确定h时要使虹吸管口高于试料层5mm以上,并使矿浆中固体容积浓度不大干3%。为避免矿粒彼此间团聚产生误差,可在淘析时于水中加入少最(使矿浆中分散剂的浓度为0.0l~0.2%)分散剂,如水玻璃、焦磷酸钠或六偏磷酸钠等。为加速10μm以下微细粒级产物的沉淀,可在含该产物的水中加入少许明矾。 最终试验结果的处理方法与筛析结果的处理方法类似。 (三)流体分级法
此法与沉积法和淘析法的现象相同,但对细粒而言,运动方向相反,对一定的流体流动速度,小于一定粒度之细粒被流体带向上,而粗粒沉下。此流体可以是水(即为上升水流法),也可以是气。
此法的优点是可以连续地分出不同的粒度组分,一次能得到多级产品,因而在工作量大的情况下具有明显的优越性。
目前在选矿试验工作中国内普遍采用上升水流法,通常称水析。在国外还常采用一些在离心力场中分级的设备,如风力离心分级器、串联旋流分级器等。 1.连续水析器连续水析器是根据矿粒在水介质中自由沉降的规律,利用相同的上升水量,在不同直径的分级管中,产生不同的上升水速,使矿粒按其不同的沉降速度,分成若干级别,每一个级别的产品,都是由沉降速度相等的粒群组成,沉降速度常按石英密度计算。
连续水析器主要由给矿装置、给水装置、分级管等部分组成,其构造如图4—6所示。
云南锡业公司中心试验室设计的连续水析器共有五个分级管,其圆柱部分的直径依次为2.44(图中编号5、10)、4.56(图中编号11)、8.96(图中编号12)、13.44(编号13)cm,管中上升水速分别为0.357、0.102、0.0269、0.0116cm/s,相应于74、37、19、10弘m石英颗粒的自由沉降末速、故可分为+74、74~37、37~19、19~l0、-10μm五级,但在操作中+74μm的物料将大部留在烧杯内,只有少量进入74μm级分级管中。操作时,包括水玻璃溶液在内的总给水量为100ml,其中水玻璃溶液的浓度为l%,给入量为5ml/mjn,故与清水混合后实际浓度为0.0%。
每次水析试样量可取50g左右,应预先用74μm筛子筛除粗粒,干样要预先用水浸泡。应先调节流速,然后再给矿,给矿时矿浆应不断搅拌,给矿时间约一个半小时,两小时后停止搅拌,六小时后一般即可停止给水,结束分级过程。 上升水流法比淘析法分级速度快,结果也比较稳定,但应注意防止因搅拌不充分而造成粗粒级产率偏大,给矿过快或分级水中断而出现堵塞,以及细粒粘附器壁等现象,以保证水析结果的可靠性。
2.风力分级器 同水力分级器一样,可将风力分级器分为重力式和离心式两类。
多道迂回式风力离心分级器(100MZR)是一种较完善的风力分级器,其构造如图4—7,试样3由螺旋给料器2给入,立即被气流5捕获,细粒从分级轮4上的曲折通道中通过,抽往一旋流器中,使固体沉积、收集;粗粒则被甩往分级轮的外缘经一开孔进入粗粒收集器内,为了加强气流的分散作用,在分级轮上装有凸缘。分级粒度范围为2—80μm.每次试样量为50~l00g,但完全可用于处理较多之试样,其处理量为每小时数公斤。分离粒度首先决定于分级轮转速,同时也与凤量有关。试验结果表明,其分离效果比巴科离心分级器更接近于沉积天平分析结果。
3.串联旋流分级器(旋流水析仪) 串联旋流分级器的基本原理是利用离心力代替重力场进行分级过程。在旋流器内,物料分级的快慢取决于离心沉降速度。微小球粒子在离心场中的径向沉降速度νr可根据在旋转介质中球体所受离心力C和介质阻力R(径向)的平衡条件下求出;
d2(?s??f)utvr?? (4—4)
18?r式中νr——球体在离心场中径向运动速度(m/s); ps——颗粒密度(kg/m3);
pf——介质密度(kg/m3); μ——介质粘度系数(N·s/m2);
r——球体所在瞬问位置离回转轴的距离(m); μt——离心场中半径为r的某点切向速度(m/s); d——颗粒分离粒度(m)。
颗粒在离心场中的运动规律与重力场中的沉降规律具有许多相似的特点。因此,串联旋流分级器的分离特性依然越循着斯托克斯定律。
串联旋流分级器结构特点如图4—8.五个旋流器的安装方向与一般旋流器的安装方向相反,是底流口(即沉砂口)垂直向上。五个旋流器互相串联并平行排列,这样每个旋流器的溢流口都在下方,并作为下一个旋流器的进料口。每个旋流器的底流口均与装有排料阀的圆形小容器相通。试验时,排料阀是关闭的,底流不排出。水流流量控制阀作为给料器的一部分,水从供水槽中抽出,按照一定的流量,通过流量控制阀给入第一个旋流器。如果顺着流体方向的溢流出口的直径和进口面积逐渐减小,则相应地旋流器分离粒度下限也就逐渐减小。因此,物料分级完成后,最粗的颗粒收集在l号旋流器中,最细的颗粒收集在5号旋流器中。旋流器的最终溢流收集在大桶内。
北京矿冶研究总院研制的XL—l型旋流水析仪,在试验研究中,以石英作为标准试料,利用沉降法,对旋流水析仪进行了标定。结果表明,该仪器备旋流器在标准参数下的颗粒有效分离粒度依次为。53、4l、30、20和l0μm。
全部水析时间仅需25~30min,分级速度快、分级效果好。 三、计数法
计数法是指直接统计不同粒度颗粒个数的方法,阿列克斯将计数法分为间接法和直接法两类。所谓间接法,是指所测量和统计的是粒子的图象,故又称图象