由德国学者F.W.麦尔[注]于1947年提出。麦尔根据热力学第二定律,通过对跳汰床层的分析发现,分层后床层的位能低于分层前的位能,从而认为矿石的重选分层过程是一个位能降低的自发过程。因此,当矿石层适当松散时,高密度矿物颗粒下降,低密度矿物颗粒上升,是一种必然的趋势。
矿石分层前与分层后的理想变化情况如图所示。若取矿石层的底面为基准面,矿石层的断面面积为,床层内低密度矿物和高密度矿物的质量分别为
、
,床层内低密度矿物和高密度矿物的堆积高度分别为
、
,分层之前的位能
可用矿石层重心(O)至底面的距离乘以矿石层的总质量来表示,即:
分层之后的位能为:
分层后位能的降低值为:
设低密度矿物与高密度矿物的密度分别为和
、在矿石层中的体积分数分别为
和
、介质的密度为
,则有
和
,代入上式得:
由于在分层过程中,床层内低密度、高密度矿物各自的数量不发生变化,所以上式中的为定值,而且当分层过程可以发生时,
必定为正值。因此,也就存在着
。粒度相同而密度不同的两种矿物,在自然堆积时,其
是相同的,因此,分层结果必然是高密度矿物位于下层,低密度矿物位于上层。
根据麦尔位能分层学说,重选过程应该在颗粒群松散度尽可能小的条件下进行。麦尔位能分层学说在选矿界被视为重选分层的基本原理。