选矿学2 重力选矿 习题及答案

重力选矿习题

一、名词解释

重力选矿 分离粒度 面积当量直径 分级效率 容积浓度 冲程系数 干涉沉降 分配率 等降现象 自由沉降 分级 松散度 介质阻力 压差阻力 摩擦阻力 球形系数 体积当量直径 等降现象 等降比 容积浓度 松散度 析离分层 跳汰周期 水跃现象 床层 粒度分配曲线 沉淀度 层流边层 机械冲程 二、填空题

1、重选的所用的介质有： 、 、 或 。

2、矿粒在介质中所受的力主要有三种，一是___________、二是___________、三是_____________。

3、矿粒粒度的表示及测量方法有：___________、______________、_____________、______________。

4、已知离心加速度a＝428m/s，重力加速度g=9.8m/s，离心力强度i=____________。 5、介质阻力的通式可以写成_____________，其中ψ也称_____________，它是____________的函数，由此可知，介质阻力与 _______________成正比，并与_______________有关。

6、选矿用的隔膜跳汰机因隔膜安装位置的不同，可分为：_______________、______________、________________。

7、摇床选矿的工艺影响因素有________________、____________、________________、_________________________。

8、物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作用的内因，是_____________，但能让分层得以实现的客观条件，则是_______________。

9、弱紊流流膜结构分为三层，各层名称分别为：____________、___________、_____________.

10、测定金属矿石密度组成常用的重液主要有____ __、_ _ ___、__ ___、____ __。

11、 矿砂溜槽主要用于处理 _____________粒级的矿石。 12、隔膜或筛板运动的最大距离称作 ________________。

13、球形颗粒沉降末速的个别计算公式中，在层流阻力范围内，可使用的公式是________________。

14、水力分级中所用的介质可作____________、____________、______________的运动。 15、重力选矿过程中介质的作用主要是________________、________________、________________。

16、跳汰选矿的工艺影响因素有________________、_______________、________________、______________________。

17、 ______________是矿用跳汰机采用最多的传动方式，推动水流运动有着共同的特

2

2

性。

18、螺旋分级机的外形是一个表面呈___________的倾斜长槽。

19、旋流器的结构参数包括________________、_____________、_____________、________________、________________。

20、影响悬浮液粘度的因素有加重质的_____________、_____________、___________以及悬浮液中的______________等。

21、水力分级按分级浓度的大小可分为_______________和__________________。 22、一个典型的重介质选矿过程包括：______________、_______________、_______________、________________和_______________5项作业。

23、介质阻力主要有两种形式，一是层流绕流时的_____________，二是紊流绕流时的______________。

24、颗粒在流体中的沉降有两种形式，一是_____________，二是_____________。 25、自由沉降速度的个别公式为粘性摩擦阻力区的 和涡流压差阻力区的 以及过渡区的 。

??(???)(???) 26、分级效率计算公式

?(???)(100??)?100%4，式中?是

；?是 ；?是 。 27、当容积浓度在 时，可将颗粒的沉降视为自由沉降。

28、与选矿有关的悬浮液最重要的性质有 、 、和 。

29、摇床上轻矿物粗颗粒的偏离角比重矿物细颗粒的偏离角 。

30、粗砂摇床的冲次比砂泥摇床的冲次要 ；粗砂摇床的冲程比砂泥摇床的冲程要 。

31、矿粒在重介质中为了达到分选的目的，重介质密度度?2之间应该存有的关系是___________。

32、干涉沉降等降比___________（大于、小于、等于）自由沉降等降比。

33、螺旋选矿机与螺旋溜槽不同之处在于螺旋选矿机槽体内有___________，来截取矿物。

34、按分级液面的高低，螺旋分级机可以分为__________ 、___________ 和___________ 。

35、旁动隔膜跳汰机重矿物的排料方式主要有________________ 、 ________________、________________。

36、微细矿浆悬浮体在层流流态下，矿粒群主要借_______________进行松散。 37、粒度分配曲线的形状反映了分级效率，曲线中主要线段愈陡，表示分级效率愈_________（高或低）。

38、干涉沉降速度公式

n?su与轻矿物密度?1、重矿物密

vhs?v0(1??)中n值的求法有两种，一种是根据干涉沉降

实验求直线斜率法，另一种是_______________。

39、单位体积的悬浮液内分散介质所占有的体积分数称作______________。

40、螺旋选矿机适合于处理____________粒级矿石，螺旋溜槽适合于处理____________

的更细物料。

41、当容积浓度增加到相当高的数值以后，悬浮液发生了_____________，其表现形式是悬浮液中颗粒互相连接起来，形成一种空间网状结构。

42、在水流沿斜槽流动的过程中，若遇有挡板或槽沟等障碍物，则在障碍物的上方近旁水面会突然升高，这是_____________现象。

43、水力旋流器的给矿方式有三种，分别为：________________、________________和________________。

44、常见表示分级效率的方法有两种：一种是________________，另一种是________________。

45、重介质选矿法是当前最先进的一种重力选矿法，它的基本原理是________________， 46、稳定性指标Z值越大，表示悬浮液的稳定性越____________。 （高或低） 47、冲程系数β＝___________。

48、摇床分选包括__________和__________两个基本内容。

49、对于重力选矿来说，最有意义的脉动速度是垂直于水面方向的分速度__________ ,这一速度对颗粒沉降及床层松散均具有重要影响。

50、颗粒沿斜槽底运动时除受有重力，水流的法向举力外，还受有__________、 __________、__________和__________四种的作用。

51、_______________是通过测定颗粒的沉降速度间接量度颗粒粒度组成的方法。 52、床面来复条沟槽内的矿粒，除靠水流作用进行松散外，还靠 。

53、有效重力的公式G0＝ ________。

54、所有的摇床基本上都是由 、 和 三大部分构成的。

55、在弱紊流的紊流层内，切应力包括_______ ____和________ ___两个方面。

56、复式流化分级机对粗粒级采用上升水流，对细粒级采用________技术。 57、重力选矿实质概括起来是___________。

58、水力跳汰机类型多，根据设备结构和脉动水流的运动方式不同分为 、 、 、 和 。 三、选择题

1、下面重悬浮液的性质对分选不是有直接影响的是( )

