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(guó)是世界上極少數(shù)的、礦產(chǎn)資源種類較齊全的、礦產(chǎn)儲(chǔ)量較大的、礦產(chǎn)自給程度較高的國(guó)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國(guó)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(huì)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(guó)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(rùn)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(duì)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(duì)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(gè)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(jí)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(dòng)介質(zhì)中所受的重力、流體動(dòng)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(guó)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(dòng)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(jí)、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(jí)、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(chǎng)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(jiǎn)單方便，而且不會(huì)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(shí)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(duì)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(chǎng)中進(jìn)行分選的一種物理選礦方法，其包括電選、電分級(jí)、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(duì)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(jí)、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(chǎng)特性，電選機(jī)分為：靜電場(chǎng)電選機(jī)、電暈電場(chǎng)電選機(jī)、復(fù)合電場(chǎng)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(duì)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(guó)民對(duì)礦石產(chǎn)品、動(dòng)力能源的需求量的增加，選礦方法的技術(shù)水平會(huì)不斷提高，應(yīng)用范圍會(huì)更加廣泛，會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值，從而帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展。

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