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重選的應(yīng)用
重選適于處理有用礦物與脈石間具有較大密度差的礦石或其他原料。它是處理粗粒、中粒和細(xì)粒(大致界限是大于25毫米、25"2毫米、2～O．1毫米)礦石的有效方法。在處理微細(xì)礦泥(小于0．1毫米)時(shí)效率不高，現(xiàn)代的流膜選礦設(shè)備有效回收粒級(jí)可以到20-30微米，離心選礦機(jī)可以到10微米。
重選法是處理鎢、錫、金礦石，特別是處理砂金，砂錫礦傳統(tǒng)的方法。在處理含稀有金屬(鈮、鉭、鈦、鋯等)的砂礦中應(yīng)用也很普遍。重選也被用來(lái)分選弱磁性鐵礦石、錳礦石、鉻礦石。
在選煤工業(yè)中重選是主要的方法。近年在非金屬礦加工工業(yè)中重選也得到了發(fā)展，主要用于處理石棉、金剛石、高嶺土、磷灰石、硫鐵礦等礦石。在選別銅、鉛、鋅、銻、汞等硫化礦的浮選廠。也常采用重選法進(jìn)行礦石預(yù)選。在主選流程中重選常與其他選礦工藝組成聯(lián)合流程，以提早在粗粒狀態(tài)下選出精礦或尾礦。
這樣將有利于降低生產(chǎn)成本并減少金屬損失。當(dāng)處理某種礦石有多種方法可供選擇時(shí)，重選法總是被優(yōu)先考慮。
重選要在一定的流體介質(zhì)中進(jìn)行，所用介質(zhì)通常為水，亦有時(shí)用空氣或重介質(zhì)(重液或重懸浮液)。介質(zhì)在分選設(shè)備內(nèi)以一定的方式運(yùn)動(dòng)。礦物顆粒受介質(zhì)的浮力和流體動(dòng)力作用而松散．進(jìn)而達(dá)到按密度(有時(shí)按粒度)差分層。影響分層過(guò)程的礦粒性質(zhì)是它的密度、粒度以及較次要的形狀諸因素。
按介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式和作業(yè)的目的，重選有如下幾種工藝方法：
(1)分級(jí)，(2)重介質(zhì)選礦，(3)跳汰選礦，(4)搖床選礦，(5)溜槽選礦，(6)螺旋選礦，
(7)離心力選礦，(8)風(fēng)力選礦；(9)洗礦。
分級(jí)和洗礦是按粒度分離的作業(yè)，常用在入選前礦石的準(zhǔn)備上。其他各項(xiàng)工藝才是實(shí)質(zhì)性的選別作業(yè)，也是本篇下面將要閘述的內(nèi)容。
礦石重選難易性主要取決于礦物間的密度差，可按重選可選性準(zhǔn)則E判斷。
根據(jù)E值可將礦石的量選難易度分作五級(jí)，如表11．1．1所示。 E值愈大愈易選。同樣礦石在粒度增大或入選粒度范圍變窄時(shí)．分選也會(huì)變得容易。上述按E值的判斷是粗略的，隨著設(shè)備的改進(jìn)和分選條件的完善·原來(lái)屬于分選困難的礦石也將變得容易了。
3、重選----原理之分層靜力學(xué)體系學(xué)說(shuō)
這類(lèi)學(xué)說(shuō)不再考慮流體的動(dòng)力作用，也無(wú)視個(gè)別顆粒的行為，而是將床層視作一個(gè)整體，從某種內(nèi)在的靜力因素巾探討分層的原因。
A 按礦物懸浮體密度差分層的學(xué)說(shuō)
這一學(xué)說(shuō)最早由A．A．赫爾斯特(ttirst，1937)和R．T．汗庫(kù)克(Hancock)提出，他們將混雜的床層視作由局部重礦物懸浮體和局部輕礦物懸浮體構(gòu)成。在重力作用下，懸浮體存在著靜力不平衡，就像油與水混合在一起那樣，最終導(dǎo)致按密度分層。如圖11．2．2所示。
局部輕礦物和重礦物懸浮體的密度分別是：
利亞申柯以他的少量懸浮試驗(yàn)認(rèn)為上述關(guān)系是正確的，但后人經(jīng)過(guò)大趕的試驗(yàn)檢驗(yàn)，除了看到正、反分層的變化外，發(fā)現(xiàn)計(jì)算的臨介(混雜)狀態(tài)上升水流速度值總是比理論值為小。
這一學(xué)說(shuō)實(shí)際上是無(wú)法用懸浮試驗(yàn)驗(yàn)證的。因?yàn)橹灰辛黧w動(dòng)力存在，便破壞了靜態(tài)分層條件。只有當(dāng)懸浮體濃度很高．懸浮粒群的流體動(dòng)力很小時(shí)，才接近靜態(tài)分層條件。這一學(xué)說(shuō)一仃它正確的成分，但根據(jù)卻是想像的。
