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漲知識!6種常見的選礦方法,太詳細了(一)
發布時間:2019-06-16 有427人點擊


一、
重選法
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重選法是根據礦物相對密度(通常稱比重)的差異來分選礦物的。密度不同的礦物拉子在運動介質(水、空氣與重滾)中受到流體動力和各種機械力的作用,造成適宜的松散分層和分離條件,從而使不同密度的礦粒得到分離。



重力選礦(簡稱重選)是根據各種礦物的密度(通常稱比重)的不同,因而在運動介質中所受重力、流體動力和其他機械力的不,從而實現按密度分選礦粒群的過程。礦物顆粒、形狀將影響按密度分選的精確性。

各種混合礦粒由于密度的差異,因而在運動的介質中(如水、密度大于水的重介質以及空氣等)的沉降速度不,移動的程度也不同,從而達到使礦物分離,所有的重選過程都以礦粒在選別的介質中的沉降規律為基礎的。

各種重選過程的共同特點是:

礦粒間必須存在密度(或粒度)的差異;

  1. 分選過程在運動介質中進行;

  2. 在重力、流體動力和其他機械力的綜合作用下,礦粒群松散并按密度(或粒度)分層;

  3. 分好層的物料,在運動介質的運搬下達到分離,并獲得不同最終產品。

重選是一種歷史悠久的選礦方法,在我國漢代就知道用重選法理錫礦石。由于重選方法簡單,成本較低,而且日益發展完善,所以重選法目前仍然是鎢錫礦及煤炭的主要選礦方法。在某些有色金屬、黑色金屬、貴金屬及非金屬礦的選別中也得到了廣泛的應用。

重力選礦中的按粒度分選過程(如分級、脫水等)幾乎在一切選礦廠都是不可缺少的作業。


二、
浮選法
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浮選法是根據礦物表面物理化學性質的差別,經浮選藥劑處理,使用礦物選擇性地附著在氣泡上,達到分選的目的。有色金屬礦石的選礦,如銅、鉛、鋅、硫、鉬等礦主要用浮選法處理,某些黑色金屬、稀有金屬和一些非金屬礦石,如石墨礦、磷灰石等也用浮選法選別。

浮選過程要向礦漿中加入浮選藥劑來改善與調節礦物的可浮性。使許多沒有天然可浮性的礦物,經浮選藥劑作用后,由不可浮變為可浮,或者相反。以便人為地控制礦物的可浮性。所以有人說浮選藥劑是浮選技術的支柱,這是有道理的。浮選藥劑的發展與浮選工藝的發展是分不開的,浮選的生產實踐,促進了浮選藥劑的研究,而浮選藥劑的發展又促進了浮選技術的發展。

五大藥劑

浮選藥劑的用途及其基本類型如表1所示 。

浮選藥劑是用來調整與控制浮選過程的。藥劑的主要用途是:(1)加強礦物可浮性的差別,從而使礦物彼此間以及有用礦物和脈石間相互分離。(2)提高有用礦粒附著于氣泡的速度和強度,(3)改善礦漿內細小而彌散氣泡的形成條件,并為在礦漿表面形成穩定的礦化泡沫創造條件。


表1 浮選藥劑的用途及其基本類型

金銀礦石的浮選

浮選工藝流程的選擇通常是根據金銀礦石的性質以及產品的規格來確定,常見的原則工藝流程有以下5種:

浮選工藝流程的選擇通常是根據金銀礦石的性質以及產品的規格來確定,常見的原則工藝流程有以下幾種:

(1)浮選+浮選精礦氰化 將含金銀石英脈的硫化礦經過浮選得到少量精礦,再進行氰化處理。浮選精礦氰化與全泥氰化流程相比,具有不需將全部礦石細磨、節省動力消耗、廠房面積小、基建投資省等優點。

(2)浮選+精礦焙燒+焙砂氰化 該流程常用來處理難溶的金-砷礦石、金-銻礦石和硫化物含量特高的金-黃鐵礦等礦石,焙燒的目的是除去對氰化過程有害的砷、銻等元素。

(3)浮選+浮選精礦火法處理 絕大多數含金銀的多金屬硫化礦石用此方法處理。浮選時,金銀進入與其共生密切的銅、鉛等金礦中,然后送冶煉廠回收金銀。

(4)浮選+浮選尾礦或中礦氰化+浮選精礦就地焙燒氰化 此方案用來處理含有碲化金、磁黃鐵礦、黃銅礦及其他硫化礦的石英硫化礦,礦石中能浮出硫化礦作精礦,然后為暴露硫化物中的金銀,經焙燒再氰化處理。因浮選后的中、尾礦一般含金銀尚高,要再氰化回收。

