秦廣林

（山東黃金礦業(yè)科技有限公司選冶實驗室分公司，山東 煙臺 264000）

隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)和利用，現(xiàn)代礦山不得不面臨礦石日益難選的局面。同時，由于以前選礦工藝較為落后等原因，我國目前積累有大量的老尾礦，若采用合理的工藝將這些尾礦加以開發(fā)利用，可以使之變?yōu)榫薮蟮纳鐣敻?；若廢棄不用，不僅污染環(huán)境，還占用大量的耕地，更是對資源的極大浪費。重選作為一種古老的選礦技術(shù)，以選別過程簡單，處理粒度范圍寬，環(huán)境污染小等優(yōu)點，在選礦中占有重要地位。在學(xué)者不斷的探索和研究下，我國細粒礦物重選技術(shù)獲得了長足的進步，主要表現(xiàn)為細粒重選設(shè)備及理論的不斷涌現(xiàn)。

1 細粒重選理論評述

在重選過程中，隨著礦物顆粒的減小，其表面積增大，礦物表面特性的影響明顯增強，礦物顆粒的行為表現(xiàn)為凝聚或分散。同時，細顆粒礦物在介質(zhì)中運動時，物理分選力相對于粘滯阻力而言，其影響較弱，這使得在分選區(qū)域內(nèi)，脈石礦物與目的礦物不能產(chǎn)生足夠的位移差，從而較難甚至不能達到有效分離的目的。根據(jù)拜格諾1954年的研究發(fā)現(xiàn)，懸浮體在層流狀態(tài)下運動時，固體顆粒

到連續(xù)剪切作用足夠大時，分散壓力與礦粒在介質(zhì)中的重力達到平衡，顆粒呈懸浮狀態(tài)。如圖1所示。

圖1 拜格諾的層間切力和層間斥力示意圖

在上層水流的作用下，首先達到平衡狀態(tài)的輕質(zhì)礦物容易發(fā)生位移。在此原理基礎(chǔ)上，一些有軌道剪切力的流膜選礦設(shè)備應(yīng)運而生。常用的流膜選礦設(shè)備有懸振錐面選礦機、橫流皮帶溜槽、BM選礦機等。

離心力選礦是目前細顆粒重選的一種有效的分選方法。由于微細顆粒其本身質(zhì)量小的原因，在單一的重力場中實現(xiàn)分離是很難的，甚至是難以實現(xiàn)的。為了加強重選分離效果，采用離心力代替重力是一種有效的方法。常見的離心力選礦設(shè)備有：Falcon和Knelson選礦機、云錫式選礦機等。

研究證明，適當(dāng)?shù)拇瓜蜻B續(xù)或脈動水流可以使粒群松散。所以若礦物顆?！吧钏畬印敝挟a(chǎn)生垂直振動和離心力場中的“徑向”運動，既可以保證粒群的有效松散，又可實現(xiàn)脈石礦物與目的礦物的有效分離。

2 細粒重選設(shè)備新進展

自20世紀(jì)60年代以來，國內(nèi)外學(xué)者對處理微細粒礦物重選設(shè)備進行大量的研制工作。其原理主要以流膜重力分選、離心力場作為基礎(chǔ)、附加單向、往復(fù)、振擺及軌道剪切等作用力來強化分選效果。

3 流膜重選設(shè)備

（1）橫流皮帶溜槽。橫流皮帶溜槽克服了在分選過程中缺乏使礦粒松散力的缺點，使選別的富集比大為提高。該設(shè)備較皮帶溜槽在處理能力和選礦粒度下限上均有較大突破。據(jù)資料顯示，該設(shè)備對10～100μm的錫石有較高的富集能力，富集比高達20～40倍。

（2）懸振錐面選礦機。懸振錐面選礦機是昆明理工大學(xué)經(jīng)新開發(fā)出的處理微細粒礦物的重選設(shè)備。該設(shè)備所采用的技術(shù)原理是：在固定斜面鋪展流膜的分選基礎(chǔ)上，引入機械剪切作用，加強拜格諾力的作用，使礦粒群充分松散，并按比重分層。在摩擦阻力的作用下，實現(xiàn)輕礦物與重礦物的運動差異，從而達到到不同比重礦物的分離。據(jù)試驗數(shù)據(jù)顯示，該設(shè)備處理細粒錫尾礦可達到6～10倍的富集比和60%以上的回收率。

