低品位銅礦浮選試驗教學(xué)案例.doc

1、教學(xué)案例 （一）浮選案例 1、教學(xué)案列設(shè)計 教學(xué)案列編號 1-23 教學(xué)案列名稱 浮選工藝 企業(yè)生產(chǎn)案列編號 1-23 企業(yè)生產(chǎn)案列名稱 低品位銅礦浮選試驗 教學(xué)案列背景 隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)利用，易采、易選礦石不斷減少，礦物加工 而臨著貧、紐1、雜的局而，復(fù)雜難選低品位銅礦石便是其中之一。 本案列針對云南某難選低品位銅礦，其原礦含銅0. 47%,主要金屬礦 物為黃銅礦：脈石礦物以石英、斜長石為主，苴次是綠泥石、方解 石，進行了不同磨礦細度下實驗室浮選條件試驗和浮選小型閉路試 驗， 案列教學(xué)目標 知識目標 能力目標 素質(zhì)目標 掌握什么是浮選條件 試驗和浮選小型閉路 試驗； 1、浮選的藥劑制度

2、： 2、浮選設(shè)備的工作原 理和結(jié)構(gòu)： 3、磨礦的基本理論 養(yǎng)成環(huán)保意識和指標 意識 案例問題 教學(xué)流程 課堂教學(xué)為主，首先提出問題，第二分析問題，第三解決問題 案列反思 礦石為什么難選 2、案列相關(guān)知識 （1）磨礦過程描述，磨礦介質(zhì)裝入制度 磨礦過程：當(dāng)磨礦機按規(guī)泄的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，磨礦介質(zhì)與礦石一起，在離心力和 摩擦力的作用下被提升到一立高度后，由于重力作用而脫離筒壁沿拋物線軌跡下落。 然后，它們又被提升一定高度，再又沿拋物線軌跡下落，如此周而復(fù)始，使處于磨 礦介質(zhì)之間的礦石受沖擊作用而被擊碎。同時，由于磨礦介質(zhì)的滾動和滑動，使礦 石受壓力與磨剝作用而被磨碎。 磨礦介質(zhì)裝入制度 磨礦介質(zhì)及苴裝入

3、制度是獲得良好磨礦指標的先決條件，因此每個選礦廠都必須根據(jù)所 磨礦石的特性和對磨礦產(chǎn)品質(zhì)量的要求，通過工業(yè)生產(chǎn)試驗找出最適宜的介質(zhì)裝入制度。關(guān) 于這個問題，分為四點來討論。 1）磨礦介質(zhì)的形狀和材質(zhì) 作為直接對物料產(chǎn)生磨碎作用的磨礦介質(zhì)，它應(yīng)滿足和兼顧兩方而的要求：一是具有 盡可能大的表面積，以提供同被磨物料相接觸的適當(dāng)表而：二是具有盡可能大的質(zhì)量，以具 備磨碎物料所必需的能量。不言而喻，這兩方而的要求必然與介質(zhì)所具有的形狀和使用的材 質(zhì)有關(guān)。 目前生產(chǎn)中普颯使用的磨礦介質(zhì)的形狀是球形和長圓棒形。兩者相比，球體的滾動性能 好，比表面積較大，細磨效果較好，但球體之間的接觸是點接觸，產(chǎn)品粒度欠均勻

4、，過粉碎 現(xiàn)象較嚴重：長棒條質(zhì)量大，具有磨碎物料較髙的能量，粗磨效果較佳，棒條間呈線接觸, 有選擇性磨碎作用，產(chǎn)品粒度均勻，過粉碎較輕。但近年來的試驗結(jié)果表明，用直徑與長度 相等的圓柱體或柱球體作為磨礦介質(zhì)，在產(chǎn)品粒度大于0.5mm時，贈礦效果比用球體更好。 這是由于同材質(zhì)同直徑的圓柱體與球體相比，前者的表面積和重量部比后者大50利當(dāng)磨礦 機內(nèi)磨礦介質(zhì)的體積負荷相等時，圓柱體比球體的重量髙12%,表而積大28%。圓柱體相 互之間有而、線和點接觸，英磨礦產(chǎn)品過粉碎比球體少，粒度范用較窄。 磨礦介質(zhì)的質(zhì)量對介質(zhì)裝入制度、介質(zhì)消耗、磨礦效率和磨礦成本等關(guān)系很大，因此在 選擇介質(zhì)的材質(zhì)時，既要考慮它的

