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选矿物料工艺性质的测定方法 2007-3-3 11:12:35    浏览: 次   我要评论
[导读]
    一、摩擦角和堆积角的测定
    (一)摩擦角的测定
    摩擦角的测定可在摩擦角测定器上进行(如图1).其构造是将平板一端铰接固定,而另一端则可借细绳牵引自由升降。
    测定时将被 测物料置于板的固定端的中心部分,并将板缓慢的下降,直至物料开始滑动时为止(不准滚动),此时测出的倾角即为摩擦角。测定时应重复3~5次,取其平均值。
    应该指出:摩擦角测定器的倾斜平板(有木板、钢板或其他材质的板)形状以长方形为适宜,其宽度不应小于被测物料最大粒度的5~10倍,板的长:宽=2:1或3:1均可,由于倾斜平板的材质不同,因而测得的摩擦角也不同,故选择倾斜平板的材质时,应力求接近生产实际。
    (二)堆积角的测定
    测定方法:可在比较平坦的地面或地板上进行测定,将欲测物料通过漏斗落到地面或地板上自然堆积成锥体,直至试验物料沿料堆的各边都同等的下滑为止。然后将一长木板放在锥体的斜面上,再将倾斜仪置于木板上,此时测出的角度即为被测试料的堆积角(或称安息角)。如各种粒度铁矿石的堆积角一般为38°~40°.为使测得数据准确需重复测3~5次,取其平均值。也可用如图2所示装置,预测定的物料由漏斗落至圆台上,形成料堆,直至物为从圆台周围滑下为止。转动一根活动的直尺,即可测出堆积角。
    二、比重的测定
    (一)粉状试样比重的测定
    粉状(1~0毫米)试样比重可根据精确度的要求一般常用比重瓶法进行。比重瓶的容积一般为25,50,100毫升,瓶口上有带毛细孔的玻璃塞子,表示装满水时之容积。根据试样的多少可采用不同容积的比重瓶。
比重瓶法。包括煮沸法、抽真空法及抽真空同煮沸相结合的方法,三者的差别仅仅是除去气泡的方法不同,其他操作程序一样。现将常用的煮沸法介绍如下:
    为使测得数据准确,通常将比重瓶先用洗液(用重铬酸钾20克,加40毫升水稀释,加热溶解,待冷却后再加浓硫酸350毫升)洗涤,然后用蒸馏水或自来水清洗。烘干称重为B(称重时一般常用千分之一天平);再用滴管把蒸馏水注入经重瓶内至有水自瓶塞毛细管中溢出为止,称重为C;把纾缓重瓶内的水倒出重新烘干后,再往瓶内加被测试样(约占瓶容积1/3),称重为A,向比重瓶内注入约占瓶容积2/3的蒸馏水后,一般在水浴中进行煮沸或用抽真空法排净瓶内气泡,使其冷却到室温,然后用滴管把蒸馏水注入比重瓶内仍至有水自瓶塞毛细管中洋车出为止,称重为D。粉状试样的比重可按下式求得:
 
    式中  δ——粉状试样比重;
          A——瓶加试样重量,克;
          B——瓶重量,克;
          C——水加瓶重量,克;
          D——水加瓶加试样重量,克。
   用比重瓶法测比重时,一定要排净气泡,否则影响测定结果的准确性。为使测得的数据准确,在测公平时可用2~3个比重瓶同时做,取其平均值。
    (二)块状试样比重的测定
   块状试样比重可用量简单的称量法进行如图3所示。将被 测的块状试样放入用细金属丝做成的笼子内悬挂在天平一端(笼子的重量是已知的),首先在空气中称重,后浸在盛水(水深度能淹没试样)的容器中再次称重,要求称量天平的精确度达0.01~0.02克,块状试样比重可由下式求出:
    式中  δ——块状试样比重;
          P——块状试样在空气中重量,克;
          P1——块状试样在水中重量,克。
    用此法测定时,为使结果准确,应取数块具有代表性的试样进行测定,取其平均值。
    测定块状试样比重用比重天平更方便,其原理与用普通天平相同。国产的WMG-62型岩石密度计即为一种专用的比重天平,不用计算即可直接测得块状矿样的比重,其测量的范围是1~7.5克/厘米3,当1~4、4~5、5~7.5克/厘米3时测量精度分别为0.02、0.05、0.1克/厘米3.
