主要用于选别有用矿物与脉石有较大密度差的矿石,如钨矿石、锡矿石及沙金矿等。对于煤,重选是最主要的分选方法。
古代就有用重选法从砂里淘金的事例。明《天工开物》中记载有分选铁矿砂和锡矿砂的淘洗盘。1848年在德国出现了第一台机械传动活塞跳汰机。1893年美国A.威尔弗利[注]发明摇床。1921年应用重介质分选机选别块煤。1943年美国用I.B.汉弗莱斯[注]研制的螺旋选矿机从海滨砂矿中回收铬矿。20世纪60年代研制成功赖克特圆锥选矿机、离心选矿机和40层摇动翻床等矿泥选别设备。
重选发展的特点是:①能处理的物料由块体、粗粒向细粒、矿泥扩展,分选矿石时的给矿粒度下限达20微米。②除重力外还引入了其他作用力,以强化重选过程,如离心选矿机与摇动翻床中分别加上离心惯性力和剪切力,使细颗粒的选别效率得以提高。③设备的大型化、多层化。
重选的理论研究随着生产的发展而开展。18世纪牛顿和1851年G.G.斯托克斯[注]提出的运动阻力公式是重力选矿的基础。1867年奥地利人P.R.von 雷廷格尔[注]提出等降现象,导致一些地区的重选工艺严格按照窄级别给矿进行。20世纪早期美国人R.H.里恰兹及苏联人P.V.利亚先科对于干涉沉降进行了系统的研究。20世纪50年代德国人F.W.麦尔[注]提出跳汰分层的位能假说。这些都标志着重选日益从工艺实践发展成工程学科。20世纪50年代英国人R.A.拜格诺[注]关于矿浆受剪切时在与剪切相垂直的方向将产生分散压的理论,促进了矿泥选别设备的发展。
重力选矿的优点是:①生产成本低廉。②可处理的物料粒度范围宽,粗的可达几百毫米,细的可至0.02毫米。③对环境污染少,产品易于脱水。但对小于0.1毫米的矿石和小于0.5毫米的煤,选矿效率和设备处理能力都较低。
按所用介质不同,重选分为:①干式重选(风力选矿),以空气为分选介质,主要用于选别石棉、白垩、膨润土、某些稀有金属矿石和在缺水地区选煤。②湿式重选,以水为分选介质。③重介质分选,以重液或重悬浮液为介质。
用重选法处理矿物原料时,一般先将物料用筛分或水力分级的方法,按粒度分成若干级别,然后对各个粒度级别物料分别用适宜的重选设备进行选别,构成分级入选的工艺流程。选煤时往往不分级而将原煤直接入选。
生产广泛应用的重选工艺可分为重介质分选、跳汰分选、摇床分选、溜槽分选等,相应设备的适宜给矿粒度见下表。
设备 | 用途 | 选别粒度范围/mm | 处理能力/t·h-1 |
重介质分选机 | 选矿 选煤 | 150(600)~6 300(1200)~6 | 400~700 300~600 |
重介质旋流器 (涡流分离器) | 选矿 选煤 | 15(50)~0.2 15(50)~0.5 | 50~100 |
跳汰机 | 选矿 选煤 | 25(60)~0.074 50(200)~0.5 | 250 450 |
螺旋选矿机 (螺旋溜槽) | 选矿
选煤 | 3.0~0.074 (0.5~0.020) 6.0~0.2 | 1~3(1.0) |
摇床 | 选矿 选煤 | 3.0~0.015 15~0.2 | 0.2~2.0 6~12 |
圆锥选矿机 | 选矿 | 3.0~0.05 | 60~300 |
离心选矿机 | 选矿 | 0.10~0.010 | 1.5 |
摇动翻床 | 选矿 | 0.10~0.010 | 2.5~5.0 |
带式溜槽 | 选矿 | 0.037~0.010 | 0.04~0.12 |
横流带式溜槽 | 选矿 | 0.10~0.010 | 0.15 |