精編礦物加工試驗(yàn)技術(shù)

《礦物加工實(shí)驗(yàn)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院二00四年六月目錄實(shí)驗(yàn)守則一、細(xì)粒物料粒度組成篩分分析二、物料可磨度測(cè)定三、松散物料密度組成測(cè)定及數(shù)據(jù)分析四、異類粒群懸浮分層的規(guī)律研究五、細(xì)粒物料螺旋分選六、搖床分選七、物料的靜電分選八、磁性物料的分選回收九、散體物料磁性物含量測(cè)定十、材料表面潤(rùn)濕接觸角測(cè)定一、最大泡壓法測(cè)定液體的表面張力十二、小浮選實(shí)驗(yàn)十三、微細(xì)礦物油團(tuán)分選十四、懸浮液絮凝沉降特性研究十五、懸浮液過(guò)濾特性試驗(yàn)十六、簡(jiǎn)振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)（一） 細(xì)粒物料粒度組成篩分分析一、試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用振篩機(jī)對(duì)松散細(xì)粒物料進(jìn)行干法篩分的方法；學(xué)習(xí)篩分?jǐn)?shù)據(jù)的處理及分析方法，研究、確定、分析物料的粒度組成及分布特性；學(xué)習(xí)、訓(xùn)練利用篩分試驗(yàn)結(jié)果數(shù)學(xué)分析及粒度特性曲線分析。二、基本原理松散物料的篩分過(guò)程主要包括兩個(gè)階段：易于穿過(guò)篩孔的顆粒和不能穿過(guò)篩孔的顆粒所組成的物料層到達(dá)篩面；易于穿過(guò)篩孔的顆粒透過(guò)篩孔。實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)階段，物料在篩面上應(yīng)具有適當(dāng)?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，一方面使篩面上的物料層處于松散狀態(tài)，物料層將按粒度分層，大顆粒位于上層，小顆粒位于下層，易于到達(dá)篩面，并透過(guò)篩孔；另一方面，物料和篩子的運(yùn)動(dòng)都促使堵在篩孔上的顆粒脫離篩面，有利于其它顆粒透過(guò)篩孔。松散物料中粒度比篩孔尺寸小得多的顆粒在篩分開始后，很快透過(guò)篩孔落到篩下產(chǎn)物中，粒度與篩孔尺寸愈接近的顆粒（難篩粒），透過(guò)篩孔所需的振篩機(jī)時(shí)間愈長(zhǎng)。一般，篩孔尺寸與篩下產(chǎn)品最大粒度具有如下關(guān)系1-1)式中式中d最大篩下產(chǎn)品最大粒度， mm;D篩孔尺寸， mm;K 形狀系數(shù)。K值表孔形圓形方形長(zhǎng)方形K值0.70.91.2~1.7通常用篩分效率E來(lái)衡量篩分效果，其表示如下:（1-2）式中E――篩分效率，％;――入料中小于規(guī)定粒度的細(xì)粒含量，％;——篩下物中小于規(guī)定粒度的細(xì)粒含量，％;——篩上物中小于規(guī)定粒度的細(xì)粒含量，％。三、 儀器設(shè)備及材料振篩機(jī)一臺(tái)，搖動(dòng)次數(shù) 221次/min，振動(dòng)次數(shù)147次/min;振篩儀1臺(tái)；標(biāo)準(zhǔn)套篩，直徑 200mm，孔徑0.5、0.25、0.125、0.075、0.045mm的篩子各一個(gè)，底、蓋一套；托盤天平一臺(tái)，稱量 200~500g，感量0.2~0.5g;中號(hào)搪瓷盤6個(gè)，中號(hào)搪瓷盆 6個(gè)；大盆2個(gè)；-0.5mm散體礦樣若干（煤泥、石英沙、磁鐵粉各 400g）;制樣鏟、毛刷、試樣袋。四、 實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)（以煤泥干法篩分為例，濕法小篩分僅做演示）

1.學(xué)習(xí)設(shè)備操作規(guī)程，熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；1.學(xué)習(xí)設(shè)備操作規(guī)程，熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；接通電源，打開振篩機(jī)電源開關(guān)，檢查設(shè)備運(yùn)行是否正常；確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行及人機(jī)安全；將烘干散體試樣縮分并稱取80g；將所需篩孔的套篩組合好，將試樣倒入套篩；把套篩置于振篩機(jī)上，固定好；開動(dòng)機(jī)器，每隔 5min停下機(jī)器，用手篩檢查一次。檢查時(shí)，依次由上至下取下篩子放在搪瓷盤上用手篩，手篩1分鐘，篩下物的重量不超過(guò)篩上物重量的1％，即為篩凈。篩下物倒入下一粒級(jí)中，各粒級(jí)都依次進(jìn)行檢查；篩完后，逐級(jí)稱重，將各粒級(jí)產(chǎn)物縮分制成化驗(yàn)樣，裝入試樣袋送往化驗(yàn)室進(jìn)行必要的分析；關(guān)閉總電源，整理儀器及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師進(jìn)行濕法篩分的過(guò)程演示及注意事項(xiàng)講解。五、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果按規(guī)定填入散體物料篩分試驗(yàn)結(jié)果表中。誤差分析：篩分前試樣重量與篩分后各粒級(jí)產(chǎn)物重量之和的差值，不得超過(guò)篩分前煤樣重量的 2.5％，否則試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行。算各粒級(jí)產(chǎn)物的產(chǎn)率，%；繪制粒度特性曲線：直角坐標(biāo)法（累積產(chǎn)率或各粒級(jí)產(chǎn)率為縱坐標(biāo)，粒度為橫坐標(biāo)）、半對(duì)數(shù)坐標(biāo)法（累積產(chǎn)率為縱坐標(biāo)，粒度的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)）、全對(duì)數(shù)法坐標(biāo)法（累積產(chǎn)率的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，粒度的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)）分析試樣的粒度分布特性；編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。表1.1松散物料篩分試驗(yàn)結(jié)果記錄表試樣名稱 試樣粒度 毫米試樣重量 克試樣來(lái)源 試樣其它指標(biāo)：試驗(yàn)日期 粒度重量產(chǎn)率正累積負(fù)累積mm網(wǎng)目g%%%+0.50.5~0.250.25~0.1250.125~0.0740.074~0.045-0.045合計(jì)誤差分析試驗(yàn)人員：日期：指導(dǎo)教師簽字：六、思考題影響篩分效果的因素有哪些？濕法與干法篩分的效率有何差別？如何根據(jù)累積粒度特性曲線的幾何形狀對(duì)粒度組成特性進(jìn)行大致的判斷?舉出幾種其它的微細(xì)物料粒度分析方法，并說(shuō)明其基本原理和優(yōu)缺點(diǎn)；查閱文獻(xiàn)，舉出幾種常用的超細(xì)粉體分級(jí)設(shè)備，簡(jiǎn)述其原理及特點(diǎn)；教學(xué)指導(dǎo)

1.引導(dǎo)學(xué)生對(duì)篩分效率公式中各指標(biāo)實(shí)際意義的理解；介紹限上率和限下率的概念；1.讓學(xué)生討論只進(jìn)行細(xì)粒級(jí)的檢查是否可以？此問(wèn)題的討論主要讓學(xué)生進(jìn)一步理解難篩粒的概念；引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)、及高等數(shù)學(xué)知識(shí)分析頻率曲線和累積粒度曲線的數(shù)學(xué)關(guān)系、正負(fù)累積的數(shù)學(xué)關(guān)系；適當(dāng)介紹常用的粒度分布方程并分析各自的特點(diǎn)；建議感興趣的同學(xué)驗(yàn)證Rosin-Rammier方程，并確定所研究物料的均勻常數(shù)。Rosin-Rammier方程R（X）為篩上累積；x、xa、分別為顆粒大小及篩下累積百分率為 63.2%時(shí)的顆粒尺寸；n為被測(cè)物料的特征常數(shù)，也稱均勻性常數(shù)。（二） 物料可磨度測(cè)定試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈱?shí)驗(yàn)室磨碎設(shè)備的基本原理和結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)物料可磨度的常用評(píng)價(jià)方法，掌握絕對(duì)可磨度的測(cè)定方法，訓(xùn)練磨礦數(shù)據(jù)的處理、分析能力。二、基本原理用所測(cè)出的磨礦設(shè)備單位容積生產(chǎn)能力或單位耗電量的絕對(duì)值來(lái)度量物料的可磨度，叫絕對(duì)可磨度。開路法是將一定數(shù)量的平行試樣在所需的磨礦條件下，依次分別進(jìn)行不同時(shí)間的磨礦，然后將每次的磨礦產(chǎn)物用套篩進(jìn)行篩分，建立磨礦時(shí)間與磨礦產(chǎn)品各粒級(jí)累積產(chǎn)率的關(guān)系，從而找出將物料磨到目標(biāo)細(xì)度（如按-75產(chǎn)率的關(guān)系，從而找出將物料磨到目標(biāo)細(xì)度（如按-75微米含量計(jì)算）所需要的磨礦時(shí)間T。磨機(jī)的單位生產(chǎn)能力即絕對(duì)可磨度，有兩種表示方式:1）按給料量計(jì)算，可表示為：其中：TOC\o"1-5"\h\zq—在指定的給料和產(chǎn)品粒度下，按給料量計(jì)算的單位容積生產(chǎn)能力（ g/h）;G_試樣原始重量， g;試驗(yàn)用磨礦機(jī)體積（ ）；磨到目標(biāo)細(xì)度所需要的磨礦時(shí)間 min;2）按單位容積新生的目標(biāo)細(xì)度（如-75微米）產(chǎn)品計(jì)算應(yīng)為：q 按新生 微米產(chǎn)品量計(jì)算的單位容積生產(chǎn)能力 g/1.h;新生 微米含量，（）。三、 儀器設(shè)備與材料儀器：實(shí)驗(yàn)室磨機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)套篩、振篩機(jī)、天平工具：試樣盤（盆） 6,毛刷1、試樣鏟1、縮分器1、縮分板2、秒表材料：3~0.5毫米無(wú)煙煤（磁鐵礦、銅礦、石灰石、蒙脫石） 2Kg、試樣袋四、 實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)1?