【正文】 便懸浮液發(fā)生了結(jié)構(gòu)化。由于懸浮液出現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的影響，實(shí)際的分選密度常常高于懸浮液的物理密度。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 對于未結(jié)構(gòu)化的重介懸浮液，因加重質(zhì)顆粒的沉降，分選密度既可高于也可低于懸浮液的假定密度，這應(yīng)由輕、重產(chǎn)物分離界限層的位置決定。 已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的懸浮液內(nèi)，若體積為 Vk的礦粒向下運(yùn)動，開始時所遇到的靜力作用，除懸浮液的浮力外，還有靜切應(yīng)力引起的支持力 F。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 二、懸浮液粘度 （一）懸浮液粘度及結(jié)構(gòu)化 液體的粘性由分子間引力引起； 氣體的粘性由動能不同的分子在流速不同的層間交換引起； 上兩種流體為均質(zhì)介質(zhì)，符合牛頓內(nèi)摩擦定律。 懸浮液的粘性由于包括了因固液界面增大和顆粒間摩擦、碰撞所引起的流動切應(yīng)力，外觀表現(xiàn)為粘性增強(qiáng)。 因與均質(zhì)介質(zhì)粘性形成的原因不完全相同，故所測得的懸浮液粘度稱為視粘度。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 當(dāng)加重質(zhì)的粒度和形狀差別不大時，懸浮液的視粘度隨容積濃度的增加而增大，與加重質(zhì)顆粒的密度基本無關(guān)。圖 53是幾種不同的加重質(zhì)在粒度為 0074 一，視粘度隨容積濃度的變化關(guān)系。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 從圖 6一 3中可以看出，視粘度隨容積濃度的變化規(guī)律。 在低濃度 (λ 02) 時，粘度增長緩慢，呈直線關(guān)系。 在高濃度 (λ 04) 時，也呈直線關(guān)系，但粘度隨 λ 增大而迅速地升高。 在中等濃度時，其視粘度與 λ 呈曲線關(guān)系增長。 這是由于固體容積濃度很低時，不但顆粒間直接接觸少，而且相對說固一液界面也不太大，此時懸浮液的內(nèi)摩擦力雖有增加，但其增加值與顆粒體積含量大致成正比。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 隨容積濃度的增大，固體顆粒間直接碰撞與摩擦就不可避兔地增多。這種增加開始時屬于粘性切應(yīng)力，以后的濃度再大又過渡為慣性切應(yīng)力，呈曲線關(guān)系。 當(dāng) λ 增大到相當(dāng)高數(shù)值后，懸浮液發(fā)生了結(jié)構(gòu)化，視粘度隨 λ 增加而急劇增大。 （二）非結(jié)構(gòu)化懸浮液的流變特性 如圖 64 固體容積濃度低時，可視為牛頓流體； 固體容積濃度 15～ 20%時，視為非牛頓流體。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 結(jié)構(gòu)化流體的流變特性：當(dāng)外力小，只變形而不流動，當(dāng)處力克服一定切應(yīng)力后，流動。 當(dāng)速度梯度達(dá)一定時，結(jié)構(gòu)化被破壞。 （三）影響懸浮液粘度的主要因素 加重質(zhì)性質(zhì)對懸浮液粘度的影響 由于懸浮液的粘度和結(jié)構(gòu)化的形成與加重質(zhì)的比表面積有關(guān)，因此，一切與比表面積有關(guān)的加重質(zhì)性質(zhì)，如粒度、形狀及含泥量等均對懸浮液視粘度有影響。 圖 65可以看出，在同樣容積濃度下，加重質(zhì) 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 的粒級越小，懸浮液的視粘度也越大，而開始形成結(jié)構(gòu)化的濃度越低。