选矿-重选

艺参数和设备参数间的数学模型，为生产工艺过程的自 动控制和设备设计提供了可靠依据。
【本讲课程的小结】
本讲主要讲述了重力选矿的定义、目的、分 类，重力选矿过程中所用的介质种类、作用，重
点掌握矿石的可选性评定系数，对重力选矿的发
展过程做一简单的了解.
【思考题】
1、什么叫重力选矿？重力选矿的目的？ 2、常用介质的种类、作用； 3、如何判断矿石的可选性？试举例说明。
容积浓度：单位体积悬浮液内颗粒占有的体积称作容积
浓度，其与重量浓度的关系为：

式中：
c ( 1 c ) c


，c——悬浮体的容积浓度和重量浓度，%
颗粒沉降
干涉沉降：矿粒成群地在有限的介质空间里沉降。—
———除受自由沉降因素外，还受容器器壁及周围颗粒所 引起的附加因素影响。
通常所谓的自由沉降是指介质中固体物料的含量很少，
在总容量中颗粒占有的体积不及3％时，颗粒间的干涉现
象变得很小，此时即可视为是自由沉降。
2.1、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。
（3）与其他选矿方法如浮选、磁选组成联合流程， 进行粗、细粒分选或综合回收有用组分；
重力选矿的应用
（ 4 ）作为其他选矿工艺的补充作业，回收伴生的重矿物
或对主要成分进行补充回收；
（ 5 ）在处理二次再生资源和环境保护等方面也发挥着重 大作用，如废纸、废塑料和废金属的分选；烟气收尘；无机
材料分级提纯等。随着人类对自然资源利用研究的深入，重
沉浸式螺旋分级机
溜 槽
扇形溜槽 圆锥选矿机 螺旋选矿机 螺旋溜槽
3～0.038 3～0.15 2～0.074 0.2～0 0.074～0.01 -300 -100 -50 风力分级
重介质选矿
洗 矿 机
离心选矿机 水力洗矿筛 圆筒洗矿机 槽式洗矿机
水力旋流器 -1.0 云锡式分级箱 3～0.074 机械搅拌式分级机 -2.0 分泥斗（圆锥分级机） -2.0 水力分离机 2～ 水冲箱 0.075 -2.0 倾斜板浓缩箱 1.5～ 0.005 深槽式圆锥重悬浮液选 -30+10 矿机 浅槽式鼓形重悬浮液分 -40+12 选机 -25+6 重介质振动溜槽 -20+3 重介质旋流器
3、重力选矿过程中所用的介质：
• (1)、种类：空气、水、重液（密度大于水的液 体或高密度盐类的水溶液）或重悬浮液（高密度 固体微粒与水的混合物）。 • (2）、作用：传递能量、松散粒群、运输产物。
4、重力选矿的目的：
重力选矿的目的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
第二节 重选的基本原理
介质的性质和介质的浮力与阻力
球形颗粒在介质中的自由沉降 矿物颗粒在介质中的自由沉降 颗粒在匀速上升和下降流中的运动 自由沉降的等降现象和等降比 颗粒在悬浮粒群中的干涉沉降
教学重点
矿粒的性质、矿粒在介质中受力分析 球形颗粒在介质中的自由沉降公式的推导 矿粒在静止介质中的自由沉降规律 等降比对选矿效果的影响 颗粒在介质中的干涉沉降形式
锡矿石(6.4~7.1g/cm3)
锌矿石(7.14g/cm3)
选煤流程
重选的优势
在于能够低成本地处理各种粒度的矿石，处理粗粒
（大于25mm）、中粒（25～2mm）及细粒（2～0.075mm） 矿石的设备，其处理能力大、能耗少而且造价一般较低， 故在可能条件下均乐于采用。处理微细粒（小于0.075mm） 的重选设备处理能力低，分选效果差，但在其他选矿方法
重选的理论研究
动力学 静力学 角度
角度
初加速度 单颗粒运动 学说(综合 (自由沉降, 各因素,建 干扰沉降) 立方程）
按悬浮 液相对密 度分层
位能假说
概率统计 假说
重选研究的现状
•
