重選的實質概括起來就是松散→分層→分離過程。將待分選物料置于分選設備內形成散體物料床層,使其在重力、流體浮力、流體動力、慣性力或其他機械力的推動下松散,目的是使不同密度顆粒發生分層轉移。分層后的物料層在機械作用下分別排出,即實現了礦物的重力分選。
重選理論所研究的問題,簡單說來就是探討松散與分層的關系。流體的松散方式不同,分層結果也受影響。各種重選工藝方法的工作受到以下重選基本原理的支配:
1、顆粒及顆粒群在介質中的沉降理論。
2、顆粒群在垂直流中按密度分層的理論。
3、顆粒群在斜面流中的分選理論。
4、顆粒群在回轉流中的分選理論。斯托克斯等研究了球體顆粒在流體中運動時所受到的阻力,奠定了重選的理論基礎。
有關顆粒群在垂直流中按密度分層的理論,最早是從跳汰過程入手研究的。雷廷智(P.Rittinger)于1867年提出床層按自由沉降末速分層的假說。之后,門羅(H.S.Munroe)于1888年提出床層顆粒按干涉沉降分層的假說;里恰茲(R.H.Rchards)于1909年提出了吸啜作用分層假說。高登(A.M.Gandin)于1939年又進一步提出了初加速度分層假說。倍爾得于1947年針對跳汰選煤給料粒度范圍很寬的事實,提出了重介質作用假說。邁耶爾(F.Mayer)于1947年認為,床層適當松散時的物料按密度分層是一個位能降低的過程,應該是一種必然的趨勢。
厚層斜面流分選,松散床層的基本作用力是斜面水流的紊流脈動速度。斜面流薄流膜層流分選主要用來處理細粒和微細粒級物料,是將“拜格諾剪切分散理論”引人薄流膜選礦,為薄流膜層流中顆粒分散機理提供了依據。
顆粒群在回轉流中的分選,盡管介質的運動方式與斜面流不同,但除了重力與離心力的差別外,基本的作用規律仍是相同的。
現在,重選理論的發展方向基本上有兩個。定性顆粒運動理論是研究單個顆粒在介質中運動時的受力情況,列出并解出運動微分方程,得出運動規律,以此來判斷不同性質顆粒被分選的可能性。由于實際遇到的問題大都涉及粒群,顆粒運動理論很難考慮顆粒碰撞和其他顆粒的存在的影響,往往只能得出定性的規律。統計模型理論則是把具有同一性質的顆粒視為一個整體,以實驗為依據來建立描述粒群運動的數學模型,研究不同性質粒群所組成的懸浮體運動規律的差異,從而判斷其被分選的可能性。統計模型理論較客觀地反映了實驗范圍內粒群的統計運動規律,涉及的數學問題較簡單,實用性強。
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