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• 金属矿选矿微妙
• 电解铜的加工方法
• 某铜矿石中含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO 2 )，现驳回酸浸法 从矿石中提取铜，其工艺流程图

金属矿选矿微妙

（一）金属矿选矿的定义和作用

1. 选矿的定义

选矿最早英文解释为 Ore Dressing 或 concentration，意为矿砂富集。

随后加长为矿物处置，英文为 Mining process。

选矿是应用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助不同的方法，将有用矿物同无用的矿物分别，把彼此共生的有用矿物尽或者地分别并富集成独自的精矿，扫除对冶炼和其余加工环节有害的杂质，提高选矿产质量量，以便充沛、正当、经济地利用矿产资源。

矿物是在地壳中由于自然的物理化学作用或动物作用，所发生的自然元素和自然化合物，如金、银、铜自然元素和黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等自然化合物。

这些元素和化合物都具备各自的物理性质，如粒度、形态、色彩、光泽、密度、摩擦系数、磁性、电性、喷射性、外表润泽性等。

这些不同的性质为不同的选矿方法提供了依据。

2. 选矿的作用和位置

自然界蕴藏着极为丰盛的矿产资源，然而，除少数贫矿外，普通含量都较低，例如，很多铁矿石含铁只要 20% ～ 30%；铜矿石含铜小于 0.5%；铅锌矿石中铅锌的含量不到 5%；铍矿石氧化铍含量 0.05% ～ 0.1%；这样的矿石间接冶炼，极不经济。

普通冶金对矿石的含量有必定的要求。

如铁矿石中铁的含量最低不得低于 45%；铜矿石中铜的含量最低不得低于 12%；铅矿石含铅不得小于 40%；锌矿石含锌不得小于 40%；氧化铍含量不小于 8%。

关于采出的矿石在冶炼之前，必定经过选矿工艺，将关键金属矿物的含量富集几倍、几十倍乃至几百倍才干满足冶炼工艺的要求。

经过选矿手腕为冶炼提供“精料”，缩小冶炼的物料量，大大提高冶炼的技术经济目的。

在选矿环节中少量的废石被扫除，缩小了炉渣量，一方面减低了能耗和运输老本，同时也相应地缩小了炉渣中的金属损失，大大提高了冶炼的回收率。

例如，某冶炼厂将铜精矿含量提高1%，每年可多消费粗铜 3135 吨。

某钢铁公司将铁精矿含量提高 1%，高炉产量提高 3%，浪费石灰石 4% ～ 5%，缩小炉渣量 1.8% ～ 2%。

目前，我国要求入炉炼铁磁铁矿含量在 65% 以上，假设铁精矿含量到达 68% 以上，可以驳回间接炼钢工艺，大大简化冶炼流程。

经过选矿工艺可以缩小冶炼原料中有害元素的危害，变害为利，综合回收金属资源。

自然界中的矿石往往含有多种有用成分，例如，铜、铅、锌等有色金属往往共生或伴生于同一矿床中；铁既有繁多的铁矿石，也有铁－铜、铁－硫、钒钛铁等共生矿石。

冶炼环节中对原料中某些共生或伴生元素，常视为有害杂质。

例如，炼铜的原料中含铅、锌都是有害杂质。

炼铁原料中含硫、磷和其余有色金属都是有害杂质。

但将这些杂质提早经过选矿工艺使之分别区分富集后，区分冶炼，变害为利。

选矿也作为冶炼工艺中的一个两边环节，用以提高选矿、冶炼两个环节的总的经济效益。

例如，我国金川有色金属公司冶炼厂现有的消费流程是将铜－镍混合精矿用电炉熔炼、转炉吹炼，产出高冰镍，经过缓冷后，再破碎磨矿，用浮选法取得铜精矿和镍精矿，用磁选法获取合金。

