3非金属矿共性加工技术.ppt

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1、2 非金属矿共性加工技术,2.1 破碎与筛分 2.2 磨矿与分级 2.3 选矿提纯 2.4 超细粉碎与精细分级 2.5 表面改性 2.6 脱水方法与设备 2.7 矿物材料合成工艺方法,2 非金属矿共性加工技术,2.1 破碎与筛分 2.2 磨矿与分级 2.3 选矿提纯 2.4 超细粉碎与精细分级 颗粒团聚 粉碎极限 助磨剂、分散剂 机械化学效应 粒度分析方法 超细粉碎设备：气流磨、机械冲击磨、搅拌磨、砂磨机、研磨剥片机、振动磨、辊磨机、胶体磨、高压均浆磨等 精细分级设备：干法-风力、离心、叶片阻隔；湿法-水力离心、沉降离心等,2 非金属矿共性加工技术,一、几种超细粉碎设备,雷蒙磨,电机主轴转动磨

2、辊悬挂在主轴上部的梅花架上离心力磨辊压向磨环（压碎物料） 连续给料（磨辊下部）-铲刀（连在主轴上）铲起送入粉碎区 风从粉碎区下部吹入-细颗粒带走进入成为产品 物料中少量水分，研磨时产生热，水气蒸发,1、旋风分级机 利用气流旋转产生离心力，使粗细粒分离。 特点：结构简单，制造容易，运行费用低。 适用： 10um，较粗粒级分离。 10um细粒级，效率低，用于第一、二级分级作业中。,二、几种超细分级机,1）单台使用：处理量低、效率低 2）串联组合式 串联使用提高净化效率，各级尺寸不同。 如图，三级串联：第一级锥体短收集粗粒，第二级、第三级锥体逐渐加长。收集粒度逐渐变细。,3）并联使用增加气体处理量多

3、个小直径并联，代替一个大直径，若处理量不变，则净化效率提高。 如图：六筒平列式，相同尺寸。,2、袋式除尘器,5um细粒级粉尘去除率可达99.5%，多用于最后分级作业,3、湿式除尘器利用水与含尘气体接触使尘粒润湿，而将粉尘分离出来的设备。 特点：净化效率高，可除掉0.1um的尘粒。 缺点：耗水、粉尘回收困难。,1、喷淋除尘器,2、泡沫除尘器,3、文氏管除尘器,4、电除尘器,利用静电力将固体或液体颗粒从气流中分离并被捕集。可以处理0.1m的颗粒,5、超细分级机,三、超细粉碎及分级系统,介绍几种煅烧设备,煅烧主要设备有： 回转窑、立窑、隧道窑等,2.5 表面改性,矿物表面改性(Surface mod

4、ification or Surface treatment)是指用物理、化学、机械等方法对矿物粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改变粉体表面的物理化学性质，如表面晶体结构相官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和反应特性等等，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。,2.5.1 表面改性的方法,2.5.1 表面改性的方法,1、物理涂覆：利用高聚物或树脂等对粉体表面进行涂覆而达到表面改性的方法。 影响表面涂覆的主要因素有颗粒的形状、比表面积、孔隙率、涂覆剂的种类及用量、涂敷处理工艺等。,2.5.1 表面改性的方法,2、化学包覆： 利用表面化学方法，如有机物分子中的官能团在无机粉体

5、表面的吸附或化学反应对颗粒表面进行局部包覆，使颗粒表面有机化而达到表面改性的方法。除利用表面官能团改性外，这种方法还包括利用游离基反应、螯合反应、溶胶吸附以及偶联剂处理等进行表面改性。 分为干法和湿法两种 影响因素：粉体的表面性质、表面改性剂的配方、表面改性工艺和表面改性设备。,2.5.1 表面改性的方法,3、沉淀反应包覆：这是通过无机化合物在颗粒表面进行沉淀反应，在颗粒表面形成一层或多层“包膜”，以达到改善粉饰表面性质，如光泽、着色力、遮盖力、保色性、耐候性、耐热件等目的的表面改性方法。沉淀反应包膜是无机颜料表面改性最常用的方法之一。 工艺：湿法，反应釜中进行。沉淀反应洗涤过滤干燥焙烧 改性

6、剂：金属氧化物、氢氧化物及其盐类 影响因素：颗粒大小和形状、表面官能团、改性剂、PH、浓度、反应温度和时间、后续工序等 珠光云母就是用这种方法，即通过金属氧化物(氧化钛等)在白云母颗粒表面的沉淀反应包膜于云母颗粒表面而制得的。,4、机械力化学改性：是利用超细粉碎及其它强烈机械力作用有目的地对矿物表面进行激活（在粉碎的同时添加改性剂，有些改性剂还具有助磨作用）。 功能：改变矿粒表面的晶体结构、溶解性能(表面无定形化)、化学吸附和反应活性(增加表面的活性点或活性基团)等。 缺点：温度控制难、包覆后易被重新破碎、改性剂易被破坏。,2.5.1 表面改性的方法,5、插层改性：是利用层状结构的粉体颗粒晶体

