选矿学

一：名词解释

介质阻力：矿粒在介质中运动时，由于介质质点间内聚力的作用，最终表现为阻滞矿粒运动的作用力，这种作用力叫介质阻力。

机械阻力：处于运动中的粒群，颗粒之间、颗粒与器壁之间产生摩擦碰撞所导致的阻力称为机械阻力。

形状系数：用球体沉降速度公式计算形状不规则的矿粒沉降速度时所引入的一个修正系数固体容积浓度：单位体积悬浮液内固体颗粒占有的体积（λ）

松散度：单位体积悬浮液内液体所占有的体积称为松散度（θ）

球形系数：

流体的粘度：

等沉现象：沉降过程中，往往存在某些粒度大密度小的矿粒同粒度小密度大的矿粒以相同沉降速度沉降的现象，这种现象叫做等沉现象。

等沉比：等沉颗粒中，小密度矿粒的粒度与大密度矿粒的粒度之比，称为等沉比。（E0）沉淀度：在单位时间内单位横断面积上所沉淀的固体体积量。

最大沉淀度：

阻力系数：是矿粒形状和雷诺数Re的函数

动力粘度：使用单位距离的单位面积液层，产生单位流速所需之力

运动粘度：动力粘度μ与流体密度ρ的比值（v）

粘性阻力：由于介质的粘性，使介质分子与矿粒表面存在黏性摩擦力，这种因黏性摩擦力所致的阻力成为粘性阻力。

压差阻力：由于介质的惯性，使运动矿料前后介质的流动状态和动压力不同，这种因压力差所引起的阻力称为压差阻力。

自由沉降：单个颗粒在无限宽广的介质中的沉降

干扰沉降：实际选矿过程中矿粒成群地在有限介质空间里的沉降。

自由沉降末速：在自由沉降过程中当矿料的运动加速度减小为零时，作用在矿粒上的重力G0与阻力R平衡，矿粒以等速度沉降，称这个速度为自由沉降末速。

跳汰选矿：物料主要在垂直升降的变速介质流中，按密度差异进行分选的过程。

脉动水流：跳汰机中水流运动的速度和方向是周期变化的。这样的水流称作脉动水流。

跳汰周期：脉动水流每完成一次周期性变化所用的时间。

跳汰周期特性曲线：在一个周期内表示水速随时间变化的关系曲线。

冲程：水流在跳汰室中上下运动的最大位移称为水流冲程。

冲次：水流每分钟循环的次数称为冲次。

浮沉试验：将煤样用不同密度的重液分成不同密度级，并测定各级产物的产率及特性。

可选性曲线：根据物料浮沉试验结果而绘制出的一组能反映该物料所有密度级或任一密度物的质量分布情况的曲线

可选性：按所要求的质量指标，从原料中分选出产品的难易程度。

数量效率（ηe）：灰分相同时，精煤实际产率和理论产率的比值。

质量效率（ηz）：相当于精煤实际产率时的精煤理论灰分与精煤实际灰分的百分比。

分配率：把原料中某个粒度级别进入到重产物中去的数量占原料中该密度级别的百分数称为该密度级别在重产物中的分配率。

分配曲线：以密度级别的平均密度值为横坐标、分配率ε%为纵坐标，将资料中各密度级别的相应数值标在坐标系中，将各点连成曲线，该曲线称为分配曲线。

可能偏差（E）：分配曲线上相应分配率为75%和25%的密度(或粒度)值之差的一半

不完善度（I）：可能偏差除以分配密度与分选介质密度的差值所得之商

透筛排料：透过跳汰机筛板排出重产物的方式

视粘度：含水原油的温度、含水率以及剪切速率的函数

悬浮液结构化：当容积浓度增加到相当高的数值以后，悬浮液中颗粒互相连接起来，形成一种空间网状结构的现象。

理论分选密度：按某一产品的给定灰分(或给定产率)从密度曲线上查得的相应分选密度。

实际分选密度：分选密度是实际重选过程中，轻重两种产物的分离密度

等降颗粒：密度不同，粒度不同，但在介质中具有相同沉降末速的粒子

等降比：等降颗粒中密度小的颗粒粒度与密度大的颗粒粒度之比

水跃现象：在水流沿斜槽流动的过程中，若遇有挡板或槽沟等障碍物，则在障碍物的上方近旁水面会突然升高。

二：填空

1. 重选所用的介质有：水、空气、风力或悬浮重液。

2.矿粒粒度的表示及测量方法有：体积当量直径、面积当量直径、筛分分析法、水力沉降

分析法。

3.摇床选矿的工艺影响因素有：摇床本身的结构、冲程、冲次、给矿浓度、冲洗水、床面

的横向坡度、原料的粒度组成、给矿量。

4.测定金属矿石密度组成常用的重液主要有：三溴甲烷、碘化钾与碘化汞、二碘甲烷、氯

化钙。

5.水力分级中所用的介质可作：垂直、接近水平、回转的运动。

6.重力选矿过程中介质的作用主要是：运输产物、传递能量、松散粒群。

7.跳汰选矿的工艺影响因素：冲程冲次、筛下补充水和给矿水、床层厚度和人工床石、给

矿矿石性质和给矿量。

8.旋流器的结构参数包括：圆柱体直径D、给矿管直径dG、溢流管直径dy、沉砂口直径

dc、锥角α。

9.一个典型的重介质选矿过程包括：入选矿石的准备、介质的制备、矿石分选、悬浮液的

回收、再生5项作业。

10.分级效率公式中θ是尾矿中有用矿物含量，β是精矿中有用矿物含量，α是原矿中有用

矿物含量。

11.旁动隔膜跳汰机中矿物的排料方式主要有透筛排料、一端排料、中心管排料。

