微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究.pdf

7 0 - 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 3 ．0 1 5 微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究 刘鑫1 ，一，张一敏1 ，2 ⋯，刘涛1 ”，孙坤1 ”，汪博1 ”，许承宝1 2 1 ．武汉科技大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 8 1 ；2 ．湖北省页岩钒资源高效清洁利用 工程技术研究中心，武汉4 3 0 0 8 1 ；3 ．钒资源高效利用湖北省协同创新中心，武汉4 3 0 0 8 1 摘要采用微细粒螺旋溜槽分选含钒石煤，研究了分选过程中主要化学组分和粒度的分布特性，并从动力学的角度 阐明了获得较好分选指标的原因。研究结果表明，v 2 0 ，品位的分布范围较宽，介于0 ．2 1 ％～1 ．1 9 ％，溜槽内缘的品位最低为 0 ．2 1 ％，中间区域的品位最高为1 ．1 9 ％，中间至外缘区域的品位介于0 ．9 7 ％～1 ．1 9 ％，V 2 0 5 主要富集在中间至外缘区域； S i O ，、F e ，0 ，和P 2 0 ，则主要富集在内缘至中间区域，可以实现它们与V 2 0 5 的重选分离；C a O 在槽外缘有微弱的富集趋势，与 V ，0 。的富集区域部分重叠。由粒度分布特性可知，精矿的粒度组成较细，一3 0 肛m 粒级含量占5 1 ．3 ％，而中矿和尾矿的粒度 较粗， 7 4 “m 粒级含量分别为4 7 ．1 ％和4 1 ．7 ％；给矿各粒级中，粒级越细V 2 0 5 的回收率越高，其中一3 0t z m 粒级V 2 0 5 的回 收率高达9 4 ．5 8 ％，预示白云母的选择性磨碎有利于V 2 0 ，的回收。动力学分析表明，缩小距径比 P ／口 可以提高颗粒径向分 布函数 r ， 对密度的敏感度，提高螺旋溜槽的分选效率；P ／D 的极小值同时受颗粒密度和粒度的影响，即颗粒密度仃越低， P ／D 的极小值越小，颗粒的粒度越小，P ／D 的极小值越小。 关键词含钒石煤；微细粒；螺旋溜槽；分选特性 中图分类号T I M 5 5 ．3 T D 9 5 4文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 3 - 0 0 7 0 - 0 8 S e p a r a t i o nC h a r a c t e r i s t i c so fV a n a d i u mP r e - c o n c e n t r a t i n gf r o mS t o n eC o a lU s i n g F i n eM i n e r a lS p i r a l ⅡUx i n ’一一，Z H A N GY i m i n 7 ，2 ．一，L I UT a 0 7 一，S U NK M 凡7 ”，W A N GB o 。一，X UC h e n g b a 0 7 ，2 J ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， W u h a n4 3 0 0 8 1 ，C h i n a ；2 ．H u b e iP r o v i n c i a lE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g yR e s e a r c hC e n t e ro fH i g hE f f w i e n t C l e a n i n gU t i l i z a t i o nf o rS h a l eV a n a d i u mR e s o u r c e ，W u h a n4 3 0 0 8 1 ，C h i n a ；3 ．H u b e iP r o v i n c i a l C o l l a b o r a t i v eI n n o v a t i o nC e n t e rf o rH i g hE f f i c i e n tU t i l i z a t i o no fV a n a d i u mR e s o u r c e s ，W u h a n4 3 0 0 8 1 ，C h i n a A b s t r a c t Af i n em i n e r a ls p i r a lw a sa d o p t e df o rp r e c o n c e n t r a t i o no fv a n a d i u mf r o ms t o n ec o a l ．