尔后区分进入各自的冶炼系统提取金属铜、镍和贵金属。

选矿是冶金、化工、建材等工业部门必无法少的极端关键的一环。

选矿技术的开展，大大地扩展了工业原料基地，从而使那些以前由于含量太低或成分复杂而不能在工业上运行的矿床变为有用矿床。

近 20 多年来，随着迷信技术和经济树立的迅猛开展，对矿产资源的需求量日积月累，矿产资源开采量翻番，周期愈来愈短，易采易选的繁多贫矿愈来愈少，嵌布粒度细、含量低的难选复合矿的开采量愈来愈大，对矿产品加工环节中的环保要求越来越高，这些都须要经过选矿方法来处置。

（二）选矿方法

目前罕用的选矿方法关键是重选、浮选、磁选和化学选矿，除此而外还有电选、手选、摩擦选矿、光电选矿、喷射性选矿等。

重力选矿法（简称重选法），是依据矿物密度的不同及其在介质（水、空气、重介质等）中具备不同的沉降速度启动分选的方法，它是最新鲜的选矿方法之一。

这种方法宽泛地用来选别煤炭和含有铂、金、钨、锡和其余重矿物的矿石。

此外，铁矿石、锰矿石、罕见金属矿、非金属矿石和局部有色金属矿石也驳回重选法启动选别。

磁选法，是依据矿物磁性的不同启动分选的方法。

它关键用于选别铁、锰等彩色金属矿石和罕见金属矿石。

浮游选矿法（简称浮选法），是依据矿物外表的润泽性的不同选别矿物的方法。

目前浮选法运行最广，特意是细粒浸染的矿石用浮选处置成果清楚。

关于复杂多金属矿石的选别，浮选是一种最有效的方法。

目前绝大少数矿石可用以浮选处置。

化学选矿法，基于矿物和矿物组分的化学性质的差异，应用化学方法扭转矿物组成，而后用相应方法使目的组分富集的矿物加工工艺。

目前对氧化矿石的处置成果十分清楚，也是处置和综合应用某些贫、细、杂等难选矿物原料的有效方法之一。

电选法是依据矿物电性的不同来启动选别的方法。

手选法是依据矿物色彩和光泽的不同来启动选别的方法。

摩擦选矿是应用矿物摩擦系数的不同对矿物启动分选的方法。

光电选矿是应用矿物反射光的强度不同对矿物启动选别的方法。

喷射性选矿是应用矿物自然喷射性和人工喷射性对矿物启动选别的方法。

（三）选矿环节

选矿是一个延续的消费环节，由一系列延续的作业组成，示意矿石延续加工的工艺环节为选矿流程（图 6-7-1）。

矿石的选矿处置环节是在选矿厂里成功的。

不论选矿厂的规模大小（小型选矿厂日处置矿石几十吨，大型选矿厂日处置矿石量高达数万吨以上），但无论工艺和设施如何复杂，普通都包含以下三个最基本的环节。

选别前的预备作业：普通矿石从采矿场采出的矿石粒度都较大，必定经过破碎和筛分、磨矿和分级，使有用矿物与脉石矿物、有用矿物和无用矿物相互离开，到达单体分别，为分选作业做预备。

