選礦知識

一、選礦

    地球的地殼是由岩石構成的，而岩石是礦物(wù)的集合體(tǐ)。當岩石中(zhōng)的某一成分(fēn)或某些成分(fēn)的含量，以目前的生産(chǎn)技(jì )術在經濟上可(kě)有(yǒu)利的提取利用(yòng)時，該岩石便稱為(wèi)礦石。礦石中(zhōng)除含有(yǒu)在當前經濟上可(kě)利用(yòng)的有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)外，還含有(yǒu)無價的礦物(wù)，稱為(wèi)脈石。除富含有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)的富礦外，直接冶煉或處理(lǐ)含有(yǒu)大量脈石礦物(wù)的貧礦，将使礦石的運輸、處理(lǐ)和冶煉設備的負荷和生産(chǎn)費用(yòng)大大增加，造成不必要的損失和浪費。

    把礦石加以粉碎，使有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)與脈石礦物(wù)彼此分(fēn)離，然後，将有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)富集起來，抛棄絕大部分(fēn)脈石的工(gōng)藝過程，稱為(wèi)選礦或礦物(wù)加工(gōng)、礦物(wù)工(gōng)程。選礦選出的、富集了有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)的産(chǎn)品稱為(wèi)精(jīng)礦，抛棄的無價的脈石既是尾礦。礦石中(zhōng)若含有(yǒu)一種以上有(yǒu)價礦物(wù)，則通過選礦可(kě)以把它們分(fēn)選為(wèi)不同的各自的有(yǒu)價的精(jīng)礦。當某種礦物(wù)産(chǎn)品中(zhōng)的有(yǒu)害雜質(zhì)含量較高時，也常采用(yòng)選礦的方法，将雜質(zhì)除去。金屬礦物(wù)精(jīng)礦是金屬冶煉工(gōng)業提取金屬的原料，非金屬礦物(wù)精(jīng)礦則直接成為(wèi)其他(tā)工(gōng)業的原料。

    由于世界礦物(wù)資源随着礦石的被大量開采而日益貧乏，越來越多(duō)地利用(yòng)貧礦和複雜礦，因此需要選礦處理(lǐ)的礦石量越來越大。目前除少數富礦石外，金屬和非金屬礦石幾乎都需要選礦，然後才能(néng)合理(lǐ)地經濟地作(zuò)為(wèi)工(gōng)業原料被利用(yòng)。同時，由于自然資源的不斷減少，礦石中(zhōng)伴生元素的綜合利用(yòng)，以及工(gōng)業廢棄物(wù)中(zhōng)有(yǒu)用(yòng)成分(fēn)的回收，日益受到人們的重視。所以，選礦為(wèi)人類開發利用(yòng)自然資源做出了重大貢獻，今後也必将愈益得以發展而成為(wèi)人們評價資源、開發資源、綜合利用(yòng)資源的重要手段。

二、選礦試驗

     選礦試驗是根據礦石的性質(zhì)，利用(yòng)物(wù)理(lǐ)或化學(xué)的方法對礦石中(zhōng)的有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)進行分(fēn)選、富集，并根據試驗結果判定其是否可(kě)選，确定合理(lǐ)的選礦方法、選别條件、選别流程以及所能(néng)達到的選别指标。

礦石選礦試驗程度的分(fēn)類，主要根據試驗的目的要求和特征，技(jì )術經濟指标在生産(chǎn)現實中(zhōng)的可(kě)靠性，試驗規模的大小(xiǎo)而定。根據現行的規定分(fēn)為(wèi)：可(kě)選性試驗、實驗室流程試驗、實驗室擴大連續試驗、半工(gōng)業試驗和工(gōng)業試驗。其基本要求如下：

1、可(kě)選性試驗

    可(kě)選性試驗的目的是對礦床進行評價，因為(wèi)對礦床的評價不僅取決于其中(zhōng)的有(yǒu)用(yòng)礦物(wù)函令的多(duō)少，而且要考慮其工(gōng)業利用(yòng)的可(kě)能(néng)性，也就是考慮其可(kě)選性。礦石的可(kě)選性試驗研究是評定礦床工(gōng)業利用(yòng)價值的重要依據。

可(kě)選性試驗是在地質(zhì)勘探階段進行的。勘探工(gōng)作(zuò)分(fēn)為(wèi)普查、初步勘探和詳細勘探三個階段，反映了礦床勘探和研究程度的逐步加深，因而各階段可(kě)選性評價的要求也有(yǒu)所不同。

