选矿讲稿(4)-重选

第五章重选第一节概述一、重选定义和目的重选是按矿物密度差分选矿石的方法，1.重选定义：根据矿粒间密度的差异，因而在运动介质中所受重力、流体动力和其他机械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过程。

在运动的介质中密度或粒度不同的矿物粒群产生不同速度的沉降。

粒度和形状亦影响按密度分选的精确性。

2.重选目的：主要是按密度来分选矿粒。

因此，在分选过程中，应设法创造条件，降低矿粒的粒度和形状对分选结果的影响，以便使矿粒间的密度差别在分选过程中起主导作用。

二、重选介质：水——湿选（水力选矿）介质空气——干选（风力选矿）介质重介质——（1）重液：含有一定化合物的均匀溶液，主要有三溴甲烷（CHBr3,2.8；四溴乙烷C2H2Br2,2.97；杜列液KI+HgI2的水溶液，3.2）（2）重悬浮液：密度大的固体微粒与水的混合物成非均质的两相介质，密度1.4-4。

重介质的条件：密度大，粘度小、不与矿体反应、无毒、无腐蚀性、廉价、易回收。

可作重介质的固体微粒物质有：硅铁、方铅矿、毒砂、磁铁矿、黄铁矿、重晶石等。

三、重选过程、特点及应用1.重选过程：矿粒在介质中沉降时，要受两个力的作用；一个是矿粒在介质中的重力，在一定的介质中对一定的矿粒其重力是一定的；另一个是介质的阻力，阻力和矿粒的沉降速度有关。

矿粒开始沉降的最初阶段，由于介质的阻力很小，因此矿粒在重力作用下做加速度沉降。

随着沉降速度的增加，介质的阻力也增加。

随着介质阻力的逐渐增加，矿粒的沉降加速度逐渐减小。

到一定时间之后，加速度就减小到零。

此时矿粒就以一定的速度沉降，这个速度叫沉降末速。

沉降末速受几个重要因素影响，其中有：矿粒的比重、粒度和形状；介质的比重和粘度等。

2.重选过程特点：（1）矿粒间必须存在密度（粒度）差异；（2）分选过程在运动介质中进行；（3）在重力、流体动力及其他机械力的综合作用下，矿粒群松散并按密度（或粒度）分层；（4）分好层的物料，在运动介质的运搬下达到分离，并获得不同最终产品。

3.应用：重选处理量大，简单可靠，经济有效。

广泛用于稀有金属（钨、锡、钛、锆、铌、钽等）、贵金属（金、铂等）、黑色金属矿石以及煤炭的选别。

也可用于有色金属预选作业以及非金属矿石的加工。

重选中的按粒度分选过程（如分级、脱水等）几乎在一切选矿厂都是不可缺少的作业。

第二节 重选的基本原理松散是分层的条件，分层是分离的基础。

沉降是最基本的运动形式。

松散可以看作矿粒在上升介质流中沉降的一种特殊形式。

一、矿粒在介质中的沉降自由沉降：单个颗粒在无限宽广的介质中的沉降，称为自由沉降。

干扰沉降：矿粒群成群地在有限介质中的沉降，称为干扰沉降。

1.矿粒在介质中的所受重力颗粒在介质的运动形式主要有静止、上升、下降三种。

矿粒介质中的重力： 或故：式中:G ——空气中的重力， P ——浮力，V ——矿粒的体积，m 3； δ——矿粒的密度，k/m 3； ρ——介质的密度，kg/m 3，g —— 重力加速度，m/s 2； m —— 矿粒的质量，kg 。

g 0 ——矿粒在介质中的加速度 , m/s 2G 0是矿粒在介质中所受的重力，从式（2－1）中可以看出，它等于矿粒的质量m 与加速度（δ-ρ）g/δ 的乘积。

后者为矿粒在介质中的重力加速度，以符号“g 0”表示. 由上式可知:g0 大小、方向与δ、ρ有关，与粒度、形状无关。

δ>ρ时，颗粒下沉； δ<ρ时，颗粒上浮； δ=ρ时，颗粒悬浮。

2.矿粒在介质中运动时所受的阻力：定义：矿粒在介质中运动，当它与周围其它物体（流体介质、固体颗粒、容器器壁等）出现相对运动的时候，周围物体给予矿粒的作用力，称为矿粒在介质中运动时所受的阻力。

g V G )(0ρδ-=P G G -=0δV m =00mg g m G =-=δρδgg δρδ-=0在重力选矿过程中，矿粒运动时所受阻力的来源：一是分选介质作用在矿粒上的阻力，称为介质阻力。

