選礦就是采用機(jī)械的、物理的或化學(xué)的方法將礦石中的有用成分與脈石分開，從而提高礦石的品位。

礦石從采場(chǎng)采出以后，要經(jīng)過一系列的作業(yè)程序才能得到適合冶煉要求的精礦產(chǎn)品。這些作業(yè)程序一般為原礦處理(破碎、磨礦)，選別(磁選、浮選、重選等)和精礦脫水(濃縮、過濾、干燥)等作業(yè)。其生產(chǎn)流程如圖1.2-1所示。

 

礦石處理即礦石在選礦前的準(zhǔn)備工作，其目的是使礦石中的金屬礦物和脈石兩者分離開來，使之成為單獨(dú)的有用礦物和服石的微小顆粒，即單體分離，以便選別。

礦石處理包括破碎、篩分，磨礦和分級(jí)等工序。

1)破碎和篩分

由于礦山開采出的原礦石塊度較大(有的可達(dá)1000mm以上)，而磨礦機(jī)要求的入礦粒度較小(一般為25mm左右為宜)，因此，礦石在進(jìn)入磨礦前必須經(jīng)過2-3次破碎后方能達(dá)到要求。

根據(jù)給礦粒度和最終破碎產(chǎn)品粒度要求，破碎分一段、兩段、三段破碎。三段破碎分別為粗破、中破和細(xì)破碎，參見表1.2-2。

破碎礦石用的機(jī)械叫破碎機(jī)。破碎機(jī)有許多種，較廣泛采用的有顎式破碎機(jī)、旋迥式破碎機(jī)、標(biāo)難型圓錐破碎機(jī)和短頭型圓錐破碎機(jī)。

一般粗破碎多用顎式破碎機(jī)和旋回式破碎機(jī)。中破碎用標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)；短頭型圓錐破碎機(jī)用于細(xì)破碎。

礦石的破碎常有篩分作業(yè)與之配合。篩分就是過篩，即將礦石按粒度大小分成不同的級(jí)別。篩分的目的是篩出粉末，避免過破碎，同時(shí)也將大于規(guī)定粒度上限的大塊篩出進(jìn)行再破碎，這樣可以保證產(chǎn)品的粒度要求，減輕破碎機(jī)的負(fù)荷及動(dòng)力消耗。

篩分設(shè)備，工業(yè)上常用的有固定式和可動(dòng)式兩類。固定篩有條篩、棒條篩等；可動(dòng)式中有搖動(dòng)篩、振動(dòng)篩、筒篩等。生產(chǎn)中根據(jù)篩分的要求和篩分物料的不同情況來選用。

篩分作業(yè)分為預(yù)先篩分和檢查篩分。預(yù)先篩分是在原料破碎前進(jìn)行的篩分，用以除去粉末防止過破碎和提高破碎機(jī)的生產(chǎn)能力。對(duì)于破碎水分大的礦石，預(yù)先篩分還起到防止和減輕破碎機(jī)堵塞的現(xiàn)象。檢查篩分是在破碎后進(jìn)行的篩分作業(yè)，其主要目的在于控制產(chǎn)品粒度。

破碎篩分流程包括破碎作業(yè)和篩分作業(yè)。因礦石經(jīng)過破碎機(jī)次數(shù)的不同分為兩段和三段破碎；又按有無檢查篩分作業(yè)而分為閉路和開路兩種。如圖1.2-2。

2)磨礦和分級(jí)

為了使礦石達(dá)到單體分離的粒度，光破碎還不行，還得進(jìn)行磨礦。磨礦是破碎作業(yè)的繼續(xù)，通過磨礦使金屬礦物從礦石中徹底分離出來，以適應(yīng)選礦的要求。經(jīng)過磨礦后礦石的粒度可達(dá)到1-0.074mm。磨礦粒度的粗細(xì)，主要根據(jù)選礦工藝的要求來決定。

所用的磨礦機(jī)械常見的有球磨機(jī)、棒磨機(jī)和礫磨機(jī)，它們分別以鋼球、鋼棒和礫石為磨礦介質(zhì)而命名。由于磨礦機(jī)圓筒不斷旋轉(zhuǎn)，筒內(nèi)的磨礦介質(zhì)與礦石相互撞擊和研磨，使之礦石變細(xì)。

無介質(zhì)磨礦機(jī)，也叫自磨機(jī)，其原理是借助磨礦機(jī)圓筒的轉(zhuǎn)動(dòng)利用礦石本身相互撞擊和研磨，使礦石變成粉末，而不需另加磨礦介質(zhì)。

