重选思考题.doc

重力选矿 前言 一、课程的教学目的及任务 重力选矿是选矿生产过程中的一种最基本的、最主要的选矿方 法，是现代化选矿厂的主要生产工序。 本课程是研究重力选矿的基本理论及其选矿机械设备的一门主要专业课，是后续专业课的技术基础。 教学的目的是使学生对重力选矿的基本分选原理、基本理论有比较全面的认识对跳汰选、重介分选、摇床等选矿方法的选择、应用等应全面掌握。 课程的主要任务 １、研究重力选矿的基本理论； 2、研究跳汰选法、重介选、摇床、螺旋溜槽等分选过程及其分选设备结构、性能及主要技术指标； ４、实验是验证理论、规律及巩固理论知识，培养学生实验能力、运算能力、从而提高分析问题、解决问题的能力； ５、通过生产实习熟悉重力选矿过程及操作基本技能。 二、课程的基本要求与重、难点 基本要求要求学生对重力选矿的基本分选原理、基本理论有比较全面的认识，对跳汰选、重介分选、摇床等选矿方法的选择、应用等全面掌握。 重点 1、矿粒沉降规律； 2、斜面流理论 3、跳汰理论； 4、重介理论； 5、摇床理论； 6、摇床分选理论。 难点 １、可选性曲线的画法； ２、等沉比的意义； ３、跳汰机理与理论； ４、重介分选与理论； 三、实践性教学环节与能力培养 本课程有四个实验，８学时，通过实验课、现场教学和讨论课的训练，能使学生了解实验设备和实践环节，同时，掌握设备的操作要领，培养学生的实际动手能力。 四、课程考核 本课程考核为闭卷考试，卷面成绩占70％，平时成绩占30％，平时成绩包括作业、考勤、课堂提问、实验成绩。 五、参考文献 1.张家骏编物理选矿讲义，中国矿业学院， 1986年 1月。 2.张鸿起、刘顺、王振生编；重力选矿，煤炭工业出版社出版，1986年5月。 3.里亚申柯著重力选矿法，冶金工业出版社出版， 1957年。 4.维尔霍夫斯基编著重力选矿理论，北京矿业学院， 1958年。 5.谢广元主编选矿学，中国矿业大学出版社 第一章 绪 论 11 重力选矿研究的对象及其应用范围 重点内容矿石的可选性评定系数 参考资料学生在学习的过程中可参考以下资料选煤技术99.1 ； 选矿学 主要内容学生在学习的过程中，应参照新编教材选矿学了解重力选矿的定义、目的、分类、应用范围；以及重力选矿过程中所用介质的种类、作用；重力选矿可选性的判定方法 利同重力选矿法分选物料的难易程度，主要是由待分离物料的密度差来决定，可简单地用下式判断 式中 E一重选矿石可选性评定系数； δ1、、δ2一分别为低密度矿石和高密度矿石的密度； ρ一一分选介质的密度。 按式（1-1）判断物料重选时的难易程度，随着E值的减小，入选原料的粘度范围变窄。 思考题 1、 什么叫重力选矿； 2、 常用介质的种类、作用； 3、 矿石的可选性； 4、 重力选矿的目的、意义。 12 重力选矿的发展简况 学习方法本节内容学生应对重力选矿的发展过程进行祥细的了解，并对重力选矿的基本原本做以简单的了解，力求在头脑中有一个大概的印象。 主要内容 1、 发展过程从古代淘选法到人工溜槽、手动跳汰机、无活塞跳汰机、重介质选矿、水力旋流器。 2、 现状随着现代科学技术的发展，自本世纪50年代末期以来，已开始使用示踪原子、高速摄影等技术手段和现代化的测试技术，进行重力选矿的理论研究工作。为了适应生产自动化和设备大型化的需要，开展了以数理统计方法，概括选矿过程规律性的研究，编制工艺参数和设备参数问的数学模型，为生产工艺过程的自动控制和设备设计提供了可靠依据。 第二章 重力选矿的基本理论 21 矿粒及介质的性质 重点内容学生应掌握矿粒的密度、粒度的含义及表示方法，以及介质的各种性质。 在学习本章节时，学生应了解矿粒与重力分选过程有关的性质，是指反映矿粒质量性质的密度，反映矿粒几何性质的粒度（体积）和形状。它们均影响矿粒在介质中的运动状况。 应该了解矿粒的密度及其测定方法（大块矿粒比重的测定、粉状矿粒比重的测定、浮沉试验测定法）；以及矿粒粒度的表示及测量（直接测量法、显微镜测量法、筛分分析法、水力分析法、当量直径表示法）；介质的性质，包括均质介质的密度和粘度以及测定方法。 