重力選礦設備

重力選礦設備，簡稱重選設備，是利用不同礦物間的比重差異並藉助於重力或離心力等將不同礦物進行分離而實現分選的設備統稱。一般包括水力分級箱、分泥斗、搖床、螺旋溜槽、跳汰機、離心選礦機、重介質旋流器等選礦設備。

基本介紹

• 中文名：重力選礦設備
• 基礎：利用礦物比重差異
• 特點：節能、環保
• 工藝方法：分級，重介質，跳汰，螺旋，搖床

重力選礦設備

特別是對於呈不均勻性嵌布的單一磁礦石最為適宜。磁團聚重選工藝可保證在其精礦品位不變的情況下，大幅度提高精礦粉產量，或使產量、質量兩者均有一定程度的提高。這主要是由於該機分選精度高，能有效地分離出精礦中夾雜的脈石和貧礦連生體。可以在放粗粒度的條件下獲得合格精礦，從而改善選別工藝流程。這是其他磁鐵礦選別設備所不能比擬的。

重選設備的研發現狀

近半個世紀以來,重選工藝沒有新的重大突破,而重選工藝的發展主要依賴於新型設備的研製與推廣套用。為了滿足現代工業對礦物原料需求量的增大,解決礦物日益貧、細、雜的形勢,新設備的研製主要朝增大機械處理能力、提高分選精確性的方向發展。20世紀60~70年代曾出現了重選設備大發展時期,截止到目前已經製成的重選設備不下千餘種,不少的老式設備已經被淘汰。

處理粗粒、中粒以及細粒礦物的重選設備

處理粗粒、中粒以及細粒的重選設備主要向大型化、多層化和離心化方向發展。重介質振動溜槽是大型化的一例,這種設備的工作特點是床層能夠較好地鬆散,可以使用較粗粒的重質,粒度達到-1.5+0.15mm,更便於重質的回收淨化,但因其橫向振動太大及分選密度難以控制,現已少用。

液壓圓形跳汰機是跳汰機大型化的新發展,該機首次將液壓傳動納入重選設備中,使水流作鋸齒波周期脈動,既改善了分選效果又節約了用水。

搖床在細粒重選設備中分離精確性算是最高的,但處理能力太低。早期的搖床現在仍在套用,本世紀初又製成了多種形式的傳動機構,但仍未脫離單層坐落式。德國提供了一種新式搖床頭,可以帶動左右兩組共4個床面作對稱的差動運動,作用力自相平衡。在搖床用量大時還可以安裝在塔架上作立體配置,一個塔架內總共可有72張床面,分級旋流器安裝在塔架上方,沉砂直接分配給搖床，該設備在南非用於分選細粒煤,效果很好，此外，煙臺鑫海礦機的搖床採用新技術研發而成，富礦比高，選別粒度範圍廣，不耗藥劑，耗電少，受到業界歡迎。

螺旋選礦機長期以來認為其距徑比以0.4~0.6為最好,英國首先打破了這一界限將距徑比擴到0.73,並採用玻璃鋼材質製造出了雙層螺旋選礦機。60年代原蘇聯將槽斷面曲線變成拋物線製成的螺旋溜槽,可以分選粒級0.3~0.03mm的礦石,槽面作3~4層布置,最大規格直徑為1500mm。

流膜選礦設備在實現了多層化配置後,出現的主要問題是不易操作和調整,因此大部分是作粗選設備使用,粗精礦還要用扇形溜槽、螺旋選礦機、單層搖床等設備。

處理微細度礦物及礦泥的重選設備

近幾十年來,國內外致力於微細粒礦物及礦泥的重選回收技術的研究,也取得了一定的成功,如利用離心力或機械剪下力的作用來強化微細粒礦物及礦泥的重選,比較有效地降低了礦物的回收粒度下限。但對於微細粒礦物及礦泥的重選回收而言,建立有效的複合力場,強化分選過程,提高分選效能,增大選別深度和改善連續排礦能力應為較準確的研究方向。作為複合力場的一種有效作用力,套用離心力越來越被認為是一種重要的發展途徑,有人甚至認為離心選礦機將是下一代有效的重選設備。

離心力選礦最早的套用是在旋流器中進行重介質選煤, 1945年在歐洲試驗成功。利用顆粒在高速迴轉流中慣性離心力的增大,不僅可加速重選過程的進行,而且能夠降低回收粒度下限,與重介質選礦相結合還可提高分選的精確性。因此在60年代以後的重選設備研製中受到極大重視。

80年代末,離心選礦機與搖床的分選原理相結合,製成了多重力選礦機,是細粒選礦設備的新發展。該機是將普通搖床的水平面捲成圓筒形滾筒,繞水平軸線轉動,同時附以正弦波的擺動。工業型設備是由兩個略帶錐形開口的滾筒背靠背安裝,使擺動作用力平衡,滾筒內有一個刮料器,由單獨的偏心軸帶動轉動,可連續地將沉在滾筒上的精礦向外側開口的小頭端排出。與搖床相比,在回收率相近的情況下,精礦品位由36%提高到55%,處理能力提高3倍。利用離心跳汰強化細粒礦物的重選。

重選設備的展望

處理現代礦物所需的設備必須要具備以下幾個特點:處理量大,現代的礦物處理客觀上要求以規模效應來創造效益;對處理微細粒級礦物效果顯著,特別是對粒級-0.047mm的礦物要效果明顯,原有設備基本上能保證+0.047mm粒級的回收;富集比較高,選別指標好;功耗低;結構簡單,便於維護管理。

另外,重選的優勢還在於它能夠有效地處理一般粗、中粒以及含泥少的細粒礦石,具有設備結構簡單、生產費用低以及對環境污染少的優點。在當今節能和環保意識日益增強的情況下,利用重選法進行礦石預選、在磨礦迴路中回收單體重礦物以及在磁選或浮選流程中納入重選設備,以提早回收粗粒有用礦物或拋棄最終尾礦將是一種必然發展趨勢。因此研製一些高差較小,操作靈活、便於在聯合流程及磨礦迴路中配置的重選設備將也會受到歡迎。

重力選礦法的套用

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. 近年在非金屬礦加工工業中重選也得到了發展,石子破碎生產線,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,錘式破碎機 國內院士:預計我國0215年可實現載人登月技術,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.

重力選礦法的工藝方法

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: (1)分級 (2)重介質選礦 (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)風力選礦 (9)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.

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.分層後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,制沙生產線.它們的工作受這樣一些基本原理支配;

(1)顆粒及顆粒群的沉降理論,

(2)顆粒群按密度分層的理論,

(3)顆粒群在斜面流中的分選理論.

其他相關知識

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,格子型球磨機,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