7、层之间结合力较弱和存在可交换阳离子等特性，通过离子交换或化学反应改变粉体层间结构和界面性质的改性方法。 粉体要求有层状或似层状晶体结构，如石墨、蛭石、高岭土、蒙脱石等,2.5.1 表面改性的方法,2.5.2 表面改性的设备及药剂,常用表面改性剂：硅烷、钛酸酯、铝酸酯等 硅烷（SiH4 ）：如：四氯硅烷SiCl4、三氯硅烷HSiCl3、三甲基一氯硅烷(CH3)3SiCl . 钛酸酯：如：钛酸四异丙酯 C12H28O4Ti， 四叔丁基钛酸酯 C16H36O4Ti 铝酸酯：双(仲丁醇)正硅酸三 乙基正硅酸酯铝盐C14H33AlO6Si,2.5.3 表面改性剂,2.5.3 表面改性剂,2.5.3 表面

8、改性剂,2.5.4 表征及评价方法（改性效果评价）,直接法:直接测定改性后粉体的表面物理化学性质：表面润湿性（疏水性）、吸油率、表面能、表面电性、在极性/非极性介质中的分散性、光学性能、吸波性能、包覆率、表面结构、表面形貌、和表面化学组成。 间接方法，即根据应用的效果来进行评价。,2.6 脱水方法及设备（红字不讲）,脱水用机械和加热干燥的方法使固体物料与水分分离的作业，称为脱水 湿法选矿精矿含水量65%85%（用户冬季要求精矿含水量：北方小于8%，南方小于10% ）；中矿、尾矿含水量60%90% 1、脱水目的： (1)分离出有用物质除去有害物质 (2)便于加工； (3)使用方便； (4)为了提

9、高产品质量； (5)有利于包装、贮藏和运输。 (6)回水利用,2、脱水方法（按工作原理分类） 机械脱水法利用机械，如浓缩、过滤、 重力、离心力等。 加热脱水法利用热能，如干燥。 物理化学脱水法利用吸水化学品，如石 灰、无水氯化钙等。 选择依据：水分布特性、含量、颗粒大小、 工艺要求、经济指标等。,3、水分布特性 重力水分物料颗粒与颗粒之间机械和干燥法 毛细管水分颗粒的空隙中，具有毛细管压力。 机械和干燥法 吸取水分物料表面或其空隙中。靠吸附力 难除 化合水分存在于物质内，与固体物质按重量化 合。结晶水难除。如褐铁矿 (2Fe2O33H2O) 结晶水和大量空隙 过滤后含水难低于16%18%,4、

10、脱水过程 浓缩过滤干燥 浓缩：常用浓泥斗和浓缩机（浓密机）等重力沉淀。含水量8090%浓缩后3070%，除去大部分水能量消耗少，水分去除多。 过滤：常用过滤机，借助于一定压力。含水量3050%过滤后816%能量消耗中，水分去除中。 干燥：干燥机烘干，借助于热能。含水量816%干燥后小于5%-6%，能量消耗大，水分去除少。,5、脱水作业的选择： 选别产品浓度大，不需浓缩，只需过滤，即可满足要求。 浓缩后再过滤，不需干燥。 浓缩过滤干燥，如石墨精矿，根据 最终产品对水分的要求而选择需要哪些作业。 用户水分要求： 南方水分较高 北方水分较低防止冻结,物理化学脱水法：个别情况采用，一般与产品下一步加工

11、需要相结合，如铜精矿加石灰，既降低了水分又满足了铜精矿焙烧作业对生石灰配料的需要。,2.6.1 浓缩机,浓缩：根据矿浆中的固体颗粒在重力或离心力的作用下而发生沉降这一原理，使矿浆浓度提高的过程。 产品水分：根据工艺要求(中矿、尾矿)、和矿浆性质决定产品水分（粒度大水分少、粒度小水分大、密度大水分少、粘度大水分大）,精矿浓缩沉砂（浓度大或水分少的部分），含水量一般小于60% 硅质矿浆含水3050% 粘土质矿浆含水5060% 常用设备：浓缩机（常用）、浓泥斗、水力旋流器、沉淀池（间断作业、小厂用） 浓缩溢流（浓度小或水分大的部分），含水量90%100%。浓缩机几乎达100%，浓泥斗、水力旋流器为8

12、0%95%。,2.6.1.1 沉淀浓缩过程原理 介质（水）中，矿粒受重力作用沉降 当重力=介质阻力时等速沉降此速度称为沉降末速度 当d（矿粒直径）0.1mm时，按斯托克斯公式有：,V0=g(固-介)d2/(18) =54.5d2(固-介)/ (cm/s) V0矿粒沉降末速度 (cm/s) d矿粒直径 （cm） 固矿粒重度 （g/cm3） 介介质重度 （g/cm3） 介质粘度 （泊） g重力加速度 （cm/s2） 上式只适用于稀矿浆，我们称为自由沉降。,浓矿浆时，矿粒间有摩擦和碰撞干涉 沉降。一般浓缩过程干涉情况不严重可用上式估算 由式V0=54.5d2(固-介)/ (cm/s) 知：dv0最难