D i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fp a r t i c l es i z ea n dm a i nc h e m i c a lc o m p o n e n t sw e r es t u d i e da n dt h er e a s o n sf o ro b t a i n i n gt h eb e t t e r s e p a r a t i o ni n d e xw e r ec l a r i f i e df r o mt h ev i e wo fd y n a m i c s ．T h er e s u l t ss h o wt h a tV 20 5g r a d eh a saw i d er a n g eo f 0 ．2 1 ％～1 ．1 9 ％，t h el o w e s tg r a d eo f0 ．2 1 ％i nt h ei n n e re d g eo ft h et r o u g h ，t h eh i g h e s tg r a d eo f1 ．1 9 ％i nt h e m i d d l er e g i o n ，a n d0 ．9 7 ％一1 ．19 ％i nt h em i d d l et oo u t e re d g er e g i o n ．T h ed i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fS i 0 2 ， F e 20 3a n dP 20 5w e r es i m i l a ra n dm a i n l ye n r i c h e di nt h ei n n e rt om i d d l er e g i o n ，w h i c hm a k ei tp o s s i b l et os e p a r a t e t h e mf r o mV 2 0 5c o n t e n tb yg r a v i t y ．T h eC a Oc o n t e n th a daw e a ke n r i c h m e n tt r e n da tt h eo u t e re d g eo ft h et r o u g h ， p a r t i a l l yo v e r l a p p i n gw i t ht h ee n r i c h m e n tr e g i o no fV 20 5 ．A c c o r d i n gt ot h er e s u l t so fp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n ，t h e p a r t i c l es i z ec o m p o s i t i o no fc o n c e n t r a t ew a sf i n ea n dt h ec o n t e n to f 一3 0 mo f51 ．3 ％，w h i l et h es i z eo ft h e m i d d l i n ga n dt a i l i n gw e r ec o a r s e ，w i t h 7 4I ．z mc o n t e n to f4 7 ．1 ％a n d4 1 ．7 ％，r e s p e c t i v e l y ．I ne a c hs i z ef r a c t i o n o ft h ef e e d ，T h ef i n e rt h es i z ef r a c t i o n ，t h eh i g h e rt h er e c o v e r yr a t e ．I tc o u l db ec o n c l u d e dt h a tt h es p i r a li sl a v e l r a b l e f o rt h er e c o v e r yo fV 20 5i nf i n e rs i z ef r a c t i o n s ，w h i c hi n d i c a t e st h a tt h es e l e c t i v eg r i n d i n go fm u s c o v i t ei sb e n e f i c i Mt o t h er e c o v e r yo fV 2 0 5 ．T h ed y n a m i c sa n a l y s i ss h o w st h a tt h en a r r o w i n gp i t c ht od i a m e t e rr a t i o P ／D c a ni n c r e a s e t h es e n s i t i v i t yo ft h er a d i a ld i s t r i b u t i o nf u n c t i o n r i t ot h ed e n s i t ya n di m p r o v et h e s e p a r a t i o ne f f i c i e n c yo ft h e s p i r a l ．