重介質選礦

重介質選礦技術早在20世紀20年代初期就已經發展，首先應用於從煤中分選出頁岩，獲得成功後，不斷得到發展。尤其是20世紀60年代至90年代，美國、蘇聯、澳大利亞、巴西、德國和日本等國都非常重視這項技術的發展，曾經進行了大量的研究，研究出了形式多樣的分選設備，不斷改進過程穩定性的控制方法和介質的回收系統等，使該項技術越來越廣泛地得到應用。實踐證明，重介質選礦技術具有一系列優點，主要是：①分選精度高；②選別粒度範圍較大；③在預選中丟棄廢石的效率高；④分選過程無污水排出，可減小環境污染。

重介質選礦的發展趨勢是：①分選設備的處理量不斷增大；②選別物料的範圍擴大；③越來越多采用耐磨材料製作分選機的筒體或槽體，給礦口和排礦口襯裏，提高設備的耐磨性；④不斷完善介質回收工藝，並採用先進的控制技術穩定操作過程。重介質選礦技術已廣泛應用於選別黑色金屬、有色金屬、稀有金屬、非金屬礦物和煤等，獲得了良好的效果。 ^[2] 

通常將密度大於水的介質稱為重介質。在這樣的介質中進行的選礦稱為重介質選礦，它是按阿基米得原理進行的。

任何物體在介質中都將受到浮力的作用，浮力的大小等於物體排開的同體積介質的重量，即

顆料在介質中的有效重力

與重力加速度

分別為

式中V——礦粒的體積，m³；

δ——礦粒的密度，kg/m³；

ρ——介質的密度，kg/m³；

g——重力加速度，m/s²。

可見，

及

均隨

的增大而減小。

在重介質中，當δ>

時，

為正，與g的方向一致，礦粒將向下沉降；而當δ<

時，

為負，與g的方向相反，礦粒將向上浮起。因此，為使分選過程能有效進行，重介質密度的選擇應在礦石中輕、重兩種礦物的密度之間，即

。在這樣的介質中，分選完全屬於靜力作用過程，流體的運動和顆粒的沉降不再是分層的主要作用因素，而介質本身的性質倒是影響分選的重要因素。 ^[3] 

離心選礦機是在離心力場中對礦粒羣進行重選的設備，是一種高效率的重選設備之一。據記載，世界上最早的工業用離心選礦機是亨蒂（Hendy）選礦機，它於1888年獲得專利權，並在美國加利福尼亞州的黃金礦山中使用。隨着現代科技的迅速發展，多種新型的離心選礦機已經問世，大體上，現代離心選礦機可分為兩大類型，即卧式離心選礦機和立式離心選礦機。

為了提高複雜、難選礦石的回收效果，在重選設備的基礎上，引入磁場，形成了複合力場分選設備。北京科技大學採用新型的低場強自重介質跳汰機，按再磨——自重介質跳汰——脱硫浮選和再磨——脱硫浮選——自重介質跳汰2種選礦工藝流程，對程潮鐵精礦進行了製取海綿鐵原料的小型試驗。結果表明，低場強自重介質跳汰機有明顯的提質降雜作用。河北理工大學資源環境學院和北京科技大學應用一種融磁選、跳汰和重介質分選原理於一體的磁鐵礦精選設備低磁場自重介質跳汰機，處理首鋼水廠給礦品位為61%至64%的鐵礦，可得品位為68%以上的鐵精礦。在包鋼選廠給礦品位為59%的情況下，可得品位為64%以上的鐵精礦，實踐表明該設備對磁鐵礦有較好的精選效果。 ^[2] 

從原理上看，重介質選礦是嚴格按密度分選的，與礦粒的粒度與形狀無關，所以介質常表現出較高的粘度，嚴重影響顆粒的沉降速度。若給礦粒度大，重礦物沉降快，對分層精確性的影響倒不顯著；但若給礦粒度小，則往往因有一部分粒度小的重礦物顆粒未來得及沉降到底部，便被介質帶到機外，從而降低了分選效率。因此，在分選前預先篩分出細小礦粒還是必要的。

受加重質自身密度的限制，懸浮液難以達到很高的密度，通常只能比輕礦物密度略高一點，故重介質選礦不能獲得高品位的最終精礦，而只能選出密度低的單體脈石或採礦過程混入的圍巖，從而作為預先分選作業使用。對煤來説，通常多采用磁鐵礦粉作為加重質。因其配製的懸浮液密度範圍較寬，完全能夠滿足分選各種煤炭使用，而且便於回收。對有色金屬礦石，最適合於處理有用礦物為集合體嵌布或粗粒嵌布的礦石。這類礦石經中碎後，即有大量單體脈石產出，用重介質選礦法將其除去，使之不再進入磨礦和分選作業。從而可大大降低生產成本並提高選礦廠的處理能力。對於井下開採的鐵、錳礦石，利用重介質選礦法可預先除去混入的圍巖，恢復地質品位。重介質選礦法已在我國用於處理鐵、錳、錫、鎢等礦石。 ^[3]