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重力選礦法是處理鎢、錫、金礦石,特別是處理砂金,砂錫礦傳統的方法。在處理含稀有金屬(鈮、鉭、鈦、鋯等)的砂礦中應用也很普遍。重選也被用來分選弱磁性鐵礦石、錳礦石、鉻礦石。

1應用

重選適於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、中粒和細粒(大致界限是大於25毫米、25"2毫米、2~O.1毫米)礦石的有效方法。在處理微細礦泥(小於0.1毫米)時效率不高,現代的流膜選礦設備有效回收粒級可以到20-30微米,離心選礦機可以到10微米。
重選在非金屬礦加工工業中也得到了發展,主要用於處理石棉、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。也常採用重選法進行礦石預選。在主選流程中重選常與其他選礦工藝組成聯合流程,以提早在粗粒狀態下選出精礦或尾礦。
這樣將有利於降低生產成本並減少金屬損失。當處理某種礦石有多種方法可供選擇時,重選法總是被優先考慮。
重選要在一定的流體介質中進行,所用介質通常為水,亦有時用空氣或重介質(重液或重懸浮液)。介質在分選設備內以一定的方式運動。礦物顆粒受介質的浮力和流體動力作用而鬆散.進而達到按密度(有時按粒度)差分層。影響分層過程的礦粒性質是它的密度、粒度以及較次要的形狀諸因素。

2工藝方法

按介質的運動形式和作業的目的,重選有如下幾種工藝方法:
⑴分級
⑵重介質選礦
⑶跳汰選礦
⑷搖床選礦
⑸溜槽選礦
⑹螺旋選礦
⑺離心力選礦
⑻風力選礦
⑼洗礦
分級和洗礦是按粒度分離的作業,常用在入選前礦石的準備上。其他各項工藝才是實質性的選別作業,也是本篇下面將要閘述的內容。
礦石重選難易性主要取決於礦物間的密度差,可按重選可選性準則E判斷。

3重選的基本原理

重選的實質概括起來就是鬆散-分層-分離過程。置於分選設備內的散體礦石層(稱作床層),在流體浮力、動力或其他機械力的推動下鬆散,目的是使不同密度(或粒度)顆粒發生分層轉一移,就重選來說就是要達到按密度分層。故流體的鬆散作用必須服從粒群分層這一要求。這就是重選與其他兩相流工程相區別之處。流體的鬆散方式不同,分層結果亦受影響。重選理論所研究韻問題,簡單說來就是探討鬆散與分層的關係。分層后的礦石屢在機械作用下分別排出。即實現了分選。故可認為鬆散是條件,分層是目的,而分離則是結果。前述各種重選工藝方法即是實現.這一過程的手段。它們的工作受這樣一些基本原理支配;
⑴顆粒及顆粒群的沉降理論,
⑵顆粒群按密度分層的理論,
⑶顆粒群在斜面流中的分選理論。
此外還有在迴轉流中的分選,儘管介質的運動方式不同.但滁了重力與離心力的差別外,基本的作用規律仍是相同的。
有關粒群按密度分層理論,最早是從跳汰過程入手研究的。曾提出了不少的跳汰分層學說,後來又出現一些專門的在垂直流:中分層的理論。
斜面流選礦最早是在厚水層中處理較粗粒礦石,分選的根據是顆粒沿槽運動的速度差。40年代以後斜面流選礦向流膜選礦方向發展,主要用來分選細粒和微細粒級礦石。流態有層流和紊流之分。一貫認為紊流脈動速度是鬆散床層基本作用力的觀點,在層流條件下即難以作出解釋。1954年R.A.拜格諾(Bagn0ld)提出的層間剪切斥力學說,補充了這一趣論上的空白。但同分層理論一樣,斜面流選礦要依靠現有理論做出可靠的計算仍足困難的。
儘管重選理論到今天仍未達到完善地步,但和許多工藝學科一樣,它已可為生產提供基本的指導,並可作為數理統計和相似與模擬研究的基礎。
根據稀土礦物與伴生脈石及其他礦物物理、化學性質的不同,稀土礦的選礦通常採用以下方法:
一、輻射選礦法
主要利用礦石中稀土礦物與脈石礦物中釷含量的不同,採用γ-射線輻射選礦機,使稀土礦物與脈石礦物分開。輻射選礦法多用於稀土礦石的預選。目前,這種方法在工業上未廣泛採用。
二、重力選礦法
利用稀土礦物與脈石礦物密度的不同進行分選。常用的重選設備有圓錐選礦機、螺旋選礦機、搖床等。採用重選主要使稀土礦物與密度低的石英、方解石等脈石礦物分離,以達到預先富集或者獲得稀土精礦的目的。重選廣泛用於海濱砂礦的生產;在稀土脈礦的選礦中有時也用來作為預先富集的手段。
三、磁選分離法
有些稀土礦物具有弱磁性。可利用它們與伴生脈石及其他礦物比磁化係數的不同,採用不同磁場強度的磁選機使稀土礦物與其他礦物分離。在海濱砂礦的選礦中,常採用弱磁選使鈦鐵礦與獨居石分離;也可以採用強磁選使獨居石與鋯英石、石英等礦物分離。在稀土脈礦的選礦中,為了簡化浮選流程和節省浮選藥劑,有時也採用強磁選使稀土礦物預先富集。隨著強磁技術的不斷發展,強磁選將越來越廣泛地用於稀土礦的選礦流程之中。
四、浮選法
利用稀土礦物與伴生礦物表面物理化學性質的差別,採用浮選法使之與伴生脈石及其他礦物分離而獲得精礦,是目前稀土脈礦生產中廣泛採用的主要選礦方法。美國帕斯山(Mountain Pass)稀土礦就是採用浮選法生產稀土精礦。在海濱砂礦的生產中,在用重選獲得重砂之後,也常常採用浮選法從重砂中獲得稀土精礦。
五、電選法
稀土礦物屬於非良導體,可利用其導電性能與伴生礦物有所不同,採用電選法使之與導電性好的礦物進行分離。電選常用於海濱砂礦重砂的精選作業。
六、化學選礦法
對於以離子形態吸附在高嶺土或粘土上的稀土礦床。可充分利用稀土離子易溶於氯化鈉或硫酸銨溶液中的特點,採取先浸出而後沉澱的化學選礦方法予以回收。對於易溶於酸或在高溫下發生相變的氟碳酸鹽稀土礦物,可先採用浮選方法預先富集,隨後採用化學選礦方法(酸浸或高溫焙燒)提純。
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