13、沉淀的是微细矿粒 含泥量越大，溢流越混浊，解决溢流混浊 的办法：,加无机化合物。如石灰、硫酸、硫酸铝、氯化铁等改变表面电性减少静电排斥力聚团（称为凝聚）。 加高分子化合物。如淀粉、明胶、聚丙烯酰胺（三号絮凝剂）。（称为絮凝）。高分子药剂将多个矿粒链接成桥状，形成絮团，从而沉淀。 高分子（几万甚至几百万）吸附产生絮团（称为絮凝）。,沉淀实验：如图 讨论：1搅拌均匀 2开始沉降 D区压缩区；A区澄清区；B区沉降区 （与1相同）；C区过渡区（B、D间没有明显 界限）,沉降区自由沉降 压缩区有干涉作用，存在压力上升 水流 随着时间延长：D、A区加大B区减少 C区消失B区消失（5）（此时A区与D区 刚交

14、接）称为沉降的临界状态（5）继续沉 降D区缓慢减少达不再减少为止（6） （没有上升水流）。,沉降曲线：每隔一定时 间测量一次澄清区高度。 横坐标沉淀时间 纵坐标澄清区高度 绘制图如图7-2： 曲线由直线AB和BD组成，交点为B，即临界点（A区与D区刚接触点）,B点之前：（tt1）-与澄清区交界的为沉降区 澄清速度由沉降区的沉降速度决定 B点之后：（tt1）-与澄清区交界的为压缩区 澄清速度由压缩区的沉降速度决定 AB、BD都是直线，即沉降区和压缩区都是等速沉降 AB和BD的斜率可求出沉降区和压缩区的沉降速度 沉降速度：沉降区压缩区,对于连续操作的浓缩机（图7-3），也有： 澄清区A、沉降区B、

15、过渡区C、压缩区D、E 沉降区总是存在（不断给矿和排矿） 澄清速度由沉降区的沉降速度决定 沉砂速度由矿浆在压缩区停留时间决定 增加沉砂浓度方法：减少排砂量。 增大沉 降高度，一般35米。,2.6.1.2 浓缩机,常用浓缩设备：各类型的 浓缩机；水力旋流器、沉淀池、 倾斜浓密箱等。 耙式浓缩机：中心传 动式。一般18米。周边传动式。 一般18米，max可达100多m。 一、浓缩机的构造： （1）中心传动式 构造：电机、蜗杆蜗轮、 空心筒（下端插入液面内）环 形溢流槽，竖轴，耙子。,耙子旋转速度78m/s（外端线速度） 安全信号装置（避免负荷过大损坏机器） 耙子传动轴蜗杆轴垫板弹簧指针杠杆。 若负

16、荷过大耙子旋转轴转不动蜗杆右移压缩弹簧指针偏转发出信号提升耙子（人工或自动）,大型中心传动式浓缩机 如图 达45m 金属转笼 耙架 桁架 混凝土槽体 耙垫与转笼连接采用 铰链联接。 阻力过大时：可顶起 耙架和转笼。,（2）周边传动式 A辊轮（少见） B-齿轮（较多） 混凝土柱耙架滚子支座环池轨道 桁架平台传动装置 安全装置：辊轮-车轮和 轨道间的摩擦力 齿条-电机过载保护装置 供电：中央支柱上装有环形 接点，而沿环滑动的集电接点 则与耙架相连，并由敷设在耙 架上的电缆将电流从这些接点 引入电动机。 双臂传动周边传动式浓缩机。,二、倾斜板式浓缩机 如图：外加倾斜板 构造：其它与中心 传动浓缩机相

17、同 倾斜板-池内偏上 部（澄清区与沉降区之 间）沿圆周方向安装， 向中央倾斜，水平夹角 约60。高效率，Q提 高三倍以上，溢流固体 含量稍有降低。,试验-证明效率高 直立：沉淀面积=以d为直径的圆面积，沉降距离=H 倾斜：沉淀面积=以d为短轴的椭圆面积，沉降距离直立。另外，左侧面也有沉降。 特点：沉降面积大，沉降高度hH，即：可缩短沉降时间。 上部和下部对流，下部颗粒受重力作用下滑，上部澄清液上升，密度差越大，速度越大。,提高效率的因素：（1）有效 沉降面积加大（截头圆锥侧面在 水平面上的投影） 侧面积： 水平投影面积： S-增加的面积 L-倾斜板长度 R、 r-锥面上下底半径 i-倾斜板层数

18、 i=1n -倾斜板与水平面夹角,（2）沉降过程： 第一步自由沉降较短距离堆积在倾斜 板上。第二步较快下滑，澄清液上升。 沉降速度：自由沉降末速度 加速 沉淀浓缩。澄清液对流速度 加速沉淀浓 缩。 L、间距对工作有影响 缺点：倾斜板脱落，检修清洗困难，倾斜板易结垢等。,三、浓缩机的选择计算 1、浓缩机直径选择 （1）沉淀面积：根据生产能力求所需浓缩机的沉淀面积。 直径选择影响因素：给矿量、给矿浓度、排矿浓度、矿物性质、粒度、矿浆中电解质和药剂、温度，回水利用情况等 设计需要的浓缩机面积： F1=Q/q （m2） Q-给矿固体量 T/d q -单位面积生产能力 T/m2d 参照下表,（2）求所需