選礦工藝對加重質(zhì)粒度有一定的要求，它與所用設(shè)備的工作條件及被選物料的粒度有關(guān)。 圖 66說明加重質(zhì)顆粒的形狀對懸浮液視粘度的影響。從圖中可以看出，加重質(zhì)顆粒的形狀越接近球形，懸浮液的視粘度愈小。 含泥量的影響 懸浮液中若混有一部分微細(xì)粒級的泥質(zhì)，將使懸浮液粘度顯著增大。因泥質(zhì)物粒度細(xì)，表面積大，不但使懸浮液流動時內(nèi)摩擦力變大，而且使懸浮液容易結(jié)構(gòu)化。泥質(zhì)的存在往往使懸浮液粘度增大到 ，在個別情況下，甚至使懸浮 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 液完全喪失流動性，從而起不到分選介質(zhì)的作用。 礦泥含量對硅鐵懸浮液粘度的影響如 圖 67所示。所指的礦泥是指粒度小于 10一 2O微米的顆粒。其中一部分是由原礦石帶入，另一部分則是在使用過程中加重質(zhì)經(jīng)磨剝所生成的新礦泥。 泥質(zhì)對懸浮液粘度的影響是隨懸浮液中含泥量的增大而增大，而且，懸浮粒本身的粒度越細(xì)，懸浮液的密度越高，亦即懸浮液本身粘度越高，這種影響也越為顯著，如圖 68所示。 藥劑的影響 某些陰離子和陽離子表面活性劑可降低懸 浮液的粘度。如 圖 69所示。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 降低粘性提高分選速度，但穩(wěn)定性下降，分選條件難控制。 溫度的影響 溫度升高，粘度降低?？梢哉J(rèn)為，不同溫度下，懸浮液的粘度與相同溫度下水的粘度之比始終不變。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 三、懸浮液的穩(wěn)定性 重力場中，懸浮液上、下層物理密度不穩(wěn)。上層固粒少，下層固粒多。重介質(zhì)密度不穩(wěn)定，影響按密度分選精確性。保持懸浮液自身各部分密度不變的能力稱懸浮液的穩(wěn)定性。 通常用加重質(zhì)顆粒在懸浮液中沉降的速度的倒數(shù)，表示穩(wěn)定性大小，作為穩(wěn)定性指標(biāo)，用 Z表示。 Z=1/v Z越大，懸浮液的穩(wěn)定性越好。 影響穩(wěn)定性的因素： 加重質(zhì)粒度 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 粒度小，懸浮液穩(wěn)定性好。因?yàn)檎扯仍黾?，阻力升高，沉速下降。圖 61 614。 粒度小，制備量大，回收難。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 加重質(zhì)密度 降低加重質(zhì)密度，懸浮液穩(wěn)定性好。但密度降低，容積濃度增加，粘度上升。如圖 615。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 懸浮液密度 一定加質(zhì)，懸浮液密度越高，容積濃度越大，穩(wěn)定性好。生產(chǎn)中，懸浮液密度一定，不能靠此法提高穩(wěn)定性。 懸浮液密度升高，穩(wěn)定性增加，介質(zhì)粘度升高。 用懸浮液密度大時，主要問題是粘性，應(yīng)采用粗、密度大的加重質(zhì)； 用懸浮液密度小時，主要總是是穩(wěn)定性，應(yīng)采用細(xì)、密度小的加重質(zhì)。 分選粗粒物料，主要是穩(wěn)定性； 分選細(xì)粒級物料，主要是粘度。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 含泥量的影響 密度低、粒細(xì)的的泥質(zhì)物混入懸浮液，粘性上升，穩(wěn)定性增加。如圖 616。 當(dāng)主要穩(wěn)定性不好時，有意加入一些粒度微細(xì)的泥質(zhì)物，以提高穩(wěn)定性。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 對同一種懸浮液，流變粘度和穩(wěn)定性有一定關(guān)系。