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選礦方法----重選法詳細解讀
發表時間:2018-01-08   13:20:39

 (1) 重選法的選礦原理與應用范圍:

重選法是根據礦物比重的不同及其在介質中具有不同的沉降速度來進行分選的方法。

在重選過程中,不同比重的礦粒在運動的介質中,由于其運動狀態—運動速度、方向、途徑的不同而擁有分選。

礦粒的基本運動形式是在介質中沉降。 礦粒在介質中沉降時,受到叫個力的作用:一個是礦粒在介質中的重力,在一定的介質中對一定的礦粒其重力是一定的;另一個是介質的阻力,阻力和礦粒的沉降速度有關。礦粒開始沉降的*初階段,由于介質的阻力很小,因此礦粒在重力作用下做加速度沉降。隨著沉降速度的增加,介質的阻力也增加。隨著介質阻力的逐漸增加,礦粒的沉降加速度逐漸減小。到一定的時間之后,加速度減小到零。這時礦粒就以一定的速度沉降,這個速度叫做沉降末速。沉降末速受很多因素的影響,其中*重要的是礦粒的比重、粒度和形狀;介質的密度和粘度。

研究結果表明:在一定的介質中,礦粒的粒度和比重越大,沉降末速就越大。若礦粒的粒度相同,則比重大的沉降末速就大。

在重選過程中,  用作選分介質的有水、空氣,重液和懸浮液。重液是比重大于水的液體。懸浮液是由水和懸浮于其中的固體顆粒組成的兩相液體。

在日常生活中,我們知道浸在水中的物體受到水的浮力作用。根據阿基米德定律,水的浮力的大小在數值上等于沉沒物體所排開的同體積的水的重量。在不流動的水中,物體受兩種力的作用:物體的重力垂直向下和液體的浮力垂直向上。如果重力和浮力相等,物體處于平衡狀態;重力大于浮力時,物體就下沉,重力小于浮力時,物體就上浮。

如果物體和液體的密度都是均勻的,那么根據它們比重的大小就可以決定物體的浮或沉。當物體的比重大于液體的比重時就要下沉,小于液體的比重時就要浮起。礦物選分的難易程度通常可近似地按(δ2-△)/(δ1-△)的比值來判定。式中δ1為小比重礦粒的比重,δ2

為大比重礦粒的比重,△為介質的比重。由經驗得知,當這—比值大于2.5時用重選法選分是比較容易的,如果比值小于1.25就困難些。

需要指出的是:當其他條件相同時,隨礦物粒度的減小,按比重分離的困難程度將增大,由于細礦粒的重量小,沉降速度就小,因而在重力作用下按比重分離的速度和**性就會大大降低。為了解決這一問題,可以使細礦粒在離心力的作用下按比重或粒度進行分選。

礦粒群沉降時由于比重、粒度的不同,在介質中沉降會發生如圖11—1的現象,粒度較小的大比重粒子d3與粒度較大的小比重粒子d1以相同的速度沉降,d1和d3成為等降顆粒,d1/d3=l0稱為等降比。因此重選時,礦粒的粒度將影響礦粒按比重分選的**度。

為了使礦粒盡可能地按比重分選,重選前礦石**進行充分的破碎,使其中的有用礦物達到單體解離并減小進入重選的**塊粒度。篩分和分級是將礦粒分為各種粒級,以便分別進入不同的重選作業。由上述等降比的概念可知重選時粒級窄一些,就能減小粒度的影響,而是礦粒按比重選分越**。

重選法根據作用原理的不同,可以分為水力或風力分級、洗礦、重介質選礦、跳汰選礦、溜槽選礦,搖床選礦。

重選處理的物料粒度范圍大,特別適合處理具有一定比重差的粗粒物料,處理細粒時選分效率經常比較低。與其它方法比較,重選法簡單、成本低、易于上馬。因此幾乎在所有選礦廠都是不可缺少的作業。主要應用有:

①    金、鉑等貴金屬的選別;

②    鎢、錫礦石的選別;

③    處理含有稀有金屬元素礦物的砂礦,如含有鋯、鈦礦物的海濱砂礦的分選;

