5.4 重选

重选在颗粒粒度足够大时，利用矿物密度差在重力或脉动水流中分层分离。本节涵盖跳汰、摇床与螺旋溜槽的粗粒与细粒应用。

5.4.1 跳汰

学习目标

• 根据密度差与粒度判断矿石是否适合跳汰
• 设定跳汰冲程、频率与床层松散度以实现目标分离密度
• 由床层外观诊断过松或压紧
• 按处理量选择人工或自动排料

核心概念

参数与指标

公式

• 沉降速度（Stokes，层流）：$v = (\rho_{\mathrm{p}} - \rho_{\mathrm{f}}) \times g \times d^{2} / (18 \times \mu )$ — 粒径 d，流体粘度 μ
• 富集比：$CR = W_{conc} / W_{feed}$ — 品位提高倍数
• 跳汰效率：$E = (R \times CR) / (R_{\max} \times CR_{\max}) \times 100\%$ — 回收与品位综合

工具与标准

• 常用软件/仪器： 密度计；跳汰试验室小试槽；重液分离试验
• 相关标准：GB/T 15715（跳汰机）；ISO 5657（重选术语）

操作步骤

1. 试验适用性：测定有价矿物与脉石密度；确认密度差 > 2:1。
2. 给矿筛分：按跳汰室粒度范围；细粒 < 0.05 mm 需脱泥否则流失。
3. 设定冲程与频率：从厂家默认值起；按床层外观调整。
4. 观察床层：水平分层均匀 = 正常；沸腾（过松）丢细粒；压紧 = 分离差。
5. 调节筛下补水：压紧则增水；轻矿物进精矿则减水。
6. 设定排料：精矿层达设定厚度时开自动阀。
7. 化验产品：调至精矿满足冶炼品位且回收可接受。

重选设备按粒度选型

知识延伸

跳汰原理：跳汰分层基于颗粒在脉动水流中的干涉沉降——密度大的颗粒在床层中下沉速度大，经多次脉动循环后富集于床层下部；密度小的颗粒被水流携带向上并最终随溢流排出。关键参数是"床层松散度"：吸入冲程须使床层充分松散以便重颗粒下沉，但排出冲程须恢复床层结构；过松（沸腾）时细粒重矿物被水流冲走，压紧时重矿物无法穿透床层到达精矿层。

参数交互：冲程与频率共同决定床层松散程度，不可单独调整：增冲程同时需适当降频率以维持松散-压紧循环平衡。给矿量与床面积比（t/h/m²）直接影响床层厚度——超载时即使冲程频率正确也无法分层。密度差 2:1 是经验下限；1.5:1 时（如部分钨-石英）需更细给矿与更精细参数，否则精矿品位不可接受。

故障诊断逻辑：精矿品位低 → 查（1）给矿是否混粒（粗粒破坏细粒分层）、（2）床层是否过松（减冲程或频率）、（3）密度差是否足够；细粒金流失 → 几乎总是床层过松或给矿含过多 -0.05 mm 未脱泥；床层压紧 → 增筛下补水或冲程。

常见误区

• 脱泥后无床层介质：细粒堵筛、床层无法分层 → 细粒跳汰须配床层介质
• 床层过松（沸腾）：细金入尾矿 → 减冲程或频率
• 床层压紧：筛下补水不足 → 增补水
• 给矿混粒：粗粒破坏细粒分层 → 筛分分室给矿

关联章节

• 5.4.2 摇床 — 细粒重选提质
• 5.4.3 螺旋溜槽 — 大处理量粗粒
• 5.6.1 氰化浸出 — 重选精矿送浸出

自测要点

1. 金密度 19.3、脉石 2.8 g/cm³，求密度比，跳汰是否适用？
2. 床层在冲程 18 mm、110 次/min 时沸腾，提出两项调整。

5.4.2 摇床

学习目标

• 操作摇床进行细粒重选（0.02–3 mm）
• 设定横向坡度、纵向冲程与洗涤水以实现产品带分离
• 识别精矿、中矿、尾矿带并调节分割点

核心概念

参数与指标

公式

• 每床给矿量：$Q = k \times W_{deck}$ — k = 0.1–0.3 t/h/m 宽度
• 摇床回收率：$R = M_{conc} \times G_{conc} / (M_{feed} \times G_{feed}) \times 100\%$

工具与标准

• 常用软件/仪器： 摇床实验室试验；分样器；品位快检（XRF）
• 相关标准：GB/T 15714（摇床）；重选设计手册

操作步骤

1. 给矿准备：脱除 < 20 μm 细泥；粒度 0.02–3 mm；矿浆浓度 15–25% 固体。
2. 设横向坡度：从 4° 起；精矿带过宽则增坡度。
3. 调冲程：0.5 mm 给矿用 15 mm、300 次/min；更细则减冲程。
4. 加洗涤水：从 1 L/min 起；脉石进精矿带则增水。
5. 识别各带：精矿（给矿端窄带）、中矿（中部）、尾矿（远侧宽带）。
6. 调分割板：精矿分割板内移提高品位、外移提高回收。
7. 中矿返回：返回摇床给矿或送再磨。