5、密度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性，還要考慮其價格高低和 加工制造的難易程度。用合金鋼及高碳鋼鍛造并經(jīng)熱處理的鋼球，密度大，硬度髙，耐磨性 能好，磨礦效率髙，但加工較麻煩，價格也費。用普通白口鑄鐵鑄造的鐵球，制造容易，價 格便宜，但強度低，耐磨性能差，磨礦球耗大，殘球量多，磨礦效率低。近年來用稀上中錠 鑄鐵鑄造的鐵球，質(zhì)屋大大優(yōu)于普通鑄鐵球，耐磨性能接近于低碳鋼鍛球，且成本較低，易 于制造。 在其它條件不變時，磨礦介質(zhì)的密度愈大，磨礦機的功率消耗和生產(chǎn)能力都較高。常用 磨礦介質(zhì)的密度如表7-7所示。 表7-7常用磨礦介質(zhì)的密度 名稱 鍛鋼球 鑄鋼球 普通鑄鐵球 邢上中儲鑄鐵球 鋼棒 密度(t /m

6、) 7.8 7. 5 7. 1 7.0 7.S 松散密度(t/ms) 4. S5 1.65 4.4 1.35 6. 2-7.0 2) 磨礦介質(zhì)的尺寸和配比 磨礦介質(zhì)尺寸大小關(guān)系到它們在磨礦機中對物料產(chǎn)生沖擊、擠壓和研磨作用的強弱，直 接影響著磨礦效果。在確定介質(zhì)尺寸時，主要考慮的是被磨礦石的性質(zhì)和粒度組成。以球磨 機為例，在處理硬度大、粒度粗的礦石時，需要較大的沖擊力，應(yīng)裝入尺寸較大的鋼球：當(dāng) 礦石較軟，給礦粒度較小，而要求的磨礦產(chǎn)品粒度又較細時，則應(yīng)裝入尺寸較小的鋼球，以 增大鋼球同被磨物料的接觸表而，增強研磨作用。選擇介質(zhì)尺寸還要考慮磨礦機的直徑和轉(zhuǎn) 速。直徑大，轉(zhuǎn)速較高的磨礦機，傳遞給介

7、質(zhì)的能量較大，可使用尺寸較小的介質(zhì)，以增加 它的個數(shù)，提高磨礦效率。 由于影響磨礦機適宜介質(zhì)尺寸的因素很多，目前還沒有一個基于正確理論和實驗來計算 適宜介質(zhì)尺寸的完善方法，因此只能用經(jīng)驗公式來估算，然后通過試驗來校核。常見的確左 鋼球直徑D(mm)與礦粒直徑(mm)之間的經(jīng)驗公式有 K. A.拉蘇莫夫公式 D = 28Vj F. C.榜徳簡化公式 D = 24.5VJ 實際經(jīng)驗表明，拉蘇莫夫公式計算的球徑偏低，榜徳公式比較符合實際。 3) 磨礦介質(zhì)的裝入呈： 由理論分析得知，當(dāng)磨礦機的直徑、長度及轉(zhuǎn)速率一泄時，在裝球率不超過50%的范圍 內(nèi)，磨礦機的有用功率隨裝球率的增加而增大，生產(chǎn)能力亦隨之

8、而提髙。但不同的轉(zhuǎn)速有不 同的極限裝球率，在臨界轉(zhuǎn)速以內(nèi)操作時，球磨機的裝球率通常為4050%。棒磨機的裝 棒率約低10%, 般為3545%。磨礦機的生產(chǎn)率0 (t/h)和裝球重量G (t)的關(guān)系，可 用下面經(jīng)驗公式計算 2 = (1.45 4.48)G(7-36 ) 如果磨礦機的裝球率爐已立，則裝球最可用下式計算 G =(pVd(7-37) 式中V一一磨礦機的有效容積，m3； 6鋼球的松散密度，t/m 至于現(xiàn)廠生產(chǎn)中的磨礦機，英介質(zhì)裝填率可用實測法和功耗法來確左。 實測法是在磨礦機停機淸理礦石后，通過測量介質(zhì)表而到筒體最高點的垂直距離，如 圖7-10,然后按下式計算充填率 卩=(50-127

