部分碎矿磨矿与分级.ppt
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1、 第二部分第二部分 碎矿磨矿与分级碎矿磨矿与分级 绪论:绪论:一、矿物、矿石的概念一、矿物、矿石的概念 1.1.矿物、矿石的概述矿物、矿石的概述矿物:矿物:地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。地球的外壳是由岩石组成的,岩石是由矿物组成的。地球的外壳是由岩石组成的,岩石是由矿物组成的。有用矿物:有用矿物:能够为人类利用的矿物。能够为人类利用的矿物。脉石矿物:脉石矿物:在矿石中,目前工业上尚不能利用的一些矿物。在矿石中,目前工业上尚不能利用的一些矿物。矿石:矿石:含有有用矿物的矿物集合体,其中有用成分在现代技术经济条件下能
2、含有有用矿物的矿物集合体,其中有用成分在现代技术经济条件下能够回收加以利用。够回收加以利用。矿床:矿床:在地壳或地表上矿石大量积聚具有开采价值的区域在地壳或地表上矿石大量积聚具有开采价值的区域。2.矿石的分类矿石的分类 矿石的种类很多,除了金属矿石和非金属矿石之分外,在金属矿石的种类很多,除了金属矿石和非金属矿石之分外,在金属矿石中还按金属存在的化学状态分成硫化矿石、氧化矿石和混合矿矿石中还按金属存在的化学状态分成硫化矿石、氧化矿石和混合矿石。石。当矿石中只含有一种有用金属时,称为单金属矿石;含有两种当矿石中只含有一种有用金属时,称为单金属矿石;含有两种以上金属时,称为多金属矿石。以上金属时,
3、称为多金属矿石。元素赋存状态:元素赋存状态:元素赋存状态是指元素在工业固体元素赋存状态是指元素在工业固体原料、产物中的存在形式及其在各组成物相中的原料、产物中的存在形式及其在各组成物相中的分配比例,其主要有独立矿物、类质同象及吸附分配比例,其主要有独立矿物、类质同象及吸附等三种形式。等三种形式。矿物单体解离度矿物单体解离度 :矿石经过破碎和磨矿后,呈单:矿石经过破碎和磨矿后,呈单矿物从矿石其它组成矿物中分离出来的颗粒称为矿物从矿石其它组成矿物中分离出来的颗粒称为单体;未被解离成单矿物颗粒而呈两种或多种矿单体;未被解离成单矿物颗粒而呈两种或多种矿物连生在一起的,称为连生体。某种矿物解离为物连生在
4、一起的,称为连生体。某种矿物解离为单体的程度就称之为该矿物的单体解离度,以该单体的程度就称之为该矿物的单体解离度,以该矿物单体颗粒的重量百分比或体积百分比来表示。矿物单体颗粒的重量百分比或体积百分比来表示。矿物嵌布特征:矿物嵌布特征:矿物嵌布特征是指矿物的颗粒大小、形状、矿物嵌布特征是指矿物的颗粒大小、形状、与脉石矿物的结合关系以及空间分布特征。为使矿物嵌布与脉石矿物的结合关系以及空间分布特征。为使矿物嵌布特征的研究结果对选矿具有更明确的指导意义,常结合矿特征的研究结果对选矿具有更明确的指导意义,常结合矿物在工艺流程中的状况,将矿物嵌布特征划为不同的分选物在工艺流程中的状况,将矿物嵌布特征划为
5、不同的分选类型类型解离度:解离度:矿石经过破碎和磨矿后,呈单矿物从矿石其它组矿石经过破碎和磨矿后,呈单矿物从矿石其它组成矿物中分离出来的颗粒称为单体;未被解离成单矿物颗成矿物中分离出来的颗粒称为单体;未被解离成单矿物颗粒而呈两种或多种矿物连生在一起的,称为连生体。某种粒而呈两种或多种矿物连生在一起的,称为连生体。某种矿物解离为单体的程度就称之为该矿物的单体解离度,以矿物解离为单体的程度就称之为该矿物的单体解离度,以该矿物单体颗粒的重量百分比或体积百分比来表示。在选该矿物单体颗粒的重量百分比或体积百分比来表示。在选矿工艺加工过程中,它们联合在一起同时作用于工艺流程,矿工艺加工过程中,它们联合在一
