矿石可选性研究Word下载.docx
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⏹⑶采样和制样;
⏹⑷进行矿石组成特性的研究,并制定方案;
⏹⑸按试验要求进行选矿试验;
⏹⑹整理试验数据,编写试验报告。
⏹1.2.2矿石可选性研究的阶段
⏹㈠实验室试验阶段
⏹特点:
规模小,所需物料少,试样的物质组成和物化性质一致,数据的重现性及可比性较好;
分批操作,条件易控制,影响因素较少,指标稳定;
人力、物力、财力少,灵活性大,可在大范围内探索。
⏹㈡中间试验阶段
试验是基本连续的,矿浆流态与工业生产相似,可反映出中矿返回作业对过程的影响;
规模较大,持续时间长(至少连续50个小时),可一定程度反映操作的波动对指标的影响;
试验指标接近工业生产。
⏹㈢工业试验阶段:
⏹⑴新设备定型
⏹·
调整试验(发现设备结构不足之处,以完善设备结构)
条件试验(找出该设备的最佳操作参数)
对比试验(新老设备对比)
连续运转试验(在生产条件下运转相当长时间,考核设备性能和磨损情况)
⑵设计新选厂
⏹无类似生产现场经验可以借鉴,而又未建立专门的试验厂情况下采用。
⏹⑶已生产的选厂进行工艺改革
⏹
⏹1.3研究计划的拟定
⏹1.3.1目的
⏹使整个试验工作有一个正确的指导思想,明确的研究方向,恰当的研究方法和合理的组织安排,以便能用较少的人力、物力和财力得出较好的结果。
⏹1.3.2研究计划的内容
⏹研究计划一般包括下列内容:
⏹①研究题目、任务和要求等;
⏹②试验方案、技术关键和预期结果;
⏹③试验内容,工作量和进程表;
⏹④试验人员组成及所需物质条件,包括仪器、设备、经费等;
⏹⑤其他人员及部门的配合,相应工作量及进程表。
⏹1.3.3研究计划的拟定
⏹①了解委托方的要求,明确试验任务;
⏹②了解矿床的地质特征和矿石性质,及过去所做的工作;
⏹③了解矿区的自然环境,经济情况,特别是水、电、物质和药剂等的供应情况,以及对环境保护的具体要求;
⏹④考察类似矿石的生产和科研现状;
⏹⑤查阅文献资料,了解国内外有关科技动态,以能在所研究的课题中尽可能采用先进技术。
第二章试样的采取与制备
⏹2.1矿床采样
⏹采样目的:
选择正确的采样方法,在给定的允许误差范围内,采出具有代表性的试样,并要保证所制备的样品与原始物料在物质成分上和工艺性质上严格的吻合。
2.1.1试样的分类
根据实验研究目的和任务的不同,试样用途的不同,可将其分为分析试样和工艺试样两大类。
分析试样—供测定、分析物料性质用的样品。
包括工艺矿物学试样、化学试样或分析试样。
试样本身也可能是粒度组成试样、水分试样、矿浆浓度试样、矿浆酸碱度试样等。
工艺试样—主要是为实现(研究)工艺作业,以便获取选矿产品用的矿样。
凡是为矿床评价、矿石可选性研究、选矿生产指标的验证、选厂生产流程及选别制度的改进等综合性实验所准备的矿样,统称为工艺试样。
2.1.2采样要求
保质保量地取到所需要的试样并尽可能节约采样工作量。
(1)试样的代表性要求:
要代表所研究矿体的矿石性质。
a试样中主要化学组份的平均含量及含量变化特征要基本上代表所研究的矿体。
b试样中主要化学组份的赋存状态,如矿物组成、结构构造、有用矿物嵌布特性等,与所研究的矿体基本一致。
结构构造:
指矿石中矿物的几何形态和结合关系。
嵌布特性:
指矿石中有用矿物与脉石相互共生嵌镶的粒度关系(粒度粗细、是否均匀)。
c试样的理化性质与所研究矿体基本一致。
这些性质包括:
硬度、湿度、可磨度、含泥量、比重、粒度组成、溶解度等。
如矿石氧化程度对许多金属矿石选别性质有很大影响,故采样时应对矿石氧化程度提出明确要求。
⏹⑵试样重量要求(数量要求)
⏹矿石可选性研究用试样重量取决于四个方面:
⏹Ⅰ入选粒度;
⏹Ⅱ试验设备规格;
⏹Ⅲ选矿方法;
⏹Ⅳ试验工作量(矿石性质的复杂程度以及研究人员的经验与水平)
