浅谈矿产资源的选矿方法

2016-04-17董立忠刘齐鲁

福建质量管理 2016年12期

关键词：选机脉石选矿

董立忠刘齐鲁

(山东科技大学山东青岛 266510)

浅谈矿产资源的选矿方法

董立忠刘齐鲁

(山东科技大学山东青岛 266510)

我国是世界上极少数的、矿产资源种类较齐全的、矿产储量较大的、矿产自给程度较高的国家之一。丰富的矿产资源如何合理高效的利用关系着我国国民经济的发展和综合国力的提升，做到合理高效的利用十分依赖于选矿方法。合理的选矿方法会使分选效果事半功倍，实现精矿和矸石的充分分离，为矿产资源的利用提供最大的方便，从而提高产能。

矿产资源;利用;选矿方法

我国矿产资源丰富、种类齐全，不同的矿物有着不同的性质差异，这些差异主要体现在密度、磁性、润湿性、导电性等方面，除此之外，矿物还存在形状、硬度、粒度、颜色、光泽等方面的差异。根据不同的矿石性质和对选矿产品的要求，实践中使用的选矿方法有重力选矿法、磁力选矿法、浮游选矿法、电力选矿法、化学选矿法、摩擦选矿法、絮凝浮游选矿法、粘附选矿法等，其中最常用的是重选法、磁选法、浮选法、电选法，浮选法应用最为广泛。

一、选矿综述

(一)选矿的概念

选矿就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和脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。选矿是介于采矿和冶炼之间的工艺过程，经过选矿过程后可以得到品位较高的精矿，使矿产资源得到高效合理的利用。

(二)选矿工艺过程

各种各样的矿石的分选都是在选矿厂中完成的，其基本工艺过程和选矿厂规模无关，都有如下三个工艺：

(1)矿石分选前的准备作业。这其中包括原矿的破碎、磨碎、筛分、分级等过程，其目的是使有用矿物和脉石矿物分离，让各种有用矿物相互间的单体得到分离，最重要的还有为下一阶段的分选过程提供合适的条件。

(2)矿石分选作业。这一阶段使用的选矿方法有重力选矿法、磁力选矿法、浮游选矿法、电力选矿法、化学选矿法、摩擦选矿法、絮凝浮游选矿法、粘附选矿法等。借助于这些阶段将有用矿物和脉石矿物分离得到精矿产品、中矿产品、尾矿产品，为下一步脱水浓缩得到具有工业价值的精矿产品做准备。

(3)选后产品的处理作业。这一步要完成的是精矿产品的脱水干燥，尾矿产品的综合处理，洗水的沉淀和循环利用。

有的选矿厂矿石性质较特殊，需要在分选作业前设有预处理，以便达到最好的分选效果。这包括氧化铜矿的离析焙烧、赤铁矿的磁化焙烧等预处理作业。

二、常用的选矿方法

(一)重力选矿方法

重力选矿方法是根据矿物间密度的差异，因而在运动介质中所受的重力、流体动力和其他机械力的不同，从而实现矿粒按密度分选矿粒群的过程。重选介质主要有水、空气、重液(密度大于水的液体或高密度盐类溶液)、悬浮液(水与固体微粒的混合物)、空气重介质(空气与固体微粒的混合物)等。

重选是我国煤炭资源分选的最主要方法，也是分选锡、钨、金矿石的传统方法，同时普遍应用于稀有金属矿石的分选。重选根据介质运动形式和作业目的的不同可将工艺方法大致分为以下几种，水利分级、重介质选矿、跳汰选矿、干扰床选矿、摇床选矿、溜槽选矿、洗矿等。

重选作为选矿方法之一，还广泛应用于脱水、分级、浓缩、集尘等作业。重选在食品工业的应用也不断扩大，由于其独特的性质，主要采用干法。风力摇床和相当的设备被用于从粮食和胡椒中排除砂子、金属屑、木片和玻璃碴，带壳和不带壳花生的分离，豌豆和玉米的分类等。另外，风力摇床已被用于石油工业炼油厂热催化裂化装置以维持催化剂的平衡和活性水平。

(二)磁力选矿方法

磁力选矿方法是在不均匀的磁场中利用矿物之间的磁性差异从而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。磁选法简单方便，而且不会污染环境。其主要应用与黑色金属矿石尤其是铁矿石的分选，同时还应用于有色金属矿石和稀有金属矿石的精选、重选中磁性介质的回收、非金属矿物中铁杂质的分离、洗矿水的处理等方面。

随着人民生活水平的提高、环保意识的增强和资源合理利用的各方面需求，磁选法还被广泛应用于铁矿渣及废金属的回收以及污水的处理等过程。甚至在医学上也有重要的应用，其可用于分离血液中的红细胞等。

(三)电力选矿方法

对于磁性、密度及可浮性都很近似的矿物，采用重选、磁选、浮选均不能或难以有效分选，但是利用它们的电性质差别可使之分选。电力选矿方法是根据矿石矿物和脉石矿物颗粒导电率的不同，在高压电场中进行分选的一种物理选矿方法，其包括电选、电分级、摩擦带电分选、高梯度分选、介电分选、电除尘等内容。电选的可处理粒度大约是0.1-2mm，但对一些片状或密度较小的物料特别是云母、石墨、煤等，其最大处理范围可达到5mm。

电选广泛应用于诸多方面，有色和稀有金属矿物的分选、黑色金属矿的分选、砂金矿的精选、非金属矿的分选、各种固体物料的分级、各种固体物料或废料中回收非铁金属等。此外，电选还用于农业中选种、茶叶与茶杆的分选等。

点选设备有许多类型，按照其不同的分类方法主要有以下几种。按矿物带电方式，电选机分为：传导带电电选机、摩擦电选机、介电分选机、热电黏附电选机。按电场特性，电选机分为：静电场电选机、电晕电场电选机、复合电场电选机。按设备结构形式特征分类，电选机分为：鼔筒式电选机、室式电选机、自由落下式电选机、溜板式电选机、皮带式电选机、圆盘式电选机、摇床式电选机、旋流式电选机。按分选或处理的粒度大小，电选机分为：粗粒电选机、中粒电选机、细粒电选机。

(四)浮游选矿方法

浮游选矿方法是由于不同固体矿物表面物理化学性质的差异，通过它们对矿浆中液体和气体的作用不同而实现分选的。浮选是细粒和极细粒物料分选中应用最广、效果最好的一种选矿方法。浮选广泛应用于细粒嵌布的金属矿物、非金属矿物、化工原料和冶金工业产品的分离。

浮选按分选有价组分不同可分为正浮选与反浮选，其中将脉石矿物面在矿浆中作为尾矿排出的方法叫正浮选，反之叫反浮选。浮选中常用的浮选药剂有捕收剂、起泡剂和调整剂，调整剂又分为抑制剂、活化剂、介质pH调整剂、分散剂、絮凝剂等。常见的浮选机有机械搅拌式、机械充气式、充气机械搅拌式等。

(五)其他选矿方法

除了上述四种常用的基本选矿方法外，部分选矿厂还采用化学选矿法、摩擦选矿法、絮凝浮游选矿法、粘附选矿法等方法。