第八章物料的可選性及重選工藝效果評定

第八章物料的可選性及重選工藝效果評定第一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四第八章物料的可選性及重選工藝效果評定8.1概述8.2物料密度組成及其測定8.3可選性曲線及其應(yīng)用8.4中國煤炭可選性的評定標(biāo)準(zhǔn)8.5分配曲線及其特性參數(shù)8.6重力選礦工藝效果的評定第二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四礦物顆粒的密度、粒度及形狀，是與分選過程有關(guān)的三個(gè)基本物理性質(zhì)。重力選礦主要是按密度來分選礦粒。密度組成體現(xiàn)了不同密度級物料的質(zhì)量分布。了解密度組成，就可知物料按密度分選時(shí)的難易程度，從而為確定選分方法、制定選分工藝流程及選擇分選設(shè)備提供依據(jù)。

8.1概述第三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四在重力選中，工藝效果的優(yōu)劣對技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大，如何進(jìn)行科學(xué)地客觀評價(jià)非常重要。因此，本章中心議題是研究物料的密度組成及其測定，據(jù)此判斷重力分選難易即確定物料的可選性，同時(shí)根據(jù)對產(chǎn)品質(zhì)量的檢測，對重選工藝效果進(jìn)行評定，從而對分選過程實(shí)行最佳控制。

8.1概述第四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四

8.2物料密度組成及其測定測定物料的密度組成，是指將有代表性的試樣，用不同密度的重液分成不同密度級，計(jì)算各密度級物料所占重量百分比（稱為產(chǎn)率），再按工業(yè)要求進(jìn)行各密度級物料的化學(xué)分析或礦物分析（如分析灰分、硫分）。這就可以確定物料中各成分的質(zhì)與量的關(guān)系。第五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四煤炭的浮沉試驗(yàn)，按煤樣粒度分為兩種：一是粒度大于0.5mm煤樣的浮沉試驗(yàn)；再一是粒度小于0.5mm的煤泥（粉）浮沉試驗(yàn)，這種浮沉試驗(yàn)又叫小浮沉試驗(yàn)。兩者的區(qū)別在于配制重液所用藥劑不同，以及操作過程有別。

8.2物料密度組成及其測定第六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四8.2.1煤炭的浮沉試驗(yàn)（1）粒度大于0.5mm褐煤、煙煤和無煙煤等煤樣的浮沉試驗(yàn)（2）粒度小于0.5mm煤泥（粉）的浮沉試驗(yàn)第七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四配制不同密度的重液，對不同的煤樣進(jìn)行浮沉試驗(yàn)。（1）粒度大于0.5mm褐煤、煙煤和無煙煤等煤樣的浮沉試驗(yàn)第八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四（2）粒度小于0.5mm煤泥（粉）的浮沉試驗(yàn)小浮沉試驗(yàn)由于物料粒度細(xì)、沉降速度慢，故其浮沉過程應(yīng)在離心力場中進(jìn)行。試驗(yàn)所用的煤樣必須是空氣干燥狀態(tài)，重量不得少于60g。若某密度級產(chǎn)物的重量不夠化驗(yàn)用時(shí)，該密度級應(yīng)做雙份煤樣。第九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四小浮沉試驗(yàn)一般也用氯化鋅的重液。若要求重液密度較高或煤樣的粒度過細(xì)，由于氯化鋅水溶液具有粘度大、產(chǎn)物清洗困難等缺點(diǎn)，可采用四氯化碳、苯及三溴甲烷等有機(jī)溶液配制。（2）粒度小于0.5mm煤泥（粉）的浮沉試驗(yàn)第十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四（3）8.2.2煤炭浮沉試驗(yàn)資料的整理與計(jì)算第十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四8.2.3礦石密度組成的測定礦石密度組成的測定與煤炭密度組成的測定方法相同，均是進(jìn)行浮沉試驗(yàn)。測定礦石密度組成和測定煤炭的密度組成是一樣的，也以窄粒級進(jìn)行。當(dāng)?shù)V石試樣不很大時(shí)，可用重液作為分離介質(zhì)進(jìn)行浮沉試驗(yàn)。因一般礦石密度都高于煤炭的密度，配制重液時(shí)所用的有機(jī)溶劑要求密度更高。金屬礦石的浮沉試驗(yàn)，由于受到重液所能達(dá)到的最高密度的限制，要獲得純凈的金屬礦物是很難的，而且多數(shù)情況下是不可能的。因此，浮沉試驗(yàn)的應(yīng)用遠(yuǎn)不如煤炭使用得那么普遍。第十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四8.3可選性曲線及其應(yīng)用根據(jù)物料浮沉試驗(yàn)結(jié)果而繪制出的一組曲線，稱為可選性曲線。它能反映該物料所有密度級或任一密度物的質(zhì)量分布情況。所謂可選性：按所要求的質(zhì)量指標(biāo)，從原料中分選出產(chǎn)品的難易程度。原料的可選性，是與對產(chǎn)品的質(zhì)量要求、重力選分的方法和原料本身所固有的特性等因素有關(guān)。第十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四原料的可選性取決于：——產(chǎn)品的質(zhì)量要求

