礦物加工學(xué)-重選生產(chǎn)工藝

第六章重選生產(chǎn)工藝教學(xué)參考書(shū):1.謝廣元等.選礦學(xué).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.82.陳?ài)E.跳汰選煤的理論與實(shí)踐.煤炭工業(yè)出版社,1988.113.張家駿等.物理選礦.煤炭工業(yè)出版,1992.104.張鴻起等.重力選礦.煤炭工業(yè)出版,1987.10重選生產(chǎn)過(guò)程

?礦石的重選流程是由一系列連續(xù)的作業(yè)組成。作業(yè)的性質(zhì)可分成準(zhǔn)備作業(yè)、選別作業(yè)和產(chǎn)品處理作業(yè)三個(gè)部分。

（1）重選的準(zhǔn)備作業(yè)

①為使有用礦物單體解離而進(jìn)行的破碎與磨礦；

?②對(duì)膠性的或含黏土多的礦石進(jìn)行洗礦和脫泥；

?③采用篩分或水力分級(jí)方法對(duì)入選礦石按粒度分級(jí)。

?（2）重選的選別作業(yè)

選別流程有繁有簡(jiǎn)，簡(jiǎn)單的由單元作業(yè)組成，如重介質(zhì)分選。

?處理砂礦的流程也比較簡(jiǎn)單，常不帶有破碎和磨礦作業(yè)，而只由幾項(xiàng)重選作業(yè)組成。

?處理不均勻嵌布的脈石則常需要采用階段選別流程，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。這是由于①處理不同粒度的礦石應(yīng)采用不同的工藝設(shè)備；②應(yīng)用同一類型選別設(shè)備若礦石粒度范圍較寬還應(yīng)分級(jí)入選；③多數(shù)重選設(shè)備的富集比或降尾能力不高，需經(jīng)多次精選或掃選才能獲得合格產(chǎn)品。

?流程的選別段數(shù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)與礦石的產(chǎn)出條件、礦物嵌布粒度、有用成分價(jià)值、含量等因素有關(guān)。

?處理貧的砂礦流程在粗選階段應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以拋棄盡可能多的尾礦為目的。

?處理廉價(jià)的，礦量大的鐵、錳礦石的流程也不宜太復(fù)雜。

?對(duì)于那些含有價(jià)值高的有色和稀有金屬的脈礦石，為了避免一次磨礦造成過(guò)粉碎損失，一般要采用階段選別流程。

?選別段數(shù)的確定還要考慮到生產(chǎn)規(guī)模，以使收益和消耗相適應(yīng)。

?各選別段的流程結(jié)構(gòu)（精選和掃選次數(shù)、中礦走向）與入選礦石的金屬含量及對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)）等因素有關(guān)。

?重選設(shè)備經(jīng)常要產(chǎn)出多種質(zhì)量不同的產(chǎn)品（混合精礦、次精礦、富中礦、貧中礦等），需要進(jìn)入下一選別段或返回處理。產(chǎn)品的合并地點(diǎn)以質(zhì)量相近為原則。生產(chǎn)中常是將那些處理能力大而分選精確性不高的設(shè)備安裝在粗、掃選作業(yè)中，而將處理量小，富集比高的設(shè)備安置在精選作業(yè)中。

?（3）重選的產(chǎn)品處理作業(yè)

主要指精礦脫水、尾礦輸送和堆存。

?重選精礦基本不含礦泥，脫水作業(yè)容易進(jìn)行。粗、中粒精礦只要在礦槽或坡地上用滲濾的方法即可將表面水脫除，只有細(xì)的和微細(xì)粒級(jí)才需要進(jìn)行過(guò)濾，如果產(chǎn)品要裝袋輸出，還應(yīng)予以干燥處理。