    普查找礦階段隻是對礦床的初步了解，無法采取有(yǒu)足夠代表性的礦樣，尚不具(jù)備對礦産(chǎn)進行可(kě)選性評價的條件，可(kě)利用(yòng)少量物(wù)料進行一些探索性的選礦試驗，并根據礦石物(wù)質(zhì)組成研究和已開發的同類礦産(chǎn)進行對比。

    初步勘探的任務(wù)在于需要指出該礦床礦産(chǎn)能(néng)否被工(gōng)業利用(yòng)，以及是否值得投入更大的人力物(wù)力進行詳細勘探工(gōng)作(zuò)。因此要求進行礦石的可(kě)選性試驗，即經常提到的“可(kě)選性評價”。初步勘探階段要求通過選礦試驗初步确定礦石中(zhōng)有(yǒu)用(yòng)成分(fēn)的選别方法和可(kě)能(néng)達到的選别指标，并據此判斷礦床的選礦在目前的條件下技(jì )術上和經濟上是否可(kě)行，同時還需指出不同類型或品級的礦石可(kě)選性的差異，作(zuò)為(wèi)地質(zhì)工(gōng)作(zuò)劃分(fēn)礦石類型和确定工(gōng)業指标的依據。

    詳細勘探階段要求對礦床做出确切的工(gōng)業評價，并據此編制儲量報告以及進行礦山(shān)企業的設計。此時選礦試驗必須确定礦石的加工(gōng)工(gōng)藝，推薦合理(lǐ)的工(gōng)藝流程和技(jì )術經濟指标，以便能(néng)夠準确評價礦床的工(gōng)業價值。選礦工(gōng)作(zuò)除了要對不同類型不同品級的礦石分(fēn)别進行試驗外，通常還必須對混合試樣進行研究，以便确定對各類礦石采用(yòng)統一原則流程進行選分(fēn)的可(kě)能(néng)性，以确定礦山(shān)的産(chǎn)品方案。

2、實驗室流程試驗

    實驗室流程試驗是在可(kě)選性試驗的基礎上，進一步深入研究礦石在什麽樣的流程條件下得以充分(fēn)合理(lǐ)的回收，因此要進行流程結構和分(fēn)選條件的多(duō)方案對比試驗，以求得方法和技(jì )術适應性，而且估算的經濟指标應基本接近實際情況。實驗室流程試驗要詳細進行物(wù)質(zhì)組成的研究，特别是工(gōng)藝礦物(wù)學(xué)的研究，對有(yǒu)益的伴生組分(fēn)，應研究回收途徑和方法，使礦産(chǎn)資源得以充分(fēn)回收利用(yòng)。試驗樣品要考慮圍岩和夾石的混入。

    實驗室流程試驗通常是地質(zhì)礦産(chǎn)評價的主要依據，對一般礦石，是礦床開發初步可(kě)行性研究和制定工(gōng)業指标的基礎；對易選礦石，在滿足礦山(shān)設計所需要的基本參數下，可(kě)作(zuò)為(wèi)礦山(shān)設計的依據。

3、實驗室擴大連續試驗

     實驗室擴大連續試驗的主要任務(wù)是對實驗室試驗推薦的流程串聯組成連續的、類似生産(chǎn)狀态的操作(zuò)條件，試驗是在“動态”中(zhōng)實現給料、供水、加藥和産(chǎn)品數量、質(zhì)量的平衡，試驗因素和指标都是在“動态平衡”中(zhōng)反映出來的，具(jù)有(yǒu)一定的模拟程度，其成果是可(kě)靠的。

    實驗室擴大連續試驗，對于一般礦石而言，在完成設計要求的各種參數測定後，連同試驗成果資料，可(kě)以作(zuò)為(wèi)礦山(shān)設計的基本依據。對于難選礦石，其試驗結果僅能(néng)作(zuò)為(wèi)礦床開發初步可(kě)行性研究和制定工(gōng)業指标的基礎資料和依據。

4、半工(gōng)業試驗

    半工(gōng)業試驗主要針對選礦工(gōng)藝流程複雜的礦石，在實驗室試驗中(zhōng)難以充分(fēn)查明工(gōng)藝特性及設備的某些關鍵環節，并且有(yǒu)可(kě)能(néng)會由于這些環節的可(kě)靠性影響到技(jì )術經濟指标，因此，需要提高試驗的模拟程度加以解決。

