尼尔森(Knelson)选矿机简介
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我国选矿自动化技术研究进展
我国选矿自动化技术研究进展目录一、内容概要 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状概述 (4)二、选矿自动化技术发展历程 (5)2.1 技术起源与发展阶段 (6)2.2 关键技术与设备创新 (7)三、选矿自动化技术研究进展 (8)3.1 计算机技术在选矿自动化中的应用 (9)3.2 人工智能与机器学习在选矿流程优化中的应用 (10)3.3 远程监控与智能运维技术在选矿生产中的应用 (11)3.4 自动化控制系统设计与实现 (12)四、选矿自动化技术的挑战与对策 (14)4.1 存在的问题与挑战 (14)4.2 技术研发与应用推广策略 (15)五、典型案例分析 (17)5.1 选矿自动化项目的成功案例 (18)5.2 成功因素与经验总结 (20)六、未来发展趋势与展望 (21)6.1 技术创新方向与前景预测 (23)6.2 对产业发展的影响与贡献 (23)七、结论 (25)7.1 主要研究成果总结 (26)7.2 对未来研究的建议 (26)一、内容概要选矿自动化技术的现状和发展趋势：本文首先介绍了我国选矿自动化技术的现状，包括现有的主要技术和设备，以及在实际生产中的应用情况。
对选矿自动化技术的发展趋势进行了预测，包括技术创新、设备升级、系统集成等方面的发展。
选矿过程自动化技术的研究：本文重点介绍了选矿过程中的自动控制技术，包括传感器技术、数据采集与处理技术、控制策略与优化算法等方面。
通过对这些技术的深入研究，为实现选矿过程的自动化提供了有力的理论支撑和技术保障。
选矿设备智能化技术的研究：本文探讨了选矿设备的智能化技术，包括智能传感器、智能执行器、智能控制器等。
通过对这些技术的研究和应用，实现了选矿设备的高效、节能、安全运行，提高了生产效率和产品质量。
选矿自动化系统集成技术的研究：本文分析了选矿自动化系统集成的基本原理和方法，包括系统设计、硬件配置、软件编写等方面。
通过对选矿自动化系统集成技术的研究，为实现选矿过程的全面自动化提供了技术支持。
波兰浮选机IF-57W在太原选煤厂的应用
２ 波 兰 Ｉ一 ７ 浮 选 机 Ｆ ５Ｗ
２１ 结构 特 点 ．
该型浮选机主要由浮选室、 搅拌装置 、 给料箱 、
尾矿 箱组 成 ， 图 １ 见 。
由原先约 ９０ ／ 提高至 １ ５ ３ ，循环量大约 ０ ｈ ｍ３ ０ ／ １ ｍ ｈ 提高了 ２０ ３ 。四台浮选机处理能力不足 ， ５ ／ ｍ ｈ 浮选 时 间不够 ， 浮选效果差 ， 出率仅达 ７． ％， 剂 抽 ７８ 药 １ 消耗达 １ ０ ｇｔ ． ／干煤泥。所用浮选机电耗高 ， ３ｋ 四台
浆与气泡作逆 向运动 中， 煤浆和气泡相互接触和碰 撞。 在此过程中 ， 煤浆和气体充分混合时 ， 不断矿化
的 ， 泡 徐 徐 上 升 至 液 面 形成 细 的 泡 沫 层 ， 泡 沫 气 经 溜槽 排 出 ； 选尾 矿从 尾 矿 室至 尾 矿箱 排 出 。 浮
２３ 技 术 参数 及 其特 点 ．
Ｖｏ． ０ Ｏ ２ １３ Ｎ ． Ｆｂ ００ ｅ ．２ １
四周给料 ， 煤浆 中煤粒在重 力作用 下 ， 形成了垂直
向下 的煤 浆 液 流 ， 缓慢 向 下 沉降 。驱 动 装置 带 动 位
于空心轴下部的星形叶轮旋转 ， 压缩空气从 中心轴 的空腔进入到叶轮的下部 ， 它与煤浆在转子叶片和
摘
要 ： 绍 了 Ｉ一 ７ 浮选机 的结 构特点和 工作 原理 ， 阐述 了该型 浮选机在 太原 选煤 厂的 介 Ｆ ５Ｗ 并
生产使 用效果 。 生产 实践 表 明 ，Ｆ ７ 浮选 机分 选精 度 高、 能稳 定 、 行 可靠 、 Ｉ 一５Ｗ 性 运 处理 能 力大 、 节
能降耗 效果显 著 ， 大型 选煤 厂煤 泥水处 理 系统 中回收细粒 级精 煤的 有效设 备 ， 用前 景广 阔。 是 应
国内外大型浮选机的应用与进展
Ｃｅｌｌｓ（超级浮选机），ＦＬＳｍｉｄｔｈ矿业公司建立了现有
田４
Ｒ器型压气ｎ槭搅拌式太客积浮选机
ＲＳＣ型浮选机融合了ＤＶ搅拌机构的特点和咧 形稽的优点，为粗选、扫选和精选作业的浮选性能瑶 佳化提供了理想的作用条件。每个槽带有两个相交 叉的泡殊槽，便于有教排出泡辣，并使泡沫运输距离
最短㈨２“ｏ
寰１
＃＃目
ｆｏｒｍａｎｅｅ
ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
Ｌａｒｇｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，Ｓｃａｌｉｎｇ
ｕｐ，Ｉｍｐａｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ
浮选是分选物质组成复杂的矿物原料的一种主
要方法，使用这种方法每年分选的有用矿物数量已
应用中‘引。
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ
ｐｒｏｂｌｅｍｓ，
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
ｍａｊｏｒ
ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ
ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉ—
ｒｅｖｉｅｗｅｄ；Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｒｄｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｅｒ－ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
・５３７・
增刊
金
属
矿
＾
了大型化、高效化、多样化和自动化．浮选机单槽容
积达到３００ ｍ’。大型浮选机以其高教率和低能耗， 在国际上得到广泛应用．极大地提高丁资源综台利
Ｃｏｗａｌ金选矿厂中被使用”‘。 ＴａｎｋＣｅｌＩ型浮选机的特点在于新的改进了的转
田４
Ｒ器型压气ｎ槭搅拌式太客积浮选机
ＲＳＣ型浮选机融合了ＤＶ搅拌机构的特点和咧 形稽的优点，为粗选、扫选和精选作业的浮选性能瑶 佳化提供了理想的作用条件。每个槽带有两个相交 叉的泡殊槽，便于有教排出泡辣，并使泡沫运输距离
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
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ａｎｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，Ｓｃａｌｉｎｇ
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浮选是分选物质组成复杂的矿物原料的一种主
要方法，使用这种方法每年分选的有用矿物数量已
应用中‘引。
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ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
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ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉ—
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尼尔森(Knelson)选矿机简介
• 式中：t — 颗粒由半径r1处运动到r2处所需时间。
• 当处理微细粒级时，将斯托克斯公式代入上式中， 得：
• 上式表明颗粒向器壁沉降的时间随ω2r的增大而缩 短，因此，增大离心加速度可大大加速沉降过程。
一、Knelson选矿机结构及原理
• 1、基本结构 Knelson选矿机的分选机构是一个内壁带有反冲水 孔的双壁锥，可理解为由两个可一同旋转的立式同 心锥构成。外锥与内锥之间构成一个密封水腔。内 锥的内侧有数圈沟槽，并有按一定设计排列的进水 孔，叫流态化水孔；内锥称为富集锥。 设备的其余部分由给矿、排矿、供水（气）装置及 驱动、自动控制系统和机架等组成。
• 加拿大麦吉尔大学的凌竟宏和A. R. Laplante推导出，在斯托克斯定 律范围内，矿物颗粒在Knelson选矿机内的瞬时径向沉球形固体颗粒在时刻 的径向位置；
• D —— 球形固体颗粒的直径； ρs —— 固体颗粒的密度；
• ρ —— 液体的密度；
μ —— 液体的粘度；
四、Knelson选矿机优缺点
1、优点 (1)选矿富集比高，通常可达到1000—3000倍，精矿产率小，
通常为0.02％—0.10％，精矿品位高，一般为1000— 20000g/t，回收率比常规重选设备显著提高。 (2)单台没备处理固体矿量大，KC—XD70和KC—CVD64型设备 处理能力可分别达到300—1000t/h和100—300t/h。 (3)是无污染、清洁的无需任何化学药剂的环境友好设备。