?教學(xué)重點(diǎn)第一節(jié)煉焦煤選煤典型重選工藝第二節(jié)動(dòng)力煤選煤典型重選工藝第三節(jié)金屬礦物典型重選工藝第四節(jié)非金屬礦物典型重選工藝物料在重選設(shè)備中分選結(jié)果好壞，除與物料性質(zhì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)性能、操作制度外，在很大程度上，還取決于選廠工藝流程。最佳的工藝流程，一方面要能滿足選礦技術(shù)上的要求，另一方面要能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。制定選礦工藝流程在技術(shù)上的主要依據(jù)是：原料的工藝性質(zhì)；用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求；設(shè)備自身的性能。第一節(jié)煉焦煤選煤典型重選工藝煉焦煤的主要加工方法，目前仍以跳汰選、重介選為主，由于煤的可選性難度增加，用戶對(duì)精煤灰分的要求較嚴(yán)，為了提高選煤效率、精煤產(chǎn)率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在新建和改擴(kuò)建工程中，均重視采用重介質(zhì)選煤法；但近幾年來(lái)跳汰機(jī)在大型化和結(jié)構(gòu)上也有改進(jìn)，因此，跳汰選仍占有重要地位。在選煤廠建設(shè)中，一般均采用跳汰選和重介選的聯(lián)合流程及其它方法，但煤泥大多采用浮選法處理。實(shí)例如圖2—7—1～圖2—7—5。圖2—7—1跳汰主再選—煤泥浮選工藝流程1.跳汰主再選工藝大屯選煤廠是我國(guó)自行設(shè)計(jì)的全部由國(guó)產(chǎn)設(shè)備裝備起來(lái)的大型現(xiàn)代化煉焦煤選煤廠。設(shè)計(jì)年處理能力為180萬(wàn)噸。經(jīng)改擴(kuò)建現(xiàn)已達(dá)到實(shí)際處理能力270萬(wàn)噸/年。原煤牌號(hào)為氣煤和1/3焦煤。產(chǎn)品主要是六級(jí)（Ad=7.51~8.0%）和九級(jí)（Ad=9.01~9.5%）冶煉精煤。選煤工藝為50~0mm用跳汰主再選，-0.5mm煤泥直接浮選。工藝流程如圖2—7—1。使用該工藝的還有蘆嶺選煤廠、東龐選煤廠、格里坪選煤廠等。該工藝適用條件：原煤可選性屬易選、中等或偏難選的煉焦煤，對(duì)產(chǎn)品灰分要求不嚴(yán)，不要求出低灰精煤時(shí)常用這些流程。本流程生產(chǎn)操作容易，當(dāng)原煤屬易選時(shí)，可獲得較高精煤產(chǎn)率。2.塊煤重介、末煤跳汰聯(lián)合工藝通化礦務(wù)局鐵廠選煤廠是一座年處理能力為150萬(wàn)噸的煉焦煤選煤廠。入選原煤為主焦煤，±0.1含量為27.5%，屬中等可選煤。選煤工藝為：100~13mm塊煤主、再選斜輪精選，13~0.5mm末煤跳汰選，-0.5mm煤泥浮選，其工藝流程圖見(jiàn)圖2—7—2。使用該工藝還有灣溝、雙鴨山等選煤廠。該工藝適用條件：塊煤含量多且難選、末煤較易選的原煤宜采用此流程。采用本流程時(shí)，應(yīng)在重視各粒級(jí)可選性差異的前提下，既要考慮適當(dāng)減少重介入選量，又要考慮提高分級(jí)和脫介篩的效率，綜合權(quán)衡利弊確定分級(jí)粒度。