采矿课件碎磨与重选实验指导书.docx
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采矿课件碎磨与重选实验指导书
选矿专业学生实验规则
1.实验前要先预习实验指导书，了解所做实验的目的、原理和实验步骤。
经指导教师提问未预习者，须预习达到要求后方可实验。
2.实验时要仔细认真，部允许大闹和高声喧哗。
3.未经许可，不准动用与所做实验无关的仪器和设备。
4.发现仪器和设备有不正常现象或损坏时，应及时报告指导教师。
5.实验用完后的物料，须按要求回收的不得随意处理。
6.室内要保持清洁，实验记录经指导教师检查签字后，方可离开实验室。
7.凡无故不参加实验或因粗心不认真，导致实验无正确结果者，必须补做或重做。
8.凡违反上述规则，经指出后仍不改者，指导教师可停止其实验。
选矿实验室
碎矿与磨矿实验指导书
实验一粒度分析实验——筛析法
一、实验目的
1、学会使用标准套筛，掌握粒度分析方法。
2、学会粒度分析数据处理及绘制粒度特性曲线。
二、实验设备、用具及物料
1、标准套筛一套，天平一台，取样用具一套，秒表一块。
2、筛析试样为铁矿石，粒度20~0毫米。
三、实验步骤
1、根据待分析物料性质取出有代表性试样250克。
2、干法筛分
（1）根据试料粒度范围，选取所需孔径标准套筛（筛子选用范围应尽量使布点均匀）。
（2）检查所选筛子筛网是否完好，然后将套筛按筛孔尺寸大小，自上而下逐渐减小的顺序装好，（注意顺序不要颠倒），并置于接料盘上。
（3）将取好待筛的物料倒到最上层筛（为保护筛网，一般不超过250克），加盖后放到振筛机上，启动振筛机开关同时计时。
（4）振动10~15分钟，然后将筛子取出，用手筛方法从上自下一个一个检查是否达到筛分终点（为节省时间，可只检查最细一层筛子）。
如一分钟之内，筛下物料量小于筛上量的1%，可认为筛分合格，否则继续筛析。
（5）检查筛分后，将每层筛上、筛下产品分别称重（总损失率不得超过1~2%，否则重新试验）。
四、数据处理和计算
1、将筛析各产品重量填入下表中，并按照表中要求计算出各级别产率和累积产率。
2、根据表中数据，绘制如下两种粒度特性曲线：
（1）绘制直角坐标的粒度特性曲线。
即累积产率和粒度的关系曲线，
；
（2）绘制半对数坐标粒度特性曲线。
即累积产率和粒度的对数关系曲线，
。
（3）绘制全对数粒度特性曲线，即
筛分试验结果记录表日期：
试样名称
试样重量（克）
粒度
重量
个别产率
累积产率
网目
毫米
克
r%
合计
实验二矿石可磨度测定
一、实验目的
1、掌握矿石可磨度的测定方法。
2、理解矿石可磨度的物理意义及矿石可磨度与磨机生产率的关系。
二、实验设备及用具
1、实验室小型磨矿机一台，湿式分析机一台，标准套筛一套，天平一台，取样用具一套，实验瓷盆（大小）5~8个，试验袋10个。
2、待测矿石为内邱硫铁矿，标准矿石为石英，粒度分别为-2+0.1毫米。
三、实验步骤
1、将上述矿石分别缩分取样，每种矿物分别取4份每份400克，分别装袋并作好标记。
2、检查磨机是否运转正常并将球（棒）磨2分钟，清除球（棒）上的锈污。
然后按照球（棒）—水—矿石—水的顺序（即装矿之前先向磨机中倒入少量水，在装入试料，最后将剩余水全部加入磨机，倒水时将注意将磨机口上的矿石冲洗干净。
磨矿浓度为50%），加入磨机，然后盖紧磨机盖。
3、开动磨矿机的同时记时，在磨矿条件完全相同的情况下，分别磨矿4，8，12，16分钟。