22 矿粒在介质流中垂直运动时所受的力 重点内容矿粒的性质、矿粒在介质中受力分析 难点内容阻力公式的导出、适用范围 参考资料重力选矿原理、选矿学 学生在学习本章时，应该学习分析矿粒在介质中的受力分析，包括所受的重力 G。＝mg0。 矿粒在介质中运动时所受的阻力的定义、种类、产生与形式以及介质阻力的计算及阻力系数。在学习介质所受阻力分析时，应该了解劝实际流体流过物体，或者是物体在静止流体中运动，只要流体与团体之间存在着相对运劾，则流体便对物体有作用力，此力在物体运动的相反方向的分力，就是介质阻力。介质作用于物体表面的力由两部分所组 成即切向力TdA及法向压力PdA， 介质阻力通式的表达式可写成 式中ψ也称为阻力系数，它是雷诺数Re的函数。由式可知，介质阻力R与d2、v2、ρ成正比，并与雷诺数Re有关。 思考题 1、 粒度的测量方法； 2、 当量直径、堆密度、相对密度、表观密度、有效密度、球形系数、粘度； 3、 物体在介质中所受的力与在空气中所受的力； 4、 介质阻力与机械阻力的区别； 5、 对阻力公式的分析。 23 球形颗粒在静止介质中的自由沉降 重点内容球形颗粒在介质中的自由沉降末速的求解 参考资料选矿手册、矿物加工与综合利用2000.1 、选矿学 学生应该首先建立球形颗粒在静止介质中沉降运动的方程式 从式可知，球形颗粒在静止介质中沉降时，其运动加速度是下列两种加速度之差。 球形颗粒在介质中的重力加速度g0 颗粒在介质中的重力加速度g0，是一种静力性质的加速度，它只与颗粒及介质的密度有关。而介质阻力所产生的阻力加速度a，则是动力性质的加速度，它不仅与颗粒及介质的密度有关，而且还和颗粒的粒度及其沉降速度有关。 颗粒在静止介质中达到沉降末度v0的条件 式是计算球形颗粒在静止介质中自由沉降时的沉降未速v0的通式。从公式中可看出，密度大的颗粒、或粒度大的颗粒，它们的沉降求速v0大；若颗粒的密度、粒度一定时，介质密度大者，一般其粘度也高，颗粒在其中的沉降末速，相对而言要变小。 由上述各公式可知，不论是已知d求v0，还是已知v0求d，都要知道阻力系ψ，而ψ又与Re有关。从雷诺数Re公式可看出，要想求出Re。，又必须预先知道v0和d，因此，求v0或d，直接使用这些公式计算是不可能的。 解决这个问题的方法主要有两种 1．先求解阻力系数ψ再根据通式计算 刘农（RLtinnon）提出，为了确定与已知d（或已知v0）相对应的ψ或Re，必须找出个中间参数。这个参数是已知d，或已知v0的函数。如果从中间参数中消去v0（或消去d），那末所寻求的ψ或Re将是该中间参数的函数。 因求v0或d，故RG0。 从上述各式中可以看出。Re2c或Re2ψ都是不包含v0的无量纲中间参数；c／Re或ψ/Re都是不包含d的无量纲中间参数。这样就可以利用李莱曲线，事先按c与Re或ψ与Re对应值，计算出Re2c或Re2ψ，以及c／Re或ψ/Re，选用相应公式，结合给定流体和给定物料（即ρ、μ和d、δ），可直接算出所需利用的中间参数值，再根据Re2c或Re2ψ（求d时，根据c／Re或ψ/Re）。 2．里亚申柯中间参数曲线法 里亚申柯是利用刘农提出的两个无量纲的中间参数Re2ψ及ψ/Re。在李莱lgψf（lgRe）曲线的基础上，同样使用对数坐标，分别绘制了另外两条中间参数曲线，即 lgRe2ψ flgRe曲线和lgψ/ReflgRe曲线。 若已知球形物体的粒度d、密度δ以及流体介质的密度ρ和粘度μ时，求ν0的方法是先计算出Re2ψ，然后在图2－7曲线上找出相应的Re值，代入公式直接计算ν0。再有就是在图2－7找出Re值后，利用李莱曲线得到阻力系数ψ，然后代入公式也可以。 如果已知球形物体的ν0、δ和流体介质的ρ、μ，求沉降颗粒的粒度d。其方法相仿，先计算出ψ/Re，并在图2－8找到相应的Re值，代入式即可。当然也可在已知Re后从李某曲线上查得ψ值，再代入公式，同样可求出d值。 24 矿粒在静止介质中的自由沉降 扩展内容矿粒沉降的舵向原则 重点内容矿粒在静止介质中的自由沉降规律 难点内容自由沉降末速的求解 学生应参考选矿手册、矿物加工与综合利用2000.1 、 选矿学等资料来学习本节的内容，首先应了解 一．