针对现代矿物特点的细粒重选跳汰选矿设备

　　随着资源的不断开采，现代矿山不得不对日益贫、细、杂的矿物以及长期以来堆积的数以亿吨计的老尾矿进行开发，而现有的重选设备在处理该类矿物面 前要么效率低下，要么毫无经济效益可言。保持现有矿山的长期稳定发展，除了寻找新的资源之外，对现有重选设备进行改造、开发研究新的重选设备就成了至关重 要的一个途径。长期以来，市场上一直试图开发研究一种能够针对现代矿物特点的产量 高重选设备，以其大处理量、低消耗来为现代矿山创造效益。
       然而时至现在，设备的开发研究仍然不够理想。要么处理能力达不到，要么富集能力不够，要么在机械设计与制造上存有缺陷，要么控制水平与技术不过关。总之设 备的应用范围窄，效率不高。因此开发研究重选设备已经成为一个相当迫切的现实问题，探讨研究重选设备已经是时代的要求。本文意欲通过对现有主要重选设备的 分析探讨，追寻细粒重选设备的较为准确的研究方向。
　　重选理论发展至今，选别矿物的理论基础不外乎三种基本原理。一是垂直重力场中矿物粒群按粒度分层、分离原理，二是斜面重力场中矿物按密度分层、 分离原理，三是离心力场(回转流)中矿物颗粒按密度分层、分离原理。在垂直重力场中，矿物颗粒要么按自由沉降速度差分层，要么按干涉沉降速度差分层，要么 按颗粒悬浮体密度差分层，或在上升水流中不同密度矿物粒群分层。应用该原理的主要设备有跳汰选矿机、 重介质选矿机等。在斜面重力场中，矿物借水流沿斜面流动使有用矿物和脉石矿物相分离，重矿物滞留在选矿工作面上，借冲洗水排精，轻矿物则悬浮于重矿物之上 而随水流流走，实现轻重矿物的分离，应用该理论分选的主要设备有溜槽、螺旋选矿机、圆锥选矿机、摇床等。在离心力场中，矿物的分选借助设备产生机械回 转，利用回转流产生的惯性离心力，借不同粒度或不同密度矿物颗粒实现分离。其回转运动有两种方法，一是矿浆在压力作用下沿切线给入圆形分选容器中，迫使其 作回转运动，另一种是借回转的圆鼓带动矿浆作圆运动，矿浆呈流膜状同时相对于鼓壁流动;应用该原理进行分选的重选设备主要有离心选矿机、水力旋流器、旋分 机等。
　　近二十年来，外致力于微细粒矿物重选回收技术的研究，也取得了的成功，如利用离心力或机械剪切力的 作用来强化矿泥的重选，比较地降低了矿物的回收粒度下限，但重选理论的发展严重滞后于重选设备的发展。对于微细或超细难选矿泥泥膜而言，建立的复 合力场，强化分选过程，提高分选效能，降低矿物回收粒度下限和改善连续排矿效能应是一种基本的研究方向。作为复合力场的一种作用力，应用离心力越来越 被认为是一种重要的发展途径，有人甚至认为离心选矿机将是下一代的重选设备。微细粒矿物在分选时，粘滞阻力增加，沉降速度下降，轻重矿物的速度差减 小，所以在一般的重力场中进行微细粒的分选，要么效率低下，要么极为困难甚至无能为力;而应用剪切运动产生的拜格诺力进行分选，分选的单位面积处理能力又 很难令人满意，因此必须引入离心力场来强化重选过程。
　　处理现代矿物，所需的设备必须要具备以下几个特点：
　　(1)处理量大，现代的矿物处理客观上要求以规模效应来创造效益。
　　(2)对微细粒级效果显著，特别是对-0.037mm粒级要效果明显，原有设备基本上能保证+0.037mm粒级的回收。
　　(3)富集比较高，选别指标好。
　　(4)功耗低。
　　(5)结构简单，便于维护。
