选矿概论

选矿概论主要内容：介绍了矿石、矿物、选矿、矿物加工等概念，选矿过程、选矿方法及一些重要的选矿工艺指标品位、产率、回收率等。学习要求：1.掌握概念：脉石、品位、产率、回收率；2.熟悉其它概念及了解选矿的目的及任务、常用选矿方法、选矿过程等。一、矿物、矿石、岩石矿物：地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。(是组成岩石和矿石的基本单元)矿石：在现有技术条件下可以开采、加工、利用的矿物集合体叫做矿石；(工业品位)矿产资源金属矿产非金属矿产燃料矿产煤石油天然气岩石矿石有用矿物脉石矿物脉石矿物：矿石中目前工业上尚不能利用的一些矿物。有用矿物：能够为人类利用的矿物叫做有用矿物（目的矿物）。赤铁矿磁铁矿镜铁矿鲕状赤铁矿黄铁矿黄铜矿方铅矿闪锌矿黄铁矿长石云母云母石英矿石的种类：金属矿石和非金属矿石黑色金属矿：铁、锰、铬、钒、钛；有色金属矿：铜、锡、铅、锌、镍、钴、钨、钼、汞等；贵金属矿：铂、铑、金、银等；轻金属矿：铝、镁等；稀有金属矿：锂、铍、稀土等。硫化矿石、氧化矿石和混合矿石单金属矿石、多金属复合矿石原生矿石二、选矿的概念选矿（矿物加工）就是利用矿物的物理、物理化学或化学性质的差异，借助各种（选矿）方法（设备）将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。选矿学是研究矿物分选的学问，是一门分离、富集、综合利用矿产资源的技术科学。铁矿石中脉石矿物：石英、方解石等铁矿石中有害杂质包括S、P、Pb、Zn、As、Cu、K、Na、F等。矿石中这些有害杂质含量越高，其冶炼价值就越降低。硫（S）在钢材中引起热脆性。在高炉冶炼过程中可以去掉90%以上的硫，但为了去硫，必须增加石灰石用量，从而增加渣量，进而增加焦比并使产量降低，从而增加产品成本，因此矿石中的含硫量是越低越好，一般不得超过0.1-0.3%。磷（P）在钢材中引起冷脆性。而磷在烧结和冶炼过程中完全不能去掉，原料中的磷一般全部转入生铁中，因此矿石中的P含量是越低越好，并可根据规定的生铁含磷量进行配矿使用。铅（Pb）熔点低，密度大，还原后易沉积于高炉地步，渗入砖逢损坏炉衬。锌(Zn)沸点低，还原后形成蒸汽随煤气上升到高炉上部冷凝，与炉料中粉末相互作用易形成炉瘤，或被氧化成氧化锌渗入砖缝损坏炉衬。砷（As）几乎全部还原进入生铁，造成钢材冷脆。铜（Cu）易还原且全部进入生铁，少量可以增加钢材的抗腐蚀性能，过量会使钢材热脆，并且降低钢材的焊接性能。钾和钠（K、Na），其化合物一般在高炉下部高温区还原后形成钾钠蒸汽，随煤气上升在炉身中、下部循环富集，破坏炉料的强度，加剧炉料的粉化，严重影响炉料柱的透气性，并易造成高炉结瘤。氟（F）含量少可以改善炉渣流动性，过量则会降低矿石熔点，严重腐蚀炉衬和造成风口渣口破损。对有价值岩石的开发利用，大致要经过三个环节或过程：采矿（OreExtraction）选矿MineralExtraction冶金MetalExtraction精矿指标分离有用矿物和脉石，把共生的有用矿物尽可能的相互分离成单独的精矿，除去有害杂质，充分合理地利用矿产资源。三、选矿的任务四、主要的选矿方法ü重选：根据矿物间密度不同进行分选的方法。如：选钨、锡矿石等。ü磁选：根据矿物间磁性不同进行分选的方法。ü浮选：根据矿物间表面性质（润湿性）不同，添加适当药剂进行分选的方法。亲水性矿物：石英，云母，方解石……疏水性矿物：石蜡，硫磺，滑石，石墨……ü化学选矿（化选）：利用矿物化学性质的不同进行分选。如金的全泥氰化。ü电选法：矿物间导电性的差异；手选浮选的基本过程五、选矿过程①矿石分选前的准备作业：原矿的破碎、筛分、磨矿、分级等工序；目的：使有用矿物与脉石矿物单体分离，使各种有用矿物相互间单体解离,为选矿分离创造适宜的条件；②分选作业：借助于各种选矿方法将有用矿物同脉石分离，并使有用矿物相互分离，富集获得最终选矿产品；③分选后产品的处理作业：各种精矿、中矿、尾矿产品的脱水（浓缩、过滤、干燥）和洗水澄清循环复用等。