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礦物浮選分離技術(shù)，作為礦物加工領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，旨在通過物理和化學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)有用礦物與脈石的有效分離，從而提高礦石的品位和回收率。隨著全球礦業(yè)資源的不斷減少和開采難度的增加，礦物浮選分離技術(shù)在礦業(yè)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，同時(shí)也面臨著更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
金礦的主要化學(xué)成分為金，金可以存在于多種礦物中，但是目前最常見的金礦礦物是黃鐵礦和金砂。在對(duì)黃鐵礦進(jìn)行浮選時(shí)，由于黃鐵礦和金砂中的金含量較高，因此能夠有效的降低對(duì)其他礦物的選擇性。但這種浮選方法也存在著一些缺陷，如流程復(fù)雜、藥劑種類較多等。在對(duì)毒砂進(jìn)行浮選時(shí)，通常需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，將其用浮選法進(jìn)行回收。在對(duì)金礦浮選分離技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種新型的藥劑-丁基黃藥。這種藥劑具有較好的捕收能力和較強(qiáng)的選擇性，能夠在一定程度上提高浮選效果。但由于這種藥劑價(jià)格昂貴、用量較大等原因，導(dǎo)致金礦浮選分離技術(shù)應(yīng)用范圍受到了一定的限制。
銅礦浮選是我國礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中的主要環(huán)節(jié)，我國銅礦資源豐富，儲(chǔ)量巨大。由于我國銅礦多分布于地下，因此在開采時(shí)必須將地下礦石的性質(zhì)、品位等信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，以便于進(jìn)行選礦作業(yè)。在銅礦石浮選時(shí)，由于礦物之間存在著較大的差異性，因此如果不對(duì)其進(jìn)行細(xì)分，就很難實(shí)現(xiàn)有效分離。此外，銅礦中還含有少量的硫化銅以及氧化銅等，這些都會(huì)影響到后續(xù)的冶煉工作。針對(duì)銅礦浮選過程中所存在的問題，可通過增加藥劑種類、減少藥劑用量等措施進(jìn)行有效解決。同時(shí)，還可以通過調(diào)整浮選工藝參數(shù)等措施來實(shí)現(xiàn)對(duì)銅礦的有效分離。
鐵礦主要是由鐵和硫、磷等礦物組成，通常會(huì)采用浮選技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分選。在我國，鐵礦資源比較豐富，但是由于其品位較低，并且賦存在不同類型的礦石中，因此浮選分離技術(shù)成為其開發(fā)利用的重要手段。在鐵礦浮選分離過程中，通常會(huì)采用混合浮選、選擇性絮凝浮選和聯(lián)合浮選等工藝對(duì)其進(jìn)行處理。例如，在我國的鞍鋼集團(tuán)和東北大學(xué)的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)：利用超聲波與攪拌浮選相結(jié)合的方法來進(jìn)行選礦，能夠有效提升鐵礦資源的回收率。