磨礦分干式和濕式兩種，磨礦時(shí)加水的叫濕式磨礦，簡稱濕磨，不加水的磨礦叫于式磨礦，簡稱干磨。

大多鐵礦石選礦廠采用的是球磨機(jī)，都是濕式磨礦。

分級(jí)就是將細(xì)粒礦石按粒度和比重分為不同的級(jí)別，以達(dá)到保證人選粒度的目的。對(duì)于濕磨，礦石的分級(jí)是在水中進(jìn)行的。分級(jí)設(shè)備通常與磨礦機(jī)聯(lián)在一起構(gòu)成磨礦分級(jí)機(jī)組(見圖1.2-3)。分級(jí)設(shè)備通常在磨礦分級(jí)機(jī)中可以起到三種作用：一是起預(yù)先分級(jí)的作用，二是起檢查(或控制)分級(jí)的作用，三是起預(yù)先和檢查分級(jí)兩種作用。

濕磨中的分級(jí)設(shè)備有螺旋分級(jí)機(jī)、耙式分級(jí)機(jī)和水力旋流器等。

干式磨礦，礦石的分級(jí)是在空氣中進(jìn)行的。分級(jí)設(shè)備有沉降箱、粗粉分離器、旋風(fēng)分離器等。

圖1.2-4為兩次磨礦、兩次分級(jí)流程圖。

 

礦石經(jīng)過一系列準(zhǔn)備以后進(jìn)人選礦工序，通過選礦而得到精礦。冶金企業(yè)的選礦廠所采用的各種選礦方法是根據(jù)各種礦物的不同物理、化學(xué)性質(zhì)(如粒度、比重、摩擦系數(shù)、導(dǎo)磁性、潤濕性等)確定的。常用的選礦方法為：

1)磁選法

磁選法是根據(jù)礦物顆粒導(dǎo)磁性差異來進(jìn)行選別的，它是選別金屬礦石特別是磁鐵礦石和錳礦石的主要方法。按磁選機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁選分弱磁選和強(qiáng)磁選兩種。

按磁選機(jī)磁源分，有木磁性和電磁式兩種。

磁選機(jī)的工作原理如圖1.2-5所示。將準(zhǔn)備好的礦石(或礦漿)給人磁旋機(jī)后，磁性礦物被圓筒緊緊吸附，當(dāng)其隨圓筒旋轉(zhuǎn)之脫磁區(qū)后，磁性礦物因脫磁和水力沖刷而脫離圓筒，被收集起來。非磁性礦物因不被磁極吸附而從磁選機(jī)下端排除。

磁選法分干式和濕式兩種，一般來說干式磁選采用干磨，濕式磁選采用濕磨(也有干磨的)。

磁選設(shè)備主要有電磁或永磁帶式、筒式磁選機(jī)和磁力脫水槽。

2)浮游選礦(簡稱浮選)

浮選是利用不同礦物具有不同的親水性來進(jìn)行選別的一種方法。在細(xì)磨礦漿中，加入適當(dāng)?shù)母∵x藥劑，并進(jìn)行攪拌和充氣而形成大量氣泡。一些不易被水潤濕(疏水性強(qiáng))的礦物粒子便附著在氣泡上并同氣泡一起浮到礦漿表面；另一些親水性的礦物粒子不附著于氣泡，而仍留在礦漿中。將浮于礦漿表面的礦物泡沫刮出，即達(dá)到選別的目的。

浮選中使用的藥劑有助于改善礦粒表面性質(zhì)，提高浮選的速度和選擇性。常用的藥劑有捕集劑；能附著于礦物表面形成薄膜，增強(qiáng)礦粒表面的疏水性而有利于被氣泡捕收。起泡劑：使礦漿形成穩(wěn)定的泡沫，促使礦粒上浮。抑制劑：當(dāng)?shù)V漿中含有多種礦物時(shí)，為選出其中一種而加入某些抑制劑，從而使別的礦物失去浮游能力或降低其可浮性。活化劑：有些礦物不能直接吸附捕收劑，加入活化劑后可改善其表面性質(zhì)，使之利于捕收刑的吸附。調(diào)整劑：可調(diào)整礦漿酸堿度(PH值)，調(diào)整其他藥物的作用，使其對(duì)礦物的浮選有利。