三、选矿过程和选矿方法选矿工艺流程示意图流程：表示矿石连续加工的工艺过程；用线和图表示流程时，叫工艺流程图。颚式破碎机球磨机磁选机分级机浓缩机浮选机烘干机原矿粗碎筛分中碎细碎一次干选废石二次干选阶段碎矿、阶段磨选典型工艺流程图废石一段磨矿螺旋分级机一磁一段细筛三磁二磁二段磨矿精磁浓缩磁选磁选柱三段磨矿浓缩磁选过滤二段细筛浓缩打捞磁选尾矿循环水水精矿废石三次干选六、选矿产品原矿：从采矿场运到选矿厂的原矿石；精矿：分选后所得到的有用矿物含量较高，适合于冶炼加工的最终产品。中矿：分选过程中得到的尚需进一步处理的中间产品。尾矿：分选后，其中有用矿物含量很低，不需要进一步处理（或技术经济上不适于进一步处理）的产品。七、选矿的工艺指标①品位——是指产品或原矿中金属或有用成分的质量(重量)与该产品质量（重量）之比，常用百分数表示，贵重金属如金、银通常用g/t表示。通常用a表示原矿品位；β表示精矿品位；θ表示尾矿品位。②产率——产品质量与原矿质量之比，叫该产品的产率，通常以γ表示。③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，称为回收率，常用ε表示。回收率可用下式计算：%100100六、选矿在国民经济建设中的地位和作用④选矿比——原矿质量与精矿质量之比值，常以K表示。⑤富集比——精矿品位（β）和原矿品位（α）之比。常用E表示，E=β/a产品名称作业产率品位TFe作业回收率精矿31.0556.41尾矿68.9517.36计算原矿100.0029.49某矿石选别试验结果，%习题：第一章破碎与磨矿主要内容：介绍了破碎、筛分、磨矿、分级的相关概念，常用的筛分设备、碎碎设备、磨矿分级设备及破碎磨矿流程。学习要求：1.掌握概念：破碎比、筛分效率等概念；2.熟悉常用的各类设备及常用的破碎磨矿流程。第一节概述一、破碎、磨矿的目的使矿石中有用矿物和脉石矿物充分单体解离；满足所采用选矿方法所要求的细度；二、碎矿-磨矿工艺流程特点破碎与磨矿是分阶段进行的；各段都有其相应的设备；破碎机和筛子通常配合使用；磨矿机和分级设备通常配合使用。作业名称粒度范围粉碎破碎粗碎将1500~1000mm处理到mm400~200mm中碎将400~200mm处理到100mm~25mm之间细碎将100mm~25mm处理到25mm~5mm之间磨矿粗磨将物料25mm~5mm磨细到1mm~0.3mm细磨将物料1mm~0.3mm磨细到0.1mm~0.074mm微磨将物料磨细到0.05~0.001mm以下超微磨将物料磨细到5μm以下三、破碎比破碎（磨矿）机的给矿最大矿块尺寸D与该段破碎（磨矿）机的产品中最大矿块尺寸d之比。i=（0.85*破碎机给矿口宽度）/破碎机的排矿口宽度总破碎比（i）等于各段破碎比的乘积：i=i1·i2·……·in四、碎矿和磨矿车间工作情况破碎车间：与采石场一致，昼夜两班制或三班制；磨矿车间：连续运转；五、碎矿与磨矿在选矿厂中的重要性生产费用（能耗）：全选厂的40%以上投资：全厂总投资的60%左右最大最大dDi原矿中碎细碎筛分破碎产品预选甩尾124356789粗碎（1）破碎产物最终粒度的确定原矿最大粒度500mm，硬度中等，含泥含水较少，不需洗矿作业。由于破碎产物给入球磨机，确定破碎产物最大粒度为10mm。（2）计算总破碎比及分配各段破碎比总破碎比：根据总破碎比值采用三段一闭路加磁化轮预选流程。并初步拟定第一段粗碎采用颚式破碎机，第二段中碎采用标准圆锥破碎机，第三段细碎采用短头圆锥破碎机。分配破碎比：平均破碎比：取S1=S2=3.5，略小于Sa00.5010500maxmaxdDS总00.5008.450.350.3321SSSS总08.45.35.3503S68.3503AS一、粒度及其表示方法1.粒度：矿块或矿粒大小的量度，一般用mm或μm表示。