礦粒在采用重力選礦技術(shù)的選礦設(shè)備中的自由沉降
重力選礦設(shè)備中的礦粒,幾乎全部都是非球形顆粒。由于它們表面積比同體積球體大,并且表面粗糙和形狀不對稱,因此,在采用重力選礦技術(shù)時沉降規(guī)律與球體有所不同。
選礦設(shè)備中礦粒和球體不同,礦粒與球體相比有以下幾個特點:
1.礦粒的形狀是不規(guī)則的。例如石英顆粒大部分是多角形及長方形;方鉛礦顆粒大部分是多角形;煤則是多角形和長方形等等。
2.礦粒的表面是粗糙的。
3.礦粒外形是不對稱的。
因為礦粒具有上述特點,它們在介質(zhì)中沉降時所受的阻力及其沉降速度,必然與球形物體有所不同。在各種形狀的物體中,以球體的比表面積為較小,而且,一般來說,球體比其他形狀的物體更便于介質(zhì)從周圍流過(流線型物體除外,但在礦粒中很少遇到)。因此,礦粒在介質(zhì)中沉降時的阻力,一般要大于球體的阻力。阻力增加的原因有兩個:
一是在呈層流流動時,主要是由于礦粒表面積增加,增加了礦粒與介質(zhì)之間的摩擦力,因而增加了物體運動的阻力;二是在呈紊流流動時,則是由于礦粒表面介質(zhì)的邊界層提前發(fā)生分離,擴大了旋渦區(qū),增加了壓差阻力。由于礦粒運動阻力加大,降低了礦粒的沉降速度,使其小于球體的沉降速度。此外,在選礦設(shè)備中的介質(zhì)靜止時,礦粒與球體在其中自有沉降還有以下差別:
1.當?shù)V粒下沉時,取向不同其運動的阻力也不同。
2.礦粒形狀不對稱,當?shù)V粒下沉時其重心與運動阻力的作用點不一定在同一垂線上,于是物體在選礦設(shè)備中下沉時會發(fā)生翻滾,甚至沉降路線不是垂線而是折線。
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