重力選礦

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　　重力選礦是指利用被選礦物顆粒間比重、粒度、形狀的差異及他們在介質中的運動速率和方向的不同，使之彼此分離的選礦方法。它廣泛的應用於處理煤、有色金屬、稀有金屬礦石等，也有用於對石棉、金剛石等非金屬礦石加工。

　　重力選礦是最占老的選礦技術，最早的應用開始於中國、埃及與希臘，用於提取黃金，其歷史可追溯到公元前500年。在公元前500年至公元1550年的兩千餘年中，這一技術沒有什么變化與發展。值得指出的是某些早期應用的設備，例如溜措與淘洗盤至誇仍在應用。

　　可以說從19世紀中葉至20世紀6O年代是重選技術取得較快發展的時期。值得一提的重大事件有：(1)1848年在德國出現了第一臺活塞跳汰機；(2)1893年美國威爾弗和(A．Wilfley)發明瞭搖床；(3)1921年首次用重介質分選祛選別塊煤；(4)1943年美國採用漢弗萊斯(I．B．ttumphreys)螺旋選礦機從海濱砂礦中回收鉻}；(5)19世紀50年代出現了懸掛式及座落式的多層搖床；(6)19世紀60年代在中國出現了雲錫式離心選礦機、在澳大利亞出現了賴克特圓錐選礦機、在英國出現了四十屠搖動翻床。這些設備的出現，不僅使重選由手工操作走向機械化作業、由工場的作坊逐步變成現代化的選礦廠，而且使能處理的物料由塊體、粗粒擴展到細粒、礦泥。從設備的角度看，其特點是：(1)由間斷作業向連續作業轉變，(2)由單一的重力選別發展到利用離心力、剪切力等綜合力場的選別；(3)設備向大型化、多層化發展。

　　重選技術的發展與新能源的開發與利用有密切的關係，特別是煙煤作為礦物燃料被開發，大大促進了重選的發展。迄今為止90％的煙煤是用重選方法分選的。

　　由於重選僅能分選有密度差異的礦物，且其分選效率與處理能力隨著物料粒度的減小而急劇降低，在使用上受到了很大的局限。但是重選有生產成本低，在控制得當的情況下，對水、土壤與空氣不形成污染的兩大優點，重新引起人們的關註。除了在選煤時重選仍占壓到的優勢外，在選別鎢，錫、赤鐵礦、砂金、鉑金、鉭鈮、鈦鐵、盆剛石、重晶石、螢石、鉛，鋅，鉻鈷、金紅石、鋯英石、輝銻礦、硅砂等礦物時，重選仍占有重要的地位。

　　按介質的運動形式和作業的目的，重選有如下幾種工藝方法：

　　⑴分級

　　⑵重介質選礦

　　⑶跳汰選礦

　　⑷搖床選礦

　　⑸溜槽選礦

　　⑹螺旋選礦

　　⑺離心力選礦

　　⑻風力選礦

　　⑼洗礦

　　分級和洗礦是按粒度分離的作業，常用在入選前礦石的準備上。其他各項工藝才是實質性的選別作業，也是本篇下麵將要閘述的內容。礦石重選難易性主要取決於礦物間的密度差，可按重選可選性準則判斷。

　　重選的實質概括起來就是鬆散-分層-分離過程。置於分選設備內的散體礦石層（稱作床層），在流體浮力、動力或其他機械力的推動下鬆散，目的是使不同密度（或粒度）顆粒發生分層轉一移，就重選來說就是要達到按密度分層。故流體的鬆散作用必須服從粒群分層這一要求。這就是重選與其他兩相流工程相區別之處。流體的鬆散方式不同，分層結果亦受影響。重選理論所研究韻問題，簡單說來就是探討鬆散與分層的關係。分層後的礦石屢在機械作用下分別排出。即實現了分選。故可認為鬆散是條件，分層是目的，而分離則是結果。前述各種重選工藝方法即是實現．這一過程的手段。它們的工作受這樣一些基本原理支配；

　　⑴顆粒及顆粒群的沉降理論，

　　⑵顆粒群按密度分層的理論，

　　⑶顆粒群在斜面流中的分選理論。

　　此外還有在迴轉流中的分選，儘管介質的運動方式不同．但滁了重力與離心力的差別外，基本的作用規律仍是相同的。

　　有關粒群按密度分層理論，最早是從跳汰過程入手研究的。曾提出了不少的跳汰分層學說，後來又出現一些專門的在垂直流：中分層的理論。

　　斜面流選礦最早是在厚水層中處理較粗粒礦石，分選的根據是顆粒沿槽運動的速度差。40年代以後斜面流選礦向流膜選礦方向發展，主要用來分選細粒和微細粒級礦石。流態有層流和紊流之分。一貫認為紊流脈動速度是鬆散床層基本作用力的觀點，在層流條件下即難以作出解釋。1954年R．A．拜格諾（Bagn0ld）提出的層間剪切斥力學說，補充了這一趣論上的空白。但同分層理論一樣，斜面流選礦要依靠現有理論做出可靠的計算仍足困難的。

　　儘管重選理論到今天仍未達到完善地步，但和許多工藝學科一樣，它已可為生產提供基本的指導，並可作為數理統計和相似與模擬研究的基礎。

　　重選適於處理有用礦物與脈石間具有較大密度差的礦石或其他原料。它是處理粗粒、中粒和細粒（大致界限是大於25毫米、25"2毫米、2～O．1毫米）礦石的有效方法。在處理微細礦泥（小於0．1毫米）時效率不高，現代的流膜選礦設備有效回收粒級可以到20-30微米，離心選礦機可以到10微米。

　　重選在非金屬礦加工工業中也得到了發展，主要用於處理石棉、金剛石、高嶺土、磷灰石、硫鐵礦等礦石。在選別銅、鉛、鋅、銻、汞等硫化礦的浮選廠。也常採用重選法進行礦石預選。在主選流程中重選常與其他選礦工藝組成聯合流程，以提早在粗粒狀態下選出精礦或尾礦。

　　這樣將有利於降低生產成本並減少金屬損失。當處理某種礦石有多種方法可供選擇時，重選法總是被優先考慮。

　　重選要在一定的流體介質中進行，所用介質通常為水，亦有時用空氣或重介質（重液或重懸浮液）。介質在分選設備內以一定的方式運動。礦物顆粒受介質的浮力和流體動力作用而鬆散．進而達到按密度（有時按粒度）差分層。影響分層過程的礦粒性質是它的密度、粒度以及較次要的形狀諸因素。