T h em i n i m u mv a l u eo fP ／Dw a si n f l u e n c e db yt h ep a r t i c l ed e n s i t ya n dp a r t i c l es i z e ，t h a tw a s ，t h el o w e rt h e p a r t i c l ed e n s i t y ．t h es m a l l e rP ，Dm i n i m u m 。t h es m a l l e rt h ep a r t i c l es i z ea n dt h es m a l l e rt h eP ，Dm i n i m u m ． K e yw o r d s s t o n ec o a l ；f i n ep a r t i c l e s ；s p i r a l ；s e p a r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s 摹全项旦国家自然科学基金资助 5 1 4 7 4 1 6 2 ；”十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 5 B A B l 8 8 0 1 收稿日期2 0 1 6 - 1 0 - 3 1 修回日期2 0 1 7 - 0 3 - 2 3 作者简介刘鑫 1 9 8 2 一 ，男，辽宁丹东人，博士研究生，讲师。 万方数据 2 0 1 7 年第3 期刘鑫等微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究 7 1 石煤是我国重要的钒资源，储量极为丰富u j 。 但受钒品位普遍偏低的限制，现有的石煤提钒工艺 存在着提钒工艺复杂，生产成本高等问题，制约了行 业发展旧o ，因此石煤选矿越来越受到重视旧J 。目前， 石煤选矿工艺大致可以分为四类，即浮选、重选、重 选一浮选联合和脱泥一浮选联合工艺，其中重选工 艺相比其它工艺具有绿色环保、成本低的优点，在石 煤选矿中越来越被关注，然而单一重选工艺的分选 效果有限，需开展针对性的研究工作，研究和应用新 型重选设备。 螺旋溜槽因结构简单、占地面积小、易操作等特 点一直备受关注H ‘7J 。本文作者在之前的研究中旧j 采用了距径比为0 ．3 6 的微细粒螺旋溜槽处理湖北 某石煤，通过一次粗选、粗选中矿再磨再选、再选精 矿返回粗选的闭路流程，获得了精矿V 0 ，品位 2 6 ．9 ％、V 0 ，品位0 ．3 2 ％的抛尾效果。但分选过程 的分选特性仍然不够清楚。本文是在之前研究的基 础上，继续研究微细粒螺旋溜槽在石煤选矿中的分 选特性，并进行了分选过程的动力学分析，阐明了微 细粒螺旋溜槽分选效果好的原因，为微细粒螺旋溜 槽在含钒石煤选矿中应用改进提供了借鉴。 1 试验原矿和方法 1 ．1 原矿 试验原矿采集自湖北某企业生产现场，为沸腾 炉脱碳样。原矿多元素分析结果见表1 ，x 射线衍射 X R D 分析结果见图1 。综合分析光学显微镜镜下 鉴定、X R D 分析、M L A 矿物参数自动分析系统以及 化学多元素分析结果表明，原矿的矿物组成较为复 杂，其中主要矿物含量见表2 。 1 ．0 2 ％、回收率8 9 ．6 ％的精矿指标和尾矿产率 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o G m i n eo r e／％ 由表1 可知，原矿中主要化学成分为S i O ，、 A 1 2 0 3 、C a O 、F e 2 0 3 ，其次有C 、K 2 0 、S 、M g O 和P 2 0 5 等。矿石中可选冶回收的有价组分V ，0 ，的品位为 0 ．8 1 ％。其它有价组分如F e 0 。、P 0 ，等含量低，不 具有回收价值；原矿虽为脱碳样，但碳含量仍高达 4 ．9 6 ％，不适宜直接采用浮选处理此矿石。 图1原矿的X R l 图谱 F i g ．1 X R D p a t t e r no fr a wo r e 由表2 可知，原矿中煤和黄铁矿为焙烧不完全 残留的还原性物质。方解石、赤铁矿、磷灰石和黄铁 矿属于耗酸脉石矿物，为石煤中提钒工艺的主要有 害杂质来源。由之前的研究结果‘8o 可知，钒主要赋 存在白云母和伊利石中。 1 ．2 试验方法 原矿首先采用X M Q 一西2 4 0 9 0 型锥形球磨机湿 磨，磨矿质量浓度5 0 ％，获得磨矿细度为一7 4 “m 占 7 2 ．2 ％的磨矿产品。再分别对磨矿产品进行粒度筛 析和螺旋溜槽分选试验，试验所用螺旋溜槽主要结 构参数见表3 ，试验装置如图2 所示，优化后的试验 条件为给矿质量浓度1 8 ％，给矿速率2 3 6L ／h ，冲洗 水流量3 0L ／h 。 