圖2—7—2塊煤重介—末煤跳汰—煤泥浮選工藝流程3.快、末煤全重介、煤泥浮選工藝平頂山礦務(wù)局田莊選煤廠是我國(guó)自行設(shè)計(jì)和全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備的塊末煤重介質(zhì)選和煤泥浮選的大型煉焦煤選煤廠。田莊選煤廠原設(shè)計(jì)年處理能力為350萬(wàn)噸/年。近幾年實(shí)際處理能力為230萬(wàn)噸/年，原煤牌號(hào)為氣煤和肥煤，選煤工藝為300~13mm塊煤用-0.5mm煤泥浮選。工藝流程見(jiàn)圖2—7—3，采用斜輪分選機(jī)選，13~0.5mm末煤用重介質(zhì)旋流器選，該工藝的還有彩屯選煤廠等。該流程適用條件：原煤可選性屬難選和極難選的優(yōu)質(zhì)、稀缺煤種采用此種流程，分級(jí)粒度應(yīng)根據(jù)各粒級(jí)的分選密度的相近性來(lái)劃分，盡量取偏小值（13mm或6mm）為宜，以減少重介旋流器負(fù)荷，簡(jiǎn)化介質(zhì)回收系統(tǒng)，降低選煤費(fèi)用。圖2—7—3塊、末煤全重介—煤泥浮選工藝流程4.跳汰粗選、粗精煤用重介質(zhì)旋流器精選煤泥浮選工藝興隆莊選煤廠是美國(guó)與我國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)的年處理為300萬(wàn)噸的大型煉焦煤選煤廠。原煤牌號(hào)為氣煤。產(chǎn)品為1#精煤灰分Ad<7.0%，2#精煤灰分為9.0~10.%。采用的工藝為-50mm原煤用巴達(dá)克跳汰機(jī)粗選、跳汰精煤按37mm分級(jí)，50~37mm塊精煤破碎到37~0mm作為2#精煤，37~0.5mm末精煤用重介質(zhì)旋流器再選，輕產(chǎn)物為1#精煤，重產(chǎn)物為中煤。工藝流程見(jiàn)圖2—7—4，采用該工藝的選煤廠還有西曲選煤廠、臨渙選煤廠等。該工藝適用條件：用于分選難選和極難選原煤，且對(duì)產(chǎn)品有特殊的要求。如：氣煤出高灰分塊精煤和低灰分配焦精煤兩種產(chǎn)品；或者對(duì)稀缺煤種煉焦煤，將跳汰塊粗精煤破碎后與末粗精煤合并作為重介質(zhì)旋流器原料，出合格精煤。這種流程可以利用較簡(jiǎn)單的跳汰選特點(diǎn)，減少重介質(zhì)旋流器負(fù)荷，以達(dá)到提高產(chǎn)品產(chǎn)率和降低選煤費(fèi)用的目的。圖2—7—4跳汰粗選—粗精煤重介質(zhì)旋流器精選—煤泥浮選工藝流程5.塊煤重介、末煤跳汰、跳汰中煤重介質(zhì)旋流器再選煤泥浮選工藝范各莊礦選煤廠是由德國(guó)（前聯(lián)邦德國(guó)）與我國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)的年處理能力為400萬(wàn)噸的大型煉焦煤選煤廠。原煤牌號(hào)為肥煤。選煤工藝為：120~13mm塊煤用主再選立輪重介分選機(jī)選；13~0.5mm末煤用巴達(dá)克跳汰機(jī)選；跳汰中煤用重介質(zhì)旋流器再選；-0.5mm煤泥浮選。工藝流程如圖2—7—5，采用該工藝的還有呂家坨、大武口等選煤廠。該工藝適用條件：塊煤含量多且難選、末煤難選、中煤含量大，為了充分回收煉焦煤資源，提高精煤產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，采用此流程。