A) 密度; B) 粒度; C) 粘度; D) 稳定性。 2、对斜面流的描述错误的有（ ）

A) 层流斜面流的沿深度水流分布为二次抛物线。

B) 紊流斜面流沿深度水流分布为高次抛物线，越深水流流速越大。 C) 紊流斜面流靠水流垂直方向的脉动速度使矿浆松散的。 D) 层流斜面流分选中是靠层间斥力进行松散的。 3、对重介质旋流器性质描述错误的有（ ）。

A) 给矿口?su＞底流?su＞溢流口?su； B) 可采用高容积浓度的悬浮液；

C) 处理量大，分选效率高，选别粒度下限低，可达0.5mm；

D) 同水力旋流器一样，重介质旋流器设备本身结构简单，制造容易，没有运转部件，

无需动力。

4、下面对重介质作用分层学说描述正确的是（ ）

A) 分层是根据细粒重矿物与水组成的悬浮体密度与轻矿物自身的密度差实现分层。 B) 按密度分层是由轻、重矿物与介质组成的悬浮体的密度不同引起。

C) 床层的分层向体系位能减小方向进行，潜在的位能转化为动能，克服颗粒间摩擦，达到分层的目的。

D) 此学术实现正分层（重矿物?2在下）的条件为：?2(?2??)????1(?1??)??。 5、为保证悬浮液防止结构化，又要有一定的稳定性，不宜采用（ ）方法。