    该岩矿密度计的构造示于图4中,由头架、底座、支杆、矿样挂钩和砝码挂在右臂的挂钩上,在左边的秤盘内加砝码及片码,直到指针刚好指在指标处为止。然后将矿样浸入盛水的容器中,浸入容器后不要使其碰到容器的底和壁,然后按指针偏移处读数。
    在实际工作中,对鞍山式铁矿石可根据其含铁品位采用下列经验公式近似计算矿石的比重。
    式中  δ——矿石比重;
          β——矿石品位。
    利用经验公式计算鞍山式铁矿石的比重结果如表1.
    鞍山式铁矿石比重和品位的关系                    表1
含铁,%
比重
含铁,%
比重
含铁,%
比重
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
2.65
2.68
2.70
2.72
2.73
2.75
2.77
2.79
2.81
2.83
2.85
2.87
2.89
2.92
2.94
2.96
2.98
3.01
3.04
3.06
3.08
3.10
3.13
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
3.16
3.18
3.21
3.24
3.27
3.30
3.32
3.35
3.39
3.42
3.45
3.43
3.52
3.55
3.59
3.62
3.66
3.69
3.73
3.77
3.80
3.84
3.87
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
3.92
9.96
4.01
4.06
4.10
4.14
4.18
4.23
4.27
4.34
4.39
4.44
4.49
4.55
4.61
4.67
4.73
4.79
4.85
4.90
4.97
5.03
    (三)堆比重的测定
    矿石的堆比重也叫假比重,通常是指单位体积之重量(公斤/升或吨/米3).
    测定时取经过校准的容器,其容积为V,重量为P0,将容器盛满矿石并括平,然后称重为PD,堆比重及其孔隙度分别由下式求出:
    式中  ∆——堆比重;
         δ——比重;
         G——孔隙度。
    在测定堆比重时应注意:测定容器不宜过小,一般情况下,容器的短边长至少应为矿样中最大颗粒的5~10倍,否则精确度差,堆比重分为振实和未振实两种。测定时为减少误差,应进行多次测定,取其平均值。
    三、选矿物料粒度的测定
    物料粒度组成的测定是根据其粒度的大小不同而采用不同的测定方法。大于100毫米的物料通常是直接测量;对粗粒物料(100~6毫米)是用铁丝网编成的手筛测定;对细粒物料(6~0.074毫米)是用套筛测定;对微细粒物料(小于0.074毫米)一般用水析或显微镜测定。
   (一)筛析测定法
    测定时先取有代表性矿样,重量小于200克,用套筛在振筛机上筛析。筛析时间一般为10~20分。然后将套筛取下,对各层筛子中的矿样用手筛检查,如果在一分钟内筛下重量小于筛上重量的0.1~0.5%时,可以为筛析合乎要求。筛后将各粒级称重并计算其产率。用套筛(见表2)筛析结果的实例示于表3及图5中。
套筛规格(上海筛)                       表2
网/目,目/英寸
筛孔尺寸,毫米
网/目,目/英寸
筛孔尺寸,毫米
8
10
12
16
24
26
30
35
40
45
55
2.500
2.000
1.600
1.250
0.800
0.710
0.630
0.500
0.450
0.400
0.315
65
100
120
150
180
200
250
280
300
370
0.250
0.154
0.140
0.100
0.090
0.076
0.061
0.053
0.046
0.042
某矿样筛析结果                  表3
筛孔尺寸毫米
级别网目,目/英寸
产率(%)
部分
累积
>2.5
2.5~2.0
2.0~1.25
1.26~0.63
0.63~0.315
0.315~0.154
0.154~0.1
0.1~0.076
0.076~0
合计
8
10
16
28
55
100
150
200
-200
11.81
8.19
14.22
24.93
14.37
12.17
5.53
1.55
7.23
100.00
11.31
20.00
34.22
59.15
73.52
85.69
91.22
92.77
100.00

    上述的筛析方法适用于含泥少的干矿样的筛析,当矿样含水含泥时,应采用干、湿联合筛析法。即先用细级别筛子进行湿式筛分,湿筛所得的产品烘干后(烘干的温度不宜过高),再将筛上产品用标准筛进行干筛,然后将细粒细则干、湿筛矿样合并在一起。为了保护筛网,湿筛时如果矿样多可分批筛或者将矿样放在容器中用淘析法筛矿泥,粗粒级烘干,直接进行干筛。但必须注意,筛析后各粒级产品称重的总和应基本上与入筛的原矿样重量相符。一般要求筛析损失量不超过1~2%.
