選礦技術(shù)概論

選礦技術(shù)概論李琳

lilin1983123@163.comTel法理論聯(lián)系實(shí)際多查文獻(xiàn)資料勤于并善于思考多動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)不怕吃苦天道酬勤要求考勤（不定期點(diǎn)名）一次不到平時(shí)成績(jī)扣5分，累積三次……

有事一定要請(qǐng)假鼓勵(lì)大家多看專業(yè)資料（考試會(huì)有所體現(xiàn)）推薦書(shū)籍教材：《選礦學(xué)》（選煤）謝廣元中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社《選礦概論》張強(qiáng)冶金工業(yè)出版社《礦物資源加工技術(shù)與設(shè)備》胡岳華、馮其明科學(xué)出版社《選礦學(xué)》丘繼存冶金工業(yè)出版社《物理選礦》（選煤）張家駿煤炭工業(yè)出版社《采煤選煤概論》（選煤）吳壽培、劉炯天煤炭工業(yè)出版社選礦技術(shù)概論一、選礦的發(fā)展歷程二、選礦概述三、選前準(zhǔn)備作業(yè)四、選別作業(yè)五、產(chǎn)品處理作業(yè)一、選礦的發(fā)展歷程選礦過(guò)程本身已有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。很早以前就有手工揀選，后來(lái)發(fā)展成為用簡(jiǎn)單淘洗工具從砂石中回收金、銀、錫等大密度礦物，這見(jiàn)于選礦的原始階段。l9世紀(jì)中期以后國(guó)外相繼出現(xiàn)廠機(jī)械選礦設(shè)備，例如活塞跳汰機(jī)、搖床、靜電選礦機(jī)、磁選機(jī)等。使重力選礦和磁選、電選礦等物理選礦技術(shù)有較大發(fā)展，從而促使冶金工業(yè)大規(guī)模發(fā)展。一、選礦的發(fā)展歷程本世紀(jì)20年代泡沫浮選的應(yīng)用和各種浮選藥劑和設(shè)備的出現(xiàn)大大促進(jìn)了選礦技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)難選、復(fù)合礦及紉粒嵌市礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)與利用。生產(chǎn)的發(fā)展和需要促使人們對(duì)選礦理論的深入研究。從1867年P(guān)．R．雷廷格爾著《選礦學(xué)》開(kāi)始，相繼有列賓捷爾的《浮選過(guò)程的物理化學(xué)》、A．M．高登(Gaudin)的《選礦原理》、利亞申科的《重選原理》，至1944年F．F．塔加爾特編著的《選礦手冊(cè)》，選礦工程發(fā)展成為獨(dú)立的學(xué)科.一、選礦的發(fā)展歷程礦物加工學(xué)科是隨著人類對(duì)天然礦物資源開(kāi)發(fā)利用而發(fā)展起來(lái)的，其形成和發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)主要階段。第一階段：從遠(yuǎn)古至20世紀(jì)20年代前后，以機(jī)械化選礦設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用為標(biāo)志的“選礦”技術(shù)的起源。例如：破碎分級(jí)設(shè)備（顎式破碎機(jī)、球磨機(jī)、機(jī)械分級(jí)機(jī)）、重選、電磁選及浮選工藝與設(shè)備等。一、選礦的發(fā)展歷程第二階段：從20世紀(jì)20年代至60年代前后,以重、磁、浮三大學(xué)科方向的形成為標(biāo)志的選礦工程學(xué)科的形成。其主要標(biāo)志是：流體力學(xué)、電磁學(xué)、界面化學(xué)等基礎(chǔ)理論的應(yīng)用和三大學(xué)科方向的形成。（1）重選：以流體力學(xué)為學(xué)科基礎(chǔ),根據(jù)不同礦物的密度差異在一定的介質(zhì)中進(jìn)行不同礦物的分選。（2）電磁選：以電磁學(xué)為學(xué)科基礎(chǔ),根據(jù)不同礦物磁性的差異分選不同礦物。（3）浮選：以化學(xué)為學(xué)科基礎(chǔ),根據(jù)不同礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異,實(shí)現(xiàn)不同礦物的分選。