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重力选矿的历史及在我国的发展介绍

信息来源:本站    日期:2012/10/23    人气:    标签:

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一、重选的历史 

   重力选矿是按矿物密度差分选矿石的方法,在当代选矿方法中占有重要地位。它的发展历史悠久,从古代人类开始知道利用金属材料的时候,就使用兽皮在河溪中淘洗自然金属或天然矿物。以后又用木制的溜槽进行分选。大约在400余年前出现了原始型式的跳汰机,但那时的生产还是作坊式的。18~60年代西方发生了产业革命,对金属原l料的需求量日渐增加。同时蒸气机的出现又为机械化生产提供了动力,于是重选作为一个产业部门而出现1830-1840年问在德国哈兹(Harz)矿区出现的早期活塞跳汰机继续得到改进而被推广应用。1892年又发明了大型的风力驱动的选煤用鲍姆跳汰机(Baum jig)。1890年美国制造了第一台选煤用打击式摇床,1896-1898年A·威尔弗利(Wilflev)发明了现代型式的摇床。尽管当时摇床还被视作溜槽的一种,称作淘汰盘,但以后则以其独特的分选方式而自成体系。随着摇床的出现,选别前的分级,脱泥等准备作业也广为应用。由此可见,重选的主要工艺类型·分级、跳汰、摇床、和溜槽选在19世纪末便已基本形成了,并成为当时几乎是唯一的选矿方法。

  到了20世纪初一泡沫浮选法兴起,。同时弱磁场磁选机在1890年制成后也获得推广。它们在处理微细粒嵌布硫化矿和磁铁矿方面取得优越的效果。重选的地位相对有所降低,.但在矿石的处理量方面仍然超过浮选法和磁选法。20世纪初经过一段停滞之后,重选法继续向处理粗粒,提高分选效果和强化分离过程方向发展。1927年开始用重介质选矿法分选块煤,1936年美国马斯科特(Mascot)矿山首次用重介质法分选铅锌矿石。1939年在荷兰开始使用水力旋流器进行浓缩和分级,从而将离心力引用到选矿工艺中。1941年美国人I.B.汉弗莱(Iiumphreys)进而制成了螺旋选矿机,自此,重选突破了原有垂直流和斜面流两种分选模式,增加了静力分选和回转流的应用。奠定了现代重选工艺的基本格局。

  重选的优势在于它处理的矿石粒度广泛,它能够分选其他选矿法无能为力的粗粒矿石。重选设备一般来说结构简单、易于制造,生产中不耗用贵重的药剂,同时排出的废弃尾矿对环境也少污染。在60年代以后随着人们对生态平衡的重视和70年代中期能源危机的出现,加上富矿日益减少.贫矿增加,重选的优越性又重新得到肯定,出现了新的发展趋势.突出地表现.在对粗粒矿石的预选应用和微细矿泥的分选上。近年出现的多种动态重介质分选机和流膜选矿设备是这种发展的标志。新的重选设备正在向着大型化、多层化和离心力的应用方向发展。重选的理论研究要比生产发展滞后一些。牛顿的流体惯性阻力公式和G.G.斯托克斯(Stokes 1851)的粘性阻力公式为研究颗粒在介质中的沉降速度奠定了基础。P.R.雷廷智(Rittinger 1867)最早根据牛顿阻力平方公式导出了球形颗粒在介质中的沉降束速公式。R.H.理查兹(Richards 1903)研究了干涉沉降和跳汰选矿理论问题。A.M.高登(Gaudin 1939)对跳汰分层提出了加速度运动学说,同时研究了斜面流分选原理。这些研究都是基于流体的动力作用提出的。1947年德国人 E.W.迈耶(Mayer)则从静力学角度提出了分层的位能学说,形成了分层理论研究的动力学体系和静力学体系两个派别。对重选理论与实践进行了系统整理的要算苏联学者n.B.利亚申柯

  (ДЯЩeHKo),他于1940年出版了专著《重力选矿法》。内中列有许多他自己的研究成果。重选自此以后在选矿领域内开始自成体.系,不断地有专门论著问世。

  重选的早期理论研究多数侧重于对工艺现象的解释,而且力图用简单的概念表述过程的本质,观点也多有不同。本世纪50年代以后,开始采用现代测量技术,包括快速摄影,放射性同位索定位以及光学测量等方法对颗粒及介质的运动进行直观描述。但是要想把这些观测结果作出解析表达,则迄今很少做到。

  时至今日,除了颗粒沉降问题以外.多数工艺原理仍未取得很清楚的定论。难以作出定量计算。于是近年来又开展了以概率统计和模拟相似为基础的研究。通过对过程变量的统计分析或对本质认识的引伸,建立起经验的数学模型或理论的相似关系式,以此作为生产计算、控制或设备放大设计的根据。重力选矿也正因此从经验的工艺技术走向科学化、数学化的道路。

    二、重选在我国的发展

  我国是最早使用金属器具的国家之一。在古代金属原料的来源除了部分来自陆上富矿床外,还有大量来自河溪、海滨的砂锡、砂金和砂铁矿床。这些砂矿都要经过洗选富集才能进行冶炼。

 根据论证,最早采用的淘洗工具是一种特制的木盘。湖北铜录山矿冶遗址出土的“船形木斗”就是两千多年前淘洗工具的代表。到了宋代则改用木制溜槽。朱或在《萍州可谈》卷2中记载“登.莱金坑户止用大木,锯剖之,留刃痕,投沙其上,泛以水,沙去,金著锯纹中,甚易。得”。及至到了明、清年问洗选又有发展。清严如煜《三省边防便览》卷9《山货》中记载了南郑(汉中)采用淘床选金的情况。淘床用木做成,四周有边框。淘床上面放置一圆竹筐,将沙倒入筐内,一面注水,一面掀簸沙筐。金从筛底细缝透下,落在淘床上,淘床上安置有刻槽的木板,进一步将金粒选出。至于砂锡的洗选,明代宋应星著《天工开物》卷14中曾有记载“凡锡有山锡、水锡两种……。水锡衡永出溪中。广西则出南丹州河内,其质黑色粉碎。南丹河出者.居民旬前从南淘至北,旬后又从北淘至南,愈经淘取,其砂百年不竭”。说明了当年采锡的盛况及资源的丰富。同上《天工开物》小还有砂铁的采选记载.

  我国的重选工艺到了清代已有相当的发展,形成了规模颇大的作坊式生产。只是在封建制度统治下,生产技术难得进步。到了本世纪初,西方工业技术被介绍到中国。从本世纪初开始弓f进摇床等设备,并在云南个旧地区建立起了机械化的锡选矿厂。但生产发展仍很迟缓。直到新中国成立后.重选才以真正的工业规模大发展起来,新中国成立初期即在我国的钨、锡生产基地云南、江西等地建立起多座大中型重力选矿厂,并有一批处理稀有金属砂矿的重选广投入生产。60年代以后,’重选法被推广应用于处理铁矿石,并在铅、锌、锑有色金属矿山建立起重介质预选车间。70年代以后大量推广采金船工艺,取代旧式的人工选金生产。重选法还在建材、化工特别是煤炭工业中得到广泛的应用。.  我国的重选技术目前已达到相当高的水平,用重选法生产的钨、锡精矿产量在世界上占有重要地位,各项生产指标与先进国家相比并无逊色。我国还自行研制了处理微细粒级的离心选矿‘机、振摆皮带溜槽等设备,组成了不同于国外的矿泥生产工艺。但是与工业先进国家相比,在技术管理上、在材料和能源消_耗上尚.有差距,还须进一步努力,以期全面达到世界先进水平。

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