19、浓缩机直径： （m） 根据计算的D，查表选设备及沉淀面积F2。若所选D过大，可考虑选2台或多台。,（3）按式： F=Q(R1-R2)K2/(86.4v0K1) （m2 ） 校核浓缩面积，应满足F2F 式中： Q-给矿固体量 T/d R1、R2-浓缩前后矿浆的液固比（液体与固体重量比） K1浓缩机有效面积系数，取0.85-0.95，12米以上的浓缩机取大值； K2-矿量波动系数，取1.05-1.2，视原矿量变化而定； V0-溢流中最大颗粒的自由沉降速度 V0=545d2(固-介)/ (mm/s) 介质为水时介=1, =1 即： V0=545 (固-1) d2 (mm/s) 固-溢流中固体物料真比

20、重 T/m3 d-溢流中最大颗粒直径，精矿浓缩d=0.005-0.01mm,（4）按上升水流速度溢流中最大颗粒自由 沉降速度，校核： vv0 v=1000W/F2 mm/s W-浓缩机溢流量m3/s,四、其它形式的浓缩设备,1、浓泥斗 构造：如图 工作原理：,2、磁力脱水槽 构造：如图 工作原理：,3、水力旋流器 构造：如图 工作原理：,2.6. 2 过滤 一、过滤的基本原理 过滤介质多毛细孔的物体，过滤过程： 滤浆、滤液、滤饼 1、滤液运动方程 滤液运动液体在压力作用下通过毛细孔 的层流运动，附合普略捷尔方程：,V=(1/F)(dv/dt)=p/(R0+0h) V-过滤速度 m/s， F-过

21、滤面积 m2 dv-滤液体积 m3 dt-得到体积dv滤液相应的过滤时间 s P-毛细管两端压力差 kg/m2 -液体粘度 kgs/m2 h-滤饼厚度 m 0-滤饼单位体积阻力1/m3 R0-过滤介质单位面积阻力 1/m2 VP V1/ V1/ (R0+0h) R0 、0通过试验确定,2、生产指标及影响因素 主要影响因素：滤饼水份、滤液浓度（含固体量）、单位面积生产能力 1）滤液性质浓度、温度、粒度组成、药剂影响。 浓度饼厚Q水份 温度VQ水份不会大幅度降低 过滤-毛细孔上部，阻留大粒和部分小粒。如图8-1 晶体粒状-孔隙多，液体易通过，滤饼含水低。 胶状物料-形状受压力而变，堵塞滤孔，难过滤

22、（如氢氧化铝沉淀物），如图8-2 粒度组成：含泥量愈大，细粒愈多愈难过滤 加药后（浮选捕收剂、2号油等）-难过滤 加三号絮凝剂（聚丙烯酰胺）-吸附水多，难过滤,2）滤饼的性质 滤饼孔隙度高水份低 粒状和粒度范围窄孔隙度高 滤饼阻力厚度、孔隙度、粒度 厚度阻力抽出速度快 厚度不均干孔眼，减少压力差P,3）压力差 粒度愈细，所需压力差愈大 压力差过大过滤介质损坏耗能多 堵塞滤孔 4）过滤介质的种类和性能 种类：粒状介质如细砂、玻璃渣等。 织物介质选厂常用，棉织滤布，人造锦纶 布等。多孔陶瓷介质 清洗：机械堵塞高压水冲洗。,二、过滤布,过滤布是过滤机的重要组成都分它的性能好坏，使用寿命的长短对过机滤

23、的工作指标和运转率都有直接的影响。 在过滤机的运转过程中，由于交替的抽气和吹风以及刮板卸料，会使滤布因与滤板、刮板之间相互摩擦而磨损。如果滤布的耐磨性差，以致在短时间内破漏而使滤液浑浊，影响脱水物料的回收，经常停机修补或更换滤布，会使过滤机的运转率降低。,过滤时矿浆一般呈酸性或碱性，对滤布有腐蚀作用。如果滤布耐腐蚀性差，织物纤维易为酸、碱破坏，直接影响滤布的使用寿命。 过滤过程中尽管滤布阻力只占过滤阻力一小都分，但实践证明，过滤速度仍与透气性的变化规律趋于一致。滤布在矿浆中浸泡，多少是要吸收一都分水分的。当它本身的含水量增大时，滤饼的脱水速度就要减慢。因此，选矿厂过滤一般都要求滤布强度高、韧性

24、大、耐磨、耐腐蚀、透气透水性好，吸水性差等等，既要有较长的使用寿命，又具有过滤速度快、滤饼水份低，滤液清澈等特点。,1、滤布的分类及性能 滤布可用金属丝和非金属丝织成，常用 的金属材料有不锈钢、黄铜、蒙氏合金等， 非金属滤布可用天然纤维织成，常用的有毛、 棉，麻、尼龙、塑料等。 滤布材质的选择主要应考虑液体的腐蚀 性、固体颗粒大小、工作温度及耐磨性等因 素。选矿厂常用的滤布是棉帆布和锦纶滤布。,棉帆布：我国在六十年代以前普遍采用。由于这种滤布强力低，不耐磨，透水性和透气性差，吸水性强，不耐腐蚀。近年来已逐渐被锦纶滤布所取代。 锦纶滤布；这是在六十年代中期才出现的。其性能优于纯棉滤布，使用寿命和

