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1、前前 言言选矿工艺技术与选矿设备的发展是同步的，设备的技术水平不仅是工艺水平的最好体现，其生产技术状态也直接影响着生产过程、产品的质量和数量以及综合经济效益。在这里主要介绍选矿的基本概念，简要介绍与选矿工艺相关的设备，由于编写时间仓促，难免存在不当之处和错误，恳请指正！二零一五年八月目录选矿概述选矿概述3 1选矿常用术语和定义选矿常用术语和定义1.11.2 主要选矿方法与设备主要选矿方法与设备破破 碎碎3 2基本概念基本概念2.1破碎设备破碎设备2.2破碎流程破碎流程2.3目录筛分及筛分机械筛分及筛分机械3 3基本概念基本概念3.13.2 筛分设备筛分设备磨矿与分级磨矿与分级3 4基本概念基本
2、概念4.1磨矿流程磨矿流程4.3分级设备分级设备4.44.2磨矿设备磨矿设备目录磁磁 选选3 5基本原理基本原理5.15.2 磁选设备磁选设备过滤设备过滤设备3 66.1过滤设备过滤设备浆体的输送浆体的输送3 7目录选矿工艺设备的发展、节能减排及尾矿综合利用选矿工艺设备的发展、节能减排及尾矿综合利用 88.18.28.3铁矿选矿设备铁矿选矿设备铁矿选矿新工艺铁矿选矿新工艺选矿节能措施选矿节能措施尾矿综合利用技术尾矿综合利用技术8.4自然界蕴藏着极为丰富的矿产资源。选矿就是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。选矿学
3、是研究矿物分选的学问，是一门分离、富集、综合利用矿产资源的技术科学。第一章、选矿概述第一章、选矿概述返回选矿重要性：例如：某钢铁厂铁精矿品位提高1%，高炉产量提高3%，焦降低18公斤/吨铁，节约石灰45%，减少炉渣1.82%，每年减少运输量48万吨。通过选矿，可以除去铁矿中的Ca、Mg、Si、S、P等有害元素。例如：某铜冶炼厂，铜精矿品位提高1%，每年多生产粗铜3135吨。1.1选矿利用各种矿物的物理性质、化学性质或物理化学性质的差异，富集一种或多种有价矿物成为精矿的一门应用学科。它广泛应用于矿石原料加工工业，在冶金工业中，选矿是介于采矿与冶炼之间的一个矿物加工过程，加工对象主要是金属矿物和非
4、金属矿物。矿石：在现在技术条件下，可开采加工利用的矿物集合体。有用矿物：选矿要选出的目的矿物叫有用矿物。目前国民经济条件下尚不能利用的矿物叫脉石矿物。选矿的目的任务：提高品位达到冶炼要求，多种有用矿物分离利用，消除杂质。第一节、选矿常用术语及定义第一节、选矿常用术语及定义返回1.2重力选矿利用有矿物与脉石矿物密度差异，在流体机械中实现矿物的分离，如：金矿、钨矿、锡矿、砂矿等。1.3磁电选矿利用有矿物与脉石矿物磁性、电性的差异，在磁场中实现矿物的分离，如：铁矿、锰矿等。1.4浮游选矿（浮选）利用有矿物与脉石矿物表面润湿性差异，通过浮选药剂调整矿物的可浮性，在流体机械中实现矿物的分离。其中，将有用
5、矿物浮入泡沫产品中，而将脉石矿物留在矿浆中，这种方法叫正浮选。而有时将脉石矿物浮入泡沫产品中，将有用矿物留在矿浆中，这种方法叫反浮选。1.5化学选矿利用化学药剂的选择性分解作用，实现目的矿物的分解和提取，如：黄金氰化、氧化铜矿浸出、铀矿浸出等。1.6原矿从矿山开采出来未经选矿或其他技术加工的矿石。少数原矿可直接应用，大多数原矿需经选矿或其他技术加工后才能利用，在选矿中，经过碎磨进入分选作业的矿石称作入选原矿。1.7精矿原矿经过选矿后有用成分得到富集的产品。每一个分选作业都可得出相应的精矿，每一分选作业有两种或两种以上的产物，精矿是产物中有用成分含量最高的部分。原矿经过预选或粗选作业，有用成分初
6、步富集的产品称作粗精矿，粗精矿需经过精选作业才能得到最终精矿。矿石中含有两种或两种以上有用矿物，在选矿时被一起选出的精矿产品，称作混合精矿。1.8尾矿选矿作业得出的有用成分含量最低的产物。产物中有用成分含量低到当前技术经济条件下不宜再分选时，称作最终尾矿。1.9中矿原矿经粗选得到的，有用成分含量介于精矿和尾矿之间，尚需进一步处理的中间产物。1.10品位品位是指选矿产品中金属或有价成分的百分含量。例如，铜精矿品位为15%，即铜精矿中铜金属的含量为15%。对于贵金属矿，常用克/吨表示。品位是评定产品质量的指标之一。通常用表示原矿品位；表示精矿品位；表示尾矿品位。1.11产率产品重量对于原矿重量之比