随着现代科学技术的发展，自本世纪50年代末期以 来，已开始使用示踪原子、高速摄影等技术手段和现代 化的测试技术，进行重力选矿的理论研究工作。 • 为了适应生产自动化和设备大型化的需要，开展了 以数理统计方法，概括选矿过程规律性的研究，编制工
2 1 1800 1000 E1 2.29 1 1 1350 1000
E2
2.5>E>1.75 容易 E>2.5 极容易
2 2 1800 1200 4.00 1 2 1350 1200
E2 E1
，说明在轻、重矿物的密度一定时，介质密 度越高分选也越容易进行。
适宜的入选粒度范 围(mm)
25～0.5
设备分类
设备名称
适宜的 入选粒 度范围 (mm)
分级粒 度大于 0.15 分级粒 度小于 0.15
跳 汰 机 摇 床
隔膜跳汰机
高堰式螺旋分级机
梯形跳汰机
矿砂摇床 矿泥摇床 粗粒溜槽 矿泥溜槽 皮带溜槽
18～0.074
3～0.074 0.074～0.037 10～1 0.074～0 -0.074 分 级 机
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。
因此，一方面要深入研究矿粒在介质中的运动规律，一方面还
要研究运动介质的性质以及在各种特定条件下，介质流的运 动特性。
5、重力选矿的共同点：
(1)矿粒间必须存在密度的差异；即 1 2 (2)分选过程在运动介质中进行； (3)在重力、流体力以及其它机械力综合作用下，矿粒 群分散并按密度分层；
沙里淘金
从河溪砂石中用 兽皮淘洗选收自 然金属
20 世纪中离 心力场水力 旋流器
简易淘洗工具, 人工溜槽,手 动跳汰机
发 展 概 况
20世纪初出现 稳定悬浮液重 介质选煤法
1892 年 , 压缩空气 驱动的无活塞跳汰 机，鲍姆式跳汰机
14 世纪末 , 具有 上下交变水流 的跳汰机问世
18世纪产业革命, 出现机械传动活 塞跳汰机,摇床
分级 重介质选矿 跳汰选矿 摇床选矿 溜槽选矿 洗矿
0.075 0.100 0.075 0.075 0.010 0.000
50 300 250 10 100 300
1200 1200 1200 1200 1200 1200
4200Leabharlann Baidu8000 15600 15600 2500 15600
设备分类
设备名称
质流中沉降的一种特殊形式。
矿粒在流体中的垂直沉降是重力分选过程中矿粒最基
本的运动形式。矿粒因自身的密度、粒度和形状不同， 在一定介质中就会有不同的沉降速度。这种差异，主要
是由于介质的浮力和颗粒在介质中所受到的阻力不同引
起的。
自由沉降：单个颗粒在广阔的介质空间中独立沉降。
—————重力、浮力、介质阻力
小测试： 赤铁矿（5000kg/m3）和石英（2650kg/m3）在水中分 选的难易程度。
5000 1000 2 2.42 E 2650 1000 1
结论：
2.5>E>1.75 容易
矿物颗粒的粒度、形状、介质的运动状态
等也都是重选过程的重要影响因素，因此用E
宣钢鲕状赤铁矿项目：
（1）阶段磨矿—强磁抛尾—反浮选流程：β =62.48%、γ =51.77%、 ε =61.26%； （2）阶段磨矿—重选—强磁选流程 ： β =61.09%、 γ=35.00%、 ε=44.62%； （3）还原焙烧—磁选流程 ：β=62.01%、 γ=61.52%、 ε=87.75%。
介质的性质
重力选矿所用的介质有：水、空气、重液（高密度的有机液体及盐类 的水溶液）、悬浮液（高密度固体微粒与水的混合物）。 其中水、空气和重液是均质介质，———不存在物理的相界面。悬 浮液———存在着固液的相界面，则为非均质介质。 均质介质与非均质介质，在物理性质上有许多差别，应分别对待。 与重选过程有关的介质性质是它的密度和粘度。
7、矿石的可选性：
矿石用重选法分离的难易性，可用下式评定。
2 E 1
式中:
