重力选矿方法的主要依据,是品位或灰分不同的物料,在密度上的差别。对于细粒及微细粒级的物料,按粒度分级依据粒度不同的颗粒,在介质中沉降速度的差异。
重力选矿中,性质(密度、粒度、形状)不同的矿粒,是在运动过程中逐步完成分离的。重力设备,应具有使性质不同的矿粒,有不同的运动状况(运动的方向、速度、加速度及运动轨迹等)。
重选过程是在介质中进行的。介质密度高,性质不同矿粒在运动状态上的差别就大,因而分选效果也就更加好。例如铁球和羽毛,在真空中运动时,其方向、速度、加速度及轨迹完全相同,不可能依靠重力作用而分离。然而在空气中则完全不同,密度大的铁球较之密度低的木质球,沉降得快;粒度大的铁球比粒度小的铁球速度快;球状物体比扁平状物体落下得快。在水中,它们之间运动状态的差别更为显著。
重力选矿过程中所用的介质有:空气、水、重液(密度大于水的液体或高密度盐类的水溶液)及悬浮液(固体微粒与水的混合物),也可用固体微粒与空气的混合物,即空气重介质。
重选过程中,物体不仅受重力的作用,而且还承受介质作用于物体上的浮力及介质对运动物体的阻力。它们不仅与物体的密度及介质的性质(密度和粘度)有关,而且还与物体的粒度、形状以及物体与介质间的相对运动速度有关。同样,对于水力分级作业,矿粒在密度和形状上的差异,也将影响按粒度分级的精确性。
重力选矿程中,应降低矿粒的粒度和形状对分选结果的影响,以便使矿粒间的密度差别在分选过程中,能起主导作用。因此,一方面要深入研究矿粒在介质中的运动规律,一方面还要研究运动介质的性质以及在各种特定条件下,介质流的运动特性。
重力分选过程中,介质的流动形式有种:连续上升、间断上升、间断下降、上下交变、倾斜流、旋转流。在不同流动形式的介质中.性质不同的矿粒.在动动状态上的差别也不同。
不同的重选方法,有不同的介质及介质流运动方式。常见的重选方法有重介质选矿、跳汰选矿、旋转介质流分选、摇床分选、斜槽分选等。
在高密度的重介质(重液、悬浮液)中,密度高于介质密度的矿粒,将在重介质中下沉,密度低于重介质密度的矿粒,将在重介质中上浮,从而使它们得以分离,这种重力分选过程,称为重介质选矿;在连续上升的介质流中,粒度大密度高的颗粒将沉降,而粒度小密度低的颗粒,将被上升介质流冲走。在间断上升介质流中,由于粒群被冲起而获得松散,性质不同的矿粒,利用松散之机,各尽其能,而分层,如脉动跳汰过程;在间断下降介质流中,粒群利用给定的一个机会,进行松散与分层,如动筛跳汰机的分选;在上下交变的介质流中,矿粒随介质不断地进行上下交替的运动,在每上升或下降一次时,密度和粒度不同的矿粒,上下移动的距离也不同,结果使高密度矿粒将集中在下层,低密度矿粒则集中在上层,分别排出后,便可得到密度不同的产物。在倾斜介质流中,不同密度和粒度的矿粒,其运动轨迹不同,它们将分别运动到距给料点远近不同的区间,从而得以分离。旋转介质流为被分选的物料,提供一个离心力场,使分选过程得到强化,因而是分选细粒及微细物料的有效方法。
重力分选过程工艺方法不同,处理物料的密度及粒度不同。