⏹2.2选矿厂取样
⏹2.2.1静置料堆的取样
⏹
(一)块状料堆的取样
⏹⑴舀取法:
料堆表面一定地点挖坑舀取样品。
⏹⑵探井法:
在料堆上一定地点挖掘浅井,然后从挖掘出来的物料中缩取一部分作为试样。
⏹㈡细磨料堆的取样(老尾矿坝的取样)
⏹取样方法:
钻孔取样:
取样精确度取决于取样网的密度。
⏹2.2.2流动物料的取样
⏹流动物料:
矿车运输的原矿,胶带运输机、给矿机、溜槽中的料流,其它运输机械上的料流以及流动中的矿浆。
横向截流法:
每隔一定时间,垂直于料流运动方向,截取少量物料作为样品,然后将一定时间内截取的许多小份单样累积起来作为总样。
⏹横向截流法具体分为:
⏹抽车取样
⏹运输带上取样
⏹矿浆取样
⏹矿浆取样时注意
⏹矿浆取样尤其是断流截取时要注意以下事项:
⏹①取样点应在矿浆转运处,如溢流堰口、溜槽口、管道口,并保证全宽全厚取样;
⏹②取样勺的长度方向顺着料流,垂直于料流取样;
⏹③不要将矿样溢出;
⏹④不要久放(因矿样易氧化、表面会变质)。
2.3试样最小必需量的确定
最小必需量:
指的是要保证一定粒度组成的散粒物料试样代表性所必需取用的最小试样量。
对取样过程指总样,对缩分过程指每一份小样和检测样。
2.3.1最小必须量计算公式
经验公式:
M=kdα(2-1)
M-试样最小重(质)量kg
d-试样最大块粒度mm
α-参数
k-经验系数
α理论上应为3,实际取值范围1-3,选矿工艺上常取2。
经验公式为:
M=kd2
⏹经验系数k为0.02-0.5,常取0.1-0.2
⏹嵌布不均匀0.2
⏹嵌布较均匀0.1
⏹嵌布很均匀0.05
⏹决定值k大小的因素
⏹具体矿k产值,借助于类比或通过实验确定。
2.4研究前试样的制备
制样--将取来的原始试样经破碎、筛分、缩分等工序,将其分成许多单份试样,供分析鉴定及各项实验用。
⏹制样要求:
⏹
(1)粒度和重量方面要满足实验要求,在矿物组成和工艺特性方面仍能代表原始试样。
(2)备样:
为防止实验出错,应备有物料,如果需重做或做其它实验时,有备样可用。
备样应在较粗粒度下保存,且存放在干燥地方,同时编上号码,便于以后备用。
⏹(3)尽量减少破碎筛分工作量:
在较粗粒度下分离和保留备用样。
2.4.1编制试样缩分流程的原则
(1)据各项实验要求和特点确定每单份试样的粒度和重量。
如浮选1-3mm(磨矿前),小型浮选机试样重量0.5-1kg;
跳汰选矿入选粒度20-30mm,摇床、离心选矿机入选粒度1-3mm。
(2)要保证试样的代表性—据试样最小质量公式,算出在不同粒度下为保证试样代表性所必需的最小质量,并据此确定在什麽情况下可以直接缩分,在什麽情况下必须使粒度减小(破碎)后才能缩分。
(3)尽量减少破碎筛分工作量:
2.4.2试样缩分流程示例
图2-3为某粗细不均匀嵌布白钨矿的试样缩分流程。
原始重量Qo=2000kg,原始粒度do=50mm,白钨矿基本完全单体解离粒度dl=0.4mm。
可能采用的选别方法有重选、浮选。
利用经验公式计算试样最小重量。
取k=0.2。
(1)缩分:
据公式M=kdα核对是否可直接缩分。
k=0.2,d=50mm,
M=0.2×
502=500kg,
因Qo=2000kg,
故可缩分两次得到备样和试样1。
(3)筛分破碎:
缩分两次后样品重量为500kg,此时已不能满足M=kd2,要想再缩分,必须使粒度d减小才行,一般先筛分后破碎,可减小过粉碎亦可减轻破碎工作量。
(4)单份试样:
每份试样应据实验方法及设备重量确定。
同时要满足M=kd2。
如浮选的粒度上限d=2mm,必须的最小重量M=0.2×
22=0.8kg,实际取1kg一份。
(5)分析试样:
光谱分析、化学分析、试金分析试样应在最终破碎产品中缩取,然后用盘磨机或球磨机磨至<
0.1mm。
2.4.3试样的加工与操作
