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物理選礦技術(shù)通過利用礦物間物理特性的差異分離金礦與脈石，為難處理金礦的提取提供了基礎(chǔ)方法，主要工藝包括重選、浮選及磁電分選。
重選技術(shù)依賴于礦物密度的差異，典型設(shè)備如離心選礦機(jī)、搖床和螺旋溜槽。離心選礦機(jī)以高離心力場(chǎng)作用在礦粒上，通過流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化分離效率，適用于處理粒徑范圍為0.1~2mm的金礦，設(shè)備常規(guī)處理能力達(dá)20~50t/h，且分離精度較高。搖床通過調(diào)節(jié)傾斜角度和礦漿流速實(shí)現(xiàn)金礦與脈石的分離，適用于粗選和精選階段，而螺旋溜槽則在重力場(chǎng)作用下分離細(xì)粒級(jí)金礦。
浮選工藝基于礦物表面疏水性差異，廣泛應(yīng)用于金礦硫化物的分離。采用起泡劑生成均勻氣泡，與捕收劑協(xié)同作用，礦物顆粒通過吸附作用附著在氣泡上浮至礦漿表面?，F(xiàn)代浮選設(shè)備，如機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，結(jié)合多段浮選工藝，通過精細(xì)調(diào)控氣泡粒徑（通常為10~200μm）和礦漿pH（7~9），顯著提高選礦效率。捕收劑，如黃藥和黑藥，通過分子結(jié)構(gòu)的親水基與疏水基作用增強(qiáng)選擇性分離。
磁電分選技術(shù)則利用礦物的磁性差異進(jìn)行高效分離。高梯度磁選機(jī)通過強(qiáng)磁場(chǎng)（1~2T）作用于礦漿中磁性顆粒，集中處理含磁鐵礦或黃鐵礦的金礦。該技術(shù)適用于細(xì)粒礦物（粒徑范圍0.1~1mm），結(jié)合電磁振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)多級(jí)分離，有效降低雜質(zhì)礦物的影響，提高精礦質(zhì)量。
磷礦是指在經(jīng)濟(jì)上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱,是一種重要的化工原料,主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的磷肥以及工業(yè)生產(chǎn)中的黃磷、磷酸、磷酸鹽的制備,其中磷肥對(duì)磷礦的需求占比最大。
磷礦石選別方法主要有重選法、浮選法、磁選法、焙燒法及聯(lián)合選別法,其中浮選是最有效的分選方法,但在處理微細(xì)粒級(jí)和復(fù)雜嵌布形態(tài)的磷礦石時(shí)存在一定局限性。隨著磷礦資源的長(zhǎng)期大規(guī)模開發(fā),高品位易選磷礦石資源日益枯竭,加之采礦過程中會(huì)不可避免地混入圍巖和夾石,選礦難度越來越大。
應(yīng)用預(yù)選拋尾技術(shù)可以降低后續(xù)浮選分離的難度,目前主要有光電預(yù)選拋尾、重選拋尾、磁選拋尾、浮選拋尾、聯(lián)合工藝拋尾等技術(shù)。光電預(yù)選拋尾技術(shù)作為近年來新興的拋尾技術(shù),具有適用性強(qiáng)、流程簡(jiǎn)單、操作便捷、拋尾效率高等優(yōu)勢(shì),主要原理是基于不同礦物的表面特征和光學(xué)特性(如尺寸、密度、顏色、紋理、光澤度及透明度等)的差異,實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石和廢石的識(shí)別分離。
光電預(yù)選需要滿足一定的粒度范圍,通常在粗碎之后、磨礦之前進(jìn)行,與傳統(tǒng)人工手選目的一樣,旨在拋除廢石,提高入磨品位,降低選礦成本。在工業(yè)應(yīng)用中,光電分選機(jī)系統(tǒng)主要包括給料系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、物質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)和分選系統(tǒng),原礦石通過給料系統(tǒng)將礦石平鋪在輸送帶上,運(yùn)送至射線源進(jìn)行穿透,同時(shí)利用圖像分析引擎對(duì)穿透的礦石進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,將采集的數(shù)據(jù)輸入信息處理系統(tǒng),最后由分選系統(tǒng)的高壓噴吹裝置的氣排槍進(jìn)行精準(zhǔn)擊打,從而實(shí)現(xiàn)礦石與廢石的分選。