(4)设备运转率高，耗电少，易于操作管理，所须操作人员 少，自动化程度高，设备日常维护量很低、生产成本低。
(5)设备占地面积小，易于融入改扩建选厂及新建选厂中的 磨矿回路配置中。设置在选厂尾矿排矿点同收粒度大于 0.02mm的硫化物、铁、锡、钨、铌、金、银、独居石， 金虹石等比重大的其它金属或矿物。
• 当处理微细粒级时，将斯托克斯公式代入上式中， 得：
• 上式表明颗粒向器壁沉降的时间随ω2r的增大而缩 短，因此，增大离心加速度可大大加速沉降过程。
一、Knelson选矿机结构及原理
• 1、基本结构 Knelson选矿机的分选机构是一个内壁带有反冲水 孔的双壁锥，可理解为由两个可一同旋转的立式同 心锥构成。外锥与内锥之间构成一个密封水腔。内 锥的内侧有数圈沟槽，并有按一定设计排列的进水 孔，叫流态化水孔；内锥称为富集锥。 设备的其余部分由给矿、排矿、供水（气）装置及 驱动、自动控制系统和机架等组成。
• 加拿大麦吉尔大学的凌竟宏和A. R. Laplante推导出，在斯托克斯定 律范围内，矿物颗粒在Knelson选矿机内的瞬时径向沉球形固体颗粒在时刻 的径向位置；
• D —— 球形固体颗粒的直径； ρs —— 固体颗粒的密度；
• ρ —— 液体的密度；
μ —— 液体的粘度；
四、Knelson选矿机优缺点
1、优点 (1)选矿富集比高，通常可达到1000—3000倍，精矿产率小，
通常为0.02％—0.10％，精矿品位高，一般为1000— 20000g/t，回收率比常规重选设备显著提高。 (2)单台没备处理固体矿量大，KC—XD70和KC—CVD64型设备 处理能力可分别达到300—1000t/h和100—300t/h。 (3)是无污染、清洁的无需任何化学药剂的环境友好设备。
(4)设备运转率高，耗电少，易于操作管理，所须操作人员 少，自动化程度高，设备日常维护量很低、生产成本低。
(5)设备占地面积小，易于融入改扩建选厂及新建选厂中的 磨矿回路配置中。设置在选厂尾矿排矿点同收粒度大于 0.02mm的硫化物、铁、锡、钨、铌、金、银、独居石， 金虹石等比重大的其它金属或矿物。
尼尔森重选工艺流程配置形式探讨
用 避 ３ 直线 振动筛 、 尔森选 矿机 与水力 旋流 器 再 磨 分 级流 程 中 ， 于 回收 单 体解 离 的 自然 金 ， 免 尼
的配 置
该 种 配 置流 程 可 以 充分 利 用 设 备 间 的 高差 实 现 ５ 结 论
矿浆 自流 ， 少 了泵 的使 用 ， 减 流程 操作 简 单 ， 易于 实现 （ ） 尔森 选矿 机 是一 种 优 良的 、 效 的重 选设 １尼 高
自动化控制 ， 现场卫生条件好 ， 对矿石 中达到单体解 备。每一种流程配置都有其优缺点 ， 应根据企业特点 离 的 自然 金 的 回收 较 彻 底 ，尼 尔 森 重 选 回收率 指 标 和生 产 实 际确定 合适 的 工艺 流程 。
高 。使用 该 种配 置 流程 时 ， 好采 用 溢流 型球 磨机 磨 最
（） ２ 每一种工艺的选择都是有所选别矿物 的矿 矿， 在球 磨机 排矿 端 加装 反 向绞笼 筛 ， 避免 大块 矿 石 、 石性 质所 决定 的 ， 际生产 中应 根 据 目的矿 物粒 度 的 实 碎钢 球 排 出 ， 低 泵 的磨 损 ， 证 水 力 旋 流器 有 较 好 嵌布特点 ， 降 保 选择合适 的重选段数 ， 尽可能 的提高重选
新
疆
有
色 金
属
第４ 期
尼尔森重选工艺流程配置形式探讨
于 庆 强
（ 西部黄金克拉玛依哈 图金矿有限责任公 司
克拉玛依 ８４２） ３０５
摘 要 尼尔森离心选矿机是一种高效 的重选设备 ， 是由加拿大尼尔森公司开发的离心选矿设备 ， 由于其极 大地降低 了可选别 的 目
的矿物 的粒度下限 ， 提高了重选 回收率 ， 国内得到了迅速的推广应用 。 在
水 （ 【使 用 ） 返 口 ｊ
2008采矿产品样本(肯纳)
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凯南麦特（徐州）有限公司
肯纳金属集团创建于20世纪30年代，总部位于美国宾夕法尼亚州。肯纳金属集团是集科研、制造及营销为一体的大型跨国 企业，是世界领先的机械加工、矿业开采和公路刀具供应商，产品广泛应用于冶金、金属切削加工、矿业开采及公路建筑等多个 行业。
凯南麦特（徐州）有限公司成立于1994年，是美国肯纳金属集团旗下能源采矿建筑集团（EMCSG）在中国设立的全资子 公司。
尼尔森Knelson选矿机简介资料
