选矿概论课件汇总全套ppt完整版课件最全教学教程整套课件全书电子教案

1、选 矿 概 论Mineral processing课程学习目的专业选修课，知识拓展课程；认识了解粉体工程（破碎与磨碎）、重力选矿、浮选、磁电选矿、生物选矿、精尾矿处理及矿山环境保护等矿物加工相关知识；为全面了解矿山作业及加强涉矿专业人员之间的沟通交流打下基础。 什么是选矿？传统意义的“选矿”：有用矿物的分离富集 利用矿物间物理或化学性质的差异，借助各种分选设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并使有用矿物相对富集的过程。发展与延伸：生物、材料、环境多学科交叉渗透 以矿石原料为研究对象，进行有用组分的分离与提取、二次资源的综合利用、矿物材料的制备及矿山环境保护等工作。课程学习内容选矿前的准备作业

2、：破碎筛分、磨矿分级分选作业：重选、浮选、电选、磁选、生物选矿选后产品的处理作业：固液分离、尾矿贮存、矿山废水处理一、绪论中国古代的选矿技术选矿学科的发展历程现代选矿的内涵与方向选矿在国民经济中的地位与作用选矿术语 早期加工矿物的考古发现商朝废墟出土的釉陶含SiO2达到76%, 而CaO、MgO、Na2O含量相对较低，制成的白陶含Fe量也较普通粘土低。这说明大约3600多年前已经对制陶原料进行捡选处理。白陶1、中国古代的选矿技术古遗址中也发现红铜牌和铜器。约3000多年前，大型青铜铸件“司母戊鼎”重832.84kg，其元素含量为Cu84.77%、Sn11.64%、Pb2.79%，并含有少量的F

3、e、Cr、Zn、As、Si、Ca等。这说明当时已掌握了识别并拣选多种矿物，合理利用它们从而达到控制合金成分比例的技术。 司母戊鼎1、中国古代的选矿技术 吴越春秋记载“干将吴人也，能为剑，采五山之铁精，六合之金英”，介绍了2500年前收集和挑选各种合金矿物，用于制造精良兵器的情况。 出土的越王勾践青铜剑，历经数千年，依然闪烁明亮，异常锋利，经检测剑刃含少量Cr等合金成分。 越王勾践青铜剑 考古学家认为：4000多年前，古代中国就已经掌握了区分、拣选并利用天然金属和矿物的技术。1、中国古代的选矿技术 中国古代炼铁规模汉朝早期（前202公元220年），就有政府管理的炼铁厂；唐朝（618-907年），

4、铁的产量约为1000吨/年；上世纪中叶，铁产量约为10万吨/年。1、中国古代的选矿技术（2015年，生铁产量为69141.3万吨）天工开物之炼铁炉 中国古代湿法提铜用胆水制取铜金属，在西汉的淮南万毕术以及明朝的神农本草经均有记载。将铁放在胆矾（硫酸铜的古称，又称石胆）水中浸泡，胆矾水与铁发生化学反应，水中的铜离子被铁置换而成为单质铜沉积下来的一种产铜方法。读史方兴纪要也记载了用铁粒还原铜离子为铜粉，通过铺席溜槽重选富集后，再经锻打制成铜片的选冶加工流程。 1、中国古代的选矿技术公元900多年我国的“胆水浸铜”法湿法炼铜的化学方程式是： 1.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 复分解反应 2

5、.CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 置换反应 古代重选的使用与记载朱砂粉碎和重选制取颜料的过程描述如下：“取来时，入巨碾槽中，轧碎如微尘，然后入缸，注清水澄浸，过三日夜，跌取其上浮者，倾入别缸，名曰二朱，其下沉结者，晒干即名头朱也”。 1、中国古代的选矿技术锡石在河水中重选 明朝宋应星天工开物关于微细粒金的团絮浮选过程描述： “凡金箔粘物，他日敝弃之时，刮削火化，其金仍藏灰内，滴清油数点，伴落聚底，淘洗入炉，毫厘无差”。 这是关于选择性团聚来选别黄金的最早描述。1、中国古代的选矿技术 古代浮选技术的使用与记载2、选矿学科的发展历程选矿的原始阶段： 选矿过程本身已有很长的发展历史。很早以前就有

6、手工拣选，后来发展成为用简单淘洗工具从砂石中回收金、银、锡等大密度矿物（重选），这属于选矿的原始阶段。 无论是公元前几千年的古埃及，还是中世纪的罗马帝国时代，或者是中国古代，由于科学技术水平整体落后,社会生产力低,对矿物资源的需求少,人类利用的矿物资源主要是通过手工作业从天然矿石中得到的。如淘金、人工溜槽、手动跳汰筛、洗矿槽等原始重选方法及鹅毛粘油刮取浮在水面上的金粉等原始浮选方法。 这些手工作业虽然有近代表层浮选和重选的影子,但还算不上是一门工业技术,这种现象一直延伸到19世纪。2、选矿学科的发展历程古希腊人通过洗矿的方式富集黄金2、选矿学科的发展历程选矿技术的形成阶段： 19世纪末至20世

7、纪20年代，世界工业生产快速发展,对矿物原料的需求增大，加上18世纪产业革命的推动,使机械化成为可能，造成了选矿技术从古代的手工作业向工业技术的真正转变。 近代大部分的选矿工艺与设备属于这一时期选矿领域的技术发明，如：颚式破碎机、球磨机、机械分级机、跳汰机、摇床等重选设备，电磁选的设备与工艺，浮选药剂、工艺与设备等。从那时起,选矿已成为一门人类从天然矿石中选别、富集有用矿物原料的工业技术，并得到广泛应用。 19世纪中期以后国外相继出现了机械选矿设备，例如活塞、静电选矿机、磁选机等。使重力选矿和磁选、电选矿等物理选矿技术有较大发展，从而促使冶金工业大规模发展。2、选矿学科的发展历程 20世纪20

8、-60年代泡沫浮选的大规模应用和各种浮选药剂和设备的出现大大促进了选矿技术的发展，同时也促进难选、复杂矿及细粒嵌布矿产的开发与利用。 生产的发展和需要促使人们对选矿理论进行深入研究。从1867年奥地利雷廷格尔著选矿学开始，相继有列宾捷尔的浮选过程的物理化学、高登的选矿原理（1932第1版）、利亚申科的重选原理，至1944年塔加尔特编著的选矿手册，选矿工程发展成为独立的学科。 2、选矿学科的发展历程 第一部选矿权威性专著Handbook of Ore Dressing 由F. Taggart (1884-1959) 在1927年出版，F. Taggart 也是世界选矿学术界第一任主席，是在191

