选矿学试验doc.docx
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选矿学试验doc
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
1=G1/G
1
11
-272+152
G2
2=G2/G
1+2
2
（11+22）/（1+2）
-152+74
G3
3=G3/G
1+2+3
3
（11+22+33）/（1+2+3）
-74+45
G4
4=G4/G
1+2+3+4
4
（11+22+33+44）/（1+2+3+4）
-45+10
G5
5=G5/G
1+2+3+4+5
5
（11+22+33+44+55）/（1+2+3+4+5）
-10
G6
6=G6/G
100.00
6
=11+22+33+44+55+66）/（1+2+3+4+5+6）
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10m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f=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=（s-f）gd2/18
（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）;
s—固体密度（kg/m3）;
f—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）;
—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（s-f）d2/厘米/秒
（2）
如介质为水，常温时可取u=0.01泊，f=1克/厘米3，于是上式又可简化为
v=5450（s-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克、1000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、将数据填入装矿量试验数据表。
B磨矿浓度试验
1、取试样4公斤，用四分法分成八等份，每份500克
2、按液固比0.5：
1、1：
1、1.5：
1、2：
1的条件分别将500克矿样，按先加水后加矿石的次序，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，筛上产物进行烘干、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）
250
500
750
1000
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（%）
根据上面两个表的数据，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
第二篇磁选实验
粉煤灰中铁的磁选实验
一、实验目的：
1．通过此实验了解磁选的应用领域。
2．通过此实验学会湿式强磁选机的操作应用。
二、实验原理
磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间磁性差异使矿物实现分离的一种选矿方法，主要应用黑色金属矿石分选、有色和稀有金属矿石的精选、非金属矿中含铁杂质的脱出，铁精矿每提高1%，高炉利用系数2%~3%，焦炭消耗降低1.5，石灰石消耗量降低2%，在矿浆磁选中矿石主要（受重力、惯性力、摩擦力、磁力）的作用，通过控制电流控制磁场的强度来的控制磁力，从而达到分选目的；按比磁化率大小把矿物分为强磁性矿物（χ>4.0×10-5m3/kg，在磁场强度达80~136m3/kg的磁选机中可以分选）；弱磁性矿物χ=1.26×10-7~7.5×10-6,在磁场强度达480~1840m3/kg的磁选机中可以分选；非磁性矿物χ<1.26×10-7m3/kg，目前的技术还不成功或不能选。
三、实验步骤
1．准备原料、矿浆（浓度10%、-200目粒度占75%、最大颗粒小于1mm、搅拌3分钟）；
2.准备实验的辅助工具，包括（加水壶、洗尔球）；