E——重选矿石可选性评定系数； δ1、δ2——分别为低密度矿石和高密 度矿石的密度； ρ——分选介质的密度。
按照E值的不同，可将矿石的难易性分为如表1-
2所示的几个等级。
举例说明：判断煤（1350kg/m3）——矸石（1800 kg/m3）在ρ=1000 kg/m3的水中和ρ=1200 kg/m3重液中 分选的难易程度。
3）运动形式有：
垂直运动：包括连续上升介质流，间断上升介质流，上升、
下降交变介质流； 水平运动：包括倾角较小的斜面介质流； 回转运动：包括不同方向的回转介质流。
二、重力选矿的共同点
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、流体力以及其它机械力综合作用下，矿粒群分散 并按密度分层； 4）分层好的物料，在介质作用下能够达到分离，并获得不同 的最终产品。
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)通过运动介质的运搬达到分离。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。 沉降是最基本的运动形式。松散可以看作矿粒在上升介
重选
主要内容：介绍了重力选矿的基本理论,常用重选工艺 中的主要设备。 学习要求：
1.掌握相关的概念；
2.熟悉常用的各类设备的工作原理及应用。
教 学 重 点
重力选矿的定义及重选方法 重选过程的共同特点 分选介质的类型以及作用
第一节 概述
一、重力选矿的概念
根据矿粒间密度的不同，因而在运动介质中所受重 力、流体力以及其他机械力不同，从而实现按密度分选 矿粒群的工艺过程，简称重选。 •介质： 1）种类：空气、水、重液 2）作用：传递能量、松散粒群、运输产物。
(4)分层好的物料，在介质作用下能够达到分离，并获 得不同的最终产品。
6.重选方法 根据介质运动形式和作业目的的不同，重力选矿 可分为如下几种工艺方法： 重介质选矿 跳汰选矿 摇床选矿
密度
溜槽选矿
水力分级 洗矿
粒度
重力选矿方法的类别及其应用范围
重选工 艺方法 最 小
粒度/mm 最 大 最
密度/kg· m-3 低 最 高
难以奏效时，重选仍是可用的方法。
§ 2 —2
重力选矿的发展概况
我国是一个历史悠久文化发达的古老国家，
远在4000多年前就开始铜的冶炼。1637年明
朝宋应星所著《天工开物》就记载了许多有
关应用重力分选的实例。如：用风车风选谷
物、用水力分级方法提取瓷土，用淘洗法选
收铁砂和锡砂等。
沙里淘金：金子的密度比沙子的密度大很多，在水的冲击下，沙粒被水流带走了，而金 子颗粒就留在容器底部，这就是沙里淘金的原理。四川的金沙江就是著名的淘金地带。
值作为准则判断重选分离的难易程度只是初
步的、粗略的。
二、重力选矿的应用
（1）进行矿石的预选，在粗、中粒以至细粒条件
下提早选出部分脉石，以减少细磨深选的矿量，降 低生产费用； （2）分选含高密度矿物的矿石如黑钨矿、锡石、 稀有金属（钽、铌、钍、锆、钛等）、贵金属等，
同时也分选低密度矿物如煤的主要方法；
选过程理论和重选技术也得到了很大的发展。今后其在处理 低品位资源、二次资源和资源深加工等方面将发挥很大作用。
煤(1.05~1.7g/cm3)
金矿(19.26g/cm3)
铬铁矿(4.43~5.09g/cm3)
方铅矿(7.4~7.6g/cm3)
钨矿石(19.35g/cm3)
锰矿石(3~4g/cm3)
三、重选的分类
分级、洗矿、重介质选矿、跳汰选矿、摇床选矿、溜
槽选矿
重力选矿工艺分类
§2—1概述
一、重力选矿研究的对象
1、定义：重力选矿就是根据矿粒间密度的不同，因而 在运动介质中所受重力、流体力以及其他机械力不同， 从而实现按密度分选矿粒群的工艺过程，简称重选。 2、意义：在于从原矿中把有用矿物（或有用成分）分 离出来加以富集，构成组分单一的富矿（或化合物）。