A) 搅拌 ； B) 震动； C) 加入分散剂；D) 超细化加重介质。 6、重选工艺流程更复杂些不是由于（ ）

A) 重选的工艺方法较多，对不同粒度的矿石应采用不同的工艺设备；

B) 同样设备在处理不同粒度矿石时应有不同的操作条件，原科经常需分级入选； C) 设备的富集比和降尾能力多数不很高，原料要经过多次精选或扫选才能得出最终产物；

D)为使有用矿物单体分离需进行破碎磨矿。 7、重介质旋流器分选原理描述错误的是（ ）

A) 在旋流器内受离心力的作用，形成不同的密度层次。

B) 悬浮液使得加重质颗粒中密度较高、粒度较粗的颗粒，在离心力作用下向器壁及底部沉降，而发生浓缩现象。

C) 在重介质旋流器内没有轴向零速包络面。

D) 矿粒在旋流器中的分选是连续多次分选，分选密度一次高于一次。

8、球形颗粒沉降末速的个别计算公式中，在紊流绕流条件下，可使用的公式是（ ）

A.牛顿—雷廷智公式 B.斯托克斯公式 C.阿连公式 D.李莱公式

9、某一矿物密度δ1=1385kg/m3,另一矿物密度δ2=1900kg/m3，在ρ=1100kg/m3的介质中进行分选，则其矿石可选性评定系数E为（ ）

A. 2.87 B. 2.81 C. 0.36 D. 1.81 10、水流或隔膜每分钟运动的循环次数称作（ ）

A.周期 B 冲次 C.冲程 D.冲程系数

11、若轻、重颗粒的密度分别为?1、?2，介质密度为?，悬浮液容积浓度分别为?1、?2，那么按重介质作用分层学说实现正分层的条件是（ ）

A ?2(?2??)????1(?1??)?? B.?2(?2??)??1(?1??) C.?1??2(?2??)?? D.δ2>δ

1

12、矿粒在摇床上运动时，下面哪种矿粒的偏离角β最大（ ）

A.重矿物粗颗粒 B.轻矿物粗颗粒 C.重矿物细颗粒 D.轻矿物细颗粒 13、摇床选矿中适宜的矿浆浓度为（ ）

A．25%～30% B.20%～30% C.30%～35% D. 35%～40% 14、在正弦跳汰周期的第I 阶段——水流上升运动前半期，水流的特征是（）

A．长而速 B.长而缓 C.短而缓 D.短而速

15、在某一悬浮液中，若加重质的密度为δ=2250kg/m3, 容积浓度为λ=0.3，介质密度ρ=1000kg/m3，则悬浮液的物理密度为（）

A.1450kg/m3 B.1520kg/m3 C.1375 kg/m3 D.1325 kg/m3

16、下面对螺旋选矿机的特点及应用描述有误的是（ ）

A．结构简单，但单位能力处理能力低； B．操作维护简单，本身不需动力；

C．机身高度大，给矿和循环的中矿需砂泵输送； D．螺旋选矿机可用于分选弱磁性及非磁性矿石。 17、对螺旋分级机的描述正确的是（ ）

A．螺旋分级机内不装设提升运输沉砂装置；

B．螺旋分级机的外形是一个表面呈矩形的倾斜长槽，底部倾角为12～18.5°； C．高堰式螺旋分级机适合于处理细粒矿石的分级；

D．在分级槽的上端设有框架，框架的横梁上设有提升装置，用以调节螺旋叶片距槽底的距离。

18、对螺旋选矿机和螺旋溜槽的描述错误的是（ ）

A. 将一个窄的长槽绕垂直轴线弯曲成螺旋状，便构成螺旋选矿机或螺旋溜槽； B．螺旋选矿机的断面轮廓为二次抛物线或椭圆的1/4部分，螺旋溜槽的断面呈立方抛物线形状；

C．螺旋选矿机在槽的末端分段截取精、中、尾矿，螺旋溜槽则是槽体内装有截料器来截取矿物；

D．螺旋选矿机分选过程中需加冲洗水，而螺旋溜槽在选别中不加冲洗水。 19、下面对摇床分选影响描述不正确的是（ ）

A．摇床的冲程和冲次综合决定着床面运动的速度和加速度； B．选粗粒物料要用大冲程低冲次，选细粒物料要用小冲程高冲次；

C．用于粗选的摇床，宜采用“小坡大水”的操作方法，用于精选的摇床则采用“大坡小水”的操作方法；

D．冲洗水由给矿水和洗涤水两部分组成，冲洗水和坡度共同决定着横向水流的流速。 20、下面对水力旋流器的描述错误的是（ ）

A、水力旋流器是利用旋转矿浆流，使矿浆中的固体颗粒在离心力场中完成的分级作业，不可用于浓缩、脱水选等作业；

B．结构简单，主体结构是由一个空心圆柱体和圆锥体连结而成； C．制造容易，没有传动部件，设备费用少； D．对细粒物料（≤0.1mm）的分级效率较高。 21、对斜面流的描述错误的是（ ）

A．层流斜面流的层流水速沿深度分布为二次抛物线；

B．紊流斜面流的紊流速度沿深度分布为高次抛物线，越深水流流速越大。 C．紊流斜面流靠垂直于水流方向的法向脉动速度使矿浆松散的； D．紊流的产生和发展存在着有次序的结构——拟序结构。

22、对斜面流的描述错误的是（ ）

A．层流斜面流的层流水速沿深度分布为二次抛物线，越深水流流速越大； B．紊流斜面流的紊流速度沿深度分布近似为高次抛物线； C．层流斜面流靠层间斥力进行粒群的松散分层； D．紊流斜面流的平均流速为最大流速的n/（n+1）倍。

23、下面对两个球形颗粒在相同介质中自由沉降的沉降末速描述正确的是( )

A) 若d1大，δ1小，则有vo1>vo2 B) 若d1大，δ1大，则有vo1vo2 D) 若d1小，δ1小，则有vo1

A、与重选过程有关的物料性质，主要有矿粒的密度、粒度及其形状； B、矿粒的形状愈不规则，其表面积愈大，球形系数χ也就愈大； C、水力分析法是借测定矿粒的沉降速度间接度量颗粒粒度的方法；

D、矿粒在水中的沉降速度，不仅取决于它的粒度，而且与其密度和形状也有关系。 25、下面对分层动力学体系学说的描述错误的是（ ）

A.雷廷智学说认为颗粒分层是自由沉降速度差引起； B．蒙罗学说认为分层是按干涉沉降速度差进行的；

C．干涉沉降等降比小于自由沉降等降比，粒群愈密集，等降比亦愈大，故入选粒度范围亦可相应放宽；

D、雷霆智学说认为欲使两种矿物按密度分离，必须实行窄级别入选。 26、对跳汰机内水流的运动特性描述错误的是（ ）

A．在跳汰机中水流运动包括两部分：垂直升降的变速脉动水流和水平流； B．活塞跳汰机中跳汰周期特性曲线即速度曲线为一条正弦函数曲线； C．活塞跳汰机中水流运动的加速度曲线是一条余弦函数曲线； D．跳汰室内水流运动速度u比活塞运动速度v大。 27、下面对水力旋流器的描述错误的是（ ）

A．水力旋流器的结构比较简单，在离心力场的作用下，比自然沉降分级设备能力要大得多；

B．水力旋流器由圆柱体和圆锥体组成，有入料管、溢流管和底流管； C．在水力旋流器内存在轴向零速包络面；

D．重矿物因惯性离心力大而抛向器壁，并逐渐向下滑动从底部排出为沉砂，轻矿物移向器壁的速度小，被中心向上流动的液体带走，成为溢流； 28、下列不属于重力选矿方法的是（ ）

A．重介质选矿 B．跳汰选矿 C．摇床选矿 D．浮游选矿 四、简答题

1、如何判断矿石的可选性？试举例说明。 2、简述干涉沉降影响的附加因素？ 3、.简述影响螺旋选矿机工作的因素？

4、画出重介质旋流器的结构简图，并简述其工作原理。

5、简述水力分级和筛分的异同点。 6、跳汰选矿的工艺影响因素？

7、简述水力旋流器的工作原理，并画出其结构简图。 8、简述矿浆在螺旋溜槽中的分选过程。 9、简述摇床选矿的分选过程。

10、水力分级在选矿过程中有哪些应用？

11、简述浮沉实验的操作步骤，通过浮沉实验可以了解物料的什么情况？

12、简述矿物按悬浮体密度差分层与按重介质分层的观点，并说明实现正分层的条件？ 13、按重介作用分层原料需具备的两个条件。

14、根据位能的相对降低值看矿石的重选难易性与哪些因素有关？ 15、水跃现象和槽底粗糙度对紊动流动的影响？ 16、简述紊流斜面流中拟序结构的形成？ 17、为何称斜面水流为无压流动？

18、为什么流膜选矿适合处理细粒和微细粒矿石，而垂直流选矿却不适合？ 19、简述螺旋分级机的分级过程。 20、水力旋流器的影响因素有哪些？ 21、.影响螺旋分级机工作的因素有哪些？ 22、选择加重质时要注意哪些?

