选矿生产流程简介

选矿就是采用机械的、物理的或化学的方法将矿石中的有用成分与脉石分开，从而提高矿石的品位。

矿石从采场采出以后，要经过一系列的作业程序才能得到适合冶炼要求的精矿产品。这些作业程序一般为原矿处理(破碎、磨矿)，选别(磁选、浮选、重选等)和精矿脱水(浓缩、过滤、干燥)等作业。其生产流程如图1.2-1所示。

 

矿石处理即矿石在选矿前的准备工作，其目的是使矿石中的金属矿物和脉石两者分离开来，使之成为单独的有用矿物和服石的微小颗粒，即单体分离，以便选别。

矿石处理包括破碎、筛分，磨矿和分级等工序。

1)破碎和筛分

由于矿山开采出的原矿石块度较大(有的可达1000mm以上)，而磨矿机要求的入矿粒度较小(一般为25mm左右为宜)，因此，矿石在进入磨矿前必须经过2-3次破碎后方能达到要求。

根据给矿粒度和最终破碎产品粒度要求，破碎分一段、两段、三段破碎。三段破碎分别为粗破、中破和细破碎，参见表1.2-2。

破碎矿石用的机械叫破碎机。破碎机有许多种，较广泛采用的有颚式破碎机、旋迥式破碎机、标难型圆锥破碎机和短头型圆锥破碎机。

一般粗破碎多用颚式破碎机和旋回式破碎机。中破碎用标准型圆锥破碎机；短头型圆锥破碎机用于细破碎。

矿石的破碎常有筛分作业与之配合。筛分就是过筛，即将矿石按粒度大小分成不同的级别。筛分的目的是筛出粉末，避免过破碎，同时也将大于规定粒度上限的大块筛出进行再破碎，这样可以保证产品的粒度要求，减轻破碎机的负荷及动力消耗。

筛分设备，工业上常用的有固定式和可动式两类。固定筛有条筛、棒条筛等；可动式中有摇动筛、振动筛、筒筛等。生产中根据筛分的要求和筛分物料的不同情况来选用。

筛分作业分为预先筛分和检查筛分。预先筛分是在原料破碎前进行的筛分，用以除去粉末防止过破碎和提高破碎机的生产能力。对于破碎水分大的矿石，预先筛分还起到防止和减轻破碎机堵塞的现象。检查筛分是在破碎后进行的筛分作业，其主要目的在于控制产品粒度。

破碎筛分流程包括破碎作业和筛分作业。因矿石经过破碎机次数的不同分为两段和三段破碎；又按有无检查筛分作业而分为闭路和开路两种。如图1.2-2。

2)磨矿和分级

为了使矿石达到单体分离的粒度，光破碎还不行，还得进行磨矿。磨矿是破碎作业的继续，通过磨矿使金属矿物从矿石中彻底分离出来，以适应选矿的要求。经过磨矿后矿石的粒度可达到1-0.074mm。磨矿粒度的粗细，主要根据选矿工艺的要求来决定。

所用的磨矿机械常见的有球磨机、棒磨机和砾磨机，它们分别以钢球、钢棒和砾石为磨矿介质而命名。由于磨矿机圆筒不断旋转，筒内的磨矿介质与矿石相互撞击和研磨，使之矿石变细。

无介质磨矿机，也叫自磨机，其原理是借助磨矿机圆筒的转动利用矿石本身相互撞击和研磨，使矿石变成粉末，而不需另加磨矿介质。

磨矿分干式和湿式两种，磨矿时加水的叫湿式磨矿，简称湿磨，不加水的磨矿叫于式磨矿，简称干磨。

大多铁矿石选矿厂采用的是球磨机，都是湿式磨矿。

分级就是将细粒矿石按粒度和比重分为不同的级别，以达到保证人选粒度的目的。对于湿磨，矿石的分级是在水中进行的。分级设备通常与磨矿机联在一起构成磨矿分级机组(见图1.2-3)。分级设备通常在磨矿分级机中可以起到三种作用：一是起预先分级的作用，二是起检查(或控制)分级的作用，三是起预先和检查分级两种作用。

湿磨中的分级设备有螺旋分级机、耙式分级机和水力旋流器等。

干式磨矿，矿石的分级是在空气中进行的。分级设备有沉降箱、粗粉分离器、旋风分离器等。

图1.2-4为两次磨矿、两次分级流程图。

 

矿石经过一系列准备以后进人选矿工序，通过选矿而得到精矿。冶金企业的选矿厂所采用的各种选矿方法是根据各种矿物的不同物理、化学性质(如粒度、比重、摩擦系数、导磁性、润湿性等)确定的。常用的选矿方法为：

1)磁选法

磁选法是根据矿物颗粒导磁性差异来进行选别的，它是选别金属矿石特别是磁铁矿石和锰矿石的主要方法。按磁选机的磁场强度，磁选分弱磁选和强磁选两种。

按磁选机磁源分，有木磁性和电磁式两种。

磁选机的工作原理如图1.2-5所示。将准备好的矿石(或矿浆)给人磁旋机后，磁性矿物被圆筒紧紧吸附，当其随圆筒旋转之脱磁区后，磁性矿物因脱磁和水力冲刷而脱离圆筒，被收集起来。非磁性矿物因不被磁极吸附而从磁选机下端排除。

