选矿概述

矿物加工理论与实践,办公室：土木楼710；电话：62311486e-mail:dxq918,主讲：段旭琴,本课程最终成绩以闭卷考试为主，考试成绩占70%。，平时成绩占30%（平时成绩包括：课外作业、出勤情况、课堂提问、实验报告等）。,考核办法！,矿物加工（mineralprocessing）:是利用矿物间的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。矿物加工学：是研究矿物分选的学问，是一门分离、富集、综合利用矿产资源的技术科学。,主要内容：,第1章概论,第2章碎散物料的粒度组成与筛分,第3章破碎与磨矿,第4章重力分选,第6章磁力分选,第7章浮选,第5章斜面流分选,第9章其它方法选矿,第10章水煤浆制备技术,第8章产品处理,课程重点：筛分、破碎及重力分选法、磁选及浮选的基本概念和基本理论；选矿典型设备结构、工作原理及主要工艺参数。,学习内容和目的：本课程内容从总体上可以分为物料单体解离和有用物料富集两大部分。通过本课程的学习，系统地掌握矿物加工的基本理论和方法，了解矿物加工主要分选设备的工作原理、构造及应用。,1.张强主编，选矿概论,冶金工业出版社2.张一敏主编，固体物料分选理论与工艺，冶金工业出版社3.谢广元主编，选矿学,中国矿业大学出版社,参考书,1.1矿物与矿石,第1章绪论,1.1.1岩石（rock）是在各种不同的地质作用下，由一种或多种矿物组成的矿物集合体。1.1.2矿物（mineral）,是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的具有稳定的化学成分和物理性质的自然元素（如金、石墨、硫黄）或天然化合物（如磁铁矿、黄铜矿、石英），其成分比较均一。,1.1.3矿石（0re）：现有技术经济条件下，人们能够开采、加工、利用的含有有用矿物的矿物集合体称为矿石。否则，称为岩石。地壳中具有开采价值的矿石积聚区，通常称为矿床。矿物是组成岩石和矿石的基本单元。,有用矿物：现有技术经济条件下，可以被提取利用的矿物。脉石矿物：现有技术经济条件下，暂时“无用或无价”的其它矿物。,按矿产的性质及其工业用途矿石分为：金属矿、非金属矿和可燃性有机岩。,1.1矿物与矿石,自然金属元素：Au，Ag,矿石的种类（有价金属的存在形态或晶体化学分类）,自然元素,自然非金属元素：石墨,硫化物及类似化合物元素：,硫盐,简单硫化物：黄铁矿,复硫化物：CuFeS2,氧化物和氢氧化物,氧化物：磁铁矿,氢氧化物：铝土矿,含氧盐,硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、铬酸盐,卤化物：钾盐（Kcl）、萤石（CaF2）,自然半金属元素：砷、铋,1.2矿物加工的作用,几种常用金属矿物可开采的矿石品位与冶炼或加工前品位,1.2矿物加工的作用,1.富集矿石中的有价成分，为后续作业提供质量合格的原料；,总之，矿物加工是矿物资源利用的重要环节，对人类合理开发利用资源，减少环境污染、保持经济和社会的可持续发展具有重要作用。,5.回收利用资源，环境保护；,4.制备高纯、超细及具有特殊功能的矿物材料及矿物制品（如沸石太阳板，蒙脱石干燥剂等），为生产高端产品服务；,3.去除矿物中的杂质，满足后续用户的要求；,2.分离矿石中多种有价成分，生产不同精矿产品，分别加工、利用；,1研究对象的变化,1.3矿物加工学的发展,（1）矿物资源。金属矿物、非金属矿物、煤炭等。,（2）非传统矿物固体材料。主要指由矿物组成的固体废弃物和不属于传统矿产资源范畴的矿物资源。包括：a工业固体废弃物：废渣、尾矿、废石、粉煤灰等；b海洋产品：锰结核、海中金属；c盐湖或湖泊中的重金属盐、重金属污泥。,（3）二次资源。指人类社会活动（生产和生活）产生的含有有价成分并有回收再利用价值所废弃物，或称可再生资源。包括：废弃电器、废旧金属制品、废旧汽车、生活废物、工厂三废等,（4）非矿物资源。指与有机化学物质组成有关的固体物料包括：城市垃圾、废纸、废塑料、油污水、油污土壤、农业固体废弃物等,2矿物加工技术的进步,1.传统的机械分离方法；,2.处理贫、细、杂矿物的分选方法及直接提取技术化学提取及生物工程与机械加工的结合；,3.非金属矿的深加工；,3.矿物加工学科体系（4-MP）,矿物加工（mineralprocessing）：根据物理、化学原理对天然矿物资源进行加工、分离、富集有用矿物。矿物材料加工（mineralmaterialprocessing)：根据物理、化学原理，对天然及非传统矿物资源进行分离、纯化、改性、复合加工，制备功能矿物材料。二次资源加工（secondarymaterialprocessing）利用物理、化学的方法对二次资源进行加工、分离回收各种有用物质。金属提取加工（metalmetallurgicalprocessing）根据物料化学原理，对各种资源进行化学溶出、生物提取、离子交换、溶剂萃取加工，以获取有价金属。,1.4决定物料加工工艺的基本参数,1、物相组成：物相的组成与含量。研究方法通常为化学物相法、显微镜法和X射线射线衍射等2、化学组成:元素组成研究方法：化学分析伴生有益元素：在加工中可以回收或对产品质量有益的成分成为伴生有益元素。