學(xué)習(xí)設(shè)備的操作規(guī)程；檢查所用磨礦設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行和人機(jī)安全?？s制3份平行樣（烘干樣），每份100克待用;依次將每份試樣裝入磨機(jī)進(jìn)行磨碎，磨碎時(shí)間分別為 T1、T2、T3分鐘;將磨礦產(chǎn)品全部清理收集，用標(biāo)準(zhǔn)套篩篩分；對(duì)每一層篩上物進(jìn)行稱重，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)保證每次磨礦入料的性質(zhì)、磨礦條件的平行；每次磨礦結(jié)束應(yīng)將磨礦機(jī)清理干凈，磨礦產(chǎn)品全部進(jìn)行篩分；清理實(shí)驗(yàn)設(shè)備，整理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。五、數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告a.將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表；磨碎實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表樣品名稱：樣品粒度范圍：序號(hào)123磨碎時(shí)間T（min）產(chǎn)率粒度級(jí)mm重量g產(chǎn)率%重量g產(chǎn)率%重量g產(chǎn)率%合計(jì)入料重量g誤差實(shí)驗(yàn)人員：日期：指導(dǎo)教師簽字:b.計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)品的產(chǎn)率，分析物料粒度組成與磨礦時(shí)間的變化關(guān)系;C.繪制-75微米的產(chǎn)率與磨礦時(shí)間的關(guān)系曲線；d.計(jì)算q ；e?編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、思考題本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如何保證各次磨礦結(jié)果的可比性？參考相關(guān)文獻(xiàn)，試列舉幾種其他的物料可磨度評(píng)價(jià)與測(cè)定方法。解釋閉路磨礦和開路磨礦的概念及兩種磨礦方式的特點(diǎn)。影響磨礦效果的因素有哪些。教學(xué)討論：向?qū)W生介紹磨介級(jí)配的概念及意義。引導(dǎo)學(xué)生注意對(duì)磨碎理論的理解與認(rèn)識(shí)。（三）粒群密度組成與重選可選性分析一、 試驗(yàn)?zāi)康呐c意義學(xué)習(xí)粒群密度組成測(cè)定的基本原理與方法；了解浮沉液的配制方法；學(xué)習(xí)浮沉數(shù)據(jù)的處理與重選可選性曲線的繪制、分析方法。二、 基本原理當(dāng)散體物料置于一定密度的重液中時(shí)，根據(jù)阿基米德定律，密度大于重液密度的顆粒將下沉（沉物），密度小于重液的顆粒則上?。ǜ∥铮?，密度與重液密度逼近或相同的顆粒處于懸浮狀態(tài)。對(duì)重力選礦來(lái)說(shuō)，礦石密度與礦石品位之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性，這也是采用重力分選獲得較高品位（質(zhì)量）礦物產(chǎn)品的依據(jù)。根據(jù)上述原理，使浮沉實(shí)用特制的工具在不同密度的重液中撈起不同密度物料的的試驗(yàn)即為浮沉試驗(yàn)。

浮沉實(shí)1.30、1.30、1.40、1.50>1.60、1.70、對(duì)重力選礦來(lái)說(shuō)，礦樣可按下列密度分成不同密度級(jí):1.80、2.00kg/L ….。重液密度可依據(jù)下式計(jì)算（密度瓶法） ：式中G1――空密度瓶重量， kg;G2 注水后密度瓶與水的總重量， kg;G3――注滿待測(cè)重液時(shí)密度瓶和待測(cè)重液的總重量， kg;――待測(cè)重液的密度， kg/L;w――水的密度（取1）,kg/L。也可用密度計(jì)直接測(cè)量。三、儀器設(shè)備及材料1.浮沉試驗(yàn)主要設(shè)備：密度計(jì)（1.浮沉試驗(yàn)主要設(shè)備：密度計(jì)（1套）、臺(tái)秤（1公斤）、大浮沉器具（1套）、小浮沉器具（1套）、天平（1套）；2.6—3mm級(jí)浮沉試樣4公斤；-0.5毫米煤泥60克;3?中號(hào)試樣盤（盆）若干；氯化鋅、四氯化碳、苯（或三溴甲烷）密度計(jì)使用示例四、實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)（以測(cè)定煤炭密度組成的大浮沉為例，小浮沉由實(shí)驗(yàn)員演示）重液配置煤炭浮沉試驗(yàn)常用氯化鋅配制重液，其優(yōu)點(diǎn)是易溶于水、易配制、價(jià)廉等，缺點(diǎn)是腐蝕性較大。配制各種密度的氯化鋅重液可參考表 3.1進(jìn)行，并用密度計(jì)反復(fù)測(cè)量，使重液密度準(zhǔn)確到0.003kg/L 。2?將已配制的重液裝入重液桶并按密度大小順序排列，桶中重液的液面不低于桶上緣350mm。最低密度重液分別裝入兩個(gè)重液桶，一個(gè)作浮沉試驗(yàn)用，另一個(gè)作為緩沖液（考慮為什么？）。表3.1重液配制表藥劑水、氯化鋅四氯化碳、苯四氯化碳、三溴甲烷重液密度水溶液中氯化鋅重量百分比四氯化碳和苯體積，%四氯化碳和三溴甲烷體積，%Kg/l%四氯化碳苯四氯化碳三溴甲烷1.33160401.43974261.54689119821.85279212.0635941稱4kg煤樣放入網(wǎng)底桶內(nèi)，用水洗凈附著在煤塊上的煤泥，濾去洗水再進(jìn)行浮沉試驗(yàn)。收集沖洗出的煤泥水，用澄清法或過(guò)濾法回收煤泥，然后干燥稱重，此煤泥稱為浮沉煤泥。將網(wǎng)底桶（裝有洗好的煤樣）放入緩沖液中浸潤(rùn)一下，提起并斜放在桶邊上濾盡重液，再放入做浮沉用的最低密度的重液桶內(nèi)，用木棒輕輕攪動(dòng)或?qū)⒕W(wǎng)底桶緩緩地上下移動(dòng)，然后使其靜止分層，分層時(shí)間不少于下列規(guī)定：A．粒度大于25mm時(shí)，分層時(shí)間為1~2min；B．最小粒度為3mm時(shí)，分層時(shí)間為2~3min；C．最小粒度為1~0.5mm時(shí)，分層時(shí)間為3~5min。小心地用撈勺按一定方向撈取浮物。撈取深度不得超過(guò)100mm。撈取時(shí)應(yīng)注意勿使沉物攪起混入浮物中。待大部分浮物撈出后，再用木棒攪動(dòng)沉物，然后仍按上述方法撈取浮物，反復(fù)操作直到撈盡為止。撈出的浮物倒入盤中，并做好標(biāo)記。把裝有沉物的網(wǎng)底桶緩慢提起，斜放在桶邊上濾盡重液，再放入下一個(gè)密度的重液桶中，用同樣方法逐次按密度順序進(jìn)行。直到該煤樣全部試驗(yàn)完為止，最后將沉物倒入盤中。各密度級(jí)產(chǎn)物分別濾去重液，用水沖盡產(chǎn)物上殘存的重液(最好用熱水沖洗)。然后放入溫度不高于100C的干燥箱內(nèi)干燥，干燥后取出冷卻，達(dá)到空氣干燥狀態(tài)再進(jìn)行稱重。注意事項(xiàng):浮沉試驗(yàn)所用重液是具有腐蝕性的液體，在配制重液和進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)避免與皮膚接觸，要戴眼鏡、穿膠鞋、圍膠皮圍裙等。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)用密度計(jì)測(cè)量和調(diào)整重液的密度，保證重液密度值的準(zhǔn)確。試驗(yàn)中注意回收氯化鋅溶液。浮沉順序一般是從低密度級(jí)向高密度級(jí)進(jìn)行。如果煤樣中含有易泥化的矸石或高密度物含量多時(shí)，可先在最高密度重液內(nèi)浮沉。撈出的浮物仍按由低密度到高密度順序進(jìn)行浮沉。小浮沉試驗(yàn)過(guò)程演示（實(shí)驗(yàn)員講解、操作）五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄及整理各密度級(jí)產(chǎn)物和煤泥烘干后分別稱重，將數(shù)據(jù)記入表中；1.5%時(shí),2?1.5%時(shí),浮沉試驗(yàn)報(bào)告表浮沉試驗(yàn)編號(hào)：試驗(yàn)日期：年月曰煤樣粒級(jí)：mm煤樣灰分：％全硫：Sr.d%煤樣重量：kg密度級(jí)重量產(chǎn)率質(zhì)量累積+0.1含量Kg/Ikg占本級(jí)占全樣灰分%浮物，%沉物，%%<1.31.3~1.41.4~1.51.5~1.61.6~1.8>1.8合計(jì)浮沉煤

泥總計(jì)誤差分析：）數(shù)量誤差分析： 浮沉試驗(yàn)前空氣干燥狀態(tài)的煤樣，重量與浮沉試驗(yàn)后各密度級(jí)產(chǎn)物的空氣干燥狀態(tài)重量之和的差值，不得超過(guò)浮沉試驗(yàn)前煤樣重量的 2%，否則該試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行。）質(zhì)量指標(biāo)誤差分析 （不同對(duì)象對(duì)應(yīng)有不同的要求，具體請(qǐng)參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)） 。繪制可選性曲線： 說(shuō)明每條曲線的物理意義及使用方法；編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、思考題小浮沉使用離心機(jī)的目的是什么？舉例說(shuō)明離心分離在固液分離領(lǐng)域的其它應(yīng)用。浮沉試驗(yàn)在重選生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些作用？查閱文獻(xiàn)，加強(qiáng)對(duì)理論分選密度、實(shí)際分選密度、錯(cuò)配物、分配率、 +0.1含量等概念的理解。設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一套考察某重選（重介旋流器、跳汰機(jī)等）設(shè)備分選效率的實(shí)驗(yàn)方案，繪制工作流程圖，給出各環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)。教學(xué)討論：本實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)后，將重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)處理與分析上（手工繪制可選性曲線） 。