第二節(jié)動(dòng)力煤選煤典型重選工藝我國(guó)動(dòng)力煤的分選，主要是選高灰分長(zhǎng)焰煤、氣煤、粘結(jié)煤、無(wú)煙煤、貧煤及少量褐煤。入選級(jí)主要是含矸量較大的塊煤和高灰分末煤。1.塊煤重介質(zhì)排矸、末煤不入選工藝北京礦務(wù)局五平村選煤廠的年設(shè)計(jì)處理能力為135萬(wàn)噸。供煤礦井為五平村豎井（50萬(wàn)噸/年）和安家灘平峒（50萬(wàn)噸/年）。原煤牌號(hào)為無(wú)煙煤。采用的工藝為：原煤經(jīng)13mm分級(jí)后，300~13mm經(jīng)斜輪重介分選機(jī)分選，13mm以下末煤不入選。其工藝流程見(jiàn)圖2—7—6。采用此工藝有鳳凰山礦、五龍礦、陽(yáng)泉一礦及二礦選煤廠等。該工藝適用條件：原煤中塊煤含量大且含矸率高，可選性屬較難選，而末煤灰分不高，水分較低，易于分級(jí)時(shí)，可采用此流程。分級(jí)粒度一般為25mm或13mm。當(dāng)原煤水分較高，分級(jí)粒度在25mm以下時(shí)，分級(jí)效率可能偏低，且塊煤表面粘附有煤粉，因此對(duì)分級(jí)后的入選塊原煤須預(yù)先脫泥。圖2—7—6塊煤重介質(zhì)排矸—末煤不入選工藝流程2.塊煤重介質(zhì)排矸、末煤跳汰選工藝阜新礦務(wù)局海州露天礦選煤廠的年設(shè)計(jì)處理能力為200萬(wàn)噸，入選原煤為長(zhǎng)焰煤，用斜輪分選機(jī)選300~50mm大塊煤，50~0mm原煤用跳汰機(jī)選。其工藝流程見(jiàn)圖2—7—7。采用該工藝的撫順西露天礦、新邱、平莊、嶺北礦選煤廠等。該工藝適用條件：大型礦或露天礦生產(chǎn)的動(dòng)力原煤（如長(zhǎng)焰煤等），各粒級(jí)灰分均較高，特大塊矸石含量較多，必須經(jīng)過(guò)洗選才能滿足用戶要求時(shí)，可以采用此流程。其分級(jí)粒度視各粒級(jí)分選密度的相近性和原煤水分大小而定，一般取20~35mm。圖2—7—7塊煤重介質(zhì)排矸—末煤跳汰工藝流程第三節(jié)金屬礦物典型重選工藝在金屬礦選礦生產(chǎn)中，重選的應(yīng)用大概有如下幾方面：（1）進(jìn)行礦石的預(yù)選。在粗、中粒以至細(xì)粒條件下提早選出部分最終尾礦，以減少細(xì)磨深選的礦量，降低生產(chǎn)費(fèi)用；（2）處理含高密度礦物的礦石。重選一直是選別黑鎢礦、錫石傳統(tǒng)的方法，并且也是分選含稀有金屬（鈮、鉭、鈦、鋯）和貴金屬（金、鉑）礦石的基本方法，在處理弱磁性的鐵、錳礦石中也較多應(yīng)用；（3）與其它選礦方法如浮選、磁選組成聯(lián)合流程，進(jìn)行粗、細(xì)粒級(jí)分選綜合回收有用成分；（4）作為其它選礦工藝的補(bǔ)充作業(yè)，回收伴生的重礦物或?qū)χ饕煞诌M(jìn)行補(bǔ)充回收。一、處理粗、細(xì)不均勻嵌布黑鎢礦石的重選生產(chǎn)我國(guó)的鎢礦生產(chǎn)世界馳名，鎢的總儲(chǔ)量占世界一半以上，具有工業(yè)價(jià)值的是黑鎢礦（鎢錳鐵礦）和白鎢礦（鎢酸鈣礦）。白鎢礦以浮選或浮—重聯(lián)合方法處理為主，黑鎢礦則主要用重選法回收。在我國(guó)的鎢精礦產(chǎn)量中，后者占較大比例。