1选矿知识要点第一章破碎筛分第一节随散物料的粒度组成与粒度分析1.1粒度及其表示方法破碎筛分、磨碎分级与分选加工的物料均是碎散物料群体,构成该群体的颗粒大小不一,形状各异.在技术上通常引入“粒度”、“粒级”、“粒度组成”及“平均粒度”等概念来描述它们的特性——粒度特性某浮选试验原矿筛分分析结果级别/mm重量/g产率r/%-3+2172.534.5-2+0.989.017.8-0.9+0.4576.015.2-0.45+0.256.011.1-0.2+0.1517.53.5-0.15+0.07443.08.7-0.07446.09.2合计500.0100.01.1粒度及其表示方法①粒度——描述单一颗粒大小的尺寸称为粒度。球形或立方体颗粒的粒度即为直径或边长;对于外形不规则的颗粒,其粒度以三维尺寸(长a、宽b、厚c)的算术平均值d=(a十b+c)/3或几何平均值表示。②粒级——用某种方法(如筛分)将粒度范围宽的物料群分离成若干个粒度范围窄的级别,这些级别均称为粒级。粒级有起上、下限粒度表示:d1-d2③粒度组成——上述各粒级按粗、细不同顺序排列,并指明各粒级占物料总量的百分含量,这种资料称为粒度组成。描述了物料的粒度分布情况,如上表;④平均粒度——描述物料群的粒度称为平均粒度。通常通过求算术、加权算术或几何平均粒度。综合运用粒度组成、平均粒度、标准差及偏差系数四种指标,就能比较全面地描述碎散物料的粒度特性。1.2粒度分析方法确定物料中颗粒大小分布规律的工作叫粒度分析。粒度分析是一种技术操作,它的任务是测定碎散物料的粒度特性。粒度分析方法有多种,选矿工程中常用的有以下三种:1)筛分分析法——此法是利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分,n层筛子可把物料分成(n+1)个粒级,各粒级的上、下限粒度通常就取相应筛子的筛孔尺寸。筛分分析法是选矿生产过程中最简单和常用的检查方法之一,适用于大于0.04mm物料的粒度分析。但对于小粒度的物料,一是制作相应筛孔的筛子较困难,二是很难筛得充分。2)水力沉降分析法——此法是利用水力分析装置,根据不同粒度的颗粒在水介质中沉降速度不同而分成若于粒级。该法适用于测定l~75μm细粒物料的粒度组成。3)显微镜分析法——此法是利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状,适用于0.1-50μm的物料,可检查分选产品或校正水力沉降分析结果,也可研究矿石的结构其主要特点是直观。24)现代仪器分析手段——激光粒度分析1.3筛分分析1)筛子(分标准筛和非标准筛)•目的概念:单位长度的筛面上具有筛孔数称为网目数,简称网目,即目。(标准筛的网目是指每英寸长度上的筛孔数)•在泰勒筛中,网目就是指1英寸(2.54厘米)长度中筛孔数目。200目的筛子,表示这种筛子2.54厘米长度的筛网有200个筛孔,每个孔径为0.074毫米。•常见的标准筛:泰勒筛、国际筛、上海筛、苏联筛、英国筛、德国筛。目数粒度um100150200743004840038第二章破碎及破碎机械2.1概述破碎是在外力作用下使大块物料变成小块物料的过程。它是用外力(包括人力、机械力、电力、化学能等)施加于被破碎的物料上,克服物料分子间的内聚力,使大块物料分裂成若干小块的过程。破碎与磨碎在使用的方法及产物粒度上有所不同,破碎产物的粒度较大,而磨碎产物的粒度细小。破碎作业在选矿厂生产中的作用主要为了满足选矿机械对入选物料最大入选粒度的要求。2.2破碎(磨矿)阶段物料经过破(磨)碎的次数,即为破碎(磨矿)阶段的段数,生产实践中,大致可分为以下阶段:作业给料粒度(mm)产品粒度(mm)1.粗碎1500-500400-1252.中碎400-125100-253.细碎100-2525-54.粗磨25-51-0.35.细磨1-0.30.1-0.0742.3破磨的五种基本方式选矿厂主要是采用机械能破碎。机械能破碎有五种基本方式,见表下表a.挤压破碎b、劈裂破碎c、折断破碎d、研磨破碎e、冲击破碎①挤压破碎(a)——物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。