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1、矿物加工工程物加工工程0801班班谢迎福迎福 柴成林柴成林 姜茜姜茜 汝汝继东KnelsonKnelson选矿机详解选矿机详解KnelsonKnelson选矿机详解选矿机详解 Knelson选矿机是一种高效的离心选矿设备。它选矿机是一种高效的离心选矿设备。它适于从矿石及其它固体物料中回收金、银和铂族适于从矿石及其它固体物料中回收金、银和铂族等贵金属，并已成功地用于其它一些较大比重矿等贵金属，并已成功地用于其它一些较大比重矿物的选别。物的选别。拜伦拜伦尼尔森发明了以其姓氏命名的尼尔森发明了以其姓氏命名的“Knelson选矿机选矿机”，Knelson选矿机最早的商业产品始于选矿机最早的商业产品始于
2、1978年。年。一、一、Knelson选矿机基机基础理理论微微细粒沉降粒沉降规律与离心加速度的关系律与离心加速度的关系对微细粒而言，由于沉降速度下降，轻、重矿粒速度差减小，要在重力场进行微细矿粒分选，要么效率较低，要么极为困难甚至根本不可能。分选微细粒所要解决的关键问题是如何增加沉降速度差，加大处理量。在离心力场内回收微细粒颗粒，可强化分选效果，提高分选效能。微细粒在离心力场中的沉降规律可用斯托克斯公式计算沉降末速：式中：d 平均粒度，cm；角速度，rad/s；矿浆粘度，Pa；颗粒密度，g/cm3；介质密度，g/cm3；r 颗粒的回转半径，cm。颗粒沿径向进行某段距离所需时间，可按下述关系计算
3、：式中：t 颗粒由半径r1处运动到r2处所需时间。当处理微细粒级时，将斯托克斯公式代入上式中，得：上式表明颗粒向器壁沉降的时间随2r的增大而缩短，因此，增大离心加速度可大大加速沉降过程。一、一、Knelson选矿机机结构及原理构及原理1、基本、基本结构构 Knelson选矿机的分机的分选机构是一个内壁机构是一个内壁带有反冲水有反冲水孔的双壁孔的双壁锥，可理解，可理解为由两个可一同旋由两个可一同旋转的立式同的立式同心心锥构成。外构成。外锥与内与内锥之之间构成一个密封水腔。内构成一个密封水腔。内锥的内的内侧有数圈沟槽，并有按一定有数圈沟槽，并有按一定设计排列的排列的进水水孔，叫流孔，叫流态化水孔；
4、内化水孔；内锥称称为富集富集锥。设备的其余部分由的其余部分由给矿、排、排矿、供水（气）装置及、供水（气）装置及驱动、自、自动控制系控制系统和机架等和机架等组成。成。2、工作原理、工作原理 Knelson选矿机是基于离心原理的强化重力选矿设备。在高倍的强化重力场内，比重大和比重小的矿物的重力差别被极大地放大，这使得轻重矿物之间的分离比自然重力场内更加容易；而特殊设计的物料床层保持结构，在具有专利技术的流态化水和干涉沉降的相互作用下，能够持续地保持松散状态。在上述条件下，重矿物颗粒能够取代轻矿物颗粒在选别床层中占据的位置而保留下来，轻矿物颗粒则作为尾矿排出，从而实现矿物颗粒按比重分选。加拿大麦吉加
5、拿大麦吉尔大学的凌竟宏和大学的凌竟宏和A.R.Laplante推推导出，在斯托克斯定出，在斯托克斯定律范律范围内，内，矿物物颗粒在粒在Knelson选矿机内的瞬机内的瞬时径向沉降速度径向沉降速度为：式中：r 球形固体颗粒在时刻 的径向位置；D 球形固体颗粒的直径；s 固体颗粒的密度；液体的密度；液体的粘度；1 流态化水的径向速度；锥的角速度；dr/dt球形固体颗粒瞬时径向沉降速度。从上式可以看出，当从上式可以看出，当转数数给定定时，改，改变流流态化水的速度，可改化水的速度，可改变矿粒离心粒离心沉降速度的大小。沉降速度的大小。1、适用物料、适用物料 Knelson选矿机现有两种类型产品，一种是间