6、起同时作用于工艺流程,尤其是对碎矿、磨矿阶段的影响更为突出。尤其是对碎矿、磨矿阶段的影响更为突出。二、选矿的目的和任务二、选矿的目的和任务 1、选矿的目的:选矿的目的:从矿山开采出来的矿石,一般品位都比从矿山开采出来的矿石,一般品位都比较低,为了满足下一步处理的要求,在冶炼之前就需要用较低,为了满足下一步处理的要求,在冶炼之前就需要用选矿的方法,选矿的方法,将脉石和有用矿物分开,使金属品位提高,将脉石和有用矿物分开,使金属品位提高,得到适于冶炼或其它部门要求的原料。得到适于冶炼或其它部门要求的原料。矿石中往往都含有几种有用成分,为了最充分利用矿产矿石中往往都含有几种有用成分,为了最充分利用矿产
7、资源,必须尽可能的将它们分别回收,资源,必须尽可能的将它们分别回收,选出符合要求的单选出符合要求的单独精矿。独精矿。此外,矿石中除了有用成分外,常含有有害杂质,在冶此外,矿石中除了有用成分外,常含有有害杂质,在冶炼中,这些有害杂质常常会影响金属的质量,因此必须炼中,这些有害杂质常常会影响金属的质量,因此必须在在冶炼前去除有害杂质。冶炼前去除有害杂质。选矿的任务:选矿的任务:分离有用矿物和脉石,把共生的有用矿物分离有用矿物和脉石,把共生的有用矿物尽可能的相互分离成单独的精矿,除去有害杂质,充分合尽可能的相互分离成单独的精矿,除去有害杂质,充分合理的利用矿产资源。理的利用矿产资源。三、选矿过程和选
8、矿方法三、选矿过程和选矿方法 1.1.选矿方法选矿方法 根据不同的根据不同的矿石类型和对选矿产品的要求矿石类型和对选矿产品的要求,在实践中,在实践中可采用不同的选矿方法。常用的选矿方法有重选法、磁可采用不同的选矿方法。常用的选矿方法有重选法、磁选法、电选法和浮选选法、电选法和浮选,其中浮选法应用最广。其中浮选法应用最广。重选法重选法广泛广泛地应用于黑色、有色、稀有金属和煤的分选;地应用于黑色、有色、稀有金属和煤的分选;磁选法磁选法多多用于黑色金属和稀有金属的分选,也可用于从非金属矿用于黑色金属和稀有金属的分选,也可用于从非金属矿物原料中除去含铁杂质,还可用于净化生产、生活用水物原料中除去含铁杂
9、质,还可用于净化生产、生活用水以及重介质选煤中磁铁矿的回收;以及重介质选煤中磁铁矿的回收;电选法电选法用于有色金属用于有色金属矿石和稀有金属矿石、黑色金属矿石和稀有金属矿石、黑色金属(铁、锰、铬铁、锰、铬)矿石的分矿石的分选,还用于非金属矿石选,还用于非金属矿石(如煤粉、金刚石、石墨、石棉、如煤粉、金刚石、石墨、石棉、高岭土和滑石等高岭土和滑石等)的分选的分选;浮选法浮选法可用金属及非金属矿物可用金属及非金属矿物的分选。此外,还有光电选矿法、化学选矿法及其他特的分选。此外,还有光电选矿法、化学选矿法及其他特殊选矿法。各种选矿方法有时单独使用,有时是几种方殊选矿法。各种选矿方法有时单独使用,有时
10、是几种方法的联合应用。法的联合应用。2 2.选矿过程选矿过程 矿石的选矿处理过程是在选矿厂中完成的。不论选矿石的选矿处理过程是在选矿厂中完成的。不论选矿厂的规模大小,一般都包括以下三个最基本的工艺过矿厂的规模大小,一般都包括以下三个最基本的工艺过程:程:矿石分选前的准备作业矿石分选前的准备作业:包括原矿的破碎、筛分、磨包括原矿的破碎、筛分、磨矿、分级等工序本过程的目的是使有用矿物与脉石矿物矿、分级等工序本过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离,使各种有用矿物相互间单体解离为选矿分离单体分离,使各种有用矿物相互间单体解离为选矿分离创造适宜的条件创造适宜的条件.分选作业分选作业:借助于各种选矿方