——重力選分的方法——原料本身所固有的特性可選性曲線有兩種:——H-R曲線——M曲線8.3可選性曲線及其應(yīng)用第十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四H—R曲線是一組曲線，它包括灰分特性曲線（λ曲線）、浮物曲線（β曲線）、沉物曲線（θ曲線）、密度曲線（δ曲線）和密度±0.1曲線（ε曲線）等5條曲線。8.3可選性曲線及其應(yīng)用第十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四1.評定原煤可選性（1）觀察與分析λ曲線的形狀（2）觀察和分析密度曲線的形狀2.確定重力選煤的理論分選指標(biāo)（1）要求重力選煤產(chǎn)出精煤和矸石兩種產(chǎn)物，確定其理論指標(biāo)（2）重力選煤分選出精煤、中煤和矸石三種產(chǎn)物時(shí)，要求確定其分選的各項(xiàng)理論指標(biāo)3.計(jì)算重力選煤其分選作業(yè)的數(shù)量效率和質(zhì)量效率。H-R可選性曲線的應(yīng)用第十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四

邁耶爾曲線是一種繪制簡單，并可以擴(kuò)展的可選性曲線。最初應(yīng)用在選煤工藝上，很快獲得推廣，以后又迅速地應(yīng)用在選礦工藝。目前我國選煤工藝中，H-R曲線和M曲線同等使用。根據(jù)1994年4月出版的《選煤標(biāo)準(zhǔn)使用手冊》中，亦推薦采用邁耶爾曲線（M曲線）和密度曲線（δ曲線），作為評定分選效果的可選性曲線。第十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四礦石可選性曲線用H-R曲線和M曲線，同樣可以表示礦石的數(shù)量與質(zhì)量特征，只不過是反映產(chǎn)品品位和金屬量等隨產(chǎn)率的變化關(guān)系。第十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四8.4中國煤炭的可選性的評定標(biāo)準(zhǔn)MT56—81是我國第一個(gè)煤炭可選性評定方法的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1982年1月1日開始執(zhí)行。經(jīng)修訂，并將其升格為國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T16417—1996，國家技術(shù)監(jiān)督局1996.06—14批準(zhǔn)。第十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四第二十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四8.5分配曲線及其特性參數(shù)（1）分配曲線第二十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四把礦粒在產(chǎn)物中按密度分配的統(tǒng)計(jì)規(guī)律用分配率來表示。在分選過程中，把原料中某個(gè)密度級別進(jìn)入到重產(chǎn)物中去的數(shù)量占原料中該密度級別的百分?jǐn)?shù)稱為該密度級別在重產(chǎn)物中的分配率，以符號“”表示。這個(gè)密度級別進(jìn)入到輕產(chǎn)物中去的數(shù)量占原料中該級別的百分?jǐn)?shù)，稱為該密度級別在輕產(chǎn)物的分配率，以符號“”表示。由于每一次分選只出兩種產(chǎn)物，因此“”和“”之和恒等于百分之百即第二十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四以密度級別的平均密度值為橫坐標(biāo)，分配率（或）為縱坐標(biāo)，將各密度級別的相應(yīng)數(shù)值標(biāo)在坐標(biāo)系中，將各點(diǎn)連成曲線，該曲線稱為分配曲線。第二十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四按重產(chǎn)物分配率值繪出的曲線稱為重產(chǎn)物的分配曲線，即圖2-8-15中的實(shí)線；按輕產(chǎn)物分配率值繪出的曲線稱為輕產(chǎn)物分配曲線，即圖2-8-15中的虛線。分配曲線最早是由荷蘭工程師特魯姆普（K.F.Tromp）于1937年提出來的，所以在一些著作及技術(shù)文獻(xiàn)中也將其稱為T曲線或特魯姆普曲線。第二十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四分配率為50%處的密度稱為分配曲線的實(shí)際分選密度，以符號“”表示。分配曲線的統(tǒng)計(jì)意義說明分配率為50%時(shí)的密度級別進(jìn)入到輕、重兩種產(chǎn)物中去的機(jī)會均等，各為50%。而密度小于實(shí)際分選密度的物料，大部分進(jìn)入了輕產(chǎn)物；密度大于的物料，則大部分進(jìn)入了重產(chǎn)物。第二十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四繪制分配曲線時(shí)，采用重產(chǎn)品分配率，計(jì)算方法如下：（一）分選過程為兩種產(chǎn)品，其計(jì)算式為