如铁矿石中伴生的钛、钴等。,3、物相嵌布特征粗粒嵌布、集合体嵌布、不均匀嵌布、复杂嵌布,5、物料的物理化学性质,4、物料中有价成分的赋存状态,1.比重：是矿物重量与4时同体积水的重量之比值。密度是指单位体积矿物的质量。它们都是重选的依据。2.导电性：是指矿物的导电能力。一般有良导体、半导体和非导体之分。它是电选的依据。3.矿物的磁性：是它被磁铁吸引或排斥的性质。一般矿物可分为强磁性矿物(如磁铁矿等)、弱磁性矿物(如赤铁矿等)和非磁性矿物(如金刚石、赤铜矿等)。矿物磁性是磁选的依据。4.润湿性：是指矿物能被水润湿的性质。易被水润湿的矿物称为亲水性矿物(如石英、方解石)。反之，称为疏水性矿物(如辉钼矿、石墨)。矿物的自然润湿性主要取决于矿物的结晶构造。不同润湿性的矿物具有不同的可浮性，因此，它是浮选的依据。,1.4.1矿物基本性质,浮选法应用最广。有色金属矿（铜、铅、锌、硫、钼等矿石）主要用浮选处理；某些黑色金属、稀有金属和一些非金属矿（石墨、磷石灰等）等也用浮选选别。,重选法广泛地应用于黑色、有色、稀有金属和煤的分选；,磁选法多用于黑色金属(铁、锰、铬)和稀有金属的分选，也可用于从非金属矿物原料中除去含铁杂质，还可用于净化生产、生活用水以及重介质选煤中磁铁矿的回收,电选法用于有色金属矿石和稀有金属矿石、黑色金属矿石的分选，还用于非金属矿石(如煤粉、金刚石、石墨、石棉、高岭土和滑石等)的分选。,1.4.1基本选矿方法,1.5资源加工流程及术语,1、选前的准备作业（preparationoperation）破碎（Comminution）、分级（classification）2、选别作业（Seperationoperation）（1）界面分选（interfaceseparation），主要是浮游选矿法（简称浮选法，forthflotation）（2）重力选矿法（gravityconcentrition）,简称重选。（3）磁选法（magneticseperation）（4）电选（electronicseparation）（5）化学处理及生物提取（chemicalpreparationorbiologicalextract）,1.5.1资源加工基本单元,工艺流程图(flowsheet)：用线和图表示的流程。原则工艺流程图：只表示流程“骨干”，而不记载流程细节的流程图。机械流程图：用主要设备和辅助设备表示的流程图,3、选后处理固液、固气分离：,1.5.2资源加工流程,浓缩（concentration）、过滤（filter）、干燥（drier）、收尘（accumulatedust）,选别流程:表示矿石连续加工的工艺过程称为流程。,1.原矿（rawore）：矿山开采出的原始产品称“原矿”，其中含有大量的脉石。2精矿（finemineral）：分选后得到的含有有价成分的最终产品称“精矿”。3尾矿（tailing）：分选出的可暂时抛弃的无价部分，成为“尾矿”。4中矿（mediumproduct）：分选中产生的介于精矿和尾矿之间的中间未完成产品称“中矿”，中矿需返回原分选系统处理或单独处理。,1.5.3基本概念,5给料（feed）：某设备所处理的给入物料，也叫给矿。,品位（gradeassary）：产品或给料中金属或有价成分的含量，通常用百分数（）表示。矿石的品位以取样化验的结果求得。通常用表示原矿品位，表示精矿品位，表示尾矿品位。分别反映原矿质量和精矿质量的指标之一，尾矿品位反映了选矿过程中金属的损失情况。2产率（yield）：产品重量对原矿重量之比。通常以表示。对单一有用物料的精矿产率：,1.5.4选矿工艺指标,3回收率（recovery）：精矿中有用成分或金属的数量与原矿中该有用成分或金属的数量的百分比，称为回收率，常用表示。回收率是评定分选作业效率的一项重要指标，它反映了选矿过程中金属的回收程度，选矿技术水平和选矿工作质量。,1.5.4选矿工艺指标,单一有用组分的回收率为：,4选矿比（rateofconcentration）：原矿处理量与精矿数量的比值，指每选出一吨精矿所需要的原矿吨数，常以倍数（K）表示。5富矿比(或富集比)（enrichmentratio）：精矿中有用矿物的品位与原矿中有用矿物品位的比值。它表示选矿过程中有用成分的富集程度。富矿比和回收率越高，说明选矿效率越好,1.5.4选矿工艺指标,原矿,磨矿,分级,分级,磨矿,铅粗选,扫选,分级,磨矿,铅精选,铅精矿,锌粗选I,锌扫选,锌粗选II,锌精选,锌精矿,硫精矿,尾矿,精选,扫选,浓缩,硫粗选,某选矿厂磨选工艺,资源加工学科基础与相邻学科的关系,1.6矿物加工与其他学科的关系：,例1：某多金属铅锌矿，绝大部分为致密块状原生硫化矿石。矿物组分分布比较均匀，垂直分带规律时上部铅锌较富，向下含硫增高并出现单一黄铁矿。主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，并伴有银、镉、锗等多种金属。脉石矿物为石英、方解石、白云石等。原矿平均含铅4.6，锌10.5%/、铁9.5%、硫28%、银100g/t、镉0.022%、锗