11、法将有用矿物同脉石分借助于各种选矿方法将有用矿物同脉石分离,并使有用矿物相互分离离,并使有用矿物相互分离,富集获得最终选矿产品富集获得最终选矿产品.分选后产品的处理作业分选后产品的处理作业:包括各种精矿、中矿、尾矿包括各种精矿、中矿、尾矿产品的脱水,浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。产品的脱水,浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。三、选矿过程和选矿方法 粒度及粒度表示方法粒度及粒度表示方法粒度及粒度表示方法粒度及粒度表示方法 粒度分析方法粒度分析方法粒度分析方法粒度分析方法 实验实验室常用的室常用的室常用的室常用的筛筛分分分分设备设备 筛筛分及基本理分及基本理分及基本理分及基本理论论 1
12、 1、规则颗粒的粒径:如颗粒是理想的规则几何、规则颗粒的粒径:如颗粒是理想的规则几何体,用体,用1313个特征长度准确地描述其形状及大小。个特征长度准确地描述其形状及大小。2 2、非规则颗粒的粒径:用一个长度量纲、非规则颗粒的粒径:用一个长度量纲名名义直径或标准直径表示,名义直径义直径或标准直径表示,名义直径dndn通常采用的通常采用的有四种名义直径:轴径、当量球径、有四种名义直径:轴径、当量球径、当量圆径、当量圆径、统计直径。统计直径。1.1 粒径与粒度(1)轴径是指颗粒的特征线段的算术或几何平轴径是指颗粒的特征线段的算术或几何平均值。均值。二轴平均径:平面团形长径和短径的算术平均二轴平均径
13、:平面团形长径和短径的算术平均值值 dbdb(L+b)/2 (L+b)/2 三轴平均径:立体图形三维尺寸的算术平均值三轴平均径:立体图形三维尺寸的算术平均值 dcdc(L+b+h)/3(L+b+h)/3 1.1 粒径与粒度(2 2)当量球径是指与颗粒同性质的球体直径)当量球径是指与颗粒同性质的球体直径 体积直径:体积直径:(V V为颗粒实际体积)为颗粒实际体积)面积直径:面积直径:(S S为颗粒的表面积)为颗粒的表面积)自由降落直径自由降落直径 :1.1 粒径与粒度(3 3)当量圆径是指与颗粒的投影轮廓同性质当量圆径是指与颗粒的投影轮廓同性质的团的直径。的团的直径。1.1 粒径与粒度加权的算术
14、平均值:加权的算术平均值:加权的几何平均值:加权的几何平均值:加权的调和平均值:加权的调和平均值:中位数:以混合料各粒级累计质量百分数对粒级作中位数:以混合料各粒级累计质量百分数对粒级作图,占混合料质量一半时所对应的颗粒尺寸。图,占混合料质量一半时所对应的颗粒尺寸。1.1 粒径与粒度1.2 1.2 1.2 1.2 粒度分析方法粒度分析方法粒度分析方法粒度分析方法 粒度分析是一种技术操作它的任务是测定碎散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。选矿工程中常用的有以下三种:物料的粒度特性。选矿工程中常用的有以下三种:1)1)筛分分析法筛分分析法此法是利用筛孔大小不同的此法是利用筛孔
15、大小不同的一系列筛子对散料筛分,一系列筛子对散料筛分,n n层筛子可把物料分成层筛子可把物料分成(n+1)n+1)个粒级,各粒级的上、下限粒度通常就取相个粒级,各粒级的上、下限粒度通常就取相应筛子的筛孔尺寸。筛分分析法广泛用于测定应筛子的筛孔尺寸。筛分分析法广泛用于测定0.04-100mm 0.04-100mm 散粒的粒度组成,更大粒度的物料也散粒的粒度组成,更大粒度的物料也可编制更大筛孔的筛子,但对于小粒度的物料,可编制更大筛孔的筛子,但对于小粒度的物料,一是制作相应筛孔的筛子较困难,二是很难筛得一是制作相应筛孔的筛子较困难,二是很难筛得充分。一般干筛的分级粒度最小至。充分。一般干筛的分级粒
