矿石可选性研究

第一章绪论1.1矿石可选性研究的概念、目的、任务及分类1.1.1概念:矿石的可选性—指在现阶段选矿技术水平上,对矿石中各种可能利用的有用矿物,依靠其物理性质及物理化学性质的差异进行相互分离或与脉石分离的难易程度。选矿科研课题的类型及应用情况⑴具体矿产的选矿工艺研究；⑵新工艺、新药剂、新设备的试验；⑶选矿基础理论的研究。三者之间相辅相成，⑵与⑶为具体矿产选矿试验提供方法和理论指导，而⑴又反过来验证新工艺、新药剂和新设备，从而推动选矿科学的发展。1.1.2目的通过对矿石进行系统的选矿实验,根据实验结果判定其是否可选,同时提出所运用的选别方法、选别流程及选别条件,指出达到的选别指标。1.1.3研究的任务合理解决矿产工业利用问题。确定选矿方法→工艺流程→设备与药剂任何一个具体矿产的工业利用必须经过：找矿勘探→设计建设→生产利用三个阶段都可能需要进行可选性研究㈠矿床的工业评价试验决定矿床具有开采价值的因素有：①原矿品位；②储量；③地下水量（是否便于开采）；④矿石性质；⑤开采条件（供水供电、物质供应、交通、气候等）。㈡选矿厂设计前的选矿试验目的：为选矿厂设计提供依据。需解决的问题：①在方案对比的基础上，推荐最终的选矿方法和工艺流程；②确定各项技术经济指标；③为选矿设计提供原始数据。㈢生产现场的选矿试验主要的类型：⑴应用或研究新工艺、新药剂、新设备；⑵资源的综合利用研究；⑶新矿体的试验研究。1.2矿石可选性研究的程序和阶段1.2.1矿石可选性研究的程序矿石可选性研究的程序大致为:⑴委托单位提出任务，说明要求，编制试验任务书；⑵调查研究，制定研究计划，进行试验的筹备；⑶采样和制样；⑷进行矿石组成特性的研究，并制定方案；⑸按试验要求进行选矿试验；⑹整理试验数据，编写试验报告。1.2.2矿石可选性研究的阶段㈠实验室试验阶段特点：规模小，所需物料少，试样的物质组成和物化性质一致，数据的重现性及可比性较好；分批操作，条件易控制，影响因素较少，指标稳定；人力、物力、财力少，灵活性大，可在大范围内探索。㈡中间试验阶段特点：试验是基本连续的，矿浆流态与工业生产相似，可反映出中矿返回作业对过程的影响；规模较大，持续时间长（至少连续50个小时），可一定程度反映操作的波动对指标的影响；试验指标接近工业生产。㈢工业试验阶段：⑴新设备定型·调整试验（发现设备结构不足之处，以完善设备结构）·条件试验（找出该设备的最佳操作参数）·对比试验（新老设备对比）·连续运转试验（在生产条件下运转相当长时间，考核设备性能和磨损情况）⑵设计新选厂无类似生产现场经验可以借鉴，而又未建立专门的试验厂情况下采用。⑶已生产的选厂进行工艺改革1.3研究计划的拟定1.3.1目的使整个试验工作有一个正确的指导思想，明确的研究方向，恰当的研究方法和合理的组织安排，以便能用较少的人力、物力和财力得出较好的结果。1.3.2研究计划的内容研究计划一般包括下列内容：①研究题目、任务和要求等；②试验方案、技术关键和预期结果；③试验内容，工作量和进程表；④试验人员组成及所需物质条件，包括仪器、设备、经费等；⑤其他人员及部门的配合，相应工作量及进程表。1.3.3研究计划的拟定①了解委托方的要求，明确试验任务；②了解矿床的地质特征和矿石性质，及过去所做的工作；③了解矿区的自然环境，经济情况，特别是水、电、物质和药剂等的供应情况，以及对环境保护的具体要求；④考察类似矿石的生产和科研现状；⑤查阅文献资料，了解国内外有关科技动态，以能在所研究的课题中尽可能采用先进技术。第二章试样的采取与制备2.1矿床采样采样目的：选择正确的采样方法，在给定的允许误差范围内，采出具有代表性的试样，并要保证所制备的样品与原始物料在物质成分上和工艺性质上严格的吻合。2.1.1试样的分类根据实验研究目的和任务的不同，试样用途的不同，可将其分为分析试样和工艺试样两大类。分析试样—供测定、分析物料性质用的样品。