淺談礦產(chǎn)資源的選礦方法

董立忠 劉齊魯

(山東科技大學(xué) 山東 青島 266510)

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淺談礦產(chǎn)資源的選礦方法

董立忠 劉齊魯

(山東科技大學(xué) 山東 青島 266510)

我國是世界上極少數(shù)的、礦產(chǎn)資源種類較齊全的、礦產(chǎn)儲量較大的、礦產(chǎn)自給程度較高的國家之一。豐富的礦產(chǎn)資源如何合理高效的利用關(guān)系著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國力的提升，做到合理高效的利用十分依賴于選礦方法。合理的選礦方法會使分選效果事半功倍，實(shí)現(xiàn)精礦和矸石的充分分離，為礦產(chǎn)資源的利用提供最大的方便，從而提高產(chǎn)能。

礦產(chǎn)資源;利用;選礦方法

我國礦產(chǎn)資源豐富、種類齊全，不同的礦物有著不同的性質(zhì)差異，這些差異主要體現(xiàn)在密度、磁性、潤濕性、導(dǎo)電性等方面，除此之外，礦物還存在形狀、硬度、粒度、顏色、光澤等方面的差異。根據(jù)不同的礦石性質(zhì)和對選礦產(chǎn)品的要求，實(shí)踐中使用的選礦方法有重力選礦法、磁力選礦法、浮游選礦法、電力選礦法、化學(xué)選礦法、摩擦選礦法、絮凝浮游選礦法、粘附選礦法等，其中最常用的是重選法、磁選法、浮選法、電選法，浮選法應(yīng)用最為廣泛。

一、選礦綜述

(一)選礦的概念

選礦就是利用礦物的物理或物理化學(xué)性質(zhì)的差異，借助各種選礦設(shè)備將礦石中的有用礦物和脈石礦物分離，并達(dá)到使有用礦物相對富集的過程。選礦是介于采礦和冶煉之間的工藝過程，經(jīng)過選礦過程后可以得到品位較高的精礦，使礦產(chǎn)資源得到高效合理的利用。

(二)選礦工藝過程

各種各樣的礦石的分選都是在選礦廠中完成的，其基本工藝過程和選礦廠規(guī)模無關(guān)，都有如下三個工藝：

(1)礦石分選前的準(zhǔn)備作業(yè)。這其中包括原礦的破碎、磨碎、篩分、分級等過程，其目的是使有用礦物和脈石礦物分離，讓各種有用礦物相互間的單體得到分離，最重要的還有為下一階段的分選過程提供合適的條件。

(2)礦石分選作業(yè)。這一階段使用的選礦方法有重力選礦法、磁力選礦法、浮游選礦法、電力選礦法、化學(xué)選礦法、摩擦選礦法、絮凝浮游選礦法、粘附選礦法等。借助于這些階段將有用礦物和脈石礦物分離得到精礦產(chǎn)品、中礦產(chǎn)品、尾礦產(chǎn)品，為下一步脫水濃縮得到具有工業(yè)價(jià)值的精礦產(chǎn)品做準(zhǔn)備。

(3)選后產(chǎn)品的處理作業(yè)。這一步要完成的是精礦產(chǎn)品的脫水干燥，尾礦產(chǎn)品的綜合處理，洗水的沉淀和循環(huán)利用。

有的選礦廠礦石性質(zhì)較特殊，需要在分選作業(yè)前設(shè)有預(yù)處理，以便達(dá)到最好的分選效果。這包括氧化銅礦的離析焙燒、赤鐵礦的磁化焙燒等預(yù)處理作業(yè)。

二、常用的選礦方法

(一)重力選礦方法

重力選礦方法是根據(jù)礦物間密度的差異，因而在運(yùn)動介質(zhì)中所受的重力、流體動力和其他機(jī)械力的不同，從而實(shí)現(xiàn)礦粒按密度分選礦粒群的過程。重選介質(zhì)主要有水、空氣、重液(密度大于水的液體或高密度鹽類溶液)、懸浮液(水與固體微粒的混合物)、空氣重介質(zhì)(空氣與固體微粒的混合物)等。

重選是我國煤炭資源分選的最主要方法，也是分選錫、鎢、金礦石的傳統(tǒng)方法，同時(shí)普遍應(yīng)用于稀有金屬礦石的分選。重選根據(jù)介質(zhì)運(yùn)動形式和作業(yè)目的的不同可將工藝方法大致分為以下幾種，水利分級、重介質(zhì)選礦、跳汰選礦、干擾床選礦、搖床選礦、溜槽選礦、洗礦等。