矿粒在静止介质中的自由沉降的特点 1、矿粒与球形颗粒相比沉降状态的差异 2、运动状态的差异 3、阻力增加的原因 4、舵向原则 5、力偶 6、 形状不规则的矿粒，沉降时的取向带有很大的偶然性 二、矿粒在静止介质中的自由沉降速度 对于矿粒的沉降，可以认为若矿粒的密度和体积当量直径与外形颗粒相同时，那么由于形状所引起的沉降速度的差别，可完全归结到阻力系数的不同。因此，计算矿粒沉降的阻力及沉降速度时，式中的球体直径d应用矿粒的体积当量直径dv代替而阻力系数ψ也应采用矿粒沉降时所得的实验值，即 当个dvd，球形颗粒与矿粒又是同一密度，即 式中Φ是矿粒沉降速度公式中的形状修正系数，或简称形状系数。也就是说，若用球体沉降速度的公式计算形状不规则的矿粒沉降速度时，必须引入一个形状修正系数。若将形状系数Φ与球形系数X作一比较，可以看出，两者是很接近的。因此，在进行粗略计算时，可用球形系数X取代形状系数Φ。这说明了，使用形状系数来表示物体形状特征，在研究矿粒沉降运动时，具有实际意义。 思考题 1、 形状系数； 2、 对运动微分方程的分析； 3、 里亚申柯参数的表达式； 4、 求解V的几种方法； 5、 常用的定常流； 6、 阻力增加的原因。 25 颗粒在垂直等速介质流中的运动 重点内容颗粒在垂直等速介质流中的运动规律 前面所讨论的是颗粒在静止介质流中的运动规律，但重力分选过程大都在具有垂直流动（上升或下降）的介质中进行，即矿粒是在非静止介质中运动，矿粒有运动速度，而介质也有运动速度，对这个问题的分析，是向研究实际的分选过程又迈进了一步。 为了使问题简化和便于讨论，假定垂直流动的介质是等速介质流，现对等速上升流和等速下降流，分别加以分析。 一、颗粒在垂直等速上升介质流中的运动 假定颗粒自身的运动速度为v，等速上升介质的流速为u a（见图2－13a），则颗粒与介质之间的相对运动速度vc为 可见，颗粒在垂直等速上升介质流中的运动末速v’0等于颗粒在静止介质中的沉降末速v0与介质流速ua之差。 二、颗粒在垂直等速下降介质流中的运动 颗粒在流速为ｕｂ的垂直等速下降介质流中，以速度ｖ向下运动（图2－13b），颗粒与介质间的相对运动速度为ｖc。因讨论是颗粒密度δ大于介质密度ρ的情况，因此，颗粒是以速度v的方向向下运动，而介质流速ub方向也向下，故相对速度为 ｖcｖ-ｕｂ 当ｖ＝０时，ｖc＝-ｕｂ方向向上，介质阻力Ｒ方向向下； 当ｖ＜ｕｂ时，ｖc为负值，即方向向上，此时R还向下； 当ｖ＝ｕｂ时，ｖc＝0，此时Ｒ＝0； 当ｖ＞ｕｂ时，ｖc为正值，即方向向下，阻力R方向向上。 可见，颗粒在垂直等速下降介质流中的沉降过程，可以根据R的方向不同，将其划分为两个阶段。但第一阶段为时极短，对重力分选过程的研究来说，没有什么具体意义。 26 自由沉降的等沉现象与等沉比 重点内容等沉比对选煤效果的影响 难点内容对等沉比的理解 参考资料流体力学、 选矿学 一、等沉现象、等沉粒和等沉比 1、定义； 2、等沉比对选煤效果的影响 从等沉比的概念出发，认为选前必须分级是不全面的，因为真实的分选过程是很复杂的，并非绝对按ｖ0分选，这也被生产实践所证实。当然，物料分选时，粒度差别的过大，会给按密度分选带来一定的困难，因而，等沉比的概念，定性地显示了这个问题。物料选前分级与否，应考虑的因素较多，绝不能因等沉现象的存在，作为唯一考虑的依据。但是，由密度不同的矿石构成的粒群，经水力分析的方法测定其粒度组成时，同一沉降级别中的低密度颗粒均比高密度矿粒粒度大。因此，密度不同矿粒的粒度比值应等于等沉比。此时，若已知某种矿粒的粒度，另一种矿粒的粒度叶根据等沉比的关系求出。 二、等沉比计算 利用沉降末速的通式求等沉比 对应于两个不同密度δ1及δ2的颗粒， 三、影响等沉比的因素 1、介质密度ρ的影响 2、等沉速度ｖ0的影响 3、颗粒形状的影响 思考题 1、 矿粒在介质中沉降t0‘ t0 t0’‘的原因； 2、 等沉现象、等沉粒、等沉比； 3、 等沉比对选煤效果的影响； 4、 影响等沉比的因素。 