綜上所述，礦物浮選分離技術(shù)在金礦、銅礦、鐵礦等重要礦產(chǎn)的加工中發(fā)揮著不可替代的作用。盡管不同礦產(chǎn)的浮選面臨著各自的挑戰(zhàn)，如藥劑成本、工藝復(fù)雜性等，但通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新 —— 無論是新型藥劑的研發(fā)、工藝參數(shù)的優(yōu)化，還是多技術(shù)的融合應(yīng)用，都為提升分離效率、降低成本、拓展應(yīng)用范圍提供了可能。未來，隨著礦業(yè)資源開發(fā)需求的進(jìn)一步提升，礦物浮選分離技術(shù)必將朝著更高效、更環(huán)保、更智能的方向發(fā)展，為礦產(chǎn)資源的可持續(xù)利用注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
1. 矽卡巖型鉛鋅礦床：鉛鋅礦床最重要的類型之一，品位高，伴生Cu、Ag及稀有元素（Ge、In、Cd），規(guī)模變化大，分布廣泛。
2. 熱液脈狀鉛鋅礦床：賦存于各類巖石裂隙，礦體呈脈狀，品位高，規(guī)模中等，如湖南桃林、遼寧青城子。
3. 黃鐵礦型鉛鋅礦床：與含銅黃鐵礦同源，Pb、Zn含量相對(duì)高，代表礦區(qū)有甘肅小鐵山、銀鐵山。
4. 碳酸鹽巖熱液交代型鉛鋅礦床：以方鉛礦、閃鋅礦為主，伴生石英、螢石、重晶石，綜合回收價(jià)值高，湖南黃沙坪屬此類。
5. 碳酸鹽巖層狀鉛鋅礦床：產(chǎn)于灰?guī)r、白云巖，礦體呈層狀，品位較低但規(guī)模大，礦物組合簡單。
1.方鉛礦（PbS）
在砂金礦的開采與加工中，重選工藝憑借其經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)，成為提取黃金的核心技術(shù)。這一工藝通過精準(zhǔn)把控破碎篩分、脫泥、選別等環(huán)節(jié)，將藏于砂礦中的黃金層層富集，最終實(shí)現(xiàn)高效回收。
砂金礦中常夾雜著膠結(jié)泥團(tuán)和大小不一的礫石，這些 “障礙” 若不清除，會(huì)直接導(dǎo)致黃金流失。破碎與篩分作業(yè)便是解決這一問題的關(guān)鍵步驟，能排除 20％~40％ 的廢石，為后續(xù)選別奠定基礎(chǔ)。
破碎設(shè)備種類多樣，按結(jié)構(gòu)可分為圓筒型、螺旋型、振動(dòng)型、水力型等。其中，圓筒擦洗機(jī)對(duì)中等可洗性的砂礦效果顯著，兼具碎散和分級(jí)功能。而在篩分環(huán)節(jié)，場景不同，設(shè)備和操作也有差異。采金船上，碎解與篩分在圓筒篩內(nèi)同步完成，筒內(nèi)的間斷螺旋角鋼配合高壓洗滌水，高效處理礦砂；陸地固定選金廠則借助洗礦床，使用格篩、振動(dòng)篩等設(shè)備，并通過反復(fù)沖洗提升效率。由于水篩能借助高壓沖水碎解膠泥，提高篩分效果，因此砂金礦篩分多采用水篩，沖水量根據(jù)洗礦要求精準(zhǔn)調(diào)控。
砂金礦中，小于 0.1mm 的物料通常不含金或含金極少，脫泥作業(yè)就是將這些 “無用” 礦泥剔除。脫泥設(shè)備主要是各種規(guī)格的脫泥斗，能有效減少后續(xù)選別過程的干擾。不過，溜槽選金因其處理量大、允許的物料粒級(jí)寬，在選別前一般無需脫泥，可直接進(jìn)行作業(yè)。
重選法是砂金礦選別的核心，經(jīng)濟(jì)又高效。粗選段得出的含金粗精礦，金品位約為 100g/t，針對(duì)這些粗精礦，有多種處理方式：可用淘金盤人工淘出金粒，剩余重砂丟棄；也可采用混汞筒內(nèi)混汞，獲得汞膏后拋棄重砂；還能在人工淘洗或混汞提取金后，將重砂集中送精選廠，通過磁選、電選等方法回收各種重砂礦物。
砂金礦重選工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)都緊密相連，從破碎篩分的基礎(chǔ)準(zhǔn)備，到脫泥的精準(zhǔn)除雜，再到選別的高效富集，共同構(gòu)成了一套成熟的黃金回收體系，為砂金礦資源的開發(fā)利用提供了有力支撐。
氰化法是一種化學(xué)方法，屬于濕法冶金的范疇，從上個(gè)世紀(jì)開始就應(yīng)用于選金。氰化法利用堿金屬或堿土金屬氰化物的稀溶液，在空氣存在的條件下，將金、銀等貴金屬浸出，再用鋅置換出溶解的金和銀，或者用離子交換樹脂或活性炭吸附。傳統(tǒng)的氰化法，一般包括槽浸、液固分離、鋅置換三道工序。隨著氰化法工藝的逐步發(fā)展，浸出工藝也不斷進(jìn)行了改進(jìn)升級(jí)。目前已逐步淘汰槽浸法，使用堆浸法來提高處理量；將鋅置換工藝升級(jí)為用離子交換樹脂或活性炭吸附等。具體方法可分為炭漿法(CIP)、炭浸法(CIL)、樹脂礦漿法(RIP)和堆浸法。