（二）分選過程產(chǎn)出三種產(chǎn)品，若先分選出重產(chǎn)品（如矸石）時(shí)：

第一段（高密度分選），計(jì)算式為第二段（低密度分選），計(jì)算式為

（2）分配曲線的繪制第二十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四（三）分選過程產(chǎn)出三種產(chǎn)品，但先分選出輕產(chǎn)品（如精煤）時(shí)：

第一段（低密度度分選），計(jì)算式為

第二段（高密度分選），計(jì)算式為第二十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四第二十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四第二十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四第三十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四第三十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四8.6重選工藝效果的評定由于重力選礦設(shè)備分選效果的好壞對整個(gè)選礦廠（或選煤廠）的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大，歷來為選礦工作者所關(guān)注。為了便于使用和國際交往，全國煤炭標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會選煤分會參照采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO923，制定了《煤用重選設(shè)備工藝性能評定方法》的標(biāo)準(zhǔn)，對于煤炭的重介質(zhì)、水介質(zhì)和氣體介質(zhì)的各種重選設(shè)備工藝性能的評定，采用可能偏差或不完善度、數(shù)量效率和錯(cuò)配物含量三種指標(biāo)。1、重力選煤工藝效果的評定第三十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四

可能偏差是指有一半的概率（即有50%的機(jī)會）可能發(fā)生，有一半概率不可能發(fā)生的那個(gè)誤差。

（一）可能偏差與不完善度如果分選密度為，則可能誤差相當(dāng)于分配率為25%（或75%）處的密度值（或）與之間的差值。因?yàn)閺睦鄯e概率曲線的意義上看，誤差超過及的概率都占25%，故在~之間出現(xiàn)的概率正好為50%。第三十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四若是完全的正態(tài)分布，則分配曲線在分配率為50%左右是對稱的，即，但實(shí)際上往往不對稱，故常?。?-8-15）第三十四頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四可能偏差和不完善度是國際評定重力分選作業(yè)效率的通用標(biāo)準(zhǔn)，已為許多國家所采用?？赡芷瞀ブ蛋词剑?-8-15）計(jì)算，即

式中Ε——可能偏差（評定方法規(guī)定，數(shù)值取到小數(shù)點(diǎn)后第三位）。

（一）可能偏差與不完善度第三十五頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四不完善度Ι值按公式（2-8-20）計(jì)算，即

式中Ι——不完善度（評定方法規(guī)定，數(shù)值取到小數(shù)點(diǎn)后第三位。而且只用于評定水介質(zhì)重選設(shè)備）。

（一）可能偏差與不完善度第三十六頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四（二）數(shù)量效率數(shù)量效率指標(biāo)是一種相對效率。它是指灰分相同時(shí)，精煤實(shí)際產(chǎn)率和理論產(chǎn)率的比值。是生產(chǎn)、技術(shù)管理中的一個(gè)重要指標(biāo)。但是試驗(yàn)與計(jì)算工作量均較大，不能及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。式中η1——數(shù)量效率，計(jì)算精度取到小數(shù)點(diǎn)后第一位；

