金剛石選礦方法與評(píng)價(jià)

周世德，張 龍，趙凈民

（1.遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì)，遼寧大連116200；2.遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，遼寧沈陽(yáng)110032）

金剛石是稀有而貴重的礦產(chǎn)資源，選礦又是目前測(cè)定礦石中金剛石含量的唯一有效方法.金剛石選礦的目的是從礦石中解離和選出單體金剛石，在地質(zhì)實(shí)驗(yàn)階段還要對(duì)金剛石伴生礦物盡可能地回收，為地質(zhì)普查、勘探和礦床儲(chǔ)量計(jì)算提供可靠的依據(jù).根據(jù)筆者多年來(lái)的實(shí)踐，本文系統(tǒng)地歸納總結(jié)金剛石選礦和質(zhì)量檢查的方法，供工作中參考.

1 選礦方法

選礦分兩個(gè)階段：粗選和精選.

1.1 粗選

粗選作業(yè)主要采用重選跳汰法進(jìn)行.入選粒度上限為16 mm，回收粒度下限為0.2 mm.

（1）原生礦：首先進(jìn)行破碎和分級(jí)（風(fēng)化樣品需預(yù)先篩分），然后進(jìn)行跳汰分選.跳汰尾礦進(jìn)入磨礦作業(yè)，再使未解離的金剛石解離.解離后再返回跳汰分選循環(huán)多次，直至礦石磨至入選粒度下限為止.原則工藝流程見圖1.

在風(fēng)化強(qiáng)烈的樣品中，一般含黏土多，黏結(jié)作用強(qiáng)，在選別前要進(jìn)行洗礦和預(yù)先篩分，使礦石得到碎散、脫泥并使達(dá)到入選粒度的礦石及時(shí)得到選別，以防止丟失和破碎金剛石.

（2）砂礦：在砂礦中，金剛石顆粒呈單體和松散砂?；蚝宛ね聊z結(jié)狀態(tài)存在.在選別之前，將礦石加以洗礦（碎散）、篩分分級(jí)和脫泥，把大塊礫石和細(xì)泥尾礦分出，而得到凈砂，再將凈砂進(jìn)行跳汰分選即可獲得粗精礦.原則工藝流程見圖2.

1.2 精選

根據(jù)金剛石和粗精礦的性質(zhì)，精選作業(yè)采用多種方法聯(lián)合進(jìn)行.一般大于4 mm的采用手選，－4＋1 mm的采用光選或油選，－1＋0.2 mm的采用粒浮、搖床、磁選、選磨、堿熔、重液和鏡下挑選等方法.砂礦精選尾礦一般廢棄處理，即不回收伴生礦物的精選尾礦廢棄（另有規(guī)定的除外）.原生礦精選后的大于0.5 mm級(jí)別的尾礦需要再磨再選，反復(fù)循環(huán)選別；小于0.5 mm級(jí)別的精選尾礦，一般廢棄處理.回收伴生礦物的精選尾礦要保留，送交重砂礦物分離處理.原則工藝流程見圖3和圖4.

2 質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)

金剛石的實(shí)際回收率指標(biāo)：總回收率為，≥95%；＋2 mm 為，100%；－2＋1 mm，≥98%；－1＋0.5 mm，≥92%；－0.5＋0.2 mm，≥85%.

2.1 洗礦

（1）廢石中凈砂含量（不得超過(guò)1%）：采用方格法在廢石堆中取樣或在洗礦過(guò)程中采用定期接取的方法.檢查樣品重量，應(yīng)根據(jù)廢石的直徑大小而定，一般為 100～200 kg.

首先將所取廢石（表面潤(rùn)濕）稱重，然后放入淘洗篩盆內(nèi)擦洗干凈，并使直徑小于洗礦篩孔的物料全部漏入篩下，再稱出洗凈后廢石的重量，然后按下列公式計(jì)算：

（2）凈砂含泥量（不得超過(guò)5%）：在凈砂中選取幾個(gè)不同部位的點(diǎn)，撮取有代表性的檢查樣品，一般撮取5～10 kg.將檢查樣品稱重后，在裝有水的容器內(nèi)，用篩孔為0.2 mm的篩子將其洗干凈，濾干稱重.再按下列計(jì)算公式計(jì)算：

凈砂中泥球含量的檢查，常采用目測(cè)法，以不發(fā)現(xiàn)泥球?yàn)闇?zhǔn).

（3）溢流水中大于0.2 mm粒度（不得超過(guò)1%）：用鐵勺定期接取溢流水，將其倒入盆內(nèi)，待沉淀后，把水除掉，從中取出礦泥2 kg，放入篩孔為0.2 mm的篩子里篩析，再稱其篩上物料的重量.然后按下列公式計(jì)算：

（4）溢流水中大于0.2 mm物料內(nèi)重礦物含量（不得超過(guò)0.5%）：將溢流水中大于0.2 mm的物料干燥、稱重，再放入密度為3.1 cm3/g的重液中進(jìn)行分離，然后稱出密度大于3.1 cm3/g的重礦物的重量.最后按下列公式計(jì)算：

2.2 破碎

以金剛石的機(jī)械破碎率為依據(jù)，為了保護(hù)金剛石的晶體完整，要求把破碎作業(yè)的金剛石機(jī)械破碎率降低到最低程度.通常以直接影響金剛石破碎率的排礦口尺寸來(lái)間接衡量碎礦作業(yè)的質(zhì)量.實(shí)踐表明：顎式破碎機(jī)的破碎比一般選擇在2～3之間.

