對(duì)于每一位選礦領(lǐng)域的從業(yè)者或?qū)W習(xí)者而言，深刻理解并掌握基礎(chǔ)選礦方法是開啟專業(yè)之門的金鑰匙。礦石中有用礦物與脈石礦物的分離，是整個(gè)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。選礦的目的在于，通過(guò)各種方法將有用礦物富集，去除有害雜質(zhì)，為后續(xù)的冶煉或工業(yè)應(yīng)用提供合格的原料。本文將系統(tǒng)梳理并深度解析五種最為基礎(chǔ)且應(yīng)用廣泛的選礦方法，旨在幫助讀者構(gòu)建清晰的知識(shí)框架，做到“原理一看就懂，應(yīng)用了然于胸”。

這五種核心方法分別是：

• 重力選礦 (Gravity Separation)

• 浮選 (Flotation)

• 磁選 (Magnetic Separation)

• 電選 (Electric Separation)

• 化學(xué)選礦 (Chemical Processing / Hydrometallurgy)

01

重力選礦

重力選礦（簡(jiǎn)稱重選）是歷史最悠久的選礦技術(shù)，其應(yīng)用可追溯至數(shù)千年前的淘金活動(dòng)。時(shí)至今日，重選法因其成本低、對(duì)環(huán)境污染小、處理能力大等優(yōu)點(diǎn)，在處理鎢、錫、金、鐵礦石以及選煤等領(lǐng)域仍占有重要地位。

核心原理：

重力選礦的根本依據(jù)是礦物之間存在密度差異。當(dāng)?shù)V粒在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)（主要是水或空氣）中時(shí)，會(huì)受到重力、流體動(dòng)力以及其他機(jī)械力的共同作用。密度大的礦粒沉降速度快，在設(shè)備中處于下層；而密度小的礦粒沉降速度慢，處于上層。通過(guò)特定的設(shè)備和工藝流程，便可將這兩種不同密度的礦粒分離開來(lái)。顆粒的粒度和形狀也會(huì)對(duì)分選過(guò)程產(chǎn)生影響，因此在實(shí)際操作中，常需對(duì)入選物料進(jìn)行嚴(yán)格的粒度控制。

適用條件：

? ?礦物間存在較明顯的密度差，這是重選能否有效進(jìn)行的前提。

? ?處理粒度范圍廣，尤其擅長(zhǎng)處理其他方法難以勝任的粗粒礦石。

? ?適用于處理砂金、砂錫、黑鎢礦、赤鐵礦以及煤炭等。

主要設(shè)備：

? ?跳汰機(jī)：通過(guò)周期性的垂直交變水流使床層松散并按密度分層，常用于處理粗、中粒級(jí)的礦石和煤。

? ?搖床：?在傾斜的床面上，利用水流和床面的差動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使礦粒群松散分層并進(jìn)行區(qū)帶式分離，適用于細(xì)粒礦石的分選。

? ?螺旋溜槽/螺旋選礦機(jī)：利用重力、離心力和水流的綜合作用，使礦漿在螺旋槽中流動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)分選，適合處理粒度在0.03mm至0.6mm的細(xì)粒物料。

? ?重介質(zhì)分選機(jī)：?利用密度介于有用礦物和脈石之間的重懸浮液作為分選介質(zhì)，小于介質(zhì)密度的礦粒上浮，大于介質(zhì)密度的則下沉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分離。

02

浮選

浮選是應(yīng)用最廣泛的選礦方法之一，尤其在處理有色金屬（銅、鉛、鋅）、貴金屬（金、銀）以及多種非金屬礦石方面，占據(jù)著核心地位。

核心原理：

浮選利用的是礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，即礦物的可浮性（疏水性）不同。在經(jīng)過(guò)充分磨礦的礦漿中，通過(guò)加入一系列特定的浮選藥劑，可以人為地改變礦物表面的性質(zhì)。

1.調(diào)整劑調(diào)節(jié)礦漿的pH值等，為其他藥劑創(chuàng)造最佳作用環(huán)境。

2.捕收劑選擇性地吸附在目標(biāo)礦物表面，使其具有疏水性（不被水潤(rùn)濕）。

3.起泡劑則降低水的表面張力，產(chǎn)生大量穩(wěn)定且大小適宜的氣泡。

經(jīng)過(guò)藥劑處理后，疏水性的目標(biāo)礦物顆粒會(huì)選擇性地黏附在氣泡上，并隨氣泡上浮至礦漿表面，形成礦化泡沫層。而親水性的脈石礦物則留在礦漿中。通過(guò)刮板將泡沫刮出，即可得到富集后的精礦。