4、待磨矿时间到停机，打开磨机盖子，将矿浆冲洗到盆内。
5、将盆内矿浆倒入湿式分样机搅拌桶进行分样（湿式分样操作使用见说明书），取对角样合并用200网目筛子进行湿式筛分。
6、对筛上产品烘干，然后检查筛分，称重。
四、整理数据，求可磨度系数
1、把试验结果填入表中进行有关计算；
2、实验条件：
矿石名称：
矿石重量：
矿石浓度：
实验日期：
磨矿产品筛析结果
矿石名称
标准矿石
待测矿石
磨矿顺序
1234
1234
磨矿时间（分）
481216
481216
+200目产品质量（克）
-200目产率（%）
3、根据所得数据绘制-200网目产率与磨矿时间t的关系曲线
4、根据曲线求出所测物料为-200网目占60%时的可磨度系数。
（
、T分别为标准物料和待测物料磨到-200网目占60％时需要的磨矿时间）。
实验三磨矿动力学实验
一、实验目的
1、学会实验室小型球磨机的使用，掌握磨矿试验的操作方法。
2、了解磨矿产品细度与磨矿时间的关系，即磨矿产品细度随磨矿时间增加的规律性。
二、实验物料及其用具
1、实验室磨矿机一台，湿式分样机一台，取样工具大小瓷盆500ml量筒一个，200目筛子一个，样袋等。
2、试样物料为内邱硫铁矿，粒度2～0mm，取7袋（2袋做备用）每袋400克。
三、实验步骤
1、湿式磨矿及产品处理
（1）磨矿前的准备工作与实验一同。
（2）按介质—水—矿石—水的顺序进行，否则一些矿石被压，粘在磨机底部不易被研磨，按矿浆浓度50％加入水量，每次实验条件保持不变。
（3）启动磨机并记时，至规定时间停机，将矿浆冲洗到盆内。
（4）将盆内矿浆倒入湿式分样机搅拌进行分样，取对角合并用200目筛子进行湿式筛分。
（5）筛上产物烘干，检查筛分称重，然后分别装入试样袋中。
2、实验记录、数据处理及绘图
（1）实验条件
试样名称：
试样质量：
试样粒度：
试样浓度：
实验结果记录
磨矿时间（分）
+200目质量（克）
-200目质量（克）
备注
0
R0—原矿中粗级别重量
R—磨t时间的磨机中粗级别重量。
5
10
15
20
（2）数据表中数据绘出以横坐标为磨矿时间，纵坐标为筛下产品产率的曲线，即r—200目＝f（t）曲线，并在曲线上求出-200目占85％时的磨矿时间t值。
（3）利用上表中的数据，求出磨矿动力学方程（其求法见附注2），并计算出-200目占85％时的磨矿时间
，然后与曲线上求出的t比较。
实验四磨矿介质运动状态实验
一、实验目的
1、通过观察实验进一步了解磨机在不同转速，不同充填率下介质的运动状态。
2、掌握介质充填率的测定方法。
二、用具
大、中、小钢球若干，转速表一块，秒表一块，钢尺两块。
三、实验步骤
1、本实验组合定充填率（φ）30，40，50％，要求从图2曲线上查出φ对应的H/D比值，则可计算出要求充填率（φ）时H值。
2、充填率的计算
（1）
（2）
式中：
D——磨机直径（240mm）
H——磨介质表面距磨机内中心最高点。
3、启动调压箱按钮（绿指示灯亮），然后缓慢扭动调压旋钮，分别将电压调对50，75，100，125，175（V）并测出相应的转速（n）。
调压过程中注意观察介质运动状态的变化（泻落式、抛落式、离心式）。
并记录变化中的现象。
4、电压在50V时，转度表测不出，需预先在磨机上作好标记，按动秒表，记数一分钟的转速。
当电压调到75伏以上时改换转速表测量。
转速表的使用见说明书。
5、各电压测定后，缓慢地降低电压，直至停止转动。
6、40％，50％充填率地测定方法与30％完全一样，不同之处是每测定一个充填率需按计算出的高度补加球。