25、过滤能力成倍提高。这种滤布的出现，不仅节约了大量棉布，而且改善了真空过滤机的工作指标。,2、滤布的更换及注意事项 滤布是过滤机的易损件，必须及时地缝补和更换。 局部破损，可停机人工缝补，大面积或多处磨损严 重，应更换新布。滤布更换时，应注意： (1)扒布后，检查过滤篦子，对全部焊缝进行冲 洗，彻底检查，发现漏、串风和篦子裂缝的地方： 必须彻底焊好，保证不漏气、串风。 (2)镶布之前，将压布槽和篦子彻底清扫，压布绳 两端要顶到筒端，必须全部压住。边绳必须压紧。,(3)根据压布槽的宽窄适当加压滤布，保证不掉绳为原则。钉绳时要准要稳，砸压条要用橡皮锤头，以免伤布。上布时必须均匀平整，不能上偏下斜。镶

26、布完后，必须将过滤机的一切绳头，破布彻底清扫干净。 (4)外滤式过滤机镶布后，还应用绕线机构用铁丝捆扎牢固。 (6)滤布镶好后，不准出现褶皱和鼓包。 有的选厂的压绳改为压条(木条)，镶嵌时，压条底部包一薄橡胶皮镶入压槽内，效果也很好。,三、 过滤机 过滤机的分类及构造 过滤机分类：筒型真空 过滤机（内滤式、外滤 式）、盘式真空过滤机、 筒型磁力过滤机 （一）筒型外滤式真空过滤机 1、构造：筒体、传动 机构、分配头（错气盘） 主轴承、搅拌器、矿浆 槽、刮板、绕线机构,筒体-过滤机的主体 筒体：大型-钢板焊接制成 小型-铸造 老式-厚木板做成 过滤室：被隔条沿周围方向分成一定数量的（轴向贯通）室，

27、室与室之间密封。右图 过滤板（在过滤室里辅设）：一方面形成通道以便流通滤液，另一方面起着支撑过滤布的作用。,整个筒体外面裹着过滤布，为了保证每个室之间的密封，过滤布用胶条、麻绳或棉绳嵌在隔条的绳槽内，然后再在筒体外面沿轴向以5080mm的间距缠绕很多道钢丝，把滤布固定在筒体上。 筒体一端有一个喉管，它有与过滤室数量相同的孔道，每个孔道都经过管子分别和对应的一个过滤室接通,传动机构电机带动（驱动筒体回转） 分配头固定不动，一面与喉管密合保持滑动接触，另一面有管子与真空泵、鼓风机相联。筒体在旋转过程中，每个过滤室都依次地同分配头的各个区接通，过滤室对着分配头的哪个区时，过滤室内就有和这个区域相同的

28、压力。 喉管和筒体旋转，分配头固定不动，接触面很平滑密封性很好。,矿浆槽位于筒体下部，用来容纳被过滤的矿浆 主轴承过滤机的筒体通过主轴承支撑在矿浆槽上。 搅拌器由电机带动往复摆动，起搅拌矿浆作用，只有当矿浆槽中的矿浆全部放净后，才能停止搅拌。,2、工作原理：取一个过滤室为例，这个过滤室随筒体旋转，开始时处于筒体下部位置（区）（浸在矿浆中），过滤室经过管子、喉管与分配头的矿浆区接通，室内为负压，水透过过滤布进入过滤室，被真空泵抽向机外，滤布表面形成滤饼。当过滤室转到脱离液面的位置以后，过滤室与分配头的脱水区（区）接通，滤饼中所含的水分进一步降低。,当这个过滤室转到与分配头的鼓风区（区）接通时，鼓

29、风机使有压力的空气经过分配头、喉管、管子吹入过滤室，使该过滤室由负压变成正压，脱水后的率并被吹落下来排出机外。 当过滤室继续转到滤布清洗区（区）时继续向过滤室内鼓风（或鼓风与给水相配合）清洗滤布，恢复它的透气性。清洗完毕的这个过滤室继续旋转又进入滤区，开始了又一次循环。,在筒体旋转过程中，每一个室都周而复始地工作。整个过滤机载每个时刻都有过滤室在形成滤饼，吸干滤饼，卸料和清洗滤布，整个过滤机的工作是连续的。 过滤中难免有一些细粒精矿进入滤液中，所以滤液不能丢掉，而返回到浓缩机中去，滤饼送到精矿仓，待运。,外滤式真空过滤机的缺点： 就是处于悬浮状态的极细颗粒首先沉淀在滤布上，而粗粒处于矿浆槽中矿

30、浆的下层，细粒形成滤饼最初一层，使得过滤困难，从而降低了过滤机的处理能力。 适用：多用于细粒过滤。 因此对于较粗矿粒矿浆的过滤，生产上常采用内滤式真空过滤机。,（二）筒型内滤式真空过滤机 筒型内滤式真空过滤机的矿浆槽在筒体内部，因而粗粒首先沉淀在滤布上，铁精矿一般粒度都较粗，并且有“磁团聚”现象，所以一般都采用此种过滤机。 结构：筒体、分配头、筒体传动机构，主轴承、托辊及排料装置等。,工作原理：基本与外滤式相同 不同点：1）、矿浆直接进入筒体内部的滤布上； 2）、筒体一端（有分配头的那一端）由主轴承支撑，另一端（敞口卸料端）由托辊支撑； 3）、滤饼在筒体内部卸到溜槽，并用皮带运出。,内滤式过滤

