常見的離心選礦機(jī)，也有叫尼爾森離心機(jī)，水套離心機(jī)的，主有臥式和立式 2 種。臥式離心選礦機(jī)的代表是國內(nèi)的云錫式離心選礦機(jī)、SL 型射流離心選礦機(jī)、逆流離心選礦機(jī)、Slon 型離心選礦機(jī)。臥式離心選礦機(jī)在 20 世紀(jì) 90 年代有很廣泛的應(yīng)用，但由于富集比低、耗水量大、不能連續(xù)作業(yè)及自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)限制了其發(fā)展。立式離心選礦機(jī)的代表是國外的 Knelson 離心選礦機(jī)和 Falcon 離心選礦機(jī)。Knelson 離心選礦機(jī)比 Falcon 離心選礦機(jī)有更早的工業(yè)應(yīng)用，也有較多的文獻(xiàn)介紹，但是有關(guān) Falcon 離心選礦機(jī)文獻(xiàn)大多是工業(yè)試驗(yàn)，具體的理論研究國 內(nèi)文獻(xiàn)則只有為數(shù)不多的幾篇。筆者將論述 Falcon 離心選礦機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、工作特性及工業(yè)應(yīng)用，并與 Knelson 離心選礦機(jī)進(jìn)行比較，

 1 Falcon 系列離心選礦機(jī) Falcon 離心選礦機(jī)是由美國南伊利諾斯大學(xué)和加拿大 Falcon 公司于 1986 年共同研制的強(qiáng)化重力選礦設(shè)備，經(jīng)過 10 年改進(jìn)和優(yōu)化，加拿大 Falcon 公司于 1996 年投入生產(chǎn)應(yīng)用。該設(shè)備處理量大、富集比高、水電耗量小、運(yùn)行成本低、自動(dòng)化程度高，能夠有效處理微細(xì)粒級顆粒，操作簡單，從而在各個(gè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，主要用于預(yù)選和掃選。

目前 Falcon 有 3 個(gè)系列：即 Falcon SB (Semi-Batch) 半連續(xù)離心選礦機(jī)系列，F(xiàn)alcon C (continuous) 連續(xù)離心選礦機(jī)系列，F(xiàn)alcon UF (Ultra-fine) 超細(xì)離心選礦機(jī)系列。3 個(gè)系列的結(jié)構(gòu)差異主要在于轉(zhuǎn)鼓，不同的轉(zhuǎn)鼓中礦物顆粒沉降方式不同。

C 系列離心選礦機(jī)上端結(jié)構(gòu)與 SB 系列中礦物沉降的格槽不同，C 系列采用的是特殊設(shè)計(jì)的溜槽和氣動(dòng)閥，礦物沿著轉(zhuǎn)鼓壁旋轉(zhuǎn)到錐體上部的溜槽中，密度大的礦物在溜槽處富集，工作狀態(tài)閥一直保持打開狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥孔大小，在空氣閥的控制下精礦源源不斷地排出轉(zhuǎn)鼓外，輕礦 (尾礦) 從轉(zhuǎn)鼓上部溢流口排走。