23、为什么重介质选矿难获得高品位的最终精矿，只能除去低密度单体脉石或采矿时混入的围岩？

24、简述重介质振动溜槽的构造及工作过程。 25、简述跳汰过程中物料分层的过程。 26、摇床选矿有哪些应用，有哪些优缺点？ 27、影响摇床选别的因素有哪些？

28、干涉沉降时矿粒受哪些力？举出一种求均质粒群的干涉沉降速度指数n的值？ 29、螺旋选矿机的选别原理是什么？其应用情况怎样？ 30、简述水力旋流器的优缺点以及内部速度分布。 31、影响等降比e0的因素有哪些？ 32、重选过程的共同特点是什么？

33、阻力通式和个别公式的优缺点是什么？ 34、析离分层的力学性质如何解释？

35、简述淘析法基本原理、操作步骤及画出淘析法水析装置。

36、用偏心轮连杆机构驱动的跳汰机，其隔膜运动的周期曲线有何特点，绘出隔膜运动的周期曲线和加速度曲线。

37、画出一个典型的重悬浮液选矿工艺流程。 五、论述题

1、矿粒在垂直交变水流中可以建立以下运动微分方程：

d?dt?????g?6??c?2

（1）分析上式，用文字描述出矿粒运动加速度由哪几项组成；

（2）试对上述各项进行简要分析，并指出如何使得跳汰过程要突出体现按密度分层。

?dv?????u?j?d?c?dt2、球形颗粒在静止介质中自由沉降时沉降末速公式v0通式的推导及由公式可以得出哪些规律性的结论。

3、 把一个正弦跳汰周期分成4个阶段，试述各阶段的分层过程。 4、论述介质矿粒群在摇床床面上的松散分层及运搬分带。 5、论述阻力的产生与形式。

6、论述研究等降现象在重选中的意义。

7、论述水力旋流器的分选过程、优缺点以及内部速度分布。 六、计算题

1、 粒径范围在0.8～1mm的石英和金颗粒的混合物，假设这些颗粒都是圆球形颗粒，在20℃水中沉降，并且矿浆的容积浓度λ小于3％。请回答这些颗粒在水中能否根据沉降末速不同按密度分层，如能，则最小上升水流多少才能使其按密度不同分离。已知：石英密度?1＝2.65g/cm3, 金密度?2＝17g/cm3，水密度ρ=1g/cm3，粘性系数μ=0.01泊（达因秒/厘米2）。Re?dv0???d(???)g6?vo2Re2?d?vo222

?2

???

重力选矿习题参考答案

一、名词解释（略） 二、填空题

1、水 空气 重液 重悬浮液 2、重力 浮力 介质阻力

3、体积当量直径 面积当量直径 筛分分析法 沉降分析法 4、43.67 5、

R??dAv?22 阻力系数 雷诺数Re和矿粒形状 d2、v2、ρ 雷诺数Re

6、上动隔型隔膜跳汰机 下动型隔膜跳汰机 垂直侧动隔膜跳汰机 7、冲程冲次 冲洗水和床面的横向坡度 矿石在入选前的制备 给矿浓度、给矿体积和处理量

8、矿粒自身的性质(意思对即可得分) 垂直升降的交变水流（不加“升降”两字不得分） 9、层流边层 过渡层 紊流层

10、三溴甲烷或四溴乙烷 杜列液 二碘甲烷 克列里奇液 11、2—0.075mm 12、机械冲程 13、斯托克斯公式

14、垂直 接近水平 回转

15、传递能量 松散粒群（或松散物料/分散粒群） 运输产物

16、冲程冲次 筛下补充水和给矿水 床层厚度和人工床石 给矿矿石性质和给矿量 17、偏心连杆机构 18、矩形

19、圆柱（筒）体直径D 给矿口（管）当量直径df 溢流管（口）直径dov 沉砂口（管）直径ds 锥角α 20. 容积浓度 粒度 形状 含泥量 21、自由沉降分级 干涉沉降分级

22、入选矿石的准备 介质的制备（准备） 矿石分选（分选） 悬浮液的回收（或介质的回收或脱除介质） 再生（或介质再生或净化） 23、粘性阻力 压差阻力 24.自由沉降 干涉沉降

25、斯托克斯公式 牛顿—雷廷智公式 阿连公式

26、粗粒产物中小于分离粒度的含量 细粒产物中小于分离粒度的含量 原料中小于分离粒度的含量 27、λ<3％

28、密度 粘度 稳定性 29、大 30、小 大 31、

?1??su??2 32、大于 33、截取器

34、高堰式 浸入式（沉没式） 低堰式

35、透筛排料法（人工床层排料法） 中心管排料法 一端排料法 36、层间斥力 37、高

38、最大沉淀度法 39、松散度 40、-2mm,-0.2mm 41、结构化现象 42、水跃

43、借高差自流给矿 砂泵直接给矿 稳压箱给矿 44、公式计算法 图示法 45、阿基米德原理 46、高

47、隔膜面积/筛板面积 48、松散分层 运搬分带 49、法向脉动速度

50、水流的纵向推力、脉动速度的上升推力、矿粒与槽底面的摩擦力、液体的粘结力 51、水力分析 52、床面的差动作用

G0??6d(???)g353、

54、床面 机架 传动机构 55、紊流切应力 粘性切应力 56、流化床

57、松散－分层－分离

58、活塞跳汰机 隔膜跳汰机 空气脉动跳汰机 水力脉动跳汰机 动筛跳汰机

三、选择题 1 B 11 C 21 B 2 B 12 B 22 A 3 A 13 A 23 D 4 A 14 D 24 B 5 D 15 C 25 C 6 D 16 C 26 D 7 C 17 B 27 D 8 A 18 C 28 D 9 B 19 C 10 B 20 A 四、简答题 1、如何判断矿石的可选性？试举例说明。

答：根据矿石可选性评定系数 ? ? 例如判断煤（1350kg/m）? 判断矿石的可选性。

E?——矸石（1800 kg/m）在ρ=1000 kg/m3的水中分选的难易程度。 ?1??

