燃燒的遠征 : 工程兵 : 冶金 > 選礦
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簡介
  根據礦石中不同礦物的物理、化學性質,把礦石破碎磨細以後,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,並使各種共生的有用礦物盡可能相互分離,除去或降低有害雜質,以獲得冶煉或其他工業所需原料的過程。
  選礦使有用組分富集,減少冶煉或其他加工過程中的燃料、運輸等的消耗,使低品位的貧礦石能得到經濟利用。選礦試驗所得數據,是礦床評價及建廠設計的主要依據。
  從脈石中有時從其他礦物中分選出金屬礦物或有價值的別種礦物的機械加工方法。
  定義介紹:
  用物理或化學方法將礦物原料中的有用礦物和無用礦物(通常稱脈石)或有害礦物分開,或將多種有用礦物分離開的工藝過程,又稱“礦物加工”。産品中,有用成分富集的稱精礦;無用成分富集的稱尾礦;有用成分的含量介於精礦和尾礦之間,需進一步處理的稱中礦。金屬礦物精礦主要作為冶煉業提取金屬的原料;非金屬礦物精礦作為其他工業的原材料;煤的精選産品為精煤。選礦可顯著提高礦物原料的質量,減少運輸費用,減輕進一步處理的睏難,降低處理成本,並可實現礦物原料的綜合利用。由於世界礦物資源日益貧乏,越來越多地利用貧礦和復雜礦,因此需要選礦處理的礦石量越來越大。目前,除少數富礦石外,金屬和非金屬(包括<A a 煤)礦石幾乎都需選礦
發展歷程
  早期的選礦,是利用礦物間的物理性質或表面物理化學性質的差異,但不改變礦物化學組成的物理選別過程,主要用於處理金屬礦石,稱“礦石選別”。以後擴展到非金屬礦物原料的選別,稱“礦物選別”。後來,把利用化學方法回收礦物原料中有用成分的過程,也納入選礦,稱為。
  選礦經歷了從處理粗粒物料到細粒物料、從處理簡單礦石到復雜礦石、從單純使用物理方法嚮使用物理化學方法和化學方法的發展過程。早期,人們用手工揀選;後來,用簡單的淘洗工具從河溪砂石中選收金屬礦物。中國湖北<A a 銅緑山礦冶遺址中的“船形木鬥”就是二千多年前淘洗銅礦石的工具。唐樊綽著《蠻書》中有“麩金出麗水,盛沙淘汰取之”的記載,描述當時淘金選礦的情況。明<A a 《天工開物》中有礦石采出後“先經揀淨淘洗”,然後“入爐煎煉”,以及錫和其他礦石的選礦記載。歐美於1848年出現了機械重選設備──活塞跳汰機,1880年發明靜電分選機,1890年發明磁選機,促進了鋼鐵工業的發展。1893年發明搖床。在浮選廣泛應用以前,<A a 重選一直是主要的選礦方法。1906年泡沫浮選法取得專利。<A a 浮選能處理細粒復雜礦石,顯著地促進了選礦技術的發展。20世紀40年代後,化學選應用於處理氧化銅礦、鈾礦,以後又用來處理復雜、難選、細粒浸染的礦物原料。60年代以來,細粒重選、微細粒浮選、濕式強磁選和選冶聯合流程都得到很大發展。
理論方面
  1867年雷廷格爾(P.R.von Rit-tinger)著《選礦學》,初步形成選礦體係。1903年(R.H.Richards)著《選礦》,構成獨立的選礦工程學。1933年列賓捷爾 (..eep)著《浮選過程的物理化學》,1939年<A a 高登(A.M.Gaudin)著《選礦原理》,1940年利亞先科(..)著《重力選礦》,1944年<A a 塔格特(A.F.Taggart)著《選礦手册》,1950年米切爾(D.R.Mitschell)著《選煤學》,使選礦形成獨立的學科。50年代以來又有很大發展。選礦涉及的學科主要有:礦物結晶學、流體動力學、電磁學、物理化學、表面化學、應用數學以及過程的數學模擬和自動控製等。
  中國於20世紀20年代出現機械選礦廠,如湖南水口山選礦廠等。1949年以後,在選礦指標、處理量和選礦科學技術等方面都有很大發展。鎢、錫等選礦技術在某些方面有較高的水平,創製出獨特的離心選礦機、振擺溜槽、環射式浮選機等新設備,並最先采用一段離析-浮選法來回收氧化銅。
  選礦過程主要由解離和選別兩個基本部分構成,包括:
  選前礦物原料準備作業 有粉碎(包括和<A a 磨碎)、<A a 篩分和<A a 分級,有時還包括<A a 洗礦。
