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重力選礦的歷史及在我國的發展介紹

〖2007-06-25〗

         一、重選的歷史 

   重力選礦是按礦物密度差分選礦石的方法,在當代選礦方法中占有重要地位。它的發展歷史悠久,從古代人類開始知道利用金屬材料的時候,就使用獸皮在河溪中淘洗自然金屬或天然礦物。以后又用木制的溜槽進行分選。大約在400余年前出現了原始型式的跳汰機,但那時的生產還是作坊式的。18~60年代西方發生了產業革命,對金屬原l料的需求量日漸增加。同時蒸氣機的出現又為機械化生產提供了動力,于是重選作為一個產業部門而出現1830-1840年問在德國哈茲(Harz)礦區出現的早期活塞跳汰機繼續得到改進而被推廣應用。1892年又發明了大型的風力驅動的選煤用鮑姆跳汰機(Baum jig)。1890年美國制造了第一臺選煤用打擊式搖床,1896-1898年A·威爾弗利(Wilflev)發明了現代型式的搖床。盡管當時搖床還被視作溜槽的一種,稱作淘汰盤,但以后則以其獨特的分選方式而自成體系。隨著搖床的出現,選別前的分級,脫泥等準備作業也廣為應用。由此可見,重選的主要工藝類型·分級、跳汰、搖床溜槽選在19世紀末便已基本形成了,并成為當時幾乎是唯一的選礦方法。

  到了20世紀初一泡沫浮選法興起,。同時弱磁場磁選機在1890年制成后也獲得推廣。它們在處理微細粒嵌布硫化礦和磁鐵礦方面取得優越的效果。重選的地位相對有所降低,.但在礦石的處理量方面仍然超過浮選法和磁選法。20世紀初經過一段停滯之后,重選法繼續向處理粗粒,提高分選效果和強化分離過程方向發展。1927年開始用重介質選礦法分選塊煤,1936年美國馬斯科特(Mascot)礦山首次用重介質法分選鉛鋅礦石。1939年在荷蘭開始使用水力旋流器進行濃縮和分級,從而將離心力引用到選礦工藝中。1941年美國人I.B.漢弗萊(Iiumphreys)進而制成了螺旋選礦機,自此,重選突破了原有垂直流和斜面流兩種分選模式,增加了靜力分選和回轉流的應用。奠定了現代重選工藝的基本格局。

  重選的優勢在于它處理的礦石粒度廣泛,它能夠分選其他選礦法無能為力的粗??笫?。重選設備一般來說結構簡單、易于制造,生產中不耗用貴重的藥劑,同時排出的廢棄尾礦對環境也少污染。在60年代以后隨著人們對生態平衡的重視和70年代中期能源?;某魷?,加上富礦日益減少.貧礦增加,重選的優越性又重新得到肯定,出現了新的發展趨勢.突出地表現.在對粗??笫腦ぱ∮τ煤臀⑾縛竽嗟姆盅∩?。近年出現的多種動態重介質分選機和流膜選礦設備是這種發展的標志。新的重選設備正在向著大型化、多層化和離心力的應用方向發展。重選的理論研究要比生產發展滯后一些。牛頓的流體慣性阻力公式和G.G.斯托克斯(Stokes 1851)的粘性阻力公式為研究顆粒在介質中的沉降速度奠定了基礎。P.R.雷廷智(Rittinger 1867)最早根據牛頓阻力平方公式導出了球形顆粒在介質中的沉降束速公式。R.H.理查茲(Richards 1903)研究了干涉沉降和跳汰選礦理論問題。A.M.高登(Gaudin 1939)對跳汰分層提出了加速度運動學說,同時研究了斜面流分選原理。這些研究都是基于流體的動力作用提出的。1947年德國人 E.W.邁耶(Mayer)則從靜力學角度提出了分層的位能學說,形成了分層理論研究的動力學體系和靜力學體系兩個派別。對重選理論與實踐進行了系統整理的要算蘇聯學者n.B.利亞申柯

