重力分選

1、重力分選,重力分選原理,重力分選是根據(jù)固體廢物中不同物質(zhì)間的密度差異進(jìn)行分選的方法。重選都是在介質(zhì)中進(jìn)行的，常用介質(zhì)有水、空氣、重液和懸浮液。由于介質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)顆粒有浮力和阻力，不同性質(zhì)的顆粒物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)差異，彼此分離。,重選過(guò)程中物質(zhì)顆粒的基本運(yùn)動(dòng)形式：在介質(zhì)中沉降。一定介質(zhì)中，一定的物質(zhì)顆粒重力一定，而阻力則和物粒的沉降速度有關(guān)。物粒以一定速度沉降，這種速度稱為沉降末速。在一定介質(zhì)中，物粒的粒度和密度越大，沉降末速度

2、就越大，若不同物質(zhì)的粒度相同，則密度大的末速度就大，優(yōu)先沉降。,重選必須在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中進(jìn)行，只有在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中，緊密的物料床層才能得到松散，分層才得以進(jìn)行。重選基本規(guī)律：,物料層松散,,分層,,分離,沉降,運(yùn)搬,重選中介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式有：,（1）垂直運(yùn)動(dòng)：包括連續(xù)上升介質(zhì)流，間斷上升介質(zhì)流，上升與下降交替介質(zhì)流。（2）水平運(yùn)動(dòng)：包括傾角較小的斜面介質(zhì)流。（3）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：包括不同方向的回轉(zhuǎn)介質(zhì)流。根據(jù)分選介質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)形式，重選可分

3、為風(fēng)力分選、重介質(zhì)分選、跳汰分選、搖床分選和溜槽分選等。,風(fēng)力分選,（一）風(fēng)選(Wind Separation)定義：風(fēng)力分選簡(jiǎn)稱風(fēng)選，又稱氣流分選，是以空氣為分選介質(zhì)，將輕物料從較重物料中分離出來(lái)一種方法。風(fēng)選實(shí)質(zhì)上包含兩個(gè)分離過(guò)程：分離出具有低密度、空氣阻力大的輕質(zhì)部分(提取物)和具有高密度、空氣阻力小的重質(zhì)部分(排出物)；進(jìn)一步將輕顆粒從氣流中分離出來(lái)。后一分離步驟常由旋流器完成、與除塵原理相似。,（二）風(fēng)力分選原理,在風(fēng)選過(guò)

4、程中應(yīng)用的風(fēng)壓不超過(guò)1MPa，所以，實(shí)際上可以忽略空氣的壓縮性，而將其視為具有液體性質(zhì)的介質(zhì)。顆粒在水中的沉降規(guī)律也同樣適用于在空氣中的沉降，但由于空氣密度較小，與顆粒密度相比可忽略不計(jì)，故顆粒在空氣中的沉降末速V0為：,1、顆粒在空氣中的沉降末速,從上式中可看出：當(dāng)顆粒粒度一定時(shí)，密度大的顆粒沉降末速V0大；當(dāng)顆粒密度ρs相同時(shí)，直徑d大的顆粒沉降末速大。,,2、等降比,由于顆粒的沉降末速與顆粒的密度、粒度及形狀有關(guān)，

5、因而在同一介質(zhì)中，不同性質(zhì)的顆?？梢跃哂邢嗤某两的┧?，這樣的相應(yīng)顆粒稱為等降顆粒。其中，密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度之比，稱為等降比。,,等降比越大，越不利于按密度分級(jí)。所以，為了提高分選效率，在風(fēng)選之前需要將廢物進(jìn)行窄分級(jí)，或經(jīng)破碎使粒度均勻后，使其按密度差異進(jìn)行分選。,,（三）風(fēng)選設(shè)備 按氣流吹入分選設(shè)備內(nèi)的方向不同，風(fēng)選設(shè)備可分為兩種類型：水平氣流（臥式）風(fēng)選機(jī)和上升氣流（立式）風(fēng)選機(jī)。,物料是在空氣