3．打开冲水开关；
4．打开电源、模式调成运行；
5．调正电流值；
7．调整搅拌器；
6．调整给矿时间、中冲时间、精冲时间；
7．往容器中加如500毫升清水；加入配制好的矿浆、加入清水至3升，搅拌3分钟，充分均匀。
8．启动PLC，开始选矿。
正交实验数据表格
因素
试验号
电流大小
1
给矿时间
2
原料浓度
3
指标（TFe）
回收率%
1
1（8）
1（6s）
1（10）
2
1（8）
2（10s）
2（20）
3
1（8）
3（12s）
3（30）
4
2（16）
1（6s）
2（20）
5
2（16）
2（10s）
3（30）
6
2（16）
3（12s）
1（10）
7
3（24）
1（6s）
3（30）
8
3（24）
2（10s）
1（10）
9
3（24）
3（12s）
2（20）
TFe
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
R
回收率
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
R
四、实验讨论
1、电流大小对粉煤灰磁选效果的影响
2、给矿浓度对粉煤灰选铁效果的影响
第三篇重选实验
实验一摇床实验
一、目的
掌握摇床的基本结构和工作原理，了解矿物在床层上的分带过程；了解影响摇床工作效果的因素。
二、基本原理
1.物料在床面上的松散分层
在摇床分选过程中，水流沿床面横向流动，不断跨越床面隔条，流动变化的大小是交替的。
每经过一个隔条即发生一次水跃。
水跃产生的涡流在靠近下游隔条的边沿形成上升流，而在沟槽中间形成下降流。
水流的上升和下降是矿力松散、悬浮的动力，而松散悬浮又是发生颗粒分层使得重颗粒转入底层的前提。
由于底层颗粒密集且相对密度较大，水跃对底层的影响很小，因此在底层形成稳定的重产物层。
而较轻的颗粒由于局部静压强较小，不能再进入底层，于是在横向水流的推动下越过隔条向下运动。
沉降速度很小的颗粒始终保持悬浮，随横向水流排出。
2.物料在床面上的分带
（1）横向水流包括入料悬浮液中的水和冲洗水两部分。
由于横向水流的作用，位于同一高度层的颗粒，粒度大的要比粒度小的运动快，密度小的又比密度大的运动快。
这种运动差异又由于分层后不同密度和颗粒占据了不同的床层高度而愈加明显：
水流对于那些接近隔条高度的颗粒冲洗力最强，因而粗粒的低密度首先被冲下，即横向运动速度最大；沿着床层的纵向运动方向，隔条的高度逐渐降低，原来占据中间层的颗粒不断地暴露到上层，于是细粒轻产物和粗粒重产物相继被冲洗下来，沿床面的纵向产生分布梯度。
（2）由于床面前冲及回撤的加速度及作用时间不同导致的床面差动运动，引起颗粒沿床面纵向的运动速度不同。
特别是颗粒群分层以后更加剧了不同密度和粒度的颗粒沿床面的纵向运动差异。
既底层的密度较高的颗粒由于与床面间的摩擦系数较大，因而具有随床面一起运动的倾向。
而位于上层的颗粒由于水的润滑及所具有的相对松散的状态摩擦力较小，因而随床面一起运动的趋势较弱。
所以低密度颗粒尽管与床面间具有较大横向运动速度，但综合的结果是低密度颗粒沿床面的纵向距离较短；而高密度不但沿床面的横向运动速度较小，且由于每次负加速度的作用，可以获得一段有效的前进距离。
进一步导致了轻重颗粒的运动差距离差异。
不同颗粒每一瞬时沿横向和纵向的运动速度并不一样。
受隔条的阻挡，颗粒的实际轨迹是阶梯状的，颗粒的最终运动方向只能由两个方向的平均速度决定。
根据前面分析，低密度、粗颗粒具有最大偏离角，高密度细颗粒具有最小偏离角。
其它颗粒界于两者之间。
最终导致轻重产物的扇形分布。
扇形分带愈宽，分离精度越高。
而分带的宽窄由颗粒间的运动速度差异决定。
三、 仪器设备与材料
1．实验室用摇床一台；天平（1公斤）一架；
2．物料桶5个，瓷盆若干，量筒1个（1000毫升）；
3．毛刷1把，秒表1块，测角仪把，转速表1块，钢尺1把；
4．轻重产物之间有较大的视觉差异2.5~0.5毫米物料混合试料。
四、 实验过程与操作技术
1.学习操作规程，熟悉设备结构，了解调节参数与调节方法；称取试样500克；
2.选定工作参数，清扫床面，调节好冲水后确定横冲水流量；将润湿好的矿样在2分钟内均匀的加入给料槽，调整冲水及床面倾角，使物料床面上呈扇形分布，同时调整接料装置，分别接取各产品。
