重选的应用

重选适于处理有用矿物与脉石间具有较大密度差的矿石或其他原料。它是处理粗粒、中粒和细粒(大致界限是大于25毫米、25"2毫米、2～O．1毫米)矿石的有效方法。在处理微细矿泥(小于0．1毫米)时效率不高，现代的流膜选矿设备有效回收粒级可以到20-30微米，离心选矿机可以到10微米。

重选法是处理钨、锡、金矿石，特别是处理砂金，砂锡矿传统的方法。在处理含稀有金属(铌、钽、钛、锆等)的砂矿中应用也很普遍。重选也被用来分选弱磁性铁矿石、锰矿石、铬矿石。

在选煤工业中重选是主要的方法。近年在非金属矿加工工业中重选也得到了发展，主要用于处理石棉、金刚石、高岭土、磷灰石、硫铁矿等矿石。在选别铜、铅、锌、锑、汞等硫化矿的浮选厂。也常采用重选法进行矿石预选。在主选流程中重选常与其他选矿工艺组成联合流程，以提早在粗粒状态下选出精矿或尾矿。

这样将有利于降低生产成本并减少金属损失。当处理某种矿石有多种方法可供选择时，重选法总是被优先考虑。

重选要在一定的流体介质中进行，所用介质通常为水，亦有时用空气或重介质(重液或重悬浮液)。介质在分选设备内以一定的方式运动。矿物颗粒受介质的浮力和流体动力作用而松散．进而达到按密度(有时按粒度)差分层。影响分层过程的矿粒性质是它的密度、粒度以及较次要的形状诸因素。

按介质的运动形式和作业的目的，重选有如下几种工艺方法：

(1)分级，(2)重介质选矿，(3)跳汰选矿，(4)摇床选矿，(5)溜槽选矿，(6)螺旋选矿，

(7)离心力选矿，(8)风力选矿；(9)洗矿。

分级和洗矿是按粒度分离的作业，常用在入选前矿石的准备上。其他各项工艺才是实质性的选别作业，也是本篇下面将要闸述的内容。

矿石重选难易性主要取决于矿物间的密度差，可按重选可选性准则E判断。

    根据E值可将矿石的量选难易度分作五级，如表11．1．1所示。 E值愈大愈易选。同样矿石在粒度增大或入选粒度范围变窄时．分选也会变得容易。上述按E值的判断是粗略的，随着设备的改进和分选条件的完善·原来属于分选困难的矿石也将变得容易了。

3、重选----原理之分层静力学体系学说

这类学说不再考虑流体的动力作用，也无视个别颗粒的行为，而是将床层视作一个整体，从某种内在的静力因素巾探讨分层的原因。

A 按矿物悬浮体密度差分层的学说

这一学说最早由A．A．赫尔斯特(ttirst，1937)和R．T．汗库克(Hancock)提出，他们将混杂的床层视作由局部重矿物悬浮体和局部轻矿物悬浮体构成。在重力作用下，悬浮体存在着静力不平衡，就像油与水混合在一起那样，最终导致按密度分层。如图11．2．2所示。

局部轻矿物和重矿物悬浮体的密度分别是：

利亚申柯以他的少量悬浮试验认为上述关系是正确的，但后人经过大赶的试验检验，除了看到正、反分层的变化外，发现计算的临介(混杂)状态上升水流速度值总是比理论值为小。

这一学说实际上是无法用悬浮试验验证的。因为只要有流体动力存在，便破坏了静态分层条件。只有当悬浮体浓度很高．悬浮粒群的流体动力很小时，才接近静态分层条件。这一学说一仃它正确的成分，但根据却是想像的。

B按重介质作用原理分层

我国张荣曾和姚书典等人根据他们各自的试验于1964年提{{J了这一学说。他们取粒度差较大(d1／d2>4～5并远超过自由沉降等降比)不同密度矿物颗粒，两两进行搭配，然后置于管中用上升水流悬浮。试验方法与利亚申柯相同。结果得出：当重矿物．悬浮体的密度超过轻矿物本身密度时，发生了正分层(参见图1．2．3)。正分层的条件成为。

随着上升水速的增大，重矿物扩散开来，它的悬浮体密度减小，及至低于轻矿物密度时，发生了反分层。出现分层转变(混杂)时的临介上升水速为t

     式中  n2——重矿物干涉沉降公式中的指数常数。

    许多轻、重矿物粒度差较大时的分层，经考查表明，接近按上述关系发生。

    C位能分层学说

    F．W．迈耶(Mayer 1947)通过对跳汰床层的分析得出，分层后床层的位能低于分层前的位能(在这里表现为床层重心高与其重量的乘积)。基于自然界有限体系内自由能有从高处向低处变化的一般规律，、只要床层颗粒有相对转移的可能，重矿物进入底层应能自发地进行。即分层是通过颗粒的再分布达到位能降低的过程。当然在此过程中不应有水流流动，即分层应在“静态“条件下进行。

      参阅图11．2．4．设分层后的轻、重矿物层高度分别为H1；

     H2，它们在自然堆积时的容积浓度各为λ01和λ02z，床层底面积为 A。则通过重心距底面的变化可计算出分层后的位能降为：

     假定分层前后床层总高度及H1、H2和A值不变，则在发生正分层时AE=(+)。故由上式知分层是根据下列条件发生：

     上式与(11．2．12)式所示关系是一样的，只是这里的容积浓度变为自然堆积的容积浓度。实际上床层在自然堆积时是不可能发生分层运动的，而若给以流体动力松散又破坏了静态分层条件。故迈耶学说仍存在着理论与实践之间的矛盾。表明它只反映一种理想的分层结果。’但根据这一学说却可导出某些有意义的结论。

     D分层动力学

    由上述位能学说得知，随着分层的进行，分层速度降低，故可认为单位时间内进入底层的重矿物量与上部混合层中存留的重矿物量成正比。由此可以写出重矿物回收产率e随时间t变化的分层动力学关系式。

    根据上式绘出的分层动力学曲线见图11．2．5。这一曲线与挣电放电、化学反应的过程曲线一致。公式(11．2．21)没有考虑紊动扩散的逆向介质流速引起的重矿物损失。因此按计算，当 t－∞时，ε一1。如前所述，实际这是做不到的。

   前苏联И．A．拉依维奇(PaABHlI，1974)考虑到流体在松散床层时造成的扩散损失，认为该项损失系与底部重矿物的数量成正比，写成Kze，于是得

   公式(n．2．24)虽然形式上与公式(11．2．21 ）相同，但已扣除了因介质扰动而不再能够回收的重矿物量。该式可以作为建立垂直流分选数学模型的基础。