這個(gè)時(shí)期的選礦主要是從天然礦石(金屬礦、非金屬礦、煤炭等)中,分離、富集其中的有用礦物,為冶金、化工、建材提供原料。一、選礦的發(fā)展歷程第三階段：從20世紀(jì)60年代至20世紀(jì)末，以非金屬礦深加工理論和技術(shù)的發(fā)展為標(biāo)志的礦物加工學(xué)科的形成階段。60年代以來(lái),隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,一方面人類對(duì)礦物資源的需求不斷增加,另一方面,礦物資源中,富礦減少、貧細(xì)礦物資源增加,傳統(tǒng)的選礦技術(shù)與理論已不能完全適應(yīng)解決這些問(wèn)題。其主要標(biāo)志是：非金屬礦物深加工技術(shù)的發(fā)展、以黃金氰化技術(shù)為代表的低品位礦石處理技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。無(wú)論是從處理的資源變化,還是科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展來(lái)看,“選礦”學(xué)科已遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)意義上的“選礦”,而用“礦物加工”才能更確切地反映其學(xué)科范疇與科技發(fā)展。一、選礦的發(fā)展歷程第四階段，20世紀(jì)末至今，礦物加工與相關(guān)學(xué)科的融合和交叉階段—新興學(xué)科方向的形成與礦物加工學(xué)科的發(fā)展階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境意識(shí)的空前增強(qiáng)和新材料產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起，對(duì)于礦物資源利用模式的變革和礦物加工學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。如何克服傳統(tǒng)的資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)的矛盾、如何提高不可再生性礦產(chǎn)資源的利用效率已成為礦物加工學(xué)科無(wú)法回避的現(xiàn)實(shí)課題。一、選礦的發(fā)展歷程國(guó)際礦物加工工程大會(huì)--InternationalMineralProcessingCongress（IMPC)。國(guó)際選煤大會(huì)--InternationalCoalProcessingCongress（ICPC)學(xué)術(shù)組織：國(guó)外—美國(guó)采礦、石油與冶金協(xié)會(huì)；加拿大采礦與冶金工程師協(xié)會(huì)；英國(guó)礦冶協(xié)會(huì)；南非礦冶協(xié)會(huì)等。中國(guó)：金屬學(xué)會(huì)、煤炭學(xué)會(huì)、黃金學(xué)會(huì)、顆粒學(xué)會(huì)、建材學(xué)會(huì)，等研究機(jī)構(gòu)：中國(guó)鋼鐵研究院、北京有色金屬研究總院、長(zhǎng)沙礦冶研究院、中國(guó)科學(xué)院煤炭研究院、國(guó)家非金屬礦工程技術(shù)中心、北京礦冶研究總院、北京有色金屬研究、廣州有色金屬研究院、馬鞍山礦山研究院、中科院化工冶金研究所、國(guó)土資源部礦產(chǎn)綜合利用研究所（鄭州）、國(guó)家非金屬礦工程中心（蘇州）、中國(guó)煤炭科學(xué)院等。一、選礦的發(fā)展歷程高等學(xué)校東北大學(xué)、河北理工學(xué)院、北京科技大學(xué)、遼寧科技大學(xué)（鞍山鋼鐵學(xué)院）、內(nèi)蒙古科技大學(xué)（包頭鋼鐵學(xué)院）；中南大學(xué)、昆明理工大學(xué)；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、太原理工大學(xué)、黑龍江科技大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、安徽理工大學(xué)、河南理工大學(xué)（焦作工學(xué)院）、西安科技學(xué)院；廣西大學(xué)、貴州大學(xué)等。