浮選設(shè)備主要有機(jī)械攪拌式浮選機(jī)、柱式浮選機(jī)和聯(lián)合浮選機(jī)等。

浮選有正浮選和反浮選之分，若有用礦物隨氣泡浮起的稱正浮選，反之叫反浮選。

如果礦石中有兩種和兩種以上有用礦物，其浮選方法有兩種：一種優(yōu)先浮選，即先將有用礦物依次地一個(gè)一個(gè)地選出為單一的精礦；另一種叫混合浮選，即先將有用礦物共同選出為混合精礦，隨后再把混合精礦中的有用礦物一個(gè)一個(gè)地分選開來。浮選法應(yīng)用范圍根廣，幾乎所有礦石、礦物原料都可用浮選法處理，但主要用于有色金屬礦石的選別。

3)重力選礦法(重選法)

重選法是根據(jù)有用礦物和脈石礦物在比重上的差異，因而在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中其運(yùn)動(dòng)速度、方向、途徑也各不相同來實(shí)現(xiàn)選別的一種選礦方法。

在重選過程中，用作選分介質(zhì)的有水、空氣、重液和懸浮液等。重液是比重大于水的液體，懸浮液是由水和懸浮于其中的固體顆粒組成的介質(zhì)。

重選法根據(jù)作用原理的不同，可以分為水力和風(fēng)力分級(jí)選礦、重介質(zhì)選礦、溜槽選礦、搖床選礦等。

4)焙澆磁選

焙燒磁選是對(duì)弱磁性鐵礦石進(jìn)行磁化焙燒，使礦石中弱磁性鐵的氧化物轉(zhuǎn)變成強(qiáng)磁性的氧化物，以便用磁選的方法分離礦石中的鐵礦物和脈石礦物。礦石經(jīng)過焙燒，不僅可以增加礦石的磁性，還能使礦石受熱產(chǎn)生裂紋，使有用礦物與脈石礦物聯(lián)系減弱，從而利于礦石的破碎和磨礦。

 

礦石除于式破碎、磨礦、空氣分級(jí)、干式磁選、電選等處理可得到干精礦外，大多數(shù)礦石的準(zhǔn)備、選別是在水中進(jìn)行的．濕選得到的棺礦，含有大量水分，從而影響直接使用或繼續(xù)加工，并結(jié)車輛運(yùn)輸、裝卸帶來困難，為解決上述困難，并回收水分，減少新鮮水的消耗，必須將濕選之精礦進(jìn)行脫水處理。

脫水的方法除粗料可用自然排水外，細(xì)精礦主要用濃縮、過濾和干燥脫水。

1)濃縮

濃縮是一種比較經(jīng)濟(jì)的脫水方法。濃縮作業(yè)所用設(shè)備是濃縮機(jī)(又稱濃密機(jī)或濃縮池)見圖。其濃縮過程是礦漿不斷進(jìn)入具有大容積的濃縮機(jī)中靜置而澄清，上部一層澄清的水順著環(huán)形溢流堰不斷溢出，叫溢流。而固體顆粒在機(jī)中受重力作用而沉降池底，由耙子將其集中于池底中心的顆粒由料口排出，此即濃縮產(chǎn)品。有的磁選精礦用磁力脫水槽進(jìn)行脫水。

濃縮機(jī)除濃縮精礦外，還用于濃縮尾礦。

2)過濾

過濾是使礦漿中的礦粒和水分分離。過濾是在過濾機(jī)上進(jìn)行的，其又分內(nèi)濾式和外濾式兩類，選礦廠多用內(nèi)濾式圓筒形真空過濾機(jī)。濃縮后的礦漿依靠濾布的滲水和圓筒與濾布間的真空，將礦漿中的水分濾出，貼于濾布上的濾餅由映氣和自重下落，然后用膠帶機(jī)運(yùn)出。

過濾的費(fèi)用比濃縮高，但能得到含水較少的精礦。

3)干燥

過濾后的礦粉仍含8％-20％的水分，為滿足工藝要求，以及解決寒冷季節(jié)精礦運(yùn)輸凍結(jié)問題，精礦粉有時(shí)還需經(jīng)干燥處理。選礦廠普遍應(yīng)用的是圓筒干燥機(jī)，礦粉在圓筒內(nèi)與熱風(fēng)接觸以使水分蒸發(fā)。

一般鐵桔礦不需要干燥處理，而某些有色金屬則需進(jìn)行干燥脫水，有的將干燥處理設(shè)在冶煉廠內(nèi)。