本试验的目的是考察螺旋溜槽分选特性，由于 粗选和扫选的分选过程相似，因此仅对粗选进行了 考察。 将螺旋溜槽排矿端等分为1 4 个取样区间由内 向外依次编号为1 ～1 4 ，如图3 所示。采用自制取样 器取样，记录取样时长。对采集的样品进行筛分分 析和化学多元素分析。 万方数据 7 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 表3试验用螺旋溜槽的结构参数 T a b l e3 P h y s i c a ls t r u c t u r ep a r a m e t e r so ft h es p i r a l s 转子流I o l 量计U 蠡 重 自来水 图2 螺旋溜槽试验装置配置图 F i g ．2 S c h e m a t i cs e t u pn fr e e i r e u l a t i n gs p i r a l 2 结果与讨论 2 ．1 V 0 ；的分布特性 考察V 0 ，品位在螺旋溜槽排矿端的径向分布 特性，结果见图4 。 图4 螺旋溜槽排矿端产品V 0 ，品位分布 F i g ．4V 2 0 5g r a d ev a r i a t i o no ft h ep r o d u c t s 图3螺旋溜槽排矿端产品分布示意图 F i g ．3 S e c t i o n a lv i e wo ft h es p i r a lt r o u g hf l o w 由图4 可知，V 0 ，品位分布范围较宽，介于 0 ．2 1 ％～1 ．1 9 ％，分选效果较好。随着编号的增加， V 0 ，品位由0 ．2 1 ％快速升高，在编号8 达到最大值 1 ．1 9 ％，而后缓慢下降至0 ．9 7 ％。V 0 ，在溜槽内缘附 近的品位低，中间至外缘的品位高，因此定义内侧产 品为尾矿，外侧产品为精矿，介于两者之间的为中矿。 2 ．2 主要杂质化学组分分布特性 其它主要杂质化学组分的分布特性如图5 所示。 由图5 可知，与图4 中V 0 ，的分布规律恰好相 反，F e 0 ，和P 0 ，在槽内缘附近富集，含量随着产品 编号的增加而下降，在产品6 中达到最低，而后缓慢 增加；C a O 的分布规律则呈V 字形，在产品7 中含量 达到最低，在槽外缘的产品中有较明显富集，这可能 是由于方解石的可磨性较好，在磨矿时随白云母一 同被选择性磨细所致；S i O 含量呈M 型波动分布， 在1 号产品中含量最低，随着编号的增加快速上升， 在4 号产品中达到最大6 7 ．2 0 ％，而后下降至8 号产 瞽度颊{ 品中的5 3 ．9 ％，之后在4 9 ．7 8 ％和6 0 ．1 1 ％之间波 动，S i O 总体上在槽中间区域有一定富集趋势。 图5 产品1 ～1 4 中主要杂质化学组分含量 F i g ．5 M a i ni m p u r i t yc h e m i c a lc o m p o s i t i o n d i s t r i b u t i o no ft h ep r o d u c t s1 1 4 上述分析表明，S i O 、F e 0 ，和P 2 0 ，在槽中间至 溜槽内缘区域得到较明显富集，可以通过重选分离， 万方数据 2 0 1 7 年第3 期刘鑫等微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究 7 3 而C a O 在槽外缘有较明显的富集趋势，较难通过重 选去除。 2 ．3 精、尾矿截取区间的确定 为了确定精矿和尾矿的截取区间，分别绘制了 精矿V 0 ，品位、回收率对精矿产率曲线 图6 a 和尾矿V 0 ，品位、回收率对尾矿产率曲线的关系曲 线 图6 b 。 图6累积V 0 ，品位、回收率与累积产率的关系曲线 F i g ．6V 2 0 5c u m u l a t i v eg r a d ea n dr e c o v e r yV S ．y i e l dc u r v e s 由图6 a 可知，精矿V 0 ，累积品位随产率的 增加出现了一个波峰，这主要是由于中间产品的 V 0 ，品位较高所致，精矿产率取值范围为6 0 ％左右 较为合适，此时所对应的精矿取样区间为包含产品6 1 4 ，合并后的精矿产率为5 7 ．6 ％、V 0 ，品位 1 ．0 2 ％、回收率7 1 ．1 1 ％。 由图6 b 可知，随着尾矿产率的增加，V 0 ，品 位上升速度呈现先快后慢的趋势，当产率超过1 5 ％ 6 0 5 0 4 0 誉 槲3 0 钆 2 0 1 0 O 7 47 4 5 6 5 6 4 5 4 5 3 8 3 8 3 03 0 粒级／t x m 之后，尾矿V 0 ，品位接近0 ．4 ％，尾矿品位过高则不 利于抛尾，因此确定尾矿取样区间为产品1 ～3 ，合并 后的尾矿产率为1 3 ．2 1 ％、V 0 ，品位0 ．3 9 ％、损失率 6 ．0 6 ％。 2 ．