6、動(dòng)壓力及本身重力作用下按粒度或密度進(jìn)行分選的。,當(dāng)水平氣流速度u一定，顆粒粒度d相同時(shí)，密度ρs大的顆粒沿與水平夾角較大方向運(yùn)動(dòng);密度ρs較小的顆粒則沿夾角較小的方向運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到按密度差異分選的目的。,水平氣流分選機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，維修方便，但分選精度不高，一般很少單獨(dú)使用，常與破碎、篩分、立式風(fēng)力分選機(jī)組成聯(lián)合處理工藝。立式風(fēng)力分選機(jī)則分選精度較高。,上升氣流干涉沉降,顆粒在空氣中沉降所受到的阻力遠(yuǎn)小于在水中，故常采用上升氣

7、流以縮短顆粒達(dá)到沉降末速的時(shí)間和距離，顆粒實(shí)為干涉沉降。在干涉條件下，上升氣流速度遠(yuǎn)小于顆粒的自由沉降末速時(shí)，顆粒群就呈懸浮狀態(tài)。,為了使物料在分選機(jī)內(nèi)達(dá)到較好的分選效果，就要讓氣流在分選筒內(nèi)產(chǎn)生湍流和剪切力，從而把物料團(tuán)塊進(jìn)行分散。為此風(fēng)力分選常常和其他分選手段結(jié)合在一個(gè)設(shè)備中。,重介質(zhì),BLH,重介質(zhì)分選,：在重介質(zhì)中使固體廢物中的顆粒群按密度分開的方法稱為重介質(zhì)分選（heavy media separation)又稱浮沉法

8、。其分選工藝一般包括介質(zhì)制備、分選、介質(zhì)回收與再生等。,為使分選過(guò)程有效地進(jìn)行,需選擇重介質(zhì)密度在固體廢物中的輕物料密度和重物料密度之間：ρL(輕物料）＜ρ＜ ρW(重物料）,：通常將密度大于水的介質(zhì)稱為重介質(zhì)，是由高密度的固體微粒和水構(gòu)成的固液兩相散體系。,重介質(zhì)分選,合力G0＝V(δ－Δ)g；V為顆粒體積；δ為顆粒密度；Δ為重介質(zhì)密度；g為重力加速度； 對(duì)δ＞Δ的礦粒,G0為正,即下沉；δ＜Δ的顆粒，G0為負(fù)，上浮

9、。,四溴乙烷和丙酮的混合物(密度為2·4g/cm)五氯乙烷(密度為1·67g/cm),,重介質(zhì)可以分為重液和重懸浮液兩大類。,1、重液,,可將鋁從輕重物料中分離出來(lái)。,在選煤中常應(yīng)用,重液：有四氯化碳、氯化鈣水溶液等，但因它們價(jià)格昂貴，不易回收，或有毒，多用于試驗(yàn)室應(yīng)用。,影響重介質(zhì)分選效率的懸浮液基本性質(zhì)是密度粘度穩(wěn)定性,2、懸浮液,懸浮液：在液體中不溶解的固體被分散并保持流動(dòng)狀態(tài)。由水和加重劑混合而成

10、,比重為1.25～4.0，隨選用的加重劑密度及其與水的配比而變化。加重劑為粘土、石英和方鉛礦等細(xì)粒固體，根據(jù)對(duì)重懸浮液所需比重選用。,粘度增大,則顆粒阻力增大,降低分選的精度與設(shè)備生產(chǎn)率;降低粘度,可以提高分選速度,但令穩(wěn)定性降低。,重介質(zhì)分選的精度很高,入選顆粒粒度范圍也較寬,很適合各種固體廢物的處理與分選?？梢苑诌x密度差很小的物粒（在理想條件下,可以分選密度僅相差0.2 g/ cm3 的兩種礦物）,處理能力大。 該法主要應(yīng)用與礦業(yè)廢

11、物的分選，可用于分離多種金屬，特別是從廢金屬混合物中回收鋁。,重介質(zhì)分選優(yōu)點(diǎn),必須指出：入選顆粒粒度過(guò)小,特別是重介質(zhì)密度與分離物質(zhì)密度相近時(shí)沉降速度很小,分離很慢,所以在實(shí)際分離前,應(yīng)篩去細(xì)粒部分,對(duì)于大密度物料,粒度下限2~3mm,輕密度物料粒度下限3~6mm,采用重懸浮液時(shí),粒度下限可降至0·5mm。,重介質(zhì)分選缺點(diǎn),由于重介質(zhì)分選是在液相介質(zhì)中進(jìn)行,不適合包含可溶性物質(zhì)的分選,也不適合成分復(fù)雜的城市垃圾分選。且重介質(zhì)本