選礦過程及分選方法
  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、細碎三段進行。
  磨碎 以研磨和衝擊為主。將破碎産品磨至粒度為10~300μm大小。磨碎的粒度根據有用礦物在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。磨碎作業能耗高,通常約占選礦總能耗的一半。80年代以來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。
  篩分和分級 按篩面篩孔的大小將物料分為不同的粒度級別稱篩分,常用於處理粒度較粗的物料。按顆粒在介質(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,用於粒度較小的物料。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。
  洗礦 為避免含泥礦物原料中的泥質物堵塞粉碎、篩分設備,需進行洗礦。原料如含有可溶性有用或有害成分,也要進行洗礦。洗礦可在擦洗機中進行,也可在篩分和分級設備中進行。
  選別作業 礦物原料經粉碎作業後進入選別作業,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。選別作業有重選、浮選、、<A a 電選、<A a 揀選和化學選等。
  重選 在介質(主要是水)流中利用礦物原料顆粒比重的不同進行選別。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;也普遍應用於選別稀有金屬砂礦。重選適用的粒度範圍寬,從幾百毫米到一毫米以下,選礦成本低,對環境污染少。凡是礦物粒度在上述範圍內並且組分間比重差別較大,用重選最合適。有時,可用重選(主要是重介質選,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。隨着貧礦、細礦物原料的增多,重選設備趨嚮大型化、多層化,並利用復合運動設備,如離心選礦機、搖動翻床、振擺溜槽等,以提高細粒物料的重選效率。目前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)的差異進行選別。通常指泡沫浮選。天然疏水性礦物較少,常嚮礦漿中添加捕收劑,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;加入起泡劑並充氣,産生氣泡,使疏水性礦物顆粒附於氣泡,上浮分離。浮選通常能處理小於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。浮選也可用於選別冶煉中間産品、溶液中的離子(見)和處理廢水等。近年來,浮選除采用大型浮選機外,還出現回收微細物料(小於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,然後用浮選(或脫泥)方法分離;剪切絮凝-浮選,加捕收劑等後高強度攪拌,使微細粒礦物形成絮團再浮選,及載體浮選、油團聚浮選等。
  磁選 利用礦物顆粒磁性的不同,在不均勻磁場中進行選別。強磁性礦物(磁鐵礦和磁黃鐵礦等)用弱磁場磁選機選別;弱磁性礦物(赤鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦等)用強磁場磁選機選別。弱磁場磁選機主要為開路磁係,多由永久磁鐵構成,強磁場磁選機為閉路磁係,多用電磁磁係。弱磁性鐵礦物也可通過磁化焙燒變成強磁性礦物,再用弱磁場磁選機選別。磁選機的構造有筒式、帶式、轉環式、盤式、感應輥式等。磁滑輪用於預選塊狀強磁性礦石。磁選的主要發展趨嚮是解决細粒弱磁性礦物的回收問題。60年代發明的帶齒板聚磁介質的瓊斯濕式強磁場磁選機,促進了弱磁性礦物的選收。70年代發明以鋼毛或鋼網為聚磁介質的具有高磁場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,在高壓電場中進行選別。主要用於分選導體、半導體和非導體礦物。電選機按電場可分為靜電選礦機、電暈選礦機和復合電場電選機;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。電選機處理粒度範圍較窄,處理能力低,原料需經乾燥,因此應用受到限製;但成本不高,分選效果好,污染少;主要用於粗精礦的精選,如選別白鎢礦、錫石、鋯英石、金紅石、鈦鐵礦、鉭鈮礦、獨居石等。電選也用於礦物原料的分級和除塵。電選的發展趨嚮是研製處理量大、選別細粒物料效率高的設備。
