重选试验
来源：网络 作者：网络转载 2019-10-14 阅读：690
一、概述 同其他选矿方法相比，重选过程成本较低，对环境污染少,因而在可选性研究中,对凡是有可能用重选法选别的矿石，都应首先考虑做重选试验。 由于重选所处理的物料的入选粒度相对较粗，粒度范围相对较宽，不同粒度物料要求选用不同设备,即使可以采用同一类设备选别的物料也常分级入选,再加上为了避免过粉碎对重选的不利影响常采用阶段选别流程,导致重选流程组合一般比较复杂，相应地试验用样量也大。反之，重选的操作因素却比较简单，各种重选设备，只要其入选物料的密度组成和粒度组成基本相同，选别条件也将基本相同。 影响矿石重选可选性的主要因素是密度和粒度(在某些情况下，如云母等片状矿物，形状的影响也很大),不同密度矿物分选的难易度可用下列数据估计： 式中 δ1δ2和△ —轻矿物、重矿物和介质的密度，g/cm3； e —难易度判据。E愈大则重选可以选别的粒皮下限愈低（1）。表1 重选可选性和相应的可选粒度下限 | e值 | 重选难易度 | 可选粒度下限，mm |
| ＞55~2.5 | 极易选易选 | 0.01~0.0050.019 |
| e值2.5~1.75 | 重选难易度较易选 | 可选粒度下限，mm0.075~0.038 |
| 1.75~1.51.5~1.25＜1.25 | 较难选难选不可选 | 0.5数毫米以上 |
由于重选过程中的混杂现象主要是由密度接近于分离密度δP的那部分矿粒引起的，因而选矿工艺上还常用入选物料中密度为δP±0.1的组分的含量度量重选难易程度，并据此判断各种重选设备的适用性(表2)。中间组分含量少的，一切重选方法均适用，因而可选用生产率大而操作简易的设备；反之,则必须选用分选效率高的方法，同时注意控制处理量和操作。表2 重选难易度及各种重选方法的适用性 | δ±0.1组分含量, % | 重选难易度 | 对重选方法、设备和操作要求 | 适用的典型重选方法 |
| 方法和设备 | 处理量 | 操作和控制 |
| 0~77~1010~1515~2020~25＞25 | 易较易较难难很难限难 | 一切分选效率高分选效率高分选效率高分选效率高分选效率非常高 | 大大适中适中适中小 | 一般一般操作良好操作熟练操作熟练 严密控制操作熟练极严格控制 | 普通溜槽、跳汰机圆锥选矿机①摇床①、螺旋选矿机重介质选矿重介质选矿重介质选矿带有可严密控制比重的自动仪表 |
①不排斥使用跳汰机处理粗粒 在实践中,各种砂矿多属于表中第一、二类；钨、锡和稀有金属脉矿多属于第三类；预选丢废石作业和有用矿物密度不高者一般属后几类。 二、重选试验流程 在重选可选性研究中，最主要的任务就是选择和确定工艺流程和相应的设备。 试验流程，通常根据矿石性质并参照同类矿石的生产实践决定，但应比生产流程灵活,因为入选粒度、丢尾粒度和中矿处理方法等许多具体问题需通过试验考查和对比后才能确定,拟定试验流程所需的原始资料主要有：[next] （1）矿石的泥化程度和碎散性，据此确定洗矿和“泥砂分选”的必要性。 （2）矿石的贫化率，据此判断是否有必要采用重介质选矿、光电选或手选等方法进行预选,丢弃废石。 （3）矿石的粒度组成和金属在各粒级中的分布率，这对于砂矿床尤为重要，因为在大部分砂矿中，有用矿物往往主要集中在各个中间粒度的级别中。 （4）矿石的嵌布特性，它决定着选矿方法和流程结构的选择，包括入选粒度、丢尾粒度、选别段数、中矿处理方法和设备组合等一系列基本问题。 （5）矿石中共生重矿物的性质、含量及其与主要有用矿物的嵌镶关系，这涉及到这些共生重矿物在重选过程中的走向，以及重选粗精矿和中矿的加工处理方法。 图1和图2所示是一个钨锡原生脉矿重选试验流程实例，具有一定的典型性。根据物质组成研究资料,初步确定入选粒度为12毫米，最终破碎粒度为0.5毫米，考虑钨、锡矿物价值高，性脆易过粉碎，准备采用三段碎磨和选别的流程。
