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    工作原理

    針對現代礦物特點的高效細粒重選跳汰選礦設備

    來源:鞏義市三久重工科技有限公司 發布時間:2017-07-26 15:30 瀏覽次數:
      隨著資源的不斷開采,現代礦山不得不對日益貧、細、雜的礦物以及長期以來堆積的數以億噸計的老尾礦進行開發,而現有的重選設備在處理該類礦物面 前要么效率低下,要么毫無經濟效益可言。保持現有礦山的長期穩定發展,除了尋找新的資源之外,對現有重選設備進行改造、開發研究新的重選設備就成了至關重 要的一個途徑。長期以來,市場上一直試圖開發研究一種能夠針對現代礦物特點的產量 高重選設備,以其大處理量、低消耗來為現代礦山創造效益。
           然而時至現在,設備的開發研究仍然不夠理想。要么處理能力達不到,要么富集能力不夠,要么在機械設計與制造上存有缺陷,要么控制水平與技術不過關??傊O 備的應用范圍窄,效率不高。因此開發研究重選設備已經成為一個相當迫切的現實問題,探討研究重選設備已經是時代的要求。本文意欲通過對現有主要重選設備的 分析探討,追尋細粒重選設備的較為準確的研究方向。
      重選理論發展至今,選別礦物的理論基礎不外乎三種基本原理。一是垂直重力場中礦物粒群按粒度分層、分離原理,二是斜面重力場中礦物按密度分層、 分離原理,三是離心力場(回轉流)中礦物顆粒按密度分層、分離原理。在垂直重力場中,礦物顆粒要么按自由沉降速度差分層,要么按干涉沉降速度差分層,要么 按顆粒懸浮體密度差分層,或在上升水流中不同密度礦物粒群分層。應用該原理的主要設備有跳汰選礦機、 重介質選礦機等。在斜面重力場中,礦物借水流沿斜面流動使有用礦物和脈石礦物相分離,重礦物滯留在選礦工作面上,借沖洗水排精,輕礦物則懸浮于重礦物之上 而隨水流流走,實現輕重礦物的分離,應用該理論分選的主要設備有溜槽、螺旋選礦機、圓錐選礦機、搖床等。在離心力場中,礦物的分選借助一定設備產生機械回 轉,利用回轉流產生的慣性離心力,借不同粒度或不同密度礦物顆粒實現分離。其回轉運動有兩種方法,一是礦漿在壓力作用下沿切線給入圓形分選容器中,迫使其 作回轉運動,另一種是借回轉的圓鼓帶動礦漿作圓運動,礦漿呈流膜狀同時相對于鼓壁流動;應用該原理進行分選的重選設備主要有離心選礦機、水力旋流器、旋分 機等。
      近二十年來,國內外致力于微細粒礦物重選回收技術的研究,也取得了一定的成功,如利用離心力或機械剪切力的 作用來強化礦泥的重選,比較有效地降低了礦物的回收粒度下限,但重選理論的發展嚴重滯后于重選設備的發展。對于微細或超細難選礦泥泥膜而言,建立有效的復 合力場,強化分選過程,提高分選效能,降低礦物回收粒度下限和改善連續排礦效能應是一種基本的研究方向。作為復合力場的一種有效作用力,應用離心力越來越 被認為是一種重要的發展途徑,有人甚至認為離心選礦機將是下一代有效的重選設備。微細粒礦物在分選時,粘滯阻力增加,沉降速度下降,輕重礦物的速度差減 小,所以在一般的重力場中進行微細粒的分選,要么效率低下,要么極為困難甚至無能為力;而應用剪切運動產生的拜格諾力進行分選,分選的單位面積處理能力又 很難令人滿意,因此必須引入離心力場來強化重選過程。
      處理現代礦物,所需的設備必須要具備以下幾個特點:
      (1)處理量大,現代的礦物處理客觀上要求以規模效應來創造效益。
      (2)對微細粒級效果顯著,特別是對-0.037mm粒級要效果明顯,原有設備基本上能保證+0.037mm粒級的回收。
      (3)富集比較高,選別指標好。
      (4)功耗低。
      (5)結構簡單,便于維護。