一是矿粒与其它周围物体以及器壁间的摩擦、碰撞而产生的阻力，称机械阻力。

3.介质阻力的本质：介质阻力定义：矿粒在介质中运动时，由于介质质点间内聚力的作用，最终表现为阻滞矿粒运动的作用 力，这种作用力叫介质阻力。

介质阻力始终与矿粒相对于介质的运动速度方向相反。

介质阻力的分类： 由于介质的惯性，使运动矿粒前后介质的流动状态和动压力不同，这种因压力差所引起的阻力，称为压差阻力。

由于介质的粘性，使介质分子与矿粒表面存在粘性摩擦力，这种因粘性摩擦力 所致的阻力，称为摩擦阻力。

4.矿粒在静止介质中的沉降运动规律：（1）沉降初期，速度小，阻力小，作加速沉降运动；（2）随着沉降速度加大，介质阻力增加，加速度减小，直至为零。

（3）加速度为零时，沉降速度达到最大值，作用在矿粒上的重力G 0与阻力R 平衡，矿粒等速度沉降。

（4）我们称该速度为矿粒的自由沉降末速。

在一定的介质中，若矿粒的尺寸和密度越大，则沉降末速也越大。

相同尺寸时，密度大者，具有较大沉降末速。

相同密度时，尺寸大者，具有较大的沉降末速。

5.矿粒在介质中的干涉沉降矿粒在干涉沉降时，不仅会受到介质阻力，而且还会受到周围矿粒和器壁所引起的机械阻力作用。

二、等降比1.等降现象：沉降过程中，往往存在某些粒度大、密度小的矿粒同粒度小、密度大的颗粒以相同的沉降速度沉降的现象。

这种现象，叫做等降现象。

2.等降粒：密度和粒度不同但具有相同沉降速度的矿粒，称为等降颗粒（图）。

3.等降比：等降颗粒中，小密度矿粒的粒度与大密度矿粒的粒度之比，称为等降比。

常以e 0表示。

1210>=V V d d e e 0越大，可选的粒级范围越大，越易选。

重选时粒级愈窄，愈能减小粒度的影响，而使矿粒按比重选分愈精确，并能提高重选机械的生产能力，减少有用矿物在选分过程的泥化。

重选法根据作用原理不同分成几种选法？图 矿粒群在介质中的沉降三、重选的可选性准则重选的难易程度——用可选性指标A 表示A=（δ2-△）/（δ1-△）δ1、δ2——分别为轻重矿物的密度；△——介质的密度反映按密度分选的难易程度，A越大，越易选。

A＞2.5 极易选A=2.5～1.75 易选A=1.75～1.5 可选A=1.5～1.25 难选A＜1.25 很难选四、重选的类型及共同点1.重选类型：根据作用原理的不同可以分为：水力或风力分级、洗矿、重介质选矿、跳汰选矿、溜槽选矿、摇床选矿。

2.各类重选的共同点：（1）入选物料都具有密度和粒度差异；（2）选矿过程是在运动介质中进行；（3）物料在重力、流体动力和其它机械力的综合作用下经历：松散→分层→搬运→分离的过程。

不论何种方法，都特别适于处理具有一定比重差的粗物料，处理细粒时选分效率通常均较低。

第三节水力分级和洗矿一、水力分级：1.定义：水力分级是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同，将粒度级别较宽的矿粒群，分成若干窄粒度级别产物的过程。

2.水力分级原理：水力分级是矿粒在水中按沉降速度差，将粒度范围宽的混合粒群，分为若干粒度范围窄的粒群。

而分级过程是按它们在水中的不同运动速度进行分级，所以水力分级时不仅按粒度，同时也按比重进行分级。

沉降速度小于上升水流速度的矿粒将被水流冲走，成为溢流；沉降速度大于上升水流速度的矿粒将下沉，成为沉砂。

3.分级过程分级过程的示意图见图，沉降末速大于上升介质流速的矿粒下沉到分级设备的底部，作为沉砂或底流排出;沉降末速小于上升介质流速的细粒级产物从上端溢出，成为溢流。

