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选矿、尾矿基础知识一、选矿篇一、选矿概述选矿----利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并使有用矿物相对富集的过程。在工业上可将矿产资源分为金属、非金属和可燃有机矿产资源。除少数富矿外，一般品位都较低，绝大多数需要加工后才能利用，选矿就是主要的加工过程。121、选矿中的概念矿物矿石在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的自然元素和自然化合物。在一定地质条件下，它们具有相对稳定的化学成分和物理性质。矿物在地壳中分布不均，但在地质作用下，可以形成相对富集的矿物集合体。在现代技术经济条件下，可以开采、加工、利用的矿物集合体叫做矿石；否则，称为岩石。1、选矿中的概念矿物矿石中能为国民经济利用的矿物，即选矿所要选出的目的矿物，称为有用矿物；当前国民经济尚不能利用的矿物，叫做脉石矿物。矿石的性质：矿石的化学成分、矿物组成、结构构造、矿石中金属元素的赋存状态、矿石的物理化学性质等。1、选矿中的概念产品原矿--选矿厂内，未经选别作业处理的矿石。精矿--原矿经过选别之后，品位提高，适合于工业应用的产品。尾矿--原矿经过选别之后，品位降低，目前的经济技术水平不适合再做处理的产品。中矿--原矿经过选别之后，品位有所提高，但还没有达到工业要求，还需要进一步选别或处理的产品。2、主要的选矿方法选矿物理选矿浮游选矿化学选矿其它选矿重选磁选电选等据粒度、密度、形状、硬度、磁性及电性等差异据表面的物理化学性质差异据化学性质差异据其它差异（如生物）3、选矿的基本作业流程准备作业－矿石的破碎筛分、磨矿分级（少数需要洗矿、脱泥）选别作业－如重选、浮选与磁选等产品处理作业－精矿脱水、尾矿储存等不论选矿厂的规模大小，工艺和设备如何复杂，一般包括以上三个最基本的过程4、选矿的工艺指标破碎比/磨矿比：破碎/磨矿给料中最大矿块的粒度（D）与产品最大粒度（d）的比值.筛分效率：指实际得到的筛下产物重量与入筛原料中小于筛孔的物料重量的比值品位―指原料或产品中有用成分的质量与该产品质量之比，常用百分数表示。4、选矿中的工艺指标产率―产品质量与原矿质量之比。选矿比－原矿质量与精矿质量的比值。富矿比（或富集比）－精矿品位与原矿品位的比值，它表示精矿中有用成分的含量比原矿中有用成分含量增加的倍数。回收率―精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比，回收率是评定分选过程效率的一个重要指标。回收率越高，表示选矿过程回收的有用成分越多。1、主要内容二、选前准备作业原矿的破碎破碎产品的筛分筛分物料的磨碎磨矿产品的分级（洗矿、脱泥）2、原矿的破碎与分级破碎与磨矿都是选别前矿石的粉碎作业，只是产品粒度不同而已。物料经过破碎的次数为破碎阶段的段数。根据给矿及产品粒度的关系可分为：粗碎、中碎、细碎与粉碎。作业名称粗碎中碎细碎粉碎产品粒度／mm506～251～61常用的破碎设备破碎机矿石性质应用破碎比优缺点颚式坚硬、中硬粗碎4～8结构简单；价格低廉；便于维修旋回（短头圆锥式）坚硬粗、中碎3～5基建投资大；构造复杂；电耗少圆锥式各种硬度中、细碎4～5功率消耗低；不能处理粘土矿辊式中硬、脆性细碎3～4适于含粘土多的矿石冲击式脆性软物料细碎10～15投资少、管理费用低、能耗低工业筛分是把各种粒度的混合物通过筛分机械，按筛孔大小分成不同粒度级别产品的过程。其目的是提高碎矿机的碎矿效率和控制产品的粒度。根据破碎机械与筛分机械配置关系分为预先筛分、检查筛分和预先检查筛分。①预先筛分－用于碎矿前筛出合格粒度产品；②检查筛分－用于控制破碎产品粒度筛分段－给矿粒度和产品粒度发生了变化的粉碎过程。闭路－经检查筛分（分级）后，不合格的产品又返回本段粉碎机中的再粉碎的流程。开路－矿石一通到底的粉碎流程。破碎方法主要依据矿石的物理机械性质、矿石块的尺寸和所要求的破碎比来选择。矿石破碎的工艺流程常用的破碎工艺流程我国目前主要有两种常用破碎系统，一种是带有准备筛分的开路系统；另一种是带有检查筛分的闭路系统。闭路破碎系统的优点是能保证产品粒度小于规定尺寸；缺点是设备较多，流程复杂。3.