一、選礦的發(fā)展歷程專業(yè)雜志金屬礦山、中國(guó)礦業(yè)、礦冶工程、非金屬礦、礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)、礦山機(jī)械、化工礦物與加工中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)、煤炭學(xué)報(bào)、西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)、煤炭科學(xué)技術(shù)、選煤技術(shù)、煤炭技術(shù)、中國(guó)煤炭、煤礦機(jī)械等。二、選礦概述（一）選礦的定義（二）選礦的目的和意義（三）選礦中的幾個(gè)概念（礦物、礦石、產(chǎn)品）（四）與選礦有關(guān)的礦物性質(zhì)（五）主要選礦方法及基本作業(yè)流程（六）主要選礦指標(biāo)（一）選礦的定義選礦是利用礦物的物理或物理化學(xué)性質(zhì)的差異，借助各種選礦設(shè)備，采用不同的選礦工藝，將礦石中的有用礦物和脈石礦物分離，并使有用礦物相對(duì)富集的過(guò)程。選礦學(xué)是研究礦物分選的學(xué)問(wèn)，是一門礦物分離、富集、綜合利用礦產(chǎn)資源的綜合性的技術(shù)科學(xué)。（二）選礦的目的和意義目的將有用礦物和脈石礦物分離將彼此共生的有用礦物盡可能的分離并富集成單獨(dú)的精礦排出對(duì)冶煉及其他加工過(guò)程有害的雜質(zhì)，提高選礦產(chǎn)品質(zhì)量綜合回收有價(jià)元素，充分、合理、經(jīng)濟(jì)的利用礦產(chǎn)資源（二）選礦的目的和意義意義連接冶煉和采礦的關(guān)鍵中間環(huán)節(jié)為冶煉提供“精料”（提高品位，除雜）促進(jìn)高效率采礦方法的應(yīng)用（剔除高度機(jī)械化作業(yè)過(guò)程中摻入的圍巖等脈石礦物）二次資源綜合利用（選礦尾礦、冶煉爐渣等）環(huán)保（廢水、造紙等）（三）選礦中的幾個(gè)概念礦物礦物是在地殼中由于自然的物理化學(xué)作用或生物作用，所生成的自然元素(如金、石墨、硫磺)的單質(zhì)和自然化合物(如磁鐵礦、黃銅礦、石英)，其成分比較均一。能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)利用的礦物，即選礦選出的目的礦物，稱為有用礦物，否則稱為脈石礦物。礦石礦物在地殼中分布不均，但在地質(zhì)作用下，可以形成相對(duì)富集的礦物集合體，其中在現(xiàn)代技術(shù)條件下，可以開(kāi)采、加工、利用的叫做礦石，否則，稱為巖石。（三）選礦中的幾個(gè)概念選礦產(chǎn)品原礦——選礦廠內(nèi)未經(jīng)選別處理的礦石。精礦——原礦經(jīng)過(guò)選別之后，品位提高，適合于工業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品。尾礦——原礦經(jīng)過(guò)選別后，品位降低，目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平不適合再做處理的產(chǎn)品。中礦——原礦經(jīng)過(guò)選別后，品位有所提高，但還沒(méi)有達(dá)到工業(yè)要求，還需要進(jìn)一步選別或處理的產(chǎn)品（四）與選礦有關(guān)的礦物性質(zhì)硬度礦石抵抗其它物質(zhì)壓入或刻劃的能力，破碎磨礦的依據(jù)。密度單位體積礦物的質(zhì)量，重選的依據(jù)。磁性被磁鐵吸引或排斥的性質(zhì)，磁選的依據(jù)。潤(rùn)濕性礦物能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)。易被水潤(rùn)濕的礦物稱為親水性礦物，反之稱為疏水性礦物，浮選的依據(jù)。（五）主要選礦方法及基本作業(yè)流程主要選礦方法（五）主要選礦方法及基本作業(yè)流程基本作業(yè)流程準(zhǔn)備作業(yè)（礦石的破碎、篩分、磨礦、分級(jí)，少數(shù)需洗礦、脫泥）選別作業(yè)（重選、浮選、磁選等）產(chǎn)品處理作業(yè)（精礦脫水、尾礦儲(chǔ)存等）不論選礦廠規(guī)模大小，工藝和設(shè)備如何復(fù)雜，一般都包括這三個(gè)最基本的過(guò)程（六）主要選礦指標(biāo)品位

