重悬浮液(heavy suspension)

由加重质与水混合而成的悬浮液，作为分选介质用于重介质选矿。加重质一般为磨细的重矿物或合金。它们应具有足够大的密度，同时便于回收，来源广，价格低廉。选矿常用的加重质及其性质见表。加重质的密度和容积浓度直接决定所配悬浮液的密度；其粒度和形状对所制成的重悬浮液的性质也有很大的影响。选矿用的加重质一般粒度为一200目占60％～80％。粒度愈细，悬浮液的稳定性愈好，但粘度也愈大。形状愈不规则，稳定性也愈好，而粘度则愈大。重悬浮液的主要性质有粘度和流变性、密度及稳定性。

黏度和流变性 重悬浮液的粘度常随速度梯度而变，其变化特性需用流变性来表征。根据悬浮液的切应力与速度梯度的关系，可将悬浮液分为牛顿流体、粘塑性体、伪塑性体和膨胀性体等四种流变类型(见图)。

(1)牛顿流体。其流变曲线是一条通过坐标原点的直线，切应力τ与速度梯度du/dy的关系为τ=μdu/dy式中μ为黏度。在一定的温度和压力下，牛顿流体的黏度为一常数，它不随速度梯度而变。

(2)黏塑性体。它的特点是对流动有一定的初始切应力τin，只有当外力克服初始切应力后，悬浮液才开始流动。黏塑性体内部的固体颗粒形成网状结构体，增大了流动的阻力。网状结构体随速度梯度的增大而逐渐破坏，阻力减小，黏度逐渐降低，最后切应力与速度梯度保持了线性关系。将流变曲线的直线段延伸交于τ轴，交点τ。称为静切应力。流体总切应力为τ=τ。+ηdu/dy式中η为塑性黏度。对非牛顿流体常用视黏度μs来表示总的黏度。粘塑性体的视粘度为

公式右边第一项称为结构黏度，它随速度梯度的增大而变小。

(3)伪塑性体和膨胀性体。这两种悬浮液都没有初始切应力，因此其流变曲线都通过坐标原点。区别在于伪塑性体的视黏度随速度梯度的增大而减小，与黏塑性体相似；膨胀性体的视黏度随速度梯度的增大而增大。两种悬浮液的τ与du/dy关系服从下面的指数方程，故又称幂律流体：

式中K为稠度系数．与黏度有关，黏度愈高，K值愈大；n为流性指数，对伪塑性体n<1；对膨胀性体n>1。它们的视黏度表示为

悬浮液的黏度和流变性可用毛细管黏度计、加压毛细管黏度计或旋转黏度计测定。重介质选矿应用的重悬浮液多具有弱结构化性质，属于黏塑性体。影响重悬浮液黏度的因素有加重质的容积浓度、粒度、密度和形状，以及分散剂的用量和附加振动作用等。当其他条件相同时，黏度随加重质容积浓度的增大而增大。

密度 重悬浮液的密度ρs(kg／m³)用下式计算：ρs=C(δ一1000)+1000式中δ为加重质的密度，kg／m³；C为固相容积浓度，小数。悬浮液可能达到的最大密度决定于加重质的密度和允许的最大容积浓度。后者与悬浮质的形状和粒度有关，其值介于0．35～0．45之间。在生产过程中可使用压差式密度计或放射性密度计自动测量和控制悬浮液的密度。这些装置可使悬浮液密度的波动范围控制在±10kg／m³内。

稳定性 是指重悬浮液在不同高度上保持其密度恒定的性质，通常用加重质在悬浮液中沉降速度V的倒数来表示，称作稳定性指数Z(s／m)： Z=1/V  Z值愈大，表示悬浮液的稳定性愈高，愈易于保持其均匀的密度值。当悬浮液的固相容积浓度较高和形成网状结构体时稳定性最好，但此时由于黏度过高而不利于分选。故生产中一般使用不稳定的悬浮液以保持较低的黏度，并通过搅拌等方法以达到密度的稳定。在静态分选设备中要求上部和下部悬浮液的密度差不超过100～200kg／m³。增强悬浮液稳定性的方法有三：(1)添加细粒加重质；(2)添加较低密度的加重质，例如用磁铁矿硅铁混合加重质；(3)添加少量黏土(1％～3％)与分散剂(如水玻璃、六偏磷酸钠)。