粘度越大，穩(wěn)定性越好，粘度越小，穩(wěn)定性越差，選煤要求粘度低、穩(wěn)定性好，應(yīng)使懸浮液在流變粘度和穩(wěn)定性兩方面都能滿足選煤要求。 采用現(xiàn)有磁鐵礦作加重質(zhì)時，主要是懸浮液的穩(wěn)定性不好，當(dāng)懸浮液密度高達(dá) ，或原煤中有大量泥質(zhì)污染懸浮液時，粘度才升為主要矛盾。 （三）維持懸浮液穩(wěn)定性的措施 懸浮液的性質(zhì)對分選效果的優(yōu)劣，起著決出性的作用。然而，懸浮液的三個性質(zhì) :密度、粘度和穩(wěn)定性，都具有理想指標(biāo)，是難能兼得的。實(shí)際工作中要看那個是主要矛盾，再采取相應(yīng)措施。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 工為達(dá)到比較精確地分選，生產(chǎn)中常采用機(jī)械攪拌或使用各種不同方向的懸浮液流，用以保證它上下層密度的近似，使懸浮液在分進(jìn)機(jī)中具有較好的穩(wěn)定性。 當(dāng)懸浮液在不斷循環(huán)流動具有保持其本身各部分密度不變的性能，稱為懸浮液的動穩(wěn)定性。懸浮液的動穩(wěn)定性不僅與懸浮液的穩(wěn)定性 (是指懸浮液在靜置時，保持其本身各部分密度不變的性能，也稱懸浮液的靜穩(wěn)定性，以前所討論的均為靜穩(wěn)定性，若靜穩(wěn)定性越好，也越容易得到較好的動穩(wěn)定性 )有關(guān)，同時也與分選機(jī)的結(jié)構(gòu)及重介質(zhì)流在分選機(jī)中的流動狀況有關(guān)。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 使用機(jī)械攪拌，加重質(zhì)顆?？商幱趹腋顟B(tài)，從而維持了懸浮液各層的密度近于不變。 在各種不同類型的重介質(zhì)分選機(jī)中，都采用方向不同的重介質(zhì)流，來維持分選槽內(nèi)重介質(zhì)懸浮液各處密度的穩(wěn)定。重介質(zhì)流的運(yùn)動可采用水平的、垂直 (上升或下降 )的以及回轉(zhuǎn)方式。經(jīng)常是這些方式聯(lián)合使用。當(dāng)然，在重介質(zhì)旋流器中懸浮液懸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 上升介質(zhì)流可陰止加重質(zhì)顆粒的沉降，使懸浮液穩(wěn)定。但是，由于礦粒在分選機(jī)內(nèi)分層時，雖然主要取決于它的密度，但粒度及形狀也對分層有影響。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 水平介質(zhì)流的穩(wěn)定作用，是靠分選機(jī)內(nèi)分層表面由外部引入大理新鮮懸浮液來完成的。 實(shí)踐證明，只有當(dāng)水平介質(zhì)流和垂直介質(zhì)流聯(lián)合使用，才能使靜穩(wěn)定性比較差的懸浮液，獲得較好的動穩(wěn)定性。尤其是水平介質(zhì)流與下降介質(zhì)流聯(lián)合使用，可以用較小的下降流速使得懸浮液獲得較高的動穩(wěn)定性。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 重介質(zhì)分選機(jī) 一、對重介質(zhì)分選機(jī)的要求及分類 重介質(zhì)分選機(jī)是借助懸浮液在重力場中按密度分選物料的設(shè)備。 為保證分選機(jī)正常工作并具有較好的分選質(zhì)量和較高的處理能力，重介質(zhì)分選機(jī) 工藝性能及結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足： （ 1）重懸浮液 分選帶各處的密度應(yīng)保持穩(wěn)定。 因懸浮液密度是決定分選機(jī)實(shí)際分選密度的最主要指標(biāo)，密度偏離規(guī)定范圍，影響產(chǎn)品質(zhì)量，并增大 用礦物的損失，所以運(yùn)動部件運(yùn)動不宜過快，流動速度不宜過快高，避免渦流破壞分選帶 材料