16、度最小至。0.04-100mm 0.04-100mm 物料须用湿筛。筛分分析法的特点是设备简单,物料须用湿筛。筛分分析法的特点是设备简单,易于操作,但筛析结果受颗粒形状和筛分时间的易于操作,但筛析结果受颗粒形状和筛分时间的影响较大。影响较大。2)2)水力沉降分析法水力沉降分析法此法是利用水力分析装置,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。该法适用于测定分成若于粒级。该法适用于测定 l-75m l-75m 细粒物料细粒物料的粒度组成,其特点是不像筛分分析法那样严格的粒度组成,其特点是不像筛分分析法那样严格按颗粒几
17、何尺寸分级,而是按沉降速度分级。因按颗粒几何尺寸分级,而是按沉降速度分级。因水力沉降过程受颗粒密度和形状的影响,密度大水力沉降过程受颗粒密度和形状的影响,密度大的小颗粒与密度小的大颗粒有可能进入同一个粒的小颗粒与密度小的大颗粒有可能进入同一个粒级。级。3)3)显微镜分析法显微镜分析法此法是利用显微镜观察微此法是利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状,适用于细颗粒的大小和形状,适用于 的物料,可检查分的物料,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。的结构其主要特点是直观。4)4)激光粒度分析法激光粒度分析法1.2 1.2 筛
18、分分析筛分分析 1.2.1 1.2.1 筛分工具筛分工具 1.1.标准筛标准筛 标准筛是一套筛孔尺寸大小有一定比例的、筛标准筛是一套筛孔尺寸大小有一定比例的、筛孔边长及筛丝直径均按有关标准(孔边长及筛丝直径均按有关标准(21/221/2美国、英美国、英国、加拿大;国、加拿大;101/10101/10法国、前苏联等)制造的筛法国、前苏联等)制造的筛子使用时将各个筛子按筛孔大小从上至下顺序叠子使用时将各个筛子按筛孔大小从上至下顺序叠放,上层筛孔大,下层筛孔小各筛子所处的层位放,上层筛孔大,下层筛孔小各筛子所处的层位次序称为筛序。每两个相邻筛子筛孔尺寸的比值次序称为筛序。每两个相邻筛子筛孔尺寸的比值
19、称为筛比。有的标准筛确定一系列筛子中的某个称为筛比。有的标准筛确定一系列筛子中的某个筛子作为基准筛,简称基筛。标准筛都有筛底和筛子作为基准筛,简称基筛。标准筛都有筛底和筛盖,分另别用以收集筛下产品和防止物料溅失。筛盖,分另别用以收集筛下产品和防止物料溅失。2.2.非标准筛非标准筛 非标准筛并非是随意制作的筛子,对某些主要非标准筛并非是随意制作的筛子,对某些主要特征一般都作出规定。如煤炭工业规定筛孔尺寸特征一般都作出规定。如煤炭工业规定筛孔尺寸依次为依次为100mm100mm、50mm50mm、25mm25mm、13mm 13mm、6mm 6mm、3mm 3mm、0.5mm 0.5mm,必要时可
20、以增减筛孔尺寸。很显,必要时可以增减筛孔尺寸。很显然,标准筛是用于细物料的筛分,而非标准筛是然,标准筛是用于细物料的筛分,而非标准筛是用于粗物料的筛分。用于粗物料的筛分。1.2.2 1.2.2 1.2.2 1.2.2 筛分试验筛分试验筛分试验筛分试验 筛分试验按筛分物料粒度的大小分为大筛分与小筛分试验按筛分物料粒度的大小分为大筛分与小筛分,大筛分使用非标准筛,小筛分使用标准筛;筛分,大筛分使用非标准筛,小筛分使用标准筛;按筛分时是否使用水介质促进筛分的进行又分为按筛分时是否使用水介质促进筛分的进行又分为干筛与湿筛。因大粒度物料容易筛分,当试料水干筛与湿筛。因大粒度物料容易筛分,当试料水分与含泥