光電預(yù)選技術(shù)主要包括圖像色選技術(shù)和X射線分選技術(shù)。其中圖像色選技術(shù)通過智能高清圖像分辨礦物的顏色、紋理、形狀、光澤度及透明度等表面特征來實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石和廢石的識(shí)別分選,適用于表面特征差異明顯的銅鉛礦、鉛鋅礦、鎢礦、鉬礦等有色金屬礦及螢石礦、石英、方解石等非金屬礦。
X射線分選技術(shù)包括X射線透射技術(shù)(XRT)和X射線表面輻射技術(shù)(XRF)。XRT技術(shù)主要基于礦物的尺寸、密度和不同元素對(duì)X射線反應(yīng)性的差異來實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石和廢石的識(shí)別分選,適用于圖像色選技術(shù)或人工不能區(qū)分的難處理銅鉛礦、鉛鋅礦等有色金屬礦,也適用于螢石礦、石英、方解石等非金屬礦。XRF技術(shù)在礦石分選中應(yīng)用很少,在礦石品位、金屬材料元素分析、煤質(zhì)檢測(cè)等方面的應(yīng)用較多。
鈦鐵礦（FeTiO?）是鈦金屬及其化合物的主要來源，全球約90%的鈦原料來自鈦鐵礦選礦。雖我國(guó)原生鈦鐵礦市場(chǎng)占有率較高，但其品位低、分布復(fù)雜，傳統(tǒng)的磁選工藝回收率相對(duì)較低。相比之下，浮選在細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦回收方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，是回收微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的有效方法。浮選技術(shù)因其對(duì)細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的高效分選能力，已成為處理低品位、復(fù)雜伴生鈦礦的核心方法。
鈦鐵礦是工業(yè)上提取鈦和二氧化鈦的重要原料，化學(xué)式為FeTiO?，理論TiO?含量為。鈦鐵礦為Fe-Mg和Fe-Mn完全同質(zhì)異象替代礦，形成鎂錳鐵礦、鎂鈦礦和金紅石鈦礦。該礦石屬三方晶系，晶體多呈板狀，集合體多呈塊狀或粒狀。其晶體結(jié)構(gòu)類似剛玉，O??離子按六方最密堆積方式排列，層積垂直于立方軸，F(xiàn)e??和Ti??交替填充O??形成的八面體空隙的三分之二。鈦鐵礦顏色為鋼灰色至鐵黑色，條痕顏色為黑色至棕紅色。它具有金屬至半金屬光澤，磁性和導(dǎo)電性較弱。
pH調(diào)節(jié)劑礦漿的pH值
會(huì)顯著影響礦物的表面電性質(zhì)和浮選藥劑的分子活性，尤其是在鈦鐵礦浮選過程中。硫酸通常用作關(guān)鍵的pH調(diào)節(jié)劑。研究表明，當(dāng)pH值在5到5.5之間時(shí)，鈦鐵礦浮選效果最佳，可實(shí)現(xiàn)最快的浮選速度和最高的累積回收率。在細(xì)粒鈦鐵礦浮選過程中，使用硫酸調(diào)節(jié)礦漿的pH值并去除礦物表面的黏液和氧化膜。捕收劑TAO在pH值5.5至9.0范圍內(nèi)對(duì)鈦鐵礦表現(xiàn)出良好的選擇性，在pH值8.0至9.0時(shí)選擇性最佳。
抑制劑
隨著鈦鐵礦資源日益枯竭、精煉和復(fù)雜化，單一浮選捕收劑往往難以有效分離目標(biāo)礦物。因此，脈石抑制尤為重要。目前，常用的鈦鐵礦浮選抑制劑包括水玻璃、草酸、羧甲基纖維素(CMC)、六偏磷酸鈉和氟硅酸鈉。
白鎢礦，屬四方晶系，呈灰色、白色或棕黃色，是鎢冶煉中具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的原料。白鎢礦在矽卡巖、石英和云英石相關(guān)的鎢礦床中發(fā)育良好，并出現(xiàn)在侵入相關(guān)和造山型金礦床中。
礦床中常伴生硫化礦，如黃鐵礦、砷黃鐵礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、含銀礦物，以及稀土元素礦物等，此外還有硅酸鹽礦物、含鈣礦物等脈石礦物伴生。硅酸鹽脈石礦物常見有石英、黑云母、輝石和石榴石等。含鈣脈石礦物通常有白云石、磷灰石、方解石、螢石等。
白鎢礦的選礦過程相當(dāng)復(fù)雜，由于其礦物組成多樣化且賦存狀態(tài)各異，需要采用多種不同的選礦工藝聯(lián)合以達(dá)到最佳效果。浮選是最廣泛應(yīng)用的工藝手段，但重選、磁選和化學(xué)選礦等其他工藝方法也經(jīng)常用于白鎢礦的選礦過程。
重選是根據(jù)礦粒間的密度差異，通過運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中所受重力、流體動(dòng)力和其他機(jī)械力的不同，實(shí)現(xiàn)礦粒按密度分選的過程。重選包括水力分級(jí)、跳汰選礦、重介質(zhì)選礦、溜槽選礦、搖床選礦、洗礦。
