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- 重選
- 重選工藝流程
重選
重選
在一定的介質或介質流中(主要是水),按礦物原料顆粒的比重差異進行選別的過程。主要用於選別有用礦物與脈石有較大比重差的礦物原料,如鎢、錫礦及金礦等。對於煤,重選是最主要的選煤方法。優點是:①生產成本低廉。②可處理的物料粒度範圍寬,粗的可達幾百毫米,細的可至0.02mm。③對環境污染少,產品易於脫水。但對小於0.1mm的礦石和0.5mm的煤,選礦效率和設備處理能力都較低。
用重選法分選礦物的難易度可表達為:式中:
e——分選難易度;
、及ρ分別為密度高、密度低的礦物和介質的比重。
e值大致按下表判別。時,增大介質的比重,可降低重選的難度。
古代,就用重選法從砂里淘金。明《天工開物》中記載有分選鐵礦砂和錫礦砂的淘洗盤。1848年在德國出現了第一台機械傳動活塞跳汰機,1893年美國威爾弗利 (A.Wilfley)發明搖床。1921年應用重介質分選機選別塊煤。1943年美國用漢弗萊斯 (I.B.Humph-reys) 研製的螺旋選礦機從海濱砂礦中回收鉻礦。60年代研製成賴克特圓錐選礦機,中國的離心選礦機和40層搖動翻床等礦泥選別設備。重選發展的特點是:①能處理的物料由塊體、粗粒向細粒、礦泥擴展。目前重選已能選別20μm的礦石;②除重力外還引入了其他作用力,以強化重選過程;如離心選礦機與搖動翻床中分別加上離心力與剪切力,使礦泥的選別效率得以提高;③設備的大型化、多層化。理論研究隨著生產的發展而開展。18世紀牛頓和1851年斯托克斯 (G.G.Stokes) 提出的運動阻力公式是重力選礦的基礎;1867年奧地利雷廷格爾(P.R.von Rittinger)提出等降現象,導致窄級別入選。20世紀早期美國里恰茲(R.H.Richards)及蘇聯利亞先科(П.Β.Лященко)對於干涉沉降進行了系統的研究。20世紀50年代德國麥爾 (F.W.Mayer)提出跳汰分層的勢能假說。這些都標誌著重選日益從工藝實踐發展成工程學科。20世紀 50年代英國巴格諾爾德(R.A.Bagnold)關於礦漿受剪切時在與剪切相垂直的方向將產生分散壓的理論,促進了礦泥選別設備的發展。
重選工藝可分為重介質選、跳汰選、搖床選、溜槽選、離心選等過程。他們的適宜給礦粒度見表:跳汰選 利用垂直交變水流使物料鬆散,達到按比重分層與選別的過程。跳汰機的基本組成部分是跳汰室,室內置有篩網。水與礦粒的混合物從一端給入跳汰室的篩網上,礦粒在垂直交變水流的作用下運動,交替發生鬆散和緊密,最後按自身比重差分層。比重小的產品在上層隨礦漿流由上部排出;比重大的產品在下層由下部排出。跳汰機種類繁多,選礦用跳汰機多借隔膜的往複運動引起水流的交變運動,形成有利於分層的鋸齒形運動曲線。無活塞跳汰機用壓縮空氣使水作上下運動。主要有鮑姆型及新型的篩下空氣室型,多用於選煤,少數情況也用於選礦。水流的脈動波形是影響跳汰過程的重要因素。由於物料的粒度對按比重分層有一定影響,故有時將礦石篩分成窄級別分別入選。跳汰機的主要操作參數為水流的沖次、衝程、篩下補給水量、給料量和給料濃度以及床石的比重、粒度和厚度等。跳汰機單位面積處理能力大、設備結構簡單、操作和維修容易。隨著選礦規模的擴大,跳汰機趨向大型化。選礦用圓形跳汰機(圖1)的跳汰室直徑達7.5m,面積達42。選煤用無活塞跳汰機的跳汰室面積已達35。
重選
重選
① 帶式溜槽 主要部分為一無極的平膠帶,帶面與水平作13°~17°傾斜,由傳動輪帶動低速運轉。礦漿給至離傳動輪一定距離處。比重大的礦粒沉至帶面隨膠帶向上運動;在傳動輪附近用沖洗水將混雜的脈石顆粒洗出,由頂端排出;比重小的礦粒隨礦漿流向下流動,由尾端排出。
② 尖縮溜槽(又稱扇形溜槽)與圓錐選礦機 尖縮溜槽槽長約 1m,給礦端寬125~1400mm,向排礦端逐漸尖縮至25~9mm左右,槽面作傾斜放置。含固體重量的礦漿由上端給入,向下流動時,隨槽面變窄礦漿層逐漸增厚,礦粒在流動中按比重分層,由分離隔板分離開。圓錐選礦機由尖縮溜槽演變而成。礦漿由中心給入正置的給礦錐,沿錐面向底部周緣流動,抵周緣后垂直下落至倒置的選別錐(一層或兩層)。隨礦漿由周緣向中心流動,選別錐表面逐漸縮小,礦漿層逐漸變厚,礦粒在流動過程中按比重分層,由中心處的分割器將輕、重產品分離開。圓錐選礦機直徑通常為2m,最近出現直徑3m的新設備,一般為多層重疊配置。一次可完成粗、精、掃多段選別。圓錐選礦機主要特點是處理能力大,每台設備達60~100t/h(直徑2m)及200~300t/h(直徑3m);投資和生產費用均較低,推廣迅速;但要求給礦濃度高。一般為55~70%(固體重量),且波動範圍不大於 ±2%。適於選別粒度均勻、含泥少的物料,尤其是海濱砂礦(圖3)。
重選
此外,還有橫流帶式溜槽、五層自動翻床和逆流洗煤槽等。
重選
離心選礦 利用離心力強化、按比重選別的過程,1964年中國雲南錫業公司創製了離心選礦機,可選別74~10μm的礦粒,單位面積處理能力達,已廣泛用於中國錫礦、鎢礦和赤鐵礦選別。多用作粗選。
1、能處理的物料由塊體、粗粒向細粒、礦泥擴展。重選已能選別20μm的礦石;
2、除重力外還引入了其他作用力,以強化重選過程;如離心選礦機與搖動翻床中分別加上離心力與剪切力,使礦泥的選別效率得以提高;
3、設備的大型化、多層化。理論研究隨著生產的發展而開展。
根據阿基米德定律,水的浮力的大小在數值上等於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(水)的浮力(垂直向上)。如果重力和浮力相等,物體處於平衡狀態;當重力大於浮力時,物體就下沉;當重力小於浮力時,物體就上浮。
如果物體和液體的比重都是均勻的,根據它們比重的大小就可以決定物體的浮或沉。當物體的比重大於液體的比重時,物體下沉;而小於液體的比重時,物體浮起。在重選中通常以兩種比重不同的礦粒在介質中相對比重的比值作為近似地評價重選過程難易程度的指標。
與其它選礦方法比較,重選具有處理能力大、選別粒度範圍寬、設備結構較簡單、不消耗貴重生產材料、作業成本低、沒有污染等優點,因此被廣泛用於鎢、錫礦的選礦。在黑色金屬(鐵、錳、鉻)、稀有金屬(鉭、鈮、釷、鋯、鈦等)、貴金屬礦石的選別,應用也很普遍。