27 颗粒的干扰沉降规律 重点内容利亚申柯实验 难点内容利亚申柯实验的分析 参考资料流体力学、 选矿学 扩展内容自由沉降与干扰沉降的区别 学习建议学习在学习这部分内容的过程中，应积极参加实验教学环节，通过实际做实验掌握理论知识。 主要内容 一、干扰沉降的特点及常见的几种类型 1、自由沉降与干扰沉降的区别 2、容积浓度 3、常见的干扰沉降类型 1） 颗粒在密度和粒度均一的粒群中沉降。 2） 颗粒在粒度相同而密度不同的粒群中沉降， 3） 颗粒在密度和粒度均不相同的粒群中沉降， 4） 粗颗粒在微细分散悬浮液中沉降。 二、颗粒在均一粒群中的干扰沉降规律 ★1、研究历程19世纪末叶开始有很多学者对干扰沉降进行了广泛的研究。 2、利亚申柯实验 利亚申柯则从更广泛的基础上研究了干扰沉降现象。为了在研究中便于观测，利亚申柯首先研究了粒度和密度均一粒群，在上升介质流中的悬浮的情况。当粒群从整体上看粒于空间某固定粒置时，按照相对性原理，此时介质上升流速，即可视为粒群中任一颗粒的干扰沉降速度。 三、颗粒的干扰沉降末速 透过粒群在不同上升水流中的悬浮试验，利亚申柯得出了干扰沉降的阻力系数如与自由沉降的阻力系数φ0r之间的关系为 实验指出颗粒的粒度愈小、形状愈不规则，表面愈粗他则指数N愈大。因此，公 式中的指数n值实际上不可能是一个常数。 只要将矿粒自由沉降末速公式中的阻力系数φ0r。用单扰改降的山力系数φh。代入，就可得到矿粒干扰沉降末速υh。 即矿粒粒群的干扰沉降末速等于松散度m的n次方与矿粒的自由沉降末速的乘积。 思考题 1、 自由沉降与干扰沉降的区别； 2、 容积浓度与松散度的分析； 3、 干扰沉降的几种类型； 4、 颗粒的干扰沉降末速。 28 粒群在上升水流中的分层规律 重点内容重介分层学说 难点内容重介分层学说，对不同的非均匀粒群在上升水流中的分层规律分析 参考资料流体力学、 选矿学 扩展内容重介分层学说的发展历程 主要内容 一、非均匀粒群在上升水该中的悬浮分层 分层结果 1）密度相同而粒度不同的粒群 细矿粒集中在上层，粗矿粒集中在下层见图2－18 a。 2）粒度相同而密度不同的粒群 密度低的矿粒集中在上层，密度高的矿粒集中在下层见图2-18b。 3）密度不同（δ2＞δ1），而粒度比值小于自由沉降等沉比的物料（d1/d2＜e0）密度低的矿粒集中在上层，密度高的矿粒集中在下层见图2-18c。 4）密度不同（δ2＞δ1），而粒度比值等于或大于自由沉降等沉比（d1/d2≥e0）的物料当上升水速较小时．分层结果是密度低的矿粒处在上层，密度高的矿粒处于下层（这符合重力选矿的要求．见图2－18 d、图2－19 a）； 二、粒群在上升水流中的悬浮分层学说及临界速度 1、悬浮分层学说 认为粒群所构成的悬浮体。在密度方面具有与均质介质相同的性质，当两种悬浮体彼此混合时，与两种密度不同的均质介质（如水和煤油）混合时一样，在上升水流作用下始终是密度高的悬浮体集中在下层，密度低的悬浮体集中在上层。 2、重介分层学说 1）内容非均匀粒群在上升水流中分层主要是受水动力学的支配，是按照各自的干扰沉降速度进行分层的。但是，对于粒群的粒度比等于或大于自由沉降等流比时，粒群将按重介作用分层。在上升水速较小时，可以依靠高密度细粒悬浮体对低密度粗粒的重介作用，使低密度矿粒进入悬浮体的上都，即在上升水流中轻矿粒将按照其本身的密度与重矿物悬浮体的密度差发生分层。这种分层原理称之为重介分层学说。 2）按照重介分层学说，对不同的非均匀粒群在上升水流中的分层规律分析 3）临界水速 按照干扰沉降重介分层学说，对于粒度比等于或大于自由沉降等沉比的物料，控制其上升水速很重要，一定要使上升水速小于临界水速。临界水速应使ρsu2δ1时 上式就是推导出的新的临界水速理论公式。根据理论公式计算出的临界水速与实测值相比额为吻合。 思考题 1、 非均匀粒群在上升水该中的悬浮分层结果； 2、 按照重介分层学说，对不同的非均匀粒群在上升水流中的分层规律分析； 3、 表观粘度、非牛顿体； 4、 按重介作用分层的两个条件。 