由筛分、破碎、混匀、和缩分组成。
(一)筛分:
主要目的是使细粒部分通过筛孔,不需破碎,而仅破碎粗粒部分。
随着加工缩分的进行,逐步进行筛分。
筛上物要全部通过筛孔。
(二)
(二)破碎:
一般在实验室颚式破碎机、对辊机、盘磨机中进行。
不同品位试样必须分别破碎,且先破碎低品位试样。
⏹(三)混匀:
该作业是试样缩分前必不可少的重要作业,为了获得均匀的样品,缩分前需要仔细混匀。
⏹常用的混匀方法有:
⏹移锥法:
用于大量物料的混匀(50-100mm、100-500kg)。
利用铁铲将试样反复堆锥。
堆锥时试样必须从堆中心给下,以便使试样能从锥顶大致等量地流向四周。
铲取试样时,则应沿锥底四周依次逐渐转移铲样位置。
如此反复堆锥3-5次,即可将试样混匀。
⏹环锥法:
与上述方法类似,但第一个圆锥堆成后,不是直接把它移向第二锥,而是将其由中心向四周耙成一个环形料堆,然后再沿环周铲样,堆成第二个圆锥,一般至少要堆锥三次,才能将试样混匀。
⏹翻滚法:
此法仅适用于处理少量物料。
具体做法是,将试样置胶布上,轮流的提起布的一角或相对的角,使试样翻滚而达到混匀目的。
但翻滚的次数必须相当多,否则不易混匀。
⏹二分器法:
又叫槽形分样器法,少量细粒(5mm以下)或砂矿样,通过槽型二分器反复进行二等分、再混合,亦可达到混匀目的。
⏹(四)缩分:
试样的缩分,必须在充分混匀后再进行,常用的有下列四种方法。
⏹堆锥四分法:
将试样混匀并堆成圆锥后,压平成饼状,然后用专用的十字版将其沿中心十字线分割为四份,取其中互为对角线的两份并作一份。
于是就将试样一分为二。
⏹分样器(机)法:
如图,它的主体部分是由多个向相反方向倾斜的斜槽交叉排列组成,斜槽的总数不定,一般为10-20个。
太少不易分匀。
此法主要用于中等粒度的试样,缩分精度比四分法好。
分样机可将样品分成2-8份。
⏹方格法:
系将试样混匀后摊平为一薄层,划分为许多小方格,然后用平底铲逐个取样。
此法主要用于化验样品的制取。
⏹割环法:
将用移锥或环锥法混匀的试样,耙成一圆环,然后沿圆环依次割取小份试样。
⏹
第三章根据矿石性质拟定选矿试验方案
•
•矿石物质组成的研究主要解决两个问题:
•
(1)初步了解矿石可选性研究涉及的矿石性质研究的内容、方法和程序。
•
(2)如何据实验任务对矿石性质研究提出要求
3.1矿石性质研究的内容和程序
•㈠基本概念
•选矿试验方案——试验中准备采用的选矿方法。
包括选矿方法、选矿流程和选矿设备,根据矿石性质可采用重、磁、浮、化或联合流程。
•例如:
我国长江中下游地区的铜矿及我国硫化铅锌矿普遍采用浮选,而钨、锡矿石则采用重选。
广西大厂的锡选别总结了一条选别原则:
阶段磨矿,阶段分选,能收早收,该丢早丢,矿泥归队集中处理。
•㈡掌握两个关系一个差异
•⑴有用矿物之间,有用矿物与脉石矿物之间的关系;
•⑵有用元素与有害元素之间的关系;
•⑶有用矿物、脉石矿物的物理、化学、物化性质之间的差异。
•目的:
能尽快正确地确定选矿试验方案。
•㈢矿石性质研究的内容
•⑴化学组成的研究:
矿石中所含化学元素种类、含量及相互结合关系。
•⑵矿物组成的研究:
矿石中所含的各种矿物的种类和含量、有益及有害元素的赋存状态。
•⑶矿石结构构造、有用矿物的嵌布粒度及共生关系研究。
•⑷选矿产物单体解离度及连生特性的研究:
确定磨矿细度及精、中、尾的再处理方法。
•⑸粒度组成及比表面的测定(针对原矿或产品)。
⑹矿石及其组成矿物的物理、化学、物理化学性质及其它性质的研究
3.2矿石物质组成研究方法
•矿石物质组成研究:
化学组成
矿物组成
•研究方法:
元素分析
矿物分析
3.2.1元素分析:
光谱分析,化学分析
•元素分析:
研究矿石的化学组成,查明矿石中所含元素的种类,含量及主次关系。
•元素分析方法:
㈠光谱分析
•特点:
定性及半定量分析,能迅速全面查明矿石中所含元素的种类及大致含量范围,灵敏度高,所需用试样量少(几毫克到十几毫克)。
•缺点:
卤素、S、Ra(镭)、Ac(锕)、Po(钋)等几种元素光谱法不能测定,B、As、Hg、Sb、K、Na等几种元素光谱操作较特殊,有时也不做光谱分析。
光谱分析用途:
•普查元素:
在化学分析前对矿石中元素及大致含量进行全面普查,以免直接进行化学分析将某些少量元素遗漏。
•对稀散元素进行测定(这些元素的化学分析难以准确测定)。
•⑵化学分析
•原理:
用化学方法和物理化学方法对矿石中元素进行测定。
特点:
定量分析。
能准确定量分析矿石中各种元素的含量,从而明确哪些元素可以回收,哪些元素可以分离。
•方法:
•①化学全分析:
对除光谱分析之外的所有元素进行分析。
了解矿石中全部物质成分的含量。
•②化学多元素分析:
对矿石中所含多个重要和较重要的元素的定量化学分析。
主要是有益元素、有害元素、造渣元素。
•③试金分析:
金、银等贵金属的分析(需用火法冶金的方法进行分析)。
④主要元素化学分析:
单元试验产品的分析。
•
•光谱分析主要是确定下步分析对象:
①主要有用矿物成分(主要元素);
②综合利用元素;
③主要脉石矿物。
•化学多元素分析主要解决:
①应主要回收成分;
②综合回收成分;
③主要脉石矿物是什么?
某铜矿样化学多元素分析结果
分析项目CuPbZnFeCoBiS
含量(%)1.520.0550.6813.500.010.0079.50
分析项目PSiO2Al2O3CaOMgOAuAg
含量(%)0.0260.667.280.602.380.5*24.5*
•由表3.1可得出下列结论:
•①主要成分可能是Cu、Zn;
•②可能综合利用元素是Pb、Ag、Fe、Co;
•③主要脉石矿物是SiO2、Al2O3等铝硅酸盐;
•④未测定得重要元素有S、P、Bi、Au等。
•由表3.2可得出下列结论:
•①主要成分是Cu;
•②可综合利用元素是黄铁矿;
•③Au、Ag、Co有可能富集在产品中回收;
•④Pb、Zn不回收;
•⑤脉石以石英为主。
3.2.2矿物分析
元素分析只能查明所含元素的种类及含量,但不能查明矿石中元素呈何重矿物存在,以及各种矿物的含量、嵌布特征和相互间的共生关系,而这些对确定选矿方案又是很重要的。
而要解决上述问题,只有通过矿物分析才能解决。
3.2.2矿物分析
•矿物分析分物相分析和岩矿鉴定。
•㈠物相分析
•⑴物相:
矿石中的某种元素由各种化合物的形式产出。
•⑵原理:
根据矿石中的各种矿物在各种溶剂中的溶解度和溶解速度不同,采用不同浓度的各种溶剂在不同条件下处理所分析的矿样,从而测出试样中某种元素呈何种矿物存在,及含量是多少。
•⑶适用条件:
铜、铅、锌、锰、铁、钨、锡、锑、钴、镍、钛、铝、砷、汞、硅、硫、磷、钼、锗、铟、铍、铀、镉等。
•⑷特点:
与岩矿鉴定相比较,物相分析具有操作快,定量准确;
但不能区分所有矿物及矿物在矿石种的空间分布、嵌布镶嵌关系。
因矿石性质复杂,有的元素物相分析方法还不够成熟或还在继续研究何发展中,这样必须综合分析物相分析、岩矿鉴定或其它分析方法所的资料,才能得出正确的结论。
•㈡岩矿鉴定
•⑴目的:
确定有益和有害元素的赋存状态,确定矿物在矿石中的空间分布含量以及嵌布镶嵌关系;
查明产品中有用矿物的单体解离度。
•⑵方法:
•① 肉眼观察
•②显微镜鉴定
•实体显微镜(双目镜)→放大作用
•偏光显微镜→可观察矿物的偏光性质(只观察透明矿物)
•反光显微镜→观察不透明矿物
3.2.3矿石物质组成研究的某些特殊方法
一电子显微镜分析
•二电子探针x射线显微镜分析(EPMA):
•三x射线衍射分析
•四热分析
3.3有用和有害元素赋存状态与可选性的关系
•矿石中有用和有害元素的赋存状态是拟定选矿试验方案的重要依据。
•矿石中有用和有害元素赋存状态:
独立矿物
类质同象
吸附形式
