第一章 选矿基本概念
一、选矿方法
1.什么是选矿?
选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异,借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离,并达到使有用矿物相对富集的过程,又称“矿物加工”。选矿学是研究矿物分选的学问,是一门分离、富集、综合利用矿产资源的技术科学。产品中,有用成分富集的称为精矿;无用成分富集的称为尾矿;有用成分的含量介于精矿和尾矿之间,需进一步处理的称为中矿。金属矿物的精矿主要作为冶炼提取金属的原料;非金属矿物的精矿作为其他工业的原材料;煤的精选产品为精煤。
2.选矿的目的和意义是什么?
选矿的目的是除去矿石中所含的大量脉石及有害元素,使有用矿物得到富集,或使共生的各种有用矿物彼此分离,得到一种或几种有用矿物的精矿产品。一般而言,原生矿石不能直接作为金属或产品应用,必须经过选矿处理才能获得应用,如原生铁矿品位一般较低,一般需要通过选矿获得铁品位为65%以上的精矿,才能进行进一步的冶炼与加工。因此选矿对于矿产资源的充分、合理利用以及国民经济的发展具有重要的意义。
3.选矿过程通常由哪些基本作业组成?
选矿过程通常是由选前的矿石准备作业、选别作业和选后的脱水作业所组成的。
(1)选前的矿石准备作业 包括矿石的破碎与筛分、磨矿与分级,这些作业通常称为粉碎作业。其目的是使矿石中的有用矿物和脉石矿物或不同的有用矿物实现单体解离或者使物料的粒度满足选别作业的要求。
(2)选别作业 包括一种或多种选矿方法,使已解离的有用矿物与脉石矿物(或不同的有用矿物)实现分离。
(3)选后的脱水作业 包括精矿的浓缩、过滤和干燥,目的是脱除精矿中的水分,以便于储存、运输和出售。
4.常用的选矿方法都有哪些?
选矿方法主要有重力选矿、磁选、电选、浮选、化学选矿、拣选、微生物选矿、复合力场选矿和特殊选矿等。
5.什么是重力选矿?
重力选矿又称重选,就是根据矿粒间密度的差异,在运动介质中所受重力、流体动力和其他机械力的不同,从而实现按密度分选矿粒群的一种选矿方法。重选法广泛地应用于黑色金属、有色金属、稀有金属和煤炭的分选。
6.什么是磁选?
磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。磁选法多用于黑色金属和稀有金属的分选,也可用于从非金属矿物原料中除去含铁杂质,还可用于净化生产、生活用水以及重介质选煤中磁铁矿的回收。
7.什么是电选?
电选是利用各种矿物及物料之间电性质的不同而进行分选的一种物理选矿方法。电选法可用于有色金属矿石和稀有金属矿石、黑色金属(铁、锰、铬)矿石的分选,还可用于非金属矿石(如煤粉、金刚石、石墨、石棉、高岭土和滑石等)的分选。
8.什么是浮选?
浮选即泡沫浮选,或称浮游选矿,是依据各种矿物表面物理化学性质的差异,从矿浆中借助于气泡的浮力,选分矿物的过程,是从水的悬浮液中(通常称矿物悬浮液为矿浆)浮出固体矿物的精选过程,是气-液-固三相界面的选择性分离过程。浮选是应用最广泛的选矿方法,几乎所有的矿石都可用浮选法进行分选。如金矿、银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿等硫化矿物,孔雀石、白铅矿、菱锌矿、异极矿、赤铁矿、锡石、黑钨矿、钛铁矿、绿柱石、锂辉石以及稀土金属矿物、铀矿等氧化矿物的选别。
9.什么是化学选矿?
化学选矿是根据矿石中有用矿物与脉石矿物的化学性质差异,用化学或物理化学方法分离和回收原矿或中矿里有用组分的选矿方法。它是处理“贫、细、杂”难选矿物原料和难选粗精矿中杂质的有效方法。化学选矿的基本作业是焙烧—矿物原料浸出—固液分离—净化浸出液—制取化学选矿产品。该法适应性强、效果好,但生产成本较高。
10.什么是拣选?
拣选是利用矿石的光学性质、导电性、磁性、放射性及不同射线(如γ射线、中子射线、β射线、X射线、紫外线、红外线、无线电波等)辐射下的反射和吸收特性等差异,通过对呈单层(行)排队的颗粒逐一检测所获得信号的放大处理和分析,采用手工、电磁挡板或高压气等执行机构将有用矿物(矿石)与脉石矿物(废石)分开的一种选矿方法。拣选用于块状和粒状物料的分选。常用于矿石的预富集,也可以用于矿石的粗选和精选。目前应用拣选法处理的矿石和物料有黑色金属、有色金属、稀有金属、贵金属、非金属矿石、放射性矿石、煤炭、建筑材料、种子、食品等。
11.什么是微生物选矿?
微生物选矿亦称“细菌选矿”。主要是利用铁氧化细菌、硫氧化细菌及硅酸盐细菌等微生物从矿物中脱除铁、硫及硅等的选矿方法。铁氧化细菌能氧化铁,硫氧化细菌能氧化硫,硅酸盐细菌利用分解作用能从铝土矿物中脱除硅。除用于脱硫、脱铁和脱硅外,还可用于回收铜、铀、钴、锰和金等。
12.什么是复合力场选矿?
复合力场选矿是一种将磁力场、重力场、范德华力、静电力、疏水作用力和浮选相结合的一种选矿方法,它同时利用两种及两种以上的分选原理。主要的复合力场选矿方法包括磁流体分选,空气重介质流化床分选,磁团聚分选,油团聚分选,磁浮机分选,浮重分选,磁重浮选分选和旋流浮选等。
13.什么是特殊选矿?
特殊选矿是指除了重选、磁选、电选、浮选、化学选矿、拣选、微生物选矿和复合力场选矿等诸方法以外的其他选矿方法,或者是这些选矿方法的复合方法。特殊选矿方法主要包括电化学控制浮选,闪速浮选,选择性絮凝分选,聚团分选,载体浮选,微泡浮选,摩擦弹跳分选,涡流分选,表层浮选,油膏分选和气溶胶浮选等。