④    赤鐵礦、褐鐵礦的選別;

⑤    錳礦的選別;

⑥    選煤廠分離煤和矸石;

⑦    一些非金屬礦物與脈石的分離,如石棉、云母、高嶺土、海泡石和金剛石等的選別;

⑧    對于那些主要以浮選法處理的銅、鉛、鋅等有色金屬礦石,用重選法進行預先富集;

⑨    重選中按粒度分選的過程如分級、脫泥等。

(2) 主要的重選方法和設備:

根據作用原理及所用設備的不同,重選分為重介質選礦、分級、洗礦、跳汰選礦、搖床選礦、溜槽選礦等六類作業。

    1) 跳汰選礦: 

跳汰是*重要的重選法之一。跳汰過程的實質是使不同比重的礦粒混合物,在垂直運動的變速介質(水或空氣)流中按比重分層,比重小的礦粒位于上層,比重大的礦粒位于下層。然后再借助機械的作用和水流的作用將其分成比重不同的產物,分別排出。

跳汰選礦適用于粗中粒物料的選分,選別金屬礦石的粒度上限為50mm,下限為0.2-0.007mm。通常用來選別18-2mm之間的粗粒礦石。

跳汰機分為水力跳汰機和風力跳汰機,風力跳汰機用得很少,根據結構和水流運動方式不同,水力跳汰機可分為活塞式、隔膜式、無活塞式、水力鼓動式和動篩式跳汰機五種。以隔膜跳汰機應用較廣泛,它又有各種不同的類型如上動型隔膜跳汰機、下動型圓錐隔膜跳汰機、側動型隔膜跳汰機等。各類跳汰機的基本構造都是相似的,他的選別過程是在跳汰室中進行的。跳汰室中層有篩板,從篩板下周期地給入垂直交變水流,礦石給到篩板之上,形成一個密集的物料層,稱作床層,在上升水流作用下,床層被沖起井逐漸松散,當水流的沖力不太大時,床層的松散從上層開始,首先被沖起的是比重小的細礦粒,其次是比重小的粗礦粒和比重大的細礦粒,**是比重大的粗礦粒。在上升水流末期,床層擁有充分的松散,礦粒開始陸續沉降和分層,比重大的粗礦粒沉得*快,位于下層,其次是比重小的粗礦粒和比重大的細礦粒,比重小的細礦粒沉得*慢,位于上層。水流下降時隨著礦粒的沉降,床層逐漸緊密,粗礦粒沉到篩面上并失去活動性,但細礦粒在下降水流的吸入作用下仍能通過粗粒礦的間隙向下移動,這種運動形式稱為鉆隙運動。水流上升下降一個完整的變化循環稱為一個跳汰周期。礦粒的分層過程不是在一個跳汰周期中完成的,在每—個跳汰周期內礦粒都受到—定的分選作用,經過多次周期循環,礦粒分層漸趨完善。大比重礦粒將集中在下層成為重產物,小比重礦粒將集中在上層成為輕產物。

為了減少下降水流對小比重細礦粒的吸入作用,以便提高精礦質量,在跳汰機中補加篩下上升水。經選別后重產物由篩上排礦裝置排出,輕產物則由跳汰機尾部隨水流排走。

這種跳汰機選礦效率高,適于選別粗粒嵌布的礦石,在我國多用于選別鎢、錫等礦石。

其**給礦粒度可達16mm,*小粒度為0.5mm。物料需篩分分級后入選。    

    2) 搖床選礦: 

搖床選礦是選別細粒物料應用*廣泛的重選法之一。

搖床的基本構造分為床面、床頭和機架三個主要部分。床面多用木料制成,呈斜長方形或菱形,床面微向尾礦側傾斜,床面上沿縱向釘有木條(稱來復條)或刻有溝槽,礦砂就是在床面上進行選別的。床頭是驅動床面進行往復搖動的機構,它帶動床面在縱向作往復不對稱運動,即床面由前進行程變到后退行程時比較快(加速度大),而由后退行程變到前進行程時比較慢(加速度小),床頭由電機帶動。機架是支撐床面的架子,床面可在架子上往復搖動,床面縱向和橫向坡度可通過機架相關部件進行調節。