Falcon UF 系列離心選礦機(jī)礦漿在 600g 的重力加速度下迅速分層，上端的唇環(huán)構(gòu)成了停留區(qū)，礦漿流動(dòng)到上端停留區(qū)不會(huì)受到反沖水，密度大的目標(biāo)礦物沉降在停留區(qū)，可變唇環(huán)逐漸向內(nèi)移動(dòng)，不斷提供新的沉降區(qū)域，密度小的尾礦排出到轉(zhuǎn)鼓外。
結(jié)構(gòu)特性
Falcon 3 個(gè)系列離心選礦機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)大致相同，其核心部件是轉(zhuǎn)鼓。設(shè)備的其他部分為進(jìn)礦裝置、排礦裝置、供水裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)、機(jī)架以及外殼體。
Falcon SB 系列離心選礦機(jī)的轉(zhuǎn)鼓豎直安裝在中空軸上，轉(zhuǎn)鼓的下部成錐形，一般與豎直方向成 8°、10°、14°角。其中 8°、10°的轉(zhuǎn)鼓體適合回收密度較大的礦物顆粒 (5 ~ 7 g/cm3)，而 14°的轉(zhuǎn)鼓體適合回收密度較小的礦物顆粒 (2.6 ~ 5 g/cm3)[3]。轉(zhuǎn)鼓設(shè)置為錐體的目的是利用所施加的離心力的一部分，以創(chuàng)建一個(gè)向上與內(nèi)錐壁平行的力，使固體床到達(dá)轉(zhuǎn)鼓的頂端。轉(zhuǎn)鼓底部擋板的作用是使礦漿均勻分布，工作狀態(tài)時(shí)從格槽 (如圖 4 所示) 底部的小孔會(huì)噴射出反沖水，使富集在溝槽的精礦床松散，不會(huì)導(dǎo)致由于精礦床層的板結(jié)而使分離不到位。所謂的半連續(xù)，是指在持續(xù)給礦的情況下，精礦只能在固定的沖洗周期獲得。
Falcon C 系列離心選礦機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)在于提供連續(xù)排礦的氣動(dòng)閥，如圖 5 所示。C 系列目前使用的是經(jīng)過 2 次改進(jìn)的新型氣動(dòng)閥體，該閥從應(yīng)用上解決了常見閥體中間通道的堵塞問題；C 系列設(shè)計(jì)為連續(xù)排礦型，即不需要停機(jī)來獲得精礦，與 SB 系列相比 C 系列可以獲得更大的離心力，達(dá)到了 300g，降低了回收下限；由于在選礦過程中不需要添加工藝用水，可對礦物脫泥去水，產(chǎn)率高達(dá) 40%；自動(dòng)化程度更高，提供更少的停機(jī)時(shí)間。
Falcon UF 系列轉(zhuǎn)鼓的變化在于為了形成更大的精礦床，制造和安裝了一種內(nèi)徑減小的唇環(huán)，如圖 6 所示。轉(zhuǎn)鼓出口處內(nèi)徑的略微變小讓更多的目標(biāo)礦物在這里停留。唇環(huán)創(chuàng)建的非流動(dòng)區(qū)域的體積會(huì)隨著轉(zhuǎn)鼓體的張角變化而變化。UF 系列是半連續(xù)型設(shè)備，在工作時(shí)不需要添加反沖水，只是在沖洗精礦的時(shí)候消耗工藝用水。
1.3 工作特性
 Falcon SB 系列的設(shè)備是 Falcon 公司傳統(tǒng)的離心選礦設(shè)備，主要回收錫、金、銀和鉑族金屬，常見的使用環(huán)節(jié)是在磨礦回路中回收金礦。以 Falcon SB 系列選礦機(jī)為例，工藝參數(shù)如表 1 所列，其離心力范圍是 50g ~ 200g，大處理能力可達(dá) 400 t/h，設(shè)備的水電消耗不高，占地面積小。
C 系列設(shè)計(jì)特征為回收微細(xì)礦物顆粒，其分選粒度可達(dá) 20 ?m，對錫、鉭、鎢、鉻、鈷、鐵、細(xì)氧化煤進(jìn)行預(yù)富集，掃選丟失在低重力設(shè)備和浮選中的細(xì)粒礦物。設(shè)備是連續(xù)工作的，只需要在日常維護(hù)時(shí)停機(jī)，連續(xù)排礦的特質(zhì)使設(shè)備處理量大，回收率高。
UF 系列的設(shè)備是 Falcon 離心選礦機(jī)中的新設(shè)備，它的特殊功能在于回收超細(xì)粒礦物，適合于小于 50 ?m 的物料，回收下限可達(dá) 3 ?m，主要用于回收超細(xì)礦泥 (鉭，錫，鎢等)[2]，該設(shè)備對微細(xì)礦物其處理量大為 2 t/h。常用于回收粗選精礦，高效回收浮選產(chǎn)生的精礦。目前很少有重選設(shè)備的回收下限可以達(dá)到 10 ?m，2005 年 UF 系列的首次工業(yè)應(yīng)用，在加拿大回收鉭礦就打破這一障礙，隨后其應(yīng)用擴(kuò)展到回收錫、鈷、鎢等。 
