选矿基础知识概要ppt课件.ppt
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1、选矿基础知识,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。,1,2,一选 矿 概 述,1. 选矿的目的与意义,将有用矿物和脉石矿物分离,1,将彼此共生的有用矿物尽可能地分离并富集成单独的精矿,2,排除对冶炼和其他加工过程有害的杂质,提高选矿产品质量,3,综合回收有价元素,充分、合理、经济地利用矿产资源,4,2. 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
2、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。,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。,2. 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。,2. 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
3、。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。,直接与选矿有关的矿物性质,密度,润湿性,磁性,导电性,单位体积矿物的质量,重选的依据。,指矿物能被水润湿的性质。易被水润湿的矿物称为亲水性矿物。反之,称为疏水性矿物,浮选的依据。,被磁铁吸引或排斥的性质,磁选的依据。,指矿物的导电能力,电选的依据。,磁性是指矿物能被磁铁吸引或排斥的性质。1. 磁性矿物-能被永久磁铁吸引的矿物。 分为强磁性和弱磁性。2. 电磁性矿物-具有弱磁性,不能被永久磁铁吸引,但可被电磁铁吸引的矿物。 分为强电磁性矿物和弱电磁性矿物。3. 逆磁性矿物-具抗磁性被磁铁所排斥的矿物。,
4、磁 性,1,导电性是指矿物对电流的传导能力。1. 良导体矿物,电阻系数为10210-6cm。2. 半导体矿物,电阻系数为1031010cm。 (某些非导体当温度升高时,可变成半导体)。3. 非导体矿物,室温时电阻系数10111016cm的矿物。,导 电 性,2,润湿性是指矿物能被水润湿的性质。1. 亲水性矿物指容易被水润湿的矿物,如石英、方解石等。(天然可浮性不好)2. 疏水性矿物指不容易被水润湿的矿物,如辉钼矿、石墨等。(天然可浮性好) 矿物的自然润湿性主要取决于矿物的结晶构造。 润湿性不同的矿物具有不同的可浮性,润湿性是浮选的依据。,润 湿 性,3,3. 主要的选矿方法及其基本的作业流程,
5、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),4. 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,选矿厂的规模,通常用被处理的原矿数量来表示。选矿厂的处理量是指各车间年、日和小时处理量,即破碎车间、主厂房(指磨矿、选别车间)和精矿脱水车间的年、日和小时处理原矿量。,5. 选矿厂的规模,黑色金属矿选矿厂,常
6、用年处理原矿量表示选矿厂规模。有色金属矿选矿厂的破碎车间和磨矿车间的处理量,包括年处理量、日处理量及小时处理量。常用日处理原矿量表示其选矿厂规模。,5. 选矿厂的规模,选矿厂各车间的工作制度是根据各车间设备年作业率来确定的。所谓设备年作业率,即设备全年实际运转小时数与全年日历小时数之比。选矿厂的磨矿和选别是整个选矿厂的主体车间,通称为主厂房。选矿厂一般采用连续工作制度,即一天工作三班,每班工作8h。,6. 选矿厂各车间的工作制度,破碎车间的年工作制度,一般应和采矿供矿年工作制度一致。有连续工作制度与间断工作制度两种情况,特别是小型选矿厂。精矿脱水车间,一般和主厂房一致,若精矿量很少(如有色金属
7、矿、稀有金属矿等选矿厂),或脱水车间选用的设备能力大时,亦可采用间断工作制度,即一天工作一班或两班。选矿作业天数,以磨矿机是否开动来确定,而不论当天开动的时间多少。,6. 选矿厂各车间的工作制度,预查阶段不作具体要求。普查阶段不作选冶试验,类比方法评价矿石的工业利用意义。详查阶段详细研究矿石物质成分、有益组分和有害组分的含量;充分研究矿石的可选性能,并对矿石选冶试验和实验室流程做系统研究。对难选矿石或新类型矿石,应进行实验室扩大连续试验。,7. 勘探与选矿试验矿床选矿与加工技术条件研究,勘探阶段需明确有益、有害组分含量,以及矿石品级和加工性能。对需要选矿的矿石,一般应进行实验室流程试验,必要时
