重选基本原理（一）

    （一）概述
    重选的实质概括起来就是松散一分层一分离过程。置于分选设备内的散体矿石层（称作床层），在流体浮力、动力或其他机械力的推动下松散，目的是使不同密度（ 或粒度）颗粒发生分层转移，就重选来说就是要达到按密度分层。故流体的松散作用必须服从粒群分层这一要求。这就是重选与其他两相流工程相区别之处。流体的松散方式不同，分层结果亦受影响。重选理论所研究的问题，简单说来就是探讨松散与分层的关系。分层后的矿石层在机械作用下分别排出，即实现了分选。故可认为松散是条件，分层是目的，而分离则是结果。前述各种重选工艺方法即是实现这一过程的手段。它们的工作受这样一些基本原理支配：
    （1）颗粒及颗粒群的沉降理论；
    （2）颗粒群按密度分层的理论；
    （3）颗粒群在斜面流中的分选理论。
    此外还有在回转流中的分选，尽管介质的运动方式不同，但除了重力与离心力的差别外，基本的作用规律仍是相同的。
    有关粒群按密度分层理论，最早是从跳汰过程入手研究的。曾提出了不少的跳汰分层学说，后来又出现一些专门的在垂直流中分层的理论。
    斜面流选矿最早是在厚水层中处理较粗粒矿石，分选的根据是颗粒沿槽运动的速度差。40年代以后斜面流选矿向流膜选矿方向发展，主要用来分选细粒和微细粒级矿石。流态有层流和紊流之分。一贯认为紊流脉动速度是松散床层基本作用力的观点，在层流条件下即难以作出解释。1954年R.A.拜格诺（Bagnold）提出的层间剪切斥力学说，补充了这一理论上的空白。但同分层理论一样，斜面流选矿要依靠现有理论做出可靠的计算仍是困难的。
    尽管重选理论到今天仍未达到完善地步，但和许多工艺学科一样，它已可为生产提供基本的指导，并可作为数理统计和相似与模拟研究的基础。
    （二）粒群按密度分层理论
    矿粒群按密度分层是重选的核心问题，许多学者提出了他们的认识和研究成果，因而形成了众说纷纭的局面。将各种学说立论观点加以分类，不外出自两种思想体系：一种就是在介质动力作用下，依据颗粒自身的运动速度差或距离差发生分层，可算是动力学体系学说；另一种则是以床层整体内在的不平衡因素作为分层根据，可算是静力学体系学说。这两类学说虽然在数理关系上尚未取得统一，但在物理概念上面可将它们联系起来，取得分层过程的连贯性认识。[next]
    1.分层的动力学体系学说
    A 按颗粒自由沉降速度差分层学说
    这一学说最早由雷廷智提出，他认为在垂直流中，床层的分层是按轻、重矿物颗粒的自由沉降速度差发生。在紊流绕流即牛顿阻力条件下，球形颗粒的沉降末速为。

    关系后，并予以延伸，绘出了不同密度颗粒在同一介质中沉降时，沉降速度随粒度变化的关系，如图1所示。由图可见，要使两种密度不同的混合粒群在沉降（或与介员相对运动）中达到按密度分层，必须使给料中最大颗粒与最小颗粒的粒度比小于等降颗粒的粒度比，即等降比。这便是该学说给出的结论。

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