2 Falcon 離心選礦機(jī)的工業(yè)應(yīng)用
Falcon 離心選礦機(jī)主要用于回收貴金屬，目前也被開發(fā)用于回收廢棄電路板中細(xì)粒金屬富集體。
2.1 選金
浮選也是回收金的一種有效方法，但相較于重選，具有成本高、環(huán)境危害大的缺點(diǎn)。常見重選設(shè)備，如搖床、跳汰機(jī)和螺旋溜槽回收率低，占地面積大。Falcon 離心選礦機(jī)可以提高連生體的回收率，分離包裹體，脫泥去水，回收更小粒度的礦物，選別流程短。
Falcon 離心選礦機(jī)在傳統(tǒng)的砂金回路工藝流程中的應(yīng)用，2 臺(tái)一級離心選礦機(jī)對礦物預(yù)富集提高了整個(gè)重選回路的黃金進(jìn)礦物料，為了大限度地提高黃金回收率，二級 Falcon 離心選礦機(jī)處理初始精礦，同時(shí)減少搖床所要處理的精礦量。通過一級 Falcon 離心選礦機(jī)中的 1 臺(tái)離心選礦機(jī)清理損失在搖床尾礦中的微細(xì)金粒，整體黃金回收率得到提高。
分?選
(4) 選礦應(yīng)用 2 種連續(xù)型選礦機(jī)用于回收較大產(chǎn)率的礦物，在鎢、錫、鉭礦上都用應(yīng)用。連續(xù)型 Falcon 離心選礦機(jī)主要用于清選煤，應(yīng)用時(shí)間更久，范圍更廣，可以有效地除灰，脫硫，回收細(xì)粒煤。
4 應(yīng)用前景
目前國內(nèi)很多選礦廠回收礦石工藝落后，對細(xì)粒礦物的回收達(dá)不到滿意的效果，譚寶會(huì)等人提出，過去許多礦山企業(yè)受冶選技術(shù)水平的限制，致使許多有用組分損失在尾礦之中。Falcon 離心選礦機(jī)基本滿足現(xiàn)代重選設(shè)備處理礦物的要求，常用于初始磨礦回路、掃選設(shè)備和作為浸出進(jìn)礦的預(yù)富集設(shè)備，回收浮選精礦。Falcon 離心選礦機(jī)處理量大，能夠滿足經(jīng)濟(jì)效益；回收下限低，可回收丟失在重選、浮選過程中的精礦；富集比高，選別效果好；自動(dòng)化程度高，便于操作；C、UF 系列在工作時(shí)不需要添加工藝用水，功耗少。
Falcon 離心選礦機(jī)的轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)采取了很多新技術(shù)，而對其理論研究還很欠缺。目前國內(nèi)劉祚時(shí)等人對立式離心選礦機(jī)流化床做了動(dòng)力學(xué)分析，研究了顆粒在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[14]，但是，目前對離心選礦機(jī)的理論研究存在很大的不足。對 Falcon 離心選礦機(jī)的研究不僅可以提高回收效果，帶來經(jīng)濟(jì)效益，而且有助于加快我國離心選礦設(shè)備的研發(fā)。
5 結(jié)語 

Falcon 離心選礦機(jī)作為一種新型高效的離心重選設(shè)備，打破了傳統(tǒng)設(shè)備的回收下限，能夠有效地回收細(xì)粒、微細(xì)粒礦物。我國對該細(xì)粒重選設(shè)備的研究相較于國外還是滯后，應(yīng)結(jié)合國外先進(jìn)設(shè)備的研發(fā)、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，提高國內(nèi)離心選礦機(jī)的研究，為礦山帶來經(jīng)濟(jì)效益。

As a new and efficient centrifugal gravity separation equipment, Falcon centrifugal separator breaks the lower recovery limit of traditional equipment and can effectively recover fine and fine minerals. Compared with foreign countries, the research on the fine gravity separation equipment in our country is still lagging behind. It is necessary to improve the research of domestic centrifugal concentrator and bring economic benefits to the mine combined with the research and application experience of foreign advanced equipment.