选矿的目的及在国民经济中的作用.pdf

第一篇 选矿方法 第 一 章 概 述 第一节 选矿的目的及在国民经济中的作用 选矿，又称有用矿物精选，它是将矿石中有用矿物成分 使之富集的一门技术科学。 从矿山开采出来的矿石（或者进入选矿厂的矿石）称为 原矿。原矿一般由有用矿物和脉石矿物所组成，含有用成分 的矿物称为有用矿物；矿石中没有使用价值的或不能被利用 的矿物称为脉石矿物。 矿石中某有用成分（或元素的氧化物）的含量百分比称 为品位。原矿品位一般都比较低，例如，很多铁矿石含铁只 ，铜矿石含铜只有有。这样的矿石直接进 行冶炼不但技术上有困难，经济上也不合算。而且有一些矿 石当其品位很低时，几乎不能直接进行冶炼。为了满足下一 步处理的要求，对于品位低的贫矿石，在冶炼前就需要用选 矿方法，将矿石中的有用矿物和脉石矿物分开，使矿石中有 用成分的品位提高，得出适合于冶炼或其他部门要求的原 料。 自然界的矿石中往往含有多种有用成分，例如，铜、 锌等有色金属往往共生或伴生于同一矿床铅中；铁既有单 铜、铁 硫、钒钛铁等共生矿一的铁矿石，也有铁石。有用 成分的互相共生或伴生给冶炼造成很大困难。冶炼过程对原 料中某些共生或伴生元素，常视为有害杂质。例如，炼铜的 害杂质，原料中含铅、锌都是有炼铁原料中含硫、磷和其它 有色金属都是有害杂质。将原料中这些成分彼此分离并使之 得到富集之后，就可以变害为利，将它们分别回收，获得符 合要求的各种单独精矿。这样就能合理地利用多金属矿石中 的各种有用成分。故选矿也是一门综合利用矿产资源的技术 学科。 由此可见，选矿的目的就是分离有用矿物和脉石矿物， 把共生或伴生的有用矿物尽可能地相互分离成为单独的精 矿，除去有害杂质，充分地、经济地、最合理地利用国家矿 产资源。 从矿床的储量来看，富矿较少，贫矿较多。随着工业的 富矿远发展，不能满足需要，必须大量利用贫矿。故大量的 矿石需要选矿处理。因此，选矿在国民经济中的作用就越来 越重要了。 选矿是冶金、化工、建材等工业部门必不可少的极其重 要的一环。选矿技术的发展，大大地扩大了工业原料基地， 从而使那些以前因为品位太低或成分复杂而不能在工业上应 用的矿床变为有用矿床。 第二节 选矿方法和选矿过程 一、选矿方法 将矿石中有用矿物和脉石矿物、有用矿物和有用矿物进 行分离所采用的方法称为选矿方法。矿石中的各种矿物，都 具有各自的物理性质、化学性质和物理化学性质，如粒 度、形状、颜色、光泽、比重、摩擦系数、磁性、电性、放 射性、表面润湿性等。根据这些不同的性质，选择不同的方 法，使矿物得到分选。 最常用的选矿方法有 重力选矿法（简称重选法），是根据矿物比重的不同及 其在介质（水、空气或其它比重较大的介质）中具有不同的 沉降速度进行分选的方法。它是最古老的选矿方法之一，这 种方法广泛地用来选别煤炭和含有铂、金、钨、锡和其它重 矿物的矿石。此外，铁矿石、锰矿石、稀有金属矿石、非金 属矿石和部分有色金属矿石也常采用重选法进行选别。 磁选法，是根据矿物磁性的不同进行分选的方法。它主 要用于选分铁、锰等黑色金属矿石和稀有金属矿石。 浮游选矿法（或叫浮选法），是根据矿物表面的润湿性 的不同选分矿物的方法。目前浮选法应用最广，特别是细粒 浸染的矿石用浮选处理效果显著。对于复杂多金属矿石的选 分，浮选是一种最有效的方法。目前绝大多数矿石可以用浮 选处理。 除上述三种常用选矿方法外，还有电选、手选、摩擦选、 光电选、放射性选矿，按粒度形状选矿等方法。电选是根据 矿物电性的不同来进行选别的方法。手选是根据矿物颜色和 光泽的不同来进行选别的方法。摩擦选矿是利用矿物摩擦系 数的不同对矿物进行分选的方法。光电选矿是利用矿物反射 光的强度不同对矿物进行分选的方法。放射性选矿是利用矿 物天然放射性和人工放射性对矿物进行分选的一种方法。粒 度、形状选矿是根据矿粒的粒度和形状的不同进行分选矿物 的方法。 以上这些选矿方法，只能使有用矿物与脉石矿物、有用 矿物与有用矿物达到机械的分离，并不改变矿物本身的物理 性质和化学性质，习惯上叫做机械选矿法。为了处理成分复 杂的难选矿石，近年来采用机械选矿方法和化学处理方法 （或叫化学选矿）的联合流程。例如细菌浸出，化学药剂 浸出，离析 浮选等方法。 二、选矿过程 选矿是一个连续的生产过程，由一系列连续的作业所组 成。表示矿石连续加工的工艺过程称为选矿工艺流程（图 。 整个选矿过程可分为选别前的准备作业、选别作业和产 品处理作业。 