9、9年在哥伦比亚矿业学院任命。 Antoine M. Gaudin (1900-1974)对浮选的研究使选矿技术得到进一步的发展。 1952年，组织了第一届国际选矿大会（IMPC）。 2014年，IMPC2014（第27届，智利圣地亚哥） 2016年，IMPC2016（第28届，加拿大魁北克）2、选矿学科的发展历程第一阶段： 从远古至20世纪20年代前后，以机械化选矿设备的出现和应用为标志的“选矿”（Ore Dressing）技术的起源。 例如：破碎分级设备（颚式破碎机、球磨机、机械分级机）、重选、电磁选及浮选工艺与设备等。2、选矿学科的发展历程第二阶段： 从20世纪20年代至60年代前后，以重

10、、磁、浮三大学科方向的形成为标志的选矿工程学科的形成。 其主要标志是：流体力学、电磁学、界面化学等基础理论的应用和三大学科方向的形成。 Mineral Dressing、Mineral Separation、Mineral Beneficiation2、选矿学科的发展历程（1）重选：以流体力学为学科基础,根据不同矿物的密度差异在一定的介质中进行不同矿物的分选。（2）电磁选：以电磁学为学科基础，根据不同矿物电磁性的差异分选不同矿物。（3）浮选：以化学为学科基础，根据不同矿物表面物理化学性质的差异，实现不同矿物的分选。 这个时期的选矿主要是从天然矿石(金属矿、非金属矿、煤炭等)中分离、富集其中的有

11、用矿物，为冶金、化工、建材提供原料。2、选矿学科的发展历程第三阶段： 从20世纪60年代至20世纪末，以非金属矿深加工理论和技术的发展为标志的矿物加工学科的形成阶段。 选矿-矿物加工工程。 Mineral Separation -Mineral Processing2、选矿学科的发展历程 20世纪60年代以来，随着世界经济的快速发展，一方面人类对矿物资源的需求不断增加，另一方面，矿物资源中富矿减少，贫细矿物资源增加，传统的选矿技术与理论已不能完全适应解决这些问题。 其主要标志是：非金属矿物深加工技术的发展、以黄金氰化技术为代表的低品位矿石处理技术的大规模应用。 无论是从处理的资源变化，还是科学

12、技术水平发展来看，“选矿”学科已远超出了传统意义上的“选矿”，而用“矿物加工”才能更确切地反映其学科范畴与科技发展。2、选矿学科的发展历程第四阶段： 20世纪末至今，新兴学科方向的形成与矿物加工学科的发展阶段。 进入21世纪以来，环境意识的空前增强和新材料产业的蓬勃兴起，对于矿物资源利用模式的变革和矿物加工学科的发展产生了广泛而深远的影响。如何克服传统的资源开发与环境保护的矛盾、如何提高不可再生性矿产资源的利用效率已成为矿物加工学科无法回避的现实课题。 2、选矿学科的发展历程 其主要标志是：（1）相关学科理论和技术在矿物加工领域的大规模应用 (生物和化工技术) ；（2）矿物加工学科理论和技术在

13、其他学科领域的拓宽和应用(环境工程、材料学) ；（3）新学科方向的形成-矿物材料学的形成与发展。破碎技术和设备的发展2、选矿学科的发展历程原始的靠手用石头重击矿石的破碎方式选矿设备发展2、选矿学科的发展历程用棒重击矿石直至所要求的粒度2、选矿学科的发展历程古代中国采用杠杆的原理破碎矿石2、选矿学科的发展历程古代南非靠转动一块大的花岗岩石头破碎矿石2、选矿学科的发展历程在中世纪由水轮机带动的破碎机2、选矿学科的发展历程1858年发明了颚式破碎机2、选矿学科的发展历程1883年发明了旋回破碎机磨矿技术和设备的发展2、选矿学科的发展历程男孩用磨石磨矿2、选矿学科的发展历程两个磨石之间手动磨矿2、选矿

14、学科的发展历程动物被用于磨矿作业2、选矿学科的发展历程 采石场工人采磨石，磨石一般采用高强度的石英砂石2、选矿学科的发展历程被现代工程师重新设计成目前的现代磨石设备2、选矿学科的发展历程1876年德国人Brckner发明了球磨机选矿技术的发展2、选矿学科的发展历程淘洗法选金2、选矿学科的发展历程1556年的拣选技术1910年的拣选技术2、选矿学科的发展历程1896年发明了摇床1940年螺旋溜槽投入使用2、选矿学科的发展历程 螺旋溜槽内上下层流运动轨迹实线一上层液流运动轨迹虚线一下层液流运动轨迹1860年全油浮选方法使用2、选矿学科的发展历程1909年可溶性泡沫药剂得到使用19131922年浮选

15、方法得到商业应用1924年黄药被发明标志着浮选的革命1920年浮选理论被Irving Langmuir (1881-1957)建立1967年美国人提出使用浮选柱，1980年得到应用2、选矿学科的发展历程2、选矿学科的发展历程紫金山氰化堆浸技术20世纪中期，生物湿法冶金技术生物选矿微生物浸出工艺 堆浸：一般在地面以上进行； 槽浸：渗滤型浸出作业，在浸出池或浸出槽中进行； 原位浸出：由地面钻孔至金属矿体，然后从地面将微生 物浸出剂注入到矿体中，原地溶浸有用成分， 最后用泵将浸出液抽回地面，回收溶解出来 的目的元素； 搅拌浸出：一般用于处理富矿或精矿，分机械搅拌和空 气搅拌。 研究概况： 2、选矿学

16、科的发展历程智利Spence高砷铜精矿生物搅拌槽浸出2、选矿学科的发展历程电解 铜矿堆经溶剂萃取后的浸出液生物堆浸工艺微生物培养液工业技术手工作业基础理论实际经验选 矿 学 科电 磁 选重 选 浮 选2、选矿学科的发展历程2、选矿学科的发展历程3、现代选矿的内涵与方向传统的概念选矿工程：利用矿石中不同矿物性质的差异，采用物理、化学的方法，从天然矿石中分离有用矿物的一门学科。 矿物工程(Mineral Engineering)是根据自然界矿物原料的物理、化学或物理化学性质的差异，利用物理、化学或生物化学的方法将矿产资源中有用矿物和脉石矿物分离的综合加工过程，又称“矿物加工工程”或“选矿工程”。主

