选矿学试验.docx
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选矿学试验
第一篇筛分、破碎与磨矿实验
实验一、搅拌磨影响因素试验
一、目的要求
1、熟悉搅拌磨的构造与操作
2、了解搅拌磨装矿量对磨机生产率的影响
3、了解磨矿浓度对搅拌磨生产率的影响
二、实验原理
搅拌磨的工作原理和工作过程是，研磨介质在高速旋转的搅拌棒或盘的带动下对研磨筒内物料施加剪切、摩擦和冲击力，导致物料粉碎和分散。
在搅拌磨中，研磨介质不是做整体运动而是作不规则运动。
这种不规则运动对物料施加三种作用力：
（1）研磨介质之间的互相冲击产生的冲击力；
（2）研磨介质的转动产生的摩擦和剪切力；（3）研磨介质填入搅拌棒或园盘所留下的空间而产生的撞击力。
三、实验设备
1、BJM-230A棒式搅拌磨矿机
2、400目筛子，小于80目筛子
3、天平、铲子、量筒
4、CS1012型电热鼓风干燥箱等
四、实验步骤
A装矿量试验：
1、取试样8千克，用四分法分成八等份，每份1000克，另将其中一份1000克样再用四分法分成500克两份，从而配成500克、1000克、1500克、2000克4份试验样。
2、按液固比1：
1分别将上面矿样按先加水后加矿石的顺序装入磨机，启动磨机，磨矿10分钟后，将磨机中物料倒出，清洗干净为止。
3、将4个磨机产品在检查筛上进行筛析，筛上物料进行烘干、称重。
4、将数据填入装矿量试验数据表。
B磨矿浓度试验
1、取试样16千克，用用四分法分成八等份，每份2000克
2、按液固比0.5：
1、1：
1、1.5：
1、2：
1的条件将2000克矿样按先加矿石后加水的顺序装入磨机，启动磨机，磨矿10分钟后将磨机中物料倒出，清洗磨机干净为止。
3、将4个磨机产品在检查筛上进行筛析，筛上物料进行烘干、称重。
4、将数据填入磨矿浓度试验数据表。
五、试验结果及数据处理
表1装矿量试验数据表
装矿量（克）
500
1000
1500
2000
筛上量
重量（克）
产率（%）
筛下量
重量（克）
产率（%）
表2磨矿浓度试验数据表
浓度（液固比）
0.5：
1
1：
1
1.5：
1
2：
1
筛上量
重量（克）
产率（%）
筛下量
重量（克）
产率（%）
根据上面两个表数据，分析磨机装矿量、磨矿浓度对磨机生产率的影响，并绘制装矿量---产率和磨矿浓度---产率关系曲线。
六、思考题
1、简述装矿量对磨机生产率的影响。
2、简述磨矿浓度对磨机生产率的影响。
实验二、固体物料的粒度分布测定─筛分分析法
一、目的要求
1.用筛分分析法测定矿石的粒度分布；
2.学习绘制物料粒度特性曲线
3.了解和掌握筛析法测定矿石的粒度分布实验技术
二、原理
用筛分的方法将矿石按粒度分成若干级别的粒度分析方法，叫筛分分析，简称筛析。
筛析是根据物料是否通过筛子的筛孔来进行的。
物料在筛分时可能以不同的取向通过筛孔，在大多数情况下，物料的长度不会限制物料通过筛孔，而决定物料能否通过筛孔的是物料的宽度，因此，物料的宽度是与筛孔尺寸联系最密切的尺寸。
在矿物加工工程中，筛分是一种最古老、应用最广泛的粒度测定技术。
筛分时，物料通过一套已校标准筛网的套筛，筛孔尺寸由顶筛至底筛逐渐减小。
套筛是装在具有振动和摇动的振筛机上，振筛一段时间后，被筛分的物料分成一系列粒度间隔或粒级。
如果用n个筛子，仅可将物料分成n+1个粒级，各粒级的物料粒度是以相邻两个筛子相应尺寸表示。
三、仪器与试样
振筛机、分样套筛、药物天平、秒表、橡皮布、铲子等；粒度为-3.0mm的矿石
四、实验步骤
1、用四分法从矿石中取出试样200克，并称重；
2、将分样套筛按筛孔大小从上至下逐渐减小的次序排列好，最下一层套一筛底；
3、将称好重量的试样倒入最上层筛子内，然后盖上筛盖；