黑鎢礦礦物密度為7200~7500kg/m3，礦物呈板狀、粒狀晶體產(chǎn)于石英脈中，結(jié)晶粒度最大達(dá)25~10mm，小者0.5~0.1mm，嵌布很不均勻。礦物性脆易碎，不少的黑鎢礦物與伴生金屬礦物組成集合體，嵌布在非金屬礦物基質(zhì)中，在采出的礦石內(nèi)，中、細(xì)粒級(jí)含礦較多。我國(guó)的鎢礦選廠分布在江西、湖南、廣東等省，經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)摸索，流程已基本定型。全流程主要由預(yù)選段（粗選段）、重選段和細(xì)泥分選段組成。在大型選廠還有精選段，在那里對(duì)重選混合精礦進(jìn)行最終分離。圖2—7—8示出了我國(guó)鎢礦選廠通用的二段選別流程。由預(yù)選段送來(lái)的合格礦石選用雙層振動(dòng)篩篩分成3個(gè)粒級(jí)。粗、中粒級(jí)送跳汰選別，細(xì)粒級(jí)經(jīng)水力分級(jí)后給搖床處理。第1段跳汰尾礦送棒磨機(jī)磨碎后給第2段跳汰機(jī)。該機(jī)產(chǎn)出的尾礦從細(xì)粒搖床中礦返回至第1段給礦，故該流程又稱“二段大閉路”流程。它既可在粗粒條件下回收部分塊鎢，又可避免流程過(guò)分復(fù)雜化。大型選礦廠則可在上述流程基礎(chǔ)上予以擴(kuò)大，例如將第1段最粗粒級(jí)的跳汰尾礦單獨(dú)破碎、跳汰選別，構(gòu)成第2選別段。選后的尾礦再與中粒級(jí)跳汰尾礦合并磨礦，這樣便構(gòu)成了三段選別流程。對(duì)于細(xì)粒級(jí)的搖床中礦亦可單獨(dú)再磨再選，不再返回最初給礦，鴯實(shí)行貧富分選。流程作這樣的擴(kuò)展將更有利于降低尾礦品位，提高綜合選礦指標(biāo)，但基本未脫離“破碎—跳汰”、“磨礦—搖床”這一階選別模式，適合于早收、多收、減少過(guò)粉碎的原則要求。圖2—7—8黑鎢礦重選的二段通過(guò)流程二、處理錫礦石的重選生產(chǎn)我國(guó)的錫礦資源極為豐富，錫精礦的產(chǎn)量也居于前列。錫礦可分為砂錫礦和脈錫礦兩類，我國(guó)現(xiàn)有的錫礦儲(chǔ)量中脈錫礦約占65%，從礦物組成上看脈錫礦還可以分為錫石—氧化礦、錫—鎢—石英脈礦和錫石流化礦三種類型。其中以第三種最為重要，錫石與硫化礦物共生，分離困難。錫石的密度為6800~7200kg/m3，故常用重選法與脈石分離。我國(guó)廣西大廠礦務(wù)局長(zhǎng)坡選廠處理的礦石產(chǎn)自高—中溫?zé)嵋撼涮罱淮嘟饘倭蚧V床。金屬礦物主要有錫石、黃鐵礦、鐵閃鋅礦、脆硫銻鉛礦以及毒砂等；脈石礦物以石英、方解石為主；圍巖為灰?guī)r、硅化灰?guī)r。該廠采用的工藝為重介質(zhì)旋流器預(yù)選，重產(chǎn)品以重—浮—重聯(lián)合流程處理除回收主元素錫外，還綜合回收鉛、鋅及硫等元素，流程見(jiàn)圖2—7—9。原礦破碎到20mm后，篩出20~4mm粒級(jí)，送至重介質(zhì)旋流器預(yù)選。分選介質(zhì)密度為2300~2600kg/m3，丟廢率為25~40%，錫、鉛、鋅的金屬回收率（包括-4mm原礦）均在93%以上。重產(chǎn)品經(jīng)第1段磨礦后與-4mm篩下產(chǎn)品合并，然后送跳汰、搖床選別，丟棄部分最終尾礦并獲得混合粗精礦和貧中礦。