品位是指產(chǎn)品中有用成分的質(zhì)量相對(duì)于該產(chǎn)品質(zhì)量之比，常用百分?jǐn)?shù)表示。（灰分）例如，銅精礦品位為15%，即一百噸干精礦中含有十五噸金屬銅。品位是評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)之一。通常用α表示原礦品位，β表示精礦品位；θ表示尾礦品位。（六）主要選礦指標(biāo)產(chǎn)率選礦產(chǎn)品的質(zhì)量與原礦質(zhì)量之比，叫該產(chǎn)品的產(chǎn)率，以γ表示。回收率精礦中有用成分的質(zhì)量與原礦中該有用成分的質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)，稱為回收率，常用ε表示。（它表示原礦中的金屬有百分之多少被選出了原礦）（六）主要選礦指標(biāo)選礦比原礦質(zhì)量與精礦質(zhì)量的比值，用它可以確定獲得一噸精礦所需處理原礦石的噸數(shù)，一般用K表示。富集比精礦中有用成分含量的百分?jǐn)?shù)β（精礦品位）和原礦中該有用成分含量的百分?jǐn)?shù)α（原礦品位）之比值，常以E表示。它表示精礦中有用成分的含量比原礦中該有用成分含量增加的倍數(shù)，也表示選礦過(guò)程使有用成分富集的程度。三、選前準(zhǔn)備作業(yè)（一）準(zhǔn)備作業(yè)概述（二）破碎方法（三）破碎（磨礦）設(shè)備（四）篩分、分級(jí)原理及設(shè)備（一）準(zhǔn)備作業(yè)概述定義指選別前礦石的粉碎作業(yè)。通常包括破碎、篩分和磨礦分級(jí)。有時(shí)還可包含洗礦、預(yù)選等作業(yè)（氧化礦的洗泥和赤鐵礦的焙燒）。目的將礦石通過(guò)破碎(或磨礦)等主要手段，使有用礦物與脈石礦物單體解離，達(dá)到入選粒度的要求。通常將最終粉碎產(chǎn)品粒度為15-20毫米以上的粉碎過(guò)程，稱為破碎；取得更細(xì)產(chǎn)品粒度的粉碎過(guò)程，稱為磨礦。（一）準(zhǔn)備作業(yè)概述重要性破碎和磨礦過(guò)程在選礦廠占有重要地位。礦石經(jīng)粉碎后，有用礦物與脈石礦物的單體解離程度直接影響分選指標(biāo)的好壞。選礦廠的破碎和磨礦設(shè)備基建費(fèi)用幾乎占全廠總基建費(fèi)的一半以上，其生產(chǎn)費(fèi)用亦約占選廠總成本的30—50％。（二）破碎方法鍥狀（三）破碎（磨礦）設(shè)備顎式破碎機(jī)（三）破碎（磨礦）設(shè)備原理活動(dòng)圓錐繞軸作連續(xù)的偏心旋回運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)圓錐靠近固定圓錐時(shí)，礦石受到擠壓而破碎；離開(kāi)時(shí)，破碎產(chǎn)品靠自重經(jīng)排礦口排出。圓錐破碎機(jī)（三）破碎（磨礦）設(shè)備球磨機(jī)球磨機(jī)通過(guò)磨礦介質(zhì)（鋼球、鋼棒、礫石等）的研磨作用將礦石磨細(xì)。（四）篩分、分級(jí)原理及設(shè)備篩分