γ1——精煤產(chǎn)率，%;

γ10——精煤理論產(chǎn)率，即原煤中與精煤質(zhì)量（灰分）相同時(shí)的浮煤量，%。第三十七頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四（三）錯(cuò)配物總量物料分選或分級時(shí)，混入各產(chǎn)品中非規(guī)定成分的物料稱為錯(cuò)配物。特魯姆普把它們稱為“迷路的精煤”、“迷路的矸石”等等。錯(cuò)配物總量按下式計(jì)算

m0=mh+m1

m0——錯(cuò)配物總量，%；精度取到小數(shù)點(diǎn)后第一位；mh——輕產(chǎn)品中大于分選密度的數(shù)量占原料的百分?jǐn)?shù)，%;m1——重產(chǎn)品中小于分選密度的數(shù)量占原料的百分?jǐn)?shù)，%;一般情況下，計(jì)算錯(cuò)配物總量分選密度采用分配密度δP或等誤密度。等誤密度即在兩重選產(chǎn)品中，錯(cuò)配物相等時(shí)的密度。等誤密度用符號“δe”表示。第三十八頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四2、重力選礦工藝效果的評定重力選礦工藝，通常用以判斷分選過程（也包括篩分、分級等其它分離過程）效果的指標(biāo)有回收率、品位、產(chǎn)率、金屬量P、富礦比和選礦比等。但是其中任一指標(biāo)，都不能同時(shí)從數(shù)量和質(zhì)量兩個(gè)方面反映選礦過程的效率。例如，回收率和金屬量是數(shù)量指標(biāo)，品位和富礦比是質(zhì)量指標(biāo)；但產(chǎn)率和選礦比若不同其它指標(biāo)連用，根本不能說明問題。故在實(shí)際工作中，通常都是一個(gè)數(shù)量指標(biāo)和一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)連用。第三十九頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四但是如用一對指標(biāo)作判據(jù)常常出現(xiàn)不易分辨的情況。例如，兩個(gè)試驗(yàn)，一個(gè)品位較高而回收率較低，另一個(gè)品位較低而回收率較高，就難以評定它們結(jié)果的優(yōu)劣。為此，長期以來不少人致力于尋求一個(gè)綜合指標(biāo)來代替一對指標(biāo)作判據(jù)的方法，為此提出了各式各樣的效率公式?？傊亓x礦工藝效果的評定，與選煤一樣，都是采用兩種基本方法，一是選礦效率的計(jì)算，另一是利用分配曲線的特性參數(shù)。第四十頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四（一）分選效率的計(jì)算1、質(zhì)量效率（簡稱質(zhì)效率）指標(biāo)用實(shí)際精礦品位β同理論最高品位βmax的比值，表示質(zhì)效率，即但是，若原礦品位為α，那么即使是一個(gè)簡單的分樣過程，毫無分選作用，精礦品位β也不會等于0，而是等于α，當(dāng)然，這決不會被看作反映了選礦過程的質(zhì)效率。因此，提出用(β-α)代替β作為度量分選過程的質(zhì)效率。這時(shí)，前述分樣過程β=α,β-α=0。顯然，如以(β-α)作為質(zhì)效率指標(biāo)，對于分樣過程來說，其分選的質(zhì)效率為0。第四十一頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四經(jīng)上述分析，分選過程的質(zhì)量效率公式應(yīng)寫為第四十二頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四最常用的量效率指標(biāo)是回收率ε,其計(jì)算公式為

式中α、β、θ，對分選過程，分別代表原礦、精礦、尾礦的品位；對分級過程，則分別代表原礦、細(xì)粒級產(chǎn)品（分級溢流）、粗粒產(chǎn)品（分級的沉砂）中小于規(guī)定粒度物的含量。2.數(shù)量效率（簡稱量效率）指標(biāo)第四十三頁，共五十頁，編輯于2023年，星期四3.綜合效率計(jì)算分選（包括分級）過程的綜合效率公式，可以分成兩類。第一類綜合效率公式，是以1918年美國學(xué)者R.T.漢考克所提出的分離效率公式為代表。第二類則是以弗來敏公式和道格拉斯公式為代表。（1）第一類效率公式——漢考克效率公式

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