B按重介質(zhì)作用原理分層
我國(guó)張榮曾和姚書(shū)典等人根據(jù)他們各自的試驗(yàn)于1964年提{{J了這一學(xué)說(shuō)。他們?nèi)×６炔钶^大(d1／d2>4～5并遠(yuǎn)超過(guò)自由沉降等降比)不同密度礦物顆粒，兩兩進(jìn)行搭配，然后置于管中用上升水流懸浮。試驗(yàn)方法與利亞申柯相同。結(jié)果得出：當(dāng)重礦物．懸浮體的密度超過(guò)輕礦物本身密度時(shí)，發(fā)生了正分層(參見(jiàn)圖1．2．3)。正分層的條件成為。
隨著上升水速的增大，重礦物擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，它的懸浮體密度減小，及至低于輕礦物密度時(shí)，發(fā)生了反分層。出現(xiàn)分層轉(zhuǎn)變(混雜)時(shí)的臨介上升水速為t
式中 n2——重礦物干涉沉降公式中的指數(shù)常數(shù)。
許多輕、重礦物粒度差較大時(shí)的分層，經(jīng)考查表明，接近按上述關(guān)系發(fā)生。
C位能分層學(xué)說(shuō)
F．W．邁耶(Mayer 1947)通過(guò)對(duì)跳汰床層的分析得出，分層后床層的位能低于分層前的位能(在這里表現(xiàn)為床層重心高與其重量的乘積)?；谧匀唤缬邢摅w系內(nèi)自由能有從高處向低處變化的一般規(guī)律，、只要床層顆粒有相對(duì)轉(zhuǎn)移的可能，重礦物進(jìn)入底層應(yīng)能自發(fā)地進(jìn)行。即分層是通過(guò)顆粒的再分布達(dá)到位能降低的過(guò)程。當(dāng)然在此過(guò)程中不應(yīng)有水流流動(dòng)，即分層應(yīng)在“靜態(tài)“條件下進(jìn)行。
參閱圖11．2．4．設(shè)分層后的輕、重礦物層高度分別為H1；
H2，它們?cè)谧匀欢逊e時(shí)的容積濃度各為λ01和λ02z，床層底面積為 A。則通過(guò)重心距底面的變化可計(jì)算出分層后的位能降為：
假定分層前后床層總高度及H1、H2和A值不變，則在發(fā)生正分層時(shí)AE=(+)。故由上式知分層是根據(jù)下列條件發(fā)生：
上式與(11．2．12)式所示關(guān)系是一樣的，只是這里的容積濃度變?yōu)樽匀欢逊e的容積濃度。實(shí)際上床層在自然堆積時(shí)是不可能發(fā)生分層運(yùn)動(dòng)的，而若給以流體動(dòng)力松散又破壞了靜態(tài)分層條件。故邁耶學(xué)說(shuō)仍存在著理論與實(shí)踐之間的矛盾。表明它只反映一種理想的分層結(jié)果?！鶕?jù)這一學(xué)說(shuō)卻可導(dǎo)出某些有意義的結(jié)論。
D分層動(dòng)力學(xué)
由上述位能學(xué)說(shuō)得知，隨著分層的進(jìn)行，分層速度降低，故可認(rèn)為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入底層的重礦物量與上部混合層中存留的重礦物量成正比。由此可以寫(xiě)出重礦物回收產(chǎn)率e隨時(shí)間t變化的分層動(dòng)力學(xué)關(guān)系式。
根據(jù)上式繪出的分層動(dòng)力學(xué)曲線見(jiàn)圖11．2．5。這一曲線與掙電放電、化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程曲線一致。公式(11．2．21)沒(méi)有考慮紊動(dòng)擴(kuò)散的逆向介質(zhì)流速引起的重礦物損失。因此按計(jì)算，當(dāng) t－∞時(shí)，ε一1。如前所述，實(shí)際這是做不到的。
前蘇聯(lián)И．A．拉依維奇(PaABHlI，1974)考慮到流體在松散床層時(shí)造成的擴(kuò)散損失，認(rèn)為該項(xiàng)損失系與底部重礦物的數(shù)量成正比，寫(xiě)成Kze，于是得
公式(n．2．24)雖然形式上與公式(11．2．21 ）相同，但已扣除了因介質(zhì)擾動(dòng)而不再能夠回收的重礦物量。該式可以作為建立垂直流分選數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)。
