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1、,第三章,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,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。,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
2、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。,一、重选的过程与特点,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。,二、重选的分类及应用,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
3、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。 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,可见，介质阻力是与矿粒尺寸、矿粒的相对速度、介质密度及介质粘度有关的。当压差阻力占优势时，介质阻力与矿粒的相对速度平方和直径平方成正比；当摩擦阻力占优势时，介质阻力与矿粒的相对速度和直径的一次方成正比。,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，
4、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。,矿粒群的干涉沉降同自由沉降相比，其所受阻力大，沉降速度小，一般可用里亚申科公式来近似计算：,是干涉程度的主要标志。 越大，表示矿粒群越密集，干涉程度越大。实践中，以 3%时的沉降视为干涉沉降。,三、等降比（等沉比）,x1、x2分别表示两个等降颗粒的形状系数。 e0的大小在一定程度上反映了两个等降颗粒密度差异的大小；同一矿石中不同密度的矿粒的e0越大，越易分选。由于e0照顾到了不同粒度时介质流态对沉降的影响，因此，衡量矿石按密度分选的难易程
5、度时，用e0比来评价更为恰当。另外，e0越大，意味着可选的粒级范围越大。为提高按密度分选的精确性，在重选前适当分级是必要的。,第三节 重介质选矿,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C界于小密度（1）和大密度（2）矿物之间，即,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0.10.05毫米的物料
6、。 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。,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3.173.2；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2.93.0)。 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
7、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1.254.0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。,重悬浮液中加重质（悬浮质）的选择：,三 、悬浮液的基本性质,1、悬浮液的密度悬浮液的密度由固一水两相构成，其大小：,悬浮液的密度,悬浮质的密度,悬浮液的固体容积浓度,水的密度,由上式可知，悬浮液密度与悬浮质的密度及悬浮液的固体容积浓度有关。生产上，常以调节补加水量来改变，从而调节C。,2、悬浮液的粘度,悬浮
8、液的粘度取决于水的粘度和由悬浮质引起的附加粘度。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，悬浮质的粒度和形状，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。悬浮质形状越不规则，粘度也越大。,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。 适宜的悬浮
9、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(1025%)，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8090%，最大粒度不超过0.10.2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。,四、重介质选矿机,1、重介质漩流器2、重介质振动流槽3、重介质鼓形分选机,1、重介质旋流器,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
10、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。其分选原理可由图4-27形象说明。,工作原理：,1、重介质旋流器,锥端附近最终分离处的悬浮液密度，即为分选密度。可近似用下式计算：,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P增高，反之， P降低。入选物料中重矿粒含量高时(如4070)，采用大锥比(0.5-0.7):含量低时(如5%)，
11、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。 (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0.82.0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。,重介质旋流器的优点: (1
12、)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0.20.4),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。,2、重介质振动流槽,主要由槽体、传动装置、分离隔板和机架等部分组成(图4-28)。,工作原理： 槽体6是钢板焊制并带有槽底水室7的U形长槽。支承在向前倾斜约10。的板弹簧10上，与水平成2 3 倾斜配置。并由刚性或弹性连杆与偏心连杆机构振动装置2连接。振动装置带动它作往复摇动。改变偏心距，
13、可调节冲程。槽底水室7用隔板分成56个单独密封的水箱，水箱上部有两层间距约1毫米的筛板，上筛板筛孔较大(1012毫米)、孔距较小(30毫米)，下筛板筛孔较小(3毫米)、孔距较大(60毫米)。水箱下部装有给水管9，借阔门可调节给水量。槽体尾部设有分离隔板11，可上下调节。,工作原理： 介质给人振动溜槽后，在槽体摇动及筛下上升水作用下，松散、悬浮，形成具有一定分选密度的流动介质床层。由机首给入的物料即在介质床层中按密度分层。密度大的矿粒，穿过介质床层，位于槽底;密度小者，浮于上部。在摇动和水平流的输送下，它们被带至机尾，由分离隔板分为轻、重产物排出。,影响因素： 影响介质床层特性的最主要因素为悬浮
14、质的物理性质、介质循环量及固体容积浓度、槽底室上升水等。 （1） 悬浮质密度必须使介质床层符合稳定性及构成适宜分选密度的要求。悬浮质粒度组成则对介质床层结构影响颇大，粗粒过多，稳定性变差，内部结构粗糙，导致密度波动，降低回收率;过细则使介质粘性增高，增大结构阻力，不利分层。一般应小于2毫米，且其中+0.15毫米粒级应大于80%。 （2）介质循环量及固体容积浓度对分选密度影响最为敏感，需严加控制。它们较大时，分选密度也高。使用1000 1500 5500毫米的振动溜槽，介质循环量500600米3/时；固体容积浓度60%。,（3） 槽底室上升水量、水压的变化，可改变介质浓度，从而改变分选密度和床层
15、的稳定性、均匀性。增大水量还使生产率提高。一般要求水压为34公斤/厘米2；1000毫米槽宽的振动溜槽，水量为70 80米3/时。 （4）槽体冲程、冲次决定床层的松散程度和运送物料能力。 （5）分离隔板高低决定实际的分选密度。位置越高，分选密度越低。,振动溜槽的优点:（1）可用粗粒(20.1毫米)低密度的悬浮质或自生介质，形成较高分选密度；（2)本身有净化作用，含杂小于20%不影响分选； (3)强烈的摇动作用，使其在物料粗 (可达75毫米），介质浓度高(60)时，仍可顺利分选。（4）它是工艺简单、悬浮质来源广、处理量大、分选效率高的粗粒矿石重介质选矿设备。其适宜选别粒度范围为75 6毫米。缺点 ： 它的主要工艺问题是振动溜槽与介质泵未能恰当配套；脱介筛工作不正常;介质密度自动控制、调节设施尚不完善；机械性能尚待不断完善。,3、重介质鼓形分选机,主要由鼓体、扬板、给矿漏斗、托辊、挡辊、传动系统、重矿漏斗等所组成。,工作原理： 工作时，先将细度为-200目占85%的悬浮质与水混合配制成悬浮液，送入机内作为分选介质；并调节合理的分选密度和足以排出轻产品的适宜流量。当矿石给入机内时，由于悬浮液的浮力作用，大于分选密度的重矿粒下沉，并借圆鼓传动扬板将其提升，进人重矿漏斗成为精矿，小于分选密度的轻矿粒，则上浮并从出流口溢出，成为尾矿。,