7、，叫该产品的产率，以表示。例如，选矿厂每昼夜处理原矿石重量(Q原)为500吨，获得精矿重量(Q精矿)为30吨，则精矿产率(精矿)为：尾矿产率(精矿)为：1.12金属回收率精矿中金属的重量与原矿中该金属的重量之比的百分数，称为金属回收率，常用表示。回收率可用下式计算：=（）/（）*100或者=/式中：表示原矿品位；表示精矿品位；表示尾矿品位；表示精矿产率。金属回收率是评定分选过程(或作业)效率的一个重要指标。回收率越高，表示选矿过程(或作业)回收的金属越多。所以，选别过程中应在保证精矿质量的前提下，力求提高金属回收率。回收率和精矿品位是一对相互矛盾的指标，精矿品位要求越高，则回收率就越低。适宜选
8、矿指标的需要考虑技术和经济因素，综合确定。1.13选矿比选矿比即原矿重量对于精矿重量之比值。1.14富集比富集比或称富矿比，即精矿中有用成分含量的百分数和原矿中该有用成分含量的百分数之比值，常以i表示。它表示精矿中有用成分的含量比原矿中该有用成分含量增加的倍数。1.15粗选对入选原矿进行初步分选的作业或过程。原矿经过粗选，被分为粗精矿（或混合精矿）、中矿和尾矿等两种以上的产物。粗选可以由一个分选作业来完成，也可以由若干分选作业组成的粗选段或粗选厂来完成。1.16精选对粗精矿进行富集或除杂，或对混合精矿中各有用组分进行分离的分选作业。精选作业次数可以是一次或多次。它可以是分选流程中的精选作业，也
9、可以组成精选段或精选厂对粗选段（或粗选厂）的粗精矿或混合精矿进行深选富集或分离。1.17扫选从粗选的尾矿中进一步回收有用成分的分选作业。扫选作业次数可以是一次或多次，扫选作业的精矿一般尚不是合格产品，需返回前面作业或送另一单独分选作业再选。选矿技术的发展很大程度上是与选矿工艺的改进和选矿设备的发展息息相关的。我国有色金属矿产资源富矿少，贫矿多；粗颗粒少，细颗粒多；单一矿少，共生矿多。为了充分利用这些“贫、细、杂”的矿产资源，实现矿业的可持续发展，必须大力开发选矿工艺，如重选、磁电选、浮选、重介质预选等相互联合的各种联合选矿工艺。第二节、主要的选矿方法与设备第二节、主要的选矿方法与设备返回1、重
10、选工艺与设备、重选工艺与设备我国是个矿产资源十分丰富的国家，重力选矿工艺也得到了长足的发展，目前国内已建立起了一大批大、中型重力选矿厂，选矿工艺技术的研究也取得了很大的进步。重选法被推广应用于处理铁矿石，并在铅、锌、锑有色金属矿山建立起重介质预选车间，另外重选法还在建材、化工，特别是煤炭工业中得到广泛的应用，且已达到了世界先进水平。重力选矿是按矿物密度差分选矿石的方法，在当代选矿方法中占有重要地位。重选也是一种比较经济的选矿工艺。在钨、锡矿石选矿、黑色金属矿石选矿中占据重要的作用。重选工艺的主要设备有：分级、跳汰、摇床和螺旋溜槽等。重选工艺流程方面采用（1）贫、富分选，（2）粗、细分选，(3)
11、砂、泥分选，防止过磨(磨前抛弃尾矿或选出精矿)等较为合理的重选流程，以及采用磁、重、浮等各种联合流程；在机械化方面，采用重介质方法代替了手选，采用机械选矿设备代替人工淘洗等作业；在重选设备方面，研制了：（1）振动溜槽（2）梯形跳汰机（3）复振跳汰机（4）螺旋选矿机（5）螺旋溜槽（6）离心选矿机（7）离心摇床等而在这些选矿设备中有些则是我国创制的，例如离心选矿机和离心摇床。重力选矿的特点重力选矿的特点：（1）、重力选矿设备制造简单，设备稳定性好，操作方便，成本低廉，技术也相对成熟。（2）、在选矿生产中不耗用贵重的药剂，排出的尾矿对于环境污染小。（3）、丢弃块状围岩和粗粒尾矿，选别嵌布粒度较粗的弱
12、磁性矿物；（4）、与其他选矿方法配合回收嵌布粒度较细的弱磁性矿物。（5）、在有矿物嵌布粒度较粗的情况下，重选可以得到较好的分选指标。可以生产出粗精矿或混合精矿，也可以得到最终精矿。2 2、磁电选工艺与设备、磁电选工艺与设备 电选工艺和设备在我们管理局基本不用，这里就不介绍。磁选：基于矿物间磁性差异，在不均匀磁场中实现矿物之间分离的一种选矿方法。目前，国内外使用的磁选机种类很多，分类方法不一。(l)按磁选机的磁源可分为：永磁磁选机与电磁磁选机；(2)根据磁场强弱可分为：弱磁场磁选机，中磁场磁选机，强磁场磁选机；(3)按选别过程的介质可分为：干式磁选机与湿式磁选机；(4)按磁场类型可分为恒定磁场、
13、脉动磁场和交变磁场磁选机；(5)按机体外形结构分为带式磁选机、筒式磁选机、辊式磁选机、盘式磁选机、环式磁选机、笼式磁选机和滑轮式磁选机。磁选工艺应用磁选工艺应用用途：黑色金属矿选矿铁矿石磁选；有色和稀有金属矿精选钨锡分离、铜钼分离、铜铅分离；重介质选矿中磁性重介质的磁选回收；非金属矿物原料选矿中除去含铁杂质高岭土除铁；废水处理。磁选设备(1)湿式弱磁场永磁筒式磁选机 这种磁选机主要用于分选强磁性物料。(2)电磁磁滑轮 设备由沿物料运行方向极性交变或极性单一的多极磁系组成。电磁磁滑轮的磁感应强度可达01015T，给矿粒度10100mm。滑轮的尺寸(6001000)(17002400)mm。它在选