　　垂直重力场中，跳汰机的应用至今仍然很广，它属于深槽分选作业。所以列出5种类型的跳汰机，表明波形对矿物的分选是一个至关重要的因素，锯齿波 和梯形波对矿物的处理粒级下限就有着积极的作用。现代的斜面流选矿主要以薄层水流处理细粒和微细粒矿石，也称流膜选矿。处理细粒级的流膜具有弱紊流流态特 征，如摇床、圆锥选矿机、螺旋选矿机等;处理微细粒级的流膜则呈层流流态，如矿泥皮带流槽、加层摇动翻床。尽管该类设备有一个比较致命的弱点-单位面积的 处理量不大，但它们对细粒和微细粒级的物料选别比较，可以从设备的多层化角度加以考虑设计开发。
　　离心力场一直被认为是一种具有较大发展潜力的力场，但它存在着一些的弱点，物料在离心力的强大作用下，连续排矿问题就令人头疼，，虽然许多科研 技术员也一直在致力解决这一问题，也取得了的成绩，但较大的功耗及成本也使选厂望而却步。从以上的分析及所列可以很清楚地看出，单一的作用力场已经远 远不能满足现代矿物的处理要求，开发大处理量的细粒重选设备，在斜面重力场中是比较困难的，而在垂直重力场与离心力场则相对容易实现，这给我们一个启示： 大处理量可能通过离心力场的引入或“深水层”的介入来加以实现。所以开发的现代设备必须同时具备几种作用力场，向复合力场的方向发展，以下为一些较为成功 的力场组合研究，希望能给选矿技术员些许启发和启示。
　　1)离心力场+垂直重力场。离心跳汰机就是一个很典型的例子，它是重选领域的一项新技术，由于它基于高离心强度及高频低幅脉动，在深层矿浆中实 现选别，所以具有处理粒级宽、回收粒度细、生产能力大的优势。它的选别下限可达10-15μm，这对于选矿厂重矿物的泥化流失有重要意义。虽然离心跳汰存在着许多问题，如前苏联的离跳采用复杂的棘轮机构来排精矿，但仍然排出不畅;云锡式离跳严重泄水，床层不均;英国的离跳锥形筛网选别不稳定;美国的离跳难 以提高强有力的高频振动与强大离心力配合作业，但离跳毕竟已经进入工业应用，在澳大利亚的雷尼森锡选厂已成功应用。既然离心跳汰能在雷尼森选厂站住脚，能 提高经济效益和指标，那么用于现行的尾矿再选处理就有比较积极的意义。对于从事离跳研究的技术员，必须要借鉴外研究的成败得失，在寻求离心跳汰成功之 路上不断思索，从结构、操作、工艺等几个方面多作文章，认清离心跳汰的真正规律。
　　2)离心力场+斜面流力场。多重力选矿机(MGS)是一个较为典型的代表，它的原理可看作把一台普通的摇床卷成滚筒，滚筒旋转，当矿物颗粒沿着 床面水层运动时，就受到了高于通常重力许多倍的作用力。与普通摇床相比，这种方式可使较细粒级矿物的回收率明显提高。这种方法使回收粒级降低得到可能。与 卧式离心机相比，它具有以下特点：
　　(1)MGS的正弦波轴向运动提供了附加剪切作用并提高了矿粒的流动性。
　　(2)特制的耙矿器不停地进行再次富集并运送回收到的中矿物。
　　(3)转鼓的速度相对较慢。
　　(4)能连续作业。
　　MGS已于1989年在英国锡选厂进行试验并获得成功，它在处理超细粒级方面已取得令人较为满意的效果。实际上，力场的组合还有很多成功的例 子，在此不一一列举，我们可以把很多力场引入重选设备中，只要能够提高矿物的回收率以及富集比，提高矿物的处理能力，提高矿物的回收粒度下限，都不失为一 种新型的细粒重选设备。
　　细粒重选设备的开发研究是一个比较复杂艰难的课题，它涉及到选矿学、流体力学、水力学、机械动力学、物 理学等多个学科，是一个综合性、应用性很强的研究课题开发研究细粒重选设备，必须注意：力场的选择对细粒的回收起着关键的作用。处理细粒级矿物应以引进离 心力场为佳。力场的组合是一个较为简单可行的方法，要善于摆脱思维的束缚，敢于提出新的组合方案。设备的研究开发是一个周期较长的过程，要敢于大量实践， 从失败中寻求成功之路。