该密度级别在重产物中的分配率，以符号“”表示。这个密度级别进入到轻产物中去的数量占原料中该级别的百分数，称为该密度级别在轻产物的分配率，以符号“”表示。由于每一次分选只出两种产物，因此“”和“”之和恒等于百分之百即%1%2%1%2%100%%21以密度级别的平均密度值为横坐标，分配率（或）为纵坐标，将各密度级别的相应数值标在坐标系中，将各点连成曲线，该曲线称为分配曲线。%1%2按重产物分配率值绘出的曲线称为重产物的分配曲线，即图2-8-15中的实线；按轻产物分配率值绘出的曲线称为轻产物分配曲线，即图2-8-15中的虚线。分配曲线最早是由荷兰工程师特鲁姆普（K.F.Tromp）于1937年提出来的，所以在一些著作及技术文献中也将其称为T曲线或特鲁姆普曲线。分配率为50%处的密度称为分配曲线的实际分选密度，以符号“”表示。分配曲线的统计意义说明分配率为50%时的密度级别进入到轻、重两种产物中去的机会均等，各为50%。而密度小于实际分选密度的物料，大部分进入了轻产物；密度大于的物料，则大部分进入了重产物。PPP绘制分配曲线时，采用重产品分配率，计算方法如下：（一）分选过程为两种产品，其计算式为（二）分选过程产出三种产品，若先分选出重产品（如矸石）时：第一段（高密度分选），计算式为第二段（低密度分选），计算式为（2）分配曲线的绘制GJGGZLG1ZJZ2（三）分选过程产出三种产品，但先分选出轻产品（如精煤）时：第一段（低密度度分选），计算式为第二段（高密度分选），计算式为GZJGZ1GZG28.6重选工艺效果的评定由于重力选矿设备分选效果的好坏对整个选矿厂（或选煤厂）的技术经济指标影响很大，历来为选矿工作者所关注。为了便于使用和国际交往，全国煤炭标准化技术委员会选煤分会参照采用国际标准化组织ISO923，制定了《煤用重选设备工艺性能评定方法》的标准，对于煤炭的重介质、水介质和气体介质的各种重选设备工艺性能的评定，采用可能偏差或不完善度、数量效率和错配物含量三种指标。1、重力选煤工艺效果的评定可能偏差是指有一半的概率（即有50%的机会）可能发生，有一半概率不可能发生的那个误差。（一）可能偏差与不完善度如果分选密度为，则可能误差相当于分配率为25%（或75%）处的密度值（或）与之间的差值。因为从累积概率曲线的意义上看，误差超过及的概率都占25%，故在~之间出现的概率正好为50%。2575P75P257525若是完全的正态分布，则分配曲线在分配率为50%左右是对称的，即，但实际上往往不对称，故常取（2-8-15）2575PP22575E可能偏差和不完善度是国际评定重力分选作业效率的通用标准，已为许多国家所采用。可能偏差Ε值按式（2-8-15）计算，即式中Ε——可能偏差（评定方法规定，数值取到小数点后第三位）。（一）可能偏差与不完善度)(212575E不完善度Ι值按公式（2-8-20）计算，即式中Ι——不完善度（评定方法规定，数值取到小数点后第三位。而且只用于评定水介质重选设备）。（一）可能偏差与不完善度1PEI（二）数量效率数量效率指标是一种相对效率。它是指灰分相同时，精煤实际产率和理论产率的比值。是生产、技术管理中的一个重要指标。但是试验与计算工作量均较大，不能及时指导生产。%1001011式中η1——数量效率，计算精度取到小数点后第一位；γ1——精煤产率，%;γ10——精煤理论产率，即原煤中与精煤质量（灰分）相同时的浮煤量，%。（三）错配物总量物料分选或分级时，混入各产品中非规定成分的物料称为错配物。特鲁姆普把它们称为“迷路的精煤”、“迷路的矸石”等等。错配物总量按下式计算m0=mh+m1m0——错配物总量，%；精度取到小数点后第一位；mh——轻产品中大于分选密度的数量占原料的百分数，%;m1——重产品中小于分选密度的数量占原料的百分数，%;一般情况下，计算错配物总量分选密度采用分配密度δP或等误密度。等误密度即在两重选产品中，错配物相等时的密度。等误密度用符号“δe”表示。2、重力选矿工艺效果的评定重力选矿工艺，通常用以判断分选过程（也包括筛分、分级等其它分离过程）效果的指标有回收率、品位、产率、金属量P、富矿比和选矿比等。但是其中任一指标，都不能同时从数量和质量两个方面反映选矿过程的效率。例如，回收率和金属量是数量指标，品位和富矿比是质量指标；但产率和选矿比若不同其它指标连用，根本不能说明问题。故在实际工作中，通常都是一个数量指标和一个质量指标连用。但是如用一对指标作判据常常出现不易分辨的情况。例如，两个试验，一个品位较高而回收率较低，另一个品位较低而回收率较高，就难以评定它们结果的优劣。为此，长期以来不少人致力于寻求一个综合指标来代替一对指标作判据的方法，为此提出了各式各样的效率公式。总之，重力选矿工艺效果的评定，与选煤一样，都是采用两种基本方法，一是选矿效率的计算，另一是利用分配曲线的特性参数。（一）分选效率的计算1、质量效率（简称质效率）指标用实际精矿品位β同理论最高品位βmax的比值，表示质效率，即但是，若原矿品位为α，那么即使是一个简单的分样过程，毫无分选作用，精矿品位β也不会等于0，而是等于α，当然，这决不会被看作反映了选矿过程的质效率。因此，提出用(β-α)代替β作为度量分选过程的质效率。这时，前述分样过程β=α,β-α=0。显然，如以(β-α)作为质效率指标，对于分样过程来说，其分选的质效率为0。%100max%100max经上述分析，分选过程的质量效率公式应写为最常用的量效率指标是回收率ε,其计算公式为式中α、β、θ，对分选过程，分别代表原矿、精矿、尾矿的品位；对分级过程，则分别代表原矿、细粒级产品（分级溢流）、粗粒产品（分级的沉砂）中小于规定粒度物的含量。%100)()(2.数量效率（简称量效率）指标3.综合效率计算分选（包括分级）过程的综合效率公式，可以分成两类。第一类综合效率公式，是以1918年美国学者R.T.汉考克所提出的分离效率公式为代表。第二类则是以弗来敏公式和道格拉斯公式为代表。（1）第一类效率公式——汉考克效率公式%100)100)((100))((E()100%()该产品中有用元素或化合物的含量有用矿物含量纯有用矿物中有用元素或化合物的含量由于实际生产或试验工作中获得的品位数据一般均为元素（或化合物）含量，故利用上式时，应预先将化验品位换算为矿物含量，即（2）第二类综合效率公式1）弗来敏—斯梯芬斯公式2）道格拉斯公式该类综合效率公式，是将质效率同量效率的乘积作为综合效率。%))(())((100maxE%100)()()1)(())((maxmaxE（二）图解法评定分选效率利用分配曲线评定分选的工艺效果，是图解法中的一个重要方法。该方法