重力选矿的应用及基本原理

一、重选的应用

  重选适于处理有用矿物与脉石间具有较大密度差的矿石或其他原料。它是处理粗粒、中粒和细粒(大致界限是大于25毫米、25"2毫米、2～O．1毫米)矿石的有效方法。在处理微细矿泥(小于0．1毫米)时效率不高，现代的流膜选矿设备有效回收粒级可以到20-30微米，离心选矿机可以到10微米。

  重选法是处理钨、锡、金矿石，特别是处理砂金，砂锡矿传统的方法。在处理含稀有金属(铌、钽、钛、锆等)的砂矿中应用也很普遍。重选也被用来分选弱磁性铁矿石、锰矿石、铬矿石。

  在选煤工业中重选是主要的方法。近年在非金属矿加工工业中重选也得到了发展，主要用于处理石棉、金刚石、高岭土、磷灰石、硫铁矿 重晶石等矿石。在选别铜、铅、锌、锑、汞等硫化矿的浮选厂。也常采用重选法进行矿石预选。在主选流程中重选常与其他选矿工艺组成联合流程，以提早在粗粒状态下选出精矿或尾矿。

  这样将有利于降低生产成本并减少金属损失。当处理某种矿石有多种方法可供选择时，重选法总是被优先考虑。

  重选要在一定的流体介质中进行，所用介质通常为水，亦有时用空气或重介质(重液或重悬浮液)。介质在分选设备内以一定的方式运动。矿物颗粒受介质的浮力和流体动力作用而松散．进而达到按密度(有时按粒度)差分层。影响分层过程的矿粒性质是它的密度、粒度以及较次要的形状诸因素。

  按介质的运动形式和作业的目的，重选有如下几种工艺方法：

    (1)分级

    (2)重介质选矿

    (3)跳汰选矿

    (4)摇床选矿

    (5)溜槽选矿

    (6)螺旋选矿

    (7)离心力选矿

    (8)风力选矿

    (9)洗矿

  分级和洗矿是按粒度分离的作业，常用在入选前矿石的准备上。其他各项工艺才是实质性的选别作业，也是本篇下面将要闸述的内容。

  矿石重选难易性主要取决于矿物间的密度差，可按重选可选性准则E判断。

  根据E值可将矿石的量选难易度分作五级，如表11．1．1所示。 E值愈大愈易选。同样矿石在粒度增大或入选粒度范围变窄时．分选也会变得容易。上述按E值的判断是粗略的，随着设备的改进和分选条件的完善·原来属于分选困难的矿石也将变得容易了。

     二、重选的基本原理

  重选的实质概括起来就是松散-分层-分离过程。置于分选设备内的散体矿石层(称作床层)，在流体浮力、动力或其他机械力的推动下松散，目的是使不同密度(或粒度)颗粒发生分层转一移，就重选来说就是要达到按密度分层。故流体的松散作用必须服从粒群分层这一要求。这就是重选与其他两相流工程相区别之处。流体的松散方式不同，分层结果亦受影响。重选理论所研究韵问题，简单说来就是探讨松散与分层的关系。分层后的矿石屡在机械作用下分别排出。即实现了分选。故可认为松散是条件，分层是目的，而分离则是结果。前述各种重选工艺方法即是实现．这一过程的手段。它们的工作受这样一些基本原理支配；

    (1)颗粒及颗粒群的沉降理论，

    (2)颗粒群按密度分层的理论，

    (3)颗粒群在斜面流中的分选理论。

  此外还有在回转流中的分选，尽管介质的运动方式不同．但滁了重力与离心力的差别外，基本的作用规律仍是相同的。

  有关粒群按密度分层理论，最早是从跳汰过程入手研究的。曾提出了不少的跳汰分层学说，后来又出现一些专门的在垂直流：中分层的理论。

  斜面流选矿最早是在厚水层中处理较粗粒矿石，分选的根据是颗粒沿槽运动的速度差。40年代以后斜面流选矿向流膜选矿方向发展，主要用来分选细粒和微细粒级矿石。流态有层流和紊流之分。一贯认为紊流脉动速度是松散床层基本作用力的观点，在层流条件下即难以作出解释。1954年R．A．拜格诺(Bagn0ld)提出的层间剪切斥力学说，补充了这一趣论上的空白。但同分层理论一样，斜面流选矿要依靠现有理论做出可靠的计算仍足困难的。

  尽管重选理论到今天仍未达到完善地步，但和许多工艺学科一样，它已可为生产提供基本的指导，并可作为数理统计和相似与模拟研究的基础。