• Knelson离心选矿机可获得很高的富集比，如可高达500， 而不对总回收率造成明显影响。人工排精矿式Knelson离 心机是一种间断工作的设备，一般2～ 4h 排出一次精矿 。排精矿时，必须先中断给矿 (一般有另一台备用) 并停 机，然后将分选器底部排矿口塞子拔掉，用高压水冲洗 精矿至一个容器或沿管道直接输送至金精选车间。
在国外，Knelson选矿机最早的商业产品始于1978年。到 2008年为止，它已在70多个国家使用，据不完全统计， 累计总安装台数已达3700多台套。连续排矿型 CVDKnelson选矿机已经工业应用到钨锡、铬铁矿及含金 硫化物选别、滑石除铁等。
Knelson公司在1998年曾对全球客户进行调查，以CD30 为例，金精矿平均金品位为20949g/t，平均金回收率为 31.76％，设备运转率96.89％．主要耐磨件使用寿命在 13978～40000小时，备件消耗成本0.8美分/t。
• 微细粒在离心力场中的沉降规律可用斯托克斯公式计算沉 降末速：
• 式中：d — 平均粒度，cm；ω — 角速度，rad/s；μ — 矿 浆粘度，Pa；δ — 颗粒密度，g/cm3；ρ — 介质密度， g/cm3；r — 颗粒的回转半径，cm。
• 颗粒沿径向进行某段距离所需时间，可按下述关系计算：
4、连续排矿式Knelson离心选矿机 • 以上介绍的两种Knelson离心选矿机均为间断式排精矿的分选
机，对于分选贵金属矿已能满足要求，这是由于处理贵金属 时只产出产率很小的精矿。如果设想将Knelson离心机用于有 色金矿和煤的分选，情形就大不相同，精矿产率将会成倍或 数倍增加，连续排出精矿就成为一个关键问题。于是，该公 司进一步研制了一种连续排矿式离心选矿机(Variable Dscharge Model)，如图5所示。
重力选矿 名词解释
选矿的目的在于从原矿中将有用矿物（或有用成分）分离出来加以富集，构成组分单一的人造富矿（或化合物），即所谓精矿。
2、重力选矿：重力选矿就是根据矿粒间密度的不同，因而在运动介质中所受重力、流体动力和其他机械力不同，从而实现按密度分选矿粒群的工艺过程，简称为重选。
3、重选基本原理（与其他选矿理论的差异）重选的实质概括起来就是松散一分层一分离过程。
置于分选设备内的散体矿石层（称作床层），在流体浮力、动力或其他机械力的推动下松散，目的是使不同密度（或粒度）颗粒发生分层转移，就重选来说就是要达到按密度分层。
故流体的松散作用必须服从粒群分层这一要求。
这就是重选与其他两相流工程相区别之处。
流体的松散方式不同，分层结果亦受影响。
重选理论所研究的问题，简单说来就是探讨松散与分层的关系。
分层后的矿石层在机械作用下分别排出，即实现了分选。
故可认为松散是条件，分层是目的，而分离则是结果。
4、重选过程：就是利用这种差异使矿物达到分离的，所有的重选过程都是以矿粒在选别的介质中的沉降规律为基础的。
5、重选的目的：根据矿石的密度不同来分层，将有用矿物分离出来加以富集。
6、分级粒度:是指按沉降速度计算的分开两种产物的临界颗粒的粒度.7、分离粒度:指实际进人沉砂和溢流中分配率各占50%的极窄粒级的平均粒度。
大于分离粒度的颗粒大多进入沉砂中，小于分离粒度的颗粒大多进入溢流中。
8、面积当量直径用表面积等于矿粒表面积的球体直径表示矿粒的粒度时，称为面积当量直径9、分级效率：在选矿厂中，分级效果好坏用分级效率来评价。
分级效率就是物料经过分级后，得到的溢流产品中细粒级的量与给入分级机的物料中细粒级（同级别）含量的百分数。
10、容积浓度在重选实践中，粒群浓度一般称为容积浓度，用符号”表示，可用固体颗粒在介质中所占的体积分数来表示11、冲程系数：水流冲程与机械冲程之比。
12、干涉沉降：干涉沉降，即个别颗粒在粒群中的沉降，成群的颗粒与介质组成分层的悬浮体，颗粒间的碰撞及悬浮体平均密度的增大，使个别颗粒的沉降速度降低13、自由沉降，即单个颗粒在广阔空间中独立沉降，此时颗粒除受重力、介质浮力和阻力的作用而不受其他因素影响。
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为尾矿，重矿物则进入分选器内壁槽沟中。随着物料的不断给入，新进入槽沟 的重矿物颗粒将不断取代原来占据着空间的轻矿物，因而精矿品位随着给入物
料的增加将不断增高，在一定范围内不会导致回收率的明显降低。对于一定的
物料，影响实验室Knelson离心选矿机操作的主要因素是压力松散水的大小及给 矿速度。当物料给完后，关闭压力松散水，停止电机运转。取出分选器，将藏 于槽沟中的精矿彻底冲洗出来并收集可能进入压力水腔中的少量物料合并为精 矿。
四、Knelson选矿机优缺点