选别前的准备作业 该作业包括破碎和筛分、磨矿和分级。其目的主要是使 有用矿物与脉石矿物，有用矿物与有用矿物相互分开，达到 单体分离，为分选作业做准备。有时这种准备作业是将物料 分成若干适宜的粒级，为分选作业做准备。 选别作业 这是选矿过程的关键作业（或称主要作业）。它根据矿 物的不同性质，采用不同的选矿方法，如浮选法、重选法或 磁选法等等。 产品处理作业 主要包括精矿脱水和尾矿处理。精矿脱水通常由浓缩、 过滤、干燥（有时需要）三个阶段组成。尾矿处理通常包括尾 矿贮存和尾矿水处理。 图选矿工艺流程示意图 矿石经过选别之后，可得到几种产品精矿、尾矿和中 矿。 精矿是原矿经过选别之后，得到的有用矿物含量较高， 适合于冶炼或其他工业部门要求的最终产品。尾矿是原矿经 过选别之后，得到的有用矿物含量很低，不需要进一步处理 的或目前技术经济上不适于进一步处理的产品。中矿是原矿 经过选别之后，得到的中间产品（或称半成品），其中有用 矿物的含量比精矿低，但比尾矿高，因此中矿还需要进一步 加工处理。 第三节 选矿的工艺指标 为了评价选矿过程进行得好坏，通常采用一些技术指标 来表示。常用的选矿指标有产品的品位、产率、金属回收 率、选矿比和富矿比等等。 一 、品 位 产品中金属（或某元素或金属氧化物）的品位，是产品 中该金属（或某元素或金属氧化物）的重量与产品重量之 比，干，是指用百分数表示。例如铜精矿品位为 的铜精矿中含有金属铜。 、、 三个 字母 分别 表示 原通常用希腊字母矿 、精 矿、尾矿的品位。 二、产率 产品的重量通常以表示。产品重量与原矿重量之比的 百分数叫做产品的产率，并以希腊字母 表示。 是绝对量， 而是相对量。 原 矿例如某选矿厂每昼夜处理石 ， 获 得精 矿，则精矿产率为 尾矿产率为 精矿尾矿重量重量 原矿原矿重量重量 三、选矿比 原矿重量与精矿重量 五、回收率 精矿中金属（或元素或金属氧化物）的重量与原矿中该 金属（或元素或金属氧化物）的重量之比的百分数，称为该 金属（或元素或金属氧化物）在精矿中的回收率，通常用希 腊字母 表示。在保证精矿质量的前提下，精矿中金属回收 率越高，表示选别作业回收金属越多，效果越好 原矿重量 。或 之比叫选矿比。它表示选出一吨精 矿需处理几吨原矿。如上例的选矿比为 四、富矿比 之 比 叫）和原矿品位（精矿品位富 矿 比 。 这 个 比值表示精矿中有用成分的含量比在原矿中有用成分的含量 提高的倍数。如硫化 精 矿 中 铜 铜矿，原矿中铜品位为 品位为，其富矿比为 在实践中，由于产品的品位很容易通过取样化验获得， 故精矿产品的产率和回收率可通过以下两个关系式分别求 出。 应用式（所算出的金属回收率，称为理论的回收 率。 第二章 选矿前矿石的准备 第一节 矿石的破碎 从矿山开采出来的矿石块度都很大。目前，露天开采出 来的矿块，井下开采出来的矿块最大尺寸为 块度这样大的矿石不最大尺寸为能直接进行 分选，因为，其中的有用矿物与有用矿物、有用矿物与脉石 矿物紧密共生。为了使它们相互分开，即达到单体分离，矿 石送到选厂后，首先将矿石破碎到一定粒度，然后再送入磨 矿机磨碎。 选矿厂所采用的破碎机的种类，主要取决于矿石性质、 选矿厂的生产能力和破碎产物的粒度等等。 矿石的粗碎作业一般采用顎 式破碎机或旋回破碎机。中 碎和细碎多使用标准型和短头型圆锥破碎机，在少数情况 下，也有使用对辊破碎机破碎。处理松软矿石（如粘土矿或 煤矿），一般采用具有冲击作用的破碎机（如反击式破碎机 和锤碎机）破碎。 一、颚式破碎机（老虎口） 顎式破碎机俗称老虎口，常用于对矿石进行粗碎。矿石 的破碎是在破碎机中两块顎板之间进行的。两块顎板中的一 块固定，另一块可动。可动顎板悬挂在固定轴或可动轴上， 通过传动装置，时而靠近固定顎板，时而离开固定顎板，向固 定顎板靠近时，破碎矿石；离开固定顎板时，矿石靠自身的 重力而排出。 根据可动顎板运动的性质，顎式破碎机分为简单摆动式 。和复杂摆动式两种（图 图顎式破碎机的主要类型 简单摆动式；一复杂摆动式 可可动颚板悬挂轴固定颚板；动颚板； 后 肘偏连 杆；心轴；前肘板；板 上。悬挂在固定轴简单摆动式顎式破碎机的可动顎板 转随着当传动机构带动偏心轴动时，与偏心轴连接的连杆 作上下运动。连杆向上运动时，带动两块肘板逐渐伸平，前 迫使可动顎板向固定顎板靠近，两块顎板之间的物料肘板 便被破碎。