選礦流程

這是選礦過(guò)程的關(guān)鍵作業(yè)（或稱主要作業(yè)）。它根據(jù)礦物的不同性質(zhì)，采用不同的選礦方法，如浮選法、重選法或磁選法等等。

1、重力選礦

重力選礦簡(jiǎn)稱重選。它是根據(jù)礦物比重不同及其在介質(zhì)中具有不同的沉降速度來(lái)進(jìn)行分離礦物的一種選礦方法。

在重選過(guò)程中，用作分選介質(zhì)的有水、空氣、重液和懸浮液。重液是比重大于水的液體，懸浮液是由水和懸浮于其中的固體顆粒組成的兩相液體。重選過(guò)程都是在介質(zhì)中進(jìn)行的。

從物理學(xué)得知：在真空中性質(zhì)不同（比重、體積、形狀等）的物體，它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)的方向、速度、加速度等）完全相同，因此，不可能依據(jù)重力的作用使它們彼此分開(kāi)。然而，在介質(zhì)中則完全不同，由于介質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生浮力和阻力，性質(zhì)不同的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將出現(xiàn)差別。為此，可以把它們彼此分離。

2、浮選

浮選是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的不同來(lái)分選礦物的選礦方法。

現(xiàn)代工業(yè)廣泛應(yīng)用泡沫浮選法，其特點(diǎn)是：礦粒選擇地附著于礦漿中的空氣泡上，升隨之上浮到礦漿表面，達(dá)到有用礦物和脈石礦物或有用礦物之間的分離。

浮選過(guò)程一般包括下列作業(yè)：

（1）礦石細(xì)磨，使有用礦物達(dá)到解離。這一作業(yè)通常由磨礦機(jī)配合分級(jí)機(jī)完成。

（2）調(diào)整礦漿濃度，適合浮選要求。在多數(shù)情況下，浮選前分級(jí)溢流濃度符合浮選要求，故該作業(yè)可省略。

（3）浮選礦漿加藥處理。該作業(yè)一般在攪拌槽中進(jìn)行。充氣浮選和礦化泡沫的分離。在浮選機(jī)中進(jìn)行。

（4）礦漿經(jīng)加藥處理后的第一次浮選作業(yè)通常稱粗選。

在粗選所得礦化泡沫中，雖然富集了大量有用礦物，但經(jīng)常還混雜有脈石礦物及其它雜質(zhì)，通常還要對(duì)這種粗選礦化泡沫進(jìn)行一次或多次再選，這種粗選泡沫進(jìn)行再選的作業(yè)稱精選。最后一次精選作業(yè)所得的泡沫產(chǎn)品叫精礦。在粗選作業(yè)排出的礦漿中，往往還殘留有一定量的有用礦物，需要進(jìn)行再選回收，這種再選作業(yè)稱為掃選。精選作業(yè)排出的礦漿和掃選產(chǎn)品處理作業(yè)。

主要包括精礦脫水和尾礦處理。精礦脫水通常由濃縮、過(guò)濾、干燥（有時(shí)需要）三個(gè)階段組成。尾礦處理通常包括尾礦貯存和尾礦水處理。

作業(yè)獲得的泡沫產(chǎn)品通常稱為中礦。中礦通常返回前面某一浮選作業(yè)再選，在特殊情況下，也可單獨(dú)浮選。粗選一般為一次，精選和掃選可以有多次作業(yè)。最后一次掃選作業(yè)排出的礦漿稱為尾礦。

一般浮選是將有用礦物浮入泡沫產(chǎn)物中，將脈石礦物留在礦漿中 ，這樣的浮選過(guò)程稱正浮選。反之，浮起的是脈石礦物的浮選過(guò)程稱反浮選。

3、磁選

磁選是在不均勻磁場(chǎng)中，利用礦物之間磁性的差異使不同礦物實(shí)現(xiàn)分離的一種選礦方法。磁選法是分選黑色金屬礦石，特別是磁鐵礦石和錳礦石的主要方法；磁選法在有色和稀有金屬礦石選礦中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。并在非金屬礦物原料的選礦、冶金產(chǎn)品的處理等等，磁選法也得到了應(yīng)用。隨著高梯度磁選、磁流體選礦、超導(dǎo)強(qiáng)磁選等的發(fā)展，磁選法的應(yīng)用已擴(kuò)大到化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域中。

