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選礦
獲得冶金工業(yè)所需原料的技術(shù)
選礦，即根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)以后，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生（伴生）的有用礦物盡可能相互分離，除去或降低有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過程。選礦過程主要由解離和選別兩個(gè)基本部分構(gòu)成，它是整個(gè)礦產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最重要的環(huán)節(jié)，能夠使礦物中的有用組分富集，降低冶煉或其它加工過程中燃料、運(yùn)輸?shù)南?，使低品位的礦石能得到經(jīng)濟(jì)利用。應(yīng)用選礦技術(shù)能變廢為寶，綜合回收各種有價(jià)成分，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展意義重大。
基本信息
| 中文名 | 選礦 |
| 外文名 | mineral separation |
| 目的 | 獲得冶金或其他工業(yè)所需原料 |
| 屬性 | 將有用礦物與脈石礦物分開的工藝 |
| 行業(yè) | 采礦 |
| 方法 | 重選、浮選、電選、磁選 |
收起
定義
選礦工藝流程
發(fā)展歷程
早期的選礦，是利用礦物間的物理性質(zhì)或表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，但不改變礦物化學(xué)組成的物理選別過程，主要用于處理金屬礦石，稱“礦石選別”。以后擴(kuò)展到非金屬礦物原料的選別，稱“礦物選別”。后來把利用化學(xué)方法回收礦物原料中有用成分的過程，也納入選礦，稱為化學(xué)選礦。
選礦經(jīng)歷了從處理粗粒物料到細(xì)粒物料、從處理簡單礦石到復(fù)雜礦石、從單純使用物理方法向使用物理化學(xué)方法和化學(xué)方法的發(fā)展過程。早期，人們用手工揀選；后來，用簡單的淘洗工具從河溪砂石中選收金屬礦物。中國湖北
理論
1867年雷廷格爾(P.R.von Rit-tinger)著《選礦學(xué)》，初步形成選礦體系。1903年(R.H.Richards)著《選礦》，構(gòu)成獨(dú)立的選礦工程學(xué)。1933年列賓捷爾(..eep)著《浮選過程的物理化學(xué)》,1939年
中國于20世紀(jì)20年代出現(xiàn)機(jī)械選礦廠，如湖南水口山選礦廠等。1949年以后，在選礦指標(biāo)、處理量和選礦科學(xué)技術(shù)等方面都有很大發(fā)展。鎢、錫等選礦技術(shù)在某些方面有較高的水平，創(chuàng)制出獨(dú)特的離心選礦機(jī)、振擺溜槽、環(huán)射式浮選機(jī)等新設(shè)備,并最先采用一段離析-浮選法來回收氧化銅。
選礦過程主要由解離和選別兩個(gè)基本部分構(gòu)成，包括：
存在意義
選礦的意義可從以下三個(gè)方面分析：①從技術(shù)方面講，科技和工業(yè)的發(fā)展對礦物原料質(zhì)量的要求越來越高，直接開采原礦石往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，而將原礦進(jìn)行選礦加工則可以滿足要求。比加，鐵礦石中硫和磷含量高時(shí)煉出的生鐵發(fā)脆，此時(shí)降低硫磷含量的選礦工序就是必需的；制作磁性材料的鐵精粉，有時(shí)要求其含硅量低于o．4%，這樣的超級精礦非經(jīng)選礦不可。這樣的例子不勝枚舉。選礦越來越普遍地成為礦產(chǎn)加工的必要環(huán)節(jié)；
②從經(jīng)濟(jì)方面講，選礦可以結(jié)礦山、選廠和冶煉廠帶來經(jīng)濟(jì)效益。例如，某小型鐵選廠處理臺(tái)鐵32%的礦石生產(chǎn)合鐵65%的鐵精礦，每年生產(chǎn)3．5萬t鐵桔礦就可獲利近百萬元；某有色金屬冶煉f—將銅稿礦品位提高1%，每年可多生產(chǎn)粗銅3135t，利潤相當(dāng)可觀；某煉鐵廠將鐵礦粉品位提高1%，則高爐生鐵產(chǎn)量可提高2．5%、焦比下降1．5%、石灰石節(jié)省4%一5%，經(jīng)濟(jì)效益顯著；
③應(yīng)用選礦技術(shù)還能變廢為寶，綜合回收各種有價(jià)成分。如火力發(fā)電廠的廢物粉煤灰，堆放占地又造成環(huán)境污染，是發(fā)電廠的一大優(yōu)患，而把粉煤灰進(jìn)行選礦處理可生產(chǎn)出鐵礦攢‘玻璃微珠和水泥配料等多種有用產(chǎn)品。選礦技術(shù)在冶金、煤炭、化工、建材和環(huán)保等部門都得到應(yīng)用，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展意義重大。
