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拣选设备组成及工作原理

2020-05-27 13:088740
       近年来科学工作者发现,在电磁波谱范围(见图4-1-1)内的各种电磁波都可为 拣选所利用。虽然不同的电磁波产生的机理不同(无线电波是由振荡电路中自由电子 的周期性运动所产生的;红外线、可见光、紫外线是由原子的外层电子受激发后所产 生的;X-射线是由原子内层电子受激发而产生的;7 -射线是原子核受激发后产生 的),但它们都服从电磁波的共同规律。不同电磁波的频率及波长不同,表现出不同的 特性,能以不同的形式为拣选所利用。

根据拣选所用辐射源的波长进行的拣选法分类表见表4-1-1。表中分七大类、13 种拣选方法。根据电磁波谱图可以看出,各种电磁波的波长范围已经衔接起来。所以 分类表中各类别的波长划分界限并不十分严格。表中第二类的中子流,其特性似与其 他电磁波不完全相同,它有明显的质量,因为中子是粒子,但根据近代物理对微观粒 子运动规律的研究得知,不仅光有波粒二象性,微观粒子也有波粒二象性。根据中于 的质量和速度,就可以求出其波长,所以利用中子的拣选法也列入了表4-1-1中。

一个矿区的矿石是否可以用拣选方法拣出大块废石或大块有用矿石,主要由矿石 特性所决定。根据矿石的不同特性,相应有不同的拣选方法。

现将各种拣选方法所共同要求的矿石特性及主要拣选方法的理论基础简述如下。

表4-1-1拣选法分类

类别

辐射种类

波长范围

$10-9m

拣选法名称

所利用的特性

应用范围

1

!-射线

<10-2

放射性分选法

!吸收法

!散射法

!荧光法

!中子法

天然!放射性

通过矿块的强度

散射的!强度

荧光强度

中子辐射密度

铀、钍矿石及与其伴生的 有用元素

铁、铬、煤等矿石

铬、铁、镣、铜、锌等矿 石

锡、钨、镣等矿石铍矿石 等

2

中子流

10-2*10-1

中子吸收法

通过矿块的中子强度

硼矿石等

3

X-射线

5$10-2〜10

X荧光法

X吸收法

荧光强度 通过矿块的X-射线

金刚石等 煤、铁矿石等

4

紫外线

(1.0〜3.8)$102

紫外荧光法

荧光强度

白钨矿、萤石等

5

可见光

(3.8〜7.6)$102

光电法 光吸收法

漫反射光强度通过矿块的 光强度

钨矿、含金矿石、菱镁矿 等

透明矿石

6

红外线

7.6$102〜104

红外法

发射的红外线

石棉矿等

7

无线电波

105 〜1014

电感或电容无 线电谐振法

(电导磁性法)

电磁场能量的变化量

铜、镣、铅、锌的重金属 氧化矿及硫化矿石

矿石特性对拣选的影响

影响拣选可选性的矿石特性主要有:矿石中有用组分分布的不均匀性;矿石的粒 度组成特性;拣选所利用的分选特征与矿石中有用组分的相关程度。

矿石中有用组分分布的不均匀性

有用组分在矿石中分布的差异是拣选的基础。有用组分在矿石中的存在形式、有 用矿物在矿体中的分布特性(是粗粒嵌布还是浸染状分布)、矿体的形状、大小以及矿 体与围岩的接触状态等不同情况,使采出矿石的品位分布有很大差别,对能否进行拣, 迭及拣选可能获得的工艺指标有重要的影响。

大型海相沉积矿床的矿化均匀,其采出矿石的品位差别很小,不能进行拣选。热 液矿床、脉状矿床、矿体形状复杂及矿体薄的矿床,其矿化不均匀,采出矿石的品位 差别很大,易于进行拣选。

图4-1-2显示了几种矿化均匀程度及矿体形状的图形。其图!中,有用矿物呈 均匀浸染状分布于矿体,矿石不可选;图"中,有用矿物呈粒状嵌布,矿化不均匀, 可以进行拣选,图#中,矿体小,形状不规则,矿体与围岩界限明显,易选;图$中, 矿体薄,矿体与围岩界限明显,易选;图%中,矿体厚,矿体与围岩界限不明显,难 选。所以,从矿山地质情况就可初步推算出拣选的可能性。

图片30

矿石采出后,为了解有用元素品位分布的不均匀程度,而需取数百块有代表性的 矿石,逐块进行品位测定,然后计算各矿块品位与原矿品位的平均相对偏差

还可以利用可选性曲线来评价矿化的不均匀性。这种方法较简单明了。首先,根 据可选性曲线的形状,就可定性地评价拣选的难易程度。图4-1-3为几种典型的可 选性曲线图,其中$为矿化非常均匀的矿石,各个矿块有用组分的品位都等于原矿品 位,无法进行拣选;%为极易选矿石,矿石由一大部分废石(或品位极低的贫矿石) 及一小部分品位很高的矿石组成,易于进行拣选;图&、c为一般矿石的可选性曲线, 其中&难选矿石,c为易选矿石。

图片31


图片32

二、矿石的粒度特性

拣选是粗粒级矿石选矿的一种方法。不同的拣选方法和设备所处理的矿石粒度各 有一定范围。在矿石可选性确定的前提下,入选粗粒级产率愈大,能拣选出来的废石 就愈多,拣选的经济效益就愈明显。

影响采出矿石粒度组成的主要因素有:矿石、岩石的物理力学性质;矿石、岩石 的非均质性、节理和裂隙性;开采时的爆破参数;矿石从采场到分选机的输送方式和 环节。前两种为矿石的自然特性,后两种可以人工控制。

根据岩石强度和裂隙特性,可参考表4-1-2所列数值粗略估计粗粒级产率。

表4-1-2根据岩石特性确定的粗粒级(, 30mm)矿石产率

普氏硬度

岩石裂隙性

粒度为250〜30mm物料产率,

最小

最大

平均

8〜14

40

50

45

50

60

55

14〜20

45

55

50

60

70

65

取代表性矿样进行筛分试验,可以得到较准确的入选矿石的粒度组成特性。原矿 可筛分成几个粒级,如+ 150、- 150 + 65、-65 + 25、-25 + 10、- 10毫米。各粒级 矿石分别进行拣选。一般细粒级(如-10毫米)矿石,不能进行拣选(金刚石矿除外)。对一个矿山来说,如其可入选的粗粒级矿石太少,采用拣选就失去意义。

三、分选特征与矿石有用组分的相关程度

拣选是利用矿石的某个特征来对矿石和废石进行分选的一种方法,一般并不是直 接根据有用组分来进行选别,所以要求选定的分选特征与有用组分之间应有很好的相 关关系。如按矿块的颜色进行拣选时,有些矿块的颜色并不与品位严格成正比,再如 按X-光荧光法拣选时,由于射线穿透能力的限制,矿石发射出的荧光量与矿块品位 不一定成严格的正比例关系,这样按分选特征拣选时,就得不到理想的工艺指标。

为了解分选特征与有用组分的相关程度,需根据分选特征绘制可选性曲线。该曲 线与图4-1-4的差别,只是在绘制时,不是按有用元素的品位,而是按分选特征 (如颜色深浅、荧光强度大小等)换算成有用元素品位后进行矿石分组。

根据可选性曲线及公式(1-2)或(1-3)可求出矿石的不均匀程度指标如 其值与!值相近,即!!!1,则说明选定的分选特征很合理。当M'/!小于0.7 -0.8,则说明分选特征选的不合适,难以有效地进行拣选。

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