（1）炭漿法(CIP)：除了對(duì)礦石進(jìn)行氰化浸出，還需向浸出礦漿中加入一定量的活性炭(約20g/t)，從氰化礦漿中吸附金，然后從礦漿中提取載金炭，載金炭經(jīng)解吸后再用電積法從含金電解液中回收金。炭漿法的特點(diǎn)是以浸出、吸附與載金炭解吸作業(yè)取代常規(guī)氰化法的浸出、洗滌和澄清作業(yè)，對(duì)各類礦物均具有較好的適應(yīng)性，可溶金的回收率高，經(jīng)濟(jì)效益好。
（2）炭浸法（CIL）：是指在氰化浸出的同時(shí)進(jìn)行活性炭吸附金的提金方法，即氰化浸出與炭吸附在同一槽內(nèi)進(jìn)行。該法的顯著優(yōu)點(diǎn)是投資省、占地面積小、節(jié)能，由于邊浸邊吸，金的溶解速度快，易溶金的回收率高。但缺點(diǎn)在于浸出時(shí)間短，流程中存炭量多（積存的金量多），炭的磨損量大。因此炭浸法適用于易浸金和品位較低的金礦石。
（3）樹脂礦漿法(RIP)：由于活性炭易破碎、需高溫活化、吸附速率低等缺點(diǎn)，而樹脂在吸附速度和吸附量上，相對(duì)于活性炭都更有優(yōu)勢，并且解吸也較容易，RIP法極大節(jié)省了投資與操作費(fèi)用。
（4）堆浸法：這個(gè)方法是將開采出來的礦石，先轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)先備好的堆場上進(jìn)行筑堆，或直接就在已經(jīng)堆存的廢石或低品位礦石上，通過噴淋或者滲濾氧化浸出液，使溶液通過礦石而產(chǎn)生滲濾浸出作用。堆浸法的氰化浸出液需要反復(fù)噴淋礦堆，在經(jīng)過多次循環(huán)后，收集浸出液，再用上述的活性炭吸附法、樹脂吸附法或鋅粉置換法等工藝回收金。
氰化法細(xì)粒金礦石中提取金、銀非常有效。雖然氰化法具有工藝成熟、提取率高、產(chǎn)量大，對(duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)、單位成本低，工藝簡單，易于操作，可以實(shí)現(xiàn)原地產(chǎn)金等各種優(yōu)點(diǎn)。
通過對(duì)選礦全流程中破碎、磨礦、選別、精礦脫水、尾礦輸送及水系統(tǒng)等各環(huán)節(jié)的協(xié)同與優(yōu)化控制，構(gòu)建選礦廠綜合自動(dòng)化體系。在穩(wěn)定生產(chǎn)流程、均衡工序產(chǎn)能效率、保障生產(chǎn)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提升選廠處理能力的目標(biāo)，同時(shí)改善作業(yè)環(huán)境，推動(dòng)選礦生產(chǎn)向智能化、高效化方向升級(jí)。
破碎篩分控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程的遠(yuǎn)程集中控制與現(xiàn)場無人值守，縮短設(shè)備的啟停車時(shí)間，降低設(shè)備空轉(zhuǎn)能耗，為后續(xù)的磨礦環(huán)節(jié)提供合適粒度的破碎礦石。
破碎篩分系統(tǒng)可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，連鎖保護(hù)設(shè)備，降低設(shè)備故障率，實(shí)現(xiàn)多種操作方式，本地/遠(yuǎn)程手動(dòng)和自動(dòng)操控。