半工(gōng)業試驗是在生産(chǎn)型設備上，按“生産(chǎn)操作(zuò)狀态”所做的試驗，試驗獲得的數據，包括試驗條件和試驗指标的置信度較高，一般是作(zuò)為(wèi)礦山(shān)建設前期的準備而進行的試驗，供礦山(shān)設計使用(yòng)。

5、工(gōng)業試驗

   工(gōng)業試驗是選礦廠建廠前期的一項準備工(gōng)作(zuò)，主要針對礦床規模很(hěn)大，礦石性質(zhì)較為(wèi)複雜，或采用(yòng)新(xīn)技(jì )術措施，在工(gōng)業生産(chǎn)中(zhōng)尚缺乏足夠的經驗，以及技(jì )術、經濟指标或新(xīn)設備的适應性需要在工(gōng)業試驗中(zhōng)得到可(kě)靠的驗證等才進行工(gōng)業試驗。

   工(gōng)業試驗是借助工(gōng)業生産(chǎn)裝(zhuāng)置的一部分(fēn)或一個或幾個系列，進行局部或全流程試驗，同半工(gōng)業試驗一樣，是在“生産(chǎn)”狀态下進行的試驗，所獲得的數據資料作(zuò)為(wèi)礦山(shān)設計建廠和生産(chǎn)操作(zuò)的基礎和依據。

三、選礦試驗的重要性

1、選礦試驗是礦床技(jì )術經濟評價的重要依據

    地質(zhì)勘查提交的礦産(chǎn)儲量，可(kě)否被工(gōng)業利用(yòng)，除了礦山(shān)建設的外部條件和礦山(shān)内部水文(wén)、工(gōng)程地質(zhì)等開采技(jì )術條件外，礦石的選礦性能(néng)是重要因素之一。在許多(duō)情況下，比其它因素具(jù)有(yǒu)更重要的作(zuò)用(yòng)，尤其是對新(xīn)、貧、細、雜、難選的礦石，更具(jù)有(yǒu)決定性的意義。

    地勘階段提供的礦産(chǎn)工(gōng)業儲量，必須做到在當前技(jì )術經濟條件下能(néng)為(wèi)工(gōng)業開采利用(yòng)。對于品位低以及有(yǒu)害雜質(zhì)含量高不符合工(gōng)業要求的礦石而言，必須進行相應程度的選礦試驗，進行必要的冶煉試驗，以保證選礦工(gōng)藝流程和各項主要技(jì )術經濟指标在工(gōng)業生産(chǎn)中(zhōng)能(néng)夠實現，并使礦石中(zhōng)的有(yǒu)用(yòng)組分(fēn)形成的産(chǎn)品符合相應的質(zhì)量标準，即确保礦山(shān)建設在技(jì )術上可(kě)行、經濟上合理(lǐ)，二者必須兼備。

2、選礦試驗是制定礦床工(gōng)業指标的重要基礎

    礦床工(gōng)業指标是固體(tǐ)礦産(chǎn)計算儲量的依據，一般以臨界工(gōng)業品位、邊界品位、可(kě)采厚度和夾石剔除厚度等為(wèi)主要内容。工(gōng)業品位主要是以礦山(shān)産(chǎn)品的生産(chǎn)成本加利稅所得的出廠價格，并根據礦床地質(zhì)特征以及礦山(shān)建設規模、采選指标等經計算比較後得到的。如果在計算中(zhōng)缺乏所需數據——精(jīng)礦品位、回收率、産(chǎn)率，就不能(néng)進行方案計算，就不能(néng)工(gōng)業指标中(zhōng)的臨界工(gōng)業品位和邊界品位。

3、礦産(chǎn)普查勘探階段的選礦試驗是以後的試驗和建礦、建廠的先導和基礎

    礦産(chǎn)普查勘探是一個由淺入深、循序漸進逐步認識、分(fēn)階段推進的過程，要求由與各階段相适應的選礦試驗成果資料，予以論證，以作(zuò)出階段性的評價。若各階段的選礦試驗指标較好，在技(jì )術上和經濟上均可(kě)行，則可(kě)以轉入後一階段的地質(zhì)工(gōng)作(zuò)或開展礦山(shān)工(gōng)業設計工(gōng)作(zuò)；若選礦試驗指标較低，不能(néng)分(fēn)選出合格的産(chǎn)品，或指标尚可(kě)但經濟上不可(kě)行，則就不能(néng)進一步開展工(gōng)作(zuò)，從而避免更大的經濟損失。