包括工艺矿物学试样、化学试样或分析试样。试样本身也可能是粒度组成试样、水分试样、矿浆浓度试样、矿浆酸碱度试样等。工艺试样—主要是为实现（研究）工艺作业，以便获取选矿产品用的矿样。凡是为矿床评价、矿石可选性研究、选矿生产指标的验证、选厂生产流程及选别制度的改进等综合性实验所准备的矿样，统称为工艺试样。2.1.2采样要求保质保量地取到所需要的试样并尽可能节约采样工作量。(1)试样的代表性要求:要代表所研究矿体的矿石性质。a试样中主要化学组份的平均含量及含量变化特征要基本上代表所研究的矿体。b试样中主要化学组份的赋存状态，如矿物组成、结构构造、有用矿物嵌布特性等，与所研究的矿体基本一致。结构构造：指矿石中矿物的几何形态和结合关系。嵌布特性：指矿石中有用矿物与脉石相互共生嵌镶的粒度关系（粒度粗细、是否均匀）。c试样的理化性质与所研究矿体基本一致。这些性质包括：硬度、湿度、可磨度、含泥量、比重、粒度组成、溶解度等。如矿石氧化程度对许多金属矿石选别性质有很大影响，故采样时应对矿石氧化程度提出明确要求。⑵试样重量要求（数量要求）矿石可选性研究用试样重量取决于四个方面：Ⅰ入选粒度；Ⅱ试验设备规格；Ⅲ选矿方法；Ⅳ试验工作量（矿石性质的复杂程度以及研究人员的经验与水平）2.2选矿厂取样2.2.1静置料堆的取样（一）块状料堆的取样⑴舀取法：料堆表面一定地点挖坑舀取样品。⑵探井法：在料堆上一定地点挖掘浅井，然后从挖掘出来的物料中缩取一部分作为试样。㈡细磨料堆的取样（老尾矿坝的取样）取样方法：钻孔取样：取样精确度取决于取样网的密度。2.2.2流动物料的取样流动物料：矿车运输的原矿，胶带运输机、给矿机、溜槽中的料流，其它运输机械上的料流以及流动中的矿浆。取样方法：横向截流法：每隔一定时间，垂直于料流运动方向，截取少量物料作为样品，然后将一定时间内截取的许多小份单样累积起来作为总样。横向截流法具体分为：抽车取样运输带上取样矿浆取样矿浆取样时注意矿浆取样尤其是断流截取时要注意以下事项：①取样点应在矿浆转运处，如溢流堰口、溜槽口、管道口，并保证全宽全厚取样；②取样勺的长度方向顺着料流，垂直于料流取样；③不要将矿样溢出；④不要久放（因矿样易氧化、表面会变质）。2.3试样最小必需量的确定最小必需量:指的是要保证一定粒度组成的散粒物料试样代表性所必需取用的最小试样量。对取样过程指总样,对缩分过程指每一份小样和检测样。2.3.1最小必须量计算公式经验公式:M=kdα（2-1）M-试样最小重（质）量kgd-试样最大块粒度mmα-参数k-经验系数α理论上应为3，实际取值范围1-3,选矿工艺上常取2。经验公式为：M=kd2经验系数k为0.02-0.5,常取0.1-0.2嵌布不均匀0.2嵌布较均匀0.1嵌布很均匀0.05决定值k大小的因素具体矿k产值,借助于类比或通过实验确定。2.4研究前试样的制备制样--将取来的原始试样经破碎、筛分、缩分等工序,将其分成许多单份试样,供分析鉴定及各项实验用。制样要求：（1）粒度和重量方面要满足实验要求，在矿物组成和工艺特性方面仍能代表原始试样。（2）备样：为防止实验出错，应备有物料，如果需重做或做其它实验时，有备样可用。备样应在较粗粒度下保存，且存放在干燥地方，同时编上号码，便于以后备用。（3）尽量减少破碎筛分工作量:在较粗粒度下分离和保留备用样。2.4.1编制试样缩分流程的原则（1）据各项实验要求和特点确定每单份试样的粒度和重量。如浮选1-3mm（磨矿前），小型浮选机试样重量0.5-1kg；跳汰选矿入选粒度20-30mm,摇床、离心选矿机入选粒度1-3mm。（2）要保证试样的代表性—据试样最小质量公式，算出在不同粒度下为保证试样代表性所必需的最小质量，并据此确定在什麽情况下可以直接缩分，在什麽情况下必须使粒度减小（破碎）后才能缩分。（3）尽量减少破碎筛分工作量:在较粗粒度下分离和保留备用样。