四、数据处理与绘制曲线
1、将测定的数据填入下表
实验用磨机：
Ф230mm，理论临界转速：
电压与转速测定记录表
充填率
转速率
电压（n）
30％
40％
50％
n
φ
观察现象
n
φ
观察现象
n
φ
观察现象
25
50
75
100
125
150
175
2、根据表中数据，以电压（V）为横坐标，转速（n）为纵坐标绘制不同充填率情况下电压与磨机抓速的关系曲线。
3、分析比较不同充填率下发生抛落和离心时转速有什么变化？
它们对磨矿效率有什么影响？
五、注意事项
1、当电压调到100伏以上时，磨机转速相当快，并且振动很厉害，不要靠近密集，以防治发生危险。
2、测定转速时，必须双手牢牢握住转速表，防治滑落。
3、测量充填率时，不要随意启动按钮。
附注：
1、湿式筛分方法：
先将200目筛子放入盛水（
）的盆内，再将试样用玻璃稀释，搅拌（若是湿磨产品由不需此过程）或将矿浆水倒入200目筛面上（一次不易过多，用手在水中轻轻摇动筛子，让-200目尽量通过筛子）筛至水浑浊时倒掉换上清水，反复多次，直到水不浑为止。
2、磨矿动力学方程求法
磨矿动力学方程可表示为：
（1）
其中：
R——经过时间t后，磨机物料中粗级别残留物的百分含量；
R0——在t=0时，磨机物料中粗级别百分含量，对同一种物料R0为一常数。
t——磨矿时间（分）；
K——与磨矿条件有关的参数；
n——与物料性质有关的参数；
e——自然对数的底。
由
（1）式可以看出，同一物料磨矿时，磨机中其粗级别残留量的多少除了与磨矿时间有关系外，也与磨矿条件和物料有关，当磨矿条件和物性不变时，则其K和n则为常数，求出该二常数代入
（1），便得到动力学方程。
由
（1）式变换得
（2）
对
（2）式取两次对数得：
（3）
显然在[lnt,
]坐标系中，方程（3）为一直线其截距为ln,斜率为n，如果利用我们做的磨矿实验得出的四组数据绘制的
—
曲线为一直线，即可以从该直线上直接求出n和k值。
也可将四组实验中的t和R值代入方程（3）便得到四个以n和lnk为未知数的二元一次方程，然后合并称两个方程（其中两个两个相加），再解此二方程可求出参数n和k值，然后将n和k值代入
（1）式便可得到动力学方程。
实验五磨矿浓度态实验
一、实验目的
了解磨矿浓度对磨矿生产率的影响。
二、实验设备及用具
磨机一台，秒表一块，天平一台，取样用具一套，盆4个，200目筛子一个。
三、实验步骤
1、取试样4公斤，用四分法分成八等份，每份400克袋装。
2、按液固比0.5：
1，1：
1，2：
1，分别将400克矿样按水矿石的次序入磨机。
启动磨机，磨矿10分钟后，将磨机中物料倒出，清洗磨机。
3、将磨矿产品用湿式分样机进行所分，取对角样合并用200目筛子进行筛析，筛上物烘干称重。
4、将数据填入下表：
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（％）
5、根据上表的数据，分析磨机，磨矿浓度对磨矿生产率的影响。
实验六测定破碎机产品粒度组成
一、实验目的
了解破碎机产品粒度特性，并绘制产品粒度特性曲线，掌握破碎机矿口的测定和调节。
二、实验设备及用具
鄂式破碎机，铅球，卡钮，直尺，实验用筛，天平，取样用具一套。
三、实验步骤
1、将破碎机排出口调节到适当尺寸。
2、检查破碎机运转是否正常。
3、启动破碎机，将铅球投入破碎腔，球被挤扁，量其厚度，对于鄂式破碎机，排矿应量其波峰顶点到另一个对应的波谷最低点的距离为准。