连杆向下运动时，两块肘板之间的夹角变小，可 板后退，此时排矿口增大，破碎产物在重动顎力作用下而排 出。 复杂摆动式顎式破碎机与简单摆动式顎式破碎机在构造 板悬挂在偏心轴上，因此连杆随之取上不同前者的可动颚 消，肘板只剩一块。 式板围绕悬挂轴做在简单摆动式顎破碎机中，当可动顎 上面各点的运动轨迹都是往复摆动时， 动圆弧线，而且动顎 的水平行程（水平摆动距离）是上小下大，以动顎底部（排 矿口处）为最大，矿石破碎主要靠挤压力实现。在复杂摆动 式顎式破碎机中，动顎上部的运动轨迹近似为圆形，中部为 椭圆形，下部因受推力板的约束其轨迹为圆弧形，故矿石破 碎时，不仅受挤压力作用，还受一定的摩擦力作用，该种摩 擦力是向下的，有利于物料的自动排出。 顎式破碎机结构简单，机体重量轻，破碎比较大可达 ，价格便宜，适合于破碎坚硬或中硬矿石，特别适用于 中、小型选矿厂。 式破碎机的规格，用给料口的宽度和长度来表示。例 如，的破碎机，其给料口宽度为， 长度 为 为了适应工业生产规模的不断扩大，要求制造更大型的 破 碎 机 。目 前 ，世 界 上 顎 式 破 碎 机 的 最 大 规 格 是 ，生产能力达。近年来，液压技术 在顎式破碎机上得到应用，出现了液压式顎式破碎机，即利 用液压来调整排料口的大小，以维持产品粒度在给定范围 内。 二、圆锥破碎机 圆锥破碎机是这类破碎机的总称，亦是应用广泛的一种 破碎机。根据圆锥破碎机的用途，又可分为粗碎、中碎和细 碎三种类型。它们的破碎作用原理大致相同，只是构造有所 区别。 粗碎圆锥破碎机（旋回破碎机） 图是粗碎圆锥破碎机的结构示意图。可动锥体固定 在中轴上，中轴上端悬挂在臂架 上，下端置于偏心轴套内，偏心 轴套上安有伞齿轮。启动电动机 后，经传动轴使伞齿轮转动，插 在偏心轴套内的中轴随之作回转 运动。可动锥体在转动过程中时 而靠近固定锥体，时而离开固定 锥体。靠近时物料即被破碎，离 开时物料即借助于自身的重力排 出。此机是连续碎矿和排矿的， 故生产能力较高，破碎比可达 图旋回破碎机结构示意图粗碎圆锥破碎机（旋回破碎 可动锥固定锥体；体； 机）的规格用其给料口的宽度表 中轴；偏心轴套； 示。例如，旋回破碎机， 传伞齿轮；动轴 即其给料口宽度为 旋回破碎机适合于坚硬矿石的破碎。在可动锥及固定锥 体上，皆镶有耐磨材料制成的衬板，磨损后可以更换。 中、细碎圆锥破碎机 中、细碎圆俗称圆磨。用于中碎的锥破碎机（图 圆锥破碎机为标准圆锥破碎机；用于细碎的为短头圆锥破碎 机；居于上述两者之间的为中型圆锥破碎机。它们的工作原 理与旋回破碎机基本相同，但结构上有如下区别 中、细碎圆锥破碎机的可动锥体和固定锥体都是正 立的截头圆锥，圆锥形状缓倾，破碎腔中存在一个平行区， 可适应控制排矿粒度均匀的要求。而旋回破碎机的可动锥体 的圆锥形状是急倾斜的、正立截头圆锥，其固定锥体是倒立 可动圆锥 固定圆锥； ； 偏心轴套；伞形齿轮； 螺栓 弹 簧； ； 中、细碎圆锥破碎机的可动锥体支承在球面轴承上。 而旋回破碎机的可动锥体则悬挂在机体上部的横梁上。 中、细碎圆锥破碎机的机架由上、下两部分组成， 用螺栓联接，在螺栓上套有弹簧，借助附有手柄的铰杆和铰 链，可使固定锥体上升或下降，从而调节排矿口的大小。旋 回破碎机利用主轴上端螺帽调整悬挂可动锥体上下，从而调 节排矿口的大小。 中、细碎圆锥破碎机有弹簧保险装置，可靠性大， 当破碎腔中进入非破碎物时，支承在弹簧上面的固定锥体 （调整环）和上部机架（支承环）同时抬起，使弹簧压缩， 排矿口增大，从而使非破碎物从排矿口排出，避免机器损 坏。支承环和调整环借助弹簧的弹力，恢复原位。 的截头圆锥。 圆图锥破碎机示意图 球主轴；面轴承； 支承环； 传动轴； 机体； 分矿盘 中、细碎圆锥破碎机采用水封防尘装置，旋回破碎 机采用干式防尘装置。 中碎和细碎圆碎机的结构基本类似，只是标准型给锥 矿口大，平行区短。短头型给矿口小，平行区长。中型则居 中。如图 图中细碎圆锥破碎机的破碎腔型式 给矿口宽排矿口宽度；平行带长度；度 标 准 型；）中型；短头型 中、细碎圆锥破碎机的规格，均用可动锥体底部直径表 标准型或短头型圆锥 示。例如， 破碎机，其可动锥 体底部直径为 中、细碎圆锥破碎机生产能力大，功率消耗低，破碎比 目前广泛用于各种硬度矿石 大为 ， 产品粒度均匀 的中碎和细碎。但不宜处理粘性物料。 三、液压破碎机 近代液压技术在破碎设备中得到了应用，设计和生产了 液压顎式破碎机、液压旋回破碎机以及中、细碎液压圆锥破 碎机。