4、選礦試驗是礦産(chǎn)綜合利用(yòng)的重要手段

    礦産(chǎn)綜合利用(yòng)既是礦産(chǎn)開發的一項重要政策，也是合理(lǐ)開發資源、保護人類環境的一種手段。礦石中(zhōng)共生伴生資源的綜合利用(yòng)，可(kě)以使礦山(shān)企業增加産(chǎn)品品種，增加生産(chǎn)産(chǎn)值，減少生産(chǎn)設施的重複建設，降低生産(chǎn)成本。從某種意義上說，共生伴生礦産(chǎn)資源的綜合利用(yòng)，相當于擴大了資源量。而所有(yǒu)上述這些，都是隻有(yǒu)通過選礦試驗制定的合理(lǐ)的工(gōng)藝流程才能(néng)實現的。礦産(chǎn)資源綜合利用(yòng)就是将礦石中(zhōng)的有(yǒu)益組分(fēn)充分(fēn)分(fēn)選回收利用(yòng)，其實質(zhì)就是選礦。在一定條件下，對于品位低、伴生組分(fēn)多(duō)的複雜礦石，伴生組分(fēn)能(néng)否綜合利用(yòng)是決定礦床是否具(jù)有(yǒu)工(gōng)業價值的重要因素，這隻有(yǒu)通過對礦石進行選礦試驗的實踐，才能(néng)達到目的。

5、選礦試驗是減少工(gōng)業廢棄物(wù)、降低環境污染的方法

    以礦産(chǎn)資源為(wèi)原料、燃料的工(gōng)業企業排出的廢棄物(wù)（主要是廢渣、廢水）中(zhōng)，含有(yǒu)大量的有(yǒu)價成分(fēn)，被稱為(wèi)二次礦産(chǎn)資源或再生礦産(chǎn)資源而被國(guó)内外廣泛加以利用(yòng)。二次資源中(zhōng)有(yǒu)價組分(fēn)的回收常用(yòng)選礦、冶煉、化工(gōng)和生物(wù)等方法，利用(yòng)選礦的方法将有(yǒu)價組分(fēn)分(fēn)選出來，是成本低、經濟的方法。通過選礦試驗制定合理(lǐ)的分(fēn)選工(gōng)藝流程，是回收工(gōng)業廢棄物(wù)中(zhōng)有(yǒu)價組分(fēn)的重要措施。

    将工(gōng)業廢棄物(wù)中(zhōng)的有(yǒu)用(yòng)組分(fēn)充分(fēn)回收，将有(yǒu)毒物(wù)質(zhì)轉化為(wèi)無毒物(wù)質(zhì)，既減少了廢物(wù)排放，也降低了對環境的危害。

6、選礦試驗是加強礦産(chǎn)資源監管的重要内容

   合理(lǐ)開發利用(yòng)礦産(chǎn)資源，保護環境，保障國(guó)民(mín)經濟和社會發展對礦産(chǎn)資源的需求，是人類進行礦業活動的目的。在《中(zhōng)華人民(mín)共和國(guó)礦産(chǎn)資源法》以及各地方的礦産(chǎn)資源管理(lǐ)條例中(zhōng)，關于礦産(chǎn)資源的開發利用(yòng)監督管理(lǐ)方面，多(duō)處提到“采用(yòng)合理(lǐ)的選礦工(gōng)藝”、“綜合利用(yòng)”，在《礦産(chǎn)資源開發利用(yòng)方案》審查大綱中(zhōng)詳細規定了選礦加工(gōng)方案的審查内容，強調“經過充分(fēn)的選礦試驗工(gōng)作(zuò)和方案比較，選定合理(lǐ)的選礦方法”，“應充分(fēn)進行綜合回收和綜合利用(yòng)的試驗研究”。

     由此可(kě)見，選礦試驗已經成為(wèi)加強礦産(chǎn)資源監管的重要内容。國(guó)内部分(fēn)地區(qū)對地質(zhì)勘查不同階段的礦床評價和新(xīn)建礦山(shān)審查中(zhōng)，已經明确指出要有(yǒu)具(jù)備選礦資質(zhì)的試驗單位出具(jù)的選礦試驗報告。選礦工(gōng)藝是否合理(lǐ)，經濟技(jì )術指标是否可(kě)行，共生伴生資源是否得到綜合利用(yòng)，是開發礦産(chǎn)資源的必要前提，其目的是為(wèi)了保證有(yǒu)限的自然資源得以充分(fēn)合理(lǐ)的開發利用(yòng)，保證礦業經濟不斷地發展。