搖床面主要有梯形和菱形兩種類型,我國的搖床面多為梯形,給礦端較寬,精礦排礦端較窄(如常用工業搖床的尺寸為4500mm×1800mm×1500mm)。菱形床面的面積利用率高,而且由于延長了分選帶,分選效率也提高了,但是配置與操作不方便,這種床面在國外使用較多。

搖床選分的過程是,由給水槽給入的沖洗水,沿床面的傾斜方向即橫向呈均勻的薄層流過。  礦漿由給礦槽給到床面上,在橫向水流的沖洗和床面縱向往復不對稱運動的聯合作用下,比重不同、粒度不同的礦粒在床面上運動的方向也不同,*細的礦泥直接沿床面的傾斜方向流下,沉在床面來復條之間的礦粒,由于床面的搖動和沖洗水在溝槽中形成的渦流,按比重和粒度的不同發生分層。  比重小、粒度大的礦粒被渦流清洗到上層,其次是比重小、粒度小的礦粒,在下一層是比重大、粒度大的礦粒,比重大、粒度小的礦粒鉆過礦粒間的空隙,位于*下層,此過程稱為“析離分層”。

比重大的礦粒在下層,因為和床面接觸,受床面運動的作用大,而受橫向水流的作用小。  比重小的礦粒在上層,受床面運動的影響甚小,主要受橫向水流的作用。結果,大比重礦粒的縱向遠動速度大,橫向運動速度小,小比重礦粒的縱向運動速度小,橫向運動速度大,它們將沿著各自合速度的方向運動。因此,比重大的礦粒移向精礦端,比重小的礦粒移向尾礦側。*終形成比重不同的礦帶,呈扇形分布,從而達到了分選的目的。

搖床的給礦入選前**進行水力分級,這是為了減少礦粒粒度對分選的影響。

搖床入選粒度上限為2-3mm,下限為0.037mm。根據入選粒度的不同,可分為礦砂搖床和礦泥搖床。選別2~0.2mm物料的為礦砂搖床,選別0.2mm 以下物料的為礦泥搖床。二者的區別,一是來復條的型式不同:礦砂搖床一般采用較高的來復條,間距較小;礦泥搖床采用刻槽床面,或釘有較低的來復條。二是采用的沖程、沖次不同:  礦砂搖床采用大沖程、小沖次;礦泥搖床采用小沖程、大沖次。三是礦砂搖床床面的傾斜角即橫向坡度較大;礦泥搖床床面的傾斜角即橫向坡度較小。

我國目前使用比較廣泛的是衡陽式搖床、云錫式搖床和彈簧搖床三種。

搖床的優點是選礦穩定可靠,礦帶分布清晰可見,富礦比(精礦品位與原礦品位之比)比其他許多選礦方法都高,**可達100多倍,容易看管,便于調節,并且一次選別就能得出*終精礦和丟棄尾礦。缺點是率低,選別0.2mm以上礦砂的處理量為0.7—0.5噸/臺.時,所以需用臺數多,占地面積大,耗水量較大。

搖床主要用于選別鎢、錫、鉭、鈮、鉻和其它稀有金屬和貴金屬礦石,也可用來選別鐵、錳等礦石。入選粒度小于2mm。在選別1mm 以上的物抖時, 有被跳汰機取代的趨勢。但對于選別1mm以下,特別是0.1mm以下的細粒物料,是一種非常有效的選別設備。

    3)溜槽選礦:
溜槽選礦是利用斜面水流進行選礦的方法。將礦粒混合物給入傾角不大的斜槽內,在水流的沖擊、礦粒的重力 (有時還有離心力)、磨擦力的作用下,使礦粒按比重沉在槽內的不同地帶,比重小的礦粒被水流帶走,從而達到按比重分選的目的。

溜槽的種類很多,按礦粒所受的作用力可分重力溜槽和離心溜槽,按選別的力度可分粗粒溜槽和礦泥溜槽。粗粒溜槽由于需要大量人工操作,常被跳汰機所取代。

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