第三章 物料密度组成分析及其可选性 31 物料密度组成的测定方法及数据整理和计算 重点内容浮沉试验 难点内容试验数据的整理与计算 参考资料GB47787、GB/T164171996 煤炭密度组成的测定，主要是测定选前原煤的密度组成，目的是通过浮沉试验考察不同密度成分在原煤中的数量和质量，从而来研究原煤的性质。，浮沉试验是将煤样用不同密度的重液分成不同密度级，并测定各级产物的产率及特性。一是粒度大于0.5mm煤样的浮沉试验；再一是粒度小于0.5mm的煤泥（粉）浮沉试验，这种浮沉试验又叫小浮沉试验。两者的区别在于配制重液所用药剂不同，以及操作过程有别。 根据国家标准规定，不同粒度级别所用煤样的最小重量，应符合表3－2规定。 据国家标准规定，煤样可按下列密度分成不同密度组1.30、1.40、1.5O、1.60、1.70、1.80、2.00kg／L。必要时可增加 1.25、1.35、1.45、1.55、1.90或2.10kg／L等密度。当小于1.30kg／L密度级的产率若大于20％时，必须增加1.25kg／L密度。无烟煤可依具体情况适当减少或增加某些密度级。 二、煤炭浮沉试验资料的整理与计算 思考题 1、 浮沉试验、步骤； 2、 浮沉资料综合表计算方法。 32 可选性曲线 重点内容可选性曲线的绘制方法 难点内容β、λ曲线的绘制 参考资料GB47787、GB/T164171996 扩展内容各曲线间的关系 学习建议可结合选矿多媒体CAI课件来学习 一、可选性曲线根据物料浮沉试验结果而绘制出的一组曲线，称为可选性曲线。 可选性按所要求的质量指标，从原料中分选出产品的难易程度。 二、原煤可选性曲线（H－R曲线）的绘制及应用 1．灰分特性的线（λ曲线）的绘制 2．密度曲线（δ曲线）的绘制 3．浮物曲线（β曲线）的绘制 （二）可选性曲线的应用 可选性曲线的主要用途有三个方面，一是评定原煤的可选性；二是利用曲线确定重 力选煤过程的理论工艺指标；三是为计算数量效率和质量效率提供精煤理论产率及精煤 理论灰分的数据。 思考题 1、 可选性曲线定义、所包括的曲线； 2、 λ曲线的意义； 3、 β曲线的意义； 4、 可选性曲线的用途； 5、 可选性评定标准。 33 中国煤炭可选性的评定标准 主要内容学生应对我国煤炭的可选性的评定标准有一个大概的了解。 中国煤炭可选性评定标准见表3－10所列。 思考题 6、 可选性曲线定义、所包括的曲线； 7、 λ曲线的意义； 8、 β曲线的意义； 9、 可选性曲线的用途； 10、 可选性评定标准。 第四章 重力选矿结果的统计规律及工艺效果的评定 41 重力分选过程中矿粒在产物中的分配率 学习本节内容首先要了解分配率的概率是指产品中某一成分（密度级或粒度级）的数量与原料中该成分数量的百分比。同时要学习会分析重力选矿结果服从大数现象规律的原因。对于分配率的特性要从从统计学观点本分析，一个密度为δ的矿粒进入某产物中去的概率，等于具有密度为δ的矿粒群分配到该产物中的百分数。按粒度差别进行分级的过程也是同理。密度相同的矿粒，粗粒级矿粒进入粗粒级产物中的分配率是（d－dF）的函数；细粒级矿粒进入细粒级产物中的分配率是（dF一d）的函数。某一粒度的矿粒群在粗粒级产物中的分配率是ε，则在细粒级产物中的分配率便是100－ε。分配率与原料的粒度组成和分级粒度dF无关，它仅仅是反映了分级设备的构造特性与操作制度综合体现的工艺效果。 若某一粒群在轻、重产物中的分配率各为50％时，该粒群的密度称为分配密度，用代号δp表示。同理，若密度相同的粒群，在粗、细粒级产物中的分配率均为50，该粒群的粒度称为分配粒度，以代号dp表示。用分配密度可以代表实际分选密度；同样，用分配粒度也可以代表实际分级粒度。 42 分配曲线的绘制 重点内容分配性曲线的绘制方法 难点内容分配率的计算 参考资料 GB/T157151995 扩展内容分配曲线应用 一、分配曲线的概念及用途 1、定义分配曲线是不同成分（密度级或粒度级）在某一产品中的分配率的图示，是表示分离效果的特性曲线。 