如果要得到多个粒级产物，则可将溢流(或沉砂)在依次减小(或增大)的上升水流中继续进行分级。

颗粒在垂直介质流及水平介质流中分级示意图（a）垂直上升介质流；（b）在接近水平的介质流在接近水平流中进行分级时，最粗的颗粒较早地沉降下来，中等及细粒级的颗粒依次沉降下来，故在各分级室可得到不同粒度的沉砂，如图2-3-1(b)所示。

最细粒级由分级室末端溢出。

在回转流中，颗粒根据径向速度差分离。

介质的向心运动速度是决定分级粒度的基本因素。

4.水力分级设备水力分级设备都是利用矿粒在水介质中沉降速度的不同，在重力场或离心力场中完成分级过程的。

在选煤厂中水力分级主要用在煤泥水的处理过程，包括沉淀、浓缩、脱水，属于选煤工艺过程中的辅助作业。

在金属选矿厂中，水力分级是用于对人选原料进行分级，以获得几个窄级别物料，分别给入重选设备中进行分级选矿，或用于重选厂原矿准备。

5.水力分级在选矿中的应用1）与磨矿作业构成闭路作业，及时分出合格粒度产物，以减少过磨。

2）在某些重选作业(如摇床选、溜槽选等)之前，作为准备作业，对原料进行分级，分级后的产物，分别给入不同设备或在不同操作条件下进行分选。

此时分级产物的粒度特性将有助于进行离析分层。

3）对原矿或选后产物进行脱泥或脱水。

4）在实验室内，测定微细物料的粒度组成。

二、洗矿1.定义：洗矿是用来处理与粘土粘合在一起的矿石和有用矿物。

洗矿过程包括使粘土分散和使分离后的粘土物质与粒状物料分离的二个阶段。

2.作用：1.碎解：水力冲洗、浸泡、接卸搅拌、磨剥；2.分离：采用水力分级（粒度分级）3.用途：洗矿一般用于处理粘土质的铁矿石、锰矿石和含金、锡、钨、铂以及其它有用砂矿。

也用于处理建筑用的砂石和陶土原料。

在金属选矿厂，洗矿一般作为准备作业，例如跳汰、手选或破碎前的洗矿。

4.设备：常用的洗矿设备有溜槽、平面洗矿筛、筒形洗矿机和槽形洗矿机。

我国生产的CXK—160×763槽型洗矿机其机体规格为7630×1600毫米（槽内长×内宽）。

使用效果较好，当给矿粒度小于75毫米时，对于易洗矿石生产能力可达70吨/时。

第四节跳汰选矿一、概述1.定义：跳汰选矿是利用强迫振动造成的垂直交变介质流使矿粒群松散，从而达到按密度分层和分离的重选过程。

（水力跳汰、风力跳汰、重介质跳汰）。

跳汰是较重要的重选法之一，广泛地应用于粗物料选分。

跳汰过程的实质是使不同比重的矿粒混合物在垂直运动的变速介质（水或空气）流中，按比重分层。

比重小的矿粒位于上层，比重大的矿粒位于下层，然后再借助机械的作用和水流的作用将其分成比重不同的产物，分别排出。

图矿粒在跳汰时的分层过程（a）分层前物料混杂堆积；（b）上升水力将床层托起；（c）颗粒在水流中沉降分层；（d）水流下降，床层密集，重矿物进入底层◆跳汰机中水流运动的速度及方向是周期变化的，这样的水流称作脉动水流。

◆脉动水每完成一个周期变化循环，叫做一个跳汰周期。

◆在一个周期内，表示水流速度与时间变化关系，叫做跳汰周期曲线。

◆水流在跳汰室中上下运动的最大位移，称作水流冲程。

◆水流每分钟循环的次数称为冲次。

2.跳汰原理及过程活塞跳汰机工作原理图1-活塞室；2-跳汰室；3-筛板；4-偏心轮；5-连杆；6-活塞；7-进水管第一阶段——水流加速上升时期或称上升初期水流加速上升时期，水流运动的主要任务，是较快地将床层举起，使其占据一定高度，为床层进一步的充分分散与分层，创造一个空间条件。