???11800?1000 E1?2??2.29?1??11350?1000

2.5>E>1

3

23

2、简述干涉沉降影响的附加因素？

答：（1）颗粒沉降时与介质的相对速度增大。 （2）在某一特定情况下，颗粒沉降受到的浮力作用变大。 （3）机械阻力的产生。 （4）流体介质的粘滞性增加，引起介质阻力变大。 3、.简述影响螺旋选矿机工作的因素？

答：影响螺旋选矿机的因素包括结构参数（设备条件）和操作条件两个方面。结构参数主要有螺旋直径、槽的横断面形状、螺距和螺旋圈数；操作条件有给矿体积、给矿浓度、冲洗水量以及矿石本身的性质等。

4.画出重介质旋流器的结构简图，并简述其工作原理。

答：矿石和悬浮液以一定的压力给入旋流器内，在回转运动中矿物颗粒依自身密度不同分布在悬浮液相应的密度层内。同水力旋流器中的流速分布一样，在重介质旋流器内也存在着一个轴向零速包络面。包络面内的悬浮液密度小，在向上流动中随之将轻矿物带初，故由溢流中可获得轻产物；重矿物分布在包络面外部，在向下作回转运动中由沉砂口排出。在整个包络面上，悬浮液的密度分布并不一致，而是自上而下增大。位于上部包络面外的矿粒在向下运动中受悬浮液密度逐渐增大的影响，又不断得到分选，其中密度低的颗粒又被推入包络面内层，从上部排出。

5.简述水力分级和筛分的异同点。

答：共同点：分级和筛分作业的性质相同，均是将粒度范围宽的粒群分成粒度范围窄的产物。 不同点：

（1） 工作原理：筛分是比较严格地按几何尺寸

分开，分级则是按沉降速度差分开。

（2） 产品特性：筛分的同级产物中，粒度大小比较均匀；而分级同级产品有较宽的粒度

范围。

（3） 工作效率：筛分对细粒粒物料的分选效率较低；而分级处理细物料的效率较高。 （4） 应用范围：筛分适用于>2～3mm的物料；分级适用于<2mm的物料。 6、跳汰选矿的工艺影响因素？

答：（1）冲程冲刺的影响 （2）筛下补充水和给矿水的影响 （3）床层厚度和人工床石的影响 （4）给矿矿石性质和给矿量的影响 7、简述水力旋流器的工作原理，并画出其结构简图。

答：矿浆在压力作用下，沿给矿管给入水力旋流器内，随即在圆筒形器壁限制下作回转运动。外层矿浆在回转中向下运动，称为外螺旋流。随着向下流动空间断面减小，内层矿浆被迫转而向上流动，称为内螺旋流。粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部

排出成为沉砂；细颗粒向器壁移动的速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。

8、简述矿浆在螺旋溜槽中的分选过程。

槽底除沿纵向有坡度外，沿横向也有相当的内向倾斜。矿浆自上部给入后，在沿槽流动过程中粒群首先发生分层。分层结果是按照析离分层结果进行分层的，是最上层为大粒度小密度矿物，下面是少量小密度矿物细颗粒和大量大密度大颗粒，最下层大密度大颗粒。进入底层的重矿物颗粒受离心力小、摩擦力大，沿槽底的横向坡度向内移动，较低速度沿槽内侧向下移动，最后由槽末端最内沿的尾矿口排出，为精矿。位于上层的轻矿物受到的离心力大，摩擦力小，则随着回转流动的矿浆沿着槽的外侧向下运动，最后由槽末端最外沿的尾矿口排出，为尾矿。中间的为不同品位的中矿。 9、简述摇床选矿的分选过程。

答：原料给到料槽内，同时加水调成浓度为25%~30%的矿浆自流到床面上，矿粒在床条沟槽内受水流冲洗和床面振动作用而松散、分层。分层后的上、下层矿粒又因受到不同大小的水流冲洗力和床面摩擦力作用而向床面的不同方向运动。上层轻矿物颗粒受到较大的水流推动，大多沿床面横向倾斜向下运动，排出称作尾矿，相应地床面这一侧称为尾矿侧。而位于床层底部的重矿物颗粒受床面的差动运动沿纵向运动，由传动端对面排出称作精矿，相应床面位置称为精矿端。不同密度和粒度的矿粒在床面上受到的横向和纵向作用是不同的，最后的运动方向不同，而在床面呈扇形展开，可接出多种质量不同的产品。 10、水力分级在选矿过程中有哪些应用？

（1）在某些重选作业之前，将入选原料分成窄粒级，以便于选择适宜操作条件，此时分级产物的粒度特性将有助于进行析离分层； （2）与磨矿作业构成闭路，及时分出合格粒度的产品，减少过磨； （3）对原料或选矿产品进行脱水或脱泥；

（4）测定微细物料（多为小于200目，－0.075mm）的粒度组成，即进行水力分析。 11、简述浮沉实验的操作步骤，通过浮沉实验可以了解物料的什么情况？

答：浮沉试验用重液依测定的精确度要求不同，可配制成4～8个密度相差0.5～1克/厘米

3

的比重液。将每一种比重液分别装入圆筒形容器内，筒内最好再套入一个带筛底的漏桶。分离程序多由低比重向高比重进行。先将原料投放到低比重液中，于是小于该比重液的矿物浮起，将浮物捞出以后，再将漏桶提起，取出桶底的沉物，洗净以后再将其投入更高密度的测定液中，依此原理，可以得到一系列的不同产物。将各产物分别烘干，称重，化验，计算出

各密度级别的产率，金属分布率等数据，即可得知矿石中各种密度矿物和金属的分布情况。 12、简述矿物按悬浮体密度差分层与按重介质分层的观点，并说明实现正分层的条件？ 答：按矿物悬浮体密度差分层的学说观点：按密度分层是由轻、重矿物与介质组成的悬浮体的密度不同所引起。实现正分层的条件是：?2(?2??)????1(?1??)??

