(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。
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:
(1)给水器。包括滴管1,漏斗2,浮标3和水阀4.其用途为保证给水量恒定。例如,滴管1中的给水量要求为V毫升/分,若大于此量,则漏斗2中的水面上升,浮标3也随着上升,把水阀4关小。若水量小于V毫升/分时,则漏斗2中水面下降,浮标3也随着下降,将水阀4开大。上下移动滴管1的位置可加大或减小水位的高低,可调节清水给入量。
(2)给矿器,包括锥形给矿漏斗5,调节阀6,搅拌器7,容器8.为保证均衡给矿,采用直接给矿法。将干矿加水制成矿浆后装入锥形漏斗5中,然后加满水以排出空气,塞紧瓶塞,矿粒借自重逐渐沉入容器8中,同时容器8中的水进入锥形漏斗5中,以充填矿粒排出后漏斗所减少的体积。容器中装有搅拌器7,在给矿过程中,不停的搅拌,以防止颗粒在容器中沉淀。矿浆经虹吸管10进入水析管11.
(3)水析管。四级水析管可得5个级别的产品。水析管上部为圆柱体,下部为锥体,分级主要在锥体部分进行,柱体起稳定作用,保证在该水析管中沉降的颗粒不致受变速水流的影响而进入下一水析管,锥体部分自下而上截面积逐渐增大,故流速逐渐变小。
(4)尾流器。包括洋车流瓶15,漏斗15,漏斗16和细泥回收瓶17.通过改变溢流瓶15的位置来调节容器8的液面高低。容器8液面过高,矿浆将流出;过低时给矿管可将进入气泡,从而影响均衡给矿和分级的正常进行。漏斗16中装凝聚剂明矾,使从水析管流出的细泥团聚加速沉淀,回收瓶17用以回收沉淀后之矿泥。
连续水析器的操作步骤:
1)拔开胶管18,从水析管11的下部注入清水,直到全部水析管充满水为止(注水时要封闭各水析管上面的空气管19).然后用虹吸管10将容器8与水析管连接起来。
2)水量的调节是根据所要求的分级粒度确定水析管内水的流速,并由此确定水的流量。按计算好的流量移动滴管1的上下位置,使其滴管1的流量为V毫升/分。
3)给矿。称取干矿样,给矿前将给矿瓶5及下部导管中的气体排出,否则给矿瓶内矿粒将不能沉淀。为此,在给矿瓶内先加入半瓶清水,然后打开水阀6,使一部分水下流以排出管内的空气,然后将矿样加水调成矿浆缓慢的给入给矿瓶内,同时将给矿瓶加满清水,并将瓶上口封闭不使其漏气。
4)水析时,先开动搅拌器7,然后找开水阀6进行给矿,通过虹吸管10使容器8中矿浆缓慢地逐个进入水析管中进行水析。大约经过2小时容器中除少量颗粒外,其他固体颗粒均进入水析管内并进行分级。此时停止搅拌,继续按规定的流量注入清水,达到水析终点为止。
5)水析产品处理。当最后两个水析管(13及14)中水呈清晰时,即水析达到终点。此时应关闭给水管1,打开溢流管20和21排出精水。然后用夹子分别夹着各水析管下部放矿胶管22,拔开18处,从粗到细分别将各级产品卸出,再分别烘干称重,并计算各级别产率和累积产率。
2、淘析法。淘析法是在直径为150~200毫米的容器内进行的。淘析装置如图7所示。容器外面巾上一条毫米方格纸、将矿样(50~100克)倒入容器内,并注入部分水,使矿样平置于容器底面上,在高于矿样层5毫米处标一记号,并在第一记号至水面的距离为h处标记出第二个记号,使高度h不应小于在该容器内液:固=6:1时所需要的水量高度,对泥质矿样所需的高度应该是液:固=10:1.
高度h等于 h=υd·t
式中 υd——直径为d和比重为δ的矿粒沉降速度,厘米/秒,可由公式(6)求出;
h——直径为d和比重为δ的矿粒沉降距离,厘米; t——矿粒沉降h厘米所需的静止时间 ,秒。 测定步骤:
(1)先将矿样放入容器内,并注入到上面的标记处,然后把容器放在座5上。
(2)将直径6~10毫米的U形玻璃虹吸管2的自由端插入容器内到毫米方格纸下边标记处,而带有夹子3的另一端应低于容器底插入溢流收集器4中。
(3)打开注水夹7,使虹吸管2充满水,然后关闭夹7,再用带有胶皮头的玻璃棒强烈搅拌矿浆后,静止t时间,将划吸管的夹子3慢慢打开,使管内的水流入收集器4中,然后容器内重新装水至h高度。按上步骤重复进行数次,直至容器内的水清晰时为止。
(4)虹吸过程是由最细粒级开始,根据需要将矿样分成n个粒级,各粒级均按上述步骤进行淘析,然后将各粒级矿样分别烘干,称重,分析品位。例如,用淘析法以石英为例,计算的粒子尺寸与沉降速度如表4.
为使水析结果准确,水析时必须注意几点:
1)水析试验时必须安装衡压水箱,以保持水析过程中水压稳定。 2)一种矿样需同时做两组或三级水析试验,取其平均值。如果几组水析结果相差较大,则水析试验需重做。
3)矿样中含泥较多或对浮选精矿进行试验时,需加1%浓度的水玻璃溶液用于分散矿泥或消除浮选药剂的影响。水玻璃的用量应为矿样重量的0.05%,用量大时将影响矿粒沉降速度。使用时将已配好的水玻璃溶液与矿样搅拌在一起,调成矿浆后给入给矿装置。
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