1、优点 (1)选矿富集比高，通常可达到1000—3000倍，精矿产率小， 通常为0.02％—0.10％，精矿品位高，一般为1000— 20000g/t，回收率比常规重选设备显著提高。 (2)单台没备处理固体矿量大，KC—XD70和KC—CVD64型设备
处理能力可分别达到300—1000t/h和100—300t/h。
3、中心排矿式Knelson离心选矿机
• 由于人工排精矿式离心选矿机有时遇到精矿排出困难的问题， 一般需平行安装2 台。而且由于操作时间的延长将导致回收率 的下降，于是研制了一种中心排矿式Knelson离心选矿机，如上 图4所示。中心排矿式Knelson离心机可由计算机全面控制，在 人工排矿式离心选矿机基础上有了三点主要改进： 分选构形， 位于分选器下方双重作用的轮鼓以及一个给矿导流装置，精矿 的排放可在2m in 内自动完成。首先，给矿被反向导入水力旋流
2、人工排精矿式Knelson离心选矿机 • 人工排精矿Knelson离心选矿机 (如下图2所示) 适用于回 收品位很低但密度很高的矿物。这种机子所产生的离心 强度也是60。最大给矿粒度不应超过6mm，但目前大部 分厂家都设有预先筛分作业，筛除约+ 2mm 粗粒级，筛 下部分进入离心选矿机，该机对于给矿浓度没有严格要 求，从很低的给矿浓度至70%固体均不会对分选结果造 成明显影响。
在国外，Knelson选矿机最早的商业产品始于1978年。到 2008年为止，它已在70多个国家使用，据不完全统计， 累计总安装台数已达3700多台套。连续排矿型 CVDKnelson选矿机已经工业应用到钨锡、铬铁矿及含金
硫化物选别、滑石除铁等。
Knelson公司在1998年曾对全球客户进行调查，以CD30
器，然后降低压力松散水量并降低分选器转速，最后将精矿冲
洗出去，沿着精矿排出管道送至金精选车间。
4、连续排矿式Knelson离心选矿机
• 以上介绍的两种Kn分选贵金属矿已能满足要求，这是由于处理贵金属
时只产出产率很小的精矿。如果设想将Knelson离心机用于有 色金矿和煤的分选，情形就大不相同，精矿产率将会成倍或 数倍增加，连续排出精矿就成为一个关键问题。于是，该公 司进一步研制了一种连续排矿式离心选矿机(Variable Dscharge Model)，如图5所示。
一、Knelson选矿机基础理论
——微细粒沉降规律与离心加速度的关系
• 对微细粒而言，由于沉降速度下降，轻、重矿粒速度差减
小，要在重力场进行微细矿粒分选，要么效率较低，要么 极为困难甚至根本不可能。分选微细粒所要解决的关键问 题是如何增加沉降速度差，加大处理量。在离心力场内回 收微细粒颗粒，可强化分选效果，提高分选效能。
三、Knelson选矿机适用物料及粒级
• 1、适用物料 Knelson选矿机现有两种类型产品，一种是 间断排矿型，另一种是连续可变排矿（CVD） 型，根据精矿产率大小不同，两类产品各自
适用于不同的情况。一般以精矿产率0.1%为
分界线，在分界线以下考虑用间断排矿型，
反之则用连续可变排矿型。
间断排矿型选矿机：
• Knelson离心选矿机可获得很高的富集比，如可高达500， 而不对总回收率造成明显影响。人工排精矿式Knelson离
心机是一种间断工作的设备，一般2～ 4h 排出一次精矿
。排精矿时，必须先中断给矿 (一般有另一台备用) 并停 机，然后将分选器底部排矿口塞子拔掉，用高压水冲洗 精矿至一个容器或沿管道直接输送至金精选车间。
粉煤的洗选等。
2、给矿粒度和回收粒级 Knelson选矿机给矿粒度区间较宽，间断排矿型为 0—6mm，连续排矿型为0—3.2mm。其回收粒级很 宽，以金回收为例，+ 38μm为极易回收粒级， 10—38μm为可回收粒级，- 10μm为较难回收粒级。 在生产实践中，单体解离的金粒绝大多数为可回 收粒级，因此这部分单体金较易回收。
离心选矿机的主要部件为聚氨酯制成的分选器。分选器内壁有五个环形槽沟，
顶部槽沟直径为715cm，内壁倾角为15°。在运转时，中间环壁所产生的离心强
度为60。其操作过程为：给料由振动给矿器（或手工）给入给料漏斗，适量添 加给矿冲洗水。物料沿中空导管进入分选器底部，压力水由分选器外部水腔以
与分选器旋转相反的方向切向给入。轻矿物随矿浆流由分选器上部圆周排出成
• 微细粒在离心力场中的沉降规律可用斯托克斯公式计算沉 降末速：
• 式中：d — 平均粒度，cm；ω — 角速度，rad/s；μ — 矿 浆粘度，Pa；δ — 颗粒密度，g/cm3；ρ — 介质密度， g/cm3；r — 颗粒的回转半径，cm。 • 颗粒沿径向进行某段距离所需时间，可按下述关系计算：
金虹石等比重大的其它金属或矿物。