按重介质分层的观点：分层是根据细粒重矿物与水组成的悬浮体密度与轻矿物自身的密度差实现分层，即以粗粒轻矿物在细粒重矿物与水组成的悬浮体中所受的浮力为分层依据。 实现正分层的条件是：?1??2(?2??)?? 13、按重介作用分层的两个条件。

答：若要重介质作用分层，原料须具备如下两条件：

1）两种矿物的密度差要足够大，限定条件为：由（2）式：

?2??1???2???2??或?1???1?2

对于形状不规则的矿物粒群来说，一般当λ达到0．5左右时，即将失去活动性。对于细粒重矿物悬浮体来说，λ超过0．4~0．44活动性已很差。受这一因素约束，轻、重矿物的最低有效密度差值也就被限定了。如果细粒重矿物是作为重悬浮液选矿用加重质使用，则其容积浓度最好不超过0.33，此时重矿物与轻矿物的有效密度比值即需满足如下要求，按此

?2??条件轻、重矿物有效密度比值为：

?1???3或E＞3值。

2）两种矿物的粒度差也应足够大，只有这样重矿物细颗粒与水组成的悬浮体才会以总体密度对粗粒轻矿物施以浮力作用，研究资料表明，被选物料的粒度最好超过悬浮粒子粒度的3～5倍。即

d1d2?3~5

14、根据位能的相对降低值看矿石的重选难易性与哪些因素有关？

?E答： E1??1(1??1)(?2??1)?1(?2??)?(1??1)(?1??)

?E由上式可看出：矿石重选的难易性是与下列因素有关；

（1）与介质的密度有关，介质的密度愈大，E1值愈大，分选愈易进行； （2）轻、重矿物密度差(?2??1)愈大，分层进行的愈容易，效果愈好；

（3）当(?2??1)值相同时，?2和?1本身的值愈小，分选效果愈好，如选煤比选矿容易；

（4）给矿中轻、重矿物的重量比（γ

1及γ2）对分层的难易程度也有影响。

15.水跃现象和槽底粗糙度对紊动流动的影响？

答：① 当底流层流边层厚度高过粗糙峰时，底部表面性质对漩涡的形成不发生直接的影响。

② 层流边层的厚度低于粗糙峰时，粗糙峰促进了初始漩涡的形成，于是脉动速度增强。在粗糙峰下面的凹陷处，仍会有薄的层流边层存在称为落入底部的细粒重产物的“避风港”，

在那里进行着重产物的最后分层和富集。

结论：生产中，对水流紊动程度的选择既要考虑到松散床层的需要，也要照顾到矿粒分层所必要的稳定性。

16. 简述紊流斜面流中拟序结构的形成？

答：在十分杂乱的紊流中，存在着接近有次序的结构——拟序结构。这种结构显示出紊流的初始漩涡是以流条形式在固体壁附近形成。在速度梯度的作用下，流条不断地滚动、扩大，发展到一定程度即很快离开壁面上升，并对流动产生干扰。这种最初生成的漩涡范围很小，但转动很快、强度很大，并且在流场内是不连续的。随着小尺度漩涡的上升扩展、互相兼并，结果又出现了速度较低但范围较大的大尺度漩涡。在相邻的两大漩涡间发生着运动方向的转变，大的漩涡被搅动分散开来，形成许多小的波动运动，最后在黏滞力的作用下，速度降低转化为热能损失；与此同时，新的漩涡又在底部形成和向上扩展，如此循环构成一幅紊流运动图像。

17..为何称斜面水流为无压流动？

答：水流沿斜面流动是在自身的重力沿斜面的分力作用下发生的，属于无压流动，因此称斜面水流为无压流动。

18..为什么流膜选矿适合处理细粒和微细粒矿石，而垂直流选矿却不适合？

答：斜面流与垂直流一样，也是一种松散床层的手段，然而垂直流，紊流程度高，流体动力作用强，所以，不利于细粒矿石的回收。一般小于2mm或0.074mm的物料，不能有效回收。故提出斜面流选矿，由于它紊流程度小，流体动力作用小，所以，能有效回收细粒矿石。 19、简述螺旋分级机的分级过程。

答：矿浆从靠近下端槽的旁侧给入后，在槽的下部形成分级液面，粗粒沉到底部，被螺旋推到上方排出。在运输过程中同时脱水，未能沉降的细颗粒随矿浆流经溢流堰排出。在分级槽的下端有一框架，框架的上部横梁上设有提升装置，用以调节螺旋叶片距槽底的距离，并在停机时将螺旋轴提起，以防矿砂沉淀将螺旋叶片埋住。 20、水力旋流器的影响因素有哪些？ 答：（1）直径D

矿浆体积处理量与旋流器直径的关系为:

Q ∝ D2

分级粒度与旋流器直径的关系： d?DF 因此，进行粗分级时常选用较大直径旋流器;在细分级时则用小直径旋流器。处理能力不够时，可以将多台并联使用。 （2）给矿管直径 dG

给矿口的大小对处理能力、分离粒度以及分级效率均有一定影响。其直径常与旋流器直径呈一定比例，大多dG=(0·08~0·25)D。给矿口的横断面形状以矩形为好。

（3）溢流管直径 dY

溢流管大小应与旋流器直径呈一定比例，一般为 dY = (0·2~0·4)D。增大溢流管直径，溢流量增加，溢流粒度变粗，沉砂中细粒级减少，沉砂浓度增加。

（4）沉砂口直径 ds

沉砂口直径常与溢流口直径比值称为角锥比。试验得出，角锥比值以3一4为宜，它是改变分级粒度的有效手段。沉砂口常因磨损而增大排出口面积，使沉砂产量增加，沉砂浓度降低。

(5)锥角对旋流器工作的影响

细分级或脱水用较小的锥角，最小达100~150 ;粗分级或浓缩用用大锥角，达20一45。 (6) 给矿压力对旋流器工作的影响

给矿压力直接影响着处理能力，对分级粒度影响较小。一般来说，采用较高压力（150～300kPa）可获得稳定的操作结果，但带来的问题是磨损增大。 (7)给矿性质对旋流器工作的影响

给矿浓度高，分级粒度变粗，分级效率亦将降低。 21、.影响螺旋分级机工作的因素有哪些？ 答：（1）矿石性质

密度: 矿石密度越大生产能力也越高(几乎正比) 。

粒度组成和含泥量: 反映在矿浆的粘度上，粘度增大，矿粒沉降速度减少，处理能力和分级的精确性均降低，因此，当矿泥含量较高时，常采用较低分级浓度，但这又导致处理量的降低。

（2）分级机结构

分级面积——影响分级机处理能力并决定分级粒度。分级机面积增大，按溢流的体积处理能力便增大，分级精度便更细。

螺旋的转速： 影响液面的搅动程度和运输返砂的能力，转速与螺旋直径成反比。 粗粒分级可有较大的搅动程度而不致影响颗粒的沉降。细颗粒分级则应避免强烈搅动，其螺旋运转速度达到足以将返砂沿外槽运出即可。

（3）给矿浓度

常在磨机排矿口加水调节。实际生产中控制分级机的给矿浓度是控制分级溢流粒度的有效手段。同时，又制约着处理能力。 22、选择加重质时要注意哪些?