2.4.2试样缩分流程示例图2-3为某粗细不均匀嵌布白钨矿的试样缩分流程。原始重量Qo=2000kg，原始粒度do=50mm，白钨矿基本完全单体解离粒度dl=0.4mm。可能采用的选别方法有重选、浮选。利用经验公式计算试样最小重量。取k=0.2。(1)缩分：据公式M=kdα核对是否可直接缩分。k=0.2,d=50mm,M=0.2×502=500kg,因Qo=2000kg，故可缩分两次得到备样和试样1。（2）备样：为防止实验出错，应备有物料，如果需重做或做其它实验时，有备样可用。备样应在较粗粒度下保存，且存放在干燥地方，同时编上号码，便于以后备用。（3）筛分破碎：缩分两次后样品重量为500kg,此时已不能满足M=kd2，要想再缩分，必须使粒度d减小才行，一般先筛分后破碎，可减小过粉碎亦可减轻破碎工作量。（4）单份试样：每份试样应据实验方法及设备重量确定。同时要满足M=kd2。如浮选的粒度上限d=2mm,必须的最小重量M=0.2×22=0.8kg,实际取1kg一份。（5）分析试样：光谱分析、化学分析、试金分析试样应在最终破碎产品中缩取，然后用盘磨机堆锥四分法对分00200050Qd公斤毫米备样1000公斤堆锥四分法对分试样Ⅰ（手选，重介质选矿，粒度分析）筛分+12-12堆锥四分法对分破碎破碎破碎筛分筛分250公斤-12毫米试样Ⅱ（重选）125公斤-6毫米试样Ⅲ（重选）混匀缩分混匀缩分+6+2-6-2磨细混匀缩分-0.1毫米2公斤2公斤121公斤-2毫米试样Ⅳ（浮选）粒度分析比重组分分析显微镜分析光谱分析化学分析物相分析副样图2-3粗粒嵌布矿石试样缩分流程示例或球磨机磨至0.1mm。2.4.3试样的加工与操作由筛分、破碎、混匀、和缩分组成。（一）筛分：主要目的是使细粒部分通过筛孔，不需破碎，而仅破碎粗粒部分。随着加工缩分的进行，逐步进行筛分。筛上物要全部通过筛孔。（二）（二）破碎：一般在实验室颚式破碎机、对辊机、盘磨机中进行。不同品位试样必须分别破碎，且先破碎低品位试样。（三）混匀:该作业是试样缩分前必不可少的重要作业，为了获得均匀的样品，缩分前需要仔细混匀。常用的混匀方法有：移锥法：用于大量物料的混匀（50-100mm、100-500kg)。利用铁铲将试样反复堆锥。堆锥时试样必须从堆中心给下，以便使试样能从锥顶大致等量地流向四周。铲取试样时，则应沿锥底四周依次逐渐转移铲样位置。如此反复堆锥3-5次，即可将试样混匀。环锥法：与上述方法类似，但第一个圆锥堆成后，不是直接把它移向第二锥，而是将其由中心向四周耙成一个环形料堆，然后再沿环周铲样，堆成第二个圆锥，一般至少要堆锥三次，才能将试样混匀。翻滚法：此法仅适用于处理少量物料。具体做法是，将试样置胶布上，轮流的提起布的一角或相对的角，使试样翻滚而达到混匀目的。但翻滚的次数必须相当多，否则不易混匀。二分器法：又叫槽形分样器法，少量细粒（5mm以下）或砂矿样，通过槽型二分器反复进行二等分、再混合，亦可达到混匀目的。（四）缩分：试样的缩分，必须在充分混匀后再进行，常用的有下列四种方法。堆锥四分法：将试样混匀并堆成圆锥后，压平成饼状，然后用专用的十字版将其沿中心十字线分割为四份，取其中互为对角线的两份并作一份。于是就将试样一分为二。分样器（机）法：如图，它的主体部分是由多个向相反方向倾斜的斜槽交叉排列组成，斜槽的总数不定，一般为10-20个。太少不易分匀。此法主要用于中等粒度的试样，缩分精度比四分法好。分样机可将样品分成2-8份。方格法：系将试样混匀后摊平为一薄层，划分为许多小方格，然后用平底铲逐个取样。此法主要用于化验样品的制取。割环法：将用移锥或环锥法混匀的试样，耙成一圆环，然后沿圆环依次割取小份试样。第三章根据矿石性质拟定选矿试验方案••矿石物质组成的研究主要解决两个问题：•（1）初步了解矿石可选性研究涉及的矿石性质研究的内容、方法和程序。•（2）如何据实验任务对矿石性质研究