磁选法分干式和湿式两种，一般来说干式磁选采用干磨，湿式磁选采用湿磨(也有干磨的)。

磁选设备主要有电磁或永磁带式、筒式磁选机和磁力脱水槽。

2)浮游选矿(简称浮选)

浮选是利用不同矿物具有不同的亲水性来进行选别的一种方法。在细磨矿浆中，加入适当的浮选药剂，并进行搅拌和充气而形成大量气泡。一些不易被水润湿(疏水性强)的矿物粒子便附着在气泡上并同气泡一起浮到矿浆表面；另一些亲水性的矿物粒子不附着于气泡，而仍留在矿浆中。将浮于矿浆表面的矿物泡沫刮出，即达到选别的目的。

浮选中使用的药剂有助于改善矿粒表面性质，提高浮选的速度和选择性。常用的药剂有捕集剂；能附着于矿物表面形成薄膜，增强矿粒表面的疏水性而有利于被气泡捕收。起泡剂：使矿浆形成稳定的泡沫，促使矿粒上浮。抑制剂：当矿浆中含有多种矿物时，为选出其中一种而加入某些抑制剂，从而使别的矿物失去浮游能力或降低其可浮性。活化剂：有些矿物不能直接吸附捕收剂，加入活化剂后可改善其表面性质，使之利于捕收刑的吸附。调整剂：可调整矿浆酸碱度(PH值)，调整其他药物的作用，使其对矿物的浮选有利。

浮选设备主要有机械搅拌式浮选机、柱式浮选机和联合浮选机等。

浮选有正浮选和反浮选之分，若有用矿物随气泡浮起的称正浮选，反之叫反浮选。

如果矿石中有两种和两种以上有用矿物，其浮选方法有两种：一种优先浮选，即先将有用矿物依次地一个一个地选出为单一的精矿；另一种叫混合浮选，即先将有用矿物共同选出为混合精矿，随后再把混合精矿中的有用矿物一个一个地分选开来。浮选法应用范围根广，几乎所有矿石、矿物原料都可用浮选法处理，但主要用于有色金属矿石的选别。

3)重力选矿法(重选法)

重选法是根据有用矿物和脉石矿物在比重上的差异，因而在运动的介质中其运动速度、方向、途径也各不相同来实现选别的一种选矿方法。

在重选过程中，用作选分介质的有水、空气、重液和悬浮液等。重液是比重大于水的液体，悬浮液是由水和悬浮于其中的固体颗粒组成的介质。

重选法根据作用原理的不同，可以分为水力和风力分级选矿、重介质选矿、溜槽选矿、摇床选矿等。

4)焙浇磁选

焙烧磁选是对弱磁性铁矿石进行磁化焙烧，使矿石中弱磁性铁的氧化物转变成强磁性的氧化物，以便用磁选的方法分离矿石中的铁矿物和脉石矿物。矿石经过焙烧，不仅可以增加矿石的磁性，还能使矿石受热产生裂纹，使有用矿物与脉石矿物联系减弱，从而利于矿石的破碎和磨矿。

 

矿石除于式破碎、磨矿、空气分级、干式磁选、电选等处理可得到干精矿外，大多数矿石的准备、选别是在水中进行的．湿选得到的棺矿，含有大量水分，从而影响直接使用或继续加工，并结车辆运输、装卸带来困难，为解决上述困难，并回收水分，减少新鲜水的消耗，必须将湿选之精矿进行脱水处理。

脱水的方法除粗料可用自然排水外，细精矿主要用浓缩、过滤和干燥脱水。

1)浓缩

浓缩是一种比较经济的脱水方法。浓缩作业所用设备是浓缩机(又称浓密机或浓缩池)见图。其浓缩过程是矿浆不断进入具有大容积的浓缩机中静置而澄清，上部一层澄清的水顺着环形溢流堰不断溢出，叫溢流。而固体颗粒在机中受重力作用而沉降池底，由耙子将其集中于池底中心的颗粒由料口排出，此即浓缩产品。有的磁选精矿用磁力脱水槽进行脱水。

浓缩机除浓缩精矿外，还用于浓缩尾矿。

2)过滤

过滤是使矿浆中的矿粒和水分分离。过滤是在过滤机上进行的，其又分内滤式和外滤式两类，选矿厂多用内滤式圆筒形真空过滤机。浓缩后的矿浆依靠滤布的渗水和圆筒与滤布间的真空，将矿浆中的水分滤出，贴于滤布上的滤饼由映气和自重下落，然后用胶带机运出。

过滤的费用比浓缩高，但能得到含水较少的精矿。

3)干燥

过滤后的矿粉仍含8％-20％的水分，为满足工艺要求，以及解决寒冷季节精矿运输冻结问题，精矿粉有时还需经干燥处理。选矿厂普遍应用的是圆筒干燥机，矿粉在圆筒内与热风接触以使水分蒸发。

一般铁桔矿不需要干燥处理，而某些有色金属则需进行干燥脱水，有的将干燥处理设在冶炼厂内。