浮选教材2

第二节选矿概述一、矿石的概念地球的外壳是由岩石组成的。岩石就是由一种或多种矿物组成的矿物集合；或者说，构成地球外壳岩石圈的物质。岩石是由矿物组成的。矿物就是地壳中具有固定的化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。能够为人类所利用的矿物、矿石、岩石叫有用矿物。含有用矿物的矿物集合体，在现代技术经济条件下，能够回收利用或能直接提炼金属以及其他化合物的矿物集合体叫矿石。矿石的概念是发展的，随着工业技术的不断发展和国民经济日益增长的需要，原来因有用成份低而视为废石，现在由于技术进步发展可作为矿石进行处理。而矿石中没有工业价值或暂时不能为人类所利用的部分叫脉石。矿石的种类很多，除了金属矿石与非金属矿石之分外，还可以按下列方式进行分类。按矿石中金属存在的化学状态可分为：自然矿石，硫化矿石，氧化矿石，混合矿石；按矿石中含金属种类多少可分为：单金属矿石，多金属矿石（两种及以上矿石）；按矿石中有用成份品位的差异可分为：贫矿石，富矿石。有色金属矿物主要有金矿，如自然金、含金黄铁矿等；铜矿，如黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿、孔雀石等；铅锌矿，如方铅矿、闪锌矿、菱锌矿等；钼矿，如辉钼矿、钼铅矿等；钨矿，如钨锰铁矿、钨酸钙矿等；锡矿，如黝锡矿、锡矿等；镍矿，如硫砷镍矿、镍红矿、镍黄铁矿、铜镍矿、硫化镍矿等；钴矿，如辉砷钴矿、硫钴矿、砷钴矿、硫铜钴矿等。有色金属选矿厂的规模大小，一般按原矿处理量的多少进行划分，年处理矿量100万t以上或日处理矿量3000t以上为大型选矿厂；年处理矿量20～100万t或日处理矿量600～3000t为中型选矿厂；年处理矿量20万t以下或日处理矿量600t以下为小型选矿厂。二、选矿过程从矿山送到选矿厂的矿石，要经过一系列作业工序，才能得到冶炼要求的产品。选矿是一个连续生产的过程，各个作业紧密联结，矿石连续加工的工艺过程即为选矿工艺流程。选矿过程可分为选别前的准备、选别和选别后的脱水处理三个阶段。（一）、选别前的准备阶段。该阶段包括破碎和筛分、磨矿和分级。破碎设备有鄂式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、辊式破碎机等。筛分设备主要有圆振动筛、直线振动筛、共振筛、固定筛等。磨矿设备主要有球磨机、棒磨机、自磨机、砾磨机、特殊磨机等。分级设备主要有螺旋分级机、水力旋流器、细筛、水力分级设备等。（二）、选别作业。根据各种矿物不同的性质，将采用不同的选矿方法，主要有浮选、重选和磁选等设备和辅助设备来完成。浮选设备主要有机械搅拌式浮选机、充气机械搅拌式浮选机、浮选柱等。浮选辅助设备主要有搅拌槽、加药机、矿浆输送泵、采样机等。重选设备主要有摇床、溜槽选矿设备、跳汰机、重介质旋流器等。磁选设备主要有干式弱磁场磁选机、湿式弱磁场磁选机、强磁场磁选机、高梯度磁选机等。（三）、选别后脱水作业。该阶段包括浓缩、过滤、干燥三个过程。浓缩设备主要有中心传动浓缩机、周边传动浓缩机、高效浓缩机、深锥浓缩机等。过滤设备主要有圆筒型真空过滤机、盘式真空过滤机、水平带式真空过滤机、加压过滤机、压滤机、陶瓷过滤机等。干燥设备主要有圆筒型干燥机等。矿石经选别后，得到有用矿物含量高的精矿供冶炼进一步提炼加工，剩余大部分有用矿物含量很低的尾矿，需要送到尾矿库进行储存。对尾矿的储存要达到环保和综合利用的要求，确保尾矿库的安全和环境污染。三、选矿方法矿石中含有各种矿物，都具有各自的物理性质和物理化学性质，如粒度、形状、颜色、光泽、比重、摩擦系数、磁性、电性、表面润湿性、硬度、溶解度等。根据各种矿物不同的性质，可以选择不同的选矿方法，使它们得到分选而利用。选矿方法主要分为两大类：物理选矿和化学选矿。物理选矿包括磁选法、重选法、静电选矿法、摩擦选矿法、粒度选矿法、形状选矿法、电晕选矿法及手选法。