第三篇 重力分离技术
第一章
重力选矿概论
教学重点
矿粒的性质:密度、粒度、形状、电性、
磁性、润湿性等。
分选介质的类型:水、空气、重液、重悬
浮液、空气重介质等。
重力选矿的定义及重选方法。
重选过程的共同特点。
重力选矿的应用。
质中运动时，由于它们性质的差异和介质流动
方式的不同，其运动状态也不同。在真空中不
同性质的物体具有相同的沉降速度，在分选介
质，如水、空气、重液（密度大于水的液体或
高密度盐类的水溶液）、悬浮液（固体微粒与
水的混合物）、空气重介质（固体微粒与空气
的混合物）中，由于它们受到不同的介质阻力，
才形成运动状态的差异。
不同粒度和密度矿粒组成的物料在流动介
重力选矿 就是根据矿粒间密度的差异，因
而在运动介质中所受重力、流体动力和其它机
械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过
程，粒度和形状亦影响按密度分选的精确性。
各种重选过程的共同特点是：（1）矿粒
间必须存在密度的差异；（ 2）分选过程在运
动介质中进行；（3 ）在重力、流体动力及其
机械力的综合作用下，矿粒群松散并按密度分
层 ;（4）分层好的物料，在运动介质的运搬下
达到分离，并获得不同的最终产品。
流态区 公式名称 K x y z Re Re2ψ ψ/Re
粘性摩擦阻
力区
斯托克斯公式
（层流绕流）
2 1 1 0~ 0~ ∞~42
过渡流区的起始段
2
3
6
5
3
2
~30 ~720 42~
阿连公式
（过渡流区中间段）
1
3
2
3
1
30~300
720~
×104
~
×10-4
过
渡
流
区
过渡流区的末段 3
2
9
5
9
1
300~3000
×104~
×106
×10-4~
×10-5
涡流压差
阻 力 区
牛顿公式
（紊流密绕流）
2
1
2
1
0 3000~105
×106~
×109
×10-5~
×10-6
高度湍流区
5102Re ×> 工业生产中遇不到
表2-2-1
球形颗粒在介质沉降末速的个别公式系数、指数的选择
矿粒借重悬浮液在重力场中按密度完成选分过程
所用的设备称重介质分选机。
表2-4-1 重介质分选机分类表
分 类 特 征 分 选 机 类 型
分选后的产品品种
两产品分选机
三产品分选机
悬浮液流动方向
水平液流分选机
垂直液流分选机（上升流或下降流）
复合液流分选机（水平-上升流或水平-下降流）
分选槽形式
深槽分选机
浅槽分选机
排矸装置形式
提升轮分选机（斜轮、立轮）
刮板分选机
圆筒分选机
空气提升式分选机
维姆科圆筒重介质分选机的优点是结构简单，紧
凑，因除圆筒转动外，无其它运动部件；工作可靠，
分选精度高，可能偏差 值在 。其缺点是
悬浮液的循环量大，除浮煤靠溢流排走外，沉物也需
悬浮液冲送才能排出；另外，由于给入分选机的只有
一种水平介质流，为确保重介质的稳定性，故所需加
重质粒度要较细。
E ~
该设备的工作特点是床层松散性能好，可用较粗粒度
的加重质（一般粒级在~ ）。加重质在床层内也
要分层，层底容积浓度可达55%~60% ，而粘度仍较小。
因此，可采用较低密度的加重质，借助高的容积浓度仍
获得较高的分离密度。例如，在一般重介质分选机中用
磁铁矿作加重质，只能配成密度为 g/cm3 的悬浮液，
而在振动溜槽中分选密度可达到 g/cm3。加重质粒度
变粗后，又有利于介质的净化和回收。在分选介质中混
入一些矿泥（如达20%）对分选效果影响不大。
2. 径向分速度
由图2-4-26b可知，径向分速度 随半径的减小而减小（直至零），然
后改变方向。在器壁附近，径向速度是向外的，而靠近轴心处，径向速度
是向里的。
3. 轴向分速度
由图2-4-26c可知，流体的轴向分速度在旋流器壁附近方向向下，随半
径减小，流体的轴向速度减小，直至零。速度曲线通过零点位置改变方向，
之后随半径减小，向上速度增加，到接近空气柱边缘时达到最大值。
将各断面上轴向分速度为零的点连接起来，可以得到一个圆锥形包络
面。在锥形包络面以外的全部矿浆都向下流动，在锥形包络面以内的矿浆
则为上升流。
以上结论是在固体浓度很小的水介质中所测得的。对重悬浮液的运动
情况测得较少。
使用重悬浮液作为分选介质时，悬浮液是由高密度的固体粒子与水混
合成的不均匀两相体系。由于旋流器中的离心力相当大，因此，悬浮液本
身将在旋流器中受到强烈的浓缩作用，从而造成悬浮液的密度在旋流器中
分布不均匀。
图2-4-27为直径75mm旋流器悬浮液密度的分布情况。
rυ
aυ
rυ
图2-4-42 ΓT-3/80型三产品重介旋流器
1-第一段圆筒形旋流器； 2-入料管； 3-底流口； 4-连接管； 5-溢流管； 6-溢流室；
7-排料管； 8-第二段旋流器的圆筒部分；9-第二段旋流器的圆锥部分；10-底流口；
11-矸石室；12-排料管； 13-溢流管； 14-中煤室； 15-排料管
图2-4-48 空气提升器
1-入料管；2-液位电极；3-进气管； 4-桶体；
5-排气管；6-排料管； 7-逆止阀
四、重悬浮液回收与净化中的损失
由产品带走和磁选机尾矿流失的加重质（磁铁矿粉）之和，
折合成每吨原煤的介质损失量，称为磁铁矿粉的技术损失。由
于运输、转载和添加方式不佳等管理不善而造成的损失，称为
管理损失。技术损失和管理损失相加，构成总介质损失。
根据国内外较好水平要求，块状物料重介质选矿的实际损失
应低于（t.原矿）。粉状物料重介质选矿的实际损失应该
低于（t.原矿）。 我国选煤厂设计规范中规定，重介质选
煤过程中，入选一吨原煤的磁铁矿粉耗量（技术损失）宜直接
在下列指标内：对于块煤系统；对于末煤系统~。
第七节 干法选煤
一、空气重介质流化床干法选煤
二、复合式干法选煤
