重选的基本原理 颗粒在离心力场中的运动规律

重介旋流器分选原理⼀、引⾔重介旋流器是⼀种常⽤于矿物分选的设备，它基于阿基⽶德原理，利⽤重介质悬浮液作为分选介质，通过旋流产⽣的离⼼⼒场对物料进⾏分选。

重介旋流器以其分选效率⾼、处理能⼒⼤、分选密度调节范围宽等优点，在煤炭、冶⾦、化⼯等⾏业中得到了⼴泛应⽤。

⼆、重介旋流器的基本结构和⼯作原理重介旋流器主要由⼊料管、旋流腔、溢流管、底流管等部分组成。

⼯作时，重介质悬浮液和待分选物料⼀同进⼊旋流腔，在旋流腔内形成⾼速旋转的流场。

由于离⼼⼒的作⽤，不同密度的物料颗粒在旋流场中受到不同的离⼼⼒，从⽽实现按密度分层。

密度⼤于重介质悬浮液的颗粒被甩向器壁，形成底流；密度⼩于重介质悬浮液的颗粒则随内旋流向上运动，最终通过溢流管排出。

三、重介旋流器的分选原理1.离⼼分选原理：重介旋流器中的旋流场是⼀个强⼤的离⼼⼒场，物料颗粒在旋流场中受到离⼼⼒作⽤。

离⼼⼒的⼤⼩与颗粒的质量成正⽐，与旋转半径和⻆速度的平⽅成正⽐。

因此，不同密度的颗粒在旋流场中受到的离⼼⼒不同，从⽽实现按密度分层。

2.重介质悬浮液的作⽤：重介质悬浮液是重介旋流器分选的关键。

其密度介于待分选物料中两种密度颗粒之间，通过调节重介质悬浮液的密度，可以控制分选密度，从⽽实现对不同密度颗粒的有效分选。

3.颗粒间的相互作⽤：在旋流场中，颗粒之间会发⽣相互碰撞、摩擦和⼲扰。

这些相互作⽤会影响颗粒的运动轨迹和分层效果。

因此，在设计和操作重介旋流器时，需要充分考虑颗粒间的相互作⽤，以提⾼分选效果。

四、影响重介旋流器分选效果的因素1.重介质悬浮液的密度：重介质悬浮液的密度是影响分选效果的关键因素。

密度过低会导致低密度颗粒被误分⼊选定的密度范围，密度过⾼则会使⾼密度颗粒被排除在选定的密度范围之外。

因此，需要根据待分选物料的性质和要求，合理调节重介质悬浮液的密度。

2.旋流器的结构和参数：旋流器的结构和参数对分选效果也有重要影响。

如旋流腔的直径、⾼度、⼊料管的直径和⻆度等都会影响旋流场的形成和物料的运动轨迹。

第二章水利分级第一节概述根据矿粒在水介质中沉降的速度不同，将宽级别物料按沉降速度分为若干个粒度级别的工艺过程为水力分级。

水力分级与筛分的目的，都在于将矿粒群分成粒度不同的各种分级产物，但是，筛分和分级所分出的产品，在粒度组成上各有所异，在筛分过程中矿粒是严格地按照粒度（筛孔）分级，而水利分级过程中，虽然给矿也是由粒度、密度以及形状均不相同的矿粒群所组成，但矿粒的分级是依赖于它的沉降速度，矿粒沉降时不仅和粒度有关，而且和密度、形状以及沉降条件有关。

因此，分级产物不是粒度均匀的颗粒，而是沉降速度相同的等降颗粒。

图2-1是密度不同的两种矿粒在筛分和水利分级产物中的分布情况。

图2-1 筛分与水利分级产品示意图由图2-1可见筛分是按照几何尺寸分成粗、中、细粒级产物。

水力分级则按相等的沉降速度亦可分成粗、中、细粒级产物。

在同一级产品的组成中密度大的颗粒小，密度小的颗粒大。

这就是筛分和水利分级之不同点。

筛分通常用来处理粒度较粗的矿粒，由于细粒物料用筛分分级时生产率和工作效率（筛分效率）较低，筛网制造不易，筛面强度不够，因此对2-3毫米以下的物料在钨选厂常采用水利分级。