(5)原礦氰化+氰化尾礦浮選 當用氰化法不能完全回收礦石中與硫化物共生的金銀時,氰化后的渣再浮選,可提高金銀的回收率。

離析-浮選法

離析-浮選法是一種火法化學處理與浮選相結合的方法。例如難選氧化銅礦石的離析-浮選就是將礦石破碎到一定的粒度以后,混以少量的食鹽 (0.1-1.0%)和煤粉(0.5-2.0%),隔氧加熱至900度左右,礦石中的銅便以金屬狀態在碳粒表面析出,將焙砂隔氧冷卻后經磨礦進行浮選,即得銅精礦。

離析-浮選法最大的優點是能解決那些不能用常規選礦方法處理的礦石,它可以綜合回收礦石中的有用金屬。例如銅礦石中,當礦石中含有大量的硅孔雀石、赤銅礦及結合銅時,或是含有大量的礦泥時,這類礦石用浮選法往往指標很低,而用離析法則是比較有效的。

離析法還能處理氧化銅礦石與硫化銅礦石的混合礦石,并能綜合回收金、銀、鐵等有用金屬。此外,金、銀、鎳、鋁、鈷、銻、鈀、鉍、錫等幾種金屬的化合物是易于還原的并且易于生成揮發性的氯化物,也適應于用離析法處理。

離析法的缺點是成本較高,基建投資較大,生產費用也較高。估計離析法的基建投資約為同樣能力浮選廠的兩倍,生產費用也要高2—3倍。所以用離析法處理難選的氧化銅礦石時,認為原礦中的銅品位應大于2%方能得到較好的經濟效果。所以離析法僅用于解決那些不能用其他方法處理的礦石。因此在采用此法之前,應對處理的礦石作全面的研究,若能用其他方法處理,就不宜用離析法。

銅離析三大階段

離析過程比較復雜,雖然對銅的離析已經做了不少的實驗研究工作,但對一些問題至今仍有不同的見解。多數認為氧化銅礦的離析過程大致分為三個階段。

(1)食鹽的分解階段,離析過程中,首先是食鹽與礦石中的結晶水在700℃溫度下生成氯化氫。其反應式如下:

(2)氯化亞銅的揮發階段 氯化氫與氧化銅礦物作用,產生可揮發性的氯化亞銅,氧化銅礦物的種類較多,為簡明起見,用簡單的Cu2O作代表,其反應式為:

(3)還原和離析作用階段,氯化亞銅蒸氧被氫(與碳粒吸附的氫)還原而生成離析銅并覆蓋在炭粒上。其反應式為:

離析銅(Cu)用浮選法可以有效的加以回收,氯化亞銅還原所產生的氯化氫(再生的HC1)能繼續和氧化銅礦物作用生成氯化亞銅,使上述反應周期循環發生。

影響離析過程的因素較多,其中較為主要的有下列因素。

(1)礦石性質 礦石粒度及礦石的物質組成都要影響離析過程,尤其是處理含鈣質脈石時,特別是方解石、石灰石等,氧化鈣的生成將妨礙銅的離析。

(2)溫度的影響 溫度直接影響氯化反應速度,準確控制溫度是進行離析過程的一個重要條件。離析溫度的上限既決定于礦石性質和熱交換條件,也決定于經濟因素。若離析溫度高,不僅浪費燃料,而且引起物料的燒結,出現結窯皮現象,若溫度在離析溫度以下,則會使離析效果變壞。

(3)停留時間 物料在離析窯的停留時間取決于窯的體積、物料的相對密度、物料的通過速度,總之物料在窯內的停留時間應足以達到較高的回收率為好。

(4)還原條件 還原條件對離析過程的影響是很大的,適度的還原條件有利于氯化反應的進行。

(5)氯化劑用量 食鹽本身對氯化反應沒有影響,離析的引發反應是依靠食鹽水解產生的氯化氫,而氯化反應速度與氯化氫壓力成正比。食鹽的加入量過少,則氯化氫的供應就不能滿足起始氯化反應速度的需要。食鹽的用量過大也是有害的,它會溶解氯化亞銅,降低離析回收率。