图1 粗细不等粒嵌布钨锡矿石探索性试验流程（一）图2 粗细等粒嵌布钨锡矿石探索性试验流程（二） 图2所示是试验流程的第一部分，即粗粒选别部分，试验的主要目的是，考查所定的入选粒度是否合理和在什么粒度可以开始丢尾矿。若粗粒级既不能得到精矿又不能丢尾矿,就应将全部试样均重新破碎到较小粒度后重新开始试验。如果粗粒级可以得精矿，但不能丢尾矿，就应将中矿和尾矿合并作为“跳汰尾矿”,送下段选别,如果同时可以丢出尾矿,就可仅将中矿送下段选别。若跳汰只能丢尾矿,则它仅起预选即初频富集作用。 图2所示流程第二部分，是细粒选别段，主要设备为摇床,试验的主要任务是：（1）如果+2毫米各级均未能丢出可以废弃的尾矿就需要继续探索丢尾起始粒度；（2）确定最终磨矿粒度；（3）最后选定设备,特别是中粒部分的选别设备。例如,-2+0.5毫米级也可以改用摇床选；又如,如果中粒跳汰在流程中的作用是预选,就还应考虑改用圆锥选矿机的可能性。[next] -75微米矿泥选别流程，在图中未绘出。目前国内最常用的流程是：先用旋流器分级；大于38微米的粗泥送到刻床摇床选别;小于38微米的细泥用离心溜槽粗选,皮带溜槽精选。矿泥中金属主要分布于较粗级别中时,也可直接采用自动溜槽或普通溜槽粗选，皮带溜槽精选，事先不一定要分级。 探索性试验结束后，须重新取一份数量较多的试样，按所选定的流程做正式流程试验,以便取得可作为设计依据的工艺指标。 三、重选试验设备 为了在实验室条件下预演今后的生产过程,做到可根据试验设备的尺寸、处理量、操作参数和选别指标正确地判断和预测工业设备的相应参数和指标，必须正确地遵循相似理论，以生产设备为原型,依照一定的缩尺来设计和制造试验设备。通过对一些设备的模型试验相似原理的研究得知，原型和模型的比尺不能过大,即试验设备的尺寸不能过小，比尺过大时实际上将无法满足所要求的相似条件。例如,从理论上讲模型最好是正态相似，也就是说，它的长、宽、高等尺寸应最好按同一比例缩小，实际上在许多情况下缩尺一大就做不到,其中一个很重要的原因是矿粒的尺寸不允许按比例缩小。因而对于为选矿厂设计提供依据的重选流程试验,目前一般倾向于半工业型的试验设备。 （1）超小规模试验设备流程试验前可用一些处理量极小的设备做一些探索性试验，我们将其取名为超小规模试验，试验目的是观察矿物的解离状况和用重选法处理的可能性。最早期的此类设备为人工淘砂盘,只要其中含有足够量的重矿物则几克试样就可做试验，显然分离好坏与操作者的技巧有很大关系,能熟练地使用它的人并不多。当今受到人们注意的是震动淘砂盘,如莫兹莱（Mozley）淘砂盘。这实际上是一种斜置的震动溜槽,带两种盘面，10到100微米的试料适合于用平盘面,而100到2000微米的试料适宜于用夹角为165°的U型盘面,用类似于摇床上的曲柄机构传动。每次用料50~100克，预先润湿后给到接近盘面工端处，矿粒在震动作用下分层，冲洗水由上部给入，将上层轻矿物冲至尾部排出，机械运动则使底部的重矿物上移,中矿则分布于盘面尾部，选别约持续3~5分钟，停机后用洗水依次冲出重产品和中间产品，分别收集，称量，化验。 （2）重介质选矿试验设备重介质选矿试验，通常是从密度组分分析(主要是重液和重悬浮液分离试验)开始。为了提供正式的设计依据,还必须进一步在模拟生产性设备结构和形式的连续性试验装置进行正式试验。 （3）跳汰机金属矿选矿中，跳汰机主要用于处理20~0.5毫米的粗粒。目前国内实验室型跳汰机中应用最广的是150×100和300×200毫米的隔膜式,但各单位还保留了一些过去生产的或国外购进的设备,如50×50毫米的隔膜跳汰机，150×150和300×200毫米的活塞跳汰机,以及尺寸较大的300×300毫米下动型圆锥隔膜跳汰机和450×300毫米上动型隔膜跳汰机。试制的还有对生产原型缩尺为2的梯型跳汰机。所有较小的设备适用于实验室小型试验和精选试验；较大的设备用于实验室流程试验或中间试验。 （4）摇床 摇床的有效选别粒度为2~0.038毫米。