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选矿跳汰机工作原理

责任编辑:金工机械 发表时间:2016-05-23 08:39

  跳汰过程是一种诸多因素制约的过程,介质和矿粒的运动,存在着固有的规律性。根据有关试验资料,得出决定跳汰选矿结果的主要因素是介质的交变运动加速度的规律变化作用。经分析归纳,产生了“介质加速度当量密度效应和粒子的悬浮漂移沉降”的新概念。用此概念,可以统贯整个跳汰过程,达到系统的分析、推理、解释分选工艺,并找出各阶段介质及各密度粒子的运动趋势和轨迹。跳汰过程中,介质运动由周期性的竖向运动和连续的前进运动组成。两种运动同时作用于粒子。介质的竖向运动,使粒子获上升运动的能量和不同的沉降速度。介质的水平运动,促使粒子产生不同的漂移沉降时间和沉降距离。

  介质的竖向运动,为周期性的变速流,其形成,在于介质竖向加速度的变化。变速流的速度是加速度的函数。跳汰开始,空气室进气,压缩空气膨胀,介质受力向跳汰室传递。介质上升速度受筛板和床层的阻力。阻力的反馈,增大了空气室的膨胀压力,动能集聚,筛下介质向上的动压力急速增大。空气室压力增大到一定程度,同时,空气室介质液面下降,膨胀压力和液柱重量组成筛板下的动压力总和,当能量超过了床层的阻力时,床层整体托起,积蓄的动压力瞬间得以释放,此时,跳汰室介质上升获得了最大的正向(文中以跳汰室液面上升为正向,下降为负向)加速度。而此时的介质正向速度刚刚在递增上升。随着床层托起,介质冲破阻力。动压释放,它的正向加速度立即转为下降趋势,介质正向速度还在不断升高,介质速度变化滞后于加速度变化90°(π/2)。介质加速度降为0时,介质获得最大的上升速度。被整体托起的床层,是在加速度值进入衰减阶段时,逐渐趋于松散的。正向加速度减小,使密度不同的粒子,依次进入沉降状态。空气室膨胀结束,介质正向加速度降为0。跳汰室介质的负向加速度,是由介质液柱重量产生的,介质负加速度升高,介质正向速度迅速降为0。继之,跳汰室液面下降,所有粒子沉降到位。并逐渐趋于紧密。床层的紧密,增加了介质负加速度的增长速率,减轻了吸啜作用。当空气室液面超过静止介质液面时,介质负向加速度又降为0,空气室液面继续回荡升高时,介质的正向加速度产生,使介质下降速度迅速降低为0,一个跳汰循环完成,周而复始。

  跳汰循环中,介质速度是在加速度的影响下,规律的连续变化。床层整体托起,并不是在介质上升速度最大时完成的。在床层托起时,价值的正向加速度为最大值,而速度则进入上升阶段。床层的松散过程是紧接着床层托起而开始的,也就是在介质正向加速度开始下降时,粒子分别按各自轨迹运动,而呈现出松散状态。当介质正向加速度达到最大值时,加速度为0。粒子已经按从重到轻的次序陆续进入沉降过程。所以,床层的托起和松散,不是由介质上升速度决定的,而是由介质上升加速度作用的结果。

  跳汰过程中,冲水和顶水形成的跳汰室水平流。介质的水平流不仅能将轻物料排出,也起着分选作用,即粒子的漂移沉降运动。跳汰室的介质,因层位不同,前进方向的阻力不同,依据距筛板的高度,各层位的水平流速,自上而下呈递减。为方便讨论,且分为三个层位分析:

  上层,即溢流堰以上及与溢流堰相近的介质层,受溢流堰阻力最小,受床层的阻滞力最小,即使在床层松散时,进入此高度的粒子大多为轻粒子,所以,此层介质水平流速最快,对悬浮于其中的粒子,水平推力最大。

  下层,即近筛板的基质层,受溢流堰和床层的阻力最大,密度大的重离子,其运动都在此层位中。这一层前进速度最小,其作用于粒子的水平力也最小。

  中层,即上下层之间受溢流堰阻力较大,但受床层阻滞力较下层小。这层介质的水平流速,及其对粒子的水平推力,皆居中间状态。

  将加速度变化因素看做介质瞬时视在密度或称瞬时表现密度的变化,这个概念就使跳汰重力选矿的作用机理明确的显现出来。它实质上是不断变化介质瞬间密度的重介质选矿。是呈周期性规律变化的介质当量密度,连续作用于待分选物料的过程。用这个概念,就可以全面的系统的解释跳汰选过程。介质加速度当量密度效应是指密度恒定的作用周期竖向变速运动的介质,对受作用物体产生的作用力相当于其加速度因素,转化为介质密度发生相应的瞬间变化的密度匀速运动介质,对受作用物体的作用结果。即加速度值得不断变化,是通过介质瞬间表现密度的变化起作用的。

  在介质上升流中,不同密度粒子,很快在当量密度作用下,上升到各自相应的高度,形成不同密度的等密度悬浮体。重粒子上升速度小,上升距离小,所以重密度悬浮体在下层;同理,中间密度悬浮体在重密度悬浮体上面,而轻密度悬浮体位于最上层。在沉降时,重粒子首先沉降,中间密度粒子次之,轻密度粒子最后沉降,所以在跳汰过程中,物料基本上按密度分层。粒子的沉降过程是在上升流的后期陆续开始的。介质加速度是决定跳汰分选的关键因素。当量密度效应和粒子的漂移沉降,组成了完整的跳汰机理,两种作用相辅相成,相互牵制。介质正向加速度及其衰减梯度,决定分选效果,介质的冲水、顶水量决定处理能力,但又相互影响,相互制约。