14、矿厂中的作用和永磁磁滑轮相同。(3)干式永磁筒式磁选机 设备结构:它的主要部分由滚筒和磁系构成。磁系和磁场特性：磁系为锶铁氧体。应用：细粒强磁性矿物粒的干选，磁性材料的提纯，粉状物料中排除磁性杂质。(4)超导高梯度磁选机设备结构：周期式的超导高梯度磁选机是一台设超导磁滤器。主要部分是超导线圈、制冷机构、分选机构、给矿机构等。该超导磁法器可作为：1)磁分离过程基础研究的实验室装置；2)模拟大型装置操作条件的中间试验之用；3)小规模生产用。3 3、浮选工艺与设备、浮选工艺与设备 浮选即泡沫浮选，是根据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。浮选工艺浮选工艺 在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿
15、物密度无关。比如黄铜矿与石英，前者密度为4.2，后者为2.68，可是重矿物的黄铜矿很容易上浮，石英反而沉在底部。经研究发现矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关，凡是与水亲和力大，容易被水润湿的矿物，难于附着在气泡上，难浮。而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，容易上浮。因此可以说，浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性。浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。在现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其重要，因为经浮选药剂处理后，可以改变矿物的可浮性，使要浮的矿物能选择性地附着于气泡，从而达到选矿的目的。浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工
16、作，即矿石要经过磨矿分级，达到适宜于浮选的浓度、细度。此外，浮选还有以下几个基本作业：（1）、矿浆的调整与浮选药剂的加入 其目的是要造成矿物表面性质的差别，即改变矿物表面的润湿性，调节矿物表面的选择性，使有的矿物粒子能附着于气泡，而有的则不能附着于气泡。（2）、搅伴并造成大量气泡 借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微泡析出。（3）、气泡的矿化 矿粒向气泡选择性地附着，这是浮选过程中最基本的行为。（4）、矿化泡沫层的形成与刮出 矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化泡沫层，目的矿物富集到泡沫中，将其刮出而成为产品。而非目的矿物则留在浮选槽内
17、，从而达到分选的目的。通常浮选作业浮起的矿物是有用矿物，这样的浮选过程称之为正浮选，反之，浮起的矿物为脉石，则称之为反浮选(或称逆浮选)。浮选工艺是一个较复杂的矿石处理过程，其影响因素可分为不可调节因素(原矿性质和生产用水的水质)和可调节因素(浮选流程、磨矿细度、矿浆浓度、温度、矿浆酸碱度、浮选药剂制度)。浮选设备浮选设备为了实现矿粒之间的分离，矿物表面必须具有不同的润湿性，又有数量和质量满足需要的泡沫，还应有合适的机械设备，使它们分成性质和质量各不相同的产品，这些设备就是浮选机。浮选机是实现浮选过程的重要设备。浮选效果的好坏，除药剂、工艺流程的影响外，浮选机性能的优劣有着相当大的关系。为此，
18、各国在改进和发展浮选机方面都做了相当多的工作。浮选机类型：机械搅拌式浮选机、充气式浮选机、混合式浮选机或充气搅拌式浮选机、气体析出式浮选机。（1）机械搅拌式浮选机 机械搅拌式浮选机的特点：矿浆的充气和搅拌都是由机械搅拌器来实现的，属于外气自吸式浮选机，充气搅拌器具有类似泵的抽吸特性，既自吸空气又自吸矿浆。（2）充气搅拌式式浮选机 其特点是：充气量易于单独调节；机械搅拌器磨损小；选别指标较好；功率消耗低。（3）充气式浮选机充气式浮选机：1）、结构特点：无机械搅拌器无传动部件；2）、充气特点：充气器充气，气泡大小由充气器结构调整；3）、气泡与矿浆混合特点：逆流混合。用途：处理组成简单、品位较高、易