4、将准备好的试样（15～20公斤）均匀给入破碎腔内。
5、将破碎产品按先粗后细顺序进行筛析，称量各级别重量并记录在表内。
破碎机名称：
排矿口宽度：
物料名称：
实验日期：
原矿筛析
原矿重量（公斤）
产品筛析
原矿重量（公斤）
筛孔（mm）
重量（公斤）
级别产品（％）
筛上累积产品（％）
筛孔（mm）
排矿口宽度
重量（公斤）
级别产率（％）
筛上累积产率（％）
合计
四、结果处理
1、根据筛析结果，绘制破碎机产物粒度特性曲线（绘制简单坐标累积粒度特性曲线）
即
2、根据上述曲线确定下列数据
1）给矿最大粒度Dmax________mm
2）产品最大粒度dmax_______mm
3）破碎比
4）残余粒％，即大于排矿口（
）含量。
重力选矿实验指导书
实验一测定矿粒在静止介质中的自由沉降
末速v0，计算矿粒的形状系数
一、实验目的
掌握测定矿粒自由沉降末速的方法及形状系数的计算方法。
二、实验用具及试样
1、用具：
静水沉降管，秒表，米尺，镊子
2、试样及特性
塑料砂：
粒度2～1.6毫米，体积当量直径1.78毫米，比重1.05。
石英砂：
粒度0.56～0.5毫米，体积当量直径0.6毫米，比重2.65。
三、实验必须的计算公式
1、实测矿粒沉降末速的计算公式，
式中：
——矿粒的自由沉降末速cm/s，由实测得出。
H——矿粒沉降的距离cm,H=50cm。
t——矿粒经过距离H所需的时间，秒。
2、根据矿粒及介质的性质计算无因次参数
值，并根据此值范围确定应用的公式。
计算出与矿粒同体积球体的自由沉降末速
。
式中：
d——物料粒度，以体积当量直径为准dv，厘米；
δ——物料密度，克/cm3；
ρ——水的密度，ρ＝1克/cm3；
μ——介质的粘度，μ＝0.01泊g。
3、矿粒的形状系数
式中：
——矿粒的形状系数
——与矿粒等体积的球体自由沉降末速，由公式计算得出。
计算公式应用范围
0～5.25
5.25～720
720～2.3×104
2.3×104～1.4×106
1.4×106～1.7×109
应用条件
斯托克斯公式
过渡区起始段
阿连公式
过渡区间末段
牛顿公式
四、实验步骤
1、按示意图将静水沉降管装好。
2、将静水沉降管注满水，并使水面至少高出计时起点处10cm（即h≥10cm）.
3、将塑料砂及石英砂分别取出40粒加水润湿，用镊子每次取一颗轻轻放入沉降管中，用秒表测出物料在通过距离H所需的时间，因此仅石英砂及塑料砂分别得出40个不同的时间t1+t2+……t40）,并求平均值
按
计算出矿粒的自由沉降末速
。
4、计算与矿粒同体积的球体的自由沉降末速
，然后计算矿粒的形状系数。
五、实验结果及报告内容
1、实验结果：
将实验数据及计算结果填入下表
试料名称
物料性质
形状系数
δ
d
塑料砂
1.05
1.78mm
石英砂
2.65
0.6mm
2、根据计算出的形状系数值，判断塑料砂及石英砂属于何种形状？
与观察到的形状是否相符？
实验二矿粒群干涉沉降实验
一、实验目的
1、测定均匀粒群在水中的干涉沉降速度，确定干涉沉降速度与容积浓度和颗粒粒度的关系。
2、测定干涉沉降的最大沉淀度，利用最大沉淀度时的容积浓度实指数n，并与
所求n值进行比较。
二、实验用物料和设备
1、均匀粒群物料。
细粒级为-0.4+0.315毫米石英40克，粗粒级为-0.8+0.71毫米石英40克。
2、设备及用具：
干涉沉降管一套（管径为24毫米），1000cc量筒，玻璃漏斗烧杯，洗耳球，秒表，直尺各一个，天平一台，磁盘二个，水筒一只。