(6)选别流程短，投资少，返本时间短，一般为1月至1年。
2、缺点
Knelson选矿机的主要缺点是只适用于分 选贵金属矿，对于钨锡矿的细泥、铅锌 矿等精矿产率高的有色金属矿的分选由 于受其间断排矿及成本的限制而无法推 广应用。
五、Knelson选矿机国内外应用情况
从2001年起到目前为止，Knelson选矿机在中国已经被
• •
式中： r —— 球形固体颗粒在时刻 的径向位置；
•
• •
D —— 球形固体颗粒的直径；
ρ —— 液体的密度；
ρs —— 固体颗粒的密度；
μ —— 液体的粘度；
μ1 —— 流态化水的径向速度； ω —— 锥的角速度；
•
dr/dt——球形固体颗粒瞬时径向沉降速度。
从上式可以看出，当转数给定时，改变流态化水的速度，可改变矿粒离心 沉降速度的大小。
孔，叫流态化水孔；内锥称为富集锥。
设备的其余部分由给矿、排矿、供水（气）装置及 驱动、自动控制系统和机架等组成。
•
2、工作原理 Knelson选矿机是基于离心原理的强化重力选矿设备。在 高倍的强化重力场内，比重大和比重小的矿物的重力差别 被极大地放大，这使得轻重矿物之间的分离比自然重力场
内更加容易；而特殊设计的物料床层保持结构，在具有专
较大规模地采用，应用的矿山规模为100—35000t/d有色
金属伴生贵金属(金、铂族金属)的大型矿山应用已经取 得突破。截至2009年底，中国应用Knelson选矿机50多台 套，其中有中国黄金集团、紫金集团、金川集团、招金 集团、灵宝黄金股份公司、新疆有色集团、河南金渠黄
金股份有限公司、内蒙古金陶股份有限公司等。
间断排矿型选矿机排放周期取决于所处理矿石的性质、
给矿量等，脉矿一般为1—4小时，砂矿一般为4—12小时。
连续可变排矿型选矿机可连续排矿，并根据需要连续调 节精矿产率，可在0—50%任意选择。间断排矿型Knelson 选矿机适用于贵金属回收，包括金、银和铂族金属。其 中最为广泛的应用是岩（脉）金、砂金及有色金属伴生 金的回收；从镍铜硫化矿石中回收铂、钯等是近年来 Knelson选矿机应用的又一大进展。
连续可变排放型选矿机 连续可变排放型Knelson选矿机主要用来回收较大 产率（一般大于0.5%）的有价组份。当目的矿物和 脉石比重差大于1.5时，CVD型选矿机能使它们有效 的分离。可应用于黑（白）钨矿、锡石、钽铁矿、 铬铁矿、钛铁矿、金红石、氧化铁矿物和含金银的
硫化物等较大比重矿物的富集，以及工业矿物除铁、
连续排精矿式Knelson选矿机用来进行从煤中分选细粒硫化矿物和灰 分的半工业试验，获得了良好结果。预计连续排矿式Knelson离心选矿机 对于钨锡矿的细泥、铅锌矿等有色金属矿的选矿将具有潜力。
(3)是无污染、清洁的无需任何化学药剂的环境友好设备。
(4)设备运转率高，耗电少，易于操作管理，所须操作人员 少，自动化程度高，设备日常维护量很低、生产成本低。 (5)设备占地面积小，易于融入改扩建选厂及新建选厂中的 磨矿回路配置中。设置在选厂尾矿排矿点同收粒度大于 0.02mm的硫化物、铁、锡、钨、铌、金、银、独居石，
• 式中：t — 颗粒由半径r1处运动到r2处所需时间。
• 当处理微细粒级时，将斯托克斯公式代入上式中， 得：
• 上式表明颗粒向器壁沉降的时间随ω2r的增大而缩 短，因此，增大离心加速度可大大加速沉降过程。
一、Knelson选矿机结构及原理
• 1、基本结构
Knelson选矿机的分选机构是一个内壁带有反冲水 孔的双壁锥，可理解为由两个可一同旋转的立式同 心锥构成。外锥与内锥之间构成一个密封水腔。内 锥的内侧有数圈沟槽，并有按一定设计排列的进水
Knelson选矿机详解
矿物加工工程0801班
谢迎福 柴成林 姜茜 汝继东
Knelson选矿机详解
Knelson选矿机是一种高效的离心选矿设备。它
适于从矿石及其它固体物料中回收金、银和铂族 等贵金属，并已成功地用于其它一些较大比重矿 物的选别。 拜伦· 尼尔森发明了以其姓氏命名的 “Knelson 选矿机”， Knelson选矿机最早的商业产品始于 1978年。
为例，金精矿平均金品位为20949g/t，平均金回收率为
31.76％，设备运转率96.89％．主要耐磨件使用寿命在
13978～40000小时，备件消耗成本0.8美分/t。
六、Knelson选矿机分类
1、实验室Knelson离心选矿机 • 常用实验室Knelson选矿机的分选器直径为715cm。构造如下图1 所示。
料的增加将不断增高，在一定范围内不会导致回收率的明显降低。对于一定的