19、选矿石的粗、扫选浮选柱：结构简单、占地面积小、维修方便、操作容易、节省动力。（4）气体析出式浮选机气体析出式浮选机主要用于细粒矿物浮选和含油废水的脱油浮选。矿石的破碎过程，从广义上讲就是减小矿石粒度的过程，也就是矿物逐步单体解离的过程，破碎的实质就是对矿石施加外力，克服矿石的内聚力，使大块矿石碎裂变小。第二章第二章 破碎破碎返回一、矿石破碎的难易度一、矿石破碎的难易度 在生产中，为了实用方便，破碎的难易度通常由矿石宏观反映的硬度、机械强度以及可碎性系数、可磨性系数表示。1、矿石的硬度；硬度是矿石的物理性质之一，矿石的硬度指矿石抵抗在外力作用下划伤的能力，常用莫氏硬度表示，在自然界中取10种矿物
20、作为标准，得出比较硬度的系列：第一节第一节 破碎基本概念破碎基本概念返回 滑石 石膏 方解石 莹石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 2、矿石的机械强度：机械强度是矿石的一种力学性质，这里指矿石在机械力的作用下，抵抗破坏的能力，它用单位面积承受机械力大小来表示，单位是公斤/厘米2，矿石能承受外力的最大值叫硬度极限，用普氏硬度系数，矿石的抗压强度极限数值除以100公斤/厘米2得到不同系数。3、矿石的可碎性系数和可磨性系数 可碎性系数=该破碎机在同样条件下破碎指定矿石的生产率/该破碎机破碎中硬矿石的生产率；可磨性系数=该磨矿机在同样条件下磨细指定矿石的生产率/该磨矿机磨细中硬矿石的生产率；
21、石英作为中硬矿石，用它作为标准，其可碎性系数和可磨性系数匀定为1，硬矿石1。矿石硬度等级压（公斤/厘米2）普氏硬度系数 可碎性系数 可磨性系数岩石举例很软2002000200.65-0.750.5硬花岗岩二、矿石粒度及其表示法二、矿石粒度及其表示法1、矿石块度（或颗粒）的大小叫粒度。常用平均直径表示，各个方向上的算术平均值叫平均直径。L 长 b宽 t厚 d平均直径 d=（L+B+t）/3 粒度测量方法：(1)用正方形筛子,当正好边长为b的方形筛孔则d=b；（2）矿块通过长L宽B的筛孔时则d=（L+B）/2。2、粒级粒度：通过筛孔 d1 的筛面而被截留在筛孔为d2的筛面上的物料叫一个粒级。常用上
22、下限表示法d1-d2 或 -d1+d2 “-“代表小于，“+”代表大于三、解离度三、解离度 碎矿和磨矿的目的就是为选别准备好有用矿物与脉石矿物既有充分单体解离且过粉碎又少的入选物料。在破碎细了的矿石中，一些颗粒只含一种矿物叫单体解离粒；一些颗粒和别的矿物连生着叫连生粒。组成矿石的矿物相互分离叫单体解离。单体解离度：单体解离颗粒与含该矿物连生颗粒数折算成单体矿物颗粒及该矿物的单体解离颗粒之和的比值。解离度不够后果：选矿过程指标不稳定，精矿品位低，尾矿品位高，中块产出率大，回收率也低。过粉碎也不好，白白消耗电能和机器磨损，材料消耗，还产生难于选别的微粒，也使精矿品位和回收率都低。4、碎矿比、碎矿比
23、矿石原来粒度的大小与破碎后粒度大小的比值叫破碎比i=D最大/d最大 i碎矿比 D最大：是给矿中的最大粒度 d 最大：排矿中的最大粒度对于具体设备可用给矿口宽度和排矿口宽度按下式计算：i=（0.85*破碎机给矿口宽度）/破碎机的排矿口宽度i总=i1*i2*i3*-*in例如:i1=500/120=4.17 i2=120/80=1.5 i3=80/15=5.33 i总=i1*i2*i3=500/15=33.33各种破碎机最大破碎比与常用破碎比:设备名称最大破碎比常用破碎比粗碎颚式8-103-5中碎圆锥154-7细碎圆锥154-74、碎矿方法破碎矿石为了克服内聚力，必须施加外力，目前常用的方法有：挤
24、压 劈裂 弯曲 擦碎 冲击颚式破碎机对辊圆锥破冲击式圆锥破对辊第二节第二节 破碎设备破碎设备现在工业中应用的破碎设备种类繁多，其分类方法也有多种。破碎设备可按工作原理和结构特征划分为：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机等。颚式破碎机颚式破碎机颚式破碎机破碎工作是靠动颚板周期地压向固定颚板，将夹在两颚板之间的物料压碎。按照动颚运动的轨迹，可分为简单摆颚式破碎机与复杂摆动颚式破碎机。颚式破碎机俗称老虎口，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。返回圆锥破碎机圆锥破碎机圆锥破碎机是借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面产品物料受到挤压和弯曲而破碎。它