计算松散矿料平均粒度直径的三种方法所得结果大小顺序：加权算术平均法＞加权几何平均法＞调和平均法粒度的表示方法单个矿块：d=(a+b+c)/3用于测定大矿块。加权算术平均法加权几何平均法调和平均法松散矿料第二节筛分2.粒级：将松散矿料借用某种方法分成若干级别，一般用-b1+b2表示矿料的粒度介于b2和b1之间。3.粒度组成：用称量的方法计算出矿料各粒级的重量的百分率，从而确定该矿料是由含量各为多少的粒级组成。4.粒度分析：确定粒度组成的试验。通常有以下三种方法：粒度分析筛分分析：-100mm+0.043mm，筛子测定水力沉降：-75μm+1.0μm，沉降天平显微分析：-0.5μm+20μm，显微镜，电镜各种粒度分析设备散碎物料粒度组成粒级／mm质量／kg产率各粒级／%筛上累积／%筛下累积／%12~168~124~82~40~2合计22.530.045.022.530.0150.015203015201001535658010010085653520泰勒筛网目(孔／英寸)筛孔尺寸／mm800.1751000.1471150.1241500.1041700.0832000.0742300.0622700.0533250.0434000.038选矿厂中常用200目筛子作为标准来表示磨矿细度。二、实验室筛分机械-----标准筛网目：2.54厘米（1英寸）长度中的筛孔数目，并简称为目三、筛分的任务与分类碎散物料通过一层或数层筛面被分成不同粒级的过程称为筛分。独立筛分准备筛分辅助筛分：预先筛分与检查筛分脱水筛分脱泥筛分与脱介筛分四、筛分效率所谓筛分效率，是指实际得到的筛下产物重量与入料中所含粒度小于筛孔尺寸的物料的重量之比。()E100%()100()E100%(100)五、筛分机械1.固定筛固定格筛：筛孔尺寸=粗碎机给矿口尺寸*0.8~0.85。固定条筛（棒条筛）：棒条间距：破碎产品要求粒度的1.1-1.2倍，一般要求大于50mm筛面长度：宽度*2筛面的宽：大于给矿中最大块的2.5倍倾斜安装：40~50°条筛示意图格筛示意图2.振动筛主要部件隔振装置：分为螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。传动装置：分为三角带传动、联轴器直接驱动和高性能齿轮传动；筛箱：由筛框、筛面和紧固装置组成；振动器：纯振动式、轴承偏心式和皮带轮偏心式自定中心振动器；自定中心振动筛※构造：矩形筛箱、振动器、传动装置、支承或吊挂装置※分选原理自定中心振动筛的转动轴是偏心的，固定于筛箱上的轴是随筛箱一起运动的。当电机皮带轮带偏心轴转动时，轴做偏心运动。轴又带动筛子作上下运动（振动）。自定中心振动筛筛面3.其他筛分机圆筒筛筛面为圆筒或圆锥形状安装倾角：2-10°第二节破碎机械主要类型破碎和磨机的原理示意图矿石的破碎方法目前选矿工业主要是利用机械力破碎矿石。常用的破碎方法有压碎；劈碎；折断；磨碎；击碎一、颚式破碎机（俗称老虎口）1.特点：结构简单、工作可靠、使用和维护方便2.工作原理破碎作用是靠动颚板周期性的靠近和离开定颚板。将两颚板间的矿石块压碎(以压碎为主，兼有研磨作用)并靠矿料本身自重排出，属间断破碎。3.分类简单摆动式颚式破碎机：悬挂轴与偏心轴分开，动颚的运动受到两个肘板机构支持（简摆式）复杂摆动式颚式破碎机：悬挂轴与偏心轴合一，动颚的运动受到一个肘板机构支持（复摆式）4.规格：以给料口宽度B和长度L来表示，即B×L(mm)。简摆式颚式破碎机工作原理及过程：悬挂轴与偏心轴分开，动颚的运动受到两个肘板机构支持复杂摆动式颚式破碎机悬挂轴与偏心轴合一，动颚的运动受到一个肘板机构支持悬挂轴偏心轴定颚动颚连杆前肘板后肘板定颚动颚偏心轴肘板简摆式复摆式两种颚式破碎机性能的比较运动性能比较工作性能比较生产能力比较：复摆式是简摆式的1.2-1.3倍；规格不同：简摆式：大、中型；复摆式：中小型。二、圆锥破碎机旋回破碎机（粗碎圆锥破碎机）：用作大、中型选厂的粗碎设备，三段破碎的粗碎；标准圆锥破碎机：用作中碎设备（三段破碎中