试验用摇床的规格大致分三类:1）长×宽约1×0.5米的小型试验摇床；2）长×宽约2×1米的半工业型摇床；3）长×宽为4.5×1.8米的工业型摇床。应用最多的是第二类。如果不是进行专门的设备试验，则不论使用哪种床头都是可以的。床面形式与工业设备类似,粗粒用带来复条的床面，细粒用刻槽床面。 （5）螺旋选矿机螺旋选矿机的有效选别粒度为2~0.075毫米。实验室使用的是小尺寸的工业设备，直径0.6米左右。 （6）尖缩溜槽（扇形溜槽和圆锥选矿机）尖缩溜槽可处理的物料粒度范围比螺旋选矿机宽，为3~0.038毫米。不论今后生产设备为扇形溜槽还是圆锥选矿机，实验室试验只能使用扇形溜槽,原因是圆锥选矿机处理量太大。常用的试验溜槽尺寸为：长600×1000毫米，给矿端宽150×300毫米，尖缩比（给矿端同排矿端宽度比）20左右，倾角15~19°。 （7）离心选矿机和皮带溜槽离心选矿机是一种公认有效的矿泥粗选设备，最佳选别粒度为38~19微米。实验室最常用的设备尺寸为Ф400×300毫米。皮带溜槽通常同离心选矿机配套，用于精选。工业设备尺寸为宽×长=1×3米，试验设备仅宽度缩小，长度一般不改变。 （8）横流皮带溜槽横流皮带溜槽最有效选别粒度为40~20微米。据称作业回收率可达70%以上，5~10微米级的回收率亦可达到50%。富集比达20以上。目前国内生产的试验溜槽尺寸为700×1200和1200×2750毫米两种。[next] 四、重选工艺因素的考查 重选试验中需要考查和调节的工艺因素有以下几类： （1）负荷：即与给矿有关的因素,包括给矿量或体积负荷,给矿浓度和给矿压力(当给矿为压力流时)等。 （2）水量：包括给矿补给水、分级机和跳汰机等设备的筛下补给水以及流膜选矿过程中的冲洗水等。 （3）介质和床层：如悬浮液的流变性质，跳汰机的床石组成和床层厚度等。 （4）设备结构参数：跳汰机的结构参数一般由制造厂家确定，选矿工艺试验中一般不再调节，流膜选矿设备需调节的结构因素一般仅为坡度；水力旋流器的结构参数则几乎全部是可调的。 （5）设备运动特性参数，如大多数往复运动机构的冲程和冲次均是常需调节的主要操作因素。作回转运动的设备则需考查转速的影响。 （6）作业时间。 五、重选试验结果的评价 除了品位和回收率等一般工艺判据以外，还常使用(1)粒级回收率和(2)分配曲线评估重选过程的效率。 粒级回收率是指分粒级计算的各个粒级的有用成分(如金属)在各个产品中的回收率(即分配率)。借助粒级回收率可以判断不同设备对不同粒级的分选效率。 分配曲线是不同粒级（对分级作业）或不同密度组分（对重选作业）在粗和细或重和轻产品中分配率的图示。分配率ε可按下式计算： (1) 式中 γ —产品的产率； α和β —原矿和产品中某组分的含量。 由于分配率和回收率的概念本来就是一致的,因而其计算方法也是一致的。只不过计算回收率时含量指标(α和β)是指金属或其他有用成分含量（按化验结果）；计算粒度分配曲线时,$和#是指某一特定粒级在原矿和产品中的含量；对密度分配曲线，则为某一特定密度组分在原矿和产品中的含量。 图3所示为某金刚石重介质选矿分配曲线，曲线上各点，代表各种密度矿粒在精矿中的分配率。在尾矿中的分配率曲线，图上未画出。它应是精矿分配曲线的倒影。在理想情况下密度大于分离密度δP=δ50的矿粒在精矿中的分配率应为100%，而密度小于分离密度的矿粒在精矿中的分配率应为零，只有密度恰好等于δP的矿粒的分配率应为50%。实际分选过程中，分离密度是波动的,相应于分配率为50%处的密度仅代表着分离密度的平均值。波动幅度愈大，轻重矿粒相互混杂的中间密度愈宽，代表着分选效率愈低，故常用“偏移距”Ep(分离密度平均偏移距离)度量分选效率： (2) 式中 δ75和δ25 —分配率为75%和25%处的比重值。 偏移距亦常称特龙普（Tromp）指标。图3 分配曲线
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