矿石的可洗性

    在选择洗矿设备和制定洗矿流程时，首先就得了解含泥物料（矿石）的可洗性能。含泥物料（矿石）的可洗性可以用含泥物料本身的某些物理机械性能，洗矿过程的参数和可洗性系数来划分。
   （一）含泥物料的塑性、膨胀性和松散系数
    1.塑性
    粘土物料因吸水量不一而具不同的湿度（或含水率）。塑限和屈服点是粘土物料湿度的特征常数,塑限系指粘土物料从固体状态变成塑性状态时的湿度,屈服点指的是塑性状态变为流态时的湿度,可用塑性指数和塑性强度来表征粘土物料的塑性。塑性指数可按下列公式计算：
                                                K_S=B_S-B_H                                             (1-1)
    式中  K_S —塑性指数，%；
          B_S  —粘土开始流动时的含水率，%；
          B_H —粘土被压碎时（固态）的含水率，%。
    塑性指数越大，物料越难洗。反之亦然。
    塑性强度  对处于塑性状态下的粘土类物料可用一个特定的圆锥测塑仪来测定。以帕斯卡(或千帕)单位表示。按下述公式计算：                                                 式中  τ —塑性强度，Pa(kPa);
           G —圆锥体重量，N；
           h —圆锥体陷入粘土的深度，cm
           a —锥体的锥角，（°）。
                                          易洗的        中等可洗的         难洗的
              塑性指数，%             ＜5            5~15            ＞15
                 塑性强度，千帕          ＜15          5~35              35~80
    2.膨胀性
    从洗矿的观点看，粘土类物料吸水及粘合物质之间的键受到破坏而产生碎散的过程,正是粘土类物料膨胀的过程。应以粘土类物料的膨胀速度来划分可洗性。
    测定粘土的膨胀性有下述两种方法：
    第一种方法叫浸泡法。用图1所示的仪器测定。    
图1  测定粘土膨胀性的仪器
    1. 玻璃缸；2.薄片；3.指针；4.竖杆；
    5.滚筒；6.钟表机构；7.转动链轮[next]    取每边长5厘米的小立方体粘土试样，放在筛孔尺寸为1*1厘米的筛网上，置于盛有水的容器里浸泡。试料经水泡胀而碎散并穿过筛网，直至试样完全消失。以这段时间来确定粘土物料的膨胀速度。根据粘土物料的膨胀时间来划分物料的可洗性：
                  可洗性程度                膨胀时间（小时）
  易洗的                      5
      中等可洗的                    5~8
      难洗的                    ＞8
    第二种方法称压痕法。用图2所示的平衡圆锥仪来测定。 
    图2 测定粘土膨胀性的平衡圆锥仪
    1.圆锥；2.手柄；
    3.粘土样；4.平衡球
    平衡锥重76克，锥角30°，用下式计算压痕深度：      式中  h —压痕深度，mm;
            d —压痕宽度，mm.
                            可洗性程度              圆锥压痕深度，毫米
                  易   洗   的                     8~10
                   中等可洗的                      6~8
                  难   洗   的                     3~6
    3.松散系数
    对于某些砂矿床，可以用含砂砾层的松散程度来评定物料的可洗性。松散系数可按下式计算： 
    式中  V₁ —钻坑取样时，用钻坑断面和采取厚度计算所得的样品的几何体积，m³;
          V₂ —样品采出后，用容器测得的松散体积，m³.[next]
    在通常的地质报告中，都会记载这个数值。在金刚石砂矿中，松散系数小于1.2的属易洗的,松散系数介于1.2~1.3属中等可洗，松散系数大于1.3的就难洗了。
   （二）洗矿过程的参数——洗矿时间和单位电耗
    完全清除含泥杂质所必须的洗矿时间和洗矿时所消耗的电耗,是洗矿过程的主要参数。它们只能通过洗矿来取得。在试验室可以通过像可磨度试验那样以求得相对的可洗性系数（K₁）：        式中  t_E —已知标准物料所必须的洗矿时间,min;
          t —在同样设备中，被测定物所必须的洗矿时间，min.
    根据相对可洗性系数K1，可以计算出被测定物料所需的单位电耗（q）: 
    式中  q_E —已知标准物料洗矿时的单位电耗，kW•h/t。
    无论是被测定物料或是已知的标准物料的相对可洗性系数、洗矿时间和单位电耗均可在给入固定水量的标准洗矿筒中进行测定。测定时只需记录洗矿筒运转的有效功率和洗矿时间，同时,可按一定的粒度进行洗矿效率的计算。洗矿时间越长，洗矿的单位电耗越大，含泥物料就越难洗。                                                                                                                按洗矿过程参数划分的可洗性                                          易洗的         中等可洗的             难洗的         洗矿时间，分                  ＜1              1~2                      2~6           单位电耗，千瓦每/吨           ＜0.25           0.25~0.75               0.75~2     （三）可洗性系数    洗矿动力学研究表明,洗矿过程的参数（洗矿时间和单位电耗）与洗矿强度是一致的。以含泥杂质（可以一定的粒度为界）在溢流中的最大回收率ε₀表示洗矿强度，此时所须的时间t₀称为代表性的洗矿时间，以可洗性系数K作为含泥物料的可洗性特征，它们的关系如下：K=0.5t₀ε₀+6(t₀ε₀)²
    式中   ε₀—一定粒度在洗矿溢流中的最大回收率，小数；             t₀—在溢流中获得最大回收充的洗矿时间，s。                                                                按洗矿动力学划分的可洗性                                                     易洗的      中等可洗的         难洗的                代表性的洗矿时闷t₀，秒                  ﹤50         50～150          150～300            可洗性系数K，                           ﹥1          1～0.5            ﹤0.5 
    以测定物料的物理机械性质来评定含泥物料的可洗性虽然是间接的和不够准确的，但是,可以作为对物料可洗性能的初步认识。
    用洗矿过程的参数和从洗矿动力学所表征的可洗性系数能客观而准确地评定含泥物料的可洗性能但是,必须要进行一定规模的洗矿试验。