近年来科学工作者发现,在电磁波谱范围(见图1)内的各种电磁波都可为拣选所利用。虽然不同的电磁波产生的机理不同(无线电波是由振荡电路中自由电子的周期性运动所产生的;红外线、可见光、紫外线是由原子的外层电子受激发后所产生的;χ-射线是由原子内层电子受激发而产生的;γ-射线是原子核受激发后产生的),但它们都服从电磁波的共同规律。不同电磁波的频率及波长不同,表现出不同的特性,能以不同的形式为拣选所利用。
根据拣选所用辐射源的波长进行的拣选法分类表见表1。表中分七大类、13种拣选方法。根据电磁波谱图可以看出,各种电磁波的波长范围已经衔接起来。所以分类表中各类别的波长划分界限并不十分严格。表中第二类的中子流,其特性似与其他电磁波不完全相同,它有明显的质量,因为中子是粒子,但根据近代物理对微观粒子运动规律的研究得知,不仅光有波粒二象性,微观粒子也有波粒二象性。根据中子的质量和速度,就可以求出其波长,所以利用中子的拣选法也列入了表1中。[next]
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一个矿区的矿石是否可以用拣选方法拣出大块废石或大块有用矿石,主要由矿石特性所决定。根据矿石的不同特性,相应有不同的拣选方法。
现将各种拣选方法所共同要求的矿石特性及主要拣选方法的理论基础简述如下。
一、矿石特性对拣选的影响
影响拣选可选性的矿石特性主要有:矿石中有用组分分布的不均匀性;矿石的粒度组成特性;拣选所利用的分选特征与矿石中有用组分的相关程度。
(一)矿石中有用组分分布的不均匀性
有用组分在矿石中分布的差异是拣选的基础。有用组分在矿石中的存在形式、有用矿物在矿体中的分布特性(是粗粒嵌布还是浸染状分布)、矿体的形状、大小以及矿体与围岩的接触状态等不同情况,使采出矿石的品位分布有很大差别,对能否进行拣选及拣选可能获得的工艺指标有重要的影响。
大型海相沉积矿床的矿化均匀,其采出矿石的品位差别很小,不能进行拣选。热液矿床、脉状矿床、矿体形状复杂及矿体薄的矿床,其矿化不均匀,采出矿石的品位差别很大,易于进行拣选。
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图2显示了几种矿化均匀程度及矿体形状的图形。其图a中,有用矿物呈均匀浸染状分布于矿体,矿石不可选;图b中,有用矿物呈粒状嵌布,矿化不均匀,可以进行拣选;图c中,矿体小,形状不规则,矿体与围岩界限明显,易选;图d中,矿体薄,矿体与围岩界限明显,易选;图e中,矿体厚,矿体与围岩界限不明显,难选。所以,从矿山地质情况就可初步推算出拣选的可能性。
矿石采出后,为了解有用元素品位分布的不均匀程度,而需取数百块有代表性的矿石,逐块进行品位测定,然后计算各矿块品位与原矿品位的平均相对偏差M。根据M值的大小,可从数量上评价矿石品位分布的不均匀性,其公式为
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还可以利用可选性曲线来评价矿化的不均匀性。这种方法较简单明了。首先,根据可选性曲线的形状,就可定性地评价拣选的难易程度。图3为几种典型酌可选性曲线图,其中a为矿化非常均匀的矿石,各个矿块有用组分的品位都等于原矿品位,无法进行拣选,d为极易选矿石,矿石由一大部分废石( 或品位极低的贫矿石)及一小部分品位很高的矿石组成,易于进行拣选;图b、c为一般矿石的可选性曲线,其中b为难选矿石,c为易选矿石。
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(二)矿石的粒度特性
拣选是粗粒级矿石选矿的一种方法。不同的拣选方法和设备所处理的矿石粒度各有一定范围。在矿石可选性确定的前提下,入选粗粒级产率愈大,能拣选出来的废石就愈多,拣选的经济效益就愈明显。
影响采出矿石粒度组成的主要因素有。矿石、岩石的物理力学性质;矿石、岩石的非均质性、节理和裂隙性;开采时的爆破参数;矿石从采场到分选机的输送方式和环节。前两种为矿石的自然特性,后两种可以人工控制。
根据岩石强度和裂隙特性,可参考表2所列数值粗略估计粗粒级产率。