      垂直重力場中,跳汰機的應用至今仍然很廣,它屬于深槽分選作業。所以列出5種類型的跳汰機,表明波形對礦物的分選是一個至關重要的因素,鋸齒波 和梯形波對礦物的處理粒級下限就有著積極的作用?,F代的斜面流選礦主要以薄層水流處理細粒和微細粒礦石,也稱流膜選礦。處理細粒級的流膜具有弱紊流流態特 征,如搖床、圓錐選礦機、螺旋選礦機等;處理微細粒級的流膜則呈層流流態,如礦泥皮帶流槽、加層搖動翻床。盡管該類設備有一個比較致命的弱點-單位面積的 處理量不大,但它們對細粒和微細粒級的物料選別比較有效,可以從設備的多層化角度加以考慮設計開發。
      離心力場一直被認為是一種具有較大發展潛力的力場,但它存在著一些的弱點,物料在離心力的強大作用下,連續排礦問題就令人頭疼,,雖然許多科研 技術員也一直在致力解決這一問題,也取得了一定的成績,但較大的功耗及成本也使選廠望而卻步。從以上的分析及所列可以很清楚地看出,單一的作用力場已經遠 遠不能滿足現代礦物的處理要求,開發大處理量的細粒重選設備,在斜面重力場中是比較困難的,而在垂直重力場與離心力場則相對容易實現,這給我們一個啟示: 大處理量可能通過離心力場的引入或“深水層”的介入來加以實現。所以開發的現代設備必須同時具備幾種作用力場,向復合力場的方向發展,以下為一些較為成功 的力場組合研究,希望能給選礦技術員些許啟發和啟示。
      1)離心力場+垂直重力場。離心跳汰機就是一個很典型的例子,它是重選領域的一項新技術,由于它基于高離心強度及高頻低幅脈動,在深層礦漿中實 現選別,所以具有處理粒級寬、回收粒度細、生產能力大的優勢。它的選別下限可達10-15μm,這對于選礦廠重礦物的泥化流失有重要意義。雖然離心跳汰存在著許多問題,如前蘇聯的離跳采用復雜的棘輪機構來排精礦,但仍然排出不暢;云錫式離跳嚴重泄水,床層不均;英國的離跳錐形篩網選別不穩定;美國的離跳難 以提高強有力的高頻振動與強大離心力配合作業,但離跳畢竟已經進入工業應用,在澳大利亞的雷尼森錫選廠已成功應用。既然離心跳汰能在雷尼森選廠站住腳,能 提高經濟效益和指標,那么用于現行的尾礦再選處理就有比較積極的意義。對于從事離跳研究的技術員,必須要借鑒國內外研究的成敗得失,在尋求離心跳汰成功之 路上不斷思索,從結構、操作、工藝等幾個方面多作文章,認清離心跳汰的真正規律。
      2)離心力場+斜面流力場。多重力選礦機(MGS)是一個較為典型的代表,它的原理可看作把一臺普通的搖床卷成滾筒,滾筒旋轉,當礦物顆粒沿著 床面水層運動時,就受到了高于通常重力許多倍的作用力。與普通搖床相比,這種方式可使較細粒級礦物的回收率明顯提高。這種方法使回收粒級降低得到可能。與 臥式離心機相比,它具有以下特點:
      (1)MGS的正弦波軸向運動提供了附加剪切作用并提高了礦粒的流動性。
      (2)特制的耙礦器不停地進行再次富集并運送回收到的中礦物。
      (3)轉鼓的速度相對較慢。
      (4)能連續作業。
      MGS已于1989年在英國錫選廠進行試驗并獲得成功,它在處理超細粒級方面已取得令人較為滿意的效果。實際上,力場的組合還有很多成功的例 子,在此不一一列舉,我們可以把很多力場引入重選設備中,只要能夠提高礦物的回收率以及富集比,提高礦物的處理能力,提高礦物的回收粒度下限,都不失為一 種新型的高效細粒重選設備。
      高效細粒重選設備的開發研究是一個比較復雜艱難的課題,它涉及到選礦學、流體力學、水力學、機械動力學、物 理學等多個學科,是一個綜合性、應用性很強的研究課題開發研究細粒重選設備,必須注意:力場的選擇對細粒的回收起著關鍵的作用。處理細粒級礦物應以引進離 心力場為佳。力場的組合是一個較為簡單可行的方法,要善于擺脫思維的束縛,敢于提出新的組合方案。設備的研究開發是一個周期較長的過程,要敢于大量實踐, 從失敗中尋求成功之路。

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