(6)水蒸汽 水蒸汽對氯化劑的分解及氯化氫的生成具有重要作用。實驗證明,礦石如果喪失了結晶水,則離析過程不能進行。



三、磁
選法
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磁選是利用各種礦物磁性的差異,在磁選機的磁場中進行分選的一種選礦方法。如圖所示,當具有不同磁性的礦粒通過磁選機的磁場時,必然要受到磁力和機械力的作用。由于磁性較強的礦粒與磁性較弱的礦粒所受的磁力不同,便產生不同的運動軌跡,從而把礦粒按其磁性不同選分為兩種或多種單獨的選礦產品。


磁選廣泛應用于黑色金屬礦石的選別、有色和稀有金屬礦的精選、重介質選礦中介質的回收、從非金屬礦物原料中除去含鐵雜質、排出鐵質物件保護破碎機和其他設備、從冶煉生產的鋼渣中回收廢鋼以及從生產和生活污水中除去污染物。

近年來,由于高場強與高梯度磁選機的發展,磁選法的應用領域還在擴大,如用于除去化學藥品、藥物中的順磁性粒狀雜質等。

目前,國內外使用的磁選機種類很多,分類方法不一,根據不同特征有以下幾種分類方法。

(1)按磁選機的磁源可分為永磁磁選機與電磁磁選機。

(2)根據磁場強弱可分為:


  1. 弱磁場磁選機,磁極表面磁場強度Ho = 72~136千安/米,磁場力HgradH= (2. 5~5.0)×1011安2/米3;

  2. 中磁場磁選機,磁極表面磁場強度Ho =160~480千安/米;

  3. 強磁場磁選機,磁極表面磁場強度Ho =480~1600千安/米,磁場力HgradH=(1. 5~6. 0) × 1013安2/米3


(3)按選別過程的介質可分為干式磁選機與濕式磁選機。

(4)按磁場類型可分為恒定磁場、脈動磁場和交變磁場磁選機。

(5)按機體外形結構分為帶式磁選機、筒式磁選機、輥式磁選機、盤式磁選機、環式磁選機、籠式磁選機和滑輪式磁選機。

其中主要以磁場強度、選別介質結構型式來區分。

弱磁選機主要用于選別強磁性礦物,如磁鐵礦、鈦磁鐵礦、硅鐵。以前工業上多為電磁磁系,機體外形多為筒式與帶式,目前多為永磁磁系及圓筒形,并以濕式應用較為廣泛。

過去國內外在強磁場磁選機方面主要采用分選粒度較粗的干式強磁選機來選別有色金屬和稀有金屬礦物,近十年來,為了選別品位低、嵌布粒度細及礦物組成復雜的弱磁性礦物,已經研制了多種形式的濕式強磁選機,如環式、籠式、圓盤式。

中等磁場磁選機主要用來分選局部氧化的強磁性礦石。

磁流體選礦

磁流體選礦是磁選中的新工藝,包括磁流體靜力分選和磁流體動力分選。

它是以特殊的流比(如順磁性溶液、鐵磁性膠粒懸浮液和電解質溶液)作為分選介質,利用這些特殊流體在磁場或磁場和電場的聯合作用下產生的“加重”作用,按礦物的磁性和密度的差異或磁性、導電性和密度的差異而使不同礦物實現分離的一種選礦方法。當礦物之間磁性差異小,而密度或導電性差異較大時,采用磁流體選礦方法可實現有效分離。

包括磁流體靜力分選和磁流體動力分選:后者是在磁場(均勻或不均勻)與電場的聯合作用下,以強電解質溶液為分選介質,根據礦物之間密度、比磁化系數和導電率的差異,而使不同礦物分離的一種選礦方法,適用于對回收率要求不高的礦石的粗選;前者與重液分選具有相似之處,是以順磁液體和鐵磁性膠體(水基液或有機溶劑液)懸浮液為分選介質,在重力場、離心力場和磁場的作用下,浮沉分離固體顆粒,可作為金剛石選礦中精選方法之一。

由于磁流體具有磁性,若在不同磁場的作用下產生變化的密度梯度分布,便可以替換傳統的重介質選礦中的加重介質進行高效的重介選礦,這便是磁流體分選。



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