选矿《认识实习指导书》.docx

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选矿《认识实习指导书》

第1章绪论exodium

1．1实习的重要性与目的significanceandIntentionofpractice

矿物加工是系统研究矿物分离abruption、富集ennichment，使矿产资源有效利用efficiencyusing的技术学科。

它涉及到数学、物理学、化学、地质、矿物学、物理化学、流体力学、电磁学、机械、电力、冶金、采矿等多种学科理论和工程技术。

掌握矿物加工的科学技术，不仅需要扎实well-knit的基础理论知识，还应具备目标管理的实践技能。

实习是矿物加工学科重要的实践性教学环节。

是培养学生实践技能、消化课堂教学知识、巩固基础理论、拓展专业概念、启发创意思维、培养分析问题与解决实际问题能力的重要措施measure。

在修完基础课程，即将进入专业基础课和专业课之间安排的认识实习，是一次增强专业感性认识的实践教学过程，其目的意义有以下几个方面：

（1）通过实习，了解本学科在国民经济GrossNationalproduct建设中的重要地位以及与科学技术发展的密切关系affinity，激励spiritup学生热爱矿物加工科学事业；

（2）利用课堂讲解和参观选矿厂，熟悉矿物加工技术的基本过程，明确所学课程在学科中的作用，理解有关概念，籍以巩固和消化基础理论知识，为专业课程教学打下良好基础；

（3）通过安全教育，了解选厂各种生产管理措施及规章制度，获得生产管理技术知识和遵守规章的重要性；

（4）编写实习报告，进行实习考核，受到编写工程技术报告和生产记录的锻炼。

1．2实习教学方法Teachingmethodofpractice

根据《教学大纲》要求，实习以选矿实践教学为主要内容。

为学生提供了解和熟悉工作实际，通过实习过程增长见识，促进知识向能力转化。

认识实习由校内教学与校外现场参观结合完成。

校内教学简要讲解矿物加工的基本知识与选矿工艺流程表示方法，结合实验室设备介绍机械构造和工作原理，给学生示范操作。

校外部分选择大冶铁矿DaYeIronQuarry（或铜录山铜矿TongLuShancopperQuarry）选矿厂参观lookaround，请现场技术人员讲解工艺流程。

实习过程形成课堂—实验—实践，由浅入深、从模拟到实际循序渐进。

1．3实习要求Requestsinpractice

实习是在实践中学习专业知识的过程，实习期间的要求如下：

1.3.1严格遵守实习纪律，不迟到nokissthehare\sfoot，不旷课noabsenteeism，认真作好实习笔记和编写实习报告；

1.3.2实验室演示期间，遵守设备操作规程，每次实验结束后打扫干净cleanout卫生；

1.3.3进入选矿厂参观，服从指挥，统一行动，认真听现场技术人员讲解explain。

做到不随便乱摸生产设备，注意安全。

1.3.4实习应收集的资料和记录的相关内容

（1）选矿厂基本情况：

①选厂所属单位、地理位置、交通及气候；

②矿床工业类型及成因，矿体分布与开采方法，矿石运输方式；

③入选原矿的矿物组成，物理化学性质和主要矿物的岩矿鉴定结果；

④矿石可选性研究及选矿试验结果；

⑤选厂处理量、工作制度、水电来源与回水利用情况；

⑥选厂工艺流程及选别流程结果（数质量流程图），各作业设备名称、规格与数量（设备联系图）；

⑦选厂产品种类、销售对象及产品运输方式；

⑧选厂技术经济指标（选矿比、富矿比、精矿品位、回收率，水、电消耗，选矿成本和经济效益等）；

⑨选矿厂尾矿处理方法，环保措施，主要技术革新成果，经营、管理先进经验。

（2）破碎与磨矿：

了解工艺流程、主要设备及辅助设备。

各破碎段的给矿和排矿的粒度要求，总破碎比及阶段破碎比。

①粗、中、细设备类型、规格及工作原理，各设备结构和主要部件名称，润滑方法；

②比较中、细碎圆锥破碎机以及旋回破碎机的结构异同之处；

③筛分设备的种类、规格、振动机构、振幅与振次和应用范围，台、时产量和筛分效率；

④磨矿机的种类、规格、工作特点与应用范围，磨矿介质的形状规格，配比和补加制度；

⑤磨机台、时处理量，给矿性质、磨矿浓度及排矿细度，返砂比；

⑥磨矿细度的确定原则，磨矿细度过粗和过细对分选过程有什么影响，应如何调节？

⑦磨矿与分级机组的开、停车顺续及操作维护，岗位巡回检查内容、一般事故的判断和处理方法。

（3）重选工艺：

了解重选设备的