對(duì)幾種常用的可選性曲線類型進(jìn)行介紹：亨利曲線、邁耶爾曲線、米特羅方諾夫曲線。3.介紹重液、重懸浮液的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用。3.介紹重液、重懸浮液的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用。常用的加重質(zhì)及特性如下表:加重質(zhì)比重可能達(dá)到的最大懸浮液比重莫氏硬度重晶石4.42.23.0?3.5磁黃鐵礦4.62.33.5?4.5黃鐵礦5.02.56.0?6.5磁鐵礦5.02.55.5~6.5砷黃鐵礦6.02.85.5~6.0細(xì)磨硅鐵6.93.17.0方鉛礦7.53.32.5~.754.指導(dǎo)有興趣的學(xué)生探討采用非浮沉法確定粒群密度組成的可能途徑。（四）異類粒群懸浮分層的規(guī)律研究一、 目的意義觀察和研究異類粒群在上升水流中的懸浮分層現(xiàn)象和規(guī)律。 驗(yàn)證異類粒群懸浮分層的臨界水速公式，加深對(duì)干擾沉降基本規(guī)律的理解。二、 基本原理異類粒群的懸浮分層有兩種觀點(diǎn)： 即里亞申科的相對(duì)密度懸浮分層學(xué)說(shuō)與張榮曾等提出的重介質(zhì)分層學(xué)說(shuō)。前者認(rèn)為粒群所構(gòu)成的懸浮體在密度方面具有與均質(zhì)介質(zhì)相同的性質(zhì)， 當(dāng)兩種懸浮體彼此混合時(shí)，與兩種密度不同的均質(zhì)介質(zhì)混合一樣，在上升水流作用下，始終是密度高的懸浮體集中于下層，密度低的懸浮體集中與上層。第二種觀點(diǎn)則認(rèn)為粒度比小于自由沉降比的異類粒群懸浮分層， 遵循動(dòng)力平衡原理，即在上升水流作用下，是按干擾沉降速度分層的，干擾沉降速度大者在下層，干擾沉降速度小者在上層。 而粒度比大于自由沉降等沉比的粒群分層過(guò)程是按重介質(zhì)作用分層的。即較輕顆粒的浮沉取決于重顆粒與水所組成的懸浮液的物理密度。若輕顆粒的密度小于重顆粒與水組成的懸浮液的密度，則輕顆粒在上層，否則在下層，若兩者密度相等，則混雜。實(shí)驗(yàn)過(guò)程的有關(guān)公式如下：，克/厘米3固體容積濃度，管內(nèi)斷面流速為：，厘米/秒臨界水速：里亞申科公式：，厘米/秒；張榮曾公式：，厘米/秒；，厘米/秒；其中：v01、v02為煤及石英在水中的自由沉降末速，厘米 /秒；12分別為煤粒及石英顆粒的密度，克/厘米3；n為顆粒形狀修正指數(shù)，近似取3.5；為水的密度，取1克/厘米3。三、儀器設(shè)備與材料直徑為56毫米、長(zhǎng)度1.5米有機(jī)玻璃干擾沉降管1套；秒表、鋼卷尺、天平、500毫升量筒各1個(gè)；0.25！0.3毫米石英沙（密度2.65克/厘米3）200克；4.密度1.35~1.4克/厘米3煤，其中2~2.5毫米40克，粒度0.5~0.6毫米304.0.01~0.02%的水玻璃溶液。四、實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)粒度為0.25~0.3毫米的石英沙50克和0.5~0.6毫米的煤30克，均勻混合后加入沉降管，顆粒全部沉積后，緩緩開大閥門，使物料懸浮，由小到大改變水速，觀察、記錄、分析分層現(xiàn)象；將上述物料倒出，然后加入 0.25~0.3毫米的石英沙150克、2~2.5毫米煤粒40克混勻后加入沉降管。待顆粒全部沉積后緩慢開水閥，觀察、記錄分層現(xiàn)象。水速較小時(shí)，煤粒在上層，但水速繼續(xù)增大時(shí)，分層現(xiàn)象消失；進(jìn)一步增大水速，煤粒反而處于下層。分層現(xiàn)象消失的水速即為臨界水速 臨，用秒表及量筒測(cè)定臨界水速，并在臨界水速左右改變水速 4次。每一水速穩(wěn)定后，測(cè)定流量 Q，記錄分層情況并測(cè)定懸浮高度 hl、h2，計(jì)算此時(shí)的上升水速 及懸浮體的密度 懸1、懸2。沉降管五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告1?將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄于下表;序號(hào)上升水流上升水速試樣名稱試樣重量懸浮高度懸浮體密度分層現(xiàn)象12345根據(jù)異類粒群（粒度比大于自由沉降比）在上升水流中的懸浮分層結(jié)果。計(jì)算對(duì)應(yīng)于每一水速的 懸1、懸2，以及懸2與1之間的關(guān)系，并進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，計(jì)算臨界水速理論值，并與實(shí)際比較并分析。編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、思考題1?研究沉降理論有何實(shí)際意義？舉例說(shuō)明沉降分離技術(shù)的應(yīng)用。何謂干擾沉降？何謂自由沉降？離心沉降與重力沉降有何不同？舉例說(shuō)明離心沉降規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)討論：實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)等沉比概念的理解？讓學(xué)生注意流體介質(zhì)中按密度分選過(guò)程中粒度的影響或按粒度分級(jí)過(guò)程中密度的影響。2 引導(dǎo)有興趣的同學(xué)探討沉積法進(jìn)行粉體粒度分析的原理與裝置，分析影響分析精度的因素。（五）細(xì)粒物料螺旋分選試驗(yàn)一、目的了解螺旋分選機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，觀察物料在螺旋分選機(jī)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與分離過(guò)程。了解螺旋分選試驗(yàn)的基本操作過(guò)程，了解影響螺旋分選的主要因素。二、基本原理螺旋分選過(guò)程主要涉及水流在螺旋槽面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、 物料顆粒在螺旋槽面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及顆粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的綜合受力規(guī)律。在螺旋槽面的不同半徑處，水層的厚度和平均流速不同。愈向外緣水層越厚、流速愈快。給入的水量增大，濕周向外擴(kuò)展，但對(duì)靠近內(nèi)緣的流動(dòng)特性影響不大。 隨著流速的變化，水流在螺旋槽內(nèi)表現(xiàn)為兩種流態(tài)，即靠近內(nèi)緣的層流和外緣的紊流。在流動(dòng)過(guò)程中，水流具有兩種不同方向的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。其一是沿螺旋槽縱向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其二是在螺旋槽內(nèi)外緣之間的橫向循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 兩種流動(dòng)的綜合效應(yīng)使上下水層的流動(dòng)軌跡不同。由于橫向循環(huán)運(yùn)動(dòng)的存在， 在槽內(nèi)圈水流表現(xiàn)有上升的分速度， 而在外圈則具有下降的分速度。顆粒在槽面上的運(yùn)動(dòng)同時(shí)受重力、慣性離心力、水流的推動(dòng)力及摩擦力的作用。水流的動(dòng)壓力推動(dòng)顆粒沿槽的縱向運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生分散和分層。由于水流速度沿深度的分布差異，懸浮于上層的細(xì)泥及分層后較輕的顆粒具有很大的縱向運(yùn)動(dòng)速度， 因而也就具有很大的離心加速度。而位于下層的重顆粒沿縱向運(yùn)動(dòng)的分速度較小， 相應(yīng)的離心加速度也較小。由于上述差異而導(dǎo)致物料顆粒在螺旋槽的橫向分層（分帶） 。重力的方向始終垂直向下。由于螺旋槽的空間傾斜，故重力分布除了推動(dòng)顆粒沿縱向移動(dòng)外，也促使顆粒向槽的內(nèi)緣運(yùn)動(dòng)。顆粒的慣性離心力方向與其回轉(zhuǎn)半徑相一致， 并大致與所處位置的螺旋線的曲率半徑重合。直接與槽底接觸的顆粒其所受的摩擦力更加明顯。 位于上層的顆粒受水介質(zhì)的潤(rùn)滑作用摩擦力較小。微細(xì)顆粒呈懸浮態(tài)運(yùn)動(dòng)，不在有固體邊界的摩擦力。首先為分上述各作用的綜合結(jié)果導(dǎo)致物料顆粒在螺旋中的分選分離經(jīng)過(guò)三個(gè)主要階段：層階段，在紊流作用下，重顆粒逐漸進(jìn)入下層，輕顆粒逐漸進(jìn)入上層。這一階段在完成1次回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后初步完成；第二階段是分層結(jié)束的輕重顆粒的橫向展開、分帶過(guò)程。離心加速度較小的底層重顆粒向內(nèi)緣運(yùn)動(dòng)；上層的輕顆粒向中間偏外運(yùn)動(dòng)，而懸浮的細(xì)泥則被甩向最外緣。流體的橫向循環(huán)和螺旋面的橫向坡度對(duì)這種分布具有重要的影響。隨著回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)次數(shù)的增加，不同的顆粒逐漸達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的過(guò)程；第三階段即平衡階段，不同性質(zhì)的物料顆粒沿著各自的回轉(zhuǎn)半徑運(yùn)動(dòng)，分選過(guò)程完成，此后的運(yùn)動(dòng)將失去實(shí)際意義。研究表明，顆粒分層和分帶作用區(qū)域主要在螺旋橫斷面的中部，該區(qū)域的主要特點(diǎn)是礦漿的濃度基本不變，顆粒與水層之間具有較大的速度梯度。首先為分因螺旋分選機(jī)具有工作無(wú)需動(dòng)力，若有高差可實(shí)現(xiàn)無(wú)能耗工作，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，且工作穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)、基本無(wú)需檢修等特點(diǎn)，其已廣泛適用于鐵礦、鈦鐵礦、海濱砂礦、錫礦、砂金、鎢礦等金屬礦及煤等非金屬礦的選別及脫泥。