重选的实质概括起来就是松散→分层→分离过程。将待分选物料置于分选设备内形成散体物料床层,使其在重力、流体浮力、流体动力、惯性力或其他机械力的推动下松散,目的是使不同密度颗粒发生分层转移。分层后的物料层在机械作用下分别排出,即实现了矿物的重力分选。
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。流体的松散方式不同,分层结果也受影响。各种重选工艺方法的工作受到以下重选基本原理的支配:
1、颗粒及颗粒群在介质中的沉降理论。
2、颗粒群在垂直流中按密度分层的理论。
3、颗粒群在斜面流中的分选理论。
4、颗粒群在回转流中的分选理论。斯托克斯等研究了球体颗粒在流体中运动时所受到的阻力,奠定了重选的理论基础。
有关颗粒群在垂直流中按密度分层的理论,最早是从跳汰过程入手研究的。雷廷智(P.Rittinger)于1867年提出床层按自由沉降末速分层的假说。之后,门罗(H.S.Munroe)于1888年提出床层颗粒按干涉沉降分层的假说;里恰兹(R.H.Rchards)于1909年提出了吸啜作用分层假说。高登(A.M.Gandin)于1939年又进一步提出了初加速度分层假说。倍尔得于1947年针对跳汰选煤给料粒度范围很宽的事实,提出了重介质作用假说。迈耶尔(F.Mayer)于1947年认为,床层适当松散时的物料按密度分层是一个位能降低的过程,应该是一种必然的趋势。
厚层斜面流分选,松散床层的基本作用力是斜面水流的紊流脉动速度。斜面流薄流膜层流分选主要用来处理细粒和微细粒级物料,是将“拜格诺剪切分散理论”引人薄流膜选矿,为薄流膜层流中颗粒分散机理提供了依据。
颗粒群在回转流中的分选,尽管介质的运动方式与斜面流不同,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。
现在,重选理论的发展方向基本上有两个。定性颗粒运动理论是研究单个颗粒在介质中运动时的受力情况,列出并解出运动微分方程,得出运动规律,以此来判断不同性质颗粒被分选的可能性。由于实际遇到的问题大都涉及粒群,颗粒运动理论很难考虑颗粒碰撞和其他颗粒的存在的影响,往往只能得出定性的规律。统计模型理论则是把具有同一性质的颗粒视为一个整体,以实验为依据来建立描述粒群运动的数学模型,研究不同性质粒群所组成的悬浮体运动规律的差异,从而判断其被分选的可能性。统计模型理论较客观地反映了实验范围内粒群的统计运动规律,涉及的数学问题较简单,实用性强。
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