三、实验步骤
1、按图一装好干涉沉降管，打开水门使管内充满水，然后关闭水门。
2、称取-0.4+0.315毫米石英40克，放在烧杯内少量水搅拌润湿，经漏斗装入管内。
3、待物料全部沉降在筛网之后记下自然堆积高度。
轻轻打开水门使管内产生上升水流使物料悬浮，注意观察颗粒状态变化，待悬浮物料面稳定后测量上升水流的流量Q1，并记下此时物料悬浮的高度H1。
4、继续加大水量使悬浮高度增加2cm左右测量上升水流的流量Q2，记下对应的悬浮高度H2，再用同样的方法测其Q3，记下对应的H3，……直到悬浮面不稳定为止（测点不少于6～8组）。
5、测定完毕，把干涉沉降管倒置，用水将物料冲
图2-19干涉沉降用玻璃管
1.垂直的悬浮用玻璃管2.涡流管
3.切向给水管4.测压支管5.溢流槽6.筛网
洗出来放入盘内，待烘干回收。
6、称取粗粒级为-0.8+0.71毫米石英40克一份，
同上述步骤对粗粒均匀粒群进行测定。
四、数据的整理和计算按公式
求其不同高度下的容积浓度。
式中：
G——物料重量（克）
S——干涉沉降管断面积（cm2）
H——物料悬浮高度（cm）
D——干涉沉降管直径（cm）
按公式
求其不同流量下的干涉沉降速度。
式中：
——上升水流速度（cm/sec）
Q——单位时间内水流量（ml/sec）
将计算好的数据列入下表
编号
H（cm）
Q（ml/s）
λ
λ
1-λ
五、编写实验报告
1、分别计算粗粒级和细粒级在不同容积浓度下的
，λ，（1-λ）
。
2、按最大沉淀度时的容积浓度λn求其粗、细粒的n值。
3、在对数坐标纸上绘制粗、细级
曲线求n值。
4、将上述两种做法所得的n值进行比较，并指出n值与物料性质（粒度）的关系。
5、分析干涉沉降速度与λ的关系。
实验三水析实验
一、实验目的
1、掌握水力分析的原理及操作方法。
2、用水析法测定微细矿粒的粒度特性。
二、实验用物料和设备
物料：
-0.1毫米石英
设备：
虹吸管，秒表各一个，天平一台，瓷盆四个。
三、实验步骤
1、取试料50克放在大烧杯中先以适量的水润湿。
2、按图二将水析实验设备装好，并将虹吸管内装满水，胶管处用卡子夹住，把其自由端插入烧杯内并离料层0.5～1cm。
3、把烧杯内装满水至边缘2～3cm。
4、计算临界粒子（粒度分别为0.74mm，0.053mm和0.037mm，比重2.65g/cm3）沉降高度h距离所需要的时间。
计算公式：
式中：
——自由沉降末速，cm/s
d——临界粒子直径，cm
δ——石英密度（2.65g/cm3）
μ——水的粘性系数，常温取μ＝0.01泊
h——直径为d的粒子沉降距离，cm。
5、用玻璃棒充分搅拌矿浆使物料完全悬浮后停止搅拌，立即用秒表记下沉降时间待到达t秒时，迅速打开管夹5将孔口以上的矿浆吸入磁盘，此时随矿浆吸出的即是小于临界粒度的粒子。
然后再把烧杯充满水至标志处，按上述步骤重复数次直至吸出的液体完全为清水为止，此时磁盘内吸出之物料沉淀，烘干，称重，整个虹吸过程从最细粒级开始。
四、实验结果及讨论
粒级（毫米）
重量（克）
产率（％）
部分
累积
-0.1＋0.074
-0.074+0.053
-0.053+0.037
-0.037
合计
根据计算结果绘制累积粒度特性曲线并分析物料粒度特性。
实验四旋流水析仪分级实验
一、实验目的
了解旋流水析仪的构造、分级原理。
二、实验试料及用具
1、试料：
-200目石英50克，加水润湿待用（注意矿浆体积保持在150毫升以内）。