三、 儀器設(shè)備與材料儀器設(shè)備：螺旋分選機(jī)、天平（臺(tái)秤）；工具：20L接料桶3個(gè)、樣品盤5個(gè)、小盆10個(gè)；材料：6毫米以下物料（原煤或其它礦樣與物料）20公斤。四、 實(shí)驗(yàn)步驟和操作技術(shù)學(xué)習(xí)設(shè)備操作規(guī)程，檢查設(shè)備，對(duì)動(dòng)力部分進(jìn)行試轉(zhuǎn)；縮制兩份重量分別為2.5和5公斤的試樣。入料桶中加入試樣并加水至所需濃度，同時(shí)攪拌保證料漿懸??；準(zhǔn)備好接樣，將入料桶中的懸浮混合物料加入螺旋分選機(jī)；料漿排完后，適量用水沖洗沾附在槽壁上的物料，并入接料桶；7. 7. 徹底沖洗給料桶和分選機(jī)，將各產(chǎn)品脫水、烘干、稱重;8. 根據(jù)需要，制取入料及產(chǎn)品的分析、化驗(yàn)樣，進(jìn)行分析化驗(yàn)。五、數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表；序號(hào)入料粒度入料濃度入料品位產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品3計(jì)算入料重量產(chǎn)率品位重量產(chǎn)率品位重量產(chǎn)率品位重量產(chǎn)率品位2?編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、思考題影響螺旋分選效果的主要結(jié)構(gòu)因素有哪些，如何影響？簡(jiǎn)述螺旋分選技術(shù)的特點(diǎn)、適用范圍及應(yīng)用領(lǐng)域；教學(xué)討論：本實(shí)驗(yàn)主要驗(yàn)證螺旋分選的基本原理，操作簡(jiǎn)單，因此建議作為演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行;讓學(xué)生討論給料量穩(wěn)定性對(duì)分選效果會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。如果條件允許，可以鼓勵(lì)部分同學(xué)開展一些條件探索實(shí)驗(yàn)。（六）細(xì)粒物料搖床分選實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈸u床的結(jié)構(gòu)和工作原理，驗(yàn)證搖床分選的基本理論，觀察分選過(guò)程中物料在床面上的扇形分布，了解影響搖床分選效果的主要因素與調(diào)節(jié)方法。二、 基本原理?yè)u床分選過(guò)程主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：物料在床面上的松散分層在搖床分選過(guò)程中，水流沿床面橫向流動(dòng)，不斷跨越床面隔條，流動(dòng)變化的大小是交替的。每經(jīng)過(guò)一個(gè)隔條即發(fā)生一次水躍。水躍產(chǎn)生的渦流在靠近下游隔條的邊沿形成上升流，而在溝槽中間形成下降流。水流的上升和下降是礦石松散、懸浮的動(dòng)力，而松散懸浮又是發(fā)生顆粒分層使得重顆粒轉(zhuǎn)入底層的前提。由于底層顆粒密集且相對(duì)密度較大，水躍對(duì)底層的影響很小，因此在底層形成穩(wěn)定的重產(chǎn)物層。而較輕的顆粒由于局部靜壓強(qiáng)較小，不能再進(jìn)入底層，于是在橫向水流的推動(dòng)下越過(guò)隔條向下運(yùn)動(dòng)。沉降速度很小的顆粒始終保持懸浮，隨橫向水流排出。物料在床面上的分帶1）橫向水流包括入料懸浮液中的水和沖洗水兩部分。由于橫向水流的作用，位于同一高度層的顆粒，粒度大的要比粒度小的運(yùn)動(dòng)快，密度小的又比密度大的運(yùn)動(dòng)快。這種運(yùn)動(dòng)差異又由于分層后不同密度和顆粒占據(jù)了不同的床層高度而愈加明顯：水流對(duì)于那些接近隔條高度的顆粒沖洗力最強(qiáng)，因而粗粒的低密度首先被沖下，即橫向運(yùn)動(dòng)速度最大；沿著床層的縱向運(yùn)動(dòng)方向，隔條的高度逐漸降低，原來(lái)占據(jù)中間層的顆粒不斷地暴露到上層，于是細(xì)粒輕產(chǎn)物和粗粒重產(chǎn)物相繼被沖洗下來(lái)，沿床面的縱向產(chǎn)生分布梯度。因而具有隨床面一起運(yùn)動(dòng)2）由于床面前沖及回撤的加速度及作用時(shí)間不同導(dǎo)致的床面差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，引起顆粒沿床面縱向的運(yùn)動(dòng)速度不同。特別是顆粒群分層以后更加劇了不同密度和粒度的顆粒沿床面的縱向運(yùn)動(dòng)差異。既底層的密度較高的顆粒由于與床面間的摩擦系數(shù)較大，

因而具有隨床面一起運(yùn)動(dòng)的傾向。而位于上層的顆粒由于水的潤(rùn)滑及所具有的相對(duì)松散的狀態(tài)摩擦力較小,，因而隨床面一起運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)較弱。所以低密度顆粒盡管與床面間具有較大橫向運(yùn)動(dòng)速度， 但綜合的結(jié)果是低密度顆粒沿床面的縱向距離較短；而高密度不但沿床面的橫向運(yùn)動(dòng)速度較小，且由于每次負(fù)加速度的作用，可以獲得一段有效的前進(jìn)距離。進(jìn)一步導(dǎo)致了輕重顆粒的運(yùn)動(dòng)差距顆粒在床面上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是橫向運(yùn)動(dòng)與縱向運(yùn)動(dòng)的合成。運(yùn)動(dòng)方向是橫向與縱向運(yùn)動(dòng)方向的向量和。定義顆粒的實(shí)際方向和床面縱軸的夾角稱為偏離角 ，則有:tgVy由此可見，橫向速度越大， 越大。5膠搖床的傾向。而位于上層的顆粒由于水的潤(rùn)滑及所具有的相對(duì)松散的狀態(tài)摩擦力較小,，因而隨床面一起運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)較弱。所以低密度顆粒盡管與床面間具有較大橫向運(yùn)動(dòng)速度， 但綜合的結(jié)果是低密度顆粒沿床面的縱向距離較短；而高密度不但沿床面的橫向運(yùn)動(dòng)速度較小，且由于每次負(fù)加速度的作用，可以獲得一段有效的前進(jìn)距離。進(jìn)一步導(dǎo)致了輕重顆粒的運(yùn)動(dòng)差距顆粒在床面上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是橫向運(yùn)動(dòng)與縱向運(yùn)動(dòng)的合成。運(yùn)動(dòng)方向是橫向與縱向運(yùn)動(dòng)方向的向量和。定義顆粒的實(shí)際方向和床面縱軸的夾角稱為偏離角 ，則有:tgVy由此可見，橫向速度越大， 越大。5膠搖床(1、床面；2、給料槽；3、接料斗；4、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；5、.—1.1支撐；6、護(hù)罩;7、電機(jī))不同顆粒每一瞬時(shí)沿橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)速度并不一樣。受隔條的阻擋，顆粒的實(shí)際軌跡不同顆粒每一瞬時(shí)沿橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)速度并不一樣。受隔條的阻擋，顆粒的實(shí)際軌跡是階梯狀的，顆粒的最終運(yùn)動(dòng)方向只能由兩個(gè)方向的平均速度決定。 根據(jù)前面分析，低密度、粗顆粒具有最大偏離角，高密度細(xì)顆粒具有最小偏離角。 其它顆粒界于兩者之間。最終導(dǎo)致輕重產(chǎn)物的扇形分布。扇形分帶愈寬，分離精度越高。而分帶的寬窄由顆粒間的運(yùn)動(dòng)速度差異決定。搖床分選技術(shù)已廣泛用于鎢、錫、鉭、鈮及其它稀有金屬和貴金屬礦石的分選，也可以用于選別鐵、錳、鉻、鈦、鉛等礦石及煤等非金屬礦，可用于粗選、精選、掃選等作業(yè)。三、 儀器設(shè)備與材料實(shí)驗(yàn)室用搖床一臺(tái)；天平（1公斤）一架；物料桶5個(gè)，瓷盆若干，量筒1個(gè)（1000毫升）；毛刷1把，秒表1塊，測(cè)角儀把，轉(zhuǎn)速表1塊，鋼尺1把。3~0.5毫米物料（最好輕重產(chǎn)物之間有較大的視覺(jué)差異）混合試料；四、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與操作技術(shù)學(xué)習(xí)操作規(guī)程，熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)，了解調(diào)節(jié)參數(shù)與調(diào)節(jié)方法；試運(yùn)轉(zhuǎn)檢查，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行與人機(jī)安全；稱取試樣兩份，重量1公斤；選定工作參數(shù)，清掃床面，調(diào)節(jié)好沖水后確定橫沖水流量；將潤(rùn)濕好的礦樣在2分鐘內(nèi)均勻的加入給料槽，調(diào)整沖水及床面傾角，使物料床面上呈扇形分布，同時(shí)調(diào)整接料裝置，分別接取各產(chǎn)品。待分選過(guò)程結(jié)束后，停機(jī)，繼續(xù)保持沖水，清洗床面，將床面剩余顆粒歸入重產(chǎn)物；按照上述參數(shù)，用備用樣做正式實(shí)驗(yàn)，接取 3個(gè)產(chǎn)物；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后清理實(shí)驗(yàn)設(shè)備、整理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。五、 數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告a） 將實(shí)驗(yàn)條件與分選結(jié)果數(shù)據(jù)記錄于下表；b） 分析實(shí)驗(yàn)條件與分選結(jié)果間的關(guān)系；c） 編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告搖床分選實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