適用條件：

? ?適用于處理嵌布粒度細(xì)、成分復(fù)雜的各種硫化礦，如銅、鉛、鋅、鎳、鉬等礦石。

? ?廣泛用于氧化礦、非金屬礦（如螢石、磷灰石）和貴金屬礦石的選別。

? ?對(duì)于密度相近、磁性和電性無(wú)明顯差異的礦物分離，浮選是極其有效的方法。

關(guān)鍵要素（藥劑制度）：

浮選的效果極大地依賴于正確的藥劑制度，包括藥劑的種類、用量、添加順序和地點(diǎn)。

? ?捕收劑：?如黃藥類、黑藥類，是實(shí)現(xiàn)疏水化的關(guān)鍵。

? ?起泡劑：?如松醇油（2號(hào)油），負(fù)責(zé)制造穩(wěn)定的泡沫。

? ?調(diào)整劑： 包括活化劑（如硫酸銅）、抑制劑（如石灰、氰化物）和pH調(diào)整劑，用于增強(qiáng)或減弱礦物的可浮性，提高分選的選擇性。

03

磁選

磁選是一種利用礦物磁性差異進(jìn)行分選的物理方法，過(guò)程簡(jiǎn)單且通常不會(huì)造成環(huán)境污染。它在黑色金屬礦石（尤其是鐵礦石）的選別中扮演著不可或缺的角色，同時(shí)也被廣泛用于從其他礦物中剔除含鐵雜質(zhì)或回收磁性物質(zhì)。

核心原理：

當(dāng)?shù)V石顆粒經(jīng)過(guò)磁選機(jī)產(chǎn)生的不均勻磁場(chǎng)時(shí)，不同磁性的礦粒會(huì)受到不同大小的磁力作用。

? ?強(qiáng)磁性礦物（如磁鐵礦）會(huì)受到強(qiáng)大的磁力吸引，被吸附到磁極表面（如磁滾筒），并隨著磁極的運(yùn)動(dòng)被帶到指定位置，脫離磁場(chǎng)后落下，成為精礦。

? ?非磁性或弱磁性礦物（如石英和部分脈石）受到的磁力很小或幾乎不受影響，在重力和離心力等作用下，沿原有路徑運(yùn)動(dòng)，成為尾礦。

適用條件：

?分選磁鐵礦： 磁選是處理磁鐵礦最主要和最高效的方法。

? ?分選其他磁性礦物：也可用于分選錳礦、鉻鐵礦、鈦鐵礦以及一些具有弱磁性的稀有金屬礦物（如黑鎢礦）。

? ?除鐵：?在陶瓷、玻璃等非金屬礦原料的提純中，用于去除有害的鐵雜質(zhì)以提高產(chǎn)品白度。

? ?重介質(zhì)回收：?在重介質(zhì)選煤或選礦中，用于回收磁鐵礦粉等磁性加重質(zhì)

主要設(shè)備：

磁選機(jī)種類繁多，根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度可分為弱磁場(chǎng)、中磁場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)；根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)可分為筒式、輥式、盤式和磁選柱等。

? ?永磁筒式磁選機(jī)：應(yīng)用最廣，常用于處理強(qiáng)磁性的磁鐵礦，根據(jù)礦漿流向分為順流、逆流和半逆流型。

? ?高梯度磁選機(jī)：能產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)梯度，用于分選弱磁性礦物或去除微細(xì)粒含鐵雜質(zhì)。

? ?磁滑輪/磁滾筒：通常用于干式預(yù)選，在物料進(jìn)入破碎機(jī)前剔除大塊鐵器，以保護(hù)設(shè)備。

04

電選

電選是利用礦物導(dǎo)電性質(zhì)的差異在高壓電場(chǎng)中進(jìn)行分選的方法，屬于干法分選，尤其適用于缺水地區(qū)。其應(yīng)用雖然不如前三者廣泛，但在某些特定礦物組合的分離中，如白鎢礦與錫石、鋯英石與金紅石的分離，具有不可替代的作用。

核心原理：

電選過(guò)程主要包括礦粒的荷電和分離兩個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)預(yù)熱干燥后的礦粒進(jìn)入由電暈電極和轉(zhuǎn)動(dòng)輥筒構(gòu)成的高壓電場(chǎng)時(shí)：

? ?導(dǎo)體礦物（如鈦鐵礦、錫石）能迅速獲得電荷，并由于與接地的輥筒接觸而快速導(dǎo)走電荷。失去電荷后，它們?cè)陔x心力和重力的作用下從輥筒上拋落。

