选矿学基础2

7．洗矿
洗矿是处理与粘土胶结在一起的或 含泥多的矿石的重力选矿过程。
常用洗矿设备为圆筒洗矿机和摩擦 洗矿机、水枪、条筛等 。
洗矿可作为独立作业，常用于一些 含泥矿石的洗选，如重晶石、石灰岩、 硅砂等。洗矿还可作为选矿前的准备作 业，手选、光电选、重介质选矿、浮选 前含泥多的矿石常通过洗矿除泥，从而 改善了分选条件，并可避免设备阻塞。
重介质选矿是在相对密度较水大的介 质中使矿粒按相对密度分选的一种方法。
(1)分选原理：由于重介质的相对密度 介于重矿粒和轻矿粒的相对密度之间，物 料放于其中，根据物理学原理可知，相对 密度大于重介质的矿粒下沉，而相对密度 小于重介质的矿粒将浮于重介质表层。利 用机械作用将二者分别回收，即达到分选 的目的。
矿物表面润湿性的大小，可用它的润湿接 触角的大小来表示度量。接触角大的是疏水性 矿物，容易浮选，接触角小的是亲水性矿物， 难于浮选。矿物表面对于水的润湿接触角越大， 说明矿物表面疏水性越强，其可浮性越好；反 之，润湿接触角越小，说明矿物表面亲水性越 强，其可浮性越差。
接触角的大小可由接触角测定仪测量， 也可以由下式（杨氏方程）计算确定。
1、捕收剂
捕收剂的作用是选择性地固着在某些矿 物的表面上，增强矿物表面的疏水性，使 矿物容易附着于气泡而上浮。捕收剂的种 类很多，多数为极性有机物质，少量为非 极性物质。
异极性捕收剂作用原理：作为捕收 剂的极性有机物质，其分子由两部 分组成，极性基和非极性基。非极 性基的全部原子价被饱和，化学活 性低，不与其它化合物反应，并且 呈疏水性，主要由C，H化合物构成。 极性基的全部原子价没有饱和，有 剩余亲和力，能牢固附着于矿物表 面，也称为亲固基。在浮选过程中， 捕收剂的极性基吸附于矿物表面， 非极性基朝外，因而在矿物表面形 成了一层疏水性薄膜，使矿物疏水 性增强，因而矿物容易附着于气泡 而上浮。如在硫化物浮选中用黄药 作捕收剂就可达此目的。
跳汰选矿是指物料在垂直运动的变速水 流中，按相对密度差异进行分选的过程。 它是处理粗粒矿石的有效重选方法，分选 介质主要是水，也称水力跳汰。
(1)分选原理：不同相对密度的矿粒混合物 在垂直运动的变速水流中按密度分层，相 对密度小的矿粒位于上层，相对密度大的 矿粒位于下层，再借助机械作用和水流的 作用将相对密度不同的产物分别排出，从 而达到选矿的目的。
常用的风选设备有很多，主要有振动空气 分选机、空气通过式分选机等。
风力选矿主要用在非金属矿分选上。目前， 在石棉、云母选矿中得到广泛应用。
6．水力分级
水力分级是根据矿粒在运动介质（水）中沉 降速度的不同，将粒度级别较宽的矿粒群分为 若干窄粒度级别产物的过程。
分选原理：水力分级过程中，矿粒的基本运动 状态是沉降。在上升水流中，若矿粒的沉降速 度等于上升水流速度时，则该矿粒将呈悬浮状 态。这也是矿粒处于上浮和下沉的临界状态。 这种矿粒的粒度称为临界粒度或分离粒度。沉 降速度小于上升水流速度的矿粒将被水流冲出， 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。达到分级的目的。沉降速 度除与粒度有关外，与相对密度也有关。