重選作為選礦方法之一，還廣泛應(yīng)用于脫水、分級、濃縮、集塵等作業(yè)。重選在食品工業(yè)的應(yīng)用也不斷擴(kuò)大，由于其獨(dú)特的性質(zhì)，主要采用干法。風(fēng)力搖床和相當(dāng)?shù)脑O(shè)備被用于從糧食和胡椒中排除砂子、金屬屑、木片和玻璃碴，帶殼和不帶殼花生的分離，豌豆和玉米的分類等。另外，風(fēng)力搖床已被用于石油工業(yè)煉油廠熱催化裂化裝置以維持催化劑的平衡和活性水平。

(二)磁力選礦方法

磁力選礦方法是在不均勻的磁場中利用礦物之間的磁性差異從而使不同礦物實(shí)現(xiàn)分離的一種選礦方法。磁選法簡單方便，而且不會污染環(huán)境。其主要應(yīng)用與黑色金屬礦石尤其是鐵礦石的分選，同時(shí)還應(yīng)用于有色金屬礦石和稀有金屬礦石的精選、重選中磁性介質(zhì)的回收、非金屬礦物中鐵雜質(zhì)的分離、洗礦水的處理等方面。

隨著人民生活水平的提高、環(huán)保意識的增強(qiáng)和資源合理利用的各方面需求，磁選法還被廣泛應(yīng)用于鐵礦渣及廢金屬的回收以及污水的處理等過程。甚至在醫(yī)學(xué)上也有重要的應(yīng)用，其可用于分離血液中的紅細(xì)胞等。

(三)電力選礦方法

對于磁性、密度及可浮性都很近似的礦物，采用重選、磁選、浮選均不能或難以有效分選，但是利用它們的電性質(zhì)差別可使之分選。電力選礦方法是根據(jù)礦石礦物和脈石礦物顆粒導(dǎo)電率的不同，在高壓電場中進(jìn)行分選的一種物理選礦方法，其包括電選、電分級、摩擦帶電分選、高梯度分選、介電分選、電除塵等內(nèi)容。電選的可處理粒度大約是0.1-2mm，但對一些片狀或密度較小的物料特別是云母、石墨、煤等，其最大處理范圍可達(dá)到5mm。

電選廣泛應(yīng)用于諸多方面，有色和稀有金屬礦物的分選、黑色金屬礦的分選、砂金礦的精選、非金屬礦的分選、各種固體物料的分級、各種固體物料或廢料中回收非鐵金屬等。此外，電選還用于農(nóng)業(yè)中選種、茶葉與茶桿的分選等。

點(diǎn)選設(shè)備有許多類型，按照其不同的分類方法主要有以下幾種。按礦物帶電方式，電選機(jī)分為：傳導(dǎo)帶電電選機(jī)、摩擦電選機(jī)、介電分選機(jī)、熱電黏附電選機(jī)。按電場特性，電選機(jī)分為：靜電場電選機(jī)、電暈電場電選機(jī)、復(fù)合電場電選機(jī)。按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式特征分類，電選機(jī)分為：鼔筒式電選機(jī)、室式電選機(jī)、自由落下式電選機(jī)、溜板式電選機(jī)、皮帶式電選機(jī)、圓盤式電選機(jī)、搖床式電選機(jī)、旋流式電選機(jī)。按分選或處理的粒度大小，電選機(jī)分為：粗粒電選機(jī)、中粒電選機(jī)、細(xì)粒電選機(jī)。

(四)浮游選礦方法

浮游選礦方法是由于不同固體礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，通過它們對礦漿中液體和氣體的作用不同而實(shí)現(xiàn)分選的。浮選是細(xì)粒和極細(xì)粒物料分選中應(yīng)用最廣、效果最好的一種選礦方法。浮選廣泛應(yīng)用于細(xì)粒嵌布的金屬礦物、非金屬礦物、化工原料和冶金工業(yè)產(chǎn)品的分離。

浮選按分選有價(jià)組分不同可分為正浮選與反浮選，其中將脈石礦物面在礦漿中作為尾礦排出的方法叫正浮選，反之叫反浮選。浮選中常用的浮選藥劑有捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑，調(diào)整劑又分為抑制劑、活化劑、介質(zhì)pH調(diào)整劑、分散劑、絮凝劑等。常見的浮選機(jī)有機(jī)械攪拌式、機(jī)械充氣式、充氣機(jī)械攪拌式等。

(五)其他選礦方法

除了上述四種常用的基本選礦方法外，部分選礦廠還采用化學(xué)選礦法、摩擦選礦法、絮凝浮游選礦法、粘附選礦法等方法。

三、總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國民對礦石產(chǎn)品、動力能源的需求量的增加，選礦方法的技術(shù)水平會不斷提高，應(yīng)用范圍會更加廣泛，會創(chuàng)造更大的價(jià)值，從而帶動經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展。

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