選礦知識

一、選礦

    地球的地殼是由巖石構(gòu)成的，而巖石是礦物的集合體。當巖石中的某一成分或某些成分的含量，以目前的生產(chǎn)技術(shù)在經(jīng)濟上可有利的提取利用時，該巖石便稱為礦石。礦石中除含有在當前經(jīng)濟上可利用的有用礦物外，還含有無價的礦物，稱為脈石。除富含有用礦物的富礦外，直接冶煉或處理含有大量脈石礦物的貧礦，將使礦石的運輸、處理和冶煉設(shè)備的負荷和生產(chǎn)費用大大增加，造成不必要的損失和浪費。

    把礦石加以粉碎，使有用礦物與脈石礦物彼此分離，然后，將有用礦物富集起來，拋棄絕大部分脈石的工藝過程，稱為選礦或礦物加工、礦物工程。選礦選出的、富集了有用礦物的產(chǎn)品稱為精礦，拋棄的無價的脈石既是尾礦。礦石中若含有一種以上有價礦物，則通過選礦可以把它們分選為不同的各自的有價的精礦。當某種礦物產(chǎn)品中的有害雜質(zhì)含量較高時，也常采用選礦的方法，將雜質(zhì)除去。金屬礦物精礦是金屬冶煉工業(yè)提取金屬的原料，非金屬礦物精礦則直接成為其他工業(yè)的原料。

    由于世界礦物資源隨著礦石的被大量開采而日益貧乏，越來越多地利用貧礦和復(fù)雜礦，因此需要選礦處理的礦石量越來越大。目前除少數(shù)富礦石外，金屬和非金屬礦石幾乎都需要選礦，然后才能合理地經(jīng)濟地作為工業(yè)原料被利用。同時，由于自然資源的不斷減少，礦石中伴生元素的綜合利用，以及工業(yè)廢棄物中有用成分的回收，日益受到人們的重視。所以，選礦為人類開發(fā)利用自然資源做出了重大貢獻，今后也必將愈益得以發(fā)展而成為人們評價資源、開發(fā)資源、綜合利用資源的重要手段。

二、選礦試驗

     選礦試驗是根據(jù)礦石的性質(zhì)，利用物理或化學(xué)的方法對礦石中的有用礦物進行分選、富集，并根據(jù)試驗結(jié)果判定其是否可選，確定合理的選礦方法、選別條件、選別流程以及所能達到的選別指標。

礦石選礦試驗程度的分類，主要根據(jù)試驗的目的要求和特征，技術(shù)經(jīng)濟指標在生產(chǎn)現(xiàn)實中的可靠性，試驗規(guī)模的大小而定。根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)定分為：可選性試驗、實驗室流程試驗、實驗室擴大連續(xù)試驗、半工業(yè)試驗和工業(yè)試驗。其基本要求如下：

1、可選性試驗

    可選性試驗的目的是對礦床進行評價，因為對礦床的評價不僅取決于其中的有用礦物函令的多少，而且要考慮其工業(yè)利用的可能性，也就是考慮其可選性。礦石的可選性試驗研究是評定礦床工業(yè)利用價值的重要依據(jù)。

可選性試驗是在地質(zhì)勘探階段進行的?？碧焦ぷ鞣譃槠詹?、初步勘探和詳細勘探三個階段，反映了礦床勘探和研究程度的逐步加深，因而各階段可選性評價的要求也有所不同。

    普查找礦階段只是對礦床的初步了解，無法采取有足夠代表性的礦樣，尚不具備對礦產(chǎn)進行可選性評價的條件，可利用少量物料進行一些探索性的選礦試驗，并根據(jù)礦石物質(zhì)組成研究和已開發(fā)的同類礦產(chǎn)進行對比。

    初步勘探的任務(wù)在于需要指出該礦床礦產(chǎn)能否被工業(yè)利用，以及是否值得投入更大的人力物力進行詳細勘探工作。因此要求進行礦石的可選性試驗，即經(jīng)常提到的“可選性評價”。初步勘探階段要求通過選礦試驗初步確定礦石中有用成分的選別方法和可能達到的選別指標，并據(jù)此判斷礦床的選礦在目前的條件下技術(shù)上和經(jīng)濟上是否可行，同時還需指出不同類型或品級的礦石可選性的差異，作為地質(zhì)工作劃分礦石類型和確定工業(yè)指標的依據(jù)。

    詳細勘探階段要求對礦床做出確切的工業(yè)評價，并據(jù)此編制儲量報告以及進行礦山企業(yè)的設(shè)計。此時選礦試驗必須確定礦石的加工工藝，推薦合理的工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟指標，以便能夠準確評價礦床的工業(yè)價值。選礦工作除了要對不同類型不同品級的礦石分別進行試驗外，通常還必須對混合試樣進行研究，以便確定對各類礦石采用統(tǒng)一原則流程進行選分的可能性，以確定礦山的產(chǎn)品方案。