磨矿的目的与意义磨矿作业是破碎过程的继续，目的是使矿石中紧密结合和共生在一起的各种有用矿物颗粒全部或大部分达到单体分离，以便进行选别，并使其粒度符合选别作业的要求。分级－将粒度、形状和相对密度不同的矿粒在介质（水或空气）中，按沉降速度的差异，分成若干级别的作业。在磨矿作业中，通常采用湿式分级作业。磨矿分级流程选矿厂基本上都采用闭路磨矿分级流程。磨矿分级流程也有一段和两段之分。一段磨矿分级流程图磨矿分级流程二段磨矿分级流程图采用一段还是二段，取决于给矿粒度和所要求的磨矿产品粒度。要求最终产品粒度0.15mm时，采用一段流程，0.15mm时采用二段流程。选矿过程是如何实现的?选矿实践中,往往采取人为的方法来扩大矿物的物理、物理化学性质差异，以提高分选效率。1.用磁化焙烧的方法改变矿物磁性；2.用酸和盐类处理矿物表面，选择性地改变矿物的导电性；3.用浮选药剂改变矿物的自然润湿性等。三、选矿方法选矿的方法重力选矿又称重选。它是根据矿粒间由于密度的差异，在运动介质中所受重力、流体动力和其它机械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过程的一种选矿方法。①粒度和形状会影响按密度分选的精确性。②密度是矿物最重要的性质。单位体积所具有的质量，称为矿物的密度。根据介质运动形式和作业目的的不同，重选可分为：溜槽选矿水力分级重介质选矿跳汰选矿摇床选矿洗矿根据密度差进行分选根据粒度不同进行分选分选介质－水、重介质和空气，常用的是水。重力选矿的原理磁选的实质—是利用磁力和机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的。磁选的原理电选的原理电选的原理—在高压电场中利用矿物的电性差异使矿物分离。浮游选矿的原理1、什么是浮选？•浮选是利用矿物表面物理化学性质的差异，使矿物颗粒选择性地向气泡附着的选矿方法。浮游选矿的原理ⅰ.浮选前矿石要磨碎到符合浮选所要求的粒度，有用矿物基本上达到单体解离，ⅱ.调整矿浆浓度，并添加浮选药剂。ⅲ.浮选时往矿浆中导入空气，使形成大量的气泡，疏水性矿物的颗粒附着在气泡上，随同气泡上浮到矿浆表面形成矿化泡沫层；亲水性矿物颗粒不能附着在气泡上，留在矿浆中。iv.将矿化泡沫刮出，即达到分选目的。浮选的药剂在矿物浮选中，为了改变矿物表面的物理化学性质，提高或降低矿物的可浮性，以扩大矿浆中各种矿物可浮性的差异，进行有效地分选，所使用的各种无机和有机化合物，称为浮选药剂。浮选药剂按用途来分，通常分为三类：捕收剂－使目的矿物表面疏水、增加可浮性，使其易于向气泡附着；起泡剂－促使气泡形成，增加分选界面；调整剂（活化剂、抑制剂、介质pH调整剂等）－调整捕收剂的作用及介质条件。浮选原则流程浮选原则流程，只指出了处理各种矿石的原则方案，其中包括段数、循环（又称回路）和矿物的浮选顺序。段数：是指磨矿与浮选相结合的数目。一般磨一次浮选一次叫一段。循环（回路）：通常以所选矿物中的金属（或矿物）来命名。矿浆流经各个作业的总称是浮选流程矿物的浮选顺序：优先浮选、混合浮选、部分混合浮选和等可浮等几种。化学选矿：是基于矿物和矿物组分的化学性质（如热稳定性、氧化还原性、溶解性、离子半径差异络合性、水化性和荷电性等）的差异，利用化学方法改变矿物组成而使其有用组分富集的矿物加工过程。化学选矿法包括各种焙烧、浸出、固液分离、化学沉淀、离子交换、溶剂萃取、离子浮选、活性炭吸附、金属置换、电沉积等。特点：成本较高，可能对环境造成污染化学选矿物料采用的脱水作业，主要取决于物料的性质（如粒度、磁性、相对密度以及矿浆粘性等）和对脱水产品水分的要求。自然排水－利用水自身的重力将水排出来的过程，适用于粗粒物料的脱水。脱水方法人为排水－利用一定的机械进行排水，适用于绝大多数的选矿产品，分为浓缩、过滤和干燥三个过程。三、精矿产品脱水选矿、尾矿基础知识二、尾矿库篇尾矿库基本知识尾矿—金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿产生砂一样的“废渣”，称作尾矿。尾矿处理—将选矿厂排出的尾矿送往指定地点堆存或利用的过程称作尾矿处理。尾矿设施—为尾矿处理所建造的设施系统称作尾矿设施。