选别作业：这是选矿环节的关键作业（或称关键作业）。

它依据矿物的不异性质，驳回不同的选矿方法，如浮选法、重选法、磁选法等。

产品处置作业：关键包含精矿脱水和尾矿处置。

精矿脱水通常由稀释、过滤、枯燥三个阶段。

尾矿处置通常包含尾矿的贮存和尾水的处置。

有的选矿厂依据矿石性质和分选的须要，在选别作业前设有洗矿，预先抛废（即在较粗的粒度下预先排出局部废石）以及物理、化学与处置等作业，如赤铁矿的磁化焙烧等作业。

（四）选矿技术在新疆矿山的运行

新疆运行选矿技术可追溯到现代，新疆远在 300 年前，就在阿勒泰地域的各个沟内应用金的比严重的特点，从砂金矿中淘洗黄金，这就是重选的原始雏形。

但在新中国成立之前，新疆没有一处正轨的选矿厂，所有都是驳回人工模式手选和手淘，消费效率极端低下，只能处置比重差异大的砂金矿和依据色彩手选出黑钨矿石。

新中国成立后，新疆选矿技术有了长足的开展，磁选技术运行于铁矿山，建成年处置量 80 万吨的磁选矿厂，为钢铁企业源源始终地提供高质量的铁精粉。

浮选运行于铅锌矿、铜矿、金矿山，先后建成康苏铅锌浮选厂、喀拉通克铜镍浮选厂、哈图金浮选厂，促成了新疆有色工业的开展。

重选、浮选、磁选联结运行于新疆北部阿勒泰地域的罕见金属矿山，为我国的早期国防树立提供所需的锂、铍、钽、铌等罕见金属资源。

以下是目前新疆有代表性的选矿厂。

1. 康苏铅锌矿浮选选矿

康苏选矿厂是新疆第一座机械化浮选厂，1952 年开局树立，设计消费规模为 250 吨 / 天，1954 年投产。

该厂是由前苏联专家介入指点设计，前期关键处置喀什地域沙里塔什的方铅矿和闪锌矿，1961 年开局处置乌拉根氧化铅锌矿。

康苏选厂最后投产时是驳回苏联专家设计的流程和药剂制度启动浮选，流程驳回氰化物与硫酸锌作闪锌矿的克服剂，以苏打作 pH 值的调整剂，并参与了大批的硫化钠，先将铅矿优先选出后，再将锌矿物选出。

该流程没有取得较好的经济目的，大局部锌矿被选入铅矿中。

后经过我国工程技术人员和苏联专家的独特致力，经过几次技术改造，在流程结构、技术参数和消费治理方面启动了改造和改良。

将局部德国式的浮选机改成苏式米哈诺贝尔 5A 型充气量大的浮选机，经常使用水力旋流器替代螺旋分级机，增强了中矿再磨循环，参与了锌浮选期间，降落了锌浮选矿浆碱度，正当控制破碎粒度和钢球装入量，严厉贯彻技术操作规程和技术监视等。

