一、概述
重介质选矿是指在密度大于1000千克/米3的介质中进行的选矿过程。介质的密度一般选择在矿石中轻矿物和重矿物的密度之间,因而矿粒基本是按密度差分离,流体的动力作用影响很小。当严格控制介质的密度时( 波动范围不超过20千克/米3),可使密度差只有50~100千克/米3的两种矿物有效分离。
重介质有重液和重悬浮液两种,前者是一些密度较大的有机液体或无机盐类溶液;后者是一些被称为“加重质”的细磨矿粉或合金粉与水混合的悬浮液。重液由于价格昂贵和有毒,工业上很少应用,仅在实验室使用。重悬浮液的来源广、无毒、价廉,因此工业上普遍应用。常用的重液和加重质的性质列于表1和表2。
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与选矿有关的重悬浮液的性质是它的密度、粘度和稳定性。
这些性质与加重质的密度、粒度和形状有关。细磨的加重质形状不规则,配制的重悬浮液最大固体容积浓度约为35%,而用球形喷雾硅铁配制的重悬浮液最大固体容积浓度可达43%。加重质的粒度愈细,允许的固体容积浓度也愈低。常用加重质的粒度上限是0.15毫米。表3列出了典型的硅铁加重质粒度特性。
重介质选矿在工业上应用已有50余年历史,主要用在矿石预选上,即在粗粒条件下选出脉石或围岩,减少细磨深选矿石量,并提高入选矿石品位。目前它已在处理铁、锰、铅、锌、钨、锡、锑、萤石、金刚石及其他金属和非金属矿石方面广为应用。在选煤工业中应用尤多。入选矿石粒度的上限为50~150毫米,下限为2~3毫米。采用旋流器分选时,上限粒度为30~40毫米,下限可降至0.5毫米。目前正在研究扩大用旋流器类型设备分选的粒度上限。[next]
二、重悬浮液的性质
在有关的悬浮液的性质中,密度决定着分选的密度(比重)界限,而粒度和稳定性则影响着分选的精确性。
(一)悬浮液的粘度和流变性
悬浮液的粘度与均质液体不同,它是液体与液体、国体与固体以及液体与固体之间的内摩擦力(切应力)的体现。因而内切应力要比单一分散介质为大。根据流体(包括两相流体)的切应力与速度梯度的关系,可将流体分为四种流变类型,即牛顿流体、粘塑性流体、假塑性流体和膨胀性流体。后三种也称作非牛顿流体。这些流体的速度梯度与切应力关系曲线称作流变曲线,如图1所示。