重力选矿

四、重介质分选设备
1、重介质旋流器 2、重介质振动流槽 3、重介质鼓形分选机 4、斜轮分选机 5、立轮分选机
1、重介质旋流器 工作原理：
由于离心力的作用，在重介质旋流器中的悬浮 液密度是自上至下，自内至外逐渐增大的(图4-26)。 这种密度分布的不均匀性，对提高分选精确度作用 很大。当矿粒和一定密度的悬浮液自旋流器给料口 以切线方向给入时，矿粒在器内不同高度按密度多 次分选，直至锥端附近才达到最终分离。密度大的 矿粒，随下降流由沉砂口排出;密度小者随上升流由 溢流口排出，分别获得轻、重产品。
适宜的悬浮液应有较高密度、较好稳定性和较 小粘度。据此，应选择合适的价廉质优的悬浮质。 实践中可据固体容积浓度的限定范围(10～25%)，据 公式计算所需悬浮质的密度。悬浮质的粒度组成， 一般要求－200目占80～90%，最大粒度不超过 0.1～0.2毫米。此外，还可采取附加机械作用(如搅拌、 摇动)、介质的流动、加人药剂(如分散剂、稳定剂)、 及时调整生产过程和净化介质等措施，保证选矿所 要求的悬浮液基本性质。
4、斜轮重介质分选机
1—分选槽；2—斜提升轮；3—排煤轮；4—提升轮轴；5—减速装置； 6、14—电动机；7—提升轮骨架；8—齿轮盖；9—立筛板；10—筛底；
11—叶板；12—支座；13—轴承座；15—链轮；16—骨架；
4、立轮重介质分选机
第六节 跳汰分选
一、 概 述
跳汰选矿是指物料主要在垂直上升的变速介 质流中，按密度差异进行分选的过程。物料在粒 度和形状上的差异，对选矿结果有一定的影响。 实现跳汰过程的设备叫 跳汰机。被选物料给到跳 汰机筛板上，形成一个密集的物料层，这个密集 的物料层称为床层。
二、重介质的种类
分选介质主要是重液和重悬浮液。 重液是均质液体(无机盆类水溶液，如杜列液，即 KI+HgI2水溶液，密度3.17~3.2；和有机液体，如三溴甲烷， 即CHBr3四溴乙烷即C2H2Br4等与有机溶剂组成的液体，其 密度2.9～3.0)。 重悬浮液是由高密度的固体颗粒(一般称为悬浮质，如 硅铁、重晶石、磁铁矿、方铅矿、刚玉等)和水构成的固液 两相分散体系，它是密度高于水的非均匀介质。 重介质应具有密度高、粘度低、不与矿粒发生反应、无 毒、无蚀、价廉、易回收等特点。重液稀缺、有毒、价贵， 目前仅用于实验室的重液分析。工业上则广泛应用重悬浮 液，它可配成1.25～4.0的密度。 重介质选矿工艺一般包括矿石准备、选别、悬浮液的回 收和再生。
第二节 重选的基本原理
多数重选过程，都包含了松散-分层和运搬-分 离两个阶段。在运动介质中，被松散的矿粒群，由 于沉降时运动状态的差异，形成不同密度(或粒度) 矿粒的分层。分好层的床层(即矿粒组成的物料层) 通过运动介质的运擞达到分离。其基本规律可概括 为:松散(沉降)分层（运搬）分离。实际上，松散分 层和运搬分离几乎都是同时发生的。但松散是分层 的条件，分层是分离的基础。
液的固体容积浓度有关。生产上，常以调节补加水量
来改变λ，从而调节ΔC。
2、悬浮液的粘度
悬浮液的粘度取决于水的粘度和由加重质 引起的附加粘度。它表现为液－液、固－固、 液－固之间的摩擦作用。水的粘度，悬浮液固 体容积浓度，加重质的粒度和形状，都影响悬 浮液的粘度。一般，悬浮液粘度随固体容积浓 度的增大、悬浮质粒度的减小而增大。加重质 形状越不规则，粘度也越大。
煤炭分选中，跳汰选煤占很大比重。全世界每年入选煤 炭中，有 50%左右是采用跳汰机处理；我国跳汰选煤占全部 入选原煤量的 70%。另外跳汰选煤处理的粒度级别较宽，在 150~0.5 mm范围；既可不分级入选，也可分级入选。跳汰选 煤的适应性较强，除非极难选煤，均可优先考虑采用跳汰的 方法处理。
dV2 、δ2 表示，且设δ2 >δ1 ，因 υ01 =υ02 ，所以，
d V1 > d V2
，故
e0
=
d V1 d V2
>1
（2-2-27）
第三节 重介质分选
一、重介质选矿的基本原理
重介质选矿是在密度大于水的介质中，使矿拉 群按密度分选的一种选矿方法。它的基本原理是 阿基米德定律。通常使分选介质的密度ΔC界于小 密度（δ1）和大密度（δ2）矿物之间，即
