五种重要的物理选矿方法

五种重要的物理选矿方法

(1)拣选

根据各矿石的光学或其他性质上的差异将不同矿石分类，最初是用手选的方式进行，现在主要利用机械设备完成。

(2)重选

根据不同矿物之间存在的密度差异将矿物分离的方法。在古代，人们发现利用不同矿物在水中运动方式的差异将矿石分选开。伴随着人类社会的不断发展和技术的不断进步，现在人们可以利用不同类型的重选设备实现矿物分选。在重介质分离过程中，不同类型矿物颗粒在重液中处于悬浮或下沉的状态，进而实现不同矿物的分选。重选广泛用于煤矿、铁矿，金刚石矿的选矿以及金属矿预选。

(3)浮选

浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法。浮选时使用各种药剂来调节浮选物料和浮选介质的物理化学特性，以扩大浮选物料间的疏水-亲水性(即可浮性)差别。通过在矿浆中加人药剂可实现有用矿物具有亲气性、脉石矿物具有亲水性(疏气性)，具有亲气性的有用矿物伴随气泡上升到矿浆表面进而实现这两种矿物的分离。

(4)磁选

根据矿物颗粒间磁性的差异，进行矿物分离的选矿方法。磁选主要用于铁矿选矿，也可用于具有顺磁性的有色金属矿选矿。根据磁选机的磁场强弱可分为弱磁选和强磁选。弱磁选可以实现对具有强磁性矿物如磁铁矿进行分选；强磁选则用于对顺磁性矿物进行分选，例如在锡矿选矿中，利用强磁选将钨锰铁矿和磁铁矿从锡矿中分离出来。磁选还可应用于对砂矿床等非金属矿进行分选。

(5)高压电选

根据有用矿物和脉石矿物颗粒导电性的不同，在高压电场中进行分选的方法。根据该工艺的特点，理论上高压电选可以用于所有矿物的分选，但是该方法主要应用在重砂选矿中。该工艺对入选矿物的干燥程度和周围空气的湿度都有很苛刻的要求。制约该工艺应用的首要问题是成本过高。

在选矿生产中，常用以上两种或多于两种选矿方法联用的工艺进行生产。重选是上述工艺中成本最低的工艺方法，是分离脉石矿物的主要方法。在重选基础上，再使用其他选矿工艺才能实现获得精矿的目标。对于矿物嵌布粒度小，尤其是矿物组成复杂的矿石，很难使用重选-浮选工艺进行选矿。如1955年澳大利亚发现的McArthur河铅锌矿，它是世界上已探明最大的铅锌矿床。该矿总储量为123Mt，各金属品位为Zn13%、Pb6%、Ag60g/t(2003)。从1955 年开始的 35 年间由于选矿工艺条件的制约，该矿山一直没有实现工业化生产，因为该矿石中矿物的嵌布粒度太细了。直到1995年IsaMil磨矿技术的出现才使该矿工业生产成为现实(Pease，2005)。其选矿厂生产的混合铅锌精矿的细度达到-7mm占80%，并利用多段浮选工艺实现最终的分选。该案例表明，随着选矿技术不断发展，以前不能经济开发的矿藏目前也能开发。目前，已有研究人员提出采用Albion充气浸出工艺直接处理精矿(Anon.，2002)。

对于一些难选矿，也可采用火法或湿法冶金方法进行前期处理，然后再利用其他选矿工艺如磁选进行选矿(Iwasaki和Prasad，1989)。最常见的是利用磁化焙烧工铜厂，但被更广泛 其转变成磁铁矿，然后使用磁选获得最终精矿产品

对于一些矿物组成复杂的矿物，如含有硫化物和氧化物的铜矿石，可以通过湿法冶金的方法预处理，来提高矿物浮游性。该浸出-沉淀-浮选工艺最早由美国Miami CopperCo.公司在1929~1934年间开发，并已用于实际工业生产。其特点为首先利用硫酸溶浸矿石，矿石中的氧化物溶解于硫酸，然后在溶液中加人金属铁，此时溶液中的铜沉淀为“沉积铜”。这种沉积铜和不能被酸溶解的硫化矿物一起被浮选上来。后来这种工艺以及以此为基础的改进工艺被推广到几个美国的选铜厂，但被更广泛应用于提高氧化矿浮游性的方法是用硫化钠对矿物表面进行硫化反应。这个“硫化”工艺改变了矿物的浮游性，使其有效的以一种假硫化物的形式上浮，这种矿物表面化学变化被广泛地应用在浮选。例如，当闪锌矿表面与硫酸铜发生作用后，闪锌矿与黄铜矿的浮游性就很接近了。

近年来，随着生物技术的发展，一些技术方法也逐渐应用到选矿研究和实践中。如利用细菌分选硫化矿。如在硫化金矿选矿中使用嗜酸氧化亚铁硫杆菌提高硫化矿的氧化速度，其原理为该细菌能够破坏Au-S的晶格，使金暴露并加快金的氧化速度。该技术现已应用于工业生产并具有较好的实践意义，这表明选定合适的细菌完全可实现某些难选或复杂矿石的分选(Simth等，1991)。有研究表明某些细菌具有沉淀煤中FeS的作用。也有研究表明某些细菌可用于浮选中，并具有工业应用价值。

对于嵌布粒度极细的矿石，具有磨矿能耗高且尾矿金属损失率高的缺点。近年来，很多研究侧重于通过提高矿物解离度来降低尾矿金属损失率。也有研究侧重于通过研发并改进磨矿设备来降低尾矿金属损失率。具体实现方案为利用高剪切条件下矿物具有集聚性的特点，先使矿粒选择性絮凝后再用浮选的方法实现矿物分选，即在剧烈搅拌条件下使疏水性矿粒聚集在一起达到分选目的。选择性絮凝工艺现已应用到选煤生产实践中，该工艺称为油团聚。该工艺中，首先将不混溶液(如烃)加到悬浮液中，在搅拌作用下，油分布到亲油(疏水)表面并在颗粒间形成连接桥使颗粒聚积。通过加入浮选药剂就可以调整某些矿物的亲油性。但是值得提出的是，油团聚工艺只能在实验室规模上进行超细矿物分选。