3.1 離心選礦設(shè)備

云錫公司首次將離心力引入礦泥選礦設(shè)備中，有效地降低了礦泥的回收粒度下限，是鐵、錫、鎢等礦種礦泥的良好粗選設(shè)備。典型設(shè)備有單轉(zhuǎn)鼓、雙轉(zhuǎn)鼓離心選礦機，雙層及三層離心選礦機，串聯(lián)離心選礦機等。這類設(shè)備對細粒重礦石回收指標(biāo)高，但存在著不能連續(xù)選別，處理量小，富集比低，水電耗量大，操作管理要求嚴(yán)格等缺點。

（1）SL射流離心機是一種連續(xù)排礦的細顆粒重選設(shè)備，其力場特征是以離心力、拜格諾力和高壓水射流強沖擊力所組成的瞬變聯(lián)合力場。該設(shè)備通過在廣西大廠的選礦試驗研究表明，可對-10μm的礦物顆粒進行有效分選。多重力分選機是離心力場和斜面流力場相結(jié)合的可連續(xù)分選設(shè)備，其原理是將普通搖床的水平面卷成圓筒形沿軸線轉(zhuǎn)動，同時在轉(zhuǎn)動的滾筒上再附加正弦波的擺動，整臺設(shè)備平衡性好，不產(chǎn)生振動。

（2）尼爾森（Knelson）選礦機是采用離心作用強化分選的離心選礦設(shè)備，可以提供60倍于普通重力場的離心力場。在此力場所受的密度差也相應(yīng)放大，這樣使得分選更容易。目前，該設(shè)備對金礦的富集比可達1000倍或更高，在我國許多大型黃金生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用，并取得較好的經(jīng)濟效益，如中國黃金、山東黃金、紫金集團、招金集團等。

尼爾森選礦機在分選過程中，流態(tài)化水使床層松散，輕礦物不斷被沖洗水帶走，新給入的重顆粒礦物不斷填補輕礦物離開后所留下的空間，從而使精礦品位不斷提高，可獲得更高的富集比和分選效率。

（3）MGS多重力分選機。是最早由英國研制的，除引入離心力外，還附加可軸向振動，以改善流膜垂直松散作用，用刮板和沖洗水實現(xiàn)了連續(xù)排礦。該設(shè)備同樣存在處理量小、富集比不高等問題。該設(shè)備在英國WhealJean錫選廠中處理-75μm占83.54%含錫1.53%的細粒搖床給礦時，工業(yè)試驗結(jié)果表明，可獲得品位45%的錫精礦，回收率為83%。

（4）Kelsey離心跳汰選礦機。澳大利亞Geogics公司的細粒重選設(shè)備Kelsey離心跳汰選礦機可對比重差為1～1.5的礦石進行有效富集，粒度下限可達到20μm。它的特點是分選深度深，屬于“深水層”細粒級重選設(shè)備。該設(shè)備在加拿大RioKemptville錫選廠進行的試驗研究中表明，在處理粒級為75～200μm，品位為13.5%的錫礦時，得到品位為61.2%的精礦，回收率為97.5%。

4 結(jié)語

（1）細粒重選設(shè)備不斷發(fā)展，使物料的可回收粒級下限不斷降低，但細顆粒重選理論研究相對滯后。

（2）在細粒礦物重選中，復(fù)合力場的應(yīng)用是一個重要的發(fā)展方向，也具有更廣闊的應(yīng)用前景。

（3）在流膜選礦設(shè)備中，軌道剪切理論的應(yīng)用是目前最令人滿意也是最成功的剪切方式；研制富集比高及連續(xù)排礦能力好的離心選礦機是離心選礦機的主要發(fā)展方向；“深水層”理論的應(yīng)用為細顆粒礦物重選提供了新的發(fā)展途徑。