二、重选的分类及应用
重力选矿的目的，主要是按密度来分选矿粒。因此， 在分选过程中，应该想方设法创造条件，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 差别在分选过程中能起主导作用。 根据介质运动形式和作业的目的的不同，重力选矿可 以分为如下几种工艺方法：水力分级、重力选矿、跳 汰选矿、摇床选矿、溜槽选矿、洗矿。其中洗矿和分 级是按密度分离的作业，其它则均属于按密度分选的 作业。
方铅矿：纯的方铅矿密度为7.5g/cm3，配制的悬浮液 密度可达3.5g/cm3。
磁铁矿纯磁铁矿密度为5.0g/cm3，左右，配制的悬浮液密度最 大可达2.5g/cm3。
选择的加重质，应具有足够高的密度，且在使用过程 中不易泥化和氧化，来源广泛，价格低廉，便于制备 与再生。
三 、悬浮液的基本性质
二、重介质的种类与加重质的选择
重悬浮液中加重质（悬浮质）的选择：
重液是一些密度高的有机液体或无机盐类的水溶液。 重悬浮液是由密度大的固体微粒分散在水中构成的 非均质两相介质。高密度固体微粒起着加大介质密 度的作用，故称为加重质。
加重质的选择，工业上所用的加重质常用的有下列几种：
硅铁：选矿用的硅铁Si含量为13～18%，这样的硅铁密度为 6.8g/cm3，可配制密度为3.2～3.5g/cm3的重悬浮液。
不论矿粒的粒度和形状如何，大密度矿粒都下 沉，集中于分选机底部；小密度矿粒则浮起，集中 于分选机上部，分别排出，获得重产物（精矿）和 轻产物（尾矿）。
重介质选矿较严格地按密度分选，精确度较高， 入选物料粒度范围宽，处理能力大。甚至它可分选 密度差小于0.1~0.05毫米的物料。
重介质选矿常用于选别黑色金属(铁、锰)、有 色金属(铅、锌)、稀有金属(钨、锡)矿石和煤。它 作为预选，代替手选可降低劳动强度，提高劳动生 产率。作为粗选，可提高主厂房的生产能力，降低 选矿成本。它可别除脉石，恢复矿石地质品位，使 得高效采矿方法的使用成为可能。
四 重力选矿
第一节 重力选矿概论 第二节 重力选矿的基本原理 第三节 重介质选矿
第四节 水力分级和洗矿 第五节 跳汰选矿 第六节 流槽选矿 第七节 摇床选矿
第一节 重力选矿概论
一、重选的过程与特点
不同粒度和密度矿粒组成的物料在流动介质中运动时， 由于它们性质的差异和介质流动方式的不同，其运动状态 也不同。在真空中，不同性质的物体具有相同的沉降速度； 在分选介质(包括水、空气、重介质等)中，由于它们受到 不同的介质阻力，才形成运动状态的差异。矿粒群在静止 介质中不易松散，不同密度、粒度、形状的矿粒难于互相 转移，即使达到分层，亦难以实现分离。
重介质旋流器的影响因素：
（1）旋流器的锥比(即沉砂口直径与溢流口直径之比)影 响实际分选密度。锥比减小，重产品产率减少，可使分选 密度ΔP增高，反之， ΔP降低。入选物料中重矿粒含量高 时(如40～70％)，采用大锥比(0.5～-0.7)；含量低时(如 <5%)，则宜采用小锥比(如0.3 ～0.4)。 （2）结构型式对旋 流器中重介质的形成影响较大。细长 型旋流器，形成的重介质密度不均匀性小，一般适于分级 用；短粗型旋流器，形成的重介质密度不均匀性大，适于 重介质选矿用。
物料在跳汰过程中之所以能分层，起主要作 用的内因，是矿粒自身的性质，但能让分层得以 实现的客观条件，则是垂直升降的交变水流。
图2—5—1 矿粒在跳汰时的分层过程
a-分层前颗粒混杂堆积； b-上升水流将床层托起； c-颗粒在水流中沉降分层； d-水流下降，床层密集，Βιβλιοθήκη Baidu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。脉动水每完成一次周期性变化所用的时 间即为跳汰周期 。在一个周期内表示水速随时间变化的关系 曲线称作 跳汰周期曲线 。水流在跳汰室中上下运动的最大位 移称为水流冲程。水流每分钟循环的次数称为冲次。
二、矿粒在介度中的干涉沉降
实际选矿过程，并非是单个颗粒在无限介 质中的自由沉降，而是矿粒成群地在有限介质 空间里的沉降。这种沉降形式，称为干涉沉降。