它们的共同特点是应用液压原理，采用液压油缸的保 险机构和调整机构，替换了破碎机原有的保险装置和调整装 置。从而，克服了常规破碎机排矿口调整比较困难和保险装 置可靠性差等缺点。 液压圆锥破碎机 液压圆锥破碎机可分为单缸和多缸等形式。尽管油缸数 量和安装位置不同，但它们的基本原理和液压系统都是相似 的。所谓多缸式，即采用多个（一般为个）液压缸代 替安全弹簧，并有推动缸和锁紧缸，推动缸用来调节排矿口 大小，锁紧缸用来固紧动锥与定锥的咬合螺纹，以免工作 跳动和回扣。所谓单缸式，即取消安全弹簧，而保险作用及 排矿口调节完全由置于主轴下部的液压活塞来完成。 底部单缸式液压圆 锥破碎机的结构如图 所示。调节排矿口 是通过液压油缸中油量 的增加或减少，使可动 锥体上升或下降，从而 使排矿口减小或增大。 机器过载的保险作用， 则通过液压系统 中的蓄 能器来完成。蓄能器内 部充入压力高于正常破 碎所需油压的氮气，当 图液压圆锥破碎机示意图 坚硬物体落入破碎腔内 可动 锥体；液压缸； 固定锥体； 时，高压油路中的油主 轴；蓄能器压 大于蓄能器内的压力， 蓄能器的活塞将压缩氮气，使液压油 进入蓄能器，液压缸内的活塞下降，因此，可动锥体也下 降，排矿口增大，坚硬物体排出。这时氮气压力高于油压， 进入蓄能器内的油被压 液压缸内的活塞上升，使锥 回油路 体恢复正常工作位置。 底部单缸液压圆锥破碎机结构简单，制造容易，操作方 便，便于自动控制，是一种性能较好的液压破碎设备。它可 用于坚硬矿石的中、细碎破碎。 液式破碎机压顎 液压顎式破碎机是近代出现的较新型的破碎设备，其构 造与顎式破碎机基本相 同。液压顎式破碎机采 用液压油缸的保险机构 和调整机构，替换了一 般顎式碎矿机中的保险 装置和调整装置。图 为简单摆动式液压式 破碎机，其主要结构特 点采用了液压是 图液压顎式破碎机 连杆，达到分段启动和 可动颚固定颚板；飞轮；板； 过铁保险的良好效果； 液压调整装 偏心轴； 置；弹簧； 采用了与液压缸连 液压连杆；后 肘 板前肘板；； 机 体；可动颚板悬挂 接的楔铁调整装置，使 心轴； 衬楔 铁； 拉杆； 板 排 矿口 的调 整更 为方 便 。 四、其它破碎机 辊式破碎机 这种破碎机一般用在中、细碎阶段破碎中等硬度的矿 石。根据辊的数目来分，有单辊、双辊和多辊三种。其中单 辊一般用于破碎煤炭、页岩一类较软的物料。双辊破碎机适 用于破碎脆性物料或避免过粉碎的物料。多辊破碎机使用得 较少。 辊式破碎机的辊面有光滑的、齿状的或沟槽形状的。光 滑表面的辊式破碎机多用于破碎具有中等硬度的金属矿石。 具有齿状或沟槽表面的辊式破碎机则较适合于松软物料的破 碎。 辊式破碎机的规格以破碎辊的和长度来表示，直径 即 常用的对辊破碎机，其原理如图所示。是 机图中 安装在固定架，辊轴承 则安装在可动辊上，辊 是弹上。轴承簧 ，用 于调节两辊间的距离。当 偶而落入不可碎的物体 可压缩弹簧向后时，辊 图对辊破碎机作用原理图 面移动少许，以便让不可 固定辊；可动辊一 机架； 碎物体落下。当物体通过 固定辊轴承；可动辊轴承； 后，辊借弹簧的弹力，弹簧；垫片 仍然恢复原来的位置，照常工作。 两个辊子分别用两台电动机带动，并相向旋转，借助于 摩擦力，将给入的矿石卷进两辊之间的空间（破碎腔），使 矿石受到挤压和研剥而破碎。破碎后的矿石靠自重排出。排 矿口宽度借助增减垫片 移动可动辊轴承来调整。弹簧 为保 险装置。两辊间的转速略有差别，这样可以使辊面磨损均匀。 辊式破碎机的优点是构造简单，维护方便，过粉碎少， 产品粒度均匀。缺点是辊容易磨损，生产能力小，该种破碎 机在小型选矿厂，尤其在小型重选厂应用较普遍。 反击式破碎机 反击式破碎机是一种高效的新型破碎设备，它主要靠冲 击方式破碎。目前已广泛用于化工、煤炭、建筑等工业部 门，也逐渐开始用于金属矿山工业。其结构及工作原理见示 意图 落矿石通过链幕到反 时针方向上，旋转的转子 的强烈冲受到锤头击。矿 石在锤头和反击板之间反复 受到冲击、碰撞而破碎。破 碎产品借自重排出。 调节反击板下缘与锤头 间的间隙，可调节产品粒度 大小。当机器中进入非破碎 物时，反击板压缩拉杆弹簧 图反击式破碎机 后移，增大了反击板下缘与 锤 头；第转 子；反击板； 锤头间的间隙，使非破碎物 拉 杆；第二反击板；机体； 链 幕 排出，保 给矿口； 证机器的安全。 