一般是将有用矿物浮入泡沫产物中，将脉 石矿物留在矿浆里，这种浮选通常叫正浮选。 但有时却将脉石矿物浮入泡沫产物中，将有用 矿物留在矿浆里，这种浮选叫反浮选。
如矿石中含有两种或两种以上的有用矿物， 其浮选方法有两种：一种叫做优先浮选，即把 有用矿物依次地一个一个的选出为单一的精矿； 另一种叫混合浮选，即先把有用矿物同时选出 当混合精矿，然后再把混合精矿中的有用矿物 一个一个地选分开。
设备:用于分选的水力分级机有水力旋 流器、机械搅拌式水力分级机、圆锥分级 机等。
应用：水力分级在我国非金属矿选矿提 纯上应用较广。如福建东山硅砂矿用上升 水流分级机进行粒度分级，同时除去密度 大的铬铁矿和钛铁矿。水力分级在粘土矿 的选矿提纯上广泛应用。除用于选别作业 外，水力分级还用于脱水、脱泥及粉碎产 品的粒度分级。
摇床从构造上来分类，因床头结构、床面形式 和支撑方式不同可分为衡阳式摇床、云锡式摇 床和弹簧摇床，近年来又研制出悬挂式多层摇 床和离心摇床。
影响摇床分选的因素主要有：冲程、冲次、横 向坡度、冲洗水、给矿量、给矿浓度、给矿粒 度组成等。
（3）应用
适应范围：摇床选矿是选别细粒物料应用 最广泛的重选法之一。适于选别粒度小于 2mm的矿粒，一般在2~0.02mm之间较合 适，对于粒度小于1mm的物料效果更好。
A>2.5属于很容易选别; A=2.5~1.75 属于容易选别; A=1.75~1.5 属于中等难易程度，可以选别; A=1.5~1.25属于难选别； A<1.25属于很难选别。
这是在粒度相同的情况下，按相对密度分 选难易程度的指标，但粒度也会影响矿物 沉降速度。
3、等降粒和等降比
相对密度和粒度不 同的矿粒群在介质中沉 降时，会发生这样的现 象。粒度较小而相对密 度较大的粒子与粒度较 大而相对密度较小的离 子以相同的速度沉降， 这样的两个粒子就被称 作等降粒。
重介质分为重液和重悬浮液两类。工业 上主要采用重悬浮液，重液一般只用于实验 室提纯矿物。重悬浮液是由水和悬浮于其中 的大密度固体微粒（如硅铁、磁铁矿、黄铁 矿等）组成的两相分散体系。重悬浮液可配 制到的1.25~4.0g/cm3的密度，具有密度高、 粘度低、不与矿粒发生反应、无毒、无蚀、 廉价及易回收等优点。
由于受加重质密度的限制，重悬浮液难以配 成很高的密度，通常只能比轻产物密度略高一些。 故在用重介质选矿选别金属矿石时，只能得到粗 粒的废弃尾矿与粗精矿，在个别情况下，才能同 时得到精矿和尾矿。
5．风力选矿
风力选矿是以空气为分选介质的重力选矿 方法。
分选原理：它是根据物料形状、密度或松 散密度的差异，在上升或水平气流中运动 方向或轨迹不同而使其分离。
等降粒中大颗粒的直径与小颗粒的直径之比称 为等降比，以L0表示:
L0= d大 d小
由等降比概念可知，矿粒粒度将影响矿粒按 密度分层、分选，为了按密度分选更完善，应尽 量减少粒度的影响，故要分级，使入选物料粒度 均匀。在重选时，粒级愈窄，愈能减小粒度的影 响，矿粒按密度选分愈精确，并能提高重选机械
的生产能力，减少有用矿物在选分过程中的泥化。
3、重选可选性准则 在重选中通常以两种比重不同的矿粒在
介质中相对比重的比值作为近似地评价重 选过程难易程度的指标，即所谓的“重选 可选性原则”，以A表示。
A= 2 1
δ1,δ2分别为轻、重矿物的比重，⊿为 介质的比重。这个比值反映了两种粒度相 同，比重不同的重力差别。