使各名目的获取稳步优化。

铅回收率由 71% 提高到 90%，锌回收率由 13% 提高到 41%。

其选矿环节见浮选工艺流程图（图 6-7-2）。

2. 新疆八一钢铁厂磁铁矿浮磁选选矿

新疆八一钢铁选矿厂与 1989 年建成投产，设计处置才干 80 万吨 / 年，关键处置高硫磁铁矿。

矿石由矿山采出后，运输到选矿厂，经两段破碎一段磨矿后，矿浆进入浮－磁车间。

选出的硫精矿开售给新疆境内的一些化工厂和化肥厂，铁精矿供球团和烧结经常使用。

尾矿稀释后，用水隔泵保送至尾矿库，晾干后，一局部尾矿成为八钢西域水泥厂铁质校对原料。

新疆八一钢铁厂简单浮磁选流程图（图 6-7-3）。

3. 喀拉通克铜镍矿浮选选矿

喀拉通克铜镍矿是新疆目前最大的铜镍消费基地，矿山一期为采冶工程，采出的特贫矿块间接进入鼓风炉熔炼成低冰镍，经过几年的消费特贫矿逐渐缩小。

为充沛应用矿产资源，在二期改造中参与了优先选铜－铜镍混合浮选流程，日处置原矿 900 吨。

原矿间接从采场经竖井优化到低空，经过窄轨保送到原矿仓，原矿仓的矿石经群式给矿机由带式保送机送至两边矿仓。

经重型板式给矿机、带式保送机，送至自磨机启动一段磨矿，自磨机排矿给入与格子型球磨机闭路的高堰式双螺旋分级机，启动二段磨矿。

分级机溢流经砂泵扬送至水力旋流器组，沉砂进入溢流型球磨机，启动三段磨矿。

三段磨矿排矿与第一段分级机溢流兼并，经砂泵扬送至水力旋流器组，旋流器溢流，自流至浮选厂房的搅拌槽内，加药后进入浮选作业。

浮选驳回一次性铜粗选、一次性铜精选、一次性铜镍混合浮选、一次性铜镍扫选、三次铜镍精选后，产出铜精矿、铜镍混合精矿及尾矿，区分送至脱水厂房。

铜精矿、铜镍混合精矿经过脱水后区分送入铜精矿库和冶炼厂原料库。

浮选尾矿经高效稀疏机脱水后，用泵杨送至采矿场充填站，作为充填原料。

喀拉通克铜镍矿简单选矿工艺流程图（图 6-7-4）。

4. 哈图金矿黄金混汞－浮选选矿

哈图矿区是新疆历史上有名的岩金产地，早在乾隆年间便开局开采，关键驳回的是土法重选法，将采出的矿石用石碾盘碾碎，经过淘洗的模式回收比严重的金粒。

少量的细粒金无法回收，以至许多淘金者盈余严重。

1983 年经过实验钻研，驳回“混汞—浮选—局部焙烧—氰化”准则流程，哈图金矿建成了新疆第一座现代化的黄金消费矿山，日处置原矿 100 吨。

1986 年经过改良破碎工艺，新增 100吨 / 天的浮选系列，使产能到达 200 吨 / 天。

哈图金矿混汞浮选工艺流程图（图 6-7-5）。

原矿由采厂经过汽车运到原矿仓，原矿经颚式破碎机启动一段破碎。

而后经皮带运输机运到圆锥破碎机，启动二段破碎，破碎产物由圆振筛筛分后，筛下矿物由皮带运输机运送至粉矿仓，筛上矿物前往圆锥破碎机再破。

粉矿仓经给矿机和皮带运输机送至格子型球磨机磨矿，磨矿排矿自流经过镀银铜板（俗称汞板）启动混汞作业，经过汞板外表粘附的汞吸附单体解理的金构成汞齐，经过冶炼回收局部黄金。

矿浆经过汞板后，用高堰式螺旋分级机，溢流进入浮选工序，返砂进入球磨机再磨。

浮选工序驳回一次性粗选、二次精选、一次性扫选流程选的浮选精矿。

浮选精矿脱水经过焙烧和启动冶炼后获取金锭。

5. 可可托海罕见金属矿重、磁、电、浮联结选矿

可可托海以罕见金属储量大，种类多而知名中外，铍、锂、钽、铌、铷、铯、锆、铪等罕见元素在许多矿带中均有不同水平的散布，因此形成选矿上的复杂性和难度。

经过泛滥科技人员 10 年的重复实验钻研，从手工选矿到繁多矿物选矿，开展到最后的重磁浮联结选矿流程，分选出锂精矿、铍精矿、钽铌精矿，打破了这一环球性的难题，促成了选矿技术的开展。

1953 年，为回收绿柱石和钽铌矿在 3 号矿脉小露天采场西南角兴修了一座简单的 30 多米长的手选室，改善了手选的上班环境，提高了手选效率。

另外，在 3 号矿脉尾矿堆左近兴修了一座 20 吨 / 天的钽铌重选厂，驳回对滚一段破碎、跳汰、摇床、溜槽启动重选，回收钽铌矿。

1957 ～ 1958 年，将手选筛下的尾矿，用方螺旋溜槽启动富集，每年产出的氧化锂精矿凑近万吨。

1963 年，经过科研院所近 8 年的选矿实验钻研，国度计委同意兴修 750 吨 / 天的选矿厂（“87 － 66”机选厂），综合回收氧化锂精矿和钽铌精矿。

选厂工艺流程简图（图 6-7-6）。

依据可可托海矿伟晶岩体分带开采的特点，选厂驳回三个系统区分对三种类型的矿石（铍矿石、锂矿石、钽铌矿石）启动选别。

驳回联结选矿工艺综合回收矿石中的锂铍钽铌矿物。

先应用重力－磁法－电磁法选矿，从原矿含量只要 0.01% ～ 0.02%（Ta、Nb）203 的原矿中选50% 以上的（Ta、Nb）203 钽铌精矿，而后再用碱法锂铍优先浮选，先优浮选锂再选铍。