4 粒度分布特性 分别将产品1 ～3 合并作为尾矿、产品4 ～5 合 并作为中矿、产品6 ～1 4 合并作为精矿，然后对三个 产品进行湿式粒度筛析，结果如图7 所示。 图7 精矿、中矿和尾矿的粒度筛析结果 F i g ．7 S c r e e na n a l y s i so fc o n c e n t r a t e ，m i d d l i n ga n dt a i l i n g 由图7 a 可知，精矿的粒度较细，其中一3 0 m 粒级含量占5 1 ．3 ％，而中矿和尾矿的粒度较粗， 7 4 斗m 粒级含量分别为4 7 ．1 ％和4 1 ．7 ％。由图7 b 可知，精矿和中矿各个粒级的V O ，品位均明显高于 尾矿，分选效果较好。 根据给矿筛析和产品筛析数据，分别统计了给 矿中各粒级的V 0 ，在精、中、尾矿中的分配率，结果 如图8 所示。 万方数据 7 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 l 9 8 7 术 囊6 { 爿 手5 _ ．4 3 2 I 1 I I 一种混合的作用力，该混合作用力具有随机波动、瞬 态和稳态等多种形式，它们中的大部分很难一一确 定和准确量化。结合微细粒螺旋溜槽分选特点，本 文讨论的力主要有重力 F ， 、离心力 F 。 、流体绕 颗粒流动的曳力 F 。 、摩擦力 F ， 和颗粒在流体中 由于表面摩擦、上下层之间压力差而引起的曳力 F ，f ，这些力表达式见表4 。 表4颗粒力所受力的表达式 T a b l e4T h eg e n e r i ce x p r e s s i o nf o rt h ef o r c e sa c t i n go n 7 4 _ 7 4 5 6 - 5 篙Z r - 3 8 3 0 。o p a r t i c l e 粒级／I 上1 1 l F n u u 图8 给矿各粒级中、，u ，在精、 中和尾矿中的分布率 F i g ．8V 2 0 5r e c o v e r yi nc o n c e n t r a t e ，m i d d l i n g a n dt a i l i n go fe a c hs i z ef r a c t i o n 由图8 可知，粒级越细V 0 ，的回收率越高，如 一3 0 “m 粒级V 0 ，的回收率高达9 4 ．5 8 ％。因此， 在石煤选矿中应注意白云母的选择性磨碎研究，这 不仅有利于保证V 0 ，的选矿回收率，还对钒的浸出 率有益‘9 j 。2 ．5 分选过程的动力学分析 2 ．5 ．1 槽底颗粒的受力平衡模型 螺旋溜槽槽面流体类型极为复杂，是重选中流 体类型最为复杂、流变的一种。普通螺旋溜槽的流 体表面较薄的一层 一1m m 表现为层流，流速随着 螺旋半径的增加逐渐增至3 4r n ／s L l0 。⋯。微细粒螺 旋溜槽与普通螺旋溜槽在分选性能的差异性主要源 自距径比的不同，微细粒螺旋} 留槽的距径比较小，较 小的距径比使得槽面变得平缓、槽面流体流速降低、 流膜变薄、流型趋于层流，层流流动的薄流膜更适合 在微细粒矿石的重选中应用} 1 3J 。因此，较普通螺 旋溜槽而言，微细粒螺旋溜槽可以具有相对简化的 数学模型。 由微细粒螺旋溜槽分选V 0 ，品位分布研究可 知，分选过程主要发生在产品编号为3 ～8 的区域， 即中间分选区。螺旋溜槽流膜厚度的分布一般是内 缘薄、外缘厚，中间分选区有一段较平缓，流膜厚度 变化幅度较小，另外，处理微细粒的螺旋溜槽在分选 区的流体为层流或准层流，流膜厚度小，且由内向外 的增幅则更小。因此在建模的时候假设1 分选区 流膜的厚度不变；2 微细颗粒受到的层流绕流符合 斯托克斯粘性阻力公式；3 由于脉动速度小，可忽略 其产生的上升举力。 分选区槽底颗粒螺旋溜槽分选场中的颗粒受到 表4 中作用于颗粒的平均流速“。。。可根据明渠 计算公式表达，即 u d 。。 掣 h m d 一譬 1 ‘弛 3 式中．，为水力坡度，在螺旋溜槽中J t a n [ d ] 。 当分选区槽底颗粒运动达到平衡时，该平衡可 分解为径向方向 图9 b 的静态平衡和槽面纵向 方向 图9 d 的动态平衡，这两个方向构成一个直 角坐标系。 鸢刊餐篷一． 0 1 1 万d v 篙∞e c [ p ] c 。s [ d ] 一c 。s E o ] s i n [ 仪] o 1 2 罟三 卫星兰笋危。一d [ 卫笠兰；} 璺旦 王旦二；产丝 f s e c [ 0 ] s i n [ O ／] C O S [ 0 ] C O S [ O t ] ] 1 3 由式 5 和 1 2 可求得 石d r j d 幽r j 石d v 一厕麓2石2 幽石一 ／舱c l d JJ 面 f s e c [ 0 ] C O S [ a ] 一C O S [ 0 ] s i n [ O t ] 0 1 5 2 ．5 ．