17、要包括矿石的粉碎(破碎、磨矿、筛分、分级等)、分选(重选、磁选、电选、浮选、化学选、生物冶金等)、产品处理(液固分离、气固分离、尾矿业务等)。矿物加工工程：以矿物原料为研究对象，从事有用组分的分离提取、矿物材料的制备、及二次资源综合利用的一门学科。3、现代选矿的内涵与方向重力选矿：利用有矿物与脉石矿物密度差异、在流体机械中实现矿物的分离，如：金矿、钨矿、锡矿、砂矿等。磁电选矿：利用有矿物与脉石矿物磁性、电性的差异、在磁场中实现矿物的分离，如：铁矿、锰矿等。浮游选矿：利用有矿物与脉石矿物表面润湿性差异、通过浮选药剂调整矿物的可浮性，在流体机械中实现矿物的分离，如：硫化矿、氧化矿等。3、现代选矿的

18、内涵与方向化学选矿：利用化学药剂的选择性分解作用，实现目的矿物的分解和提取，如：黄金氰化、生物湿法冶金、氧化铜矿浸出、铀矿浸出等。矿物材料：采用“超纯、超细、改性”的方法，改善矿物的固有性能或赋予新的性能，满足不同应用要求。各种非金属矿物-膨润土、高岭土、石墨等。资源综合利用（固体废弃物的资源化利用）：采用资源分级利用的技术思想，通过“有用组分的回收、整体转化”等手段，实现资源的充分利用。选矿方法的应用将待选原来按照一定的要求分选成不同的产品，以满足生产需要或增加其使用价值；将矿石中的有价成分富集起来，使之达到冶炼或其他工业上规定的要求，以便合理地、经济地、有效地利用矿产资源；除去矿石中所含的

19、有害杂质，使之易于或能能够被利用；将矿石中多种有用矿物分选成各种精矿产品，以利于分别加工利用；选矿方法的应用从废物、废渣中回收有价成分，以解决废物利用问题；从废液或工业废水中回收有价成分或净化排放污水，以保护自然环境；从空气或废气中分离出粉尘，以控制大气污染。4、选矿在国民经济中的地位与作用矿物加工是国民经济发展的基础学科 矿物加工工程是矿物资源开发利用的基础，矿物资源则是人类赖以生存、社会赖以发展的物质基础，是生产力构成的重要因素。我国目前90%以上的能源来源于矿物资源，80%左右的工业原料取自矿物资源，每年投入国民经济运行的矿物原料超过50亿吨。因此，矿物加工工程专业在国民经济和社会发展中

20、具有不可替代的重要作用。 4、选矿在国民经济中的地位与作用矿物加工技术的发展对于环境保护和发展循环经济具有重要作用 固体废弃物利用：粉煤灰、硫酸烧渣的利用、电子废弃物（欧洲、美国）、工业垃圾的利用（日本、欧洲、美国）。 资源与环境成为热门课题，二次资源的综合利用迫在眉睫。随着社会的发展，人们已经意识到大自然赋予的矿物资源是有限的，合理地开发与利用这些宝贵的自然矿产资源是冶金与矿业科学的一个重要任务。可以认为，随着科学技术的发展和矿产资源的贫化，资源工程的科学研究日趋重要，矿物工程和湿法冶金在这方面将越来越显示出其优越性。4、选矿在国民经济中的地位与作用矿物加工技术进步对相关产业的发展具有重要意

21、义 新材料：新型造纸涂料、聚合物填料、高性能涂料 化工：矿物吸附剂、流变性控制剂、催化剂/矿物分子筛在石化、日化、油脂、精细化工方面的应用等。5、选矿术语矿物 (mineral) 矿物是地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用，所生成的自然元素（如金、石墨、硫磺）或自然化合物（如磁铁矿、黄铜矿、石英），其成分比较均一。 矿石 (ore) 在现代经济条件下，可以开采、加工、利用的矿物集合体。5、选矿术语矿床 地壳中具有开采价值的矿物积聚区。有用矿物 矿石由有用矿物和脉石矿物所组成，能为国民经济利用的矿物，即选矿所要选出的目的矿物。脉石矿物 目前国民经济不能用的矿物。5、选矿术语二次资源 在社会的生

22、产、流通和消费过程中产生的不再具有原使用价值并以各种形态存在，但可以通过某些综合利用加工、回收等途径，使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称。 包括工业生产中的废渣、粉尘、矿山尾矿、废水、废气、废旧金属等，农业生产的副产品（农作物秸秆、家畜粪便等）以及生产生活中的废弃物（废橡胶、废纸、废塑料、电子废物料等）。5、选矿术语密度 密度是指单位体积矿物的质量，是重选的选别依据。 矿物的磁性 被磁铁吸引或排斥的性质，是磁选的选别依据。一般矿物可分磁性矿物（如磁铁矿等）、弱磁性矿（如赤铁矿等）和非磁性矿物（如金刚石、赤铜矿等）。 5、选矿术语润湿性 指矿物能被水润湿的性质，是浮选的选别依据。易被水润湿的

23、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。 导电性 指矿物的导电能力，是电选的选别依据。一般有良导体、半导体和非导体之分。5、选矿术语矿石的性质 包括矿石的化学成分、矿物组成、结构构造（如颗粒和集合体的大小、形状、分布以及颗粒间的连晶等）、矿石中的金属元素的赋存状态、矿石的物理化学性质等。 化学成分及矿物组成确定应回收哪些成分； 赋存状态判定磨矿的单体解离度、可选性以及综合利用有用成分的可能性 ； 物理化学性质选矿方法、选矿流程等。 矿石的种类 矿产性质和用途金属矿石和非金属矿石 所含金属的种类单金属矿石、多金属复合矿