2.3 磨礦

用磨礦濃度來(lái)衡量，以實(shí)際的金剛石破碎率進(jìn)行調(diào)整.一般地，處理新硬礦石時(shí)，濃度為75%左右；處理風(fēng)化軟礦石時(shí)，濃度可適當(dāng)降至65%左右.

2.4 篩分

主要以不混級(jí)為原則，詳見表1.

表1 篩分作業(yè)質(zhì)量檢查及要求Table 1 Quality standard for sizing

2.5 脫水

濃密斗盛料不得超過(guò)其容積的70%.

2.6 跳汰

（1）間接法：在跳汰作業(yè)中，直接投放金剛石或指示礦物（玻璃比重球），每次加入金剛石的顆數(shù)為5～10顆，加入玻璃比重球的顆數(shù)為10～20顆.回收率按單個(gè)樣品計(jì)算，不得小于95%.

（2）直接法：對(duì)跳汰尾礦進(jìn)行部分或全部取樣，重新進(jìn)行跳汰復(fù)選.檢查尾礦中金剛石流失情況，以計(jì)算跳汰作業(yè)的回收率.

（3）重液法：直接在跳汰的尾礦中取樣，在重液中浮沉，計(jì)算重礦物的含量.同理也可測(cè)定原料中重礦物的含量，再通過(guò)計(jì)算得到重礦物的實(shí)際回收率.

2.7 手選

（1）直接投放金剛石或指示礦物，回收率應(yīng)為100%.

（2）手選尾礦采用X光選或換人手選檢查，金剛石實(shí)際回收率應(yīng)為100%，主要伴生礦物回收率不得低于98%.

2.8 X光選

（1）在樣品中直接投放金剛石或指示礦物（發(fā)光礦物），每次加入10～15顆.按樣品計(jì)算回收率，不得低于98%.

（2）光選尾礦采用手選、油選或X光選自檢的方法.

2.9 油選

（1）直接投放金剛石或指示礦物，按樣品計(jì)算回收率不得低于98%.

（2）油選尾礦采用X光選、選磨等方法檢查.樣品中的金剛石實(shí)際回收率不得低于95%.

2.10 粒浮

（1）直接投放金剛石，每次加入金剛石不少于5顆，其回收率不得低于98%.

（2）由選磨、堿熔或粒浮互檢，按樣品計(jì)算金剛石回收率為95%以上.

2.11 磁選

采用X光選（大于1 mm的物料）、粒浮和選磨等方法檢查，金剛石的實(shí)際回收率不得低于95%.

2.12 搖床

（1）加入金剛石或指示礦物檢查，其回收率不得低于95%.

（2）搖床尾礦采用粒浮或選磨等方法檢查，按樣品計(jì)算金剛石實(shí)際回收率不低于95%.

2.13 砂礦樣品的綜合質(zhì)量檢查

（1）在采掘的砂礦樣品和凈砂樣品中加入玻璃比重球，然后從跳汰作業(yè)的粗精礦中回收，分別檢查原樣品運(yùn)輸、洗礦、凈砂運(yùn)輸及跳汰選別作業(yè)等各工序的回收率.

（2）在礦床勘探階段，在采掘的砂礦樣品中加入金剛石（經(jīng)稱重、描述），然后從X光選及手選的精礦中回收，以檢查選別作業(yè)全過(guò)程的質(zhì)量.向樣品中加入玻璃比重球和金剛石進(jìn)行質(zhì)量檢查，按單個(gè)樣品計(jì)算回收率不得低于95%.

3 評(píng)價(jià)

（1）金剛石主要產(chǎn)于金伯利巖中.金伯利巖中重礦物的含量，因金伯利巖類型、產(chǎn)地而異，但其中絕大部分（約99%）礦粒的比重低于金剛石比重.因此，重選法是金剛石礦石分選的有效方法之一.

（2）跳汰選礦是利用礦物間的比重差來(lái)選分的一種重選方法，不需要添加任何藥劑，因此選礦過(guò)程無(wú)化學(xué)污染.

多年的實(shí)踐表明：跳汰選礦分選的效果好，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作管理方便.特別是在地質(zhì)實(shí)驗(yàn)階段，更顯露出它回收率高、設(shè)備輕便的優(yōu)點(diǎn)，是被國(guó)內(nèi)外普遍使用的一種方法.

（3）精選的基礎(chǔ)是礦物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，例如顏色、光澤、硬度、比重、形狀、粒度、導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性、表面潤(rùn)濕性、耐磨性等，方法可靠，效果良好.

［1］金剛石選礦工作暫行要求［S］.北京：地質(zhì)出版社，1983.

［2］湖北建筑工業(yè)學(xué)院選礦教研室.金剛石選礦［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1975.