答：A. 足够高的密度，以便在适当的容积浓度（一般是λ≈25％）配成密度适合要求的重悬浮液；

B. 便于回收。 能够用简单的磁选、浮选或分级方法分离出来； C.来源广泛，价格便宜，且不应在精矿中构成有害杂质。

23、为什么重介质选矿难获得高品位的最终精矿，只能除去低密度单体脉石或采矿时混入的围岩？

答：重介质分选金属矿石时，受到加重质密度的限制，难以配制很高密度的悬浮液，一般只能配制比轻矿物密度略高一些的重介质。因此，重介质选矿难获得高品位的最终精矿，只能除去低密度单体脉石或采矿时混入的围岩，作为预先分选作业。 24、简述重介质振动溜槽的构造及工作过程。

答：机体为一长方形浅槽，支承在几组向后倾斜10度的弹簧片上，并由给矿端的曲柄连杆机构带动槽体往复运动，槽体向排料方向倾斜2°~3°，在槽体末端设有分离隔板，用以使轻、重产物分开。在槽体底部安装有冲孔筛板，筛板以下被分隔成5~6个独立的槽底水室，分别与压力水管相通。

工作时，矿石和重悬浮液由给矿端给入，重悬浮液在槽中受到摇动和上升水流的作用形成高浓度的床层，对矿石分选。密度大的重矿物分布在下部，由分离隔板下方排出，轻矿物分布在床层的上部，由上方排出。轻、重矿物分别经脱介筛（振动筛）上，脱介质后收集成产品，筛下介质通过砂泵送回到介质锥斗中循环使用。

0

0

或

dv dt即

?g0?a?0 三个式子有一个即可

????g?6??v02?d?

故得

v0??d(???)g6??

从公式中可看出，在介质密度一定时，密度大的颗粒、或粒度大的颗粒，它们的沉降末速

v0大；若颗粒的密度、粒度一定时，介质密度大者，一般其粘度也高，颗粒在其中的沉降末速，相对而言要变小。同时v0 还与雷诺数（或ψ）有关 。 3、 把一个正弦跳汰周期分成4个阶段，试述各阶段的分层过程。

答：t 1阶段：水流加速上升时期（上升初期） a.水流特点

水流上升，速度由零到最大，加速度由最大减为零。 b.床层状态

床层起初处于紧密状态，矿粒的运动分层受到一定限制。 c.水流对分层的影响

矿粒与介质间的相对速度较大，对按密度分层不利。 d.水流运动的任务、作用

较快地将床层举起，使其占据一定高度，为床层进一步的充分松散与分层，创造一个空间条件。

t2 阶段：水流减速上升时期（上升末期） a.水流特点

水流上升，速度由最大到零，加速度由零减为负最大。 b.床层状态

床层逐渐达到最大松散状态。 c.水流对分层的影响

矿粒与介质间的相对速度小，瞬时达零，然后，再增大。 对按密度分层有利。 d.水流运动的任务、作用

使床层尽快扩展松散，并使松散状态持续一段时间，为按 密度分层提供足够的空间和时间。 上升水流宜开始短而速，尔后长而缓。 t3 阶段：水流加速下降时期（下降初期） a.水流特点

水流下降，速度由零到负最大，加速度亦向下。 b.床层状态

床层逐渐趋于紧密。 c.水流对分层的影响

矿粒与介质间的相对速度小，对按密度分层有利。

吸入作用：粒度小的颗粒，在逐渐收缩的床层间隙中继续向下运动。 t4 阶段：水流减速下降时期（下降末期） a.水流特点

水流下降，速度由负最大到零，加速度由零到最大。 b.床层状态

床层处于紧密状态。 c.水流对分层的影响

分层基本停止。存在吸入作用。下降期，使床层的松散时间尽可能延长让分层过程得以充 分进行；分层完，下降流尽快停止。 下降水流宜初长而缓，末短而速

4、论述介质矿粒群在摇床床面上的松散分层及运搬分带。 1）粒群在床面上的松散分层

物料在床面上的松散是在横向水流和床面纵向摇动作用下发生的。 A 横向水流产生脉动水流进松散分层

水流沿床面横向流动，不断跨越床条，每经过一床条即发生一次小的水跃。水跃产生旋涡，在两床条中间可形成上升、下降水流，松散床层。主要是将细小颗粒即矿泥悬浮起来，直接排送到尾矿侧。水跃对底层作用较小，底层物料的松散靠床面的摇动。松散后的分层为按沉降速度分层。

B床面摇动下的松散分层

床层的大部分厚度内是借床面的摇动来松散的。

床面摇动产生的松散作用主要是由于增加了层间速度差，从而引起层间斥力（拜格诺力）。因此松散作用力相当于拜格诺层间惯性剪切斥力。（此后的分层为析离分层：

重矿物在最初床层处于混杂状态时，具有较大的局部压强，因而能较早地进入轻矿物的下面，而对于同一密度的细颗粒在向下运动时遇到的机械阻力较小，可通过粗颗粒间隙分布到同一密度层的下面。）分层结果是：细粒重矿物在最底层，其上是粗粒重矿物和部分细粒轻矿物，再上面是细粒轻矿物，最上面则是粗粒轻矿物。