24、石 存在形态单质、硫化矿、氧化矿、混合矿、卤化矿 有价成分的含量 贫矿和富矿 矿物的嵌布特性细粒/粗粒嵌布、均匀/不均匀嵌布 5、选矿术语5、选矿术语选矿的任务 将矿石中的有用矿物和脉石矿物相互分离，除去有害杂质，充分而经济合理地利用国家矿产资源。选矿的作用 选矿对发展冶金工业所起作用很大。 为冶炼提供“精料”，可以大大提高冶炼的技术经济指标。 物尽其用、变废为宝、综合回收、节约资源是时代的要求 。 5、选矿术语选矿的基本内容矿石分选前的准备作业 破碎筛分作业和磨矿分级作业 分选作业 浮选法 、磁选法 、重选法 、电选法、化学选矿法、 光电选矿法和手选法等 选后产品的处理作业 脱水、沉淀浓缩、

25、过滤、干燥 5、选矿术语精矿 分选所得的有用矿物含量较高、适合冶炼加工的最终产品 。中矿 选别过程中得到的尚需进一步处理的中间产品。 尾矿 选别后，其中有用矿物含量很低、不需进一步处理（或技术经济不适合于进一步处理）的产品。 5、选矿术语单体颗粒 仅含有一种化学成分或物质的颗粒。连生体颗粒 含有两种或两种以上组分或物质的颗粒。 单体解离度 给料或分选所得的产物中，某种组成呈单体颗粒存在的量占给料或产物中该组分总量的百分数。 5、选矿术语流程 表示矿石连续加工的工艺过程 。工艺流程图 用线和图表示的流程 。原则流程图 只表示流程的“骨干”，而不记载流程的细节 。机械流程图或机械联系图 用主要设备

26、和辅助设备表示的流程图。脱硫脱硫脱硫丁黄药 602#油 20原矿丁黄药 15丁黄药 30螺旋 溜槽 （浓度20%）硫精矿2#油 10Na2CO3 1000丁黄药 602#油 202#油 8 Na2CO3 300 丁黄药 302#油 8丁黄药 152#油 4弱 磁Na2CO3 6002#油 10尾矿 硫精矿1200mT尾矿 粗选粗选粗选扫选扫选扫选扫选精选精选精选硫精矿H2SO4 100 pH=5戊黄药 100丁铵 50H2SO4 70 pH=5戊黄药 50丁铵 25CuSO4 300戊黄药 25丁铵 10-0.074mm 89% 铁精矿某选厂尾矿硫铁回收流程图化学选矿的原则流程图5、选矿术语品

27、位 矿石中某种金属或有用成分的多少，常用%、g/t等表示。 -原矿品位；-精矿品位；-尾矿品位。产率 选矿过程中，得到的某一产品的质量与原矿质量的百分比，叫做该产品的产率，以 表示。精矿产率，则尾矿产率为1-根据金属总量平衡，得出：=+（1-）所以 =（-）/（-）100%5、选矿术语回收率 精矿中有用组分的数量与原矿中该组分数量的比值。选矿比 原矿处理量与精矿数量的比值，即1/ 。 富矿比 也称富集比，即精矿中有用成分的品位与原矿中该有用成分品位的比值，即 / 。=/ 100%5、选矿术语5、选矿术语5、选矿术语作业： 某铜矿，其原矿品位、精矿品位和尾矿品位分别为1.20 %、33. 10

28、%和0.10 %。 分别计算其精矿产率、分选回收率、富集比和选矿比。 选 矿 概 论Mineral processing矿石分选前的准备作业粉碎分级破碎磨矿超细粉碎超微粉碎矿物单体解离达到适宜粒度产品粒度5mm以上产品粒度0.075-0.1mm产品粒度0.0001-0.075mm产品粒度小于0.0001mm筛分水力分级预先/检查筛分物料按颗粒大小 分成若干级别预先/检查/溢流控制分级风力分级集尘作业矿石分选前的准备作业矿石分选前的准备作业破碎磨矿的重要性工业生产中，破碎和磨矿是常见的作业；许多基础部门里，物料破碎常常是重要的工序，且使用的机器大都属于主要设备。 选矿厂和选煤厂均需对矿石原料进行

29、粉碎，再加以分选； 水泥厂需先用一系列破碎机械将原料粉碎，以便烧成熟料，然后再将熟料细磨成水泥； 炼铁时直接送入高炉冶炼的富铁矿需破碎成合格的粒级； 筑路时也要破碎出大小合适的碎石等等。矿石分选前的准备作业破碎磨矿的重要性选矿方法是根据矿石中有用矿物和脉石矿物的不同性质来确定的，而矿石中的有用矿物与脉石矿物连生，只有将有用矿物单体解离，才可能使其分选。破碎磨矿的目的就是使矿石中紧密连生的有用矿物与脉石矿物充分解离。 矿石分选前的准备作业破碎和磨矿过程中，可能存在未充分解离的物料或过粉碎物料。矿物解离不充分，不能有效回收有用矿物；矿石过细造成难以选别的微细粒子增多，二者均会影响精矿的品位与回收率

30、。 过粉碎的危害：（1）浪费能源，增加能耗（2）影响选矿回收率和精矿品位（3）矿浆泥化使精矿、尾矿处理困难（4）增加矿石处理成本矿石分选前的准备作业 为完善粉碎过程，控制粉碎产品指标，生产实践中粉碎作业通常与分级作业组合成不同的粉碎流程。破碎设备一般与筛分设备组合使用，磨矿设备一般与分级设备组合使用。筛分作业的形式或作用独立筛分当筛分产品作为最终产品供给用户使用时；准备筛分当筛分作业是为下一道工序提供不同粒级的原料时； 辅助筛分当筛分与粉碎设备配合使用时； 预先筛分当筛分作业用于粉碎前将粒度合格的物料预先分出时； 检查筛分筛分作业用于控制粉碎产品粒度时。 筛分作业还可用于物料的脱水或分离矿浆，

31、如选煤和洗矿的脱水及重介质选矿产物脱除介质等。在某些情况下，由于筛分物料的性质差别，筛分还可起到分选某些有用成分的作用，这种筛分称为选择筛分。分级是将粒度不同的混合物料按粒度或按在介质中沉降速度不同分成若干粒度级别的过程。因此分级是物料按粒度分离的一种形式。根据分级的原理、设备及分级介质的不同，分级的方式有筛分分级、水力分级和风力分级。预先/检查/溢流控制分级矿石分选前的准备作业矿石分选前的准备作业从选厂投资来看，碎矿和磨矿占选矿厂总投资的60%左右。从生产费用来看，碎矿和磨矿作业的生产费用占选矿厂总费用的40%以上。 因此，碎矿和磨矿的设计和操作的好坏，直接影响到选矿厂的经济技术指标。“多碎