碎散物料通過(guò)一層或數(shù)層篩面被分成不同粒級(jí)的過(guò)程稱為篩分。篩分一般與破碎作業(yè)配合。篩孔尺寸（四）篩分、分級(jí)原理及設(shè)備分級(jí)將粒度、形狀和相對(duì)密度不同的礦粒在介質(zhì)（水或空氣）中，按沉降速度的差異，分成若干級(jí)別的作業(yè)。分級(jí)一般與磨礦作業(yè)配合。分級(jí)設(shè)備螺旋分級(jí)機(jī)和旋流器（組）

（四）篩分、分級(jí)原理及設(shè)備螺旋分級(jí)機(jī)（四）篩分、分級(jí)原理及設(shè)備旋流器和旋流器組四、選別作業(yè)（一）重選（二）磁選（三）浮選（一）重選定義重選就是根據(jù)礦粒間密度的差異，在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中所受重力、流體動(dòng)力和其它機(jī)械力的不同，從而實(shí)現(xiàn)按密度分選礦粒群的過(guò)程。分類根據(jù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式和作業(yè)目的的不同，重選可分為：重介質(zhì)選礦、跳汰選礦、搖床選礦和溜槽選礦。（三）浮選疏水性強(qiáng)弱礦物表面的親水性由左到右逐漸減弱，疏水性由左到右逐漸增強(qiáng)。（三）浮選接觸角以三相潤(rùn)濕周邊上的A點(diǎn)為頂點(diǎn)，以固水交界線為一邊，以氣水交界線為另一邊，經(jīng)過(guò)水相的夾角θ。接觸角是反映礦物表面親水性與疏水性強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。接觸角越大，礦物表面疏水性越強(qiáng)，可浮性越好。（三）浮選礦物可浮性

θ>70度礦物天然可浮性好

θ=60-70度礦物天然可浮性中等

θ<60度礦物天然可浮性差煤炭（三）浮選浮選過(guò)程浮選前礦石要磨碎到符合浮選所要求的粒度，有用礦物基本達(dá)到單體解離。調(diào)整礦漿濃度，添加浮選藥劑。浮選時(shí)，向礦漿中導(dǎo)入空氣，形成大量氣泡，疏水性礦物的顆粒附著在氣泡上，隨同氣泡上浮到礦漿表面，形成礦化泡沫層，親水性礦物顆粒不能附著在氣泡上，留在礦漿中。將礦化泡沫刮出，即達(dá)到分選目的。（三）浮選浮選藥劑

在礦物浮選中，為了改變礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)，提高或降低礦物的可浮性，擴(kuò)大礦物之間的可浮性差異，進(jìn)行有效的浮選，所使用的各種無(wú)機(jī)或有機(jī)化合物。捕收劑。使目的礦物疏水，增加可浮性。起泡劑。促使氣泡形成，增加分選界面。調(diào)整劑。調(diào)整捕收劑的作用和介質(zhì)條件，包括活化劑、抑制劑、pH調(diào)整劑（三）浮選浮選設(shè)備浮選機(jī)機(jī)械攪拌式

優(yōu)點(diǎn)：葉輪攪拌形成真空，自吸充氣，且中礦易于實(shí)現(xiàn)自流

缺點(diǎn)：充氣量小、能耗高、磨損大充氣機(jī)械攪拌式

優(yōu)點(diǎn)：外部空壓機(jī)充氣，充氣量大且可調(diào)節(jié)，能耗低，磨損小

缺點(diǎn)：無(wú)吸漿能力，需增設(shè)礦漿泵（三）浮選浮選柱礦漿從上部給入，空氣經(jīng)底部氣泡發(fā)生器形成氣泡在礦漿中上升，氣泡與礦漿在逆向流動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)礦化，在整個(gè)柱體內(nèi)實(shí)現(xiàn)浮選。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造與維修簡(jiǎn)便、節(jié)省動(dòng)力、占地面積小、流程簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：在高堿度礦漿中充氣器極易結(jié)鈣堵塞，浮選柱柱體較高，欲使礦漿自流，則配置復(fù)雜。（三）浮選浮選方法的特點(diǎn)應(yīng)用廣泛，原則上可以選別所有礦石，其中有色金屬礦石90%以上都用浮選法選別。分選效率高、富集比高。如輝鉬礦原礦為0.05%左右，經(jīng)過(guò)浮選可以得到45%的精礦，富集比達(dá)到900。分選粒度細(xì)。浮選成本高，會(huì)造成環(huán)境污染。五、產(chǎn)品處理作業(yè)（一）精礦脫水（二）