4、電選

電選是在高壓電場(chǎng)中利用礦物的電性差異使礦物分離的一種選礦方法。它是細(xì)粒礦物重要選礦方法之一。電選有著廣泛的用途，電選可用于：有色、黑色、稀有金屬礦石的精選；非金屬礦石和粉煤的分選；陶瓷、玻璃原料和建筑材料的提純；工廠廢料的回收；谷物、種子、食品的精選；礦石和其它物料的分級(jí)和除塵等。

5、化學(xué)選礦

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類對(duì)自然礦產(chǎn)資源的需求量日益增加，而地殼中的富礦、易選礦的儲(chǔ)量則因長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)利用而日趨減少。大地向人類提供的礦石，其品位日貧，粒度日細(xì)，成分日雜。很多難選礦石，采用常規(guī)的機(jī)械選礦法，無(wú)法解決，而采用化學(xué)選礦或化學(xué)選礦與機(jī)械選礦聯(lián)合方法進(jìn)行處理，能有效地、合理地提取其中的有價(jià)成分，并獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

化學(xué)選礦法（又稱礦物原料化學(xué)處理）是基于礦物和礦物組分的化學(xué)性質(zhì)（如熱穩(wěn)定性、氧化還原性、溶解性、離子半徑差異絡(luò)合性、水化性和荷電性等）的差異，利用化學(xué)方法改變礦物組成而使其有用組分富集的礦物加工過(guò)程。它是處理和綜合利用某些貧、細(xì)、雜難選礦物和選冶過(guò)程中，某些難處理中間產(chǎn)品的有效方法之一，也是使未利用資源的資源化和解決三廢（廢水、廢渣、廢氣）處理，變廢為寶及保護(hù)環(huán)境的重要方法之一。在處理對(duì)象和目的方面，它和機(jī)械選礦方法相同，都是處理原礦和使組分富集及綜合利用礦物資源。

但其應(yīng)用范圍較機(jī)械選礦寬，除原礦外，還可處理某些中間產(chǎn)品，機(jī)械選礦的尾礦以及可以從三廢中回收有用組分。而在方法原理和產(chǎn)品形態(tài)方面則與機(jī)械選礦法不同，機(jī)械選礦法是僅利用礦物的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)的差異而不改變礦物組成的分選過(guò)程。而化學(xué)選礦是利用礦物及其組分的化學(xué)性質(zhì)的差異而改變礦物組成的分選過(guò)程。前者是得到礦物精礦，后者是得到化學(xué)精礦。

在一般情況下，二種精礦皆需送冶煉處理才能得到金屬?；瘜W(xué)選礦法在原理上與處理礦物精礦的經(jīng)典冶金（水冶和火冶）有許多相似之處，都是利用化學(xué)、物理化學(xué)和化工的基本原理解決礦物加工中的有關(guān)工藝問(wèn)題，但其處理對(duì)象、產(chǎn)品形態(tài)和具體工藝過(guò)程又有很大差異，化學(xué)選礦處理的原料中有用組分含量低，各組分共生關(guān)系密切，組成復(fù)雜，有害雜質(zhì)含量高，一般只得到化學(xué)精礦，而冶煉處理的原料為礦物精礦，組成簡(jiǎn)單，得到的產(chǎn)品可供用戶直接使用。

因此，化學(xué)選礦可看成是介于機(jī)械選礦和冶金處理的過(guò)渡性學(xué)科。

線流程圖在中國(guó)使用最廣泛。圖中常以圓圈代表破碎、磨礦作業(yè)，作業(yè)名稱標(biāo)注在圓圈一側(cè)；以雙橫線表示篩分、分級(jí)、分選及其他作業(yè)，作業(yè)名稱及有關(guān)參數(shù)標(biāo)注在橫線上方及下方，有時(shí)還標(biāo)上使用設(shè)備的名稱、規(guī)格及選礦藥荊添加點(diǎn)和用量。用羅馬數(shù)字及阿拉伯?dāng)?shù)字分別標(biāo)注作業(yè)和產(chǎn)物的順序。

方框流程圖在歐美國(guó)家使用較多，圖中以方框表示作業(yè)，方框中注明作業(yè)名稱或設(shè)備名稱。所有產(chǎn)物用阿拉伯?dāng)?shù)字順序編號(hào)。