  揀選 包括手選和機械揀選。主要用於預選丟除廢石。手選是根據礦物的外部特徵,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,利用礦物光學特性的差異選別;②X射綫揀選,利用在 X射綫照射下發出熒光的特性選別;③放射綫揀選,利用鈾、釷等礦物的天然放射性選別。70年代開始出現了利用礦物導電性或磁性的電性揀選和磁性揀選。
  化學選 利用礦物化學性質的不同,采用化學方法或化學與物理相結合的方法分離和回收有用成分,得到化學精礦。這種方法比通常的物理選礦法適應性強,分離效果好,但成本較高,常用於處理用物理選礦方法難於處理或無法處理的礦物原料、中間産品或尾礦。隨着成分復雜的、難選的和細粒的礦物原料日益增多,物理和化學選礦聯合流程的應用越來越受到重視。化學選成功應用的實例有氰化法提金、 酸浸-沉澱-浮選、離析-浮選處理氧化銅礦等。、<A a 離子交換和<A a 細菌浸取等技術的應用,進一步促進了化學選的發展。它的發展趨嚮是:研製更有效的浸取劑和萃取劑,發展生物化學方法,降低能耗和成本,防止環境污染。
  此外,還有礦物原料在斜面運動或碰撞時利用其摩擦係數、碰撞恢復係數的差異進行選別的<A a 摩擦與彈跳選等。
選後産品處理
  選後産品處理作業 包括精礦、中間産品、尾礦的脫水,尾礦堆置和廢水處理。選礦主要在水中進行,選後産品需要。方法有重力泄水、濃縮、過濾和乾燥。塊狀和粗粒物料可用脫水篩、蠃旋分級機和脫水倉等進行重力泄水。細粒物料用濃縮機或水力旋流器和磁力脫水槽等濃縮,再經真空過濾機過濾。70年代研製出連續自動壓濾機,可以進一步降低水分。也可加入絮凝劑和助濾劑,以加速細粒物料的濃縮和過濾效率。必要時濾餅還要經過乾燥機乾燥。近年出現的流態化乾燥法和噴霧乾燥法可以提高乾燥效率。尾礦通常送尾礦庫堆存,有時先經濃縮後再進行堆存。尾礦水可回收再用。不合排放標準的廢水須經淨化處理(見<A a 尾礦及廢水處理)。舊尾礦場地要進行植被、復田。
選礦過程的自動控製
  選礦過程的自動控製 使用在綫檢測儀表 (如γ射綫濃度計、超聲波粒度測定儀、X熒光分析儀等)、自動調節設備和計算機,對選礦過程中的單個參數、單一機組進行檢測和自動調節,以至對車間或全廠進行集中控製,以提高選礦指標和勞動生産率、改善勞動條件和實行科學管理。70年代以來,使用計算機控製的選礦廠不斷增加,穩定化控製日漸成熟,並在此基礎上嚮最佳化控製發展。對磨礦、浮選過程的數學模擬,為實現計算機最佳化控製創造了條件。
  目前衹建立了若幹過程的半經驗、半理論的機理模型,尚未能實現全部最佳化控製。
百科大全
  選礦
  mineral processing
  動的活塞跳汰機後,許多學者應用物體在流體中的運
  動定律,研究了跳汰機內礦粒群的鬆散、沉降、分層等
  規律,解釋了重選原理,並以此改進跳汰設備。1893年
  美國威爾弗雷(A.R.Wilfloy)根據前人研究的礦粒群
  在床面上流膜層中的運動規律,在床面上增設了隔條,
  設it了適合床面不規則往復運動的機頭,發明了威爾
  弗雷搖床,提高了細粒重選設備的處理能力,使重選成
  為當時的主要選礦方法。19世紀末,幹式電磁選機在
  f業上得到應用;20世紀初,又出現了濕式電磁選機,
  提高了磁鐵礦的分選效果;188。年以後,各種電選機
  問世,擴大了機械選礦的領域。在粉碎礦石方面,引用
  廠破碎機、磨礦機、分級機和篩分機等機械設備,進入
  了機械選礦一的世紀。1909年美國理查茲(R.H.