2、用具：
旋流水析仪一台，大桶四个，小盆五个，烧杯，洗耳球等。
三、操作步骤
1、打开供水管阀，注满水箱。
2、关闭转子流量计分管阀门，打开水泵的直管阀门，关闭旋流器底流排出阀。
3、打开试料容器阀，冲洗干净后倒放在工作台上，准备好的物料倒入试料容器，并用水清洗干净，加清水注满，关闭试料容器阀，保证容器密封。
4、将试料容器装入给料器底座，旋转90°锁紧并密封。
5、启动水泵按钮开关，水被泵至工作管路并进入旋流器，打开转子流量计阀门，关闭水泵直管阀门，水流通过转子流量计入旋流器。
6、从1号旋流器开始，通过底流排出阀逐个排出旋流器中的空气及杂物，直至排净为止。
7、调整计时器至5分钟，同时打开试料容器阀，并手工调节试料容器阀，在五分钟内使物料全部进入旋流器，重新调整计时器至20分钟。
8、调整计时器的同时，调节流量控制阀，使转子流量计显示出所需要的流量读数。
9、当物料进入最后一个旋流器时，用大桶接取溢流，-10微米物料回收待用。
10、水析时间结束后从最后一个旋流器开始逐个地排出收集在旋流器中的物料，排放在小盆中。
11、物料完全排出后，即可停机。
排出的物料完全沉淀后，再轻轻倒出里面的清水，烘干，称重，并进行结果的计算。
四、旋流水析仪工作原理及有关参数的选择计算
1、工作原理：
旋流水析仪利用离心沉淀原理代替重力沉降原理进行物料分级，其离心沉降过程发生在旋流器内，含有物料的液流沿切向给入旋流器后，即围绕溢流管高速旋转。
在离心的作用下，液流沿着圆锥向上进入顶部容器，在容器里颗粒受到强烈的扰动并趋向于返回到旋流器的锥体部分，在返回途中又受到离心力作用。
分离限度以上的颗粒从水流中脱离出来进入底流容器或遗留在旋流器内。
分离限度以下的颗粒在中心轴向回流的作用下，被卷入溢流而排走。
2、旋流水析仪有关参数的选择与计算
（1）参数的选择：
直接影响旋流水析仪分级粒度的参数如下：
f1——水温；f2——颗粒密度；f3——水析流量；f4——水析时间。
本实验选择参数为：
水温15℃，颗粒密度2.65，水析流量12.1升/分，水析时间为20分钟，参数选定后查校正系数曲线f1＝1.07，f2＝1，f3＝0.978，f4＝0.956。
关于水析流量的参数时根据f1f2f3的参数计算得出，
＝0.978，再查f3的校正系数曲线，查得水析流量为12.1升/分。
为使在转子流量计上能显示出流量读数，再换算成小时流量12.1×60＝726升/小时。
（2）颗粒有效分离粒度的计算
计算公式：
de——颗粒有效分离粒度
式中：
di——颗粒极限分离粒度
颗粒的极限分离粒度di也就是设备本身的标准系列，分别为10、21、31、43、56微米。
用颗粒的极限分离粒度di分别乘以
、
、
、
，可将物料分成-74+56，-56+43，-43+31，-31+21，-21+10，-10微米六级产品。
五、实验结果处理及报告要求
1、将实验结果列于下表并逐行计算。
旋流水析仪器实验结果
粒级（微米）
重量（克）
产率（％）
累计产率（％）
-74+56
-56+43
-43+31
-31+21
-21+10
-10
2、绘制旋流水析仪分级粒度特性曲线。
3、详述旋流水析仪分级原理和分级粒度特性。
实验五连续水析器实验
一、实验目的
了解连续水析器的构造、分级原理及操作。
二、实验设备及试料
1、连续水析器
2、-0.1毫米石英50克
天平、烧
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