物料，影响实验室Knelson离心选矿机操作的主要因素是压力松散水的大小及给 矿速度。当物料给完后，关闭压力松散水，停止电机运转。取出分选器，将藏 于槽沟中的精矿彻底冲洗出来并收集可能进入压力水腔中的少量物料合并为精 矿。
四、Knelson选矿机优缺点
1、优点 (1)选矿富集比高，通常可达到1000—3000倍，精矿产率小， 通常为0.02％—0.10％，精矿品位高，一般为1000— 20000g/t，回收率比常规重选设备显著提高。 (2)单台没备处理固体矿量大，KC—XD70和KC—CVD64型设备
处理能力可分别达到300—1000t/h和100—300t/h。
3、中心排矿式Knelson离心选矿机
• 由于人工排精矿式离心选矿机有时遇到精矿排出困难的问题， 一般需平行安装2 台。而且由于操作时间的延长将导致回收率 的下降，于是研制了一种中心排矿式Knelson离心选矿机，如上 图4所示。中心排矿式Knelson离心机可由计算机全面控制，在 人工排矿式离心选矿机基础上有了三点主要改进： 分选构形， 位于分选器下方双重作用的轮鼓以及一个给矿导流装置，精矿 的排放可在2m in 内自动完成。首先，给矿被反向导入水力旋流
2、人工排精矿式Knelson离心选矿机 • 人工排精矿Knelson离心选矿机 (如下图2所示) 适用于回 收品位很低但密度很高的矿物。这种机子所产生的离心 强度也是60。最大给矿粒度不应超过6mm，但目前大部 分厂家都设有预先筛分作业，筛除约+ 2mm 粗粒级，筛 下部分进入离心选矿机，该机对于给矿浓度没有严格要 求，从很低的给矿浓度至70%固体均不会对分选结果造 成明显影响。
在国外，Knelson选矿机最早的商业产品始于1978年。到 2008年为止，它已在70多个国家使用，据不完全统计， 累计总安装台数已达3700多台套。连续排矿型 CVDKnelson选矿机已经工业应用到钨锡、铬铁矿及含金
硫化物选别、滑石除铁等。
Knelson公司在1998年曾对全球客户进行调查，以CD30
器，然后降低压力松散水量并降低分选器转速，最后将精矿冲
洗出去，沿着精矿排出管道送至金精选车间。
4、连续排矿式Knelson离心选矿机
• 以上介绍的两种Kn分选贵金属矿已能满足要求，这是由于处理贵金属
时只产出产率很小的精矿。如果设想将Knelson离心机用于有 色金矿和煤的分选，情形就大不相同，精矿产率将会成倍或 数倍增加，连续排出精矿就成为一个关键问题。于是，该公 司进一步研制了一种连续排矿式离心选矿机(Variable Dscharge Model)，如图5所示。
一、Knelson选矿机基础理论
——微细粒沉降规律与离心加速度的关系
• 对微细粒而言，由于沉降速度下降，轻、重矿粒速度差减
小，要在重力场进行微细矿粒分选，要么效率较低，要么 极为困难甚至根本不可能。分选微细粒所要解决的关键问 题是如何增加沉降速度差，加大处理量。在离心力场内回 收微细粒颗粒，可强化分选效果，提高分选效能。
三、Knelson选矿机适用物料及粒级
• 1、适用物料 Knelson选矿机现有两种类型产品，一种是 间断排矿型，另一种是连续可变排矿（CVD） 型，根据精矿产率大小不同，两类产品各自
适用于不同的情况。一般以精矿产率0.1%为
分界线，在分界线以下考虑用间断排矿型，
反之则用连续可变排矿型。
间断排矿型选矿机：
• Knelson离心选矿机可获得很高的富集比，如可高达500， 而不对总回收率造成明显影响。人工排精矿式Knelson离
心机是一种间断工作的设备，一般2～ 4h 排出一次精矿
。排精矿时，必须先中断给矿 (一般有另一台备用) 并停 机，然后将分选器底部排矿口塞子拔掉，用高压水冲洗 精矿至一个容器或沿管道直接输送至金精选车间。
粉煤的洗选等。
2、给矿粒度和回收粒级 Knelson选矿机给矿粒度区间较宽，间断排矿型为 0—6mm，连续排矿型为0—3.2mm。其回收粒级很 宽，以金回收为例，+ 38μm为极易回收粒级， 10—38μm为可回收粒级，- 10μm为较难回收粒级。 在生产实践中，单体解离的金粒绝大多数为可回 收粒级，因此这部分单体金较易回收。
离心选矿机的主要部件为聚氨酯制成的分选器。分选器内壁有五个环形槽沟，
顶部槽沟直径为715cm，内壁倾角为15°。在运转时，中间环壁所产生的离心强
度为60。其操作过程为：给料由振动给矿器（或手工）给入给料漏斗，适量添 加给矿冲洗水。物料沿中空导管进入分选器底部，压力水由分选器外部水腔以
与分选器旋转相反的方向切向给入。轻矿物随矿浆流由分选器上部圆周排出成
• 微细粒在离心力场中的沉降规律可用斯托克斯公式计算沉 降末速：