形象流程圖是用簡(jiǎn)明的選礦設(shè)備圖形表示各個(gè)不同的作業(yè)，作業(yè)產(chǎn)物用阿拉伯?dāng)?shù)字順序編號(hào)。

在選礦流程圖中，將分選指標(biāo)(品位、產(chǎn)率、回收率、產(chǎn)量和濃度等)標(biāo)在相關(guān)產(chǎn)物和作業(yè)處，按圖中的標(biāo)注內(nèi)容又可分選礦原則流程圖、數(shù)量流程圖、質(zhì)量流程圖、數(shù)一質(zhì)重流程圖和礦漿流程圖；還有以礦物含量及回收率表達(dá)的工藝礦物質(zhì)一數(shù)量流程圖，是進(jìn)行選礦流程結(jié)構(gòu)分析的有用工具。

該作業(yè)包括破碎和篩分、磨礦和分級(jí)。其目的主要是使有用礦物與脈石礦物，有用礦物與有用礦物相互分開(kāi)，達(dá)到單體分離，為分選作業(yè)做準(zhǔn)備。有時(shí)這種準(zhǔn)備作業(yè)是將物料分成若干適宜的粒級(jí)，為分選作業(yè)做準(zhǔn)備。

1、　礦石的破碎

從礦山開(kāi)采出來(lái)的礦石塊度都很大。露天開(kāi)采出來(lái)的礦塊最大尺寸為 1000mm~1500mm，井下開(kāi)采出來(lái)的礦塊最大尺寸為300mm~600mm塊度這樣大的礦石不能直接進(jìn)行分選，因?yàn)椋渲械挠杏玫V物與有用礦物、有用礦物與脈石礦物緊密共生。為了使它們相互分開(kāi)，即達(dá)到單體分離，礦石送到選廠后，首先將礦石破碎到一定粒度，然后再送入磨礦機(jī)磨碎。

選礦廠所采用的破碎機(jī)的種類，主要取決于礦石性質(zhì)、選礦廠的生產(chǎn)能力和破碎產(chǎn)物的粒度等等。礦石的粗碎作業(yè)一般采用顎式破碎機(jī)或旋回破碎機(jī)。中碎和細(xì)碎多使用標(biāo)準(zhǔn)型和短頭型圓錐破碎機(jī)，在少數(shù)情況下，也有使用對(duì)輥破碎機(jī)破碎。處理松軟礦石（如粘土礦或煤礦），一般采用具有沖擊作用的破碎機(jī)（如反擊式破碎機(jī)和錘碎機(jī)）破碎。

2、礦石的篩分

松散物料通過(guò)篩子分成不同粒級(jí)的過(guò)程，稱為篩分 在選礦廠內(nèi)，篩分多數(shù)是與破碎作業(yè)相結(jié)合。在礦石進(jìn)入某段破碎機(jī)之前，預(yù)先分出粒度已經(jīng)符合要求的合格產(chǎn)物 這種篩分稱為預(yù)先篩分。它既能防止礦石的過(guò)粉碎，又可 高破碎機(jī)的生產(chǎn)率。當(dāng)?shù)V石含水分高和粉礦較多時(shí)，還可以避免破碎機(jī)的堵塞。當(dāng)?shù)V石經(jīng)過(guò)破碎機(jī)被破碎之后，應(yīng)用篩分檢查破碎產(chǎn)物的粒度，使不合格的過(guò)大塊礦粒再返回破碎作業(yè)，再次進(jìn)行破碎，這種篩分稱為檢查篩分。它可以充分發(fā)揮破碎機(jī)的能力。

3、磨礦

磨礦是礦石破碎過(guò)程的繼續(xù)，其目的是使礦石中各種有用礦物顆粒全部或大部分達(dá)到單體分離，以便進(jìn)行選別，并使其粒度符合選別作業(yè)的要求。