31、机的优缺点： 优点：颗粒靠真空泵和自重附着于滤布上，因而滤饼厚、具有分层现象、透气性好，滤布堵塞较轻；适用于粗粒矿浆的过滤，并且处理量大。 缺点：操作时不便于观察，维修量大。,不管外滤式也好，内滤式也好，过滤机都有很多种规格，其规格常用过滤面积来表示如：40m2、20m2、10m2.如：40m2内滤式筒型真空过滤机.,（三）磁力过滤机,（四）盘式真空过滤机 （1）构造：圆盘、传动机构、矿浆槽、错气盘（分配头）、主轴、扇形滤片 （2）工作原理 （3）优点：结构紧凑，生产能力高、维修方便。 缺点：滤饼含水较高，不适用粗粒物料。,（五）折带式过滤机 （1）构造：筒体、矿浆槽、搅拌器、错气盘（分配头）

32、、滤布（滤带）、卸料及冲洗系统 （2）工作原理：,（六）板框压滤机 1、构造。如图,2、工作原理：压滤周期一般分以下五个阶段： 闭锁阶段-过滤室两端施加机械压力，使过滤板密封。 给矿过滤阶段-由滤室的给矿总管将矿浆送到各滤室，直到所有滤室被滤饼充满。 压缩阶段-向滤室通入压缩空气，进一步排除滤饼中的水分。 卸饼阶段-液压柱拉开所有的过滤室和底部的卸料门（本厂是单个拉开），鼓入空气，排出滤饼。 冲洗滤布阶段-用水冲洗滤布，液压柱滤板闭合，卸料门关闭。,给矿浓度：25%-70% 滤饼水分：8%-10% 生产能力:（兴盛矿业选矿厂）每片产生滤饼约200kg左右，一台设备一个周期产生滤饼约20吨。 兴

33、盛矿业选矿厂尾矿处理流程如下：,四、 过滤系统和附属设备 （一）过滤系统配置 过滤系统主要由：过滤机、真空泵、鼓 风机、气水分离器（自动排液装置）、管路 等组成。 主要三种配置： 1）两级气水分离器 如图a具有高差10.5米 2）加离心泵 如图 b耗能大 3）加自动排液装置 如图 c,（二）自动排液装置代替气水分离器和离心泵 构造：如图，气水分离器，杠杆、空气阀、橡胶阀、浮筒、滤液箱、排水阀 工作原理:,五、 过滤过程影响因素,（一）过滤矿浆的性质 1、矿浆浓度 矿浆浓度对产量影响很大，对滤饼的含水量也有影响。矿浆浓度太低，则滤饼形成的速度慢，致使产量低，水份也高。图6-1是某浮选铁精矿矿浆浓

34、度和过滤机产量。,2、物料粒度 矿浆的粒度对过滤效果有显著影响，一般粒度越粗过滤效果越好。粒状或粗粒精矿，因其形成的滤饼孔隙度大，滤饼比阻小，滤液容易通过，过滤机的生产效率高，滤饼水份也较低。但物料粒度也不能过粗，粒度过大也会使过滤效果变坏。例如有的粒度在100目以上的矿粒占40的精矿，采用内滤式过滤机脱水，因为粒度大，滤饼通气性非常强，真空度很低，吸不住滤饼，滤饼达到一定厚度就掉落，致使过滤工作难以进行。,对于扁平状或细粒的精矿，因其形成的滤饼孔隙度小，滤饼比阻大，滤液不易通过，过滤机的生产率较低，滤饼水份则较高，而对于微细矿粒，不但使矿浆的粘度增大，而且进入滤饼以后还会堵塞滤孔，造成过滤困

35、难。 为了控制精矿颗粒不要过细，应尽量减少磨矿过程中的过粉碎现象，在过细的精矿中，可以加入助滤剂或凝聚剂，以改变颗粒粒度组成，使之增加一部分大颗粒，加入凝聚剂，能使过滤机的产量提高，但滤饼水份也会随着增加。,3、矿浆温度 矿浆温度升高会使粘度下降。提高矿浆温 度，不仅可以提高过滤速度。降低滤饼所含 水份，而且可以增大滤饼厚度，提高过滤机 生产率。 4、矿浆中所含浮选药剂 关于药剂的影响依其种类和用量的不同而 异。一般说来，除了表面活性剂一类能减少 表面张力的药剂以外，其它浮选药剂的存 在，都会降低矿浆的可滤性。,（二）过滤机的转速 过滤机的转速对生产效果的影响也很大。目前使用的真空过滤机转速高

36、的达到2转分以上，低的为0.15转分。对于不同的物料，都有自己最合适的转速，采用这一转速既能达到较高的利用系数，又能保持较低的滤饼水份。最合适的转速需要根据试验确定。一般情况如下，较细较粘的物料应采用较低的转速，粒度较大，较松散的物料应采用较高的转速。,（三）滤饼的性质 在过滤操作中，滤饼的孔隙度、阻力和 滤饼的龟裂情况等对过滤有较大的影响。 滤饼孔隙度愈高，其水份愈低因此粒 状和粒度范围窄的物料所形成的滤饼水份较 少。 过滤速度与滤饼的阻力成反比。滤饼的 阻力决定于它的厚度、孔隙度和滤液粘度。,滤饼层各部分的厚度应当保持一致。由于厚度不均匀会造成滤饼各部分阻力的不均匀，在薄的地方阻力小，滤液