这种方法大多用于脆性、坚硬物料的粗碎。②劈裂破碎(b)——用一个尖棱(或平面)和一个带有尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石将沿压力作用线的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面的拉应力达到或超过矿石拉伸强度极限。由3于矿石的拉伸强度极限比抗压强度极限小很多,因此,在其他条件相同情况下,劈裂破碎比挤压破碎所需的压力小。③折断破碎(c)——矿石受弯曲作用而破碎。被破碎的矿石被视为承受集中载荷的两支点梁或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到矿石的弯曲强度时,矿石即被折断。④研磨破碎(d)——矿石与运动的工作面之间存在相对运动而受一定的压力和剪切力作用。当剪切应力达到矿石的剪切强度时,矿石即被粉碎。研磨破碎多产生细粒,效率低、能量消耗大。这种方法多用于小块物料的细磨。⑤冲击破碎(e)——物料受到足够大的瞬时冲击力而破碎,其破碎效率高、破碎比大、能量消耗少。这种方法主要用于脆性物料的破碎2.4与破碎相关的矿石性质及破碎方法的选择矿石的破碎方法主要根据矿石的物理机械性质、矿石块的尺寸和所要求的破碎比来选择。矿石破碎过程中所表现出来的抵抗外力的强度大小,称为矿石破碎的难易程度。它是衡量矿石可碎性的标准,主要取决于矿石的结构特性和矿物的结晶形态。矿物晶格间的作用力越大,硬度就越大,也就越难破碎。矿石或矿物的结构具有某些缺陷、裂隙时,往往首先易在该部位破裂。影响矿石破碎难易程度的最主要因素是矿石的硬度。它是指矿石抵抗其他物质压入或刻画的能力。矿石的硬度等级有多种分类方法。选矿工业常引用可碎性系数定量地衡量矿物机械强度对破碎的影响,其表示方法如下:ε=Q1/Q0(式中ε——物料的可碎性系数;Q1——某破碎机破碎中硬矿石的处理能力;Q0——同一破碎机在同样条件下破碎指定矿石的处理能力。中硬矿石通常用石英代表,其可碎性系数与可磨性系数均为1。若矿石硬度大,则可碎性系数与可磨性系数均小于1,表示破碎机对其处理能力小于对中硬矿石的处理能力;反之,矿石硬度小,可碎性系数与可磨性系数大于1,破碎机对其处理能力则较大。2.5破碎比及破碎产物的粒度特性在破碎过程中物料粒度与产物粒度的比值叫做破碎比。它表征了物料破碎的程度。破碎的能量消耗和处理能力均与破碎比有关。破碎比通常由入料最大颗粒直径(Dmax)与产物最大颗粒直径(dmax)的比值来确定,即:i=i1×i2×i32.7破碎机械破碎机械已在越来越多的行业中得到广泛应用。随着科学技术的发展,各种新型、高效的破碎设备正在逐渐出现并开始应用在工业中应用的破碎设备种类繁多,其分类方法也有多种。破碎机可按工作原理和结构特征划分为:1颚式破碎机2圆锥破碎机3辊式破碎机4冲击式破碎机。下图为主要类型破碎和磨碎设备的原理示意图maxmaxDi=d42.7.1颚式破碎机颚式破碎机(出现于1885年)俗称“老虎口”,是历史悠久的破碎机之一,至今仍是破碎硬物料最有效的设备。它具有结构简单、工作可靠、使用和维护方便等优点,在冶金、建筑、交通及化工等工业部门中得到广泛应用。选矿厂常用颚式破碎机。颚式破碎机的规格以给料口宽度B和长度L来表示,即B×L(mm)。通常按给料口的宽度B的大小把颚式破碎机分为三类:大型颚式破碎机(B≥600mm);中型颚式破碎机(300≤B<600mm);小型颚式破碎机(B<300mm)。1)简单摆动颚式破碎机2)复杂摆动颚式破碎机2.7.2圆锥破碎机和旋回破碎机圆锥破碎机和旋回破碎机都是连续工作的破碎机械。它们是借助于旋摆运动的圆锥面,周期地靠近固定锥面,使夹于两个锥面间的物料受到挤压和弯曲来达到破碎目的的。圆锥破碎机的结构及工作原理示意图见下图52.7.3辊式破碎机辊式破碎机基本结构与工作原理见图下图。辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子辊子表面可以带齿牙,称为齿辊式破碎机2.7.4冲击式破碎机冲击式破碎机可分为锤式破碎机和反击式破碎机。