筛 板；； 第第破碎区；二破碎区反击式破碎机结构简 为单；破碎比大（；生产能力高；功率消耗低；可 以进行选择性破碎；适应性强；故硬性、脆性和潮湿矿石均 可采用它来破碎。其主要缺点是锤头磨损严重，寿命很短 反击式破碎机的规格用转子直径和转子长度 来表示 第二节 矿石的筛分 一、筛分的意义和筛分效率 筛分的意义 松散物料通过筛子分成不同粒级的过程，称在为筛分 选矿厂内，筛分多数是与破碎作业相结合。在矿石进入某段 破碎机之前，预先分出粒这种度已经符合要求的合格产物 筛分称为预先筛分。它既能防高破止矿石的过粉碎，又可 碎机的生产率。当矿石含水分高和粉矿较多时，还可以避免 破碎机的堵塞。当矿石经过破碎机被破碎之后，应用筛分检 查破碎产物的粒度，使不合格的过大块矿粒再返回破碎作 业，再次进行破碎，这种筛分称为检查筛分。它可以充分发 挥破碎机的能力。 筛分效率 评价一台筛分机性能的好坏，通常用其生产率（台时产 量）和筛分效率的大小来衡量。所谓筛分效率是指实际的筛 下产品重量与原物料中小于筛孔的物料重量的比值。筛分效 率通常用百分数表示，计算公式如下 式中为 ； 筛分效率，为原矿中小于筛孔尺寸的物料 含量，为筛上产品中残存的小于筛孔尺寸的物 。 料含量， 筛分机的生产率愈大，筛分效率愈高，其性能也愈好。 二、筛分机械 选矿厂使用的筛分机械种格 筛 和类很多，大致有 棒条筛）陀惯性 振动 筛 ；旋筛（偏心振动筛）； ）共振筛；） 细筛；） 弧）自定中心惯性振动筛； 形筛。 目前国内绝大多数选矿厂采用的筛分机械是惯性振动 筛，其中尤以自定中心性振动筛应用最多，下面介绍几种 主要筛分机械。 格筛和棒条筛 这两种筛子都是固定筛。格筛一般安装在矿仓的上部， 以保证粗碎机的入料粒度符合要求。格筛筛上的大块矿石可 用手锤或其它方法破碎，使其过筛。固定格筛一般水平安 装。 棒条筛是由许多棒条组成，筛面与水平呈一角度，筛分 ， 筛分潮湿物料时倾角矿石时倾角为增大 物料从筛子上端给入，大于筛孔尺寸的矿块沿筛面自动下 滑，小于筛孔尺寸的矿块，穿过筛孔下落。这种筛子用于筛 ， 但 在除粗粒物料时，两棒条之间的间隙通常不小于 个别情况下也可在左右。 所示。棒条筛的规格以筛棒条筛的外形与结构如图 宽表示。面的长筛面尺寸应考虑两个因素）避免物 料在筛子两侧的档板间堵塞。为此，筛子的宽度应大于给料 倍，若给料中大块含量不多，筛中最大块尺寸的子的最小宽 度可以比给料中最大块尺寸大 倍多左右。） 要满 足生产率的要求。为此，筛面的长度至少为宽度的倍。 根据棒条筛生产率与筛孔宽度成正比的关系，当要求的 的宽度， 惯性振动筛 借助于弹与筛网示。图中筛框簧 ，上装有两个轴承轴上靠近轴 承处装有是轮上两个配重轮 的配重。当传动轴带动配重轮转 动时，会产生较大的惯性离心力 并作用于弹簧和筛框，而使筛子 振动。筛框的运动轨迹为椭圆。 图 筛 框 筛面上的物料因筛子振动迫使其 ；筛 网；弹 簧； 筛 架；轴 承；配 重轮； 在垂直方向作上下振动，造成物 配 重 料松散和分层，同时也使筛孔不 棒条筛示图意图 生产率已）用下式计算知时，棒条筛的面积（ 式中为按给料计算的筛子生产率，为棒条筛筛孔 所这是目前常用的一种筛分机。其结构及动作如图 被支上。筛框撑在机架 惯性振动筛简图 易堵塞，从而达到筛分的目的。 筛分机安装时，保持向排矿方向有较小的倾角（一般为 。这样筛上物料可以借本身的重力作用，自动向前 运动，由排矿端排出。 这种惯性振动筛的振幅可借助改变配重来进行调节。其 规格以筛网尺长）表示。寸（宽 由于它完全是弹性联接，可平衡惯性力，故转速可很 高，筛分效率高达。它适用于处理中、细粒级矿石，给 料粒度一般不能超过。它还能筛分潮湿和粘性物料。 主要缺点是电动机振动大，寿命受影响；振幅不能太大，不 宜处理粗粒物料。 自定中心惯性振动筛 自定中心惯性振动筛，一般均悬挂在支架上，所以也称 万能吊筛。图为它 的外形图。其结构如图 所示。筛框安在 偏心轴部分的轴承 上。筛框借弹簧吊挂 在固定结构上。飞轮 上装有配重；飞轮旋 转时配重所产生的离心 力和筛框回转时所产生 的离心力平衡，此时筛 框绕着主轴作圆周 运动，而主轴的中心线 图自定中心惯性振动筛外形图 在空间位置保持不变， 振动器；筛框；筛网 因此这种传动方式的筛 悬挂装置 子称为自定中心惯性振 动筛。 这种筛子的振幅 可以通过增减飞轮上 的配重和通过偏心轴 套改变偏心距来进行 调整。