9、 普)(7-38) 式中D磨礦機內(nèi)徑，mm； b介質(zhì)表面到筒體中心的距離，b = a - D/2 , mm： “一一介質(zhì)表而到圓筒最高點的距離，mm。 4) 磨礦介質(zhì)的合理補加 磨礦介質(zhì)在磨碎物料的過程中，自身也不斷地被磨損，尺寸較大的逐漸變成較小的，最 后完全被磨耗掉或變成碎塊從磨礦機中排出。為了使磨礦機在磨礦過程中保持不同尺寸介質(zhì) 始終有適宜的比例，并使介質(zhì)充填率不變，必須每天都要給磨礦機補加一立尺寸和數(shù)屋的新 介質(zhì)，以補償磨耗去的介質(zhì)量。 (2) 浮選的理論知識 1)礦物表面的潤濕性 a潤濕現(xiàn)象 潤濕是自然界中的常見現(xiàn)象，發(fā)生在固液界而上。如圖11所示。在石蠟表面滴一滴水, 水呈球狀，而

10、在石英表而滴一滴水，水則迅速展開。通常把水在礦物表而上展開和不展開的 現(xiàn)象稱為潤濕和不潤濕現(xiàn)象。易被水潤濕的表而稱為親水性表面，該種礦物稱親水性礦物: 不易被水潤濕的表而稱為疏水性表而，這種礦物稱疏水性礦物。例如，石英、云母等很容易 被水潤濕，是親水性礦物，而石墨、輝鉗礦等不易被水潤濕，是疏水性礦物。 b潤濕現(xiàn)象在浮選中的意義 不同的礦物，其表面的疏水性和親水性不同，即潤濕程度不同，如圖12所示。 圖中，礦物的上表而是空氣中水滴在礦物表而的鋪展形式，從左到右，水滴在礦物表面越來越難以展開而逐漸呈球形，說明從左到右，礦物表面的疏水性逐漸增強，親水性逐漸減 弱：圖中，礦物的下表面是水中的氣泡在礦物

11、表而附著的形式，從氣泡在礦物表而附著情況 看，從左到右，氣泡逐漸在礦物表面展開而呈扁平狀，氣泡的形狀正好與水滴的形狀相反， 說明氣泡在礦物表而展開并與礦物表而結(jié)合得越來越牢固，附著程度也越來越強。水和氣泡 在礦物表而的不同表現(xiàn)，簡單地概述為：親水礦物“疏氣”，而疏水礦物則“親氣”。 目前，人為調(diào)節(jié)潤濕性（可浮性）的方法有兩大類：物理方法和化學(xué)方法。礦物表而潤 濕性及苴調(diào)節(jié)是實現(xiàn)各種礦物分離的關(guān)鍵，所以了解和掌握礦物表而潤濕性的差異、變化規(guī) 律以及調(diào)節(jié)方法對浮選原理的理論研究及實踐有重要意義。 2）接觸角與礦物可浮性的關(guān)系 a接觸角的概念 礦物表而的親水或疏水程度，常用接觸角來衡量。固體表而上的

12、水滴或氣泡在礦物表而 附著，在某一瞬間，固、液、氣三相達到平衡，固-液-氣三相接觸周邊（接觸線），稱為潤 濕周邊。在潤濕周邊上任意一點，沿液-氣界而（水滴或氣泡）作切線，與固液界面所形成 的夾角（包含液體部分的夾角），稱為平衡接觸角，簡稱接觸角，用 0一一接觸角 上式表明，接觸角是三個相界面自由能的函數(shù)，它既與礦物表而性質(zhì)有關(guān)，也與液相、 氣相的界而性質(zhì)有關(guān)。凡是能引起任何三相界面自由能改變的因素，都可以影響礦物表而的 潤濕性。 b接觸角度呈與礦物可浮性的關(guān)系 根據(jù)楊氏方程，由&的大小，可以度量不同礦物潤濕程度的髙低。 當(dāng)&90。時：（7網(wǎng)氣（7液壯，液滴被拉開，沿礦物表面展開，礦物表而被潤時，表現(xiàn)為 親水。 當(dāng)&90。時：腫.込嘆氣，液滴收縮，沿礦物表面聚集成珠狀，礦物表面不易被潤濕, 表現(xiàn)為疏水。 當(dāng)8=90, cos&=0,規(guī)左為疏水表面與親水表而的分界線。 當(dāng)&=0, cos&=l,固體被液體完全潤濕。 當(dāng)&=180（, cos0=-l,液滴對固體完全不潤濕。 即接觸角&愈大，cos&愈小，其可浮性愈好。并且cos&值介于-11之間，于是對礦