磨礦作業(yè)通常是在一個(gè)圓筒形的磨礦機(jī)中進(jìn)行的，筒體內(nèi)一般裝有研磨介質(zhì)，如鋼球、鋼棒或礫石等等。裝鋼球（或鐵球）的磨礦機(jī)為球磨機(jī)；裝鋼棒的為棒磨機(jī)；裝礫石的為礫磨機(jī)。若磨礦機(jī)內(nèi)不裝其它介質(zhì)，只利用礦石自己研磨，則稱為無(wú)介質(zhì)磨礦機(jī)或稱自磨機(jī)；自磨機(jī)中再加入適量鋼球就構(gòu)成所謂半自磨機(jī)。磨機(jī)的規(guī)格，都以筒體的直徑乘以長(zhǎng)度表示。

磨礦作業(yè)以濕式磨礦為主，而且一般與機(jī)械分級(jí)機(jī)組成閉路循環(huán)；但對(duì)于缺水 地區(qū)和某些忌水工藝過(guò)程（如水泥廠、石棉廠生產(chǎn)過(guò)程或某些干法選礦過(guò)程），也有采用干式磨礦的。無(wú)論用哪種類型磨礦機(jī)進(jìn)行研磨，在磨礦過(guò)程中，它們的作用原理基本上是一致的。都是利用介質(zhì)（或礦石本身）對(duì)被磨物料進(jìn)行沖擊和研磨。

4、分級(jí)

在介質(zhì)（氣或空氣）中，物料按其沉降速度的不同分成若干粒度級(jí)別的過(guò)程稱為分級(jí)。分級(jí)與篩分的目的相同，都在于將礦粒群分成不同的粒度級(jí)別，但它們的工作原理及產(chǎn)品的粒度特性不同。篩分是嚴(yán)格地按幾何粒度（篩孔尺寸）分離的；而分級(jí)則是按它們?cè)诮橘|(zhì)中不同的沉降速度分離的。

在磨礦作業(yè)中，通常采用分級(jí)作業(yè)與之配合，以便把粒度合格的物料及時(shí)分出，既可避免產(chǎn)品過(guò)磨，又能提高磨礦效率。選礦廠磨礦作業(yè)中使用的分級(jí)設(shè)備有機(jī)械分級(jí)機(jī)和水力旋流器。選礦廠應(yīng)用最多的機(jī)械分級(jí)機(jī)是螺旋分級(jí)機(jī)，至于耙式分級(jí)機(jī)、浮槽分級(jí)機(jī)等，已漸趨淘汰。在鎢、錫重選廠，為減少磨礦過(guò)程的過(guò)粉碎現(xiàn)，常采用篩子與棒磨機(jī)構(gòu)成閉路。細(xì)篩與磨礦作業(yè)配合應(yīng)用，近來(lái)也得到了充分的重視。這里只介紹與磨礦作業(yè)配合使用得最多的螺旋分級(jí)機(jī)和水力旋流器。有關(guān)水力分級(jí)的內(nèi)容將在重選法一章中敘述。

主要包括精礦脫水和尾礦處理。精礦脫水通常由濃縮、過(guò)濾、干燥（有時(shí)需要）三個(gè)階段組成。尾礦處理通常包括尾礦貯存和尾礦水處理。

1、精礦脫水

除干式破碎、磨礦、空氣分級(jí)、干式磁選、電選等作業(yè)外，大多數(shù)選分作業(yè)都是在水中進(jìn)行的。

精礦含水量是衡量精礦質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。濕法選礦得出的精礦含有大量的水分，這對(duì)精礦的直接使用或繼續(xù)加工（如冶煉）都不合適。精礦中的水分還會(huì)給運(yùn)輸和裝卸造成困難，并且增加運(yùn)輸費(fèi)用。在水源缺乏的地區(qū)，更需回收選礦產(chǎn)品（精礦和尾礦）中的水返回再用（回水），以減少新鮮水的消耗量。

選礦過(guò)程中的某些中間產(chǎn)物，在進(jìn)行下一步處理之前（如粗精礦再磨前，中礦再磨前以及粗精礦電選前等），都必須排除多余的水。

從選礦產(chǎn)品中除去水分的過(guò)程叫做脫水。脫水的主要方法有自然排水、濃縮、過(guò)濾和干燥。粗粒物料的脫水比較容易，一般采用自然排水法，即利用水自身的重力作用排泄出來(lái)。但是，細(xì)粒物料用自然排水的方法，不但脫水過(guò)程很緩慢，而且細(xì)?；蚣?xì)泥物料將隨水流失。因此，細(xì)粒物料的脫水就比較復(fù)雜，一般要分幾個(gè)階段來(lái)完成。