2 距径比P ／D 对分选效率的影响分析 式 1 4 的物理意义可解释为1 螺旋溜槽分选 粒度相同的颗粒时，颗粒在槽面的径向分布受密度 大小的支配，密度越大的颗粒，其径向分布函数r i 的 值越小，越靠近槽的内缘；2 密度差d 盯引起径向分 布函数d r f 变化越大，即II d r jl 值越大表明螺旋溜槽 对密度差越敏感，分选效率越高。 P ／D 与纵向倾角O t 之间的关系为 P ／D 订t a n 『d ] 1 6 综合分析式 1 5 和 1 6 知，随着P ／D 值的减 小，z d r i 值下降。由于垩 o ，因此，l 垩I 随着P ／D 值 的减小而增大，表明减小P ／D 可以提高颗粒径向分 布函数对密度的敏感度，提高分选效率，这是微细粒 螺旋溜槽获得较好分选指标的主要因素之一。 2 ．5 ．3 入选矿石性质对P ／D 极小值的影响 分析式 1 0 知，存在一个极限条件，使得颗粒的 运动速度秽 0 。由式 1 1 知，颗粒运动速度”随着 纵向倾角“的减小而下降。由式 1 2 知，颗粒运动 速度秒随着颗粒密度盯的减小而增大。综上分析， 螺旋溜槽纵向倾角O t 存在一个极小值1 9 l 。，即l i m v 0 ，入选物料的密度盯越低，O t 。的取值可以越小。 由式 1 6 知，P ／D 也存在一个与d 。相关联的极 小值，入选物料的密度盯越低，P ／D 的极小值越小。 万方数据 7 6 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 由式 1 3 知当d 面石可i 厂≯玎孑 两岽筹雾占甚警K 可了i 习丽时，面d v ∥随着d 的增加而 增加；当d 增大至d 石函玎习五万_ 二i 玎i 可9 p 石t a 丙n [ 司a ] 万h m 五面i 丁_ i 忑币而磊i 可时，”达到最大值；若再 继续增大d 值，当，秽随着d 的增加而减小，可见，存在一个d 的极大值使得．1 i ，口 0 。令口 0 ，则由式 1 0 可推导出 。 一一 墅 兰 竺j 垒竺 ，1 7 、 a m a x 一3 p t a n [ d ] 盯一P i s e c [ 0 ] s i n [ O ／] c o s [ 0 ] C O S [ a ] 、1 。7 由式 1 7 知，流膜厚度h 。与d m a x 成正比，而不 值同时受颗粒密度和粒度的影响，即颗粒密度o - 越 同型号的螺旋溜槽都有其最佳的分选流膜厚度，表低，P ／D 的极小值越小，颗粒的粒度d 越小，P ／D 的 明粒度越细，其对应的最佳流膜厚度越薄。缩小溜 极小值越小。 槽的P ／D 值可以使得槽面变得平缓、槽面流体流速 降低、流膜变薄，有利于细粒物料的分选。 参考文献 综上所述，溜槽的P ／D 的极小值同时受颗粒密 度和粒度的影响，即颗粒密度盯越低，P ／D 的极小值 越小，颗粒的粒度越小，P ／D 的极小值越小。因此， 在处理密度小、粒度细的矿石时可以采用分选效率 较高的小距径比螺旋溜槽，这与螺旋溜槽的工业实 践经验相一致4 。16 | 。石煤的密度为2 ．7g ／c m 3 左 右[ I7 。，且一般的都需要较高的磨矿细度方能获得较 好单体解离度引，因此在石煤选矿中采用小距径比 的微细粒螺旋溜槽可以获得较好的分选效果。 3结论 1 微细粒螺旋溜槽分选时，V 0 ，品位的分布范 围较宽，介于0 ．2 1 ％～1 ．1 9 ％；靠近溜槽内缘的品位 最低为0 ．2 1 ％，中间区域的品位最高为1 ．1 9 ％，中 间至外缘区域的品位介于0 ．9 7 ％～1 ．0 3 ％。 2 主要杂质化学组分分布特性研究表明，S i O 、 F e O ，和P O ，在内缘至中间区域有较明显富集现 象，可以实现与V O ，的重选分离，而C a O 在槽外缘 有微弱的富集趋势，较难通过重选去除。 3 粒度分布特性研究表明，精矿的粒度组成较 细，一3 0 “m 粒级含量占5 1 ．3 ％，而中矿和尾矿的粒 度较粗， 7 4 斗m 粒级含量分别为4 7 ．1 ％和4 1 ．7 ％； 精矿各粒级的V O ，品位均明显高于尾矿，分选效果 较好；给矿各粒级中，粒级越细V O ，的回收率越高， 如一3 0 斗m 粒级V 2 0 5 的回收率高达9 4 ．5 8 ％，预示 白云母的选择性磨碎将有利于获得较高的V 0 ，回 收率。 4 分选过程动力学分析表明，缩小距径比P ／D 可以提高颗粒径向分布函数r i 对密度的敏感度，提 高螺旋溜槽的分选效率，较小的距径比是微细粒螺 旋溜槽获得较好分选效果的主要原因；P ／D 的极小 [ 1 ] 刘娟，张一敏，黄晶，等．机械活化对石煤物化性质 及提钒浸出的影响[ J ] ．稀有金属，2 0 1 4 ，3 8 1 1 1 5 ． [ 2 ] Z H A OY U N L I A N G ，Z H A N GY I M I N ，L I UT A O ，e ta 1 ．