化学选矿技术在工业上的应用

张馨文

(黑龙江省冶金设计规划院，哈尔滨150040)

化学选矿:基于物料组分的化学性质的差异，利用化学方法改变物料性质组成，然后用其他的方法使目的组分富集的资源加工工艺。它包括化学浸出与化学分离两个主要过程。

化学分离则主要是依据化学浸出液中的物料在化学性质上的差异，利用物质在两相之间的转移来实现物料分离的方法，如沉淀和共沉淀、溶剂萃取、离子交换、色谱法、电泳、膜分离、电化学分离、泡沫浮选和选择性溶解等等。

应用化学选矿是处理贫、细、杂等难选矿物原料和使未利用矿产资源资源化的有效方法，其分选效率比物理选矿法高。但化学选矿过程需消耗大量的化学药剂，对设备材质和固液分离等的要求均比物理选矿高。因此，在通常条件下应尽可能采用现有的物理选矿法处理矿物原料，仅在单独使用物理选矿法无法处理或得不到合理的技术经济指标时，才考虑采用化学选矿工艺。采用化学选矿工艺时，应尽量采用闭路流程，使药剂充分再生回收和水循环使用，以降低药剂消耗和减少环境污染;并应尽可能采用物理选矿和化学选矿的联合流程，采用多种选矿方法处理矿物原料，以便最经济地综合利用矿产资源。

中国于1909年在湖南水口山矿设计建成第一个重选厂，后改为浮选厂，到1949年全国仅有20余个选矿厂，1949年后设计建成了上千个各种类型选矿厂(包括重选、浮选、磁选和联合流程选矿厂)，江西德兴铜矿第三选矿厂的日处理矿石量达6万t。20世纪80年代以来，在选矿厂破碎、磨矿设计中，为缩小破碎产品粒度、节省磨矿电耗、实现多碎少磨，美国采用φ2 100mm超细碎圆锥破碎机，前苏联采用KH－2 200mm惯性圆锥破碎机，中国江西德兴铜矿第三选矿厂采用φ2 100mm超重型圆锥破碎机，山东枣庄金矿采用PYHD－900mm旋盘式超细碎圆锥破碎机。为简化流程、节省钢耗、降低成本，采用自磨矿工艺，美国采用nmX4.6m湿式自磨机，中国德兴铜矿第一选矿厂采用卯smx2.sm湿式自磨机。在重选厂设计中，采用窄级分级、多段磨选、流膜选矿，特别是流膜选矿的应用，改变了细泥重选的面貌。英国用40层翻床、横流胶带溜槽，中国用离心选矿机、振摆溜槽、双层胶带溜槽。在预选车间设计中，除重选、手选和重介质选矿外，发展了激光、辐射和电导/磁性拣选等，在浮选厂设计中，采用等可浮、串支分流、絮凝浮选、载体浮选和闪速浮选等工艺。浮选设备有充气式和机械搅拌式，如芬兰loom浮选机和前苏联100m浮选柱等。在磁选厂设计中，有永磁、电磁、强磁和高梯度磁选，特别是强磁、高梯度磁选的应用，使弱磁性矿物得以有效地回收，超导磁选更开辟了滋选的新领域。伴生组分的综合回收，前苏联达74种，日本达85%～95%;中国的综合回收，黄金占总产量的25%－33%，白银占65%，铂族金属和稀散元素几乎达100%。

随着工艺水平的提高和设备的发展，选矿厂的处理对象，不仅适用于原矿石，而且用于处理尾矿、冶炼中间产品或炉渣。设计依据主要是上级主管部门下达的设计任务和有关文件，批准的地质勘探报告。经主管部门组织鉴定和批准的选矿试验报告以及工程地质报告、地形图、设备图等。采用新技术、新设备的工业试验报告，要经主管部门组织技术鉴定和审批，个别大型新设备用于工业生产时，要经主管部门批准。选矿试验包括可选性试验、实验室试验、实验室扩大连续试验、半工业试验、工业试验和单项试验。选矿试验类别与适应范围设计规模与产品方案经可行性研究论证，并由主管部门在下达的设计任务中确定。设计规模通常以年或日处理原矿石数量表示，按国家规定划分大、中、小规模。

近年来，化学选矿法发展迅速，它可做为一个独立的方法从矿石中富集有用组份，又可从中矿或做为冶金，化工原料尚不合格的产品中去除有害杂质，还可做为改善其他选矿方法选分效果的准备工序。它处理的对象很广，陈了贫、细、杂、难的矿石外，还可以处理废水、废渣，诸如阳极泥等冶金废料。因此，目前在矿构原料加工方面，化学选矿虽末得到像某些机械选矿那样广泛应用，但它在这方面的作用仍是不可低估的。

因此，目前在矿构原料加工方面，化学选矿虽末得到像某些机械选矿那样广泛应用，但它在这方面的作用仍是不可低估的。

由于近20多年来的不断研究和实践，目前化学选矿已被成功地用于处理某些难选的黑色、有色、稀有金属和非金属矿物原料，如铁、锰、钛、铜、铅、锌、钨、钼、锡、金、银、钽、铌、钻、镍、铀、钍、稀土、磷、铝、石墨、金刚石、高岭土等矿物原料。除已大规模地用于从物理选矿尾矿、难选中矿、难选原矿、粗精矿、表外矿、废石等固体矿物原料中回收某些有用组分外，还可从矿坑水、洗矿水和海水中提取某些有用组分，其应用范围正日益扩大，已逐渐成为处理某些难选矿物原料和治理三废保护环境的常规技术方法之一。

随传统矿产资源的日益减少，资源形势的不断恶化及选矿成本的不断增加，人们不得不面临“资源开发与可持续发展”这一问题。而要解决这一问题，原来得不到开发的众多贫、细、杂物料必须资源化，而这需要与此相适应的资源开发技术;同时，为合理开发利用矿产资源，适应经济发展的需要，抵御市场价格的冲击，也迫切需要生产程序的简化，以降低选矿生产成本，提高劳动生产率，增加企业的真正效益。单纯依靠传统的选矿方法难以达到这一需要，化学选矿的地位因此而变得日益重要。近几年来，在化学选矿这一重要领域以及其与传统的选冶方法相结合方面都取得了更为明显的进展。