4、把振筛机上的压盖手轮放松，提上到顶端，然后将套筛放入振筛机内，用压盖压紧并锁紧；
5、接通振筛机马达电源，震动20—25分钟后，断开电源；
6、将套筛从振筛机上取下，取出最下层的筛子，用手在橡皮布上摇动一分钟，若筛下产物的重量少于此筛子筛上产物重量的1%时，认定筛分终点已达到，否则，整个套筛应继续放到振筛机上进行筛分，直到筛分终点达到为止；
7、将已达到筛分终点的套筛取出，把各个筛子上的物料倒出并分别称重，记录筛析后各粒级重量之和与筛析前重量相比较，其误差不应大于+1%，否则，实验得重新做。
五、数据处理
1、根据表中数据绘制物料粒度特性曲线，正负累积曲线
2、计算有用矿物在各粒级的分布率。
表筛析结果记录表
粒级
（um）
重量
（g）
产率
有用矿物含量（%）
有用矿物
分布率（%）
个别
累积
个别
累积
+272
G1
g1=G1/G
b1
g1b1
-272+152
G2
g2=G2/G
g1+g2
b2
（g1b1+g2b2）/（g1+g2）
-152+74
G3
g3=G3/G
g1+g2+g3
b3
（g1b1+g2b2+g3b3）/（g1+g2+g3）
-74+45
G4
g4=G4/G
g1+g2+g3+g4
b4
（g1b1+g2b2+g3b3+g4b4）/（g1+g2+g3+g4）
-45+10
G5
g5=G5/G
g1+g2+g3+g4+g5
b5
（g1b1+g2b2+g3b3+g4b4+g5b5）/（g1+g2+g3+g4+g5）
-10
G6
g6=G6/G
100.00
b6
a=g1b1+g2b2+g3b3+g4b4+g5b5+g6b6）/（g1+g2+g3+g4+g5+g6）
总计
G=G1+G2+G3+G4+G5+G6
100.00
实验三、矿粒粒度分布测定——淘析法
一、目的要求
1.用淘析法测定微细粒级矿粒的粒度分布。
2.了解和掌握淘析法测定微细粒级矿粒的粒度分布实验技术。
二、原理
淘析法的基本原理，是利用逐步缩短沉降时间的方法，由细至粗地，逐步将较细的物料自试料中淘析出来。
淘析分离装置可如图（4-5）所示，基本器皿为一带毫米刻度纸的透明容器，以及搅拌器虹、吸管等。
具体操作如下：
称50-100g待淘析的干试料放进一小烧杯内加水润湿，把气泡赶走，到进容积为2—5L的玻璃杯（或缸）内，加水至标明的刻度h处，用带橡皮头的玻璃棒强烈搅拌使试料悬浮，然后停止搅拌，待矿液面基本平静后即开始按秒表记时，经过时间t后打开虹吸管夹3，将h高的矿浆全部吸出至容器4，重新加水至刻度h处，完全重复第二步操作，经多次直至吸出的液体不浑浊为止。
将析出的产物沉淀、烘干、称重，即可算出该粒级的产率。
按此法通过改变时间t（由长到短）二分别得出各粒级（由细到粗）的产物并算出其对应的产率。
确定h时要使虹吸管口高与试料层5mm以上，并使矿浆中固体容积浓度不大于3﹪。
为避免矿粒彼此间团聚产生误差，可在淘析时加入少量（使矿浆中分散剂的浓度为0.01~0.2﹪）分散剂，如水玻璃、焦磷酸钠或六偏磷酸钠等。
为加速10mm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。
沉降分析通常要求在稀悬浮液中进行，以保证悬浮液中的固体颗粒均能自由沉降，互不干涉。
由于一般仅对小于0.1mm的物料进行沉降分析，故可按斯托克斯公式计算其沉降速度。
若水为介质，其rf=1000kg/m3，可得：
d=（m）（4-2）
h值的选择，应使时间t不过长或过短，一般分级沉降速度小的微粒部分时，h要求小些，相反，分级粗颗粒时，h要大些，但最小不能小于在该容器内液:
固=6:
1时所具有的高度（对于泥质物料为10:
1）。
换言之，颗粒从静止状态沉降，在加速作用下沉降速度愈来愈大。
