矿石预选的进展研究

摘要：矿石预选是指原矿在适当破碎之后，根据矿石与废石之间存在的某种差异进而通过预先分选的工作。过去预选是用手选法进行，近年来大多采用电子仪器进行预选，这样不仅可以提高矿石资源的利用率，也可以提高矿产业的经济效益。因此本文对矿石预选的进展进行研究，对矿石预选方法：重介质选、跳汰选、干式磁选、拣选、辐射选等逐一介绍，望能给各同行一定的借鉴参考。

关键字：预选；重介质选；跳汰选；干式磁选；拣选；辐射选

中图分类号： O741+.2文献标识码：A 文章编号：

一、矿石预选的重要性

近些年来，随着经济的发展，人们对矿产资源的需求越来越大，这也促进矿产的发展，而推进矿产业发展的一个重要环节就是矿石的预选。预选的目的是为了将在第一时间将采集到的矿石里面大块的废石除去，从而免除这些废弃矿石的运输、磨矿、破碎和做下一步的选矿处理工作。如果把矿石预选作业安排在井下，就可以将选出来的废石就地填充，当中可以省去废矿石的提升和矿山的填充的运输作业，进一步增加了矿产业的经济效益。为了适应矿产业的发展，矿石预选方法也从最开始的手选发展到现在借助各种各样的电子仪器进行预选。这些先进的预选方法达到的效果更高效，大大的提高了矿石资源的利用率，同时也产生了巨大的经济效益。

二、矿石拣选的由来及方法介绍

在矿石预选发展的初期，由于科学技术有限，只能采用人工进行的拣选法进行矿石预选。拣选就是用人工对最初开采出来的矿石进行逐一鉴别，选出没有用途的废矿石进而避免多余的运输和作进一步的处理。人工的选矿毕竟是有限的，随着社会的发展，人类对矿石要求越来越高，而矿山出矿品位逐渐降低，以人工为主导的拣选难以分辨出低品位矿石和脉石的区别。所以经过选矿者的不断探索与研究，终于发明了一系列用于矿石预选的新工艺。

在一系列的矿石预选的新工艺中，应用最为广泛的有重介质选跳汰选、干式磁选、拣选、辐射选这几种。不同的预选方法针对的矿石种类不同，预选的效果千差万别，所得的效益也会有很大的差别。

2.1重介质选

所谓的重介质选是1929年苏联工程师E.A.斯列普诺夫提出使用稳定悬浮液的重介质选煤法。重介质选矿在工业上的应用已有数十年，曾今在处理很多金属与非金属矿方面都取得比较让人满意的效果。重介质选的原理并不复杂，它根据阿基米德定理，在地球引力的作用下，用一些重液和重悬浮液作为介质，这些介质的密度介于有价值矿物与废矿石之间，使密度小于介质的有用矿物上浮到介质的表面，将密度大于介质的废矿石沉浸在分离槽的底部。这样就可以把有用矿物和废矿石分离出来。我们都知道，在工业上讲究的是控制成本，控制住了成本才能取得最大的盈利，因为重液的价格昂贵大大增加了成本，所以在工业选矿上几乎是没有使用的，目前工业上所应用的重介质有百分之九十八都是重悬浮液。重悬浮液是一种两相流体，由细粉碎的高密度固体颗粒和税混合而成。它又有一个名称叫加重质，是因为混合入的高密度颗粒加大了介质的密度，所以我们也叫重悬浮液为加重质。在工业上使用的加重质有很多种，不同的矿物预选所使用的加重质不同。比如在煤矿上使用最多的是磁铁矿粉，而在实际生产过程中应用最多的是硅铁加重质，硅铁加重质的是一种专门冶炼硅铁合金的重介质。它具有硬度大带强磁性的物理特点，同时它也具备耐氧化性的化学特点，另外使用后经过筛分和回收，可以循环使用，这也是硅铁加重质会广泛使用的一个原因。