2、用途分配曲线与其它分选效率的评定方法不同，它不是将分选过程简单地看成是两种纯组分（如高密度与低密度，粗粒与细粒）间的分离，而是将原料又细分为许多质量不同的级别，用各级别进入产物中的概率，即分配率来反映分选结果。 二、分配曲线的绘制 1、曲线规格绘制分配曲线采用常数直角坐标。左边纵坐标为重产品分配率，下面原点为0，上面终点为100；右边纵坐标为轻产品分配率，上面原点也为0，下面终点为100，以2mm长度代表1％分配率。横坐标为密度，密度范围视需要而定，以2mm长度代青0.01g／cm3，总长度可取2O0mm。按规定只画重产品一条分配曲线。 ★2、理论基础作图采用近似回归法。各密度级的分配率所对应的密度为该密度级上下限的算术平均值。若没有上下限的密度级，则采用其平均真密度。根据各分配点到曲线距离的平方和，以尽量小的原则，绘制一条光滑的S形曲线。当分配率为75％至分配率为25％范围内分配点较少时，根据内插法计算1～2点作为参考点，也可采用拉格朗日三点插值公式。当然，若密度级别较少，分配点稀疏，加上描点人主观因素的影响，往往同样几个点，因描法不同，曲线形状也随之有别。因此，在具体绘制分配曲线时，应尽可能多划分几个密度级别，使分配点多些，曲线就可能画得更加准确。 思考题 1、 分配率、分配曲线； 2、 分配曲线的绘制、步骤。 43 分配曲线的特性参数 重点内容分配曲线呈正态分布的理论模型及其特征参数 难点内容分配曲线的特征参数 参考资料 GB/T157151995 扩展内容各曲线间的关系 一．分配曲线呈正态分布的理论模型及其特征参数 1、理论模型 其它符号同前。从上式可以看出，各密度级别的分配率ε1 只与分选密度δp及标准误差σ两个参数有关。只要这两个参数一经确定，按照ε1值与δ值间的固定函数关系，即可把整条分配曲线绘出来。由于分配曲线是一条单调上升曲线，当分配曲线呈正态分布时，可用两个参数来描述它一个参数是分选密度δP，它反映了分配曲线在图上的位置；另一个参数表示分配曲线的陡度，类似于直线的斜率，通常用可能偏差E值来表示。可能偏差是分配曲线上分配率为75％与25％处的密度小。与人。之间差值的一半。即 二、分配曲线呈偏态分布的特征参数 1）特鲁姆普曾经提出过“用实际分配曲线与理想的分配曲线（折线ABCD）间的面积 大小，作为衡量分选效果好坏的指标。”此面积称为误差面积。 2）培托（Petho）与迈尔等人提出以等误密度作为分选密度，以分离误差矩作为分选误差指标和衡量偏态分布分配曲线的参数。 3）张荣增教授在“分配曲线形态及特性参数的研究”一文中提出，可以把分配曲线看成是有效分选密度波动的累积概率曲线，认为是一种经验分布。按照数理统计的一般方法，建议用三个参数来描述分配曲线的偏态分布。即 （1）用有效分选密度的数学期望E（δ），即它的分布中心δC作为实际分选密度； （2）用它的标准误差σ作为分选误差参数； （3）用偏度系数Sp，来表示分选密度两侧分选误差分布的不对称程度。 可能偏差E与可能误差r的区别在于E值只反映分配曲线中部的分选情况。而r值虽然在此并不具备可能偏差的含义，但它却能反映分选误差的全貌。所以用σ或r评定分选效果要比E值更全面。当分配曲线呈正态分布时，E＝r当分配曲纷呈偏态分布时，r＞E。 对于偏度系数Sp当Sp＞1时，说明高密度侧误差较大，δc＞δp，称为正偏态；当 Sp＜1时，说明低密度侧误差较大，δc＜δp，称为负偏态；对称分布时，Sp1，δcδp。 44 分配曲线的特性 重点内容学生应掌握分配曲线的特性 一、第一个特性只要原料的可选性变化不大，分配曲线的形状与原料可选性无关或相关性小。 一个密度级别在产物中的分配率，是由该密度级在分选机中的运动状况所决定的。一种密度级的运动状况，只与它的粒度大小及其在分选机中的运动条件（即与设备的性能、操作条件）有关，而与原料中该密度级数量的多少无关。 二、第二个特性 物料分选密度变化不大，一般认为分配曲线形状也变化不大。 分选密度的变化与可能偏差及不完善度的关系，无论是重介质选煤，还是其它水介质选煤，E值都呈现有规律地随分选密度和增高而增大。