干涉沉降时，矿粒不仅受到介质阻力，而 且还受到周围矿粒和器璧所引起的机械阻力的 作用；即使是介质阻力，也会由于周围矿粒的 影响，较自由沉降时要大。
三、等降比（等沉比）
3、悬浮液的稳定性
悬浮液的稳定性是指悬浮液保持本身各部分 密度恒定的性质。悬浮质沉降速度越快，悬浮液 稳定性越差。
悬浮液中微细粒过多，固体容积浓度过高， 则固体颗粒将因分子力的相互作用而团聚，从而 形成网状结构物。此时，虽然稳定性增高，但其 粘度猛增，介质阻力很大，分层难于进行。
影响悬浮液的诸因素都是相互联系、相互制约 的，必须综合考虑。
（四）矿粒的自由沉降等沉比 沉降过程中，往往存在某些粒度大、密度小的矿
粒同粒度小、密度大的矿粒以相同沉降速度沉降的现
象，这种现象 ,叫做等沉现象。密度和粒度不同但具有
相同沉降速度的矿粒，称为 等沉颗粒。等沉颗粒中，
小密度矿粒的粒度与大密度矿粒的粒度之比 ，称为等
沉比。常以 e0 表示。
例如：两等沉粒，其密度和粒度分别以 dV1 、δ1及
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、矿粒在介质中的自由沉降
矿粒在流体介质中的沉降是重力分选过程中矿粒最基 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。矿粒固体本身的密度、粒度和形 状不同，而有不同的沉降速度。为便于研究，首先分 析颗粒的自由沉降规律，在此基础上，再进一步讨论 粒群存在时的干扰沉降运动。 沉降过程中，最常见的介质运动形式有静止、上升和 下降流动三种。 单个颗粒在无限宽广的介质中的沉降，称为自由沉降。 这是最简单的沉降运动形式。其运动状态，受重力和 阻力支配。
重力选矿是当今最通用的几种选矿方法之一，尤其广 泛地用于处理密度差较大的物料。在我国它是煤炭选 的最主要方法，也是选别金、钨、锡矿石的传统方法。 在处理稀有金属（钍、钛、锆、铌、钽等）矿物的矿 石中应用也很普遍。重力选矿法也被用来选别铁、锰 矿石；同时也用于处理某些非金属矿石，如石棉、金 刚石、高岭土等。对于那些主要以浮选处理的有色金 属（铜、铅、锌等）矿石，也可用重力选矿法进行预 先选别，除去粗粒脉石或围岩，使其达到初步富集。 重力选矿法还广泛应用于脱水、分级、浓缩、集尘等 作业。而这些工艺环节几乎是所有选矿厂和选煤厂所 不可缺少的。
重介质旋流器的优点:
(1)分选拉度下限低(0.5毫米); (2)可使用较低密度的悬浮液获得较高的分选密度 (一般增高0.2~0.4),扩大了悬浮质来原和降低了成本; (3)离心力可破坏结构物，故减小了粘度对分选的不 利影响; (4)分选速度快、单位面积生产率大。
缺点：
设备磨损大，悬浮液循环量大，入选粒度范围 窄，介质净化系统和调整控制复杂。
影响重介质选矿过程的重悬浮液性质，是指其
密度、粘度和稳定性。
1、悬浮液的密度
悬一浮、液悬的密浮度液由的固一密水度两相构成，其大小：
（（二C一））=悬悬浮浮液液+的(密1有度-效的)密特度点
式中：
C ——悬浮液的密度
——加重质的密度
——水的密度
——悬浮液的固体容积浓度
由上式可知，悬浮液密度与加重质的密度及悬浮
一、重选的过程与特点
重选就是根据矿粒间密度的差异，因而在运动介质中 所受重力、流体动力和其它机械力的不同，从而实现按密 度分选矿粒群的过程。粒度和形状亦影响按密度分选的精 确性。
各种重选过程的共同特点:
(1)矿粒间必须存在密度(或粒度〕的差异； (2)分选过程在运动介质中进行； (3)在重力、流体动力及其它机械力的综合作用 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)进料压力增高，离心力增大。因此生产率增加，分 选效串改善。但增高压力，使功耗和设备磨损加大。一般 以0.8～2.0公斤/厘米2为宜。
(4)入料中矿粒与悬浮液的体积比大，固体容积浓度大，增 加了处理量，但会降低分选效率。一般比值在1:5～ 1:10为 宜。
(5)安装方式亦影响旋流器的工作。一般小尺寸旋疏器采用 垂直安装方式;大尺寸旋流器，为减小泄洗过大，以倾斜安装 为好。