單元試驗(yàn)條件入料粒度mm處理量kg/h橫向傾角沖水量L/min沖 次/min沖程mm單元試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)品重量，g產(chǎn)率，%品位分析接料點(diǎn)距床尾距離mm12產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品3合計(jì)六、思考題設(shè)想隔條的高度沿縱向不變會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，為什么？搖床分選過(guò)程中那些顆粒容易發(fā)生錯(cuò)配？影響搖床分選的主要因素有哪些？如何影響？教學(xué)討論：實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要驗(yàn)證扇形分帶規(guī)律， 因此在選擇試樣時(shí)最好能從視覺(jué)上充分體現(xiàn)粒度、 密度的分布規(guī)律差異。實(shí)驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)單，建議安排為演示實(shí)驗(yàn)，如果有小型的搖床，可鼓勵(lì)部分同學(xué)進(jìn)行條件探索實(shí)驗(yàn)。3?介紹一些搖床的實(shí)際應(yīng)用舉例。（七）物料的靜電分選試驗(yàn)（電選實(shí)驗(yàn)）

、目的、意義了解電選設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和原理，觀察電選分選過(guò)程的現(xiàn)象，加深對(duì)電選原理的理解。了解電選設(shè)備的基本調(diào)節(jié)與操作方法，熟悉電選實(shí)驗(yàn)的基本操作過(guò)程。二、基本原理電性質(zhì)差異是實(shí)現(xiàn)物料分選的重要物理性質(zhì)之一。待分選物料一般根據(jù)電導(dǎo)率的大小可以分為導(dǎo)體（電導(dǎo)率106~107s/m）、半導(dǎo)體（電導(dǎo)率=105~10-7s/m）、非導(dǎo)體（電導(dǎo)率10-10s/m）。以礦物加工為例，其涉及的對(duì)象大部分為半導(dǎo)體和非導(dǎo)體，前者如金屬氧化礦、硫化礦等，而后者主要為硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物。電選是依靠不同物料間的電性差異，借助于高壓電場(chǎng)作用實(shí)現(xiàn)分選、分離的一種物料分選方法。在靜電選過(guò)程中，由于高壓電場(chǎng)的作用，不同電導(dǎo)率的物料攜帶不同性質(zhì)和大小的電荷，從而受不同的電場(chǎng)力作用而實(shí)現(xiàn)分選、分離。在高壓靜電場(chǎng)中，物料顆粒受電場(chǎng)的感應(yīng)而帶電。導(dǎo)電性好的顆粒在靠近電極的一端產(chǎn)生和電極極性相反的電荷，而另一端產(chǎn)生與電極電荷極性相同的電荷。顆粒所帶有的這種感應(yīng)電荷在一定的條件下是可以轉(zhuǎn)移的。如果移走的電荷與電極電荷相同，則剩下的電荷與電極相反，此時(shí)顆粒將被吸向電極一邊；而導(dǎo)電性差的顆粒雖然處于同樣感應(yīng)電場(chǎng)，但只能被電場(chǎng)極化，此時(shí)顆粒兩端雖然也表現(xiàn)出相反的電荷，但電荷不能被移走，因此不能表現(xiàn)出明顯的電性而被吸向電極一邊。這樣導(dǎo)電性不同的顆粒就出現(xiàn)了明顯的分布差異，在其它外力的綜合作用下，居于不同的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)分選、分離。實(shí)踐中使用的電選機(jī)多采用電暈電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)物料的分選。該電場(chǎng)通常由一對(duì)輥式電極構(gòu)成，其中直徑較小的為電暈電極。當(dāng)電場(chǎng)電壓達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，通常作為負(fù)電極的電暈電極放出大量的電子，在其附近電離氣體分子形成氣體負(fù)電荷，發(fā)生電暈放電。在電場(chǎng)的作用下，兩電極間的氣體不斷的被電離形成氣體電荷，同時(shí)飛向正極，形成所謂的電暈電場(chǎng)。物下，兩電極間的氣體不斷的被電離形成氣體電荷，同時(shí)飛向正極，形成所謂的電暈電場(chǎng)。物料顆粒進(jìn)入分選電場(chǎng)以后， 不斷與氣體電荷碰撞獲得負(fù)電荷。 但由于導(dǎo)電性的不同，不同的料顆粒進(jìn)入分選電場(chǎng)以后， 不斷與氣體電荷碰撞獲得負(fù)電荷。 但由于導(dǎo)電性的不同，不同的物料顆粒表現(xiàn)出不同的行為。導(dǎo)電性好的顆粒迅速將負(fù)電荷傳遞給正極，本身不顯示電性，因而不受電場(chǎng)力的作用； 而導(dǎo)電性差的物料顆粒電荷傳遞速度很慢， 不同程度的顯示出負(fù)電性而受到正極的吸引作用，這樣就實(shí)現(xiàn)了不同電性物料顆粒的分離。入料性質(zhì)、設(shè)備性能、給料方式等是影響電選性質(zhì)的主要因素。三、 儀器設(shè)備和材料儀器設(shè)備：分選實(shí)驗(yàn)用電選機(jī)、天平（ 1公斤）、秒表；材料：粉煤灰（2~0.074毫米）2公斤、金屬礦粉末（3~1毫米）2公斤工具：毛刷、萬(wàn)用表、制樣工具、常用機(jī)修工具四、 實(shí)驗(yàn)步驟和操作技術(shù)熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)及操作規(guī)程；設(shè)備檢查、試運(yùn)轉(zhuǎn)及其它準(zhǔn)備工作；選擇設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)并記錄；開機(jī)，選擇電壓至所需要的值，進(jìn)行不同電壓條件下的分選實(shí)驗(yàn)。每一次分選實(shí)驗(yàn)要求持續(xù)一段時(shí)間，在前一段時(shí)間可以根據(jù)直接觀察的分選情況適當(dāng)調(diào)整有關(guān)操作參數(shù)， 特別是分隔板的位置，正式接料。將接取的各產(chǎn)物稱重，制樣并進(jìn)行相應(yīng)的分析，詳細(xì)記錄原始數(shù)據(jù)。五、 數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄于下表；同時(shí)注意記錄觀察到的各種現(xiàn)象。電壓V1()伏V2()伏V3()伏項(xiàng)目重量產(chǎn)率品位產(chǎn)率品位品位重量產(chǎn)率品位產(chǎn)品g%%%%%g%%了解實(shí)驗(yàn)用磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)、 工作原理及其操作方法；了解影響磁選效果的主要因素。 掌了解實(shí)驗(yàn)用磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)、 工作原理及其操作方法；了解影響磁選效果的主要因素。 掌產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品3合計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析分選指標(biāo)（產(chǎn)率、品位等）與電壓指標(biāo)之間的關(guān)系。3?編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、思考題物料顆粒的導(dǎo)電性差異是如何影響其電選分選行為的？影響電選的主要因素有哪些？電選入料為什么要保持干燥？為什么要去除入料中的微細(xì)級(jí)物料？查閱文獻(xiàn)，概述電選分選技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及現(xiàn)狀。教學(xué)討論：對(duì)于高壓帶電作業(yè)，應(yīng)注意向?qū)W生強(qiáng)調(diào)操作安全；對(duì)本科生而言，本實(shí)驗(yàn)最好安排為集體演示實(shí)驗(yàn)，但應(yīng)注意對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的突出 ，如選用產(chǎn)品視覺(jué)差異較大的物料等。部分興趣較高的同學(xué)，可以在實(shí)驗(yàn)員指導(dǎo)下開展一些條件實(shí)驗(yàn)。（八）磁性物料的分選回收（弱磁分選實(shí)驗(yàn)）一、目的、意義握評(píng)價(jià)磁選效果的方法和指標(biāo)。二、基本原理物料顆粒之間的磁性差異是實(shí)現(xiàn)物料分選、回收的重要物理性質(zhì)之一。磁選是利用磁性顆粒和非磁性顆粒在分選空間的運(yùn)動(dòng)行為差異進(jìn)行分選的過(guò)程?；旌衔锪线M(jìn)入磁選機(jī)的分選空間后，顆粒受到磁力和機(jī)械力（重力、離心力、慣性力、流體動(dòng)力等）的作用。磁性不同的物料顆粒受到的磁力大小不同，因此其運(yùn)動(dòng)的路徑（軌跡）不同。當(dāng)作用于顆粒的磁性力大于作用于其上的機(jī)械力的合力時(shí)，顆粒將被吸附于分選滾筒上，脫離分選區(qū)進(jìn)入卸料區(qū)，從精礦排料槽排出；而當(dāng)作用于顆粒的磁性力小于作用于其入卸料區(qū)，從精礦排料槽排出。當(dāng)作用在顆粒的磁力小于作用在顆粒上的機(jī)械力的合力時(shí)，顆粒繼續(xù)處于分選箱內(nèi)，與大部分分散介質(zhì)一起排入尾礦管。磁選過(guò)程的基本條件是：f1>f2>f3，其中F1為作用于顆粒上的磁作用力，F(xiàn)2為作用于顆粒上的與磁作用力相反的機(jī)械力的合力，F(xiàn)3為作用于弱磁性顆粒上的磁作用力。三、儀器設(shè)備與材料儀器設(shè)備：實(shí)驗(yàn)室用鼓形濕式磁選機(jī)、天平（ 1公斤）；0.5毫米磁鐵粉與煤泥的混合樣10公斤；500毫升燒杯2個(gè)，洗瓶1個(gè)；接料桶（20升）3個(gè)。四、實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)學(xué)習(xí)操作規(guī)程，設(shè)備檢查、試運(yùn)轉(zhuǎn)，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程順利進(jìn)行和人機(jī)安全；在給料桶中配置濃度為100克/升的懸浮液20升；調(diào)整磁極位置，啟動(dòng)磁選機(jī)，調(diào)壓使輸出電流為20A。將懸浮液緩慢放入磁選機(jī)中，同時(shí)開啟噴水管和反沖水管適量給水；接收精礦和尾礦；給礦1分鐘后，將運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕切斷，轉(zhuǎn)鼓停止轉(zhuǎn)動(dòng)；關(guān)閉沖水管；清洗精礦槽和尾礦槽，并入各自產(chǎn)品槽中；過(guò)濾、烘干(105~110C)、稱重；制備磁性物含量分析試樣各 50克，進(jìn)行產(chǎn)品的磁性物含量分析。