但若δp变化不大，E值与1值也可认为保持不变。 三、第三个特性 原煤粒度对分配曲线的影响，一般规律是粒度愈细，可能偏差E 值或不完善度I值愈大。 物料的粒度组成与重力分选设备分选效果的关系是十分密切的，影响是明显的。这是因为，一方面物料粘度的粗细直接影响其在介质中运动速度的快慢，影响物料的分层速度；另一方面物料的粗细也将影响分选介质的流变粘度，物料粒度愈细，分选介质的流变粘度愈大，使物料分层速度减慢、分层条件变差。综上所述，物料粒度变小之后，物料分选困难，在一定的条件下物料分选效果就要降低，E值或I值增大。 思考题 1、E、I的表达式； 2、分配曲线的特性。 45 重力选矿效果的评定 重点内容错配物总量 难点内容错配物总量的计算 参考资料 GB/T157151995 扩展内容评定指标的应用 一、指标的选择由于重力选矿设备分选效果的好坏对整个选矿厂（或选煤厂）的技术经济指标影响很大，历来为选矿工作者所关注，近七十年来提出了众多的评定方法和指标。为了便于使用和国际交往，我国煤炭工业部参照ISO（国际标准化组织）的标准颁布了部指导性技术文件MT／Z4－79 （选煤重选设备工艺效果评定方法人文件中规定，重选设备工艺效果采用可能偏差、不完善度、数量效率和错配物等指标综合进行评定（文件从198O年5月1日开始试行）。有些指标已经作了介绍，现在进一步分别介绍如下。 二、可能偏差与不完善度 分配曲线特性参数可能偏差与不完善度在一定程度上可以很好地评价重力分选效果，因此，已成为国际上评定重力分选作业效率的通用标准，为许多国家所采用。 可能偏差E值按照公式计算，即 式中 E值按照文件规定精度取到小数点后第三位。 不完善度I值按照公式计算，即 式中 I值精度取到小数点后第二位。 目前国内外规定用E值来评定重介质选煤设备的工艺效果；用I值来评定水介质重选设备的工艺效果。有时两个指标也混用。 三、数量效率 数量效率是一种相对效率。它是指灰分相同时，精煤实际产率和理论产率的比值。是生产、技术管理中的一个重要指标。但是试验与计算工作量均较大，不能及时指导生产。数量效率按下式计算 精煤理论产率可以从原煤可选性曲线上求出。数量效率和可能偏差一样，是使用的较多的一个指标。 四、错配物总量 物料分选或分级时，混入各产品中非规定成分的物料称为错配物。特鲁姆普把它们称为“迷路的精煤”“迷路的矸石”等等。错配物总量按下式计算 一般情况下，计算错配物总量分选密度采用分配密度δp或等误密度。等误密度即在两重选产品中，错配物相等时的密度。等误密度用符号“δe”表示。 思考题 1、 错配物、等误密度、数量效率； 2、 错配物的计算。 第五章 重介质选矿 51 概 述 学习要点学生在学习本章节时应做到了解重介质选矿定义，工作原理，以及这种选煤方法相对于其它选煤方法的优缺点。 一、 定义 矿粒在重介质中进行分选的过程即称为重介质选矿。 二、原理 重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法，它的基本原理是阿基米德原理即浸在介质里的物体受到的浮力等于物体所排开的同体积介质的重量。因此，物体在介质中的重力G。等于读物体在真空中的重量与同体积介质重量之差即 物体在介质中所受重力G0的大小与物体的体积、物作与介质间的密度差成正比；G0的方向只取决于（δ-ρsu）值的符号。凡密度大于分选介质密度的矿粒，G0为正值，矿粒在介质中下沉；反之G0为负值，矿粒即上浮。 在重介分选机中，物料在重介质作用下按密度分选为两种产品，分别收集这两种产品，即可达到按密度选矿的目的。因此，在重介质选矿过程中，介质的性质（主要是密度）是选到的最重要的因素。 三、重介质选矿的优点 1）分选效率和分选精度都高于其它的选煤方法。 对于块煤分选效率可达99．5％；对于末煤可达99％。分选块煤的精度E值可达0.2～0.03；对于本煤分选精度E值可达0.05左右。 2）分选密度的调节比较灵活而且范围宽。跳汰机分选密度一般控制在1.45～1.90；而块煤重介分选密度一般控在1.35一1.90；末煤重介旋流器分选密度可以控制在1.20～2.0。 