25、可以分为用于粗碎的旋回破碎机和用于中细碎的圆锥破碎机。辊式破碎机辊式破碎机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。它以劈裂破碎为主兼有挤压的断破碎。按齿辊数目又可分为单齿辊、双齿辊与多齿辊破碎机。冲击式破碎机冲击式破碎机锤式破碎机和反击式破碎机都是冲击式破碎机。这种破碎机，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。1、破碎流程破碎流程(1)一段破碎流程。一段破碎流程一般用来为自磨机提供合适的给料，常与自磨机构成系统。该工艺流程简单，设备少，厂房占地面积小
26、。(2)两段破碎流程。该流程多为小型厂采用。(3)三段破碎流程。该流程的基本形式有三段开路和三段一闭路两种。(4)带洗矿作业的破碎流程。当给料含泥(-3mm)量超过5%10%和含水大于5%8%时，应在破碎流程中增加洗矿作业。第三节第三节 破碎流程破碎流程返回2 2、破碎工艺流程特点、破碎工艺流程特点 选矿厂破碎工艺多种多样，各具特点，但无论何种矿石的选矿厂，其破碎都有下面共同点：(1)、破碎分段进行；(2)、各段都有其相应的设备；(3)、破碎机和筛子通常配合使用；(4)、铁矿破碎流程中，破碎通常配合干选设备使用。分段破碎理由：当前设备不可能一次性把开采出的巨大矿块一次性破到可以入选的细粒；即使
27、采用新型高效设备（反击式破碎机、高压辊磨机、自磨机等）也是要分段的，只是分段比平常用设备少一些而已。各段有相应的设备是因为目前所设计的破碎设备是根据矿石的性质（硬度、含泥、含水等）按粒度来划分使用范围的；破碎机和筛子配合使用目的是为了控制产品粒度，减少过粉碎，事先筛除不必破碎的粒度，从而减轻破碎机负荷，节约能源，提高效率。破碎加干选可提前抛弃大颗粒废石，提高相对处理量，降耗增效。3 3、破碎工作特点、破碎工作特点 （1）破碎设备负荷大，部件磨损严重需经常维修，它的工作制度为间歇作业，每天开15-20小时，其余时间都用在开停车及设备小修上（如调排矿口，焊补漏斗，皮带修补及粘接等）（2）生产能力，
28、因破碎为间歇作业，它的处理能力要比磨矿选别车间的处理能力大许多。（3）破碎设备配置分散，战线较长，其中任一台设备故障均会造成全线停车，启动停车时任何一个错误操作都会造成事故，为了生产的安全顺利进行，各选厂都注意破碎连锁控制。破碎连锁控制的一般特点是：1）有规定的各种讯号，指挥和通知分散在全工段内的工作人员。2）各台设备必须按工艺过程的程序，以一定的时间间隔相继起动，启动的顺序与矿石运行方向相反。3）各台设备即可以单独起动，又可以成组起动，即可在调度室集中控制又可在机台地点操纵。4）停止整个生产线时，停车顺序和起车顺序相反，也就是和矿石运行的方向一致。5）在生产线上某一台设备被迫停车时，为了避免
29、矿石堆积堵塞，所有供给它矿石的设备必须全部停车（在未曾设中间料仓情况下，该机前面所有设备）但后面的可继续运转。4、影响破碎机生产能力的因素、影响破碎机生产能力的因素生产能力是指在一定的给矿块度和所要求的排矿粒度条件下，单位时间一台破碎机能够处理的矿石量。影响破碎机生产能力的因素是多种多样的，概括说有三点：矿石性质设备的规格参数操作条件等因素 （1）矿石性质：主要指矿石的硬度、解理、比重、湿度、粒度组成等方面的影响。硬度大生产能力低，解理发达的生产能力高，比重大生产能力较大，但比重大结构较致密，一般破碎较困难，湿度大，生产能力低，粒度大，生产能力低。（2）工作参数：破碎机的啮角（颚式和圆锥破以两
30、个工作面之间最接近时的夹角）颚式15-25度，圆锥18度左右；破碎机转数；破碎机的排矿口。排矿口的调整，是一个重要的操作因素，在现场一般都以调节排矿口的方法，来平衡破碎机各段负荷及控制产品的粒度。（3）操作指均匀给矿和控制粒度 第三章第三章 筛分及筛分机械筛分及筛分机械 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
31、，称为筛上产物。第一节第一节 基本概念基本概念返回在一定条件下，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。但在选矿或选煤生产中，更习惯称之为处理量、处理能力或筛子负荷。若在筛分时使用了n个筛子(确切讲是n层筛面)，一般就可得到(n十l)个产物。在这种情况下，上层筛子的筛下物就是下层筛子的原料。一、筛分作业的任务与分类一、筛分作业的任务与分类 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