其规格表示方 法同惯性振动筛 这种筛子筛分效 图自定中心惯性振动筛结构示意图 率较高， 一般可达 偏心轴的轴承；筛框；偏心部分； 配 重；飞轮以上，生产能偏心轴力大；弹 簧；、 应用范围广、结构简单、调整方便、工作可靠。它广泛应用 于选矿、煤炭、化工、建材等工业部门，主要作为筛分中、 细粒物料的设备，最大给矿粒度可达 弧形筛 弧形筛是一种湿式细粒筛分（分级）设备。结构很简 单，整个筛子没有运动部件。主要部分是一个弧形筛面的格 筛，筛面由等距离，相互平行的固定筛条组成，筛条的排列 不象平面筛那样与物料运动相同，而是与物料运动方向相垂 直。矿浆以一定速度沿切向给入筛子内平面，垂直地流过筛 条，受到筛条边棱的“切割”作用，导致矿浆层厚度逐渐变 薄，从而达到分离。被“切割”部分矿浆，在离心力作用 下，透过筛缝，成为筛下产品；未被“切割”部分矿浆，则 在惯性力作用下，越过筛面，成为筛上产物。 弧形筛的给矿方式有两种，一种为无压力给矿，称自流 弧形筛，另一种为压力给矿，称压力弧形筛。 自流弧形筛如图所示，需筛分的物料自流给入受料 ，受料箱里面装有一块箱倾斜 ，形成一个上的溢流板宽下窄 逐渐收缩的隔槽，矿浆由隔槽的 出口均匀地沿切线方向均匀分 布在弧形筛面 上，物料被筛分 为筛上和筛下产品。 压力弧形筛的给矿（矿浆） 是用泵送入给矿箱，给矿箱的出 口处装有喷嘴，物料经过喷嘴以 切线方向给入弧形筛面上。喷嘴 应使物料成扁平状喷入筛面上， 形成一 自流弧形筛原理示图意图 种均匀薄层的稳流；喷 受料箱；溢流 板 筛 面；嘴的截面尺寸主要是控制物料 喷入筛子的速度，截面尺寸大，速度就小，筛分效率低。 弧筛 面 宽 度形筛的规格是以筛面的曲率半径（ ）） 表 示 ，即和弧度（，例如 。 弧形筛结构简单，工作可靠；分级精度高，产品粒度均 匀；单位面积处理量可达振动筛的倍。它在选矿厂主 要用于选别前的预先筛分和脱水、脱泥作业，效果优于振动 筛。主要缺点是筛面磨损快。为增强抗磨性，国内已采用尼 龙筛条。 细筛 细筛是一种新型的湿式细粒级（筛 分 （分级）设备，其结构如图。上部是一个给矿器，下部 是由钢板焊接成的筛体，内装有筛框和筛面，筛框的背面有 一敲打装置。给矿器是由一个缓冲箱和匀分器构成。缓冲箱 采用阀门控制，以保持箱内 恒压和调整给矿量大小。矿 浆流到匀分器，均匀地流经 筛面，分成筛上和筛下两种 产品。 细筛的筛面是一格筛， 呈长方孔，由固定筛条或筛 篦编成。筛条的排列不是与 物料运动同向，而是与物料 方向垂直。筛面安装在筛框 上，筛框用弹簧悬挂在筛体 图细筛结构示意图 上，并由筛体与水平支承为 给 矿 器；筛 面；敲打装置； 斜度，可以调节。在筛框 筛框筛体 的背面有一打击板，敲打装置的打击锤周期性地打在打击板 上，使筛面产生瞬间振动，以防筛孔堵塞。 细筛的工作原理与一般筛分机械不同，和自流弧形筛的 工作原理相似，也可以说细筛是弧形筛的发展。细筛除具有 弧形筛的许多优点外，它在筛分过程中还具有富集作用，并 且筛孔不易堵塞。其规格以长）表示。（宽筛面尺 从国内外的实践表明，采用细筛再磨方法是提高磁铁矿 精矿品位的一种经济有效的措施。细筛也是黑色金属选矿厂 中很有发展前途的细粒分级设备。 第三节 磨矿 磨矿是矿石破碎过程的继续，其目的是使矿石中各种有 用矿物颗粒全部或大部分达到单体分离，以便进行选别，并 使其粒度符合选别作业的要求。 磨矿作业通常是在一个圆筒形的磨矿机中进行的，筒体 内一般装有研磨介质，如钢球、钢棒或砾石等等。装钢球 （或铁球）的磨矿机为球磨机；装钢棒的为棒磨机；装砾石 的为砾磨机。若磨矿机内不装其它介质，只利用矿石自己研 磨，则称为无介质磨矿机或称自磨机；自磨机中再加入适量 钢球就构成所谓半自磨机。磨机的规格，都以筒体的直径 长度表示。 磨矿作业以湿式磨矿为主，而且一般与机械分级机组成 闭路循环；但地对于缺水区和某些忌水工艺过程（如水泥 厂、石棉厂生产过程或某些干法选矿过程），也有采用干式 磨矿的。无论用哪种类型磨矿机进行研磨，在磨矿过程中，它 们的作用原理基本上是一致的。都是利用介质（或矿石本 身）对被磨物料进行冲击和研磨。 一、球磨机 这种类型磨矿机是在其筒体内装入一定数量的钢球作为 研磨介质。利用钢球在筒体内的运动将物料粉碎。这种类型 的磨矿机又按其排料方式的不同主要分为两种溢流型和格 子型，此为选矿厂广泛应用的两种磨矿机。 溢流型球磨机 图是溢流型球磨机的结构图。