3）分选粒度范围宽。块煤重介选，其粒限一般为1000～6mm；末煤重介旋流器其粒限可在50～0。（选别深度可达0.1～0.15mm）。 4）当用户对精煤质量要求有变动时，精煤灰分可按要求予以改变，因此，重介质选煤有很强的适应性。 5）重介质分选时，原煤给入量及原煤性质改变时，其影响不大。 6）加工费用稍高。但重介选可以减少精煤损失，提高产品产率。对稀缺煤种、难选煤、极难选煤和对要求生产低灰分或超低灰分精煤时，采用重介选时，技术经济效果是显著的。 四、重介质选矿的缺点 生产工艺中增加了加重质的回收再生系统；设备磨损比较严重，虽已研制出不少耐磨材料和设备，提高了使用寿命，但与其它选矿方法比较，仍是它的主要缺点。因此，应配备较强的检修人员，并建立有计划的检修制度。 五、应用 重介选矿法在选别金属矿时，因受到加重质密度的限制，即使采用了高密度的硅铁 （密度为6．9g／cm3），配制成是浮液最大物理密度仅为3．8g／cm3。因此，重介质分选金属矿难于获得高品位的最终精矿，而只能分出密度低的单体脉石或采矿过程中混入的围岩，仅作为预先选别作业使用。 重介选矿法在分选煤炭时，应用范围比较广泛，可代替人工手选（特别是处理露天矿大块矸石）。不仅分选效果好、生产率高，而且解放笨重的体力劳动，改善劳动条件。对于难选或极难选煤，可以采用全部重介选或部分重介选流程，提高回收率并增加收益。 52 重介质的性质与分类 重点内容重悬浮液的性质 难点内容重悬浮液的稳定性 参考资料 重力选矿原理 扩展内容重介选矿的发展 重介质选矿使用的分选介质有四种类型有机溶液、易溶于水的盐类、风砂介质（砂粒中充以空气形成悬浮体）、固体粒子与水混合组成悬浮波。前两种为稳定介质；而后两种为不稳定介质（或人为稳定介质）。 一、稳定介质 稳定介质的特性是在很长的时间内能保持自己的物理性质。 二、不稳定介质（人为稳定介质） I）利用气流使固体粒子形成悬浮体（流态化床层）它用以进行干法重介选（或称空气重介选）。通常采用30～80网目的砂粒为介质，它适用于选别水分很低的原煤，一些国家已制成气一砂分选机进行试验。 2）矿物悬浮液 广泛用于选矿。它是由很细的固体微粒与水混合组成悬浮液。矿物 悬浮液与重液不同，它属于粗分散体系。固体微粒为分散相，水为分散媒。 三、加重质的选择 在选择加重质时，应注意粒度和密度的综合要求。既要达到悬浮液的密度及悬浮液的稳定性，又要保证较好的流动性（粘度不能高，容积浓度应控制在一定范围内）、加重质的粒度越粗、沉淀速度越快粘度越低、则稳定性不好；加重质粒度越细、沉淀速度就慢、稳定性好、但粘度增加，介质流动性差、加重质密度越高，对一定密度的悬浮液则容积浓度就低。因此，尽可能选择加重质的密度和粒度组成以及悬浮液容积浓度综合指标最佳的方案。 四、重悬浮液的性质 重悬浮液属于不稳定介质。它与稳定介质不同的是，随着加重质的性质及含量不同，其密度和粘度也发生变化。 （一）悬浮液的密度 悬浮液的密度是决定分离密度的关键因素，故应给予足够的重视。固体加重质与水混合组成的悬浮液，其物理密度是单位体积内加重质与水的质量之和，其密度可按下式计算 （二）悬浮液的流变粘度与稳定性 1． 悬浮液的稳定性 矿物悬浮液的稳定性是指其保持自身各部分密度不变的能力。稳定性好，在分选机内悬浮液不产生明显的分层（即上、中、下层密度差小）。 2．悬浮液的流变粘度 与重悬浮液密度、稳定性互相关联的另一个重要的性质是悬浮液的流变粘度。重悬 浮液的流变特性在第二章中已经论述，悬浮波属非牛顿体系。流变粘度是变化的，即随切应力T的变化而变化。这个性质称为粘度的异常现象。悬浮液的流变粘度见随悬浮液内切力（由外力引起）的不同而不同，并呈减函数。不同密度、不同粒度的矿粒在悬浮液中运动时产生不同的切应力，因而具有不同的流变粘度，物料在悬浮液中运动，除自身重力外，还要粘滞阻力及惯性阻力的作用。悬浮液的流变粘度越大，物料在悬浮液中所受阻力越大，物料的分层速度越慢。对于细粒物料在重力场中分选时，流变粘度的影响更为显著。粘度过大，将使分选过