第二篇重力选矿第4章重介质选矿 4.2 重悬浮液的性质
4.2.3 悬浮液的稳定性
悬浮液的稳定性是悬浮液维持自身密度不变的性质。
由于悬浮液中的加重质受自身重力作用始终有向下沉降的趋势,从而使上下层密度发生变化。
显然加重质的沉降速度直接影响悬浮液的稳定性,因此通常用加重质在悬浮液中的沉降速度v的倒数表示稳定性的大小,称作稳定性指标Z(s/cm),即
Z = 1/v
Z值愈大,表示悬浮液的稳定性愈好,分选愈易进行。
由于加重质粒度的不均匀,v值很难用计算方法求得,而多用试验方法测定。
试验时将悬浮液倒入1000mL或2000mL的量筒中,搅拌均匀后静置沉降。
经过一段时间后,由于加重颗粒的沉降,在上部出现一清水层,清水层与混浊液界面的下降速度即可视为加重质的沉降速度。
取直角坐标纸,以纵坐标自上而下表示清水层高度,横坐标自左而右表示沉降时间,将沉降开始后各时间段内沉降的距离对应地标注于坐标纸上,即可获得沉降曲线,如图2—4—6所示。
曲线上任一点的切线与横轴夹角的正切即为该时刻的沉降速度。
在开始沉降的相当长一段时间内,曲线斜率基本不变,评定悬浮液稳定性的指标即以这一段的沉降速度为准。
4.2.4 影响悬浮液密度、粘度及稳定性的因素
1.悬浮液中加重质容积浓度的影响
加重质的容积浓度不仅影响悬浮液的假定密度,而且在浓度较高时又是影响粘度的主要因素。
试验表明,悬浮液的粘度随容积浓度的增加而增加。
在浓度较低时,粘度增加较为缓慢;当浓度超过某临界值λL时,粘度急剧增大,如图2—4—7所示。
λL称为临界容积浓度。
临界容积浓度因加重质的种类和性质而异,一般介于25%~30%之间。
当悬浮液的容积浓度超过临界值时,矿粒在其中的沉降速度急剧降低,设备生产能力相应减小,分选效率变低。
2.加重质的密度、粒度和形状影响
悬浮液的容积浓度受流动性(主要是粘度)的限制,常不允许超过某最大值。
因此要求配制的悬浮液的密度愈高,则加重质的密度亦应愈高,即加重质的选择应与所配制的悬浮液密度相适应。
由于悬浮液的粘度和结构化的形成均与加重质的比表面积有关,因此一切与比表面积有关的因素:颗粒粒度、形状以及含泥量等亦均影响悬浮液的视粘度。
一般来说,在同样容积浓度下,加重质的粒度愈小,视粘度将愈大,开始形成结构化的浓度亦愈低。
加重质的形状愈接近球形,悬浮液的粘度愈小。
矿泥含量对悬浮液视粘度的影响也是很大的,对结构化的形成尤为敏感。
这里所说的矿泥系指小于10-20μm的颗粒。
在原矿中含泥量多时即须事先通过洗矿脱除;在介质循环过程中也会产生一部分矿泥,可在加重质的再生系统中予以脱除.
悬浮液的稳定性和粘度常常是矛盾的。
粘度大则稳定性高,粘度小则稳定性低。
而生产上则希望悬浮液既有小的粘度又有高的稳定性,可是这两者是难以兼得的,所以在选择悬浮液时,应综合利弊,统一考虑。
为使悬浮液能够更好地稳定,保持上下层的密度尽可能地一致,可在分选机内采用机械搅拌、机械振动或使悬浮液流动等办法予以改善。
另外加入胶溶性药剂,如六聚偏磷酸钠、水玻璃、亚硫酸盐、铝酸盐等,它们能够吸附在加重质颗粒表面上,使之具有亲水性,从而避免或减少悬浮液的结构化;同时还可增加颗粒的分散性,这样则可收到既降低悬浮液粘度又增加稳定性的效果。
复习思考题:1.悬浮液的稳定性在重介质选矿中的意义、表示及测试方法。
2.悬浮液中加重质容积浓度对重介质选矿中的影响?
3.加重质的密度、粒度和形状对重介质选矿中影响?
4.悬浮液的稳定性和粘度的矛盾性及其处理方法?
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