可可托海选厂选矿工艺的始终改良，使我国花岗伟晶岩类型矿石钽铌、锂、铍选矿工艺水平进出环球先启动列。

6. 选矿技术的开展方向

在美国、日本、德国等国度对选矿技术的开展十分注重，选矿技术的始终提高和翻新，促成了这些国度矿产资源的开发和综合应用沿着可继续开展行进。

在矿物破碎方面，美国开发了超细破碎机和低压对滚机，降落球磨机入料粒度，浪费了能耗。

同时在始终钻研外加电场、激光、微波、超声、高频振荡、等离子处置矿石对粉碎和分选的影响。

在矿物分选方面，曾经或正在钻研“多种力场”联结作用的分选设施，并始终将高技术引中选矿工程畛域，诸如将超导技术引入磁选，将电化学及控制技术引入浮选等。

在选矿工艺治理方面，将工艺控制环节智能化，并将“专家控制系统”与“最优适时控制”相结合，以到达依据矿石性质调整控制参数，使选矿消费工艺流程全环节坚持最优形态。

随着我国国民经济的极速开展，对矿产品的需求始终增长，选矿工程技术面临着资源、动力、环保的严厉应战和开展机会。以下畛域的技术翻新将是今后选矿的开展方向：

一是钻研开发高效预选设施、高效节能新型破磨与分选设施，以及固液分别新技术与装备，大幅降落矿石粉碎固液分别环节的能耗。

二是钻研各种能场的预处置对矿物粉碎和分选行为的影响，开发应用各种能场的预处置新技术，以提高粉碎效率和分选精度。

三是开发高效分选设施、高效无毒的新药剂，重点钻研复合力场分选新设施、多种成分协同作用的新药剂以及处置贫、细、杂难选矿石的综合分选新技术。

四是在矿石综合应用钻研中，开发无废清洁消费工艺，增强尾矿中矿物的分别、提纯、超细、改性的钻研，使其成为市场须要的产品，为矿物物料工业向矿物资料工业转化提供新技术。

五是鼎力将高新技术引进矿物工程畛域，重点展开矿物动物工程技术、电化学调控和电化学控制浮选技术、环节智能寻优技术，以及高技术改造传统产业的新技术钻研。

六是增强基础切实与选矿技术相结合的新型边缘迷信钻研，促成新一代矿物分选切实体系的构成，并派生出新兴的矿物分选和提纯技术。

电解铜的加工方法

铜的冶炼模式关键分为火法冶金和湿法冶金两种。

其中，火法冶金占据了环球精铜产量的85%以上，关键经过硫化铜精矿和再生铜的回收成功。

湿法冶金发生的精铜仅占15%左右。

1. 火法冶金 火法炼铜的方法多种多样，关键包含鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、闪速熔炼和电炉熔炼等。

经过这些炼铜工艺流程图可以看出：硫化铜精矿（含铜量在13%至30%之间）可以经过多种冶金方法熔炼，获取冰铜，再经过转炉吹炼，最终获取含铜大于97.5%的粗铜。

由于粗铜的质量无法满足工业用铜的规范，因此必定启动精炼，以取得含铜量在99.95%以上的精铜。

在中国，铜精矿中金属铜的提取关键驳回火法冶金，其中较为先进的工艺是闪速熔炼，其产量占全国产铜量的30%以上。

这一技术以其低能耗、大规模消费以及有效控制环境污染等好处，正在炼铜工业中获取宽泛运行和开展。

闪速熔炼依据不同炉型的上班原理，可以分为Outokumpu闪速熔炼和InCo闪速熔炼两种类型。

上方关键引见Outokumpu熔炼的工艺流程。

2. 湿法冶金 湿法冶金通常与火法冶金配合经常使用。

其关键化学反响在水溶液中启动，包含铜（锌）矿物的预氧化或硫酸烧损，使其转变为可溶形态，而后启动浸出、污染和电积，以提取电解铜。

经常出现的湿法冶金方法有RLE法、常压氨浸出法（阿比特法）、低压氨浸出法和细菌浸出法等。

从焙烧到浸出，再到污染和电积，这一环节简称为RLE法。

湿法冶金关键实用于从高层次氧化矿、废矿堆和浮选尾矿中提取金属铜。

某铜矿石中含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO 2 )，现驳回酸浸法 从矿石中提取铜，其工艺流程图

(1)CuO+2H=Cu+HO、FeO+6H=2Fe+3HO（或Cu+2Fe=2Fe+Cu） (2)分液；分液漏斗 (3)FeSO·7HO (4)Cu+2e=Cu (5)HSO