8、进行实验室扩大连续试验;对有类比条件的、易选的矿石进行可选试验或进行实验室流程试验,对难选的或新类型的矿石必要时进行半工业试验。,7. 勘探与选矿试验矿床选矿与加工技术条件研究,8. 准备作业中的工艺指标 破碎比/磨矿比(i)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. iD/d 破碎比/磨矿比又有总破碎比及阶段破碎比之分,总破碎比为各阶段破碎比的乘积. 即ii1 x i2 xx in 如三段破碎/磨矿时,若i1、i2和i3分别等于3、4和5,则总破碎比i3 x 4 x 560。,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,通常用百分数表示。可用
9、下式表示:E C/ Q 式中:E筛分效率,; C筛下产品重量,g; Q入筛原料重量,g; 入筛原料中小于筛孔粒级的含量,。 筛分是为了求得各粒级物料的重量百分数(产率),从而确定物料的粒度组成。,9. 选别作业中的工艺指标及其计算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。通常表示原矿品位;表示精矿品位;表示尾矿品位。对于金银等贵金属的品位常用g/t表示。产率产品质量与原矿质量之比,常以表示。选矿比原矿质量与精矿质量的比值。用它可以确定获得1t精矿所需处理原矿石的吨数。常以K表示。富矿比(或富集比)精矿品位与原矿品位的比值,常用E表示。E/,它表示精矿中有用成分的含量比原
10、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,常用表示: ()/(1) X100式中:回收率,; 原矿品位,; 精矿品位,; 精矿产率,。 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。,入厂原矿中金属含量和出厂精矿与尾矿中的金属含量之间有一个平衡关系,称为金属平衡。理论金属平衡(或工艺金属平衡)根据平衡期间内的原矿和最终选矿产品所化验得到的品位,算出的精矿产率和金属回收率。未考虑选矿过程中的损失,此回收率称为理论回收率,由此计算出的金属平衡称为理论金属平衡。 反映选矿过程技术指标的高低。实际金属平衡(或商品金属平衡)
11、根据平衡期间内处理矿石的实际数量、精矿的实际数量以及化验品位,算出的精矿产率和金属回收率。此回收率称之为实际金属回收率,由此计算出的金属平衡称为实际金属平衡。 反映选矿厂实际工作的效果。,金属平衡,比较理论金属平衡和实际金属平衡,能够揭露出生产过程中金属流失的情况。实际回收率与理论回收率的差值愈大、说明选厂在技术管理与生产管理方面存在的问题愈多。理论回收率一般都高于实际回收率,但有时也会出现反常现象。这主要是因为人为的误差所造成的。一般要求理论回收率和实际回收率之间的差值,对于浮选厂正差不能大于2%,不应出现负差。重选厂正负差不能超过1.5%。,二 选前准备作业1. 主要内容? 原矿的破碎 破
12、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,破碎设备的选择工业上主要利用机械力来破碎矿石,破碎方式有四种:挤压破碎物料在两个工作面之间受到缓慢增长的压力被破碎折断破碎物料受到两个楔状物体的劈力作用被折断劈裂破碎物料受到多个楔状物体的劈力作用被劈碎研磨破碎物料在两个相对滑动的工作表面或各种形状的研磨体之间,受到摩擦作用被磨碎成细粒冲击破碎物料在瞬间受到外来的冲击力而被破碎,压碎:大多用于脆性、坚硬物料的粗碎
13、。劈碎:对物料的破碎最为有利。击碎:主要用于脆性物料的破碎。磨碎:多用于小块物料的细磨。,与破碎相关的矿石物理性质:矿石硬度、密度、水分、粘土含量和物料最大粒度。矿石分为难碎性矿石、中等可碎性矿石和易碎性矿石。破碎设备的选择与处理矿石的物理性质、要求破碎的生产能力、破碎产品粒度、设备配置以及选矿厂的规模和厂址地形等有关。如选厂规模大、山坡建厂者,宜采用旋回破碎机;选厂规模小、平地建厂以及矿石中粘性物料多者,可选用颚式破碎机。此外,还需满足破碎设备的给矿粒度要求。,常用破碎设备,在实验室或试验场地为完成粒度分析而进行的筛分称为试验筛分;在工厂或矿场为完成生产任务而进行的筛分称为工业筛分。实验室筛