五、數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告將實(shí)驗(yàn)條件與數(shù)據(jù)記錄于下表；分析實(shí)驗(yàn)條件對(duì)磁選效果的影響。編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表序號(hào)條件入料精礦尾礦磁場(chǎng)強(qiáng)度A/m磁偏角磁選時(shí)間min磁性物含量%濃度g/i重量g產(chǎn)率%磁性物含量%重量g產(chǎn)率磁性物含量%12六、思考題何謂磁偏角？影響磁選效果的其它因素還有哪些？如何影響?2?順流式、逆流式和半逆流式的工作方式各有什么特點(diǎn)？簡(jiǎn)述磁性分離技術(shù)在選礦、選煤廠等的其它應(yīng)用。設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一套評(píng)價(jià)磁選機(jī)工作效果的單機(jī)檢查實(shí)驗(yàn)方案，繪制操作流程，敘述主要操作步驟與注意事項(xiàng)。教學(xué)討論：該實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生了鼓式磁分選設(shè)備磁場(chǎng)的產(chǎn)生及分布特點(diǎn)、磁選選礦的主要操作與調(diào)節(jié)因素。試驗(yàn)操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，因此可與詞性物含量實(shí)驗(yàn)結(jié)合，此部分可全過(guò)程演示。介紹磁性分離技術(shù)與設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。結(jié)合“211”高硫煤脫硫降灰系統(tǒng)介紹磁選設(shè)備在介質(zhì)回收中的應(yīng)用以及磁選工藝的相關(guān)知識(shí)。（九）散體物料磁性物含量測(cè)定（磁選設(shè)備性能評(píng)價(jià)）一、試驗(yàn)?zāi)康?.了解磁選管的結(jié)構(gòu)、工作原理及操作方法；學(xué)會(huì)散體物料磁性物含量的測(cè)定方法，掌握試驗(yàn)的操作步驟。二、試驗(yàn)原理具有不同磁性的礦物粒子，通過(guò)磁選管形成的磁場(chǎng)，必然要受到磁力和機(jī)械力（重力及流體作用）的作用。由于磁性較強(qiáng)和磁性較弱的礦粒所受的磁力不同，便產(chǎn)生了不同的運(yùn)動(dòng)軌跡。磁性較強(qiáng)的顆粒富集在兩磁極中間，而磁性弱的顆粒則在水流的作用下排出，由于磁選管與磁極間的相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得磁極間的物料產(chǎn)生“漂洗作用”將夾雜在磁性顆粒間的非磁性顆粒沖洗出來(lái)。于是物料顆粒按其磁性不同分選為兩種單獨(dú)的產(chǎn)物。三、儀器設(shè)備及材料磁選管一臺(tái)；

500mL燒杯2個(gè)，塑料洗瓶1個(gè)，50mL燒杯1個(gè)；秒表1塊；托盤天平1臺(tái)，稱量100g，感量0.1g；磁鐵礦重介質(zhì)粉 100g，粒度要求小于0.2mm；酒精適量。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與操作技術(shù)檢查設(shè)備，并接設(shè)備與控制器、控制器與電源間連線。2. 用軟膠管將玻璃管和自來(lái)水管相連接，注水進(jìn)玻璃管，調(diào)節(jié)尾礦管上的夾子，使玻璃管內(nèi)水的流量保持穩(wěn)定，水面高于磁極30mm左右；按動(dòng)電鈕，電源接通。電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置使玻璃管作往復(fù)上下移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整手柄使激磁電流為2.5A，至此儀器處于待使用狀態(tài)；稱取20g磁鐵礦量介質(zhì)粉放入500mL的燒杯中，滴入5~6滴酒精，并加入適量清水，用玻璃棒攪拌；將儀器調(diào)至待用狀態(tài)。此時(shí)尾礦管有水流出，應(yīng)用桶接水并收集尾礦；緩慢將礦漿從給料漏斗中給入磁選管，邊給料邊攪拌。給料完畢，用清水將杯及玻璃棒上的礦粒沖洗入磁選管。此時(shí)，磁性物附在磁極相對(duì)應(yīng)的玻璃管上，非磁性物隨水一起從尾礦管排出。礦樣給入磁選管后，繼續(xù)給水，直至玻璃管內(nèi)水清晰不混時(shí)，夾住尾礦管的夾子，同時(shí)停水。切斷電源，打開尾礦管的夾子，用500mL燒杯接取磁性物，用水將管壁的磁性物洗凈。9.將激磁調(diào)整手柄回至零位。

9.將激磁調(diào)整手柄回至零位。10.精礦和尾礦過(guò)濾脫水，濾并送入10510.精礦和尾礦過(guò)濾脫水，濾并送入105C干燥箱內(nèi)烘干，干燥后冷卻至室溫稱重。11. 注意事項(xiàng):(1)磁選管的磁場(chǎng)強(qiáng)度大于磁選機(jī)，所以試驗(yàn)時(shí)手中不得拿鐵器，以免打碎玻璃管;勿將手表等物接近磁極，以免磁化受損。(2)分選時(shí)一定要沖洗至水清晰不混濁為止。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析1?將試驗(yàn)所獲數(shù)據(jù)和計(jì)算的數(shù)據(jù)填入表中。磁性物含量測(cè)定結(jié)果表試驗(yàn)編號(hào)試料重量g精礦重量g尾礦重量g磁性物含量%磁選時(shí)間min激磁電流A2. 磁性物含量按式計(jì)算:式中——磁性物含量，％;Gj――磁性物(磁選出的精礦)重量， g;G 試料計(jì)算重量，g。編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、思考題磁性物含量與磁選回收率是一個(gè)概念嗎？試樣調(diào)制成漿過(guò)程為什么要加幾滴酒精？重介質(zhì)選礦生產(chǎn)過(guò)程中，哪些場(chǎng)合需要測(cè)定磁性物含量？有何意義。

教學(xué)討論：讓學(xué)生討論加料前的予濕有何意義？如果將磁鐵礦粉直接加入磁選管可以嗎？讓學(xué)生知道一般情況下，干粉試樣的濕法處理實(shí)驗(yàn)都應(yīng)當(dāng)預(yù)先用待試液體潤(rùn)濕。討論予攪拌時(shí)加入適量酒精的目的何在？（十）接觸角測(cè)定（材料表面潤(rùn)濕性測(cè)定）一、目的和意義了解接觸角測(cè)定裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會(huì)測(cè)定物料接觸角的基本操作,結(jié)合物理化學(xué)知識(shí)了解表面活性劑對(duì)物料接觸角的影響及實(shí)際應(yīng)用。、基本原理潤(rùn)濕接觸角是指液滴在物體表面擴(kuò)展并達(dá)到平衡狀態(tài)后，三相周邊上某一點(diǎn)引氣液界面的切線，則該切線與固液界面的夾角稱為潤(rùn)濕接觸角。應(yīng)用特定的儀器可以準(zhǔn)確測(cè)得該角。 物體表面潤(rùn)濕接觸角的大小與物體表面被該液體潤(rùn)濕的難易程度有關(guān)。對(duì)于礦物加工來(lái)說(shuō)，礦粒表面的潤(rùn)濕接觸角的大小直接反映其可浮性的好壞。礦物的可浮性 =1-cos， 為潤(rùn)濕接觸角。利用特定的裝置和手段即可測(cè)得該角。本實(shí)驗(yàn)以 JY-82型潤(rùn)濕接觸角測(cè)量?jī)x為基礎(chǔ)，目前市場(chǎng)上已有借助顯微攝象和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)測(cè)定接觸角的設(shè)備， 更易操作、人為誤差小、 精度較高。礦物表面潤(rùn)濕性分類

類型表面不飽和鍵性質(zhì)表面同水的作用能E接觸角界面水結(jié)構(gòu)代表性礦物石央、云母、離子鍵錫石、剛玉、強(qiáng)親水性共價(jià)鍵>>1無(wú)直接水化層菱鐵礦、高金屬鍵嶺石、方解石離子-共價(jià)方鉛礦、輝弱親水鍵（部分自1左右無(wú)或很小直接水化層銅礦、閃鋅弱疏水身閉合）為主礦分子鍵為主（層面間），中 等次生水化層滑石、石墨、疏水離子、共價(jià)<1(40~90為主輝鉬礦、鍵為輔（層度）葉臘石端、斷面）色散力為主大(90~110自然硫、強(qiáng)疏水的分子鍵<<1度）次生水化層石蠟三、儀器設(shè)備和材料儀器設(shè)備：接觸角測(cè)定儀；燒杯、量筒、竹鑷子、注射器；丁基黃藥、煤油等表面改性藥劑、水玻璃4.磨料：4.磨料：400號(hào)、600號(hào)5.礦物磨片：方鉛礦、黃鐵礦、煤、石英、石蠟、聚胺脂拋光片或其他材料（規(guī)格：4厘米X2厘米X0.5厘米。5.四、實(shí)驗(yàn)步驟和操作技術(shù)1?學(xué)習(xí)了解所用儀器設(shè)備的操作說(shuō)明書和操作規(guī)程。檢查設(shè)備，使之處于待測(cè)狀態(tài)；凈化物料磨片（拋光片） ：將待測(cè)磨片置于干凈的玻璃板上，用磨料輕輕磨去表面的污染物，用蒸餾水洗凈；然后用潮濕的昵粘打光，并用蒸餾水清洗；用絨布擦干，用鏡頭紙包好待測(cè)；5?將待測(cè)磨片置于樣品盒上，用微量注射器給上一滴水滴，然后調(diào)整焦距，使影像清晰的出現(xiàn)與目鏡中，按照所用儀器的測(cè)試原理測(cè)定潤(rùn)濕接觸角，重復(fù)兩次取平均值；6?將待測(cè)磨片置于藥劑溶液中，浸泡 3分鐘后用鏡頭紙擦干，再次測(cè)定潤(rùn)濕接觸角；注意：每次測(cè)量時(shí)間越短越好，水滴直徑不能太大，最好保持在 1~2毫米。測(cè)試過(guò)程必須注意保持磨片的潔凈度。8?整理儀器、清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)請(qǐng)指導(dǎo)教師驗(yàn)收和數(shù)據(jù)記錄簽字。五、數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)條件及測(cè)試結(jié)果記錄于下表序號(hào)測(cè)試對(duì)象表面改性措施或條件潤(rùn)濕接觸角12342.分析藥劑作用前后接觸角的變化及原因分析，結(jié)合界面化學(xué)和表面活性劑知識(shí)分析表面改性劑的作用機(jī)理與實(shí)際應(yīng)用。編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、思考題測(cè)試時(shí)間太長(zhǎng)、液滴直徑過(guò)大等對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？