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1什么是跳汰选矿
跳汰选矿——矿物颗粒混合物在垂直脉动介质流作用下,按密度差异进行分层和分离心过程,称跳汰。
水力、风力跳汰
床层——物料给入跳汰机筛板上,形成的一定厚度的物料层。
2物料的分层过程
在脉动水流的作用下,物料得以按密度分层。
在水流的上升期间,床层被抬起松散开,重矿
物趋向底层转移,及至水流转而向下运动时,床层的松散度减少,开始是粗颗粒的运动变困难,以后床层愈来愈紧密,只有细小的矿物颗粒可以穿过间隙向下运动,称钻隙运动。下降水流停止,分层亦暂停止。直到第二周期开始,又继续进行这样的分层运动,如此循环。
最后密度大的矿粒集中到了底层,密度小的矿粒进入到上层,完成了按密度分层,密度小的矿粒进入到上层,完成了按密度分层,这一过程如图示,用特殊的排料装置分别接出后,即可得到不同密度的矿物。图2-5-1一周期松散与分层过程。
分层的内因:矿粒自身的性质;
分层的外因:交变水流。
手动动筛活塞式跳汰机鲍姆跳汰机
跳汰理论发展
跳汰选矿具有工艺系统简单、操作维修方便,处理量大和投资少且有足够分选精度等优点。因而在煤的可选性适宜时,被优先采用。
煤炭分选,跳汰选煤的比重很大,全世界有50%的洗选煤炭是跳汰选,我国和德国占60%左右,远超过其它选煤方法。
跳汰选粒度级别宽,分级、不分级。
跳汰机适应性强,除极难选煤外,均可采用跳汰法。
迈耶尔:将床层视为一个整体,提出床层分层前所具有的位能,高于分层后所具有的位能。因此,只要给床层创造一个适当的松散条件,重物料就必然自发地进入床层的下层。
分层是通过性质不同颗粒在床层中重新分布而达到床层内部位能降低的过程。而床层位能降低的速度就是床层的分层速度。
悬浮体进行的分层,下层集中着粗粒和重粒,上层集中着粗粒和细粒,位能的主要部分都转化为克服颗粒之间的各种阻力的功。
以图2-5-2示来分析跳汰过程的能量传递与转换。某一系统在一开始是混合均匀的,其重心位于H/2处,它的位能E1为:
E1=(h1+h2)(m1+m2)/2
式中
h1、h2──分别为轻、重物料的厚度;
m1、m2──分别是轻、重物料的重量。
当经过足够长的跳汰时间后,假定床层完全分层,即重产物全部在下层,轻产物全部在上层,此时床层位能降低到
E2=h2m2/2+(h2+h1/2)m1
分层前后能量的变化为
E=E1-E2=(m2h1-m1h2)/2
=h1h2A(22-11)/2
分层结果必然是高密度矿粒位于下层,低密度矿粒位于上层。若密度相同而粒度不同的两种矿粒,在自然堆积时,大粒度者的固体容积浓度高,分层结果必然是粒度大的位于下层,粒度小的位于上层。
从个别颗粒的运动差异中探讨分层原因的学说提出最早,先后有:按颗粒的自由沉降速度差分层学说,按颗粒的干涉沉降速度差分层学说,按颗粒的初加速度差分层学说及按干涉沉降一吸吸作用分层学说等。
以上均不够全面。
维诺格拉道夫(1952年)以数学形式,将各项因素加以概括列出力学微分方程式,算是总其大成。
在垂直交变流中,床层中的颗粒所受到的作用力有:颗粒在介质中的重力、介质阻力、介质被带动作加速运动的附加惯性阻力、介质本身作加速运动的附加推力及床层中其他颗粒对运动颗粒的摩擦碰撞机械阻力等。
l、床层中的矿粒在垂直交变流中的受力分析
假定取作用在颗粒上的力,其作用方向以向下为正、向上为负。