37、的抽出速度快，会迅速形成“干孔眼”，使空气进入，从而降低了过滤层两端的压力差，使过滤速度显著降低。由于收缩而产生的龟裂现象，同样也会使过滤速度降低。,（四）真空度 真空过滤机的过滤动力是由真空度决定的。对于一般的精矿矿浆，提高真空度可以增加滤饼的厚度，降低滤饼的水份。但是，对于含有大量微细颗粒或含有絮凝胶体物质的矿浆，由于在较大的压力差作用下易使滤布织物的孔隙堵塞和减小孔隙度，因而提高真空度往往会产生相反的效果。真空度的大小必须既能保证过滤的速度而又能使滤饼水份达到一定的要求。,（五）过滤介质的性质 过滤介质对过滤过程产生的影响，主要是透气性，透气性的好坏直接关系到介质的过滤阻力的大小。 在过

38、滤过程中，滤布的阻塞主要是机械堵塞，即由于小颗粒的物料进入滤孔产生的堵塞，有时也会由于化学反应的沉淀而引起堵塞。为了保证一定的过滤速度，滤布必须经过一段时间的使用后即进行清洗，排除堵塞。清洗一般用高压水冲洗，对化学沉淀均可用酸液洗涤溶解除去。,六、 过滤机的选择和计算 粒度、比重、精矿量、矿浆浓度、滤饼水 分要求等。 1、根据滤浆性质选择过滤机的类型及规格 筒型外滤式、内滤式真空过滤机查下表，盘式真空过滤机查后表。,2、计算需要的过滤机总面积 F=Q/q q见下表 计算过滤机工作台数 n1=F/F1 n1过滤机工作台数 Q需要处理的干精矿量 T/H F1所选一台过滤机过滤面积 m2 q过滤机单

39、位面积生产能力 T/m2H 如下表,3、选择备用台数n2 n2= n1(1.3-1) 取整数 过滤机备用系数可取1.21.4，但不得少 于两台，即一台工作，一台备用，1、2、3台 选1台，4、5、6台选2台，7、8、9台选3台。 4、总需台数 n=n1+n2 或n=1.3n1 取整数,七、 过滤机的使用与维护,过滤是选矿产品出厂前的一个关键作业。其工作的好坏直接影响着产品的生产，销售，因此必须引起足够的重视。 （一）操作使用 开车前，必须检查各部分的机电设备，消除运转障碍物，内滤机的中心皮带必须为空负荷，三角带松紧合适，各管道是否畅通，各部螺栓有无松动，分配头与筒体部分是否紧密贴合，滤布有无破

40、损，各润滑点油量是否充足；停车时间较长，矿浆沉淀固结较牢时必须将矿浆放出，然后用手盘车12转，确认一切正常后方可启动。,开车顺序（以内滤式为例）为：皮带机-中心皮带机(内滤)-过滤机-离心泵-真空泵-鼓风机。待各部运转正常后，方可给矿。 设备运转中，要经常检查电机，减速机轴承等声音是否正常，温度是否合乎要求(6070)，真空度的大小、分矿箱和管路是否堵塞，并保持给矿合理分配；检查 鼓风机风压大小，以满足吹下滤饼为原则，不宜过大；各部漏斗要经常清理，内滤式过滤机的中心皮带要及时调整，以防中心皮带被压死。,停车时，应先停给矿，待矿浆处理完毕后再停真空泵等，关闭吸气闸门，用清水冲洗滤布，最后停止过滤

41、机。 （二）维修及事故处理 过滤机各润滑点要经常检查和加油润滑，要特别注意分配头。油质必须良好，不得含有杂质，风道不得带有矿粉，以免造成油管堵塞，得不到润滑。,过滤机在工作时，有时滤饼会出现裂纹现象，造成“漏真空”，真空度下降，增加滤饼水份。为了消除裂纹，可以采用压辊、压带等机械方法来压紧滤饼，保持真空度。 为了使产品在过滤前进一步提高品位，有些厂加大过滤机溢流(如金岭铁矿)，让精矿中夹杂的微细矿泥随溢流流出，取得了较好的效果。,为了确保过滤设备的安全运转、延长使用寿命，发挥设备潜力，必须按计划定期地进行检修： 小修：周期不定，发现问题及时处理；一般检修各部风头，弯头、滤布、管道，蓖子、中心皮

42、带等部件的更换，调整、检查修理。 中修：一般为四个月，包括小修内容，还需将风头、分配头座、全部弯头更换。各部轴承、齿轮、支承轮，中心皮带头、尾轮及托辊的检查更换。 大修：周期为34年，包括中、小修内容，更换大轴瓦，中空轴、滚道，中心皮带架，筒体篦子或修理基础。,八、 干燥 （一）选择 常用设备：圆筒干燥机（直接和间接加热两种） 干燥坑、电干燥箱、电气螺旋干燥机、塔式干燥机等。 直接加热式圆筒干燥机热效率高80%，电耗小，生产能力大；缺点：尘化大，大量细粒（约20%精矿被炉中气体带出，污染精矿，操作复杂，设备多）。,间接加热式圆筒干燥机 优点：精矿损失小，不污染精矿 缺点：热效率低，用于稀有金属