選礦用捕收劑和抑制劑的作用機(jī)理是什么？舉例介紹其實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)討論：介紹材料特別是礦物材料表面改性技術(shù)及應(yīng)用情況。鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)物理化學(xué)的知識(shí)設(shè)想一些其它的接觸角測(cè)定思路。 （^一）液體的表面張力測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x表面活性劑都能顯著降低液體的表面張力， 測(cè)定表面張力是研究表面活性劑作用的重要手段之一。由于表面活性劑在潤(rùn)濕、起泡、乳化和促溶等方面的重要作用，其給輕工、選礦等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活帶來(lái)莫大的利益。用鼓泡法測(cè)定正丁醇溶液的表面張力， 掌握最大泡壓法測(cè)定溶液表面張力的基本原理和操作過(guò)程，提高對(duì)起泡劑作用原理和效果的理解和認(rèn)識(shí)。二、 基本原理在定溫定壓條件下，純?nèi)軇┑谋砻鎻埩槎ㄖ?。?dāng)其中加入可以降低溶劑表面張力的溶質(zhì)后，根據(jù)能量最低原理，表面層中溶質(zhì)的濃度比溶液內(nèi)部大；反之若溶質(zhì)能使溶劑表面張力提高時(shí)，則溶質(zhì)在表面層中的濃度低于溶液內(nèi)部，上述溶液內(nèi)部與表面層溶質(zhì)濃度不同的現(xiàn)象叫表面吸附。表面張力和表面吸附量之間的關(guān)系通常用吉普斯方程表示：其中 為吸附量（mol.m2）,為表面張力（N/m）,C為溶液的濃度（mol/m3），T為絕對(duì)溫度(K),R為氣體常數(shù)(8.314N.m.mol -1.K-1)。根據(jù)上述關(guān)系，確定吸附量首先得測(cè)定表面張力和濃度之間的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)旨在用最大泡壓法測(cè)定表面張力。其原理如下：從浸入液面下的毛細(xì)管端鼓出空氣泡時(shí)， 需要高于外部大氣壓的附加壓力來(lái)克服氣泡的表面張力，該附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關(guān)系式為：其中p為附加壓力，為表面張力，R為氣泡曲率半徑。如果毛細(xì)管很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開始形成時(shí)，表面幾乎是平的，這時(shí)曲率半徑最大；但隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸減小，直到形成半球形，這時(shí)的曲率半徑R與毛細(xì)管的半徑相等，曲率半徑達(dá)到最小值，這時(shí)附加壓力達(dá)到最大值。氣泡進(jìn)一步長(zhǎng)大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。當(dāng)R氣泡半徑等于毛細(xì)管半徑r時(shí)的最大附加壓力為：實(shí)際測(cè)量時(shí)，使毛細(xì)管端部剛好與液面接觸，這樣可以忽略鼓泡所需克服的靜壓力，這樣可以直接計(jì)算表面張力。當(dāng)液體的密度為 ，測(cè)得與最大附加壓力相應(yīng)的最大壓差時(shí)，表面張力可以表示為：將常數(shù)項(xiàng)合并為系統(tǒng)常數(shù) K，則表面張力的計(jì)算公式為：其中的系統(tǒng)常數(shù)可以用已知表面張力的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)得。三、儀器與材料1.鼓泡法的實(shí)驗(yàn)裝置1套。2.10毫升移液管1支；2毫升刻度移液管1支，250毫升容量瓶1個(gè)，50毫升容量瓶9個(gè)；50毫升堿式滴定管1支；分析純正丁醇若干。

水在不同溫度下的表面張力（節(jié)選）溫度表面張力x10 實(shí)驗(yàn)前將裝置用鉻酸混合液洗凈。然后用水做標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)定儀器的常數(shù) K。首先需要往試管中裝入適量的蒸餾水，使毛細(xì)管下端與液面剛好接觸，并按照裝置圖 實(shí)驗(yàn)前將裝置用鉻酸混合液洗凈。然后用水做標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)定儀器的常數(shù) K。首先需要往試管中裝入適量的蒸餾水，使毛細(xì)管下端與液面剛好接觸，并按照裝置圖連接好全部?jī)x器?？梢愿鶕?jù)實(shí)際條件和要求決定是否用恒溫槽。緩慢打開放水旋塞，使氣泡從毛細(xì)管端部盡可能緩慢地鼓出（控制在每分鐘 10~12個(gè)左右），注意讀取氣泡脫離管口瞬間測(cè)壓計(jì)的兩端液柱的突變，讀取壓力計(jì)的最大壓差（讀取數(shù)次取平均值）。 配置重量百分濃度分別為： 5%、10%、20%、40%的正丁醇溶液各50毫升待用（如需測(cè)定吸附等溫線，可以增加測(cè)點(diǎn)數(shù)量） 。按照步驟1的操作過(guò)程測(cè)定上述各溶液的表面張力。注意應(yīng)當(dāng)由低濃度的開始（牛/米）溫度表面張力x103（牛/米）溫度表面張力x103（牛/米）溫度表面張力x103（牛/米）1074.221773.192472.1331-1174.071873.052571.9732-1273.931972.902671.8233-1373.782072.752771.6634-1473.642172.592871.503570.831573.492272.442971.354069.591673.342372.283071.184568.74四、實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)測(cè)，且每次都應(yīng)先用少量待測(cè)溶液洗滌張力儀，特別是毛細(xì)管部分，以保證管內(nèi)外溶液濃度的一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用蒸餾水清洗裝置，并在試管中裝好蒸餾水，將毛細(xì)管置入保存。五、 數(shù)據(jù)處理、分析與實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算儀器常數(shù)；計(jì)算不同濃度時(shí)溶液的表面張力；分析表面張力與溶質(zhì)濃度之間的變化關(guān)系；編制實(shí)驗(yàn)報(bào)告：六、 思考題如果氣泡形成速度過(guò)快，對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？如果毛細(xì)管末端插入溶液測(cè)量可以嗎？為什么？繪制計(jì)算機(jī)處理本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的程序框圖或軟件（選做） 。教學(xué)討論：表面活性劑都能降低溶液的表面張力，因此測(cè)定表面張力是研究表面活性劑的重要手段。讓學(xué)生討論表面活行劑在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。介紹其它的諸如圈環(huán)法、滴重法、毛細(xì)管法等測(cè)定表面張力的原理。（十二）小浮選實(shí)驗(yàn)（磨礦粒度對(duì)浮選效果的影響）一、 目的了解浮選實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、原理及操作過(guò)程，學(xué)習(xí)浮選實(shí)驗(yàn)的基本操作過(guò)程。觀察、分析浮選過(guò)程的現(xiàn)象。二、 基本原理

礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)-疏水性差異是礦物浮選基礎(chǔ)，表面疏水性不同的顆粒其親氣性不同。通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩礁淖兓驈?qiáng)化礦漿中目的礦物與非目的礦物之間表面疏水性差異，以氣泡作為分選、分離載體的分選過(guò)程即浮選。浮選過(guò)程一般包括以下幾個(gè)過(guò)程：礦漿準(zhǔn)備與調(diào)漿：即借助某些藥劑的選擇性吸附，增加礦物的疏水性與非目的礦物的親水性。一般通過(guò)添加目的礦物捕受劑或非目的礦物抑制劑來(lái)實(shí)現(xiàn)；有時(shí)還需要調(diào)節(jié)礦漿的PH值、溫度等其它性質(zhì)，為后續(xù)的分選提供對(duì)象和有利條件；形成氣泡：氣泡的產(chǎn)生往往通過(guò)向添加有適量起泡劑的礦漿中充氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，形成顆粒分選所需的氣液界面和分離載體；氣泡的礦化：礦漿中的疏水性顆粒與氣泡發(fā)生碰撞、附著，形成礦化氣泡；形成礦化泡末層、分離：礦化氣泡上升到礦漿的表面，形成礦化泡末層，并通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞焦纬龊蠹礊榕菽┚V，而親水性的顆粒則保留在礦漿中成為尾礦。三、儀器設(shè)備與材料1.5L實(shí)驗(yàn)室用浮選機(jī)1臺(tái)；微量注射器2支；可控溫烘箱1臺(tái)；瓷盆4個(gè)；入浮試樣1公斤；浮選藥劑適量（具體視試樣種類而定）。四、實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)（以煤泥浮選為例）學(xué)習(xí)操作規(guī)程、熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)、了解操作要點(diǎn)；試運(yùn)轉(zhuǎn)，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行和人機(jī)安全；檢查、清洗浮選槽并安裝就位；3.稱取所需試樣、計(jì)算藥劑量；3.稱取所需試樣、計(jì)算藥劑量；4.將試樣置入燒杯加少量水?dāng)嚢瑁?使礦樣充分潤(rùn)濕后全部加入浮選槽， 并采用該燒杯向浮選槽加水至第一道刻度線；4.關(guān)閉進(jìn)氣閥，開動(dòng)攪拌機(jī)開關(guān)；待礦漿攪拌均勻后，加水至第 2道標(biāo)線；向礦漿中加入所需用量的捕收劑，攪拌 2分鐘；向礦漿中加入所需用量的起泡劑，攪拌 30秒后，打開充氣開關(guān)向礦漿中充氣；隨即開啟刮泡機(jī)構(gòu)刮取泡末并全部接?。