  (ДЯЩeHKo),他于1940年出版了專著《重力選礦法》。內中列有許多他自己的研究成果。重選自此以后在選礦領域內開始自成體.系,不斷地有專門論著問世。

  重選的早期理論研究多數側重于對工藝現象的解釋,而且力圖用簡單的概念表述過程的本質,觀點也多有不同。本世紀50年代以后,開始采用現代測量技術,包括快速攝影,放射性同位索定位以及光學測量等方法對顆粒及介質的運動進行直觀描述。但是要想把這些觀測結果作出解析表達,則迄今很少做到。

  時至今日,除了顆粒沉降問題以外.多數工藝原理仍未取得很清楚的定論。難以作出定量計算。于是近年來又開展了以概率統計和模擬相似為基礎的研究。通過對過程變量的統計分析或對本質認識的引伸,建立起經驗的數學模型或理論的相似關系式,以此作為生產計算、控制或設備放大設計的根據。重力選礦也正因此從經驗的工藝技術走向科學化、數學化的道路。

    二、重選在我國的發展

  我國是最早使用金屬器具的國家之一。在古代金屬原料的來源除了部分來自陸上富礦床外,還有大量來自河溪、海濱的砂錫、砂金和砂鐵礦床。這些砂礦都要經過洗選富集才能進行冶煉。

 根據論證,最早采用的淘洗工具是一種特制的木盤。湖北銅錄山礦冶遺址出土的“船形木斗”就是兩千多年前淘洗工具的代表。到了宋代則改用木制溜槽。朱或在《萍州可談》卷2中記載“登.萊金坑戶止用大木,鋸剖之,留刃痕,投沙其上,泛以水,沙去,金著鋸紋中,甚易。得”。及至到了明、清年問洗選又有發展。清嚴如煜《三省邊防便覽》卷9《山貨》中記載了南鄭(漢中)采用淘床選金的情況。淘床用木做成,四周有邊框。淘床上面放置一圓竹筐,將沙倒入筐內,一面注水,一面掀簸沙筐。金從篩底細縫透下,落在淘床上,淘床上安置有刻槽的木板,進一步將金粒選出。至于砂錫的洗選,明代宋應星著《天工開物》卷14中曾有記載“凡錫有山錫、水錫兩種……。水錫衡永出溪中。廣西則出南丹州河內,其質黑色粉碎。南丹河出者.居民旬前從南淘至北,旬后又從北淘至南,愈經淘取,其砂百年不竭”。說明了當年采錫的盛況及資源的豐富。同上《天工開物》小還有砂鐵的采選記載.

  我國的重選工藝到了清代已有相當的發展,形成了規模頗大的作坊式生產。只是在封建制度統治下,生產技術難得進步。到了本世紀初,西方工業技術被介紹到中國。從本世紀初開始弓f進搖床等設備,并在云南個舊地區建立起了機械化的錫選礦廠。但生產發展仍很遲緩。直到新中國成立后.重選才以真正的工業規模大發展起來,新中國成立初期即在我國的鎢、錫生產基地云南、江西等地建立起多座大中型重力選礦廠,并有一批處理稀有金屬砂礦的重選廣投入生產。60年代以后,’重選法被推廣應用于處理鐵礦石,并在鉛、鋅、銻有色金屬礦山建立起重介質預選車間。70年代以后大量推廣采金船工藝,取代舊式的人工選金生產。重選法還在建材、化工特別是煤炭工業中得到廣泛的應用。.  我國的重選技術目前已達到相當高的水平,用重選法生產的鎢、錫精礦產量在世界上占有重要地位,各項生產指標與先進國家相比并無遜色。我國還自行研制了處理微細粒級的離心選礦‘機、振擺皮帶溜槽等設備,組成了不同于國外的礦泥生產工藝。但是與工業先進國家相比,在技術管理上、在材料和能源消_耗上尚.有差距,還須進一步努力,以期全面達到世界先進水平。

 
 
 

 

 

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