? ?非導(dǎo)體礦物（如鋯英石、石英）導(dǎo)電性很差，獲得電荷后不易傳走，會(huì)被靜電力吸附在輥筒表面，隨輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)到后方，再由毛刷刷下。

由于兩者運(yùn)動(dòng)軌跡顯著不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。

適用條件：

? ?礦物間必須具有顯著的導(dǎo)電性差異。常見(jiàn)的導(dǎo)體礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、錫石等；非導(dǎo)體礦物有石英、鋯英石、長(zhǎng)石、白鎢礦等。

? ?常用于有色金屬、黑色金屬和稀有金屬礦的精選，特別是從重選或磁選的混合精礦中分離伴生礦物。

? ?入選物料要求嚴(yán)格干燥、潔凈且粒度均勻。

主要設(shè)備：

? ?輥式電選機(jī)：是最常用的一種電選設(shè)備，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的接地輥筒和高壓電暈電極構(gòu)成工作區(qū)。

? ?板式/篩板式電選機(jī)：?用于處理不同粒度范圍的物料。

05

化學(xué)選礦 / 濕法冶金

化學(xué)選礦，常與濕法冶金的概念緊密聯(lián)系，它是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)改變礦物組分的物相，從而實(shí)現(xiàn)有用組分與雜質(zhì)分離的方法。這種方法特別適用于處理傳統(tǒng)物理分選方法難以奏效的低品位、復(fù)雜、細(xì)粒浸染的礦石，如處理氧化銅礦、金礦、鈾礦等。

核心原理：

其核心是選擇性浸出。通過(guò)使用特定的化學(xué)溶劑（浸出劑），在一定的溫度和壓力條件下，選擇性地將礦石中的目標(biāo)金屬或其化合物溶解到溶液中，而脈石礦物則不溶解，保留在固相（浸渣）中。

主要步驟包括：

1.浸出： 用酸（如硫酸）、堿（如氫氧化鈉）或鹽溶液（如氰化物）等浸出劑處理礦石，使有用金屬進(jìn)入液相。

2.液固分離： 將富含目標(biāo)金屬的溶液（浸出液）與浸渣分離。

3.溶液凈化與富集： 采用沉淀、溶劑萃取或離子交換等方法，去除溶液中的雜質(zhì)離子，并提高目標(biāo)金屬的濃度。

4.金屬回收：?從凈化后的溶液中通過(guò)電積、置換或沉淀等方式提取出最終的金屬產(chǎn)品或其化合物。

適用條件：

?處理低品位氧化礦： 如低品位氧化銅礦的酸浸-萃取-電積工藝。

?提取貴金屬： 如金礦的氰化浸出法是應(yīng)用最廣泛的提金工藝。

? ?處理復(fù)雜難選礦石： 對(duì)于物理性質(zhì)相近、嵌布關(guān)系復(fù)雜的礦石，化學(xué)選礦往往是唯一有效的途徑。

?從廢料中回收金屬： 在電池回收和電子垃圾處理等領(lǐng)域前景廣闊

典型工藝：

? ?氰化法提金：利用氰化鈉溶液溶解礦石中的金，然后用鋅粉置換出金。

? ?酸浸法提銅：?用稀硫酸浸出氧化銅礦，得到硫酸銅溶液，再經(jīng)萃取和電積得到高純度的陰極銅。

? ?拜耳法生產(chǎn)氧化鋁：用氫氧化鈉溶液在加溫加壓條件下處理鋁土礦，是生產(chǎn)氧化鋁的經(jīng)典濕法冶金工藝。

重選、浮選、磁選、電選和化學(xué)選礦這五大基礎(chǔ)方法，構(gòu)成了現(xiàn)代礦物加工技術(shù)的基石。每種方法都有其獨(dú)特的科學(xué)原理和適用范圍。在實(shí)際生產(chǎn)中，選礦工程師往往需要根據(jù)礦石的具體性質(zhì)（如礦物組成、嵌布特征、物理化學(xué)性質(zhì)等）、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及環(huán)保要求，靈活地選擇單一方法或?qū)⒍喾N方法組合起來(lái)，形成最優(yōu)的選礦工藝流程，以實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效、經(jīng)濟(jì)與綠色開發(fā)。對(duì)這些基礎(chǔ)原理的深刻理解和融會(huì)貫通，是每一位選礦人解決實(shí)際問(wèn)題、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的根本所在。

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