    快速筛析。在试验室连续试验或在工业试验中,往往对某一作业需进行粒度测定,以便及时的调整操作,使试验能稳定的进行。在此情况下即用快速筛析进行粒度测定。
    在测定前根据物料比重计算出浓度表和作出一定容积的浓度壶。测定时先用浓度壶截取矿浆,称重后查出矿浆浓度和矿石重量(干矿),然后将全部矿浆用所需粒级的筛子进行湿筛,筛后将筛上产品烘干、称重,即可计算出产率。
   (二)水析测定法
    1、连续水析法。连续水析法是在连续水析器中进行的。试验室内一般采用的连续水析器是由4~6个水析管组成,其管径的大小有一定比例。通常用的水析管直径分别为24.4、45.6、89、134.4毫米。每次水析矿样量大约为50~100克,一份矿样水析时间大约需16~24小时,以最后两水析管中水流清晰时为止。在进行水析时,各管的粒级范围和流量可根据最后一水析管中所溢出的最大颗粒尺寸(5~10微米)来确定。例如,已知矿样的比重为δ,要求最后水析管溢出的最大颗粒尺寸为d厘米,则水流的上升速度υ可由下式求出:
                        υ=5450d2(δ-1),厘米/秒                        (6)
    则水的流量为: 
                         Q=F·υ毫米/秒                                (7)
    式中  F——最后一水析管圆柱部分截面积,厘米2
         υ——最后一水析管中水的上升流速,厘米/秒.
    式(7)适用于一定粒度范围内的理想球体颗粒。
   已知各个水析管的直径(即水析管柱部分的内径),可求出各级水析产品的粒度。水析器有n个水析管,可得到n+1产品,设水析管的直径分别为D1、D2……Dn.其截面积分别为F1、F2……Fn.管中上升水流速分别为υ1、υ2……υn.各管中沉降颗粒的直径分别为d1、d2……dn。由于各水析管中的流量Q均相等,则:


    即两水析管分级产品的直径之比等于其管径之反比。根据上述关系式,可求出各级产品的粒度范围,即:
                  +d1;-d1+d2;……-dn-1+dn;-dn
  上述式(6)至(9)是对理想球体颗粒而言,但矿粒并非球体,因此常用与矿粒有相同沉降速度的球体直径表示矿粒的粒度。在用式(7)计算时,矿粒比重δ的选取是应根据需要而定,主要有如下几种情况:(1)对原矿和尾矿水析时的比重δ应选取主要脉石的比重或石英的比重(2.65);(2)对精矿水析时的比重δ可用实际测定的精矿比重;(3)对某一种有用矿物进行系统地研究,考察其在各个粒级中的分配和计算各产品的指标,则水析时对各产品皆应统一选取该种有用矿物的比重;(4)对两种以上有用矿物水析时,应选取其中主要有用矿物的比重,计算次要的有用矿物时,可按等落比换算。(5)如要计算粒级回收率,水析时采用与原矿相同的比重δ(即在石英的比重)。要计算其他矿物颗粒的粒度可按等落比换算。
    图6为四管水析器装置示意图,它由以下部分组成:

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