磁選利用不同礦物的磁導(dǎo)率對(duì)磁場(chǎng)的反應(yīng)差異，實(shí)現(xiàn)礦粒按磁導(dǎo)率的分選。對(duì)于嵌布粒度較粗的白鎢礦，采用單一重選工藝即可取得較好的選礦指標(biāo)。而磁選通常用于分離與白鎢礦共生的黑鎢礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦等磁性礦物。
浮選是利用不同礦物在水溶液中的疏水性差異，通過使用各種浮選藥劑實(shí)現(xiàn)礦物之間的分離。白鎢礦主要通過浮選從脈石礦物中分離。
鐵礦石作為鋼鐵工業(yè)的核心原料，其加工工藝的先進(jìn)性直接決定了鋼鐵生產(chǎn)的成本、效率與環(huán)保水平。隨著高品位鐵礦資源日益稀缺，以及鋼鐵行業(yè)對(duì)鐵精礦品質(zhì)要求不斷提升，一套涵蓋開采預(yù)處理、破碎研磨、選礦提純及濃縮脫水的完整加工體系，已成為實(shí)現(xiàn)鐵礦石資源高效利用的關(guān)鍵。
不同類型的鐵礦石（如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦）因礦物結(jié)構(gòu)、嵌布特性差異，需匹配針對(duì)性的工藝方案 —— 例如磁鐵礦依賴磁選實(shí)現(xiàn)高效提純，赤鐵礦則需結(jié)合反浮選或強(qiáng)磁選技術(shù)突破分選瓶頸。以下將從開采預(yù)處理到濃縮脫水的全流程，詳細(xì)拆解鐵礦石加工的核心工序與技術(shù)要點(diǎn)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供系統(tǒng)性參考。
露天開采適用于埋深在300米以內(nèi)、礦體較厚的礦床；地下開采適用于埋深在300米以上或地質(zhì)條件復(fù)雜的深層礦床。
手工分選：大型廢石通過人工或智能分選設(shè)備（例如人工智能視覺識(shí)別）進(jìn)行清除。該工藝適用于礦石的初步提純，可將后續(xù)破碎設(shè)備的低效負(fù)荷降低30%。
洗礦：由于原礦通常含有一定量的粘土，因此在送入破碎機(jī)之前需要進(jìn)行洗礦。洗礦機(jī)可以有效地去除礦石表面的粘土，使礦石保持潔凈。常用的設(shè)備包括槽式/圓盤式洗礦機(jī)和螺旋式洗礦機(jī)。
（1）三級(jí)破碎工藝流程（粗碎→中碎→細(xì)碎）
對(duì)于錫石的選別，一般采用重浮聯(lián)合。重選是基于錫石密度大的特點(diǎn)決定的；但錫石性脆，在碎磨階段容易產(chǎn)生微細(xì)粒級(jí)，細(xì)粒錫石的回收采用重選的方法難度比較大，會(huì)導(dǎo)致選別指標(biāo)不理想。因此。要實(shí)現(xiàn)錫石較好的選別回收，往往采用重選和浮選相結(jié)合的方法。
重選是選廠分離重、輕礦物的傳統(tǒng)方法，因其加工成本低、對(duì)環(huán)境友好，大多礦石都采用重選的方法進(jìn)行回收，通過重選對(duì)錫石進(jìn)行富集也是必然選擇。目前對(duì)重選的研究方向主要集中在新型設(shè)備上，在對(duì)微細(xì)粒和超細(xì)粒級(jí)錫石的處理過程中開發(fā)了許多新型設(shè)備，如：跳汰機(jī)、重介質(zhì)旋風(fēng)分離器、螺旋分離器、搖床、伯特爾－莫茲利分離器、交叉帶分離器、獵鷹超細(xì)粉選礦機(jī)等。在許多選廠使用新型設(shè)備可以使錫石得到較好的富集。
錫石組分復(fù)雜，有價(jià)組分較多，只采用單一的重選方法，不符合當(dāng)前生產(chǎn)要求；錫石天然易脆，大量的細(xì)顆粒錫石在磨礦過程中由于過磨在重選中流失，而浮選的有效回收粒度下限比重選要低。因此，浮選是解決細(xì)粒錫石回收的有效方法之一。
錫礦浮選常用的捕收劑包括脂肪酸類、砷酸類、羥肟酸類、烷基磺化琥珀酸類及膦酸類捕收劑等。胂酸類捕收劑在錫石的選礦中應(yīng)用較早，選擇性較油酸強(qiáng)、對(duì)細(xì)粒錫石的捕收能力強(qiáng)、用量少，適宜的礦漿ｐＨ為4.5~6.5。羥肟酸類捕收劑是一種高效螯合類捕收劑，同胂酸相比，其毒性較小，在工業(yè)上應(yīng)用較多，因而對(duì)錫石的浮選可以用羥肟酸類捕收劑來代替胂酸。其缺點(diǎn)是捕收能力較弱、用量大、價(jià)格高。膦酸類捕收劑主要分為兩類：芳基膦酸和烷基膦酸，烷基膦酸捕收劑毒性較小，其碳鏈一般為６到８?jìng)€(gè)碳，但選擇性和捕收能力較一般。與烷基膦酸相比，芳基膦酸具有更強(qiáng)的捕收能力，但芳基膦酸隨著碳鏈的增長(zhǎng)，選擇性也會(huì)隨之降低。
錫石選礦通過重選與浮選聯(lián)合工藝，兼顧粗粒富集與細(xì)?；厥?，在新型重選設(shè)備與高效浮選藥劑的推動(dòng)下，不斷提升資源利用率與環(huán)保效益。
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