浑S著浮選的進(jìn)行，浮選槽中的液位會(huì)逐漸降低，為了保證均勻刮泡，需要用洗瓶不斷補(bǔ)加清水，同時(shí)沖洗粘附在攪拌軸、槽壁上的顆粒。清水補(bǔ)加量以不積壓泡末、 不刮水為準(zhǔn)；待無(wú)泡末或泡末基本為水泡后，關(guān)閉充氣閥，停機(jī)。邊壁粘附的顆粒沖入槽中，溢流口及刮子上的顆粒沖入精礦；排出槽中尾礦；將分選產(chǎn)品過(guò)濾、脫水；烘干（不超過(guò) 75度）至恒重；冷卻至室溫后稱重，并制樣、分析化驗(yàn)。清理實(shí)驗(yàn)設(shè)備、整理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所；五、數(shù)據(jù)處理、分析與實(shí)驗(yàn)報(bào)告將試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表（以煤泥浮選為例）入料濃度起泡劑捕收劑充 氣 量主軸轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)條件g/ig/tg/tm3/m2.minr/min產(chǎn)品重量產(chǎn)率%灰分%分選結(jié)果精礦尾礦合計(jì)誤差編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、思考題攪拌調(diào)漿階段為什么不應(yīng)充氣？簡(jiǎn)述捕受劑和起泡劑的作用機(jī)理？如果將干試樣直接倒入浮選槽可能發(fā)生什么現(xiàn)象？簡(jiǎn)述浮選藥劑的種類與作用。教學(xué)討論：本實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生熟悉小浮選實(shí)驗(yàn)的基本操作過(guò)程與操作因素，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，為后續(xù)獨(dú)立從事浮選工藝實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)；注意引導(dǎo)學(xué)生觀察浮選過(guò)程的現(xiàn)象，如泡末的狀況、礦化程度、礦漿充氣等。 _（十三）微細(xì)礦物油團(tuán)聚分選（超細(xì)顆粒浮選實(shí)驗(yàn)）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)疏水絮凝等界面分選原理和方法的理解與認(rèn)識(shí)， 了解油團(tuán)聚分選實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和影響因素。二、 基本原理油團(tuán)聚又稱球團(tuán)聚，是微細(xì)礦物分選的一種有效的界面分選方法。選擇性球團(tuán)分選法已用于煤、鐵礦、黑鎢礦、錫石、金礦、重晶石、鈦鐵礦等多種礦物的分選。Ft4*Htffih其基本原理是：礦石磨細(xì)后，用調(diào)整劑分散礦漿，加入表面活性劑使目的礦物疏水，加入中性油，使中性油在疏水顆粒表面鋪展， 由于疏水相互作用及油橋的形成， 覆蓋中性油的細(xì)顆?；ハ嗾掣叫纬捎途蹐F(tuán)。此種絮團(tuán)一般粒度較大、強(qiáng)度較高，通?？梢圆捎煤Y分等方法分離回收。一般認(rèn)為，油團(tuán)聚過(guò)程中，首先形成較小的種子油團(tuán)，在攪拌、剪切作用下，種子油團(tuán)不斷的兼并、粘合形成大的穩(wěn)定的油團(tuán)。即具有成團(tuán)、生長(zhǎng)、平衡三個(gè)主要階段。影響油團(tuán)聚的主要因素有PH值、捕收劑、中性油用量、攪拌強(qiáng)度、攪拌時(shí)間等。三、 儀器與材料調(diào)速攪拌器1臺(tái)；2.250毫升燒杯2個(gè)；玻璃棒1根；10毫升注射器3個(gè)；篩孔1毫米和0.5毫米圓篩（D=200）各1個(gè)；洗瓶1個(gè)；250毫米瓷盆6個(gè)；濾紙若干；PH計(jì)；A:水玻璃、煤油（柴油）若干、-75ym毫米煤泥500克；B:-15□黑鎢礦200克、FeCl3和油酸鈉若干、燃料油若干。四、 實(shí)驗(yàn)步驟與操作技術(shù)固定礦漿濃度，研究不同藥劑用量或攪拌強(qiáng)度對(duì)分選效果的影響 （也可根據(jù)需要研究其它因素）。用250毫升的燒杯，配置150毫升重量濃度10%的均勻礦漿；將燒杯置于攪拌架上，調(diào)整攪拌葉片的高度，使下端與燒杯底部距離 1厘米左右;開機(jī)、選擇攪拌速度（1000、1200、1400、1600r/min）；加入干煤重量（5%、10%、15%、20%）重量的煤油（柴油），攪拌15分鐘；密切觀察過(guò)程中顆粒絮團(tuán)的粒度變化情況 ，觀察成團(tuán)過(guò)程的三個(gè)主要階段。用圓篩對(duì)礦漿進(jìn)行分級(jí)（注意用洗瓶噴洗篩上物） ，篩下尾礦過(guò)濾，烘干、稱重、制樣、化驗(yàn)。五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)報(bào)告1?每個(gè)單元實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄于單元實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表；現(xiàn)象及結(jié)果分析：編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、 思考題根據(jù)物理化學(xué)的原理，分析球團(tuán)形成的原因。油團(tuán)分選過(guò)程為什么需要一定強(qiáng)度的攪拌？球團(tuán)分選與選擇性絮凝有何區(qū)別？條件編號(hào)單兀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表穩(wěn)定條件礦漿濃度%煤油用量%攪拌速度r/min入料粒度-3入料灰分%分選團(tuán)聚物重量團(tuán)聚物產(chǎn)率團(tuán)聚物灰分尾礦重量尾礦灰分結(jié)果TiTi――某一累計(jì)時(shí)刻（ i=0、1、2、3……n）,s;式中式中v――澄清界面的初始沉降速度, mm/s;實(shí)驗(yàn)人員：指導(dǎo)教師:教學(xué)討論：引導(dǎo)學(xué)生觀察本實(shí)驗(yàn)過(guò)程的現(xiàn)象并結(jié)合所學(xué)的物理化學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。如相界面能與油團(tuán)聚過(guò)程進(jìn)行的難易程度的關(guān)系分析、對(duì)攪拌速度對(duì)分選效果影響等。弓I導(dǎo)學(xué)生探討油團(tuán)聚與兩液分、泡末浮選的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。（十四）懸浮液絮凝沉降特性研究（污水凈化實(shí)驗(yàn)）一、目的掌握懸浮液沉降特性試驗(yàn)的基本操作方法；了解試驗(yàn)所用絮凝劑的性質(zhì)和作用機(jī)理。、基本原理出現(xiàn)明顯的澄清界面,懸浮液中的細(xì)小固體顆粒表面帶有電荷，由于排斥作用而分散。采用無(wú)機(jī)電解質(zhì)凝聚劑可以抵消顆粒表面的電荷，然后靠顆粒間的吸附作用聚團(tuán)。而有機(jī)絮凝劑主要通過(guò)高分子的活性基團(tuán)的架橋作用使顆粒形成絮團(tuán)。兩者的配合使用往往效果更佳。出現(xiàn)明顯的澄清界面,加入藥劑以后，隨著絮團(tuán)的增大沉降速度加快，沉降過(guò)程中由澄清界面的下降速度可繪出沉降時(shí)間與澄清界面下降距離的曲線一一沉降曲線。澄清界面的初始沉降速度可用下式計(jì)算:Hi——對(duì)應(yīng)于Ti的澄清界面累計(jì)下降距離,mm；A――直線段起始端型值點(diǎn)順序號(hào)（一般 A=1）;B――直線段末端型值點(diǎn)順序號(hào)；M――直線段A到B的型值點(diǎn)的累計(jì)個(gè)數(shù)。M=B—A+1三、儀器設(shè)備及材料帶橡膠塞的磨口圓柱量筒，容量為 500Ml；燒杯與錐形瓶，容量分別為 500mL和260mL；TOC\o"1-5"\h\z磁力攪拌器，調(diào)速范圍 250~1000r/min ；直管吸管，容量20mL ；大肚吸管，容量20mL 和50mL；稱量瓶，60X30mm;注射器，容量1mL、5mL、20Ml ；濕式分樣器，分樣誤差（質(zhì)量相對(duì)誤差小于 2％；粉狀聚丙烯酰胺；小于0.5mm浮選尾煤煤樣500g或其它懸浮液、污水等5升。四、試驗(yàn)過(guò)程及步驟（一）配制0.1％聚丙烯酰胺100mL：用牛角勺以最少的次數(shù)將絮凝劑裝進(jìn)已知質(zhì)量的潔凈而又干燥的稱量瓶中，稱取0.25g，稱量時(shí)要求準(zhǔn)確到0.001g同時(shí)按0.1％的溶液濃度求出稀釋水的體積 Vp。式中Vp――添加水量，mL；G G 稱量的商品絮凝劑的重量，g；c――商品絮凝劑的純度（以小數(shù)表示） ，％;Cp――所配制的絮凝劑水溶液濃度，％;――添加水的密度，=1kg/L。將所求出的稀釋水，使用量筒稱量并注入 500mL燒杯中，再將燒杯量置于磁力攪拌器上，放入攪拌磁棒，開啟磁力攪拌器，調(diào)整轉(zhuǎn)速使液體產(chǎn)生強(qiáng)烈渦流。再將稱好的絮凝劑均勻地分散地撒在渦流面上，待絮凝劑全部撒完后，將磁力攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)至300~400r/min，攪拌2h，使絮凝劑顆粒完全溶解。若攪拌完畢后仍有未溶解的聚團(tuán)顆粒，此溶液作廢，重新配制。（二）進(jìn)行沉降試驗(yàn)稱取試樣40g待用;將稱好煤樣仔細(xì)倒入 500mL量窗口中，并注入少量清水進(jìn)行潤(rùn)濕，上下倒置，直至煤泥全部潤(rùn)濕并分散在水中為止。用普通坐標(biāo)紙制成紙帶，粘附于 500ML量筒壁上，以液面為原點(diǎn)，單位為mm，方向向下建立縱坐標(biāo)系（見圖7－1）。將蛇形日光燈管扭成垂直狀，開啟開關(guān)，放置在量筒附近，以觀察量筒澄清界面的形成和下降情況。根據(jù)0.8g/m'的藥劑單元耗量計(jì)算，用注射器吸取絮凝劑溶液0.4mL，一次性加入待試驗(yàn)的量筒中，蓋緊橡膠塞。將量筒上下翻轉(zhuǎn)5次，轉(zhuǎn)速以每次翻轉(zhuǎn)時(shí)氣泡上升完畢為止。平行實(shí)驗(yàn)中翻轉(zhuǎn)次數(shù)，力度和時(shí)間應(yīng)基本一致7.當(dāng)翻轉(zhuǎn)結(jié)束后，迅速將量筒立于日光燈管前，并立即開始記時(shí)。7.1cm為澄清界面每下降 0.5~1cm 1cm為記錄間隔，待澄清界面接近壓縮區(qū)時(shí)，再以 0.5cm為記錄間隔，直至沉淀物的壓縮體積不發(fā)生明顯變化時(shí)為止。