它主要由筒体及具 有和中空轴颈的端盖组成。筒体用两端的中空轴颈安在轴 上。筒体及承端盖的内表面镶有衬板。在我国一般使用锰 钢衬板，也有使用铸钢及橡胶衬板。橡胶衬板具有使用寿命 长，生产费用低，重量轻，安装时间短，更换安全及噪音小 等突出优点，值得推广及应用。 图 大齿轮； 端盖； 入孔 给料漏斗； 溢流型球磨机 小齿轮； 轴 衬板； 承； 体； 排料漏斗； 一给料器； 磨，机工作时筒体内装入不同直径（ ）的 和钢球或铸铁球。 电动机通过安装在传动轴上的小齿轮大 齿带动球磨机转动。被磨物料由给矿器经过给料漏斗轮 进入筒体，经过磨矿后排出，磨矿机需要更换由排矿漏斗 衬板或需要进入筒体内检修时，待磨矿机停车后可自入孔 进入。这种球磨机由于磨好的物料是从排料漏斗自动溢出， 即靠矿浆本身高过中空轴的下边缘自流溢出，所以称为溢流 型球磨机。 溢流型球磨机具有构造简单，管理和检修方便，作业率 较般在磨矿细度要求高时，宜用该种磨矿机。高等优点。 格子型球磨机 这种球磨机的构造与溢流型基本相同，不同的地方是在 所示筒体的排矿端装有格子排矿装置。见示意图。磨矿 机的排矿，格子板上面有许多小孔，以便排出端有格子板 图格子型磨矿机排料示意图 矿浆提升装置；锥体格子板；；排料漏斗 矿浆。格子板靠近排矿端的一侧，安装有矿浆提升装置，这 是一种放射状的棱条，棱条将格子板和端盖之间的空间分成 个）通向中空轴颈的扇形室。当磨矿机若干个（一般旋转 时，放射状棱条起着提升矿浆的作用，将由格子板上小孔排 出的矿浆提升到排矿中空轴颈，通过中空轴颈再从磨矿机排 出。这种排矿方式通常称强迫排矿。由于是强迫排矿，因此 排矿速度快，并减少了矿石的过粉碎，而且增加了单位容积 产量。这种型式的磨矿机比同一规格的溢流型磨矿机产量 高 。 格子型磨矿机的缺点是构造复杂，排矿格子板易于堵 塞，而且检修困难，作业率较低。由于格子型磨矿机有上述 许多优点，所以在选矿厂得到广泛应用，特别是当矿石要求 粗磨时（如要求目左右），过粉碎对选别产生明显磨到 不利影响时，则采用格子型有利。 二、棒磨机 棒磨机从外形及其主要结构来看，与溢流型球磨机基本 类似。不同的是它采用钢棒作为磨矿介质，钢棒长度一般比 筒体长度短。棒磨机的锥形端盖上敷上衬板后， 内表面平直，可防止筒体旋转时钢棒歪斜而产生乱棒现象。 棒磨机以钢棒的“线接触”产生的压碎和研磨作用代替 了球的点接触所产生的冲击和磨剥作用，因此，具有选择性 地破碎作用，从而减少了矿石的过粉碎。其产品粒度均匀， 钢棒消耗量低，但不能得到很细的产品。 棒磨机一般用于第一段开路磨矿作粗磨作业。给矿粒度 为，产品粒度为。对于性脆、易于泥化 的钨、锡矿石或其它稀有金属矿石的重选厂或磁选厂，常采 用棒磨机进行粗磨。棒磨机用于开路磨矿，可以代替短头圆 锤破碎机做细碎。 三、砾磨机 砾磨机是古老的磨矿设备之一，从结构型式上讲砾磨机 与球磨机没有什么差别，只采用砾石或卵石作为磨矿介是 质。因所用介质比重较钢球轻，所以，单位容积的产量也 低。砾磨机的长径一般为。其衬板一般要求能够夹 住磨矿介质，形成“自封”，以减少衬板磨损加强提升物 料能力和矿物间的粉碎作用。因此，采用网状衬板和梯形衬 板或两者的组合。砾磨机都型采用格子型，而不采用溢流 因为格子排矿时砾磨机中矿浆面低，可以较大地发（ 挥介质的冲击作用；排矿快，矿可减轻过粉碎； 量及介质量发生变化时，排矿也较均衡而不会涌出大块矿 石。 砾磨机通常用于细磨，作为棒磨和自磨的二次磨矿设 备，在个别情况下也有用于粗磨。由于砾磨机能耗小，生产 费用低，节省金属材料（如磨矿介质）、能避免金属对物料 的污染等特点，因此，目前在选矿中得到较广泛地应用，特 别适用于对物料有某些特殊要求的磨矿。 四、自磨机 自磨机是以被粉碎物料本身作为磨矿介质的磨矿机。其 结构由给矿漏斗、筒体、传动、排矿漏斗、基础部分及润滑 装置等部分组成。与球磨机相比，其结构特点是 ）大，）筒体直径（长度（短 ，一 般 这是为了减轻物料的轴向离析，提高磨机生产能力和强化磨 碎过程的选择性。 ）中空轴颈的直径大，长度短。直径大是为了适应 给矿块度大的需要，通常中空轴颈内径为最大给矿块度的两 倍左右。长度短使给矿畅通。 自磨有干式（气落式）和湿式（瀑落式）两种磨矿机， 它们在给矿和排矿端盖以及端盖衬板方面有所不同。早期以 干式自磨为主，近期则以湿式占优势。干式自磨机如 所示，端盖和筒体 中心线是垂直的。