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選礦
獲得冶金工業(yè)所需原料的技術(shù)
選礦，即根據礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細以后，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(kāi)，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(guò)程。選礦過(guò)程主要由解離和選別兩個(gè)基本部分構成，它是整個(gè)礦產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中最重要的環(huán)節，能夠使礦物中的有用組分富集，降低冶煉或其它加工過(guò)程中燃料、運輸的消耗，使低品位的礦石能得到經(jīng)濟利用。應用選礦技術(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(kāi)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(guò)程，主要用于處理金屬礦石，稱(chēng)“礦石選別”。以后擴展到非金屬礦物原料的選別，稱(chēng)“礦物選別”。后來(lái)把利用化學(xué)方法回收礦物原料中有用成分的過(guò)程，也納入選礦，稱(chēng)為化學(xué)選礦。
選礦經(jīng)歷了從處理粗粒物料到細粒物料、從處理簡(jiǎn)單礦石到復雜礦石、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(guò)程。早期，人們用手工揀選；后來(lái)，用簡(jiǎn)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(zhù)《選礦學(xué)》，初步形成選礦體系。1903年(R.H.Richards)著(zhù)《選礦》，構成獨立的選礦工程學(xué)。1933年列賓捷爾(..eep)著(zhù)《浮選過(guò)程的物理化學(xué)》,1939年
中國于20世紀20年代出現機械選礦廠(chǎng)，如湖南水口山選礦廠(chǎng)等。1949年以后，在選礦指標、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 )制出獨特的離心選礦機、振擺溜槽、環(huán)射式浮選機等新設備,并最先采用一段離析-浮選法來(lái)回收氧化銅。
選礦過(guò)程主要由解離和選別兩個(gè)基本部分構成，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(lái)越高，直接開(kāi)采原礦石往往達不到標準，而將原礦進(jìn)行選礦加工則可以滿(mǎn)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(lái)越普遍地成為礦產(chǎn)加工的必要環(huán)節；
②從經(jīng)濟方面講，選礦可以結礦山、選廠(chǎng)和冶煉廠(chǎng)帶來(lái)經(jīng)濟效益。例如，某小型鐵選廠(chǎng)處理臺鐵32%的礦石生產(chǎn)合鐵65%的鐵精礦，每年生產(chǎn)3．5萬(wàn)t鐵桔礦就可獲利近百萬(wàn)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，利潤相當可觀(guān)；某煉鐵廠(chǎng)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%、石灰石節省4%一5%，經(jīng)濟效益顯著(zhù)；
③應用選礦技術(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(chǎng)的廢物粉煤灰，堆放占地又造成環(huán)境污染，是發(fā)電廠(chǎng)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(mén)都得到應用，對國民經(jīng)濟的發(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)礦數量越來(lái)越少，而需求越來(lái)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，應該成立相應的技術(shù)推廣部門(mén)。使其在有償獲得技術(shù)權益后，做好部 局、設點(diǎn)、技術(shù)推廣、后續研發(fā)的管理等工作。
過(guò)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(guò)程。方式有壓碎、擊碎、劈碎等，一般按粗碎、中碎、細碎三段進(jìn)行。
磨碎
選礦機械