6、断排矿型，另一种是连续可变排矿（CVD）型，根据精矿产率大小不同，两类产品各自适用于不同的情况。一般以精矿产率0.1%为分界线，在分界线以下考虑用间断排矿型，反之则用连续可变排矿型。三、三、Knelson选矿机适用物料及粒级选矿机适用物料及粒级间断排断排矿型型选矿机：机：间断排矿型选矿机排放周期取决于所处理矿石的性质、给矿量等，脉矿一般为14小时，砂矿一般为412小时。连续可变排矿型选矿机可连续排矿，并根据需要连续调节精矿产率，可在050%任意选择。间断排矿型Knelson选矿机适用于贵金属回收，包括金、银和铂族金属。其中最为广泛的应用是岩（脉）金、砂金及有色金属伴生金的回收；从镍铜硫化矿石中
7、回收铂、钯等是近年来Knelson选矿机应用的又一大进展。连续可可变排放型排放型选矿机机 连续可变排放型Knelson选矿机主要用来回收较大产率（一般大于0.5%）的有价组份。当目的矿物和脉石比重差大于1.5时，CVD型选矿机能使它们有效的分离。可应用于黑（白）钨矿、锡石、钽铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石、氧化铁矿物和含金银的硫化物等较大比重矿物的富集，以及工业矿物除铁、粉煤的洗选等。2、给矿粒度和回收粒粒度和回收粒级 Knelson选矿机给矿粒度区间较宽，间断排矿型为06mm，连续排矿型为03.2mm。其回收粒级很宽，以金回收为例，+38m为极易回收粒级，1038m为可回收粒级，-10m为较难
8、回收粒级。在生产实践中，单体解离的金粒绝大多数为可回收粒级，因此这部分单体金较易回收。1、优点点(1)选矿富集比高，通常可达到10003000倍，精矿产率小，通常为0.020.10，精矿品位高，一般为100020000g/t，回收率比常规重选设备显著提高。(2)单台没备处理固体矿量大，KCXD70和KCCVD64型设备处理能力可分别达到3001000t/h和100300t/h。(3)是无污染、清洁的无需任何化学药剂的环境友好设备。四、四、Knelson选矿机优缺点选矿机优缺点(4)设备运转率高，耗电少，易于操作管理，所须操作人员少，自动化程度高，设备日常维护量很低、生产成本低。(5)设备占地面
9、积小，易于融入改扩建选厂及新建选厂中的磨矿回路配置中。设置在选厂尾矿排矿点同收粒度大于0.02mm的硫化物、铁、锡、钨、铌、金、银、独居石，金虹石等比重大的其它金属或矿物。(6)选别流程短，投资少，返本时间短，一般为1月至1年。2、缺点、缺点 Knelson选矿机的主要缺点是只适用于分选贵金属矿，对于钨锡矿的细泥、铅锌矿等精矿产率高的有色金属矿的分选由于受其间断排矿及成本的限制而无法推广应用。从2001年起到目前为止，Knelson选矿机在中国已经被较大规模地采用，应用的矿山规模为10035000t/d有色金属伴生贵金属(金、铂族金属)的大型矿山应用已经取得突破。截至2009年底，中国应用Kn
10、elson选矿机50多台套，其中有中国黄金集团、紫金集团、金川集团、招金集团、灵宝黄金股份公司、新疆有色集团、河南金渠黄金股份有限公司、内蒙古金陶股份有限公司等。五、五、Knelson选矿机国内外应用情况选矿机国内外应用情况 在国外，Knelson选矿机最早的商业产品始于1978年。到2008年为止，它已在70多个国家使用，据不完全统计，累计总安装台数已达3700多台套。连续排矿型CVDKnelson选矿机已经工业应用到钨锡、铬铁矿及含金硫化物选别、滑石除铁等。Knelson公司在1998年曾对全球客户进行调查，以CD30为例，金精矿平均金品位为20949g/t，平均金回收率为31.76，设备