12、身穩(wěn)定性好的成本高，成本低易于回收的穩(wěn)定性差。,固體廢物進(jìn)行重介質(zhì)分選的條件: ⑴固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異;⑵分選過(guò)程都是在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中進(jìn)行的; ⑶在重力、介質(zhì)動(dòng)力及機(jī)械力的綜合作用下，使顆粒群松散并按密度分層; ⑷分好層的物料在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)流的推動(dòng)下互相遷移，彼此分離，并獲得不同密度的最終產(chǎn)品。,重介質(zhì)分選機(jī)有：①圓筒形分選機(jī)②錐形分選機(jī)③鼓形分選機(jī)④重介質(zhì)振動(dòng)槽⑤重介質(zhì)旋流器,選煤常用角錐形、深槽型及淺槽型重介

13、質(zhì)分選機(jī)。重產(chǎn)品排出則視情況選用立輪、斜輪、刮板或螺旋輸送機(jī)等裝置，從而構(gòu)成多種型式的重介質(zhì)分選機(jī)。在選礦中以圓筒形重介質(zhì)分選機(jī)用得最多。,,分選塊狀物料,分選細(xì)粒物料,BLH,鼓形重介質(zhì)分選機(jī),BLH,鼓形重介質(zhì)分選機(jī),鼓形重介質(zhì)分選機(jī),跳汰分選(jig separation)是在垂直脈沖介質(zhì)中顆粒群反復(fù)交替的膨脹收縮，按密度分選固體廢物的一種方法。跳汰分選是一種常用的重力分選方法,可以用來(lái)處理密度差較大的粗大顆粒廢物。,它使磨細(xì)的混

14、合廢物中的不同密度的粒子群,在垂直脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中按密度分層、小密度的顆粒群位于上層,大密度的顆粒群位于下層,從而實(shí)現(xiàn)物料分離。,跳汰分選,BLH,跳汰分選時(shí)，將固體廢物放入跳汰機(jī)的篩板上，形成密集的物料層，從篩板的下面周期性的給入脈沖水流，使物料層松散并按密度分層，上層的輕物料被水平水流帶到機(jī)外，成為輕產(chǎn)物，下層的重料一部分透過(guò)篩板成為篩下重物，還有部分篩上物質(zhì)。,跳汰的介質(zhì)可以是水或空氣。目前用于固體廢物分選的介質(zhì)都是水。跳汰分選為古

15、老的礦物加工分選技術(shù),在固體廢物分選中, 主要用作混和金屬?gòu)U物的分離,在城市垃圾的分離中也應(yīng)用較多。,脈沖循環(huán)的分離原理,一個(gè)脈沖循環(huán)中包括這樣兩個(gè)過(guò)程：床面先是浮起，然后被壓緊。在浮起狀態(tài)，輕顆粒加速較快，運(yùn)動(dòng)到床面物上面；在壓緊狀態(tài)重顆粒比輕顆粒加速快，鉆入床面物的下層中，從而使物料分層。脈沖作用使密度差異表現(xiàn)更明顯。,BLH,,,,隔膜跳汰機(jī)分選示意圖,BLH,分選原理：慣性分選是用傳輸帶、旋流器或氣流等在水平方向拋射粒子，利用由

16、于密度、粒度不同而形成的慣性差異，以及粒子粒子研拋物線運(yùn)動(dòng)軌跡不同的性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)分離的方法。,慣性分選,搖床分選,分選原理：,,搖床分選是在床面和橫向水流的共同作用下實(shí)現(xiàn)的，床面上床條或刻槽是縱向的，與水流方向近于垂直，水流橫向流過(guò)時(shí)在溝槽內(nèi)形成渦流，渦流和床面搖動(dòng)的共同作用可使礦砂層松散并按密度分層，重礦物轉(zhuǎn)向下層，輕礦物轉(zhuǎn)向上層，稱此過(guò)程為“析離分層”，上層輕礦粒受到水流較大沖力，而下層重礦粒則受較小沖力，因此輕礦粒在床面上橫向運(yùn)