核心重點(diǎn)
成本
低品位礦與優(yōu)質(zhì)礦之間有100元/噸左右的價(jià)格，但從發(fā)展看，由于優(yōu)質(zhì)礦數(shù)量越來越少，而需求越來越大，這個(gè)價(jià)差將在三到五年后進(jìn)一步拉大，給選礦技術(shù)的采用騰出 有效成本空間。
技術(shù)權(quán)益
選礦技術(shù)一定是系列技術(shù)。為了有利于推廣，使 整體工藝技術(shù)水平都處于高水平，應(yīng)該成立相應(yīng)的技術(shù)推廣部門。使其在有償獲得技術(shù)權(quán)益后，做好部 局、設(shè)點(diǎn)、技術(shù)推廣、后續(xù)研發(fā)的管理等工作。
過程
破碎
將礦山采出的粒度為500～1500mm的礦塊碎裂至粒度為 5～25mm的過程。方式有壓碎、擊碎、劈碎等，一般按粗碎、中碎、細(xì)碎三段進(jìn)行。
磨碎
選礦機(jī)械
礦石中的浸染粒度和采用的選別方法確定。常用的磨礦設(shè)備有：棒磨機(jī)、球磨機(jī)、自磨機(jī)和半自磨機(jī)等。磨碎作業(yè)能耗高，通常約占選礦總能耗的一半。80年代以來應(yīng)用各種新型襯板及其他措施，磨碎效率有所提高，能耗有所下降。
篩分分級
按篩面篩孔的大小將物料分為不同的粒度級別稱篩分，常用于處理粒度較粗的物料。按顆粒在介質(zhì)（通常為水）中沉降速度的不同，將物料分為不同的等降級別，稱分級，用于粒度較小的物料。篩分和分級是在粉碎過程中分出合適粒度的物料，或把物料分成不同粒度級別分別入選。
為避免含泥礦物原料中的泥質(zhì)物堵塞粉碎、篩分設(shè)備，需進(jìn)行洗礦。原料如含有可溶性有用或有害成分，也要進(jìn)行洗礦。洗礦可在擦洗機(jī)中進(jìn)行，也可在篩分和分級設(shè)備中進(jìn)行。
選別作業(yè)
礦物原料經(jīng)粉碎作業(yè)后進(jìn)入選別作業(yè)，使有用礦物和脈石分離，或使各種有用礦物彼此分離。這是選礦的主體部分。選別作業(yè)有重選、浮選、、
重選
在介質(zhì)(主要是水)流中利用礦物原料顆粒比重的不同進(jìn)行選別。有、跳汰選、搖床選、溜槽選等。重選是選別黑鎢礦、錫石、砂金、粗粒鐵和錳礦石的主要選礦方法；也普遍應(yīng)用于選別稀有金屬砂礦。重選適用的粒度范圍寬，從幾百毫米到一毫米以下，選礦成本低，對環(huán)境污染少。凡是礦物粒度在上述范圍內(nèi)并且組分間比重差別較大,用重選最合適。有時(shí)，可用重選(主要是重介質(zhì)選，跳汰選等)預(yù)選除去部分廢石，再用其他方法處理，以降低選礦費(fèi)用。隨著貧礦、細(xì)礦物原料的增多，重選設(shè)備趨向大型化、多層化，并利用復(fù)合運(yùn)動(dòng)設(shè)備,如離心選礦機(jī)、搖動(dòng)翻床、振擺溜槽等，以提高細(xì)粒物料的重選效率。重選已能較有效地選別20μm的物料。重選又是最主要的選煤方法。
浮選
利用各種礦物原料顆粒表面對水的潤濕性(疏水性或親水性）的差異進(jìn)行選別。通常指泡沫浮選。天然疏水性礦物較少,常向礦漿中添加捕收劑，以增強(qiáng)欲浮出礦物的疏水性；加入各種調(diào)整劑，以提高選擇性；加入起泡劑并充氣，產(chǎn)生氣泡，使疏水性礦物顆粒附于氣泡，上浮分離。浮選通常能處理小于0.2～0.3mm的物料，原則上能選別各種礦物原料，是一種用途最廣泛的方法。浮選也可用于選別冶煉中間產(chǎn)品、溶液中的離子（見）和處理廢水等。浮選除采用大型浮選機(jī)外,還出現(xiàn)回收微細(xì)物料(小于5～10m)的一些新方法。例如選擇性絮凝-浮選，用絮凝劑有選擇地使某種微細(xì)粒物料形成尺寸較大的絮團(tuán)，然后用浮選（或脫泥）方法分離；剪切絮凝-浮選,加捕收劑等后高強(qiáng)度攪拌，使微細(xì)粒礦物形成絮團(tuán)再浮選，及載體浮選、油團(tuán)聚浮選等。
機(jī)選
沸騰式選礦機(jī)是一種集浮選、離心力重選、充氣式浮選、跳鈦為一體的、只要比重差異在0.05既可以把礦物分離、可電腦遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化程度高、轉(zhuǎn)速可調(diào)。可脫泥、團(tuán)聚、載體浮選。有沒有磁性均可分揀選別的一種選礦機(jī)。
磁選