32、少磨”物料粒度特征及分析粒径：单个颗粒几何尺寸的大小。粒度：颗粒群中所有颗粒大小的总体概念，平均值。 例如，粗碎后，产品的粒度范围是100350mm。粒级：粒度大小不同的碎散物料，借助某种方法按粒度范围分成若干粒度级别。-3.5+2.5 mm-2.5+1.42 mm-1.42+0.71 mm物料粒度特征及分析粒度组成：各粒级物料的含量，描述物料群中不同粒度颗粒的质量分布。 粗碎产品中，+30mm的颗粒占58.17%，-30+15mm的占10.49%。粒级 （mm）质量 （kg）产率（%）筛上累积产率（%）筛下累积产率（%）+30128.3558.17 58.17 100.00 -30+1523

33、.1510.49 68.66 41.83 -15 +127.953.60 72.26 31.34 -12+103.951.79 74.05 27.74 -1057.2525.95 100.00 25.95 合计220.65100.00 -物料粒度分析方法常用的粒度分析方法有筛分分析法、沉降分析法、显微镜分析法、激光粒度分析法。筛分分析法是使物料通过一组有序的不同筛孔尺寸的（标准）筛子来测试粒度并进行大小分级，求得相应的（质）重量百分比。通过筛子的组分叫为筛下产品，未通过筛子的组分叫为筛上产品。用于处理0.043-100mm的物料。物料粒度分析方法筛分分析法-标准套筛(0.01-100mm)网目

34、单位长度筛面上的筛孔数目。泰勒标准筛的目：每一英寸（25.4mm）长度上具有的筛孔数。筛孔实际尺寸mm筛孔大小（网目）6.68031.651100.833200.1471000.0742000.0532700.037400泰勒标准筛部分筛序物料粒度分析方法分类：干筛、湿筛、干湿联合筛分标准筛、非标准筛优点：设备简单，易于操作缺点：受颗粒形状和筛分时间的 影响物料粒度分析方法沉降分析法用于1-74m的细粒级物料；显微镜分析法用于0.5-20m的单颗粒观察；激光粒度分析法1-1000m，粒度分布宽的颗粒。 以激光为光源，根据光的散射现象测定颗粒的大小。 粒度组成的表示列表法粒度特征曲线粒度公式表示

35、法粒度分布特性函数粒级 （mm）质量 （kg）产率（%）筛上累积产率（%）筛下累积产率（%）+30128.3558.17 58.17 100.00 -30+1523.1510.49 68.66 41.83 -15 +127.953.60 72.26 31.34 -12+103.951.79 74.05 27.74 -1057.2525.95 100.00 25.95 合计220.65100.00 -二、破碎与筛分1、破碎基础理论2、破碎机械3、筛分基础理论4、筛分机械5、破碎筛分流程1 破碎基础理论1.1机械破碎方式挤压破碎：破碎设备的工作面对夹于其间的物料施加压力，用于较硬物料的粗碎，如颚式

36、破碎机；劈裂破碎：破碎工作面的尖棱楔入物料，使其内部产生拉应力，劈开物料，用于软而脆的物料；弯曲折断破碎：夹在工作面间的物料受弯曲应力而折断；挤压破碎劈裂破碎弯曲折断破碎1 破碎基础理论1.1机械破碎方式冲击破碎：包括高速运动的破碎体对被破碎物料的冲击、高速运动的物料向固定壁的冲击、运动物料的相互冲击，反复冲击物料可减少破碎时所需的应力，可采用高频冲击破碎，主要用于脆性物料的破碎；冲击破碎1 破碎基础理论1.1机械破碎方式研磨破碎：包括研磨介质对物料的磨碎和物料之间的相互摩擦作用，主要用于韧性、粘性物料的粉碎，如振动磨、搅拌磨与球磨机的作用方式。挤压剪切破碎：两种破碎方式结合，如高压辊磨机、雷

37、蒙磨。研磨破碎挤压剪切破碎1 破碎基础理论1.2破碎的工艺特征破碎比：破碎过程中，被破碎物料破碎前的粒度与产物粒度的比值，用i表示，i1。破碎的能量消耗和处理能力与破碎比有关；破碎比是衡量破碎作业的数量指标。极限破碎比：入料最大颗粒直径与产物最小颗粒直径的比值；真实破碎比：破碎前后物料平均粒度的比值；名义破碎比：破碎机给料口的有效宽度(0.85B)和排料口宽度(S)的比值。 1 破碎基础理论阶段给料最大块粒度 mm产品最大块粒度 mm破碎比粗碎（一段破碎）350-1500100-3503-15中碎（二段破碎）100-35010-1003-15细碎（三段破碎）4-1005-301-20破碎各阶段

38、产物粒度特征阶段破碎：物料经过破碎的次数，即为破碎的段数。1 破碎基础理论1.2破碎的工艺特征普氏硬度系数：物料抗压强度极限的十分之一，用 f 表示，衡量物料抗破碎的能力。矿石的可碎性系数： 矿石的机械物理性质（主要是硬度）影响破碎的难易程度。 可碎性系数定量表示矿石机械强度对破碎的影响。 1 破碎基础理论硬度等级普氏硬度系数f可碎性系数可磨性系数实例很软100.65-0.750.50-0.70玄武岩、含铁石英岩矿石硬度与可碎性、可磨性系数对应关系1 破碎基础理论1.2破碎的工艺特征破碎功耗学说：面积学说：破碎过程消耗的功与物料新生成的表面积成正比；体积学说：破碎过程消耗的功与物料颗粒的体积（

39、质量）变化成正比；裂缝学说：破碎所需的功包括变形能与表面能两项，变形能与体积成正比，表面能与表面积成正比。2 破碎机械粗碎：颚式破碎机、旋回破碎机山坡建厂，规模较大者，选用旋回破碎机；平地建厂、规模小、矿石中粘性物料多者，选用颚式破碎机。中细碎：圆锥破碎机、对辊破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机圆锥破碎机，处理能力大、功耗低、破碎比大、产品粒度均匀，但不宜处理粘性物料；中硬以下或片状脆性矿石，可选用具有冲击作用的破碎机。2 破碎机械 破碎设备示意图（a）颚式破碎机 （b）圆锥或旋回破碎机（c）对辊破碎机 （d）冲击式破碎机2 破碎机械 颚式破碎机，出现于1858年，俗称“老虎口”，是历史悠久的破

