礦石的常見選礦提純方法、原理及主要工藝設備
礦石的選礦提純過程是為了從原礦中分離出有價值的礦物成分,并去除不需要的雜質。根據不同的礦石類型及其物理化學性質,選礦提純方法可以分為多種,每種方法都有其特定的工作原理和應用設備。以下是幾種常見的選礦提純方法、它們的基本原理以及所使用的主要工藝設備:
原理:光電分選是基于礦物的外觀特征(如顏色、光澤、形狀)或特定物理屬性(如密度等)來進行初步富集或直接獲取最終產品的過程。這種方法特別適用于那些具有明顯視覺差異或者物理特性的礦物。
適用礦種:石英、鵝卵石、大理石、褐鐵礦、硅灰石、磷礦、鋁土礦、石灰石、滑石、水鎂石、菱鎂石等具有明顯外觀特征或物理特性的礦石。
應用設備:色選機、人工智能分選機、X射線分選機等。
2. 洗礦
原理:洗礦用于處理含有大量黏土或其他細粒度雜質的礦石。通過水力沖洗或機械攪拌的方式,使礦石表面清潔并促進礦物顆粒之間的解離,從而為后續選別作業創造有利條件。
適用礦種:含有大量黏土或其他細粒度雜質的礦石,如鐵礦、錳礦、鋁土礦、磷礦石等
應用設備:螺旋洗礦機、振動篩、雙螺旋洗礦機等。
3. 重選
原理:重選依據礦粒密度的不同,在適當的介質流中實現分層轉移,以達到分離的目的。它包括跳汰選礦、搖床選礦等多種形式。對于某些非金屬礦物而言,離心力也被用來增強分離效果,如高嶺土與脈石顆粒的分離。
適用礦種:密度差異較大的礦石,例如鎢錫礦及煤炭;某些有色金屬(如鉛鋅)、黑色金屬(如鐵)、貴金屬(如金)以及非金屬礦(如石英砂、高嶺土)。
應用設備:動篩跳汰機、搖床、小錐角旋流器組或離心機等。
4. 浮選
原理:浮選利用礦物表面潤濕性的差異,添加適當的藥劑后,在氣-液-固三相界面系統中進行礦物分離。此法廣泛應用于各種細粒物料的分選,尤其是當礦物本身硬度較低且易泥化時更為有效。
適用礦種:有色金屬礦石(如銅、鉛、鋅、硫、鉬等),黑色金屬(如鐵礦中的磁鐵礦與赤鐵礦),稀有金屬(如鋰輝石),非金屬礦(如石墨、螢石、重晶石、滑石等)。浮選也是處理復雜共生礦的有效手段之一。
應用設備:浮選機,常用的捕收劑有煤焦油,起泡劑有松醇油或丁醚油等。
5. 磁選
原理:磁選是在磁場作用下,根據不同礦物間磁性的差別來實現分離的技術。它是去除鐵質和其他磁性雜質的有效手段之一,常用于滑石、石英砂等非金屬礦物的提純。
適用礦種:含磁性礦物的礦石,如鐵礦(赤鐵礦、磁鐵礦)、鈦鐵礦、鉻鐵礦、菱鐵礦等;也可以用于去除非金屬礦(如石英砂、長石、高嶺土、滑石等)中的鐵質雜質。
應用設備:除鐵器、磁滑輪、干式筒式磁選機、永磁筒式磁選機、感應輥式磁選機、盤式磁選機、高梯度磁選機等4。
6. 電選
原理:電選依賴于礦物電性的不同,在高壓電場環境中完成礦物的選擇性吸附及分離。盡管該技術的應用范圍相對較小,但在特定場合下仍顯示出其獨特的優勢,例如金剛石、鋯英石等稀有礦物的選別。
適用礦種:導電性能不同的礦石,如金剛石、鋯英石、鈦鐵礦等稀有礦物。
應用設備:輥式電暈-靜電復合電場電選機2。
7. 化學選礦
原理:化學選礦是指利用礦物間的化學反應特性,采用酸堿浸出、氯化焙燒等化工方法來進行礦物分離。例如,對于高純度要求的石墨,可以通過酸浸去除其中的硅酸鹽雜質;而對于難溶性的螢石,則可通過氫氟酸處理提高其純度。
適用礦種:需要通過化學反應來分離或提純的礦石,比如使用酸堿法處理石墨以去除硅酸鹽雜質;用氫氟酸處理難溶性螢石提高其純度;或是利用浸出技術從低品位金礦中提取黃金。
應用設備:反應釜、浸出槽等。
8. 選擇性絮凝
原理:選擇性絮凝是通過加入特定的高分子絮凝劑,使得目標礦物形成松散的聚集體,而其他礦物保持分散狀態,進而結合重選或浮選實現礦物組分的分離。這種方法尤其適合微細粒礦物的分選。
適用礦種:微細粒礦物的分選,特別是當這些礦物之間存在顯著的表面性質差異時,如在處理細粒錫礦石時采用的選擇性絮凝浮選技術。
應用設備:絮凝劑添加系統、攪拌桶等。
9. 煅燒或焙燒
原理:煅燒或焙燒是利用礦物在高溫下的物理化學變化特性,以改變礦物結構或除去揮發性成分。例如,高嶺土經過煅燒可脫除結構水生成偏高嶺石;而石墨則可以通過高溫焙燒去除低熔點雜質,得到更高品位的產品。
適用礦種:高溫下會發生物理化學變化從而便于后續加工的礦石,如高嶺土經過煅燒可脫除結構水生成偏高嶺石;石墨可通過高溫焙燒去除低熔點雜質獲得更高品位的產品;此外還包括鋁土礦、菱鎂礦等。
應用設備:回轉窯、豎爐、隧道窯等。
綜上所述,針對具體的礦石類型和需求,選擇合適的選礦提純方法至關重要。同時,隨著科技進步,新的技術和設備不斷涌現,提高了選礦效率的同時也降低了成本,促進了資源的有效利用。這些方法和技術不僅限于金屬礦石,同樣適用于非金屬礦石的加工處理。