第一章 選礦基本概念
一、選礦方法
1.什么是選礦?
選礦是利用礦物的物理或物理化學性質的差異,借助各種選礦設備將礦石中的有用礦物與脈石礦物分離,并達到使有用礦物相對富集的過程,又稱“礦物加工”。選礦學是研究礦物分選的學問,是一門分離、富集、綜合利用礦產資源的技術科學。產品中,有用成分富集的稱為精礦;無用成分富集的稱為尾礦;有用成分的含量介于精礦和尾礦之間,需進一步處理的稱為中礦。金屬礦物的精礦主要作為冶煉提取金屬的原料;非金屬礦物的精礦作為其他工業的原材料;煤的精選產品為精煤。
2.選礦的目的和意義是什么?
選礦的目的是除去礦石中所含的大量脈石及有害元素,使有用礦物得到富集,或使共生的各種有用礦物彼此分離,得到一種或幾種有用礦物的精礦產品。一般而言,原生礦石不能直接作為金屬或產品應用,必須經過選礦處理才能獲得應用,如原生鐵礦品位一般較低,一般需要通過選礦獲得鐵品位為65%以上的精礦,才能進行進一步的冶煉與加工。因此選礦對于礦產資源的充分、合理利用以及國民經濟的發展具有重要的意義。
3.選礦過程通常由哪些基本作業組成?
選礦過程通常是由選前的礦石準備作業、選別作業和選后的脫水作業所組成的。
(1)選前的礦石準備作業 包括礦石的破碎與篩分、磨礦與分級,這些作業通常稱為粉碎作業。其目的是使礦石中的有用礦物和脈石礦物或不同的有用礦物實現單體解離或者使物料的粒度滿足選別作業的要求。
(2)選別作業 包括一種或多種選礦方法,使已解離的有用礦物與脈石礦物(或不同的有用礦物)實現分離。
(3)選后的脫水作業 包括精礦的濃縮、過濾和干燥,目的是脫除精礦中的水分,以便于儲存、運輸和出售。
4.常用的選礦方法都有哪些?
選礦方法主要有重力選礦、磁選、電選、浮選、化學選礦、揀選、微生物選礦、復合力場選礦和特殊選礦等。
5.什么是重力選礦?
重力選礦又稱重選,就是根據礦粒間密度的差異,在運動介質中所受重力、流體動力和其他機械力的不同,從而實現按密度分選礦粒群的一種選礦方法。重選法廣泛地應用于黑色金屬、有色金屬、稀有金屬和煤炭的分選。
6.什么是磁選?
磁選是在不均勻磁場中利用礦物之間的磁性差異而使不同礦物實現分離的一種選礦方法。磁選法多用于黑色金屬和稀有金屬的分選,也可用于從非金屬礦物原料中除去含鐵雜質,還可用于凈化生產、生活用水以及重介質選煤中磁鐵礦的回收。
7.什么是電選?
電選是利用各種礦物及物料之間電性質的不同而進行分選的一種物理選礦方法。電選法可用于有色金屬礦石和稀有金屬礦石、黑色金屬(鐵、錳、鉻)礦石的分選,還可用于非金屬礦石(如煤粉、金剛石、石墨、石棉、高嶺土和滑石等)的分選。
8.什么是浮選?
浮選即泡沫浮選,或稱浮游選礦,是依據各種礦物表面物理化學性質的差異,從礦漿中借助于氣泡的浮力,選分礦物的過程,是從水的懸浮液中(通常稱礦物懸浮液為礦漿)浮出固體礦物的精選過程,是氣-液-固三相界面的選擇性分離過程。浮選是應用最廣泛的選礦方法,幾乎所有的礦石都可用浮選法進行分選。如金礦、銀礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、鎳黃鐵礦等硫化礦物,孔雀石、白鉛礦、菱鋅礦、異極礦、赤鐵礦、錫石、黑鎢礦、鈦鐵礦、綠柱石、鋰輝石以及稀土金屬礦物、鈾礦等氧化礦物的選別。
9.什么是化學選礦?
化學選礦是根據礦石中有用礦物與脈石礦物的化學性質差異,用化學或物理化學方法分離和回收原礦或中礦里有用組分的選礦方法。它是處理“貧、細、雜”難選礦物原料和難選粗精礦中雜質的有效方法。化學選礦的基本作業是焙燒—礦物原料浸出—固液分離—凈化浸出液—制取化學選礦產品。該法適應性強、效果好,但生產成本較高。
10.什么是揀選?
揀選是利用礦石的光學性質、導電性、磁性、放射性及不同射線(如γ射線、中子射線、β射線、X射線、紫外線、紅外線、無線電波等)輻射下的反射和吸收特性等差異,通過對呈單層(行)排隊的顆粒逐一檢測所獲得信號的放大處理和分析,采用手工、電磁擋板或高壓氣等執行機構將有用礦物(礦石)與脈石礦物(廢石)分開的一種選礦方法。揀選用于塊狀和粒狀物料的分選。常用于礦石的預富集,也可以用于礦石的粗選和精選。目前應用揀選法處理的礦石和物料有黑色金屬、有色金屬、稀有金屬、貴金屬、非金屬礦石、放射性礦石、煤炭、建筑材料、種子、食品等。
11.什么是微生物選礦?
微生物選礦亦稱“細菌選礦”。主要是利用鐵氧化細菌、硫氧化細菌及硅酸鹽細菌等微生物從礦物中脫除鐵、硫及硅等的選礦方法。鐵氧化細菌能氧化鐵,硫氧化細菌能氧化硫,硅酸鹽細菌利用分解作用能從鋁土礦物中脫除硅。除用于脫硫、脫鐵和脫硅外,還可用于回收銅、鈾、鈷、錳和金等。
12.什么是復合力場選礦?
復合力場選礦是一種將磁力場、重力場、范德華力、靜電力、疏水作用力和浮選相結合的一種選礦方法,它同時利用兩種及兩種以上的分選原理。主要的復合力場選礦方法包括磁流體分選,空氣重介質流化床分選,磁團聚分選,油團聚分選,磁浮機分選,浮重分選,磁重浮選分選和旋流浮選等。
13.什么是特殊選礦?
特殊選礦是指除了重選、磁選、電選、浮選、化學選礦、揀選、微生物選礦和復合力場選礦等諸方法以外的其他選礦方法,或者是這些選礦方法的復合方法。特殊選礦方法主要包括電化學控制浮選,閃速浮選,選擇性絮凝分選,聚團分選,載體浮選,微泡浮選,摩擦彈跳分選,渦流分選,表層浮選,油膏分選和氣溶膠浮選等。