11、运转率96.89主要耐磨件使用寿命在1397840000小时，备件消耗成本0.8美分/t。六、六、Knelson选矿机分机分类1、实验室室Knelson离心离心选矿机机常用实验室Knelson选矿机的分选器直径为715cm。构造如下图1 所示。离心选矿机的主要部件为聚氨酯制成的分选器。分选器内壁有五个环形槽沟，顶部槽沟直径为715cm，内壁倾角为15。在运转时，中间环壁所产生的离心强度为60。其操作过程为：给料由振动给矿器（或手工）给入给料漏斗，适量添加给矿冲洗水。物料沿中空导管进入分选器底部，压力水由分选器外部水腔以与分选器旋转相反的方向切向给入。轻矿物随矿浆流由分选器上部圆周排出成为尾矿，
12、重矿物则进入分选器内壁槽沟中。随着物料的不断给入，新进入槽沟的重矿物颗粒将不断取代原来占据着空间的轻矿物，因而精矿品位随着给入物料的增加将不断增高，在一定范围内不会导致回收率的明显降低。对于一定的物料，影响实验室Knelson离心选矿机操作的主要因素是压力松散水的大小及给矿速度。当物料给完后，关闭压力松散水，停止电机运转。取出分选器，将藏于槽沟中的精矿彻底冲洗出来并收集可能进入压力水腔中的少量物料合并为精矿。2、人工排精、人工排精矿式式Knelson离心离心选矿机机人工排精矿Knelson离心选矿机(如下图2所示)适用于回收品位很低但密度很高的矿物。这种机子所产生的离心强度也是60。最大给矿粒
13、度不应超过6mm，但目前大部分厂家都设有预先筛分作业，筛除约+2mm 粗粒级，筛下部分进入离心选矿机，该机对于给矿浓度没有严格要求，从很低的给矿浓度至70%固体均不会对分选结果造成明显影响。Knelson离心选矿机可获得很高的富集比，如可高达500，而不对总回收率造成明显影响。人工排精矿式Knelson离心机是一种间断工作的设备，一般2 4h 排出一次精矿。排精矿时，必须先中断给矿(一般有另一台备用)并停机，然后将分选器底部排矿口塞子拔掉，用高压水冲洗精矿至一个容器或沿管道直接输送至金精选车间。3、中心排、中心排矿式式Knelson离心离心选矿机机由于人工排精矿式离心选矿机有时遇到精矿排出困难
14、的问题，一般需平行安装2 台。而且由于操作时间的延长将导致回收率的下降，于是研制了一种中心排矿式Knelson离心选矿机，如上图4所示。中心排矿式Knelson离心机可由计算机全面控制，在人工排矿式离心选矿机基础上有了三点主要改进：分选构形，位于分选器下方双重作用的轮鼓以及一个给矿导流装置，精矿的排放可在2m in 内自动完成。首先，给矿被反向导入水力旋流器，然后降低压力松散水量并降低分选器转速，最后将精矿冲洗出去，沿着精矿排出管道送至金精选车间。4、连续排排矿式式Knelson离心离心选矿机机以上介绍的两种Knelson离心选矿机均为间断式排精矿的分选机，对于分选贵金属矿已能满足要求，这是由
15、于处理贵金属时只产出产率很小的精矿。如果设想将Knelson离心机用于有色金矿和煤的分选，情形就大不相同，精矿产率将会成倍或数倍增加，连续排出精矿就成为一个关键问题。于是，该公司进一步研制了一种连续排矿式离心选矿机(Variable Dscharge Model)，如图5所示。连续排精矿式连续排精矿式Knelson选矿机用来进行从煤中分选细粒硫化矿物和灰选矿机用来进行从煤中分选细粒硫化矿物和灰分的半工业试验，获得了良好结果。预计连续排矿式分的半工业试验，获得了良好结果。预计连续排矿式Knelson离心选矿机离心选矿机对于钨锡矿的细泥、铅锌矿等有色金属矿的选矿将具有潜力。对于钨锡矿的细泥、铅锌矿等有色金属矿的选矿将具有潜力。Thank you!