P r e - c o n c e n t r a t i o no fv a n a d i u mf r o ms t o n ec o a l b yg r a v i t y s e p a r a t i o n [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ， 2 0 1 3 ，1 2 1 1 ．5 ． [ 3 ] 张一敏，包申旭，刘涛，等．我国石煤提钒研究现状及 发展[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 5 2 2 4 3 0 ． [ 4 ] 彭会清，李广，胡海祥，等．螺旋溜槽的研究现状及展 望[ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 0 9 ，2 3 3 2 6 - 2 9 ． [ 5 ] M I S H R ABK ，T R I P A T H YA L O K ．Ap r e l i m i n a r ys t u d yo f p a r t i c l es e p a r a t i o ni ns p i r a lc o n c e n t r a t o r su s i n gD E M [ J ] ． I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，2 0 1 0 ，9 4 3 1 9 2 1 9 5 ． [ 6 ] 李洁，马 晶．黑色岩系钒矿的机械选矿抛尾工艺研 究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 4 2 5 2 8 ． [ 7 ] 张丽敏，叶从新，魏党生．某石煤钒矿磨矿以及预先抛 尾工艺试验[ J ] ．现代矿业，2 0 1 5 1 1 6 3 - 6 6 ． [ 8 ] L I UX I N ，Z H A N GY I M I N ，L I UT A O ，e ta 1 ．P r e C o n c e n t r a t i o no fv a n a d i u mf r o ms t o n ec o a lb yg r a v i t yu s i n g f i n em i n e r a ls p i r a l [ J ] ．2 0 1 6 ，6 3 8 2 ． [ 9 ] 刘娟，张一敏，黄晶，等．机械活化设备对石煤提钒 浸出的影响[ J ] ．稀有金属，2 0 1 5 ，3 9 6 5 5 4 5 6 1 ． 『1 01H O L L A N D B A T I “ AB ．As t u d yo ft h e p o t e n t i a lf o r i m p r o v e ds e p a r a t i o no f f i n ep a r t i c l e sb yuseo fr o t a t i n g s p i r a l s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 2 ，5 1 0 1 2 1 0 9 9 ．1 1 1 2 ． [ 11 ] H O L L A N D - B A T rAB ．T h ed y n a m i c so fs l u i c ea n ds p i r a l s e p a r a t i o n s [ J ] ．M i n e r a l se n g i n e e r i n g ，1 9 9 5 ，8 1 3 - 2 1 ． [ 1 2 ] 陈庭中，徐镜潜，陈荩．螺旋溜槽流膜运动规律的研 究[ J ] ．中南大学学报 自然科学版 ，1 9 8 0 4 1 6 - 2 2 ． [ 1 3 ] 徐镜潜，陈庭中，彭建平，等．离心螺旋溜槽流膜特性 的研究[ J ] ．有色金属工程，1 9 8 3 2 3 7 - 4 7 ． [ 1 4 ] R I C H A R D SRG ，M A C H U N T E RDM ，G A T E SPJ ，e ta 1 ． 万方数据 2 0 1 7 年第3 期刘鑫等微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究 7 7 G r a v i t ys e p a r a t i o no fu l t r a f i n e 一0 ．1m m m i n e r a l su s i n g s p i r a ls e p a r a t o r s [ J ] ．M i n e r a l se n g i n e e r i n g ，2 0 0 0 ，1 3 1 6 5 - 7 7 ． [ 1 5 ] 陈铁军，张一敏．全硫酸渣生产氧化球团试验研究及工 业应用[ J ] ．钢铁研究，2 0 0 5 ，3 3 1 1 - 4 ． [ 1 6 ] K A P U RPC ，M E L O YTP ．S p i r a l so b s e r v e d [ J ] ． I n t