混合粗精礦經(jīng)第2段磨礦后，進(jìn)行硫化礦的混合浮選，浮選尾礦送搖床回收錫石。貧中礦送貧系統(tǒng)進(jìn)行混合浮選與重選?；旌细∵x的精礦合并后經(jīng)第3段磨礦再作分離浮選。第四節(jié)非金屬礦物典型重選工藝我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)非金屬礦產(chǎn)種類較齊全、儲(chǔ)量較豐富的國(guó)家之一。目前，全國(guó)探明保有儲(chǔ)量的非金屬礦產(chǎn)近80種，其中硫鐵礦、石膏、石墨、滑石、膨潤(rùn)土、石棉、螢石、重晶石、硅石、石灰石、大理石和花崗巖的儲(chǔ)量均居世界前列；高嶺土、沸石、珍珠巖、菱鎂礦的儲(chǔ)量在世界上也占重要地位，凸凹棒石、海泡石、硅灰石、霞石正長(zhǎng)巖等礦產(chǎn)的潛在儲(chǔ)量十分可觀。由此可見(jiàn)，我國(guó)非金屬礦產(chǎn)工業(yè)有著良好的發(fā)展前景。由于非金屬礦產(chǎn)種類繁多，在不同的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有不同的應(yīng)用，而不同工業(yè)部門(mén)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求又有所不同。因此往往使非金屬礦產(chǎn)的加工流程具有特殊性、多樣性和靈活性。以下介紹兩種典型非金屬礦物的重選工藝。一、處理螢石重選生產(chǎn)螢石又名氟石，成分為氟化鈣（CaF2），是工業(yè)上氟的主要來(lái)源。螢石屬等軸晶系，晶體多呈立方體和八面體，集合體多為粒狀和致密狀，其顏色多種多樣，但以淺綠、紫色和紫黑色最為常見(jiàn)，無(wú)色透明螢石對(duì)紫外線和紅外線有很高的濾光性，莫氏硬度為4，密度3100~3200kg/m3，熔點(diǎn)1270~13500C，熔后為玻璃狀物質(zhì)，其與鹽酸和硝酸作用微弱，但在熱濃硫酸中完全分解而放出氟化氫。螢石在冶金工業(yè)中作堿性平爐、堿性轉(zhuǎn)爐和電爐煉鋼的助熔劑，它能夠提高爐渣的流動(dòng)性，促使S，P進(jìn)入爐渣內(nèi)。化工上用螢石制造氟氫酸及氟化物。乳化含氟化學(xué)藥品可作血液的代用品，能進(jìn)行氧的輸送，和模擬血清一塊使用時(shí)，可具備血液的許多功能。在陶瓷工業(yè)中螢石用于制造乳光玻璃、不透明及著色玻璃、琺瑯和搪瓷涂料。無(wú)色透明的優(yōu)質(zhì)螢石在光學(xué)儀器中可作消除色象差、玻面差的透鏡和三棱鏡，色澤艷麗者可作美術(shù)工藝品。無(wú)機(jī)氟化物可作殺蟲(chóng)劑、防護(hù)劑、防腐劑、抗氧化劑和催化劑等。某礦屬多金屬硫化礦—螢石礦床，主要礦物有黃鐵礦、方鉛礦、重晶石、螢石、方解石等礦物。根據(jù)礦石組成和性質(zhì)采用跳汰、搖床、浮選聯(lián)合流程。其工藝流程見(jiàn)圖2—7—10，最終產(chǎn)品為螢石、方鉛礦和黃鐵礦3種。某鉛—螢石選礦廠采用典型的重選—浮選聯(lián)合流程。礦石先進(jìn)行手選，得酸級(jí)螢石精礦。手選尾礦經(jīng)過(guò)破碎、篩分，進(jìn)行重介質(zhì)選礦、跳汰以及浮選，最終得冶金級(jí)及陶瓷級(jí)螢石精礦、酸級(jí)螢石精礦和硫化礦精礦。其