32、负的任务不同。筛分作业可分为以下几种：1、独立筛分 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。对于煤炭工业，独立筛分主要是指筛选不同粒级煤。商品煤的粒级要根据煤质、煤的粒度组成和用户要求，按国家有关煤炭粒度分级的规定来确定，2、准备筛分 当筛分是为分选作业提供不同粒级的入选矿物时，称为准备筛分，如重选及磁选前的矿物筛分。对于煤炭工业，各种选煤设备都应供给适宜粒级的原煤。过粗的大块不能分选，过细的微粒难以回收。另外，原煤粒度对分选效果也有很大影响。3、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：
33、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。（a）预先筛分 （b）检查筛分 （c）预先及检查筛分4、脱水筛分 将伴有大量水的碎散物料(如渣浆、泥浆、矿浆等)作为筛分原料，以脱除其中液相为目的的筛分称为脱水筛分。例如湿法选矿或选煤生产，都需要在水介质中进行，精、尾矿(煤)中含有大量的水，脱水筛分一方面可以提高产品质量，便于贮存和运输，减少运输量及解决高寒地区冬季装、卸车的困难，另一方面可以回收水，以便循环使用。为达到一定的工艺目的，将碎散物料或伴水的碎散物料作为筛分原料，脱除其中细粒的筛分，称为脱泥筛分或脱介
34、筛分。例如，在重介质选煤时，为了减轻煤泥对介质系统的污染，在煤进入重介质分选机前所进行的脱泥筛分；在跳汰选煤时，为了降低洗水粘度，提高细粒煤的分选效率，在煤进入跳汰机前的脱泥筛分；为了减少高灰细泥对重介质或跳汰精煤的污染所进行的脱泥筛分；在重介质选煤时，为了回收细粒状的重介质(一200网目)所进行的脱介筛分。5、脱泥筛分与脱介筛分在很多情况下，脱水、脱泥和脱介筛分的工艺作用是兼而有之的，而筛分作业却只有个为了使筛分更加充分，应经常向筛面上施加喷淋水冲洗。用于脱水、脱泥、脱介的筛分机，在工艺上常称为脱水筛、脱泥筛、脱介筛。6、选择性筛分 通常，筛分是将碎散物料按几何尺寸(粒度)进行分离的，但在某
35、些情况下，筛分可将散料按质量分离，如选矿或选煤生产中按品位或灰分分离，这种筛分称为选择性筛分。例如，一些铁精矿再磨循环中的细粒筛分就有选择性筛分的作用，通过细筛能提高铁精矿品位；在以含黄铁矿一为主的高硫煤中，硫分大部分集中在大块煤内，通过筛分可将硫分除去；在某些煤矿，块煤灰分与末煤灰分不同，通过筛分可降低某一筛分产品的灰分；很多种煤块的脆性比混杂其中的矸石块脆性大，用滚筒碎选机边破碎边筛分，就能使低灰分的筛下物和高灰分的筛上物分离。二、二、筛分的重要指标筛分的重要指标 1、筛分效率 筛分效率是评价筛分过程进行的完全程度的技术指标。筛分效率E=式中入筛原物料中小于筛孔的级别的含量，%筛下产物中小
36、于筛孔的级别的含量，%筛上产物中小于筛孔的级别的含量，%100)()(-qbaqab 生产中由于筛片磨损，常有过筛现象，即筛下物料大于筛孔尺寸，影响筛分效率的因素有：（1）、运动特性的影响。筛子为固定筛，效率为50-60%，为振动筛时筛分效率为80-90%;（2）、筛分面积的影响。在同样条件下，筛分面积大效率高，一般情况筛面的长是宽的2-3倍;（3）、倾斜角。倾角大筛下物料就细，但由于物料的停留时间段，筛分效率就底;(4)、筛面现状。条形筛面由于有效筛分面积相对较大，所以效率高一些;(5)、振幅和频率;(6)、给矿要连续均匀;(7)、给矿量,给料太大时效率降低。第二节、筛分设备第二节、筛分设备
37、 将颗粒大小不同的混合物料，通过单层或多层筛子而分成若干个不同粒度级别的过程称为筛分。筛分设备有固定筛、惯性振动筛、自定中心振动筛、重型振动筛、共振筛、直线振动筛。固定筛固定筛固定筛是由平行排列的钢条或钢棒组成，钢条和钢棒称为格条，格条借横杆联结在一起，格条间的缝隙大小即为筛孔尺寸。固定筛分为格筛和条筛两种。返回惯性振动筛惯性振动筛振动筛是工业中普遍采用的一种筛子，应用范围广，适用于中、细碎的预先和检查筛分。根据筛框运动轨迹特点，可分为圆运动振动筛和直线振动运动筛两类。前者包括单轴惯性振动筛、自定中心振动筛和重型振动筛；后者包括双轴惯性振动筛和共振筛，按筛网层数还可以分为单层筛和双层筛两类。自