按照可选性原则，重选过程的难易程度分 类如下：
第二节 浮游选矿
一、概述
1、定义 浮游选矿法，简称浮选法。浮选法是利
用矿物表面物理化学性质(即润湿性)的差 异，借助于气泡的浮力来分选矿物的方法。 浮选也称为泡沫浮选。
2、应用范围
浮选法是应用最广泛的选矿方法之一。 绝大多数矿石都可用浮选法处理，有色金 属（铜、铅、锌等）矿石90%以上是用浮 选法选别。浮选法对处理贫、细、杂、难 选矿石比其它方法效率高。浮选法的缺点 是成本高、容易造成污染，需加净化设施。
1、浮选过程
浮选前矿石要磨碎到符合浮选
所要求的粒度，使有用矿物基本 上达到单体解离以便分选，并添 加浮选药剂。浮选时往矿浆中导 入空气，使形成大量的气泡，于 是疏水性矿物的颗粒附着在气泡 上，随同气泡上浮到矿浆表面形 成矿化泡沫层；而那些亲水性矿 物颗粒，不能附着在气泡上而留 在矿浆中。将矿化泡沫排出，即 达到分选的目的。
第三章 选别作业
一、概述
选法。它是根据矿 物相对密度和粒度不同及其的在介质中具 有不同的沉降速度来进行分离矿物的一种 选矿方法。
它是传统的三大选别方法（重选法、磁 选法、浮选法）之一，具有方法简单、成 本低、易于进行等优点，所以得到广泛的 应用。
2、重选介质
重选介质有三种，水、空气和重介质。 前两者分别是水力选矿（湿选）和风力选矿 的介质。
（2）分选设备及分选过程
目前，工业上应用的重悬浮液分选 机种类很多。常用的可分为四类：深槽式 (如圆锥重介质分选机)、浅槽式(如鼓形重 介质分选机)、振动式(如重介质振动溜槽)、 离心式(如重介质旋流器)。
以重介质振动溜槽为例说明重介质选矿的 过程。
（3）应用
重介质选矿是一种严格按比重分选矿物的方 法，它可以使轻、重矿物比重差为0.1~0.05的矿 石得到有效的分选。可以分选宽级别物料，且处 理能力较大，因此，广泛用于选煤及各种金属矿 石，以及石膏、天青石、金刚石等非金属矿石。
（2）分选设备及分选过程
溜槽按选别粒度可分为：①粗粒溜槽， 选别粒度大于2~3mm的矿粒，现常被跳汰 机和其它新型溜槽代替；②矿砂溜槽，适 于选别粒度介于2~0.074mm之间的矿粒； ③矿泥溜槽，处理小于0.074mm.粒级的矿 粒。
溜槽按选别方式分：可分为螺旋选矿机、 离心选矿机、皮带溜槽、扇形溜槽等。
螺旋选矿机
螺旋选矿机由4—6圈 螺旋形溜槽联结而成， 有单头，双头、三头、 四头螺旋。
螺旋选矿机主要用 于选别铁矿石、锡矿、 钽铌矿及冲积砂矿等。
（3）应用
溜槽主要用于选别粒度在2~0.074mm. 之间的物料。选别对象目前主要包括铁、 钨、锡等金属矿石和磷酸盐、云母等非金 属矿石。
3．跳汰选矿
分选原理：物料在摇床床面横向斜面水流的冲 洗和床面纵向不对称往复运动的联合作用下， 比重不同，粒度不同的矿粒在床面上的运动方 向也不同，相对密度大的矿粒移向精矿端，相 对密度小的矿粒移向尾矿侧形成扇形分布，从 而达到分选的目的。
（2）分选设备
根据适宜的选别粒度，摇床可分为矿砂摇床和 矿泥摇床，矿砂摇床的选别粒度范围在 2~0.074mm之间，矿泥摇床用于选别粒度小于 0.074mm的物料。
Cos 固气 固水 水气
式中：θ—润湿接触角；
固水 水气 固气 —分别表示固水、水