礦石中的浸染粒度和采用的選別方法確定。常用的磨礦設備有：棒磨機、球磨機、自磨機和半自磨機等。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(lái)應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(chēng)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(chēng)分級，用于粒度較小的物料。篩分和分級是在粉碎過(guò)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。洗礦可在擦洗機中進(jìn)行，也可在篩分和分級設備中進(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)預選除去部分廢石，再用其他方法處理，以降低選礦費用。隨著(zhù)貧礦、細礦物原料的增多，重選設備趨向大型化、多層化，并利用復合運動(dòng)設備,如離心選礦機、搖動(dòng)翻床、振擺溜槽等，以提高細粒物料的重選效率。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，以增強欲浮出礦物的疏水性；加入各種調整劑，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(jiàn)）和處理廢水等。浮選除采用大型浮選機外,還出現回收微細物料(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粒物料形成尺寸較大的絮團，然后用浮選（或脫泥）方法分離；剪切絮凝-浮選,加捕收劑等后高強度攪拌，使微細粒礦物形成絮團再浮選，及載體浮選、油團聚浮選等。
機選
沸騰式選礦機是一種集浮選、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、可電腦遠程控制自動(dòng)化程度高、轉速可調?？擅撃?、團聚、載體浮選。有沒(méi)有磁性均可分揀選別的一種選礦機。
磁選
利用礦物顆粒磁性的不同，在不均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行選別。強磁性礦物（磁鐵礦和磁黃鐵礦等）用弱磁場(chǎng)磁選機選別；弱磁性礦物（赤鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦等）用強磁場(chǎng)磁選機選別。弱磁場(chǎng)磁選機主要為開(kāi)路磁系，多由永久磁鐵構成，強磁場(chǎng)磁選機為閉路磁系，多用電磁磁系。弱磁性鐵礦物也可通過(guò)磁化焙燒變成強磁性礦物，再用弱磁場(chǎng)磁選機選別。磁選機的構造有筒式、帶式、轉環(huán)式、盤(pán)式、感應輥式等。磁滑輪用于預選塊狀強磁性礦石。磁選的主要發(fā)展趨向是解決細粒弱磁性礦物的回收問(wèn)題。60年代發(fā)明的帶齒板聚磁介質(zhì)的瓊斯濕式強磁場(chǎng)磁選機，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(chǎng)梯度和強度的高梯度磁選機以及用低溫超導體代替常溫導體的超導磁選機，為回收細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(chǎng)中進(jìn)行選別。主要用于分選導體、半導體和非導體礦物。電選機按電場(chǎng)可分為靜電選礦機、電暈選礦機和復合電場(chǎng)電選機；按礦粒帶電方法可分為接觸帶電電選機、電暈帶電電選機和摩擦帶電電選機。電選機處理粒度范圍較窄，處理能力低，原料需經(jīng)干燥,因此應用受到限制；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、選別細粒物料效率高的設備。
揀選
包括手選和機械揀選。主要用于預選丟除廢石。手選是根據礦物的外部特征，用人工挑選。這種古老的選礦方法，某些礦山迄今仍在應用。機械揀選有：①光揀選,利用礦物光學(xué)特性的差異選別；②X射線(xiàn)揀選，利用在X射線(xiàn)照射下發(fā)出熒光的特性選別；③放射線(xiàn)揀選，利用鈾、釷等礦物的天然放射性選別。70年代開(kāi)始出現了利用礦物導電性或磁性的電性?huà)x和磁性?huà)x。
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(guò)濾和干燥。塊狀和粗粒物料可用脫水篩、螺旋分級機和脫水倉等進(jìn)行重力泄水。細粒物料用濃縮機或水力旋流器和磁力脫水槽等濃縮，再經(jīng)真空過(guò)濾機過(guò)濾。70年代研制出連續自動(dòng)壓濾機，可以進(jìn)一步降低水分。也可加入絮凝劑和助濾劑，以加速細粒物料的濃縮和過(guò)濾效率。必要時(shí)濾餅還要經(jīng)過(guò)干燥機干燥。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。不合排放標準的廢水須經(jīng)凈化處理(見(jiàn)
自動(dòng)控制
選礦過(guò)程的自動(dòng)控制
選礦過(guò)程的自動(dòng)控制使用在線(xiàn)檢測儀表(如γ射線(xiàn)濃度計、超聲波粒度測定儀、X熒光分析儀等)、自動(dòng)調節設備和計算機，對選礦過(guò)程中的單個(gè)參數、單一機組進(jìn)行檢測和自動(dòng)調節，以至對車(chē)間或全廠(chǎng)進(jìn)行集中控制，以提高選礦指標和勞動(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(lái)，使用計算機控制的選礦廠(chǎng)不斷增加，穩定化控制日漸成熟，并在此基礎上向最佳化控制發(fā)展。對磨礦、浮選過(guò)程的數學(xué)模擬，為實(shí)現計算機最佳化控制創(chuàng )造了條件。
只建立了若干過(guò)程的半經(jīng)驗、半理論的機理模型，尚未能實(shí)現全部最佳化控制。
危害
選礦過(guò)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(wèn)題。
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