近年来随着细筛材质及结构的改进，在铁选矿中已应用细筛来提高铁精矿品位，并取得了进展，筛分的下限粒级正在日趋减小，有可能在钨选厂中推广应用。

国外已在钨矿中使用的细筛有：莫根筛，筛分范围为-0.9/-0.3毫米；Sala双筒双层筛，筛分范围为-0.5/-0.3毫米；龙拉斯筛，筛分范围为-0.3毫米；DSM筛，筛分效率-1.0/-0.2毫米。

水利分级作业是钨选厂摇床选别前必不可少的工艺过程，它直接影响着摇床作业指标，因而在钨选厂中占着极其重要的地位，它在钨选厂中的主要用途是：（1）选别前的分级：无论是重选或精选作业均将矿石分成窄级别物料，利用钨矿物与脉石比重差较大的特性，创造有利于各种选别条件，减少钨金属在各选别作业中的损失。

（2）分出细泥：钨选厂的细泥（-0.074毫米），一般含钨品位较高，有的产率较大。

水力旋流器分级原理：矿浆在一定压力下通过切向进料口给入旋流器，于是在旋流器内形成一个回转流。

矿浆向周围扩展运动的结果，在中心轴周围形成了一个低压带。

此时通过沉砂口吸入空气，而在中心轴处形成一个低压空气柱。

矿浆在旋流器内既有切向回转运动，又有径向运动，而靠近中心的矿浆又沿轴向向上(溢流管)运动，外围矿浆则主要向下(沉砂口)运动。

所以它属于三维空间运动。

零速包络面——在轴向，矿浆存在一个方向转变的零速点，连接各点在空间构成的一近似锥形的面。

细小颗粒离心沉降速度小，被向心的液流推动进入零速包络面由溢流管排出成为溢流产物;较粗颗粒则借较大离心力作用，保留在零速包络面外，最后由沉砂口排出，成为沉砂产物。

零速包络面的位置大致决定了分级粒度，作用于旋流器内矿粒上的离心力与矿粒的质量成正比，因而在矿粒密度接近时便可按粒度大小分级。

影响水力旋流器工作的因素：影响水力旋流器工作的因素包括结构参数、操作条件、矿石性质和介质性质等。

旋流器的直径D、给矿口直径 dG 和溢流口直径dy，是影响处理量Q和分级粒度 dF的主要结构参数。

矿粒的自由沉降等沉比：在沉降过程中，某些粒度大、密度小的矿粒同粒度小、密度大的矿粒以相同沉降速度沉降的现象，这种现象叫做等沉现象。

等降比：在等降颗粒中，密度小的颗粒粒度与密度大的颗粒粒度之比称为等降比，以符号“”表示。

等沉比的意义：a.在等沉比范围内，矿粒按密度分层。

超过等沉比，粒度大小的影响作用增加（大粒度沉的快），不能保证完全按密度分层。

B、的大小在一定程度上反映了两个等沉颗粒密度差异的大小；同一矿石中不同密度矿粒的越大，越易分选。

同时大小也随介质密度的增大而增大，且还是阻力系数的函数。

理论和实践均表明将随矿粒粒度变细而减小，越大，意味着可选的粒级范围越宽。

三产品重介质旋流器：优缺点：一套悬浮液循环系统，分选出三产品，简化再选物料的运输，简化了生产工艺，基建投资省和生产成本较低。

其缺点是在第二段分选时，其重介质密度的测定和控制较难。

重力选矿的应用原理1. 简介重力选矿是一种常见的矿石选矿方法，利用物料颗粒在重力场作用下的不同受力情况，将矿石中的有用矿物与废石分离。

该方法广泛应用于矿山领域，可以有效提高矿石的利用率。

2. 重力选矿的基本原理重力选矿利用重力场对不同密度的颗粒进行分离，其基本原理是根据物料颗粒在重力场中所受到的重力、阻力和浮力等力的不同，实现矿石的分离和分类。

2.1 重力作用重力是物质之间相互吸引的力，根据物料颗粒的大小和密度不同，重力的作用也不同。

重力选矿利用物料颗粒在重力场中所受到的重力大小，将物料分为高密度和低密度两部分。

2.2 浮力作用浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力，根据物料颗粒的密度不同，浮力的作用也不同。