常用的选矿方法有磁选法、重选法、电选法、手选法。化学选矿法包括浮选法、培烧法、浸出发（细菌浸出和药剂浸出）、混汞法、氰化法。常用的选矿方法有浮选法、培烧法、微生物选矿等。（一）、重力选矿法：简称重选法，是根据矿石中各种矿物比重（密度）的差异进行分选的选矿方法。比重不同的矿物颗粒在运动的介质（水、空气、重介质）中受液体动力和其它机械力作用。形成分层，使轻、重矿物得到分离。（二）、磁力选矿法：简称磁选法，是根据矿物自然磁性的不同，在磁选机磁场作用下，使各矿物受到不同的作用力，从而使矿物得到分离的方法。（三）、电选法：是根据矿物导电率的差别进行分选的方法。（四）、浮游选矿法：简称浮选法，它是人们最熟悉的用途广泛的选矿方法之一。自1906年获得专利以来，已广泛用于低品位矿石和复杂难选矿石的分选。它的发明和发展扩大了矿产资源的综合利用范围。浮选通常为泡沫浮选，它是根据矿物表面物理化学性质（主要是润湿性、电性、吸附性以及溶解、氧化等化学反应）的差异，经浮选药剂处理后，矿浆中各种矿物的表面性质差异变得更加明显，从而使矿物颗粒可以有选择地附着在气泡表面上，并把这些附着在气泡表面的矿物提升到矿浆表面上来的全过程。泡沫浮选是一个复杂的过程，是一种选择性分离工艺。1、反浮选与正浮选：有用的目的矿物被选入泡沫产品上浮，而脉石矿物以尾矿方式留存在矿浆中的选别工艺称正浮选；反之，称反浮选。2、闪速浮选：闪速浮选因浮选速度快、浮选时间短而得名。主要用于磨矿回路旋流器底流中基本达到单体解离的粗粒级、高密度矿物进行浮选，均可减少已被解离矿物的过磨和提高有用矿物的回收率。闪速浮选对回收贵金属矿物较好，浮选浓度可达到60～70%，药剂消耗降低，占地面积小，投资省。是处理嵌布粒度不均匀、密度差别大的多金属矿物较好的选别方法。射流高效闪速浮选也可用于粗、扫选作业，亦可用于浮选尾矿的再选。特点是不用浮选机搅拌装置，利用矿浆泵使矿浆在高速高压的射流作用下，使空气、矿物浮选剂迅速接触而形成气泡将有用矿物上浮成泡沫产品。3、加温浮选：加温浮选是提高矿浆温度的选别方法。通过温度变化来扩大入选矿物之间的可浮选性差异和浮选速度来实现目的矿物分离的方法。金川镍矿物在冬季的镍回收率指标比夏季低1.0%左右，其原因就是矿浆温度低，浮选速度慢，镍矿物与浮选药剂作用不够而造成的。2004年冬季在二选矿磨浮5#系统所做的矿浆加温试验就是很好的证明。通过加温试验可以提高镍回收率0.8%左右，但考虑到成本和加温设施等存在的问题而没有持续投入生产中。4、优先浮选和混合浮选：在浮选含有两种或两种以上有用成分的矿石时，首先浮选一种矿物而抑制其它矿物，然后再依次回收另一种矿物，这种浮选过程叫优先浮选。精炼厂高锍生产中抑镍浮铜即为优先浮选。混合浮选：在浮选含有两种或两种以上有用成分的矿石时，把有用矿物一起浮出得到混合精矿，然后再对混合精矿处理，这样的浮选过程称混合浮选，又称全浮选。例如选矿厂的精矿产品为混合浮选所得。按照以上优先浮选，混合浮选的基本含义还有部分混合浮选等浮选流程。5、泡沫浮选：是把矿石加水磨细成矿浆，加入浮选药剂处理，在浮选机中搅拌并导入空气形成气泡，使一部分可浮性矿物粘附于气泡上而浮出矿浆表面形成气泡，将其刮出为泡沫产品即为精矿，另一部分没有浮上来的脉石为尾矿，从而达到有用矿物和脉石矿物分选的目的。（五）、微生物选矿：亦称“细菌选矿”。主要利用铁氧化细菌、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。四、与浮选有关的部分专业术语（一）、品位1、矿石品位：是指矿石中某种金属、非金属或其它有用组分含量的多少。一般用%，g/t表示。2、原矿品位：是指进入选厂的矿石中的某种金属、非金属或其它有用组分与原矿量的百分比。3、精矿品位：指精矿中所含某种金属、、非金属或其它有用组分与精矿量的百分比。4、尾矿品位：尾矿中所含某种金属、非金属或其它有用组分与尾矿量的百分比。