待分选过程结束后，停机，继续保持冲水，清洗床面，将床面剩余颗粒归入重产物；
3.按照上述参数，用备用样做实验，接取3个产物；
4.实验结束后清理实验设备、整理实验场所。
五、数据处理与实验报告
a）将实验条件与分选结果数据记录于下表；
b）分析实验条件与分选结果间的关系；
c）编写实验报告
摇床分选实验数据记录表
试验结果
产品
重量，g
产率，%
品位分析
产品1
产品2
产品3
合计
六、 思考题
1．设想隔条的高度沿纵向不变会发生什么现象，为什么？
2．什么叫水跃现象？
3．影响摇床分选的主要因素有哪些？
如何影响？
实验二螺旋选矿实验
一、 目的
了解螺旋分选机的结构和工作原理，观察物料在螺旋分选机中的运动状态与分离过程。
了解螺旋分选试验的基本操作过程，了解影响螺旋分选的主要因素。
二、 基本原理
螺旋分选过程主要涉及水流在螺旋槽面上的运动规律、物料颗粒在螺旋槽面上的运动规律及颗粒在运动过程的综合受力规律。
在螺旋槽面的不同半径处，水层的厚度和平均流速不同。
愈向外缘水层越厚、流速愈快。
给入的水量增大，湿周向往扩展，但对靠近内缘的流动特性影响不大。
随着流速的变化，水流在螺旋槽内表现为两种流态，即靠近内缘的层流和外缘的紊流。
在流动过程中，水流具有两种不同方向的循环运动。
其一是沿螺旋槽纵向的回转运动；其二是在螺旋槽内外缘之间的横向循环运动。
两种流动的综合效应使上下水层的流动轨迹不同。
由于横向循环运动的存在，在槽内圈水流表现有上升的分速度，而在外圈则具有下降的分速度。
颗粒在槽面上的运动同时受重力、惯性离心力、水流的推动力及摩擦力的作用。
水流的动压力推动颗粒沿槽的纵向运动，并在运动中发生分散和分层。
由于水流速度沿深度的分布差异，悬浮于上层的细泥及分层后较轻的颗粒具有很大的纵向运动速度，因而也就具有很大的离心加速度。
而位于下层的重颗粒沿纵向运动的分速度较小，相应的离心加速度也较小。
由于上述差异而导致物料颗粒在螺旋槽的横向分层（分带）。
重力的方向始终垂直向下。
由于螺旋槽的空间倾斜，故重力分布除了推动颗粒沿纵向移动外，也促使颗粒向槽的内缘运动。
颗粒的惯性离心力方向与其回转半径相一致，并大致与所处位置的螺旋线的曲率半径重合。
直接与槽底接触的颗粒其所受的摩擦力更加明显。
位于上层的颗粒受水介质的润滑作用摩擦力较小。
微细颗粒呈悬浮态运动，不在有固体边界的摩擦力。
上述各作用的综合结果导致物料颗粒在螺旋中的分选分离经过三个主要阶段：
首先为分层阶段，在紊流作用下，重颗粒逐渐进入下层，轻颗粒逐渐进入上层。
这一阶段在完成1次回转运动后初步完成；第二阶段是分层结束的轻重颗粒的横向展开、分带过程。
离心加速度较小的底层重颗粒向内缘运动；上层的轻颗粒向中间偏外运动，而悬浮的细泥则被甩向最外缘。
流体的横向循环和螺旋面的横向坡度对这种分布具有重要的影响。
随着回转运动次数的增加，不同的颗粒逐渐达到稳定运动的过程；第三阶段即平衡阶段，不同性质的物料颗粒沿着各自的回转半径运动，分选过程完成，此后的运动将失去实际意义。
研究表明，颗粒分层和分带作用区域主要在螺旋横断面的中部，该区域的主要特点是矿浆的浓度基本不变，颗粒与水层之间具有较大的速度梯度。
三、 仪器设备与材料
1.仪器设备：
螺旋分选机、天平（台秤）；
2. 工具：
20L接料桶3个、样品盘5个、小盆10个；
3. 材料：
6毫米以下物料（原煤或其它矿样与物料）20公斤。
四、 实验步骤和操作技术
1.学习设备操作规程，检查设备，对动力部分进行试转；
2.缩制两份重量分别为2.5和5公斤。
3.入料桶中加入试样并加水至所需浓度，同时搅拌保证料浆悬浮。
4. 准备好接样，将入料桶中的悬浮混合物料加入螺旋分选机；
5. 料浆排完后，适量用水冲洗沾附在槽壁上的物料，并入接料桶；
6. 彻底冲洗给料桶和分选机，将各产品脱水、烘干、称重；
7. 根据需要，制取入料及产品的分析、化验样，进行分析化验。
五、 数据处理与实验报告
1.实验数据记录于下表；
序号
入料粒度
入料
浓度
入料
品位
产品1
产品2
产品3
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