冲击式破碎机有一个高速旋转的转子,上面装有冲击锤当物料进入破碎机后,被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量,高速抛向破碎机壁或特设的硬板而被击碎两种破碎机的破碎方式都是冲击破碎,所不同的是在反击式破碎机中.物料受到更多次的反复冲击而破碎,具有高频冲击的特点。两种破碎机的破碎比都很大.适合于破碎脆性软物料。1)锤式破碎机2)反击式破碎机第三章筛分及筛分机械3.1概述碎散物料通过一层或数层筛面被分成不同粒级的过程称为筛分。在实验室或试验场地为完成粒度分析而进行的筛分称为试验筛分,在工厂或矿场为完成生产任务而进行的筛分称为工业筛分,本章的筛分是指工业筛分。筛分过程一般是连续的,筛分原料给到筛分机械(简称筛子)上以后,小于筛孔尺寸的物料透过筛孔,称为筛下产物;大于筛孔尺寸的物料从筛面上不断排出,称为筛上产物。6在一定条件下,筛上产物中的最小粒度与筛下产物中的最大粒度,都近似等于筛面的筛孔尺寸,筛孔尺寸可简单地认为是筛分粒度。在单位时间内给到筛面上的原料的质量称为生产率,单位是t/h。但在选矿生产中,更习惯称之为处理量、处理能力或筛子负荷。筛分作业广泛用于选矿厂、选煤厂、筛选厂等,同时也广泛用于建筑、化工、轻工业部门。按照应用目的和使用场合的不同,以及筛分作业在生产工艺中担负的任务不同。在选矿厂筛分作业可分为很多种,现在主要介绍:预先筛分与检查筛分当筛分作业和破碎作业配合进行时称为辅助筛分。若用在破碎前把合格粒级预先筛出叫预先筛分;若用在破碎后以控制破碎产品的粒度则叫检查筛分。预先筛分有时也称为准备筛分。许多情况下,一个筛分作业能同时起预先筛分和检查筛分的作用.2.2筛分设备筛分机械俗称筛子,筛子的种类繁多,一般按筛面的结构形式和运动形式,可以分为很多种。1)圆弧筛2)直线振动筛3)园振动筛4)离心筛2.3影响筛分过程的因素1入筛原料性质的影响1)含水率--物料的含水率又称湿度或水分。水分对某种物料的筛分过程的具体影响,只能根据试验结果判断。筛分效率与物料湿度的关系一般是物料越湿效率越低。•2)含泥量——如果物料含有易结团的混合物(如粘土等),即使在水分含量很少时,筛分也可能发生困难。因为粘土物料在筛分中会粘结成团,使细泥混入筛上产物中;除此以外,粘上也很容易堵塞筛孔。•粘土质物料和粘性物料,只能在某些特殊情况下用筛孔较大的筛面进行筛分。筛分粘性矿石时,必须采用特殊的措施这些措施包括:湿法筛分(即向沿筛面运动的物料上喷水);筛分前预先脱泥;对筛分原料进行烘干。用电热筛面筛分潮湿且有粘性的矿石,能得到很好的效果。•在湿法筛分中,筛子的生产能力比干法筛分时高几倍:提高的倍数与筛孔尺寸有关。湿法筛分所消耗的水量,取决于应该排到筛下产物中的粘土混合物、细泥和尘粒的性质与数量,一般情况下,每lm3原料耗水1.5m3左右。如果工艺过程的条件容许进行湿法筛分,从生产厂房的防尘条件来看,湿筛比干筛更易于被人采用。在许多场合下,特别是筛分含砂较多的矿石时,为了减少尘埃飞扬,改善厂房卫生条件,通常使矿石保持定的水分(4%-6%)。3)粒度特性——影响筛分过程的粒度特性主要是指原料中含有对筛分过程有特定意义的各种7粒级物料的含量。4)密度特性——当物料中所有颗粒都是同一密度时,一般对筛分没有影响。但是当物料中粗、细颗粒存在密度差时,情形就大不样。若粗粒密度小,细粒密度大,则容易筛分。比如对-50mm破碎级煤与-200网目磨碎级铁矿粉的混合物的筛分,或从稻谷粒中筛出混入的细砂等,这是由于粗料层的阻碍作用相对较小,而细粒级的穿层及透筛作用却比较大。相反,若粗粒密度大,细粒密度小,比如含有较多粗粒级歼石的煤,筛分就相对困难。2.筛子性能的影响1)筛面运动形式——筛面运动形式关系到筛上物料层的松散度及需要透筛的细物料相对筛面运动的速度、方向、频率等,因而对分层、透筛过程均有影响。摇动筛上的物料主要是沿筛面方向滑动,在筛面法向的速度分量较小,不利于细粒透筛几种典型筛子的筛分效率大致如表所示。2)筛面结构参数筛面宽度与长度——一般情况下,筛面宽度决定筛子的处理能力,筛面越宽,处理能力就越大;筛面长度决定