• 式中：d — 平均粒度，cm；ω — 角速度，rad/s；μ — 矿 浆粘度，Pa；δ — 颗粒密度，g/cm3；ρ — 介质密度， g/cm3；r — 颗粒的回转半径，cm。 • 颗粒沿径向进行某段距离所需时间，可按下述关系计算：
金虹石等比重大的其它金属或矿物。
(6)选别流程短，投资少，返本时间短，一般为1月至1年。
2、缺点
Knelson选矿机的主要缺点是只适用于分 选贵金属矿，对于钨锡矿的细泥、铅锌 矿等精矿产率高的有色金属矿的分选由 于受其间断排矿及成本的限制而无法推 广应用。
五、Knelson选矿机国内外应用情况
从2001年起到目前为止，Knelson选矿机在中国已经被
• •
式中： r —— 球形固体颗粒在时刻 的径向位置；
•
• •
D —— 球形固体颗粒的直径；
ρ —— 液体的密度；
ρs —— 固体颗粒的密度；
μ —— 液体的粘度；
μ1 —— 流态化水的径向速度； ω —— 锥的角速度；
•
dr/dt——球形固体颗粒瞬时径向沉降速度。
从上式可以看出，当转数给定时，改变流态化水的速度，可改变矿粒离心 沉降速度的大小。
孔，叫流态化水孔；内锥称为富集锥。
设备的其余部分由给矿、排矿、供水（气）装置及 驱动、自动控制系统和机架等组成。
•
2、工作原理 Knelson选矿机是基于离心原理的强化重力选矿设备。在 高倍的强化重力场内，比重大和比重小的矿物的重力差别 被极大地放大，这使得轻重矿物之间的分离比自然重力场
内更加容易；而特殊设计的物料床层保持结构，在具有专
较大规模地采用，应用的矿山规模为100—35000t/d有色
金属伴生贵金属(金、铂族金属)的大型矿山应用已经取 得突破。截至2009年底，中国应用Knelson选矿机50多台 套，其中有中国黄金集团、紫金集团、金川集团、招金 集团、灵宝黄金股份公司、新疆有色集团、河南金渠黄
金股份有限公司、内蒙古金陶股份有限公司等。
间断排矿型选矿机排放周期取决于所处理矿石的性质、
给矿量等，脉矿一般为1—4小时，砂矿一般为4—12小时。
连续可变排矿型选矿机可连续排矿，并根据需要连续调 节精矿产率，可在0—50%任意选择。间断排矿型Knelson 选矿机适用于贵金属回收，包括金、银和铂族金属。其 中最为广泛的应用是岩（脉）金、砂金及有色金属伴生 金的回收；从镍铜硫化矿石中回收铂、钯等是近年来 Knelson选矿机应用的又一大进展。
连续可变排放型选矿机 连续可变排放型Knelson选矿机主要用来回收较大 产率（一般大于0.5%）的有价组份。当目的矿物和 脉石比重差大于1.5时，CVD型选矿机能使它们有效 的分离。可应用于黑（白）钨矿、锡石、钽铁矿、 铬铁矿、钛铁矿、金红石、氧化铁矿物和含金银的
硫化物等较大比重矿物的富集，以及工业矿物除铁、
连续排精矿式Knelson选矿机用来进行从煤中分选细粒硫化矿物和灰 分的半工业试验，获得了良好结果。预计连续排矿式Knelson离心选矿机 对于钨锡矿的细泥、铅锌矿等有色金属矿的选矿将具有潜力。
(3)是无污染、清洁的无需任何化学药剂的环境友好设备。
(4)设备运转率高，耗电少，易于操作管理，所须操作人员 少，自动化程度高，设备日常维护量很低、生产成本低。 (5)设备占地面积小，易于融入改扩建选厂及新建选厂中的 磨矿回路配置中。设置在选厂尾矿排矿点同收粒度大于 0.02mm的硫化物、铁、锡、钨、铌、金、银、独居石，
• 式中：t — 颗粒由半径r1处运动到r2处所需时间。
• 当处理微细粒级时，将斯托克斯公式代入上式中， 得：
• 上式表明颗粒向器壁沉降的时间随ω2r的增大而缩 短，因此，增大离心加速度可大大加速沉降过程。
一、Knelson选矿机结构及原理
• 1、基本结构
Knelson选矿机的分选机构是一个内壁带有反冲水 孔的双壁锥，可理解为由两个可一同旋转的立式同 心锥构成。外锥与内锥之间构成一个密封水腔。内 锥的内侧有数圈沟槽，并有按一定设计排列的进水
Knelson选矿机详解
矿物加工工程0801班
谢迎福 柴成林 姜茜 汝继东
Knelson选矿机详解
Knelson选矿机是一种高效的离心选矿设备。它
适于从矿石及其它固体物料中回收金、银和铂族 等贵金属，并已成功地用于其它一些较大比重矿 物的选别。 拜伦· 尼尔森发明了以其姓氏命名的 “Knelson 选矿机”， Knelson选矿机最早的商业产品始于 1978年。
为例，金精矿平均金品位为20949g/t，平均金回收率为
31.76％，设备运转率96.89％．主要耐磨件使用寿命在
13978～40000小时，备件消耗成本0.8美分/t。
六、Knelson选矿机分类
1、实验室Knelson离心选矿机 • 常用实验室Knelson选矿机的分选器直径为715cm。构造如下图1 所示。