2)矿粒在床面上的运搬分带

由于床面作差动运动的惯性力和横向水流的冲洗作用，使分层后的矿粒具有不同的运动速度和运动方向，形成粒群在床面上的扇形分带。

A.横向水流的冲洗作用

横向水流由直接给到床面上的冲洗水和随矿浆一起给入的给矿水两部分构成，布满整个床面，水流沿斜面运动过程中对矿粒施以冲力（动压力），水流速度愈大，这种冲力愈大。又由于床条的保护作用，上层水流的冲力大，下部水流冲力小。

粒群分层在床面上进行是很快的，分层后的矿粒由于点据不同的高度（而位于最上层的为粗粒轻矿物），因此这时首先被冲下来的是位于最上层的最粗轻矿物颗粒。随着颗粒向精矿端移动，床条高度降低，原来占据中间位置的轻矿物细颗粒及重矿物粗颗粒依次被冲洗下来，位于最底层的重矿物细颗粒受到的冲力最小。 B. 床面差动运动产生的纵向运搬作用

摇床的差动运动性表现在：床面前进时，速度由慢到快而迅速停止（在前进一半的时候速度达到最大）；在往后退时，速度由零迅速增至最大，此后缓慢减小到零。而大密度颗粒其纵向运搬速度比小密度颗粒快，对于密度相同的粒度不同的矿粒，粗颗粒的纵向运搬速度小于细颗粒。

C.矿粒在床面的扇形分带

矿粒实际运动方向与床面的纵轴夹角，称作偏离角，用 β表示。

综合以上的分析，轻矿物粗颗粒有最大的偏离角，而重矿物细颗粒的偏离角最小，其轻矿物细颗粒和重矿物粗颗粒介于两者之间，这样各矿粒依它们的密度和粒度的不同在床面上展开扇形分带。

5、论述阻力的产生与形式。

答：无论是实际流体流过物体，或者是物体在静止流体中运动，只要流体与团体之间存在着相对运动，则流体便对物体有作用力，此力在物体运动的相反方向的分力，就是介质阻力。 介质作用于物体表面的力由两部分所组成：即切向力T·dA及法向压力P·dA，介质对物体的总作用力是这两部分的合力。合力是空间力系，它的方向与物体的形状及运动状态有关。通常它的方向与物体相对于介质的运动方向呈斜交。因此，介质对运动物体的阻力，只是该合力在运动方向上的一个分力。

切向力是介质经物体表面绕流时，由于介质的粘性使得介质自物体表面向外产生一定的速度梯度，从而导致在各流层之间产生了内摩擦力。故由切向力所引起的阻力，称摩擦阻力或粘性阻力。

法向压力与介质在物体周围的分布及流动状况有关。当介质绕过物体流动时，由于附面层分离的结果，在物体背后形成漩涡，使该处液体内部压力下降。此时，由于物体前后所承受的法向压力不同，物体前面的压力高于后面的压力，因而对物体运动产生阻力。在不发生附面层分离的情况下，基于物体周围介质流速的变化，使物体表面各点所承受的法向压力不同，同样也将产生对物体运动的阻力。物体周围介质的分布及流动状况在很大程度上取决于物体的形状。故因法向压力所引起的阻力称为压差阻力或形状阻力。

物体在介质中运动时，这两种阻力同时发生。但在不同情况下，它们各自所占的比重是不相同的。在某种情况下摩擦阻力可能居主导地位，而另一种情况下则压差阻力起主要作用。 6、论述研究等降现象在重选中的意义。

答：（1）由不同密度的矿物组成的矿粒群，在用水力分析方法测定粒度组成时，同一等降级别中轻矿物颗粒普遍比重矿物颗粒粒度大。轻、重矿物的粒度比值应等于等降比。这时，如果已知一种矿物的粒度则另一种矿物的粒度即可按等降比关系求出。

（2）等降比e0的大小在一定程度上反映两个等降颗粒密度差异的大小。从等降关系上来讲，若某一原料的筛分级别中最大颗粒粒径与最小颗粒粒径的比值小于等降比，则所有重矿物颗粒的沉降速度均大于轻矿物颗粒，从而可按照沉降速度差，使原料达到按密度分离。 （3）同一矿石中不同密度的矿粒的e0越大，越易分选。另一方面。e0越大，意味着可选的粒级范围越大，而为提高按密度分选的精确性，在重选前适当分级是必要的。 结论：

等降比e0考虑了不同粒度时介质流态对沉降的影响（即球形系数χ的影响），因此衡量矿石按密度分选的难易程度时，用e0比用（δ2-ρ）/（δ1-ρ）来评价更为恰当。 7、论述水力旋流器的分选过程、优缺点以及内部速度分布。

答：工作过程：矿浆在压力作用下，从给料口以切线方向给入旋流器内，在器壁的限制下，

作回转运动，粗粒因惯性离心力大而抛向器壁，并逐渐向下滑动从底部排出为沉砂。细粒移向器壁的速度小，随着向下流动空间断面减小，被中心向上流动的液体带走，成为溢流。

优点：结构简单，轻便灵活，没有传动部件；设备费用低，容易拆装，维修方便，制造容易，占地面积小，基建费用低；单位容积处理能力大；分级粒度细，特别是对细粒（＜0.1mm)的物料分级，分级效率高，有时可达80%。容易费用低。

缺点：磨损快；给矿用泵的动力消耗大（单位电耗为螺旋分级机的数倍，但分级效率高可以弥补此损失），维修费用大；由于影响旋流器工艺效果的因素很多，有结构方面的、工艺操作方面的和给料性质方面的，并且往往相互关联，相互制约，不易调整和控制。难于确定和保持最佳的工作条件。

旋流器内速度为三维空间速度，即切向速度ut，径向速度ur，轴向速度ua。。

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