14、分工具1.标准筛:一套筛孔尺寸大小有一定比例的、筛孔边长及筛丝直径均按有关标准制造的筛子。使用时将各个筛子按筛孔大小,从上至下顺序叠放,上层筛孔大,下层筛孔小,各筛子所处的层位次序称为筛序。每两个相邻筛子筛孔尺寸的比值称为筛比。有的标准筛确定一系列筛子中的某个筛子作为基准筛,简称基筛。标准筛都有筛底和筛盖,分别用来收集筛下产品和防止物料溅失。,目前,国际上常用的套筛筛制有:泰勒标准筛制、德国筛制和国际筛制。泰勒标准筛制是以筛面上1英寸(25.4mm)长度所有的正方形筛孔数目(网目)来标称的;以筛孔为0.074mm的筛网(200目)为基准筛,以1.414为筛比;套筛的筛孔尺寸范围0.0387.9
15、25mm。,实验室筛分工具 2.非标准筛非标准筛的操作通常由人工进行,从粗孔到细孔逐个使用筛子,当物料中的粗粒不多时,宜先用中等筛孔的筛子,然后分别从中孔到粗孔和从中孔到细孔逐个使用筛子。必要时可以增减筛孔尺寸。标准筛是用于细物料的筛分,而非标准筛是用于粗物料的筛分,工业用筛分机:1.固定筛常称条筛或格筛。筛面为条状或格状,筛孔一般不小于50mm。常用于矿石和煤炭粗碎前的预先筛分。2.振动筛在选矿厂或选煤厂应用最广,处理物料粒度范围为3200mm,筛分效率一般可达90。,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
16、。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。预先筛分用于碎矿前筛出合格粒度产品;检查筛分用于控制破碎产品粒度,矿石破碎的工艺流程粉碎工艺流程表示矿石连续加工的工艺过程。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。,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。,常
17、用的破碎筛分流程选厂常用的破碎筛分流程主要有以下四种,其中两段流程适合于小型选矿厂,三段流程是大型选矿厂广泛使用的破碎流程。,3. 磨矿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。磨矿细度的确定是根据矿石中有用矿物嵌布粒度大小和选别作业对选别粒度的要求来确定的,但在一定程度上,有用矿物的回收率随着磨矿细度的减小而增加。因此,适当减小矿石的磨碎细度能提高有用矿物的回收率和产量。,磨矿设备的选择磨矿方法:分为干法磨矿和湿法磨矿两种。选别前准备作业多采用湿法磨矿。磨矿设备:选矿厂使
18、用的磨矿机主要有圆筒式磨矿机、雷蒙磨、胶体磨和气流磨等。,按照排矿方法不同,磨矿机可分为中心排矿磨矿机和格子排矿磨矿机两种。,通常将最外层的磨矿介质开始“离心运转”时的筒体转速,称为磨机的“临界转速”。磨机的“临界转速”n0为: (转/分) 式中:n0磨机的“临界转速”,转分; D磨机筒体的有效直径,筒体直径减去两倍衬板的平均厚度(m)。国内生产的球磨机工作转速一般是临界转速的80%85%,棒磨机的工作转速稍低。,.棒磨机 棒磨机和溢流型球磨机基本相似。棒磨机是采用圆棒作为研磨介质。具有选择性破碎作用,可以得到粒度比较均匀的磨碎产品。.砾磨机砾磨机用砾石或卵石作研磨介质。砾磨机的筒体尺寸(DL
19、)要比相同生产率的球磨机筒体尺寸大。常采用网状衬板或梯形衬板,或者两者的组合。特别适用于对物料有某些特殊要求的场合。国外将砾磨机用于处理金、银、重晶石等金属和非金属矿石。.自磨机无介质磨矿机称为自磨机,利用矿石本身在筒体内连续不断地相互冲击和磨剥作用来达到粉碎矿石的目的。粉碎比非常大,能使直径lm以上的矿块,在一次磨碎过程中排矿粒度小于0.074mm。可以简化破碎流程,并降低选矿厂基本建设的设备投资及其日常维护和管理费用。,3. 破碎物料的分级分级将粒度、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。分级是与磨矿作业配合