知识延伸

摇床原理：摇床分离是跳汰原理在斜面薄层流上的延伸——纵向冲程使颗粒按密度在来复条间分层，横向坡度与洗涤水使已分层的重矿物沿来复条向精矿侧移动，轻矿物被水冲向下游尾矿侧。与跳汰相比，摇床处理量小但分离精度高，适合 0.02–3 mm 细粒（跳汰适合 > 0.5 mm）。精矿带的宽度与位置是全部操作参数的综合反映，是最直观的诊断窗口。

参数交互：横向坡度与洗涤水对品位的作用方向相同（增二者均提高品位、降回收），冲程与给矿量影响分离时间——给矿量翻倍而参数不变时，物料在床面停留时间减半，精矿带变宽、品位下降。细泥（< 20 μm）覆盖床面来复条，所有颗粒滑向尾矿侧，表现为"回收率突降"，此时应停矿脱泥而非调坡度。

故障诊断逻辑：精矿带宽且品位低 → 增坡度或洗涤水；精矿带消失（与尾矿合并）→ 坡度不足或给矿过粗/过湿；回收突降 → 先查细泥含量再查给矿量是否超载；中矿品位持续偏高 → 分割板外移或增精选次数。

常见误区

• 给矿含细泥：床面被覆盖、全入尾矿 → 必须脱泥
• 洗涤水过多：重矿物被冲离精矿带 → 控制 0.5–2.0 L/min
• 坡度不足：精矿尾矿带合并 → 增横向坡度
• 忽视床面磨损：来复条磨损使回收降 10–15% → 定期 resurfacing

关联章节

• 5.4.1 跳汰 — 粗粒预选
• 5.4.3 螺旋溜槽 — 0.05–2 mm 替代
• 5.2.2 磨矿粒度控制 — 摇床给矿解离

自测要点

1. 精矿带宽、品位 35% Sn（目标 45%），应调哪两个参数？
2. 给矿由 0.6 增至 1.2 t/h 而参数不变，预测对回收率的影响。

5.4.3 螺旋溜槽

学习目标

• 应用螺旋溜槽实现大处理量、低成本重选预选
• 按给矿粒度与处理量选择螺旋直径与螺距
• 控制冲洗水量以平衡回收率与精矿品位

核心概念

参数与指标

公式

• 螺旋处理能力：$Q = k \times D_{spiral}^{2}$ — k 经验 0.002–0.004 t/h/mm²
• 精矿质量回收率：$R_{m} = M_{conc} / M_{feed} \times 100\%$

工具与标准

• 常用软件/仪器： 螺旋分矿器；流量分配器；品位监测
• 相关标准：GB/T 15716（螺旋分选机）；海滨砂选矿规范

操作步骤

1. 给矿性质：粒度分布、有价矿物密度、处理量需求。
2. 选螺旋：Ø 900 mm 约 2 t/h/头；Ø 1200 mm 约 3–4 t/h/头。
3. 设螺距：400 mm/圈标准；粗给矿增大螺距。
4. 调给矿量：从设计 70% 起；监测精矿品位后逐步增加。
5. 调冲洗水：初始 2 L/min/kg 干矿；脉石进精矿则增水。
6. 设分割板：精矿切割在内侧流带；尾矿在外侧。
7. 规模计算：头数 = 总给矿 / 单头能力。

知识延伸

螺旋溜槽原理：矿浆沿螺旋槽面向下流动时，受离心力和重力的合成作用——密度大的矿物向槽内侧（高曲率区）迁移，密度小的向外侧迁移，形成不同密度的流带。与摇床相比，螺旋溜槽无机械运动部件、处理量大、运维成本低，但分离精度较低，通常作为预选（质量拉取 60–70%）后接磁选或电选。冲洗水在槽顶加入，沿槽面流下，主要作用是防止轻矿物夹带进入内侧精矿流带。

参数交互：给矿浓度与分离效果强负相关：> 40% 固体时流变性质改变，分层不充分；20–35% 为最佳区间。冲洗水与给矿量耦合——给矿增而冲洗水不变时，单位干矿冲洗强度降，精矿品位降；大规模选厂（数百至数千头）的分矿器均匀性至关重要，个别螺旋超载会导致全厂平衡失调。

故障诊断逻辑：精矿品位降 → 增冲洗水或减给矿量；回收降且精矿品位正常 → 查给矿是否过细（< 40 μm 需脱泥）；中矿比例异常升高 → 给矿超载或分矿不均；单头指标偏离组平均 → 查该头给矿分配与槽面磨损。

常见误区

• 给矿过细（< 40 μm）：细粒流失至尾矿 → 预先脱泥
• 冲洗水不足：精矿品位降、磁铁矿/脉石未分开 → 增冲洗水
• 螺旋超载：给矿 > 120% 设计时全进中矿 → 控制单头给矿
• 分矿不均：部分螺旋超载 → 逐头测流量

关联章节

• 5.5.1 弱磁选 — 螺旋精矿送 LIMS
• 5.4.1 跳汰 — 更粗给矿替代
• 5.7.1 尾矿浓缩 — 螺旋尾矿处置

自测要点

1. 处理 300 t/h，单头 2.0 t/h，含 10% 备用，需多少头螺旋？
2. 冲洗水由 2.5 降至 1.0 L/min/kg，预测对精矿品位与回收的影响。