40、碎机之一，至今仍是破碎硬物料最有效的设备之一。规格以给料口宽度和长度来表示。2 破碎机械颚式破碎机工作原理 可动颚板围绕悬挂轴相对固定颚板作周期性的重复运动。 动颚靠近定颚时，处于两颚板之间的矿石受到压碎、劈裂、弯曲、折断和磨剥等联合施力作用而破碎； 动颚离开定颚时，已破碎的矿石在重力作用下，经碎矿机的排矿口排出。颚式破碎机工作原理模拟简摆式：双肘板简单摆动式复摆式: 单肘板复杂摆动式2 破碎机械颚式破碎机颚式破碎机的特点：优点：结构简单，易于制造，重量轻，工作可靠，维修方便，用于中、粗碎；缺点：处理能力低，要求均匀给料，需配备给料机，产品粒度不均匀，片状产品多。复摆式与简摆式比较：在生产能力

41、相同时，复摆式比简摆式轻20-30%；复摆式比简摆式的衬板磨损严重；复摆式破碎比可达10，简摆式3-6；相同规格，复摆式比简摆式的处理能力大20%-30%。2 破碎机械旋回破碎机2 破碎机械2 破碎机械 旋回破碎机，也称粗碎圆锥破碎机，破碎比3-5。规格以给料口宽度和排料口宽度来表示。工作原理： 连续工作 可动锥与固定锥 偏心轴套运动时，可动锥的主轴就以悬挂点为锥顶点做连续的偏心旋回运动（圆锥运动），靠近或远离固定锥。 可动锥靠近固定锥时，矿石被挤压、弯折而破碎；远离时，破碎产品靠自重作用排出。世界最大：德国ThyssenKrupp Frdertechnik公司63114英寸（1602896m

42、m）旋回破碎机，用于印尼的 Grasberg 铜金矿。国际先进：芬兰Metso集团SuperiorMK旋回破碎机，采用底部单缸液压调整排料口结构 。国内最大：北方重工PX1400/170液压旋回破碎机，首台用于本溪钢铁公司南芬选矿厂。国内先进：北方重工引进美国Fullur公司Traylor型旋回破碎机，首台用于德兴铜矿大山选矿厂，规格5474英寸，给矿口1372mm，排矿口150mm。芬兰Metso集团SuperiorMK-旋回破碎机2 破碎机械2 破碎机械旋回破碎机的特点优点： 破碎腔深度大，工作连续，处理能力大(5kt/h)；单位电耗低，工作稳定；可以挤满给料，无需设置料仓和给料机；产品粒

43、度均匀。缺点： 机身较高，要求厂房高度，构造复杂，安装与维修复杂，不适合破碎潮湿和粘性物料。2 破碎机械Sandvik的H型圆锥破碎机Metso Minerals公司Nordberg HP系列圆锥破碎机圆锥破碎机2 破碎机械惯性圆锥破碎机结构和性能特点： 偏心激振器旋转产生破碎力； 动锥与主轴为一体，动锥体支撑在球面瓦上； 特殊轴承套副支撑结构； 高摆频，强化破碎过程； 选择性破碎，过铁自保护； 通过调整偏心力矩和转速，可以方便地调整破碎力的大小； 破碎比大，开路破碎即可达到粒度要求； 产品粒度取决于破碎力，与排矿口大小无关； 系统动力学自平衡，无需地脚螺栓。2 破碎机械Metso Miner

44、als公司Barmac B系列立式冲击破碎机主要特点： 高强度自破碎； 转子和破碎腔全自衬； 转子线速度81m/s； 两股料流：新给料和循环给料。2 破碎机械对辊破碎机高压辊磨机圆锥辊磨机2 破碎机械影响破碎机工作效果的因素：（1）矿石性质 硬度、粒度、解理度、含水含泥量等（2）破碎机参数 类型、规格、转速、啮角等（3）操作参数 给料的连续性和均匀性3 筛分基础理论筛分，不同粒级的混合物料通过单层或多层筛面，分成若干不同粒度级别的过程。筛分过程包括物料分层和细颗粒透筛两个阶段。筛分方法： a滑动式 b推动式 c滚动式 d摇动式 e抛射式3 筛分基础理论 筛分概率：矿粒通过筛孔的可能性，又称筛分

45、频率。 概率P（0P1）: 对于正方形筛孔，球形颗粒： L筛孔边长，d球型颗粒直径3 筛分基础理论筛分处理能力Q ：筛孔大小一定的筛子每单位面积单位时间所能处理的物料量，数量指标，单位为t/(m2.h)。筛分效率 ：实际得到的筛下物中小于规定粒度物料的质量与入筛物料中所含的小于规定粒度物料的质量之比，质量指标，单位为%。 Q 、Q1入料和筛下产物的质量，t； 、入料和筛下物中小于规定粒度的细粒含量，%； 筛上物中小于规定粒度的细粒含量，%。 4 筛分机械矿用筛分设备格筛：包括固定棒条筛、滚轴筛、人工焊接条筛等，不需要动力，主要用于粗碎。滚轴筛主要用在焦化厂和钢铁厂筛分焦炭。摇动筛：水平或倾斜摇

46、动。在非金属矿山，建筑材料和选煤行业广泛应用，金属选矿厂应用较少。筒形筛：水平或倾斜安装，沿中心轴线旋转。一般用在建筑工业筛分和清洗碎石、砂子，也有的选矿厂用于洗矿。直线振动筛：由振动器产生的定向振动拖动水平安装的筛筐。筛筐的运动轨迹为定向直线振动，以保证物料在筛面上产生强烈的抖动，它用于煤的脱水、脱介、脱泥，也可用于磁铁矿的冲洗、脱泥和分级等。4 筛分机械圆形振动筛：这种筛子是由不平衡振动器的回转质量产生的激磁振力使筛体产生强烈的振动作用，筛子运动轨迹为圆或近似于圆。目前在金属选矿厂广为应用。共振筛：又称弹性连杆式振动筛，是用连杆上装有弹簧的曲柄连杆机构驱动，使筛子在接近共振状态下工作。它也

