基本介紹
- 中文名：重力分選
- 外文名：Gravity separation
- 類型：分選方法之一
- 處理：各種不同粒度的原料
- 工藝特點：設備結構簡單，作業成本低廉
- 分類：重介質、跳汰、風力、搖床分選
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原理
重力分選的原理是根據同體廢物中不同物質間的密度差異來進行分選。該種分選一般在介質中進行，這主要是因為介質對運動的物質顆粒有浮力和阻力作用，從而使得不同性質的顆粒物的運動狀態出現差異，而彼此分離。常用的介質有水、空氣、重介質。
分類
重介質分選
重介質分選的原理是在重介質中使固體廢物中的顆粒群按密度分離。通常將密度大於水的介質稱為重介質，它是由高密度的固體微粒(加重質)和水構成的固液兩相分散體系，為使分選過程有效地進行，需要求使用的重介質具有密度高、黏度低、化學穩定性好、無毒、無腐蝕性、易回收再生等優點。重介質可以分為重液和懸浮液兩大類。其中重液包括了可溶性高密度的鹽溶液和高密度的有機液體，但由於重液具有價格昂貴、不易回收或有毒等特點，目前多套用於實驗室中。懸浮液是指在液體中不溶解的固體被分散並保持流動狀態。其由水和加重劑混合而成，比重約為1.25～4.0，一般要求加重質的粒度小於200目，且能夠均勻分散於水中，常見的加重質有矽鐵。目前，較常用的重介質分選設備是鼓形重介質分選機。
重介質分選機原理及結構示意圖
重介質分選機原理及結構示意圖重介質分選的精度很高，入圍顆粒粒度範圍也較寬，基本適合各種城市垃圾的處理與分選。但也必須指出，當入選顆粒粒度過小，特別是重介質密度與分離物質密度相近時，沉降速度會很小，分離會很慢。同時由於重介質分選是在液相介質中進行，所以不太適合成分過於複雜的城市垃圾的分選。
跳汰分選
跳汰分選是指在垂直變速介質流中按密度分選固廢的一種方法。其原理為：將物料給入篩板上，形成了密集的物料層，這時，從篩板下周期性的給予垂直、變速的介質流，透過篩板使床層鬆散並按密度分層，密度大的顆粒群集中到底層，透過篩板或其他特殊排料裝置排出成為重產品，而密度小的顆粒群則進入上層被水平介質流帶到機外成為輕產品，從而實現物料分離。跳汰分選的介質可以是水，也可以是空氣，目前常用水作為跳汰分選的介質，稱為水力跳汰，其設備稱跳汰機。
風力分選
風力分選是重力分選的一種，簡稱風選，又稱氣流分選，它是以空氣為分選介質，在氣流作用下使固體廢物顆粒按密度和粒度大小進行分選的方法。密度小的顆粒粒度與密度大的顆粒粒度之比，稱為等降比，因此可以說風力分選過程是以各種固體顆粒在空氣中的沉降規律為基礎的(實際上各種重力分選的方法都是利用了混合固體中的各種顆粒在分選介質中隨不同受力下的沉降情況而分離的)。其分選設備按照工作氣流的主流向可以分為水平、垂直和傾斜三種類型，其中以垂直氣流分選器使用最為廣泛。
立式風力分選機
立式風力分選機垂直氣流(立式)風選器的分選精度較高，操作極簡便；而水平氣流(臥式)風選機構造簡單，維修方便，但其分選精度低，一般很少單獨使用。採用風力分選設備時，一般要求垃圾中無機物含量較低，同時含水率也較低(小於45%)，並預先破碎到一定粒度。
搖床分選
搖床分選是細粒(微粒)固體物料分選套用最為廣泛的方法之一，目前主要用於從含硫鐵礦較多的煤矸石中回收硫鐵礦，它是一種分選精度很高的單元操作。在搖床分選中最常用的是平面搖床。其工作原理是在傾斜床面上，利用床面的不對稱往復運動和薄層斜面水流的綜合作用，使細粒垃圾按密度差異在床面上呈扇形分布，從而達到分選的目的。一般情況下，搖床分選的分離效果主要取決於顆粒的運動速度與搖床方向的夾角。
各種重力分選技術都有其各自的套用特點，但由於它們原理基本一致，所以各重選過程均具有以下共同的工藝特點：
(1)固體廢物中顆粒間必須存在密度的差異；
(2)分選過程都是在運動介質中進行的；
(3)在重力、介質動力及機械力的綜合作用下，使顆粒群鬆散並按密度分層；
(4)分好層的物料在運動介質流的推動下互相遷移，彼此分離，並獲得不同密度的最終產品。
工藝
套用
重力分選是常用的分選方法之一。它除對微細粒級選別效果較差外，能夠有效處理各種不同粒度的原料。
其設備結構簡單，作業成本低廉，礦山機械設備廣泛地用於密度差較大的礦物的分選。在選煤工業中，它是一種主要的分選方法；在選別金、鎢、錫礦作業中，它是一種傳統方法；同時，重力分選也用於處理非金屬礦石，如石棉、金剛石、高嶺土等；對於那些主要以浮選法處理的有色金屬（銅、鉛、鋅等）礦石，也可用重力分選法預先除去粗粒脈石或圍岩，以達到初步富集的目的；另外，重力分選也可用來選別鐵、錳礦石。對於高品位礦石，可以採用所謂的揀選。其分選過程主要取決於物料的光學性質和輻射性質，通常還包括對高品位礦石的首選。
設備
在重選的工藝過程中，重選設備起著至關重要的作用，現代重選工藝的發展也是伴隨著重選設備的不斷進步而完善的。在按密度分選的重選工藝中，跳汰、溜槽和搖床是主要的三種重選設備。跳汰機根據設備結構和水流運動方式不同，大致可以分為：活塞跳汰機、隔膜跳汰機、空氣脈動跳汰機、動篩跳汰機、水力鼓動跳汰機。溜槽按結構和分選對象的不同，大致可分為粗粒溜槽和細粒溜槽兩類。
搖床是分選細粒物料時套用最為廣泛的一種分選設備。由於在床面上分選介質流流層很薄，故搖床屬於流膜分選設備。它是由早期的固定式和可動式溜槽發展而來的。直到20世紀40年代，它還是與固定的平面溜槽、旋轉的圓形溜槽及振動帶式溜槽劃分為一類，統稱淘汰盤。到了 20世紀50年代，搖床的套用日益廣泛，而且占據了優勢，於是便以不對稱往復運動作為特徵，從眾多溜槽中獨立出來，自成體系。礦山機械設備搖床的給料粒度 一般在3mm以下，選煤時可達10mm。搖床的分選過程，是發生在一個 具有寬闊表面的斜床面上，床面上物料層的厚度比較薄。根據分選介質的不同，有水力搖床和 風力搖床兩種，但套用最普遍的是水力搖床。搖床主要用於處理鎢、錫等有色金屬和稀有金屬礦石。礦山機械設備多層搖床和離心搖床用以分選煤炭和黑色金屬礦石，在金屬選礦中，搖床常作為精選設備與離心分選機、圓錐選礦機等配合使用。