随之而来的反方向阻力也增加。
但是，颗粒的有效重力是一定的，于是随着阻力增加沉降的加速度减小，最后阻力达到与有效重力相等时，颗粒运动趋于平衡，沉降速度不再增加而达到最大值。
这时的速度称作自由沉降末速。
在层流阻力范围内，沉降末速的个别式可由颗粒的有效重力与斯托克斯阻力相等关系导出：
v=h/t=（rs-rf）gd2/18m
（1）式中 v—斯托克斯阻力范围颗粒的沉降末速（m/s）;
h—沉降距离（m）;
t—沉降时间（s）;
rs—固体密度（kg/m3）;
rf—流体密度（kg/m3）;
g—重力加速度（9.81m/s2）;
d—球形固体颗粒直径（m）;
m—流体的粘度（Ns/m2），水的粘度在20℃时为0.001Ns/m2，空气的粘度为0.000018Ns/m2。
在采用厘米、克、秒单位制时，上式可简化为
v=h/t=54.4（rs-rf）d2/m厘米/秒
（2）
如介质为水，常温时可取u=0.01泊，rf=1克/厘米3，于是上式又可简化为
v=5450（rs-1）d2厘米/秒（3）
通常所说的沉降分析法就是根据矿粒在介质中的沉降速度，按式（3）换算出颗粒粒度。
而淘析法的基本原理，是利用在固定沉降高度的条件下，逐步缩短沉降时间，由细至粗地，逐步将较细物料自试料中淘析出来，从而达到对物料进行粒度分布测定。
沉降时间按t=h/v式计算得。
三、分离装置
基本器皿为一带毫米刻度纸的透明容器、虹吸管和夹子等组成。
四、实验步骤
1、称50—100g待淘析的干试料（矿浆亦可）放进一小烧杯内加水润湿，把气泡赶走。
2、将被水润湿过并赶走气泡后的试料倒进2—5升的透明带毫米刻度纸的器皿内，加水至标明的刻度h处，用带橡皮头的玻璃棒强烈搅拌，使试料悬浮。
3、停止搅拌，待矿液面基本平静后即开始按秒表计时，经过时间t（由淘析出的粒级大小决定）后打开虹吸管夹子3，将h高的矿浆全部吸出。
4、重新加水至刻度h处，完全重复第2步和第3步的操作，经多次反复直至吸出的液体不浑浊为止。
5将析出的产物和沉于器皿底部的产物分别沉淀、烘干、称重，即可算出该粒级的产率。
6、按此法通过改变沉降时间（由长到短），变可得出物料的粒度分布。
、
注意：
1）在确定h高度时，要使虹吸管口高于试料层5mm以上；
2）器皿中的矿浆固体容积浓度不得大于3%；
3）避免矿粒彼此间团聚产生误差，可在淘析时于器皿中加入小量分散剂，（分散剂浓度为0.01—0.02%），如水玻璃、焦磷酸钠或六偏磷酸钠等。
五、数据处理
按公式算出各粒级的产率。
六、思考题
1.在淘析过程中，矿粒彼此间团聚，对测定有什么影响？
2.为什么虹吸管口放置在物料高度5mm以上？
实验四磨矿影响因素试验
一、目的要求
1、熟悉磨矿机的构造与操作
2、了解磨机装矿量对磨机生产率的影响
3、了解磨矿浓度对磨机生产率的影响
二、实验原理
磨矿机粉碎矿石的原理可简述如下：
当磨机以一定转速旋转，处在筒体内的磨矿介质由于旋转时产生离心力，致使它与筒体之间产生一定摩擦力，摩擦力使磨矿介质随筒体旋转，并到达一定高度。
当其自身重力大于离心力时，就脱离筒体抛射下落，从而击碎矿石。
同时，在磨机运转过程中，磨矿介质与筒体、介质间还有相对滑动现象，对矿石产生研磨作用。
所以，矿石在磨矿介质产生懂得冲击力和研磨力联合作用下得到粉碎。
三、实验设备的用具
1、球磨机XMO-240×90锥形球磨机
2、100目或150目筛子
3、天平、铲子、量筒
4、CS1012型电热鼓风干燥箱等
四、实验步骤
A装矿量试验
1、取试样4公斤，用四分法分成八等份，每份500克，另将其中一份500克样再用四分法分成250克两份，从而配成250克、500克、750
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