筒体 周 边 装 有”型衬 板，即提升板，用以提 升矿石和撞击大块矿 石 。筒 体 两 端 装 有 “ ”型衬板，即波峰 板，其主要作用是增加 矿石相互碰撞的机会， 且使矿石在磨机内得到 合理地分布。湿式自磨 图干式自磨机 机如图所示，其端 进 料 槽楔形衬板；； 盖与筒体中心线约呈 排出返回自磨机中的粗粒；气流； 一粉。夹角，且端盖为锥碎区；提升板 。左右。为防止矿石的偏析作用；形，锥角约为筒体上 装有“凹”型提升板，端盖上亦装有波峰衬板。此外湿式自 磨机均采用格子板排矿而不采用溢流型，因为格子排矿一方 面加速排矿减少过磨，同时因为湿式自磨机料位变高时，格 子板可阻止大块物料的排出，但格子板的磨损很快。 自磨机的应用范围很广，由处理非金属矿石，扩展到处 理黑色金属、有色金属和稀有金属矿石等方面。采用自磨机 对粗碎后的矿石进行自磨，是有利降低大型选矿厂破碎磨矿 车间基建投资的措施。特别是对含泥多、水分大的矿石，或 者多雨地区的矿山，应用湿式自磨机进行磨矿，则更显得必 要。 排矿格子圆筒筛（自返装置）板；排矿端 衬板；一大齿圈 第四节 分级 在介质（气或空气）中，物料按其沉降速度的不同分成 若干粒度级别的过程称为分级。分级与筛分的目的相同，都 在于将矿粒群分成不同的粒度级别，但它们的工作原理及产 品的粒度特性不同。筛分是严格地按几何粒度（筛孔尺寸） 分离的；而分级则是按它们在介质中不同的沉降速度分离 的。 在磨矿作业中，通常采用分级作业与之配合，以便把粒 度合格的物料及时分出，既可避免产品过磨，又能提高磨矿 效率。选矿厂磨矿作业中使用的分级设备有机械分级机和水 图湿式自磨机 给矿端衬板；给矿小车；给矿端波峰衬板；筒体提升衬板； 力旋流器。目前，选矿厂应用最多的机械分级机是螺旋分级 机，至于耙式分级机、浮槽分级机等，已渐趋淘汰。在钨、 锡重选厂，为减少磨矿过程的过粉碎现象，常采用筛子与棒磨 机构成闭路。细筛与磨矿作业配合应用，近来也得到了充分 的重视。这里只介绍与磨矿作业配合使用得最多的螺旋分级 机和水力旋流器。有关水力分级的内容将在重选法一章中叙 述。 一、螺旋分级机 螺旋所示，它是在一个倾斜的半分级机的构造如图 圆形槽内安装有纵向长轴，轴上安有螺旋叶片，通过传动机 构带动旋转。分级机的上端有传动机构，下端有螺旋提升装 置。分级机的下部是沉降区，在沉降区细粒随溢流排出，粗 粒沉于槽底，被螺旋运向上方，返回磨矿机中再磨。 图 螺旋分级机 根据螺旋分级机溢流堰的高低，可分为高堰式、低堰式 和沉没式三种，如图所示。 ）低堰式溢流堰低于螺旋尾部轴承之下，如图 。这种分级机分级面积小，螺旋对矿浆面搅动大， 溢流产量低，故不适于作分级用，常用于洗矿。 ）高堰式溢流堰高于螺旋尾部轴承，而低于螺旋 的上缘，如图所示。沉降面积较小，分级粒度较 粗，适于分级大于 粒级的产品。常用于一般磨矿的 图各种形式螺旋分级机示意图 流程中。 沉没式溢流端的螺旋叶片完全浸没在矿浆面下 边。分级面积大，分级面平稳，溢流产量，如图 粒高、粒度细，适用于分级小于级的产品。常用于 二段磨矿的流程中。 螺旋分级机按螺旋轴的数目，又可分为单螺旋和双螺旋 两种。 螺旋分级机的规格是用螺旋的直径来表示。如规格为 的螺旋分级机，螺旋直径为 螺旋分级机具有下列特点构造简单，工作可靠，处理 量大，分级区平稳，分级效率高，操作方便，安装角度大， 易于与球磨机组成闭路作业，返砂中含水量低等。因此被广 泛应用。它的缺点是，下端轴承易磨损和占地面积大等。 螺旋分级机除普遍用于金属矿山选矿厂湿式磨矿的预先 分级和检查分级作业外，还在非金属、建材、化工、煤炭等 部门用于分级、洗矿、脱泥、脱水等作业中。 二、水力旋流器 水力旋流器是一种利用离心力作用的分级设备。其结构 型式按矿浆进入旋流室的旋转方向，分为左旋和右旋两种。 为水力旋 图流器示意图，上部呈圆筒形，下部呈圆锥 形，矿浆用砂泵以高速沿切线方向给入，因而产生很大的离 心力。在离心力的作用 下，较粗的颗粒被抛向 器壁，以螺旋线的轨迹 向下运动，最后由沉砂 口排出，较细的颗粒与 大部分水一起在锥体中 心形成上升的螺旋流， 经溢流管排出。 水力旋流器的优点 是构造简单，没有运 动部件，体积小，占地 面积少，图水力旋流器示意图生产率高。缺 点是排砂嘴磨损快，工作不够稳定，因此，生产指标容易波 动。 水力旋流器除用于磨矿中的分级作业外，还可用于脱 水、脱泥以及脱除浮选药剂等。 水