2、實驗室流程試驗

    實驗室流程試驗是在可選性試驗的基礎(chǔ)上，進一步深入研究礦石在什么樣的流程條件下得以充分合理的回收，因此要進行流程結(jié)構(gòu)和分選條件的多方案對比試驗，以求得方法和技術(shù)適應(yīng)性，而且估算的經(jīng)濟指標應(yīng)基本接近實際情況。實驗室流程試驗要詳細進行物質(zhì)組成的研究，特別是工藝礦物學(xué)的研究，對有益的伴生組分，應(yīng)研究回收途徑和方法，使礦產(chǎn)資源得以充分回收利用。試驗樣品要考慮圍巖和夾石的混入。

    實驗室流程試驗通常是地質(zhì)礦產(chǎn)評價的主要依據(jù)，對一般礦石，是礦床開發(fā)初步可行性研究和制定工業(yè)指標的基礎(chǔ)；對易選礦石，在滿足礦山設(shè)計所需要的基本參數(shù)下，可作為礦山設(shè)計的依據(jù)。

3、實驗室擴大連續(xù)試驗

     實驗室擴大連續(xù)試驗的主要任務(wù)是對實驗室試驗推薦的流程串聯(lián)組成連續(xù)的、類似生產(chǎn)狀態(tài)的操作條件，試驗是在“動態(tài)”中實現(xiàn)給料、供水、加藥和產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量的平衡，試驗因素和指標都是在“動態(tài)平衡”中反映出來的，具有一定的模擬程度，其成果是可靠的。

    實驗室擴大連續(xù)試驗，對于一般礦石而言，在完成設(shè)計要求的各種參數(shù)測定后，連同試驗成果資料，可以作為礦山設(shè)計的基本依據(jù)。對于難選礦石，其試驗結(jié)果僅能作為礦床開發(fā)初步可行性研究和制定工業(yè)指標的基礎(chǔ)資料和依據(jù)。

4、半工業(yè)試驗

    半工業(yè)試驗主要針對選礦工藝流程復(fù)雜的礦石，在實驗室試驗中難以充分查明工藝特性及設(shè)備的某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并且有可能會由于這些環(huán)節(jié)的可靠性影響到技術(shù)經(jīng)濟指標，因此，需要提高試驗的模擬程度加以解決。

半工業(yè)試驗是在生產(chǎn)型設(shè)備上，按“生產(chǎn)操作狀態(tài)”所做的試驗，試驗獲得的數(shù)據(jù)，包括試驗條件和試驗指標的置信度較高，一般是作為礦山建設(shè)前期的準備而進行的試驗，供礦山設(shè)計使用。

5、工業(yè)試驗

   工業(yè)試驗是選礦廠建廠前期的一項準備工作，主要針對礦床規(guī)模很大，礦石性質(zhì)較為復(fù)雜，或采用新技術(shù)措施，在工業(yè)生產(chǎn)中尚缺乏足夠的經(jīng)驗，以及技術(shù)、經(jīng)濟指標或新設(shè)備的適應(yīng)性需要在工業(yè)試驗中得到可靠的驗證等才進行工業(yè)試驗。

   工業(yè)試驗是借助工業(yè)生產(chǎn)裝置的一部分或一個或幾個系列，進行局部或全流程試驗，同半工業(yè)試驗一樣，是在“生產(chǎn)”狀態(tài)下進行的試驗，所獲得的數(shù)據(jù)資料作為礦山設(shè)計建廠和生產(chǎn)操作的基礎(chǔ)和依據(jù)。

三、選礦試驗的重要性

1、選礦試驗是礦床技術(shù)經(jīng)濟評價的重要依據(jù)

    地質(zhì)勘查提交的礦產(chǎn)儲量，可否被工業(yè)利用，除了礦山建設(shè)的外部條件和礦山內(nèi)部水文、工程地質(zhì)等開采技術(shù)條件外，礦石的選礦性能是重要因素之一。在許多情況下，比其它因素具有更重要的作用，尤其是對新、貧、細、雜、難選的礦石，更具有決定性的意義。

    地勘階段提供的礦產(chǎn)工業(yè)儲量，必須做到在當前技術(shù)經(jīng)濟條件下能為工業(yè)開采利用。對于品位低以及有害雜質(zhì)含量高不符合工業(yè)要求的礦石而言，必須進行相應(yīng)程度的選礦試驗，進行必要的冶煉試驗，以保證選礦工藝流程和各項主要技術(shù)經(jīng)濟指標在工業(yè)生產(chǎn)中能夠?qū)崿F(xiàn)，并使礦石中的有用組分形成的產(chǎn)品符合相應(yīng)的質(zhì)量標準，即確保礦山建設(shè)在技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理，二者必須兼?zhèn)洹?

