重力選礦的目的、工作流程及影響因素

楊帥軍老師

紅星技術(shù)工程師

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礦物是地殼中由于自然的物理化學(xué)作用或生物作用，形成的自然元素和化合物。地球的地殼是由巖石構(gòu)成的，而巖石是礦物的集合體。當(dāng)巖石中的某一成分或某些成分的含量，以當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)水平可以經(jīng)濟(jì)地開采、加工、利用時(shí)，則該巖石便稱為礦石。礦石中除含有在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)上可利用的有用成分(礦物)外，還含有尚不能利用的成分(礦物)，那些不能利用的成分(礦物)稱為脈石(礦物)。

選礦的目的在于從原礦中將有用礦物(或有用成分)分離出來加以富集，構(gòu)成組分單一的人造富礦(或化合物)，即所謂精礦。選礦過程要利用礦石中各礦物某方面的性質(zhì)差異來完成。重力選礦就是根據(jù)礦粒間密度的不同，因而在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中所受重力、流體動(dòng)力和其他機(jī)械力不同，從而實(shí)現(xiàn)按密度分選礦粒群的工藝過程，簡(jiǎn)稱為重選。在金屬礦選礦過程中，回收的目的金屬礦物的密度比脈石高，這時(shí)經(jīng)過選別得到的重產(chǎn)物為精礦，輕產(chǎn)物為尾礦。

重選過程中，礦物的分離是在運(yùn)動(dòng)過程中逐步完成的。也就是說，應(yīng)該使性質(zhì)不同的礦粒在重選設(shè)備中具有不同的運(yùn)動(dòng)狀況——運(yùn)動(dòng)的方向、速度、加速度和運(yùn)動(dòng)軌跡等，從而達(dá)到礦物分離的目的。同時(shí)，一切重選過程都必須在某種介質(zhì)中進(jìn)行。不同粒度和密度礦粒組成的物料在流動(dòng)介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于它們性質(zhì)的差異和介質(zhì)流動(dòng)方式的不同，礦粒所受的介質(zhì)阻力不同，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不同。礦粒群在靜止介質(zhì)中不易松散，不同密度、粒度、形狀的礦粒難于互相轉(zhuǎn)移，即使達(dá)到分層，也難于實(shí)現(xiàn)分離。

對(duì)于重選而言，介質(zhì)的作用是很重要的。重選所用的介質(zhì)包括空氣、水、重液和重懸浮液。其中用得多的是水，在缺水的干旱地區(qū)或處理某些特殊的礦石時(shí)可用空氣，此時(shí)稱為風(fēng)力選礦。重液是密度大于水的液體或高密度鹽類的水溶液，礦物在其中可以嚴(yán)格地按密度分開，但是由于這類液體價(jià)格昂貴，故只限于在實(shí)驗(yàn)室使用。重懸浮液是由密度較高的固體微粒與水組成的混合物，其表觀密度高于輕產(chǎn)物的密度，而低于重產(chǎn)物的密度，故可起到同重液一樣的作用。采用重懸浮液作介質(zhì)的選礦方法稱作重介質(zhì)選礦。隨著分選介質(zhì)密度的增高，性質(zhì)不同的礦粒在運(yùn)動(dòng)狀況上的差別也增大，在一定范圍內(nèi)分選效果亦愈好。

重選過程中，介質(zhì)的作用雖然很重要，但介質(zhì)的作用是外界因素，使礦物分離的根本原因還是它們自身性質(zhì)的差別，也就是顆粒的密度、粒度和形狀的差別。密度和粒度共同決定著顆粒的重力，是推動(dòng)顆粒在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的基本作用力。在選礦過程中，使礦石基本按密度差分離的作業(yè)，是礦石分選作業(yè)。但是，當(dāng)?shù)V物間密度差別不大時(shí)，也可按不同粒度顆粒在介質(zhì)中沉降速度不同，達(dá)到按粒度分離，這種作業(yè)稱為分級(jí)作業(yè)。此時(shí)，礦粒的形狀也影響其在介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)速度，因而也是分離過程的一項(xiàng)重要因素。

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