38、定中心振动筛自定中心振动筛自定中心振动筛适用于大、中型厂的中、细粒物料筛分。国产自定中心筛的型号为SZZ，根据筛层数不同分为SZZ1(单层)和SZZ2(双层)。一般为吊式筛，但也有座式筛。重型振动筛重型振动筛重型振动筛的原理与自定中心振动筛相似，但振动器的主轴完全不偏心，而以皮带轮的轴孔偏心来达到运转时自定中心的目的。重型振动筛结构比较坚固，能承受较大的冲击负荷，适用于筛分大块度、相对密度大的物料，最大给料可达350mm。主要用于中碎前作预先筛分，此外，对含水、含泥量高的物料，可在中碎前进行预先筛分及洗矿，筛上物入中碎机，筛下物进入洗矿脱泥系统。共振筛共振筛 共振筛也称弹性连杆式振动筛，振幅大
39、，筛分效率高，处理能力大，电耗小，结构紧凑。但制造工艺复杂，机器质量大，振幅难稳定，调整比较复杂，橡胶弹簧容易老化。直线振动筛直线振动筛 直线振动筛的振动力大，振幅大，振动强烈，筛分效率高，生产率大，可筛分粗块物料。由于水平安装，安装高度小，直线往返运动，对脱水、脱泥和重介质选矿脱介质有利。但结构比较复杂，两根轴的旋转速度高，故制造和润滑要求高，振动不易调整。一、分类工业上使用的磨机类型很多，根据磨机内装的磨矿介质的不同可分为：（1）球磨机：介质为钢球或铁球（2）棒磨机：介质为钢棒（3）砾磨机：介质为硬度很大的卵石（砾石）（4）自磨机：靠矿石中的大块自磨 根据磨机排矿方式的不同，又分为格子型磨
40、机和溢流型磨机，我们厂现在用的磨机类型：一段二段磨均为湿式溢流型球磨机，型号5.036.4这里头的数字，5.03表示磨机转筒的直径为5.03米，6.4表示转筒的长度为6.4米。第四章第四章 磨矿与分级磨矿与分级第一节第一节 基本概念基本概念返回二、磨机的工作原理 不管哪一种类型的磨机进行磨矿，在磨矿的过程中，它们的作用原理基本上是一致的，都是利用介质对被磨矿石进行冲击和剥落。磨机筒体内装有磨机介质（钢球），当筒体转动时，筒体内的这些球也随筒体一起转动，当钢球被提升到一定高度后，由于受到地心引力，将会脱离筒体而落下，这样就形成了破碎矿石的冲击力。同时，由于钢球一面围绕筒体轴心做公转，另一方面钢球
41、本身还自转，这样在球与球之间，球与筒壁之间就产生了磨剥和挤压力，从而就在钢球上升和下落过程中将矿石磨碎。当磨机转动时，筒内的球上升高度随着筒体转速的变化而变化，转速越大，钢球提升越高。磨机转速较小时，钢球只上升到很小高度，便沿着斜坡滚下，钢球的这种运动状态叫做泻落式磨矿；当磨机转速较高时，钢球随筒体内壁上升到一定高度，便离开筒体向前抛出，这种运动状态叫做抛落式磨矿；还有一种磨矿方式就是磨机转速提高到极限，内部的钢球都贴着衬板做离心运转。在这种运动状态中，离心运转没有磨矿作用，应尽量避免这种运动状态的产生，还有泻落式磨矿效率较低，现在用的也不多，只有抛落式磨矿效率最佳。钢球在磨机里的运动轨迹影响
42、磨矿生产的因素，可以分为两个方面：1、矿石性质方面：如矿石的硬度、含泥量、给矿粒度和产品粒度等。1）可磨度矿石的组成和性质对磨矿工作有很大的影响。结构致密、有用矿物和脉石结合紧密、硬度大的矿石都难于磨碎，反之则易于磨碎。自然界中矿石的性质各种各样，千差万别，为了比较各种性质对磨机生产的影响，需要采用一种对比方法，这种对比标准是将各类矿石经过实际磨矿试验进行比较得出来的。一般以石英为标准，将矿石分为很软、较软、中硬、较硬、很硬五类。我们厂的矿石属于较硬矿石，一台磨机的生产率为240260t/h三、影响磨矿生产的主要因素三、影响磨矿生产的主要因素2）磨机给矿粒度磨机给矿粒度愈小，磨机生产率愈高，因
43、此减少磨机给矿粒度是提高磨机产量的有效措施之一。减小给矿粒度之所以能有效的提高磨机产量是因为:给矿粒度小到指定粒度所需的磨矿时间较给矿粒度大时缩短。给矿粒度小，其中含合格成品量多。在生产中磨机给矿粒度受上段破碎作业支配，但一味的减小破碎粒度会增加破碎费用，过小的要求磨机给矿粒度反而是不利的。总之，磨机给矿粒度的大小，要从整体上考虑。3）要求的产品粒度其他条件相同时，磨矿产品愈细，磨机的生产率愈低。因为：给矿粒度相同而磨矿细度不同时，磨的愈细，所需磨矿时间愈长。磨机具有一定的选择磨碎作用，首先磨碎较软较脆的矿粒，以及裂缝最大和凹凸不平的易碎矿块。随着磨机粒度的变细，才能磨碎那些成分均匀，结构致密
44、，质地坚硬的矿粒。粒度越细，这类成分均匀，结构致密，质地坚硬的矿粒也愈多，这就使磨机的处理能力相应降低。在生产实践中，磨机产品的最终粒度主要取决于矿石的自然特性和下段工艺的要求。2、磨机的工作制度方面：如磨机转速、装球量、球的配比与大小、磨矿浓度和返砂比、给矿量等。（1）钢球的添加及配比磨机内钢球尺寸的选择应根据矿石性质决定。矿石愈硬，矿块愈大，愈难磨碎，在这种情况下，应加入大球，但大球占用的空间大，减少了撞击次数，所以磨机中还要有小球。一般情况下，磨机内要装各种尺寸的钢球，且大小球的比例要与矿石粒度组成要适应。磨机内钢球的多少对磨矿效果也有影响，当钢球充填率为50%时，磨机的生产率达到最大值