20、的生产过程。在闭路磨矿循环中,磨矿机的排矿进入分级机,分级机再将其分为合格产物(溢流)和粗砂(返砂),粗砂返回磨矿机中再磨,溢流进入下一步作业。,分级的分类1.预先分级是将入磨原矿中的合格产品事先分出,从而可提高磨矿效率。2.检查分级是将磨矿排矿中的不合格产品分出,返回磨矿机再磨。它可以控制合格产品中的最大粒度,减少过粉碎现象,提高磨矿效率。3.控制分级是对检查分级后的溢流再行分级的作业,分出混入其中的不合格产品,使它符合下一作业的粒度要求。4.预检分级闭路磨矿时,预先分级和检查分级往往合一,称为预检分级。,分级设备螺旋分级机按螺旋在槽内位置的不同,分为高堰式、低堰式和沉没式。常用的是高堰式和
21、沉没式。前者用于粗粒(0.15mm)物料的分级,用于一段磨矿流程;后者用于细粒(0.0740.15mm)物料的分级,用于二段磨矿流程。低堰式分级流程应用较少,常用于洗矿。螺旋分级机的规格是用螺旋的直径表示。,分级设备机械分级机螺旋分级机优点:构造简单,工作安全可靠,操作方便等。,分级设备水力旋流器水力旋流器的规格用其圆筒部分的直径表示。优点:构造简单,没有运动部件,占地面积小,生产率高。缺点:磨损快,工作不够稳定,因此生产指标容易波动。,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,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。
22、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。,二段磨矿分级流程图,三 选矿方法,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。,1. 重力选矿,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。粒度和形状会影响按密度分选的精确性。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
23、的密度。,等降颗粒与等降比,矿粒在静止的介质中沉降时,受到自身重力与水的阻力。开始沉降时,矿粒的沉降速度等于零,水的阻力也等于零。矿粒在重力作用下开始加速沉降,随着速度渐增,阻力也加大,加速度逐渐减小,当加速度减小到零时矿粒以恒定速度沉降,这一速度称为矿粒自由沉降末速。密度不同,粒度不同,但在介质中具有相同沉降末速的粒子就称为等降颗粒。在水力分级的同一产物中,存在着粒度不同的颗粒,而且密度小的矿粒其粒径总是比密度大的矿粒的粒径要大。等降比就是两个等降颗粒粒径之比,即:e =d1/d21式中:d1密度小的矿粒粒径; d2密度大的矿粒粒径。,重选可选性判定的方法,利用重选方法对物料进行分选的难易程
24、度可简易地用待分离物料的密度差判定,1、2、轻物料、重物料和介质的密度,式中:E重选可选性判断准则,重选的基本过程及其主要特点,矿粒间必须存在密度(或粒度)的差异;,分选过程需要在运动介质中进行;,在重力、流体动力及机械力综合的作用下,矿 粒群松散并按密度分层;,分层好的物料,在运动介质的运搬下达到分离,并获得不同的最终产品。,重力选矿的原理,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。,重力选矿的设备摇床选矿利用机械摇动和斜面水流冲洗的联合作用使矿粒按
25、密度分离的过程。是选别细粒物料应用最广泛的重选法之一。,分选原理物料在摇床床面横向斜面水流的冲洗和床面纵向不对称往复运动的联合作用下,比重不同、粒度不同的矿粒在床面上的运动方向也不同,相对密度大的矿粒移向精矿端,相对密度小的矿粒移向尾矿端,形成扇形分布从而达到分选的目的。,矿粒在摇床上的扇形分布,摇床的分选指标除与摇床本身的结构有关外,在设备已定的条件下,主要取决于摇床的操作因素:摇床的冲程、冲次;冲洗水、床面的横向坡度;给矿性质给矿浓度、原料的粒度组成及给矿量等。,冲程、冲次对矿粒在床面上的松散分层及运搬分带起重要作用。摇床冲程一般在525mm之间调节,冲次则在250400次min之间调节。
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