2、選礦試驗是制定礦床工業(yè)指標的重要基礎(chǔ)

    礦床工業(yè)指標是固體礦產(chǎn)計算儲量的依據(jù)，一般以臨界工業(yè)品位、邊界品位、可采厚度和夾石剔除厚度等為主要內(nèi)容。工業(yè)品位主要是以礦山產(chǎn)品的生產(chǎn)成本加利稅所得的出廠價格，并根據(jù)礦床地質(zhì)特征以及礦山建設(shè)規(guī)模、采選指標等經(jīng)計算比較后得到的。如果在計算中缺乏所需數(shù)據(jù)——精礦品位、回收率、產(chǎn)率，就不能進行方案計算，就不能工業(yè)指標中的臨界工業(yè)品位和邊界品位。

3、礦產(chǎn)普查勘探階段的選礦試驗是以后的試驗和建礦、建廠的先導(dǎo)和基礎(chǔ)

    礦產(chǎn)普查勘探是一個由淺入深、循序漸進逐步認識、分階段推進的過程，要求由與各階段相適應(yīng)的選礦試驗成果資料，予以論證，以作出階段性的評價。若各階段的選礦試驗指標較好，在技術(shù)上和經(jīng)濟上均可行，則可以轉(zhuǎn)入后一階段的地質(zhì)工作或開展礦山工業(yè)設(shè)計工作；若選礦試驗指標較低，不能分選出合格的產(chǎn)品，或指標尚可但經(jīng)濟上不可行，則就不能進一步開展工作，從而避免更大的經(jīng)濟損失。

4、選礦試驗是礦產(chǎn)綜合利用的重要手段

    礦產(chǎn)綜合利用既是礦產(chǎn)開發(fā)的一項重要政策，也是合理開發(fā)資源、保護人類環(huán)境的一種手段。礦石中共生伴生資源的綜合利用，可以使礦山企業(yè)增加產(chǎn)品品種，增加生產(chǎn)產(chǎn)值，減少生產(chǎn)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，降低生產(chǎn)成本。從某種意義上說，共生伴生礦產(chǎn)資源的綜合利用，相當于擴大了資源量。而所有上述這些，都是只有通過選礦試驗制定的合理的工藝流程才能實現(xiàn)的。礦產(chǎn)資源綜合利用就是將礦石中的有益組分充分分選回收利用，其實質(zhì)就是選礦。在一定條件下，對于品位低、伴生組分多的復(fù)雜礦石，伴生組分能否綜合利用是決定礦床是否具有工業(yè)價值的重要因素，這只有通過對礦石進行選礦試驗的實踐，才能達到目的。

5、選礦試驗是減少工業(yè)廢棄物、降低環(huán)境污染的方法

    以礦產(chǎn)資源為原料、燃料的工業(yè)企業(yè)排出的廢棄物（主要是廢渣、廢水）中，含有大量的有價成分，被稱為二次礦產(chǎn)資源或再生礦產(chǎn)資源而被國內(nèi)外廣泛加以利用。二次資源中有價組分的回收常用選礦、冶煉、化工和生物等方法，利用選礦的方法將有價組分分選出來，是成本低、經(jīng)濟的方法。通過選礦試驗制定合理的分選工藝流程，是回收工業(yè)廢棄物中有價組分的重要措施。

    將工業(yè)廢棄物中的有用組分充分回收，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，既減少了廢物排放，也降低了對環(huán)境的危害。

6、選礦試驗是加強礦產(chǎn)資源監(jiān)管的重要內(nèi)容

   合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，保護環(huán)境，保障國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求，是人類進行礦業(yè)活動的目的。在《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》以及各地方的礦產(chǎn)資源管理條例中，關(guān)于礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用監(jiān)督管理方面，多處提到“采用合理的選礦工藝”、“綜合利用”，在《礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案》審查大綱中詳細規(guī)定了選礦加工方案的審查內(nèi)容，強調(diào)“經(jīng)過充分的選礦試驗工作和方案比較，選定合理的選礦方法”，“應(yīng)充分進行綜合回收和綜合利用的試驗研究”。

     由此可見，選礦試驗已經(jīng)成為加強礦產(chǎn)資源監(jiān)管的重要內(nèi)容。國內(nèi)部分地區(qū)對地質(zhì)勘查不同階段的礦床評價和新建礦山審查中，已經(jīng)明確指出要有具備選礦資質(zhì)的試驗單位出具的選礦試驗報告。選礦工藝是否合理，經(jīng)濟技術(shù)指標是否可行，共生伴生資源是否得到綜合利用，是開發(fā)礦產(chǎn)資源的必要前提，其目的是為了保證有限的自然資源得以充分合理的開發(fā)利用，保證礦業(yè)經(jīng)濟不斷地發(fā)展。