43、矿 干燥坑 优点：尘化小、简单、管理方便 缺点： 热效率低5055%，条件差，能力低，对人身健康有影响。 电干燥箱只适用于精矿量极小的情况 塔式干燥炉广东、广西、江西一般采用，简单，投资少，能力低。,圆筒型干燥机的种类：,圆筒型干燥机的构造、工作原理,（二）计算 圆筒干燥机的容积计算： V=(W1-W2)/(24W) V-需要的干燥机容积 m3 W1 -干燥机给矿含水量 kg/d W2-干燥机排矿含水量 kg/d W-干燥机单位容积蒸发水量能力 kg/m3h 需要干燥机台数为： n=V/V0 n-选用干燥机台数 V-需要的干燥机容积 m3 V0-所选用干燥机一台的容积 m3 查手册,耗燃料量的

44、计算： G=W3Q/H G耗燃料（如煤、油等）量 kg/H W3需要汽化的水分重量 kg/H W3=(W1-W2 ) /24 Q汽化1公斤水所需要的热量 大卡/kg H所采用燃料的发热值 大卡/kg 天然气H=80009000大卡/kg 焦块H=6650大卡/kg 大同混合煤H=6520大卡/kg,2.6 脱水方法及设备,2.6 脱水方法及设备,2.6 脱水方法及设备,2.6 脱水方法及设备,2.6 脱水方法及设备,2.7 矿物材料合成工艺方法,矿物材料合成大致步骤： 原料准备配料成型养护二次加工 按工艺不同分为：浇注工艺、水热技术合成工艺、烧结工艺、熔制工艺、溶液凝胶法合成工艺、机械化学工艺

45、、化工合成工艺、表面加工工艺等。,一、浇注工艺,浇注工艺指原料配料以某种稠度浆料形态按一定模具形成所需形状，然后自然养护硬化形成材料的一种制造过程。 关键：具有自然条件下能自身硬化的胶凝材料。 （一）胶凝材料 常用：水泥、石膏、菱苦土等 1、水泥 1）分类： 按矿物成分分为：硅酸盐水泥、磷酸盐水泥、硫酸盐或硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等,2）硅酸盐水泥 A 生料主要成分：CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3 B 原料：大理石、石灰石、硅藻土、火山灰、铁粉、各类矿渣（代替石灰质或粘土质原料）等 C 工艺流程,D 熟料矿物成分： 硅酸三钙（3CaOSiO2 缩写为C3S）3760% 硅酸二钙（

46、2CaOSiO2 缩写为C2S）1537% 铝酸三钙（3CaOAl2O3 缩写为C3A）715% 铁铝酸四钙（4CaOAl2O3Fe2O3 缩写为C4AF）1018%,E 主要技术性能 比重 3.0-3.15 容重1000-1600kg/m3,常用1300kg/m3 细度：要求0.08mm方孔筛筛余12%，过细收缩大，水泥制品容易产生裂缝 凝结时间：初凝自加水搅拌至水泥浆开始失去塑性的时间。国标 45分钟，一般1-3小时 终凝自加水搅拌至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度的时间。国标 12小时，一般5-8小时,3）普通硅酸盐水泥（普通水泥）,4）水泥的腐蚀及防止,A 淡水腐蚀水愈纯腐蚀愈重：Ca

47、(OH)2等成分溶于水中，水泥空隙加大 B 酸性腐蚀酸+ Ca(OH)2 易溶物或化合物体积膨胀 C 硫酸盐腐蚀硫酸盐+ Ca(OH)2 石膏（膨胀），石膏+铝酸酸钙含水硫铝酸钙晶体体积加大1.5-2.5倍（水泥杆菌） 另：糖类、脂肪、强碱等对水泥也有腐蚀作用 D 防止措施：水泥结构表面设防护层；增加水泥结构密度，放渗透；选适宜的水泥等,5）水泥的保管,A 水泥的活性物质+空气中的水分、CO2等变质，称为风化（俗称受潮） 水泥的活性处于极干燥状态，各物质成分都具有强烈与水作用的能力，此能力成为水泥的活性 水泥中（石灰、硅酸酸钙+H2O Ca(OH)2, Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+

48、H2O， H2O+石灰.连锁反应，受潮加快 B 若不受潮，存放3个月强度下降10-20%，6个月强度下降15-30%，1年后强度下降25-40%。自出厂日算起，有效期为3个月，超过3个月为过期水泥。 C 水泥过期处理：只有粉块（用手可捏碎），粉块压碎使用（试验强度）；部分硬块，筛除硬块，粉块压碎使用（用于强度要求不高处）；大部分硬块，粉碎磨细，参入新水泥使用，参量25%。 D 新出厂水泥：规定10天后方可以使用，使游离的CaO吸收空气中水分，充分消解。,2、石膏,1）分类： A 硬石膏（无水石膏）CaSO4 B 生石膏（二水石膏）矿山直接开采出来的CaSO42H2O C 工业废渣石膏：磷石膏、氟石膏、硫石膏等 D 熟石膏（半水石膏） CaSO41/2H2O CaSO42H2O CaSO41/2H2O+3/2H