磨礦分級(jí)流程是選礦廠的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，直接影響選礦指標(biāo)，電耗、襯板消耗、鋼球消耗也是選礦廠主要的成本項(xiàng)。磨礦分級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)可以改善磨礦作業(yè)，提高磨礦分級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量，降低磨礦成本，提高磨礦生產(chǎn)效率。
磨礦分級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)給礦控制，磨礦濃度調(diào)節(jié)，自動(dòng)加球和鋼球配比添加，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障預(yù)警，生成數(shù)據(jù)報(bào)表與查詢功能等。
浮選自動(dòng)化主要包含浮選液位和充氣量調(diào)節(jié)。浮選液位控制系統(tǒng)主要包含液位測量裝置、氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行器、智能控制器。浮選液位控制系統(tǒng)可以及時(shí)有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)，相比人工操作，有助于浮選指標(biāo)的提升。
常見的氧化銅礦物有孔雀石、硅孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦等。
碳酸鹽礦物，化學(xué)式為CuCO3·Cu(OH)2，理論含CuO71.95%，屬單斜晶系，晶型多呈針柱狀，集合體呈塊狀、皮殼狀和結(jié)核狀，結(jié)構(gòu)呈纖維放射狀及同心層狀?？兹甘叨嗌裕伾庶S綠色、暗綠色及孔雀綠，莫氏硬度3.5~4.5，比重3.54~4.1，性脆，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，加溫至473K時(shí)可分解成黑色的氧化銅，遇酸可溶解并形成相應(yīng)的銅鹽。
孔雀石屬易選氧化銅礦物，可以采用高級(jí)黃藥、在高用量下直接浮選，也可采用脂肪酸及其皂類捕收劑進(jìn)行浮選，但浮選選擇性較差，易受礦石中碳酸鹽類脈石礦物的干擾。工業(yè)中，常采用硫化-黃藥法進(jìn)行浮選，通過添加硫化劑，孔雀石表面吸附HS?或S2?，生成硫化銅薄膜，使礦物表面呈硫化礦性質(zhì)，然后加入高級(jí)黃藥進(jìn)行浮選。
硅酸鹽礦物，理論化學(xué)式為CuSiO3·2H2O，理論含CuO45.2%，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不穩(wěn)定，屬水合硅酸鹽膠體銅礦物，結(jié)構(gòu)呈鐘乳狀或土狀，無固定化學(xué)組分。硅孔雀石呈綠色、淺藍(lán)綠色，受雜質(zhì)影響又呈褐色及黑色，莫氏硬度2~4，比重2.0~2.4。
硅孔雀石的天然可浮性極差，表面親水性很強(qiáng)，屬極難選氧化銅礦物，其組成與產(chǎn)狀不穩(wěn)定，捕收劑只能吸附在礦物表面孔隙內(nèi)，吸附極不牢靠，且可浮性受pH影響顯著，可浮選的pH范圍窄。Raghavan等人研究發(fā)現(xiàn)，硅孔雀石的上浮率與礦物表面微觀空隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，空隙越多，硅孔雀石表面與捕收劑間的相互作用越強(qiáng)，浮選效果越好；當(dāng)ph＜6時(shí)，其溶解度急劇增加，硅孔雀石的最佳浮選ph值為6.5左右。目前硅孔雀石最常用的選別方法是加入有機(jī)活化劑，使其通過物理或化學(xué)吸附在礦物表面上，進(jìn)而使礦物表面呈疏水狀態(tài)，并促進(jìn)捕收劑的穩(wěn)定吸附。
碳酸鹽礦物，又名石青，化學(xué)式2CuCO3·Cu(OH)2，理論含CuO69%，單斜晶系，結(jié)構(gòu)呈同心層狀、纖維放射狀。藍(lán)銅礦常與孔雀石共生于氧化帶中，呈綠色、孔雀綠及暗綠色，具絲絹或玻璃光澤，莫氏硬度3.5~4，比重3.7~3.9，性脆易碎，遇酸可溶解。