利用礦物顆粒磁性的不同，在不均勻磁場中進(jìn)行選別。強(qiáng)磁性礦物（磁鐵礦和磁黃鐵礦等）用弱磁場磁選機(jī)選別；弱磁性礦物（赤鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦等）用強(qiáng)磁場磁選機(jī)選別。弱磁場磁選機(jī)主要為開路磁系，多由永久磁鐵構(gòu)成，強(qiáng)磁場磁選機(jī)為閉路磁系，多用電磁磁系。弱磁性鐵礦物也可通過磁化焙燒變成強(qiáng)磁性礦物，再用弱磁場磁選機(jī)選別。磁選機(jī)的構(gòu)造有筒式、帶式、轉(zhuǎn)環(huán)式、盤式、感應(yīng)輥式等。磁滑輪用于預(yù)選塊狀強(qiáng)磁性礦石。磁選的主要發(fā)展趨向是解決細(xì)粒弱磁性礦物的回收問題。60年代發(fā)明的帶齒板聚磁介質(zhì)的瓊斯?jié)袷綇?qiáng)磁場磁選機(jī)，促進(jìn)了弱磁性礦物的選收。70年代發(fā)明以鋼毛或鋼網(wǎng)為聚磁介質(zhì)的具有高磁場梯度和強(qiáng)度的高梯度磁選機(jī)以及用低溫超導(dǎo)體代替常溫導(dǎo)體的超導(dǎo)磁選機(jī)，為回收細(xì)粒弱磁性礦物提供了良好的前景。
電選
利用礦物顆粒電性的差別，在高壓電場中進(jìn)行選別。主要用于分選導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體礦物。電選機(jī)按電場可分為靜電選礦機(jī)、電暈選礦機(jī)和復(fù)合電場電選機(jī)；按礦粒帶電方法可分為接觸帶電電選機(jī)、電暈帶電電選機(jī)和摩擦帶電電選機(jī)。電選機(jī)處理粒度范圍較窄，處理能力低，原料需經(jīng)干燥,因此應(yīng)用受到限制；但成本不高，分選效果好，污染少；主要用于粗精礦的精選，如選別白鎢礦、錫石、鋯英石、金紅石、鈦鐵礦、鉭鈮礦、獨(dú)居石等。電選也用于礦物原料的分級和除塵。電選的發(fā)展趨向是研制處理量大、選別細(xì)粒物料效率高的設(shè)備。
揀選
包括手選和機(jī)械揀選。主要用于預(yù)選丟除廢石。手選是根據(jù)礦物的外部特征，用人工挑選。這種古老的選礦方法，某些礦山迄今仍在應(yīng)用。機(jī)械揀選有：①光揀選,利用礦物光學(xué)特性的差異選別；②X射線揀選，利用在X射線照射下發(fā)出熒光的特性選別；③放射線揀選，利用鈾、釷等礦物的天然放射性選別。70年代開始出現(xiàn)了利用礦物導(dǎo)電性或磁性的電性揀選和磁性揀選。
化學(xué)選
后期處理
選后產(chǎn)品處理
選后產(chǎn)品處理作業(yè)包括精礦、中間產(chǎn)品、尾礦的脫水，尾礦堆置和廢水處理。選礦主要在水中進(jìn)行，選后產(chǎn)品需要。方法有重力泄水、濃縮、過濾和干燥。塊狀和粗粒物料可用脫水篩、螺旋分級機(jī)和脫水倉等進(jìn)行重力泄水。細(xì)粒物料用濃縮機(jī)或水力旋流器和磁力脫水槽等濃縮，再經(jīng)真空過濾機(jī)過濾。70年代研制出連續(xù)自動(dòng)壓濾機(jī)，可以進(jìn)一步降低水分。也可加入絮凝劑和助濾劑，以加速細(xì)粒物料的濃縮和過濾效率。必要時(shí)濾餅還要經(jīng)過干燥機(jī)干燥。流態(tài)化干燥法和噴霧干燥法可以提高干燥效率。尾礦通常送尾礦庫堆存，有時(shí)先經(jīng)濃縮后再進(jìn)行堆存。尾礦水可回收再用。不合排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水須經(jīng)凈化處理(見
自動(dòng)控制
選礦過程的自動(dòng)控制
選礦過程的自動(dòng)控制使用在線檢測儀表(如γ射線濃度計(jì)、超聲波粒度測定儀、X熒光分析儀等)、自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備和計(jì)算機(jī)，對選礦過程中的單個(gè)參數(shù)、單一機(jī)組進(jìn)行檢測和自動(dòng)調(diào)節(jié)，以至對車間或全廠進(jìn)行集中控制，以提高選礦指標(biāo)和勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)條件和實(shí)行科學(xué)管理。70年代以來，使用計(jì)算機(jī)控制的選礦廠不斷增加，穩(wěn)定化控制日漸成熟，并在此基礎(chǔ)上向最佳化控制發(fā)展。對磨礦、浮選過程的數(shù)學(xué)模擬，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)最佳化控制創(chuàng)造了條件。
只建立了若干過程的半經(jīng)驗(yàn)、半理論的機(jī)理模型，尚未能實(shí)現(xiàn)全部最佳化控制。
危害
選礦過程中，易產(chǎn)生有害氣體，水體污染，環(huán)境污染、固體廢料等環(huán)境污染問題。
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