重力选矿利用物料颗粒在重力场中所受到的浮力大小，将物料分为浮选产品和废弃物两部分。

2.3 阻力作用阻力是物质在流体中运动时所受到的阻碍运动的力，根据物料颗粒的大小和形状不同，阻力的作用也不同。

重力选矿通过控制流体的速度和物料颗粒的大小，实现不同颗粒的分离和分类。

3. 重力选矿的工艺流程重力选矿一般包括破碎、磨矿、分级、重选等工艺过程，以下为常见的重力选矿工艺流程：3.1 破碎和磨矿将原矿料通过破碎设备进行破碎，使其颗粒大小适合进一步处理。

然后将破碎后的矿石送入磨矿设备进行磨矿，使其颗粒更加细化，便于分离。

3.2 分级和重选将磨矿后的矿石通过分级设备进行分级，将颗粒大小不同的矿石分离开来。

然后将分离后的矿石送入重选设备，利用重力选矿的原理，将有用矿物和废石进行分离。

4. 重力选矿的设备重力选矿需要使用一系列专用设备进行实施，以下为常见的重力选矿设备：4.1 均化漏斗均化漏斗用于控制物料颗粒大小的均化，将颗粒过大或过小的物料进行筛分，使其满足后续处理的要求。

4.2 重力选矿机重力选矿机是重力选矿过程中最重要的设备，根据不同的原理和结构，包括重力选矿泥浆脱水器、螺旋选矿机、中药选矿机等多种类型。

4.3 浮选设备浮选设备利用物料颗粒在液体中所受到的浮力大小进行分离，通常包括浮选机、浮选槽等。

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（CHBr 3,2.8；四溴乙烷C 2H 2Br 2,2.97；杜列液KI+HgI 2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。

学习指南(模块指南)模块一绪论第一单元概述（2学时）主要教学内容矿物加工学的基本概念；矿物加工在国民经济中的地位和作用；矿物加工与其它学科的关系。

基本要求1）了解为什么要进行矿物加工及其主要加工方法？了解矿物加工的在国民经济中的地位和作用；2）了解矿物加工的学科基础及与其它相邻学科的关系；3）掌握矿物加工的几个基本概念。

重点1）矿物加工的基本概念；2）矿物、矿石、矿床之间关系；3）矿物加工的主要单元作业。

难点矿物加工的主要方法及分离依据。

第二单元矿物成因及其物理化学性质（4学时）主要教学内容矿物成因及其分类；煤的形成与地质年代；矿物的形态；矿物的分类与命名；矿物的物理化学性质；煤的结构与性质。

基本要求1）了解成矿作用和成煤作用，以及可形成相应的矿产；2）了解矿物的主要物理和化学性质；3）学会矿物的分类及命名规则；4）掌握煤的结构特点及其特性。

重点1）矿物的成因作及其分类；2）煤的形成与成煤作用；3）矿物的物理化学性质。

难点1）矿物的形态；2）正确把握矿物的各种特性与矿物分离之间关系。

第三单元矿物的分离特性与分选效果分析（3学时）主要教学内容矿物颗粒的特性；粒粒分布；矿物元素的赋存状态；矿物嵌布特性及其解离；颗粒的测量分析方法及选择；矿物的分离过程分析；分布特性；分选特性值及分选方法的确定；分选曲线与分选效果分析。

基本要求1）了解矿物颗粒的几何特征及粒度分布特性；2）学会颗粒的主要测量方法及选择；3）掌握矿物分离过程的特点及其分布规律；4）学会分选特征值的判定及其分选方法的确定；5）了解矿物的基本嵌布特性和解离方式。

重点1）物颗粒的几何特征及其表示方法；2）粒粒分布特性讨论；3）矿物分离过程的分布特性。

难点1）矿物嵌布特性及其解离；2）分选特征值的判定及其分选方法的确定。

模块二破碎与筛分技术第一单元破碎与粉碎技术（8学时）主要教学内容破碎的基本概念；机械能破碎的基本方法；破碎的工艺特性；破碎效果评定；破碎及粉碎理论；几种典型的破碎机的结构特点、工作原理及应用；磨矿作业的应用和磨机分类；球磨机的结构和工作原理，磨矿条件的确定及影响因素；其它磨机的结构与特点；超细粉体技术的发展及应用；几种典型超细粉体的制备设备简介。