21、量较大时,可以先晾晒,因此,大筛分分与含泥量较大时,可以先晾晒,因此,大筛分一般采用干筛。对于小筛分,当试料水分与含泥一般采用干筛。对于小筛分,当试料水分与含泥量较小且要求不甚严格时,可采用干筛,否则宜量较小且要求不甚严格时,可采用干筛,否则宜采用湿筛。采用湿筛。筛分试验所用试样的重量与试样的粒度有关,见表筛分试验所用试样的重量与试样的粒度有关,见表筛分试验所用试样的重量与试样的粒度有关,见表筛分试验所用试样的重量与试样的粒度有关,见表1-1-21-1-21-1-21-1-2表表表表1-1-2 1-1-2 1-1-2 1-1-2 试样量与粒度关系表试样量与粒度关系表试样量与粒度关系表试样量与粒
22、度关系表物料最大粒度物料最大粒度/mm/mm0.10.10.30.30.50.51 13 35 510102020试样试样最小重量最小重量/kg/kg0.0250.0250.050.050.10.10.20.20.50.52 25 52020筛分时间对筛分结果有较大的影响,衡量筛分是否完全的方法是,采用人工筛分,如果1分钟内所得筛下物料量小于筛分前筛上物料量的1%,则认为筛分完全,否则重筛。筛分试验后各粒级的重量和与原试样重量的差值,不得超过原试样的重量的1%-2.5%,否则重做。筛分及基本理论筛分及基本理论筛分及基本理论筛分及基本理论(粒度特性曲线和粒度特性方程式粒度特性曲线和粒度特性方程式
23、粒度特性曲线和粒度特性方程式粒度特性曲线和粒度特性方程式)1.3.1 1.3.1 粒度特性曲线粒度特性曲线l l累积粒度特性曲线有如下用途:累积粒度特性曲线有如下用途:l l 可确定任何指定粒度的相应累积产率;或由可确定任何指定粒度的相应累积产率;或由指定的累积产率查得相应的粒度。指定的累积产率查得相应的粒度。l l 可求出任一粒级可求出任一粒级(d1-d2)(d1-d2)的产率,它等于粒度的产率,它等于粒度 dl dl 及及 d2 d2 所对应的纵坐标的差值。所对应的纵坐标的差值。l l 由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成情由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成情况。对于正累积的粒度特性曲线
24、,若曲线向左下况。对于正累积的粒度特性曲线,若曲线向左下角凹进,表明物料中细粒级含量多;若曲线向右角凹进,表明物料中细粒级含量多;若曲线向右上角凸起,说明粗粒级含量多;若曲线近似直线,上角凸起,说明粗粒级含量多;若曲线近似直线,则表示粗、细粒度分布均匀。则表示粗、细粒度分布均匀。图图 1-1-3 1-1-3 是根据表是根据表1-1-1-3 1-3 绘制的半对数绘制的半对数累积粒度特性曲线,累积粒度特性曲线,因处,故曲线的左因处,故曲线的左端不能画到粒度为端不能画到粒度为零处。图零处。图1-1-4 1-1-4 是根是根据表据表1-1-3 1-1-3 绘制的全绘制的全对数负累积粒度特对数负累积粒度
25、特性曲线,因纵坐标性曲线,因纵坐标也采用了取对数处也采用了取对数处理,曲线已直线化理,曲线已直线化了,这样便于求出了,这样便于求出该直线的斜率和截该直线的斜率和截距,进而将曲线用距,进而将曲线用数学方程式表示出数学方程式表示出来,借此确定颗粒来,借此确定颗粒粒度在物料中的分粒度在物料中的分布规律。布规律。独立筛分 准备筛分 预先筛分与检查筛分 脱水筛分 脱泥筛分与脱介筛分 选择性筛分1.1.独立筛分独立筛分 当筛分产品作为最终产品供给用户使用时,称为当筛分产品作为最终产品供给用户使用时,称为独立筛分,如煤、铁矿石和建筑石料的筛分。独立筛分,如煤、铁矿石和建筑石料的筛分。2.2.准备筛分准备筛分
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