47、可归入直线振动筛那一类。主要用于煤炭工业和选矿厂的筛分、脱水和脱泥作业。目前我国的选煤厂已经得到广泛应用，此外部分选矿厂也开始使用。弧型筛：筛面呈弧形，静止不动。细筛：细粒物料筛分与分级，包括敲打细筛，斜面筛，高频振动细筛，分离粒度可达200目。其他筛分设备：电磁振动筛、概率筛、等厚筛等。4 筛分机械格筛一般用于粗碎前，控制进入碎矿机的粒度，大块人工破碎。用钢轨、工字钢、槽钢等焊接而成。筛孔尺寸一般大于200，水平安装。兰坪铅锌矿原矿格筛4 筛分机械条筛 用圆钢棒或钢筋等焊接而成 倾斜安装，倾角4050度 筛孔尺寸20100mm 用于中、细碎前的预先筛分 筛上产品进入破碎机 条筛总长度L=2B

48、（B-宽度) 条筛示意图4 筛分机械圆振动筛北方重工上海路桥电动机经三角带使激振器偏心块产生高速旋转；运转的偏心块产生很大的离心力，激发筛箱产生一定振幅的圆运动。 筛上物料在倾斜的筛面上受到筛箱传给的冲量而产生连续的抛掷运动，物料与筛面相遇的过程中使小于筛孔的颗粒透筛，从而实现分级。 4 筛分机械矿用重型振动筛4 筛分机械直线振动筛4 筛分机械振动筛的优点：低振幅、高频次，消除了物料的堵塞现象，使筛子有较高的筛分效率和生产能力。动力消耗小，结构简单，维修检修比较方便。筛分效率和生产率高，故所需的筛网面积比其它筛子小，可以节省厂房的面积和高度。应用范围广，可作为中碎、细碎前的预先和检查筛分。4

49、筛分机械概率筛4 筛分机械概率筛-摩根逊筛 1951年，瑞典人弗雷德里克.摩根逊在研究物料透筛概率的基础上，发明了实现物料快速筛分的新型概率筛。广泛应用于矿冶、建材及煤炭行业，用于中、细粒度物料的分级。概率筛1筛箱 2激振器 3筛面 4吊挂装置4 筛分机械概率筛的特点：层数多（3-6层）倾角大（30-60）筛孔大（筛孔尺寸是分离粒度的2-10倍）筛面短筛面倾角自上而下逐渐增大，筛孔尺寸自上而下逐渐减小。大筛孔增加颗粒透筛概率和处理能力，大倾角保证实现小的分离粒度，通过多次重复，实现快速薄层筛分。最上层筛板对物料起松散作用；中间筛板对粗粒物料进行预筛；最下层筛板完成细粒级的筛分。4 筛分机械斜面

50、筛弧形筛4 筛分机械影响筛分效果的因素：（1）矿石性质 颗粒形状、含水含泥量等（2）筛面种类及工作参数 类型、筛孔形状等（3）操作参数 给料的连续性和均匀性5 破碎筛分流程破碎原料预先筛分+破碎产物破碎原料预先及检查筛分+破碎产物一段开路破碎流程一段闭路破碎流程5 破碎筛分流程预先筛分：破碎前进行的筛分，任务是将破碎机入料中小于排矿口尺寸的颗粒预先筛分出来，以减轻破碎机的负荷，提高破碎机的生产率，同时避免过粉碎。检查筛分：对破碎产品进行的筛分，目的是将破碎产品中大于排矿口尺寸的颗粒筛出来进一步处理，以保证筛下产品全部符合规定粒度。5 破碎筛分流程一段破碎流程：一般用于为自磨机提供合格的给料。工

51、艺简单，设备少，厂房占地面积小。二段破碎流程：两段开路-破碎产物粒度粗，用于小型选矿厂或工业性试验厂；两段一闭路-保证破碎产品粒度合乎要求，但经济成本较高。三段破碎流程：总破碎比大，产品粒度细。三段一闭路：作为磨矿前的准备作业，能保证磨机给矿粒度；三段开路：可以简化破碎车间的设备配置，节省基建投资。铜矿选矿流程请问：这是几段破碎流程？是开路还是闭路？什么叫检查筛分？什么叫预先筛分？5 破碎筛分流程三段一闭路破碎流程作业：1、简述物料粒度的分析方法及其适用的粒度范围。2、简述破碎功耗学说。3、检查筛分与预先筛分的作用分别是什么？选 矿 概 论Mineral processing磨矿与分级磨矿作业

52、是矿石破碎作业的继续，是选别前准备作业的重要组成部分。分级作业与磨矿作业联合，及时分出粒度合格的产物，减少过磨，提高磨机的生产能力和磨矿效率。球磨机水力旋流器磨矿与分级磨矿可分为： 有介质磨矿 无介质磨矿（自磨） 干式磨矿 湿式磨矿 磨矿产品经分级后，不合格部分返回原磨机的，称闭路磨矿；不返回原磨机或由另一台磨机处理的，称开路磨矿。磨矿与分级分级，根据颗粒在流体介质（水或空气）中沉降速度的差异，将物料分成不同粒级的过程。 水力分级 风力分级分级产物粒度，反映分级产物的粗细程度。1、以产物的粒度范围表示，如 0.10.2mm或 -0.2mm+0.1mm；2、以某一特定粒级的质量分数表示，如-0.