45、，但在实际生产中，球磨机的填充率在4050%，棒磨机在3545%。在磨矿过程中，加球一般是根据处理量加入12种大尺寸的钢球。钢球在磨矿生产中对产量、成本起到很大的影响作用，是选矿生产中的重要指标之一。它的充填率和消耗指标的优劣，从侧面反映出一个企业生产经营、成本控制管理的水平。最初钢球添加方法：进行最初装球时，必须使装入球的种类、各类球的直径和他们的重量比例都适合于被磨矿料的性质。长期磨矿实践总结出的经验是：粗矿料要用大钢球打，细矿粒需要用小钢球磨。矿料中有粗细不同的粒级，用一种钢球的效果不如有大小几种混合球的好。在装球率一定时，球径小者个数多，打击次数也多。但直径较大的球每次落下的打击力较强
46、。因此，在各种球的配比上，应该做到既有足够的打击力，又要有较多的打击次数和较强的研磨作用。一般经验是：大球的比例大致和粗矿粒的百分率相当，小球的比例大致和细矿粒的百分率一致。钢球直径与给矿粒度之间的关系钢球直径与给矿粒度之间的关系 钢球直径mm120100908070605040偏硬矿经验适合处理的矿粒12181012810684624120.31偏软矿经验适合处理的矿粒20107.552.51.20.60.3 生生产中添加钢球方法：通常我们沿用按处理量多少来补加钢球，但是中小矿山矿石性质多变，钢球质量不稳定是目前现状，这就造成了磨机内钢球时多时少，长期未满负荷生产。措施：1.每次检修均检查磨
47、机内球量和衬板磨损情况，随时调整加球量；2.随衬板磨损程度增加，磨机容积、处理量和加球量同比增加；3.球磨机耗球量多少与磨矿工作时间呈正比，与处理量变化关系不大；4.经验不足时，保证磨机内球量正常偏少23%更有利于我们调整；5.每天绘制加球曲线和处理量变化曲线，从曲线变化中寻找合理点；6.材质不同（如锻打球比重大），我们可以每班按体积加球。经验数据表明大直径磨机同比消耗低于小直径磨机。（2）、闭路磨矿中返砂比的影响。闭路磨矿中分级作业的状况对磨矿作业有很大影响，其中影响最明显的是分级效率、返砂浓度和返砂比。这里仅简单介绍一下返砂比对磨矿的影响。返砂比大小的变化将影响磨机中球料比和磨机中矿石粒度
48、组成，从而影响磨机效率。此外，提高返砂比可加快矿浆在磨机内流通速度。但返砂比过大将使磨机中球料比发生变化，为了维护适宜的球料比，就要降低原矿给入料，否则就会“胀肚”。因此，闭路磨矿中存在一个适宜的返砂比问题。磨矿与分级机的流程配置在磨矿循环中，需要用分级机、水力旋流器或细筛与磨机连接，构成机组。一段磨矿大多采用分级机与格子型球磨机配合，配置如图：一般来说，磨矿浓度应有一适宜范围，过大过小都不好。磨矿浓度低时，介质在矿浆中的有效比重大，下落时磨剥力、冲击力较强，但矿浆粘度降低，粘着在介质周围的矿粒较少，矿粒受磨剥的效率高，排矿粒度也较粗。实践证明，磨矿浓度较高时，有利因素占主导地位。磨矿浓度也不
49、能太高，否则矿浆流动性大大降低，极易使磨机内部堵塞而造成“胀肚”。通常一段磨矿浓度较高为7585%，二段磨矿浓度较低为6575%。（3）、磨矿浓度对磨矿的影响。第二节、磨矿设备第二节、磨矿设备选矿厂中广泛使用的磨矿设备是球磨机和棒磨机。在球磨机中，目前只有格子型及溢流型被采用，锥型球磨机因其生产率低，现己不制造，但个别旧选矿厂仍沿用着。球磨机和棒磨机的规格以简体内径D和筒体长度L表示。格子型球磨机格子型球磨机各种规格的格子型球磨机构造基本相同，球磨机的筒体用厚约1836毫米的钢板卷制焊成，它的两端焊有铸钢制的法兰盘，筒体内装有衬板，用锰钢、铬钢、耐磨铸铁或橡胶等材料制成，其中高锰钢应用较广，使
50、用橡胶尚处于试制阶段。衬板厚约50130毫米，与筒壳之间有1014毫米的间隙，用胶合板、石棉垫、或塑料极或橡皮铺在其中，用来减缓钢球对简体的冲击。返回溢流型球磨机溢流型球磨机溢流型球磨机因其排矿是靠矿桨本身高过中空轴的下边缘而自流溢出，无需另外装设沉重的格子板。此外，为防止球磨机内小球和粗粒矿块同矿浆一起排出，故在中空轴颈衬套的内表面镶有反螺旋叶片。棒磨机棒磨机目前选矿厂使用的棒磨机，只有溢流型和开口型两种，前者用得较普遍，后者现已停止制造。棒磨机的构造与溢流型球磨机大致相同。所用磨矿介质为长圆棒。喷射磨矿机喷射磨矿机喷射磨是一种把物料的细磨与分级、干燥等作业相综合的新型干磨设备。主要用在化工