  Itichards)根據他自己多年來的實驗室研究,並在調查
  和收集許多選礦廠生産實踐資料的基礎上,撰寫了第
  一部較為完整的選礦教科書《選礦》1~4捲,反映了當
  日寸選礦發展的進程。
  20世紀2。年代以前的數十年中,浮選方法開始
  發展1860年英國海恩斯(W.HayneS)發現硫化礦物
  能被油潤濕,形成的聚集體可以在水中與脈石礦物分
  開,從而發明了用大量油來分選硫化礦與脈石的方法,
  成為浮選的先驅。1877年德國貝塞爾(Bessel)兄弟發
  現石耀礦一與烴油混合,加水煮沸,石墨隨同烴油浮至水
  面而脈石遺留水中,獲得了浮選法專利。在這個分選過
  程中,他們認識到氣泡的作用,1886年又提出了在礦
  漿中用酸作用於碳酸????或金屬來産生氣泡進行浮選的
  第幾個專利。在浮選方法發展的進程中,為了在礦漿中
  産生氣泡使用了下列些方法:(1)將礦漿煮沸以析出
  溶解的空氣;(2)加酸在礦漿中産生氣泡;(3)根據礦石
  的組成,加酸加熱;(4)使礦漿具有一定的位差,落入浮
  選槽內混入空氣;(5)在浮選槽的底部通過織物壓入空
  氣,對礦漿進行強烈攪拌。但硫化礦與脈石的分選,仍
  需用大量的油類作為礦物顆粒捕收劑,故稱之為全油
  浮選。1885年布雷德福(H.Bradford)提出了不用油類
  聚集硫化礦的表層浮選方法,其特點是利用硫化礦的
  疏水性能,使它漂浮在水面上與脈石分開,取得了專
  利。功閃年拜凡(A.J.F.De Bavey)取得表層浮選法專
  利,並於次年在工業上應用。1905~1906年,英國礦物
  分離公司(Mineral separatlon Ltd.)的蘇爾曼(H.L.
  Sulol:、n)、皮卡德(H.F.P、eard)和查普曼(G.A.Chap-
  man)分別在英國的實驗室和澳大利亞布羅肯希爾
  (價()k en Hill)礦用少量的油加入礦漿中攪拌,使載有
  硫化礦顆粒的氣泡上升至液面,脈石礦粒則沉在底部,
  從而建立了今天的泡沫浮選法。191。~1912年布羅肯
  希爾礦又發明了在鹼性礦漿中用按樹油浮選方鉛礦和
  用重鉻酸鈉抑製方鉛礦的鉛鋅礦優先浮選新方法,
  富了浮選工藝。1921年拍金斯(C .1.Perkins)發現了
  含有二價硫及三價氮的水溶性有機化合物可以替代油
  類作為捕收劑,特別是1925年用黃藥作硫化礦的捕收
  劑後,捕收劑用量大幅度減少,浮
英文解釋
  1. :  ore beneficiation,  upgrading,  mineral dressing,  mineral processing,  beneficiation
  2. n.:  dressing,  milling,  processing,  treatment,  ore dressing,  mineral separation,  preparation
  3. vt.:  beneficiate,  concentrate
近義詞
選礦社區
相關詞
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工業技術選礦設備磁選設備名詞解釋黃金冶煉術語操作
礦物礦産礦石地質學煤炭採油有機化學化合物
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包含詞
選礦廠