53、074mm颗粒占80%。磨矿与分级类别工作原理产品特征应用范围筛分按筛孔几何尺寸分级同级产物中粒度大小比较均匀，平均直径相同2-3mm以上物料分级按沉降速度分级，粒度、密度与形状影响分级同级产物主要是等降颗粒，粒度不均匀，大密度矿粒平均直径小，小密度矿粒平均直径大。2-3mm以下物料筛分与分级的比较磨矿与分级与磨矿机械相连的分级设备的用途1 预先分级，把磨机给料中不需磨细的合格物料预先分出，只将不合格的粗粒送去磨矿；2 检查分级，将磨矿排料中粒度合格的物料分出，不合格的粗粒返回再处理。3 溢流控制分级，把上一级分级设备的溢流再分级，从而得到更细的溢流。三、磨矿与分级1 球磨机2 高压辊磨机3

54、螺旋分级机4 水力旋流器5 磨矿分级流程1 球磨机以钢球为磨矿介质规格以筒体内径D与长度L来表示：7.92m11.6m根据排料方式，分为格子型、溢流型根据筒体形状，分为短筒型LD、长筒型L= (1.5-3.0)D、锥形L= (0.25-1.0)D和管形L= (3-6)D1 球磨机球磨机内矿石粉碎过程 筒体旋转时，球磨机内的钢球随筒体一起旋转，并到达一定高度; 当钢球重力的向心分力大于离心力时，脱离筒体下落，击碎矿石； 磨机运转过程中，磨矿介质发生滑动，对矿石产生研磨作用。 冲击力+研磨力粉碎矿石1 球磨机磨矿介质在筒体内的运动状态筒体低速运转，球荷顶部钢球沿球荷表面“滚下”；研磨占主导作用，适

55、用于粒度较细的矿石粉碎。筒体转速增大到一定程度，钢球随筒体作圆运动上升到一定高度后“抛落”，冲击和研磨矿石。2 、抛落式：1、泻落式：3、 离心式：筒体转速增大到某一极限值，钢球随筒体作同心旋转而不下落，失去磨矿作用。1 球磨机格子型球磨机 1 筒体 2 筒体衬板 3 大齿环 4 排矿格子 5 给矿器1 球磨机球磨机衬板 作用：保护筒体，使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦；利用不同形式的衬板调整磨矿介质的运动状态，增强磨矿介质对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。1 球磨机球磨机衬板衬板材料：橡胶/耐磨锰钢/合金钢/陶瓷/磁性1 球磨机格子型球磨机的给矿部分 给

56、矿器用于向筒体内部输送原矿和分级机的返砂，由中空轴颈的端盖、联合给矿器（鼓式+蜗式）以及轴颈内套等组成，端盖内侧面铺有平的扇形衬板。鼓式给矿器蜗式给矿器联合给矿器1 球磨机格子型球磨机的排矿部分 排矿部分由中空轴颈的端盖、扇形格子板、中心衬板和轴颈内套等零件组成。 带有中空轴颈的端盖和筒体之间设置格子板，格子板相当于屏障，断面为梯形，向排料方向扩大，将钢球和粗颗粒拦隔在筒体内。格子板篦孔的排列形式a 同心圆 b 倾斜式 c 辐射式1 球磨机格子型球磨机的特点 磨细的物料随矿浆通过隔板上的排矿小孔排出，排料端的矿浆面低于中间轴颈的矿浆流出面，属于低水平、强制排矿。 筒体内储存的矿浆少，合格物料能

57、及时排出，过磨现象较轻。 排料速度快，产物粒度相对较粗，一般的-0.074mm粒级占45%-65%。 常用作粗磨设备，或用于容易泥化的物料磨碎作业。1 球磨机溢流型球磨机1 球磨机溢流型球磨机 结构与格子型球磨机基本相同； 区别在于：排料端没有扇形格子板装置，其排矿端中空轴直径大于给矿端，在给矿端和排矿端的矿浆面形成一定高差，促使磨碎的矿浆自流到排矿端，经排矿口溢出； 为防止钢球和粗矿粒随矿浆流出，在排料的中空轴颈内镶有与磨机旋转方向相反的螺旋叶片，细颗粒悬浮在矿浆中从螺旋叶片上面溢流出去，钢球和粗颗粒沉在螺旋叶片之间，反向旋转送入磨机。中信重工制造的溢流型球磨机7.92m13.56m（工厂试

58、车）1 球磨机德兴铜矿大山选矿厂7.32m10.68m球磨机1 球磨机1 球磨机溢流型球磨机的特点1、产物从排料中空轴颈中溢流出去，磨矿时间长，产物粒度较细，适宜的磨碎产物-0.074mm粒级占80%以上。2、结构简单，价格低廉，常用作细磨设备。3、缺点是磨碎过程中“过粉碎”现象严重，磨矿效率较低。1 球磨机格子型球磨机在新建、扩建选矿厂有优先选用的趋势：(1)格子型球磨机的生产能力比同规格的溢流型球磨机高20%30%.(2)格子型球磨机的排矿端装有格子板，具有强制排矿作用，加速矿浆通过的速度，从而使其矿石过粉碎现象较溢流型球磨机少。(3)为求全厂磨矿设备划一，两段磨矿有时往往选用同一种规格。

59、附：其他磨矿机械棒磨机与溢流式球磨机结构类似，采用钢棒作为磨矿介质，长度一般比筒体短2050mm。内表面平直，防止筒体旋转时钢棒歪斜产生“乱棒”现象。“线接触”，具有选择性的破碎作用，减少了矿石的过粉碎，其产品粒度均匀，钢棒消耗量低。棒磨机及其磨矿示意图附：其他磨矿机械棒磨机应用： 一般用于第一段开路磨矿作粗磨作业。 在钨、锡或其它稀有金属矿的重选厂或磁选厂，为防止磨矿过粉碎,常采用棒磨。 棒磨机用于开路磨矿，可代替短头圆锥破碎机作细碎。操作要求： 其工作转速通常约为临界转速的60%70%；充填系数一般为35%40%；给矿粒度不宜大于25mm。附：其他磨矿机械砾磨机砾磨机是一种用砾石或卵石作磨

60、矿介质的磨矿设备。由于磨矿机的生产率与磨矿介质的比重成正比，因此砾磨机的筒体尺寸（DL）要比相同生产率的球磨大。砾磨机的衬板要能够夹住磨矿介质，形成“自衬”，以减少衬板磨损，加强提升物料能力和矿物间的粉碎作用，常采用网状衬板、梯形衬板或者两者组合的衬板。结构与球磨机类似采用格子型排矿方式附：其他磨矿机械砾磨机特点：能耗小、生产费用低、节省金属材料(如磨矿介质)、能避免金属对物料的污染等，特别适用于对物料有某些特殊要求的场合。应用：用于处理金、银、重晶石等金属和非金属矿石。 使用砾磨机时，转速一般比球磨机略高，常为临界转速的85%90，矿浆浓度一般比球磨机低5%一10%。附：其他磨矿机械自磨机借