12.微细矿浆悬浮体在层流流态下，矿粒群主要借层间斥力进行松散。

13.水利旋流器的给矿方式有三种，分别为：借高差自流给矿、矿泵直接给矿、稳压箱给矿。

14.冲程系数β=隔膜面积/筛板面积。

15.摇床分选包括松散分层和运搬分带两个基本内容。

16.隔膜或筛板运动的最大距离称作机械冲程。

17.颗粒沿斜槽底运动时除受有重力，水流的法向举力外，还受有水流的纵向推力、脉动速

度的上升推力、矿粒与槽底面的摩擦力、液体的粘结力。

18.所有的摇床基本都是由床面、机架和传动机构三大部分构成的。

19.水力跳汰机类型多，根据设备结构和水流运动方式不同，分为活塞跳汰机、隔膜跳汰机、

空气脉动跳汰机、水力脉动跳汰机和动筛跳汰机。

20.在弱紊流的紊流层内，切应力包括紊流切应力和粘性切应力两个方面。

三：简答题

1.如何判断矿石的可选性？试举例说明。

答：根据矿石可选性评定系数E=δ2-ρ/δ1-ρ判断矿石的可选性。例如判断煤（1350kg/m 3）—矸石（1800kg/m3）在ρ=1000kg/m3的水中分选的难易程度。E1=δ2-ρ1/δ1-ρ

1=1800-1000/1350-1000=2.29

2.5＞E＞1.75 说明可选性容易。

2. 简述影响螺旋选矿机工作的因素？、

答：包括结构因素和操作因素。前者有螺旋直径、槽的横断面形状、螺距和螺旋槽圈数等。后者有给矿体积、给矿浓度、冲洗水量以及矿石性质等。

3. 简述摇床选矿的分选过程？

答：矿浆给到摇床面上以后，矿粒群在床条沟内借摇动作用和水流冲洗作用产生松散和分层。不同密度和粒度矿粒沿床面的不同方向移动，分别自床面不同区间排出。最先排出的是漂浮于水面的矿泥，然后依次为：粗粒轻矿粒、细粒轻矿粒、粗粒重矿粒。最后，从床面最左端排出的是床层最底的细粒重矿粒。

四：论述题

1. 矿粒在垂直交变水流中可以建立以下运动微分方程

（1）分析上式，用文字描述出矿粒运动加速度由那几项组成。

（2）试对上述各项进行简要分析，并指出如何使得跳汰过程要突出体现按密度分层。答：（1）第一项是矿粒在水介质中的重力加速度，第二项是由介质阻力引起的介质阻力加速度，第三项是由介质加速度所一起的惯性阻力加速度，第四项是因矿粒加速运动，引起周围部分介质也做加速度运动二导致的附加惯性阻力加速度。

（2）第一项，使矿粒在介质中沉降的出加速度g0，在介质ρ一定时，只与矿粒的密度有关，并随着δ的增大而增加，与矿粒的形状和粒度无关，故该项是对矿粒按密度分层的最有效因素。第二项表示速度阻力对颗粒运动的影响，其值随着相对速度的平方而急剧增大，是推动床层创造松散条件的主要作用力。但颗粒在该项力支配下产生的加速度将同时与颗粒的密度和粒度有关，即对充分按密度分层是一项不利因素。可以从两个方面削弱速度阻力的影响，一是限制入料的粒度范围，不使颗粒因粒度差异而在层间混杂，二是改进跳汰周期曲线。第三项和第四项是颗粒的加速度运动和介质的加速度运动给予颗粒的动力作用，它们的大小均只与颗粒密度有关，而与粒度无关，但对分层的作用则与运动方向有关。附加的惯性阻力只在颗粒相对向下运动时，即Vc为负值的条件下，才对按密度分层有利。而介质的附加推力则是在介质的加速度运动a方向向上时才对按密度分层有利。

2.可选性曲线绘制方法及各条曲线的名称、意义及用途。

绘制方法以及名称：①坐标轴的确定②灰分特性曲线（λ曲线）的绘制③密度曲线（δ曲线）的绘制④浮物曲线（β曲线）的绘制⑤沉物曲线（θ曲线）的绘制⑥δ±0.1曲线（ε曲线）的绘制

各曲线意义：②表示浮物（或沉物）产率与其分界灰分关系的曲线③表示煤中浮物（或沉物）累计产率与相应密度关系的曲线④表示煤中浮物累计产率与其平均会分的关系⑤表示煤中沉物累计产率与其平均灰分的关系⑥表示分选密度邻近物的含量与改密度的关系。

用途：可选性曲线的用途主要有三个方面，一是评定原煤的可选性，二是利用曲线确定重力选煤过程的理论工艺指标，三是为计算数量效率和质量效率提供精煤理论产率及精煤理论灰分的数据。

3.分配曲线定义及用途，绘制分配曲线应具有的原始数据，绘制方法。

定义：以密度级别的平均密度值为横坐标、分配率ε%为纵坐标，将资料中各密度级别的相应数值标在坐标系中，将各点连成曲线，该曲线称为分配曲线

用途：可以根据分配曲线的形状陡与缓的程度来评定分选效果的好与坏。曲线形状愈平缓，

表明分选效果愈差，曲线形状愈陡，表明分选效果愈好。

原始数据：产物的产率、产物的密度组成中各密度级占产物的百分数等。

绘制方法：①将产物的密度组成中各密度级占产物的百分数换算成占入料的百分数。②求计算原煤的密度组成。③计算分配率。④画分配曲线。

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