尾矿库的类型尾矿库山谷型是指在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库河谷型（截河型）是指截断河谷在上下游两面筑坝截成的尾矿库傍山型是指在山坡脚下依傍山坡三面筑坝围成的尾矿库平地型是指在平地上四面筑坝围成的尾矿库由此可见，尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源，存在溃坝风险，一旦失事，容易造成重特大事故。尾矿库根据坝高和库容的大小分为五个等别。尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别按表1确定。当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，其设计等别可提高一等。尾矿库的等别等别全库容V（万m3）坝高H（m）一二等库具备提高等别条件者二三四五V≥100001000≤V＜10000100≤V＜1000V＜100H≥10060≤H＜10030≤H＜60H＜30尾矿库等别排水井堆积坝砂泵站截渗坝回水池选厂回水及污水处理站初期坝排水管尾矿库尾矿设施示意图1、尾矿设施是维持矿山生产的重要设施2、尾矿设施是重要的污染源3、尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。尾矿库设施的重要性全库容尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积。有效库容某坝顶标高时，初期坝内坡面、堆积坝外坡面以里（对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里），沉积滩面以下，库底以上的空间，即容纳尾矿的库容。调洪库容某坝顶标高时，沉积滩面、正常水位以上的库底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空间。总库容设计最终堆积标高时的全库容。尾矿库的库容堆积高程（以下为全库容）初期坝最高洪水位正常水位调洪库容有效库容尾矿库库容示意图坝高—对初期坝和中线式、下游式筑坝为坝顶与坝轴线处坝底的高差;对上游式筑坝则为堆积坝坝顶与初期坝坝轴线处坝底的高差。总坝高—与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。堆坝高度（堆积高度）—尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。尾矿库的坝高总坝高堆坝高度初期坝初期坝高最终堆积标高尾矿堆积坝沉积滩—水力冲积尾矿形成的沉积体表层，常指露出水面部分。滩顶—沉积滩面与堆积坝外坡的交线，为沉积滩的最高点。滩长—由滩顶至库内水边线的水平距离。最小干滩长度—设计洪水位时的干滩长度。最小安全超高—规定的安全超高最小允许值。尾矿库的超高、滩长滩顶、滩长、超高示意图堆积坝初期坝最小干滩长度最小安全超高子坝滩顶最高洪水位正常水位干滩尾矿库的安全设施及安全度分类尾矿库的主要安全设施通常分为：尾矿坝、尾矿挡水坝、排洪(水)构筑物、排渗设施、观测设施、监测设施等。尾矿库安全度(根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定)危库病库险库正常库排水井堆积坝截渗坝初期坝排水管子坝尾矿库示意图排洪设施是尾矿库必须设置的安全设施，其功能在于将汇水面积内洪水安全地排至库外，保证尾矿库在洪水运行期的安全运行。它的安全性和可靠性直接关系到尾矿库防洪安全。尾矿库的排洪设施、方式•排洪方式1.井(塔)—管(洞)式2.斜槽—管(洞)式3.截洪沟4.溢洪道5.截洪坝—管(洞)式排水井堆积坝初期坝排水管井(塔)--管(洞)式排洪示意图排水斜槽堆积坝初期坝排水管斜槽--管(洞)式排洪示意图截洪沟式排洪示意图98767896截洪沟截洪沟截洪沟堆积坝初期坝98767896截洪坝--管(洞)式排洪示意图初期坝堆积坝排洪隧洞截洪坝尾矿库基本知识•库水位监测•坝体位移观测•浸润线监测•构筑物变形监测•渗流水监测•孔隙水监测•坝体固结监测尾矿库监测设施干式排尾是指尾砂经压滤脱水，形成固态尾砂再进行堆存的技术。其主要优点是增加了安全性，由筑坝式排放改为堆土场排放，库内无存水，避免了溃坝、漫坝、垮坝的事故发生。干式排尾技术的含义尾矿库的主要危险因素尾矿库潜在的主要危险有害因素主要为溃坝、洪水漫顶、结构破坏、坝体滑坡、渗流破坏、管涌、淹溺、触电（雷击）、物体打击、机械伤害、高处坠落、车