（二）、浮选产品1、精矿：矿石经多次选别作业后，除去了大部分脉石和杂质，使有用矿物得到充分富集和回收，并达到符合客户要求的最终选别产品。2、中矿：在选别过程中得到的中间产品，是矿物和脉石的共生颗粒，是浮选流程中循环的中间产物，通常为扫选作业的精矿和精选作业的尾矿。中矿品位一般介于最终精矿和尾矿品位之间。中矿一般需要返回某适当作业点进行再选或单独处理。3、尾矿：矿石经多次选别作业后，主要有用成份富集于精矿中，所剩余的不再进行回收的部分，或在目前技术经济条件下不易再继续处理的矿物。尾矿中一般都含有一定数量有回收利用价值的矿物，只是由于受一定时期技术水平的限制或继续回收的费用太高而暂时丢弃。因此尾矿要妥善保管起来。（三）、选别作业1、粗选：矿浆经调合后进入浮选的第一个工序，选出部分高于原矿品位，但一般达不到精矿质量要求的粗精矿作业。2、精选：将粗选所得到的粗精矿再选，并得到合格精矿的作业。3、扫选：把粗选之后还不能做为最终尾矿丢弃的矿浆进行再选的作业。为提高回收率，需降低尾矿品位，扫选也常进行多次。（四）、产品计算1、产率：在选矿过程中某产品的重量与原矿重量的百分比。产率的计算（对整个选别过程或任意一个阶段或一个作业均适用）%100QQox%100%100式中：γ………………产率（%）Q0………………原矿重量（t）Qk………………某一产品重量（t）α………………原矿品位（%）β………………精矿品位（%）θ………………尾矿品位（%）ε………………回收率（%）注：上述各符号在以下的各公式中均代表同一含义，不再多次注明。2、回收率：指精矿产品中的金属或其它有用组分的重量与原矿中这种物质重量的百分比。回收率是重要的选矿指标，它反映了选矿过程中金属、非金属或其它有用成分的回收程度和选矿技术水平、管理工作质量。回收率计算（对整个选矿过程及任意阶段、一个作业均适用）%100okQQ实%100)()(理式中：Qk………………精矿产量（t）3、选矿比：原矿量与精矿量之比，或选出一吨精矿所需原矿的吨数。选矿比的计算koQQi式中：i………………选矿比（倍）4、富矿比：指精矿中某有用矿物的品位与原矿品位之比，即精矿品位是原矿品位的几倍。富矿比计算i式中：iβ………………富矿比（倍）5、粒级回收率：是指精矿中某一特定粒级的金属、非金属或其它有用组分的回收率。查定粒级回收率的目的是为了分析回收率高低的原因。粒级回收率的计算公式与上述的回收率计算公式相同。6、金属分配率：是指在选矿过程中，各产物中金属量与原矿中金属量的百分比。作业金属分配率指某作业产品的金属量与作业给矿中金属量之比。金属分配率含义与回收率相同，区别在于它仅表示在各产品中金属分配的情况。7、选矿效率：又称分选效率，基本含义是表示在选矿过程中精矿里有用矿物或金属的增长量与假想的最佳条件下增长量之比。它是评价选矿过程好坏的综合指标。选矿效率计算%101004QkE＝%10)()(4mmk%10))(())((4mm式中：E…………………选矿效率（%）；ε、γk…………分别表示精矿的回收率和产率（%）；γQ………………原矿中有用矿物或金属重量百分数（%）；β………………精矿中有用矿物或金属的理论品位（%）；ε-γk…………差值称为选矿技术佳度指标；α、θ…………原矿和尾矿中有用矿物或金属品位（%）；8、单体解离：把组成矿石的各种矿物相互分离，称单体解离。单体解离只含一种矿物的颗粒称单体。没有单体解离，即仍和另一些矿物连生的矿物颗粒称连生体。9、过粉碎(磨)：矿石在破碎或磨细时生成一些难以选别的微细颗粒，这些颗粒较多时则影响生产指标，称为过粉碎(磨)。10、网目：是指在1英寸（2.54cm）长度内标准筛筛孔的数目。11、浓度（指重量百分浓度）：溶液中溶质与溶液重量的百分比，或指混合液中固体与混合液重量的百分比。同样情况的体积比值称体积百分浓度。药剂浓度为溶于水的药剂（如黄药、CUSO4、Na2CO3等）加水稀释后即为溶液。这种药剂的浓度