矿石如何蜕变成精矿？
2025-06-10
选矿厂的核心目标是通过物理或化学方法将原矿中有用矿物与脉石分离，最终产出符合冶炼或工业应用标准的精矿。其工艺流程主要包括准备作业、分选作业、产品处理作业三大阶段，涵盖破碎、磨矿、选别、脱水等关键环节。以下为各环节的详细解析：
01
矿石分选前的准备作业
目的：通过破碎、筛分、磨矿和分级，使矿物充分单体解离，为后续分选提供适宜粒度的原料。
1.破碎工段
流程：
原矿经粗碎（颚式破碎机）→中碎（圆锥破碎机/反击式破碎机）→细碎（短头圆锥破碎机/高压辊磨机）。部分流程采用闭路循环（如所述的两段全闭路破碎），筛分后未达标矿石返回再碎。
作用：
· 降低矿石粒度，实现“多碎少磨”，减少磨矿能耗。
· 通过不同机械力（挤压、冲击、劈裂等）适应矿石硬度与特性。
设备选择：
· 粗碎：颚式破碎机（结构简单，处理量大）；
· 中细碎：圆锥破碎机（高效闭路破碎）、高压辊磨机（节能革新设备）。
2.磨矿与分级工段
流程：
破碎后的矿石进入球磨机或自磨机进行湿法研磨，配合分级设备（滚筒筛、预选筛、螺旋分级机、水力旋流器）形成闭路系统，粗颗粒返回再磨，合格矿浆进入选别作业。
工艺参数优化：
· 介质配比（钢球、钢棒、砾石）与转速调节，确保矿物单体解离。
· 湿法磨矿可控制矿浆浓度（通常40-75%），减少过粉碎。
作用：
· 将矿石细化至-200目（约74μm），使有用矿物与脉石充分解离。
02
分选作业
目的：利用矿物物理或化学性质差异，分离有用矿物与脉石，获得精矿、中矿和尾矿。
1.浮选法
原理：通过浮选药剂（捕收剂、起泡剂）改变矿物表面疏水性，在浮选机中与空气混合，形成矿化泡沫分离目标矿物。
适用场景：
· 有色金属矿（铜、铅、锌、钼等）及硫化矿；
· 复杂共生矿石的精细化分选。
设备：机械搅拌式浮选机、充气式浮选机等。
2.磁选法
原理：利用矿物磁性差异，在磁选机磁场中分离磁性矿物（如磁铁矿）与非磁性矿物。
适用场景：
· 铁矿石（磁铁矿、钒钛磁铁矿）、稀土矿；
· 弱磁性矿物需强磁场设备。
设备：平板磁选机、滚筒磁选机、立环高梯度磁选机、筒式磁选机、辊式磁选机
3.重选法
原理：依据矿物密度差异，在水流或气流中利用重力分选（如摇床、跳汰机、螺旋溜槽）。
适用场景：
· 金、钨、锡等密度差异显著的矿石；
· 粗粒预选或尾矿再回收。
4.联合工艺
例如磁选-浮选联合（铁矿石脱硫）、重选-浮选联合（复杂多金属矿），提升分选效率。
03
选后产品处理作业
目的：降低精矿水分，便于运输和冶炼；回收水资源，减少环境污染。
1.浓缩
技术：重力沉降（浓密机），将矿浆浓度从20-30%提升至50-70%。
设备：高效浓密机（带刮板）、水力旋流器。
优势：能耗低，适合细粒物料（<0.3mm）。
2.过滤
技术：真空过滤（圆筒过滤机）、压滤（板框压滤机），进一步脱水至8-16%。
设备选择：
· 细粒精矿：陶瓷过滤机（低水分）；
· 超细粉（<25μm）：压滤机。
3.干燥
技术：热风直接干燥（烘干机），水分降至<10%。
应用场景：
· 严寒地区运输防冻；
· 用户对水分有严格要求。
局限性：成本高、能耗大，仅必要时使用。
04
工艺衔接与物料流向
1. 逻辑顺序：
原矿→破碎→磨矿→分选→浓缩→过滤→干燥→精矿/尾矿。
2. 物料管理：
闭路循环（如磨矿-分级、破碎-筛分）减少资源浪费；
尾矿泵送至尾矿库，水循环利用。
05
技术经济性分析
· 破碎-磨矿：占总能耗50%以上，优化设备选型与闭路设计可显著降低成本。
· 选别方法：磁选与重选设备成本较低，浮选药剂与维护费用较高。
· 脱水工艺：浓缩-过滤两段法兼顾效率与经济性，干燥仅限特殊需求。
06
总结
选矿厂通过科学设计的工艺流程，实现矿物资源的高效利用。各环节紧密衔接，需根据矿石特性（硬度、嵌布粒度、矿物性质）灵活选择设备与分选方法。未来发展方向包括智能化控制（如磨矿参数实时优化）、节能设备（高压辊磨机）及环保技术（废水零排放），以提升整体效益与可持续性。
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