2.2跳汰选

跳汰选矿也是按矿石之间的密度差异进行分离选矿的，是将矿粒混合物放入垂直升降的变速介质流中，然后将其分离的过程。跳汰选矿有两种，分别是风力跳汰选和水力跳汰选，它们之间的区别在于风力跳汰选是以空气作为介质，而水力跳汰选则是以水作为介质。将两只跳汰进行比较，首先我们从基本原理来看，两种跳汰相似，有一点不同的是因为空气只能做单向运动，所以矿料分选中能凭借在间断的上冲气流作用来完成。但是从分选的工艺效果来看的话，风力也是远远不及水力跳汰，因为只有在矿物原料不能接触水分或着干旱缺水的地区才能采用风力跳汰。所以在国内外的工业选矿中，水力跳汰选的应用较为广泛。在这里只研究水力跳汰，水力跳汰需要使用的是跳汰机，跳汰机属于重力选矿设备，适用于萤石矿，重晶石矿，天青石矿，金矿，锰矿，铁矿铜矿等多种金属和非金属选矿，也可用于金属冶炼渣处理，回收废弃金属。在水力跳汰中将被选矿石料放在跳汰机内，矿石料落到筛选版上以形成一个密集的矿石料层，也就是所谓的床层。在床层形成的同时，跳汰机就会自动的向床层放入上下交变的水流，呈周期性变化的水流通过筛孔进入床层。当水流上升时，床层就会被冲起并呈现松散及悬浮状态。这时矿石料就会进行相对运动，由于密度、粒度、形状的差异，开始进入分层状态。基本的分层过程会持续还一段时间，包括水流停止上升且还没有下降和水流变为下降这两个阶段，矿石料都会因为惯性的作用继续运动分层。当全部矿石料落回筛选面时，除了高密度、粒度很细的矿石料还会继续分层之外，分层工作基本完成。这就是矿石预选中水力跳汰一个周期的完整过程。跳汰分选的优点是可以大大的节省能源并且环保，它的分选效率高，回收率高，这样的高效率对于选矿行业有着越来越重要的意义。跳汰发预选的不足之处就是耗水量大，对连生体矿物的分离效果不佳等。

2.3干式磁选

干式磁选法主要适用于干燥的磁性矿物，所需要用到的设备是干式磁选机。这种方法在选矿时要求被分选的矿物干燥，颗粒之间可以独立的自由移动，否则就会导致磁选效果不佳，造成不可分选的现象。干式磁选的原理很简单，对进入槽体的矿浆进行喷水，使矿粒松散、悬浮进入给矿区。这时候在磁场的作用下，富含磁性的矿石或是矿粒会集聚形成磁团，磁团会随着干事磁选机的转动向磁极移动，然而被吸附在圆筒上，这些矿石就是选出来的精矿，之后会随着卸矿水流的冲洗作用被卸到精矿槽中。而那些不含磁性的脉石矿物则在翻滚的过程中脱落下来，这样一来，就达到预选的效果了。干式磁选机不仅适用于磁黄铁矿、焙烧矿、磁铁矿和钛铁矿等金属矿物，还适合煤、非金属矿、耐火材料、化工材料、粮油机械、磨料、陶瓷以及建材等物料的除铁作业。此外，它还具有操作简单、容易保养、处理量大的特点。

2.4辐射法预选

最后研究的是辐射法预选矿石，辐射法预选是目前矿产业预选上最先进的工艺，它可以产生很高的盈利，往往可以使一些亏本的矿山变亏为盈。近些年来，为适应矿产业的发展以及电子计算机技术的深入研究与广泛使用，让辐射法预选在近30年迅速的发展起来，应用范围不断的扩大。如今，辐射法预选涉及的领域有有色金属矿、稀有金属矿和稀有非金属矿等几个方面。辐射法预选的优点在于可以在将百分之五十的废石去除，从而留下更多的有用矿石，不仅这样，有时在预选时还能得到大块品味优良的精矿。这样就使的矿石行业的经济效益大大的提高了。辐射法的原理利用矿石及废石受到可见光、红外线、紫外线、X射线等辐射电波后的反应差来达到预选的效果的。利用特殊的电子仪器发射电磁波谱范围内的各种射线照射矿石，然后根据矿石所吸收、反射或激发出荧光的反应不同，进行预选。当然还需要有预选流程，不过它的预选流程一般都比较简单，经过辐射射线的筛分之后就直接可以预选了。为什么辐射法的预选工作这么简单呢？这是因为这是对大块矿石的分选，不用磨矿作业，有时候连破碎作业都不用，这就可以省略好多工序，从而才这么简单就可以预选。就目前的工业应用上看，辐射法预选矿石还不是很普遍，并且仪器设备的价格较高，不过随着社会的继续发展，这些问题都将迎刃而解。

三、结语

在当今社会迅猛发展的同时，矿石产业也在不断发展，开采技术更是推陈出新。回首我国矿石预选技术的发展，我们不禁感慨，在短短几十年里可以取得如此不错发展实属难得，这当然也与国家政策息息相关。不过我国与外国的一些国家相比还有一定的差距。随着我国经济的不断增长，科学技术的不断提高，我国的矿石预选技术也将会有另一个层次的突进，相信在不久的将来，我国的矿石预选技术也将跻身世界的前列。

参考文献：

[1] 甘经超 《国外金属矿预选》 [J] 北京 北京出版社 2003年

[2] 汪淑慧.分选铀矿石及有色金属和稀有金属矿石的新型拣选机[J]. 国外金属矿选矿. 2008(06)

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