在一般情況下，脫水過(guò)程由濃縮、過(guò)濾和干燥三個(gè)作業(yè)組成。但對(duì)于具體的物料究竟采用什么樣的脫水作業(yè)，決定于物料的性質(zhì)（例如：粒度、磁性、比重以及礦漿粘性等）和對(duì)脫水產(chǎn)品水分的要求。例如磁選精礦的第一段脫水采用磁力脫水槽進(jìn)行濃縮；重選精礦如果粒度較粗，大都不采用濃縮、過(guò)濾；浮選精礦一般都要進(jìn)行濃縮和過(guò)濾，個(gè)別情況還要進(jìn)行干燥。

2、尾礦處理

礦石經(jīng)過(guò)選別之后，將有大量尾礦產(chǎn)生，處理貧礦石的大型選礦廠尾礦量就更多。

尾礦的概念是相對(duì)的，其中常還含有選礦技術(shù)水平暫不能回收的有用成分。浮選廠尾礦中經(jīng)常含有大量藥劑，有些甚至是劇毒物質(zhì)。某些藥劑對(duì)人體或?qū)ι?、農(nóng)田極為有害。因此，為了綜合利用國(guó)家資源及消除尾礦對(duì)環(huán)境的污染，選礦廠應(yīng)當(dāng)對(duì)所產(chǎn)尾礦有計(jì)劃地處理和貯放。并且要加強(qiáng)對(duì)尾礦綜合利用的研究，變廢為寶，化害為利。尾礦處理通常包括三方面：尾礦的貯存；尾礦水的再用；尾礦水的凈化。

隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，礦石性質(zhì)有時(shí)會(huì)發(fā)生較大的變化;有的企業(yè)為了提高經(jīng)濟(jì)效益，改革產(chǎn)品方案，或由于新設(shè)備、新藥劑的使用，目前流程已不適應(yīng)，以上種種情況都必須進(jìn)行選礦流程的修改或局部調(diào)整。

選礦廠流程的調(diào)整或修改必須要有生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)結(jié)果，要從實(shí)際出發(fā)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，經(jīng)過(guò)小型試驗(yàn)和半工業(yè)試驗(yàn)，獲得充分?jǐn)?shù)據(jù)后，提出修改方案，并要廣泛聽(tīng)取工人及技術(shù)人員的意見(jiàn)，經(jīng)礦部生產(chǎn)技術(shù)部門研究，報(bào)請(qǐng)總工程師審定后，再行實(shí)施重大的變革，還須報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)。

流程的修改或調(diào)整應(yīng)遵循以下原則：

(一)要方便生產(chǎn)，有利于提高選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo);

(二)要方便操作，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;

(三)要先進(jìn)可靠、有利于自動(dòng)控制;

(四)變更后的流程，要組織人員進(jìn)行測(cè)定，核實(shí)經(jīng)濟(jì)效益。

選礦工藝過(guò)程選擇的，一般是由設(shè)計(jì)院根據(jù)研究院所的選礦試驗(yàn)報(bào)告來(lái)推薦的。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，則要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況來(lái)選擇并向單位提出建議。在選擇流程的過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)：

(一)要保證有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益好;

(二)要考慮流程內(nèi)部結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品方案的關(guān)系，盡量就地生產(chǎn)成品金，并應(yīng)留有改變的余地;

(三)在設(shè)備的選擇上，要考慮操作方便和當(dāng)?shù)毓╇?，供水情況以及備品備件的來(lái)源;

(四)應(yīng)盡量采用較先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

根據(jù)不同的褐鐵礦選礦流程也不同，大體可分為兩種方法：

1、塊狀的褐鐵礦需要破碎、球磨后再磁選，按照選礦效果水選強(qiáng)磁磁選機(jī)的選礦效果佳，一般作為精選使用可一次性提高褐鐵礦10-20個(gè)品位。水選強(qiáng)磁磁選機(jī)的磁場(chǎng)可達(dá)到16000高斯，是專門針對(duì)褐鐵礦、錳礦、赤鐵礦等弱磁性礦的一種磁選設(shè)備。

2、粒度較細(xì)100目以上的褐鐵礦可直接磁選，如果脈石與鐵的單體接粒度較好，可直接磁選出品位達(dá)五六十以上的鐵精粉。