•㈠独立矿物形式→有用和有害元素组成独立矿物存在于矿石中。
•存在形式:
•⑴单质矿物
•⑵呈化合物形式存在于矿石中
•⑶呈胶状沉积的细分散状态
•⑴单质矿物→同种元素自相结合成的自然元素矿物。
•如金刚石、石墨、单质硫、自然金、自然银、自然铜、自然
•⑵呈化合物形式存在于矿石中→两种或两种以上元素相互结合而成的矿物赋存于矿石中,这是金属元素赋存的主要形式,是选矿的主要对象。
•这些矿物有时以微小珠滴或叶片状的细小包体相互包裹,难以单体解离而影响选别效果。
如ZnS中CuFeS2、Fe3O4中的FeTiO3、磁黄铁矿中的镍黄铁矿等。
•⑶呈胶状沉积的细分散状态
•胶体是带电荷的,且高度细分散的物质——呈悬浮状态。
自然界的胶体溶液中存在许多胶体物质,当然也会混入有益和有害的物质,沉淀时形成象褐铁矿、硬锰矿等胶体矿物。
这些矿物不易回收,而有害成分也不易用机械方法排除。
•㈡类质同象形式
•类质同象→化学成分不同,但相互类似而结晶构造性相同的物质,在结晶过程中原子、离子、分子等可以相互替换但结晶构造不受破坏的现象。
•类质同象分完全类质同象与不完全类质同象。
•⑴完全类质同象→一种质点可以被无限制替换下去。
•如:
FeWO4中的Fe2+可被Mn2+代替
•FeWO4→(Fe,Mn)WO4→(Mn,Fe)WO4→MnWO4
•钨铁矿钨锰铁矿钨锰矿
•⑵不完全类质同象→晶体中一种质点只能在一定范围内被另一质点替换。
ZnS中的Zn2+可被Fe2+替换,但一般不超过20%。
•⑶与可选性关系
•①类质同象影响浮选行为
•闪锌矿与铁闪锌矿的浮选
•闪锌矿中βZn=67%,深褐色,无磁性
•铁闪锌矿中βZn=46%,黑色,有磁性,βFe=15%
•
•②某些稀有及分散元素本身不成独立矿物形式而是以类质同象形式赋存于矿物之中,选矿时应注意综合回收。
•例:
ZnS中的Ga(镓)、Ge(锗)、In(铟)
•MoS中的铼
•FeS2中的Co
•一般用冶金方法回收。
•㈢吸附形式
•某些元素以离子状态被另一些带异电荷的物质所吸附,存在于矿石或风化壳中。
•处于吸附形式存在的元素用物相分析与岩矿鉴定是无法查定这些元素的,只能采用X射线、差热分析、电子探针等技术判断元素是类质同象还是吸附状态。
有用和有害元素赋存状态与可选性的关系结论:
•元素的赋存状态不同,处理方法不同,处理的难易程度也不同。
•⑴以独立矿物形式存在,一般用机械选矿方法即可回收.
•⑵以类质同象或吸附形式存在,用机械方法只能富集,须采用化学选矿及冶金方法才能加以回收。
相关知识:
元素赋存状态研究的主要内容
•
(1)查明有益、有害元素的存在形式。
即独立矿物、显微包裹体、类质同象、吸附状态等;
•
(2)元素赋存状态类型、特征和变化与矿石结构、构造、蚀变类型、矿物共生组合的关系;
•(3)查明元素在矿物中的分布、配分及其比值;
•(4)根据元素赋存状态的研究资料,拟定合理的分选流程,预测合理的回收指标
相关知识:
元素赋存状态研究方法
•元素赋存状态研究工作的一般程序为:
•
(1)采用光谱分析、化学分析等方法测定矿物原料中化学成分,确定需要进行赋存状态研究的有益和有害元素的种类
•
(2)采用各种研究手段查明元素在原料中的赋存形式,并测定该元素的所有载体矿物在原料中的含量
•(3)定量测定和计算元素各种赋存形式的相对含量
•(4)进行元素在原料中不同矿物的配分和平衡计算
•(5)分析配分计算和平衡计算的误差
•(6)编制元素赋存状态研究报告
•3.4矿石的结构、构造与可选性的关系
3.4.1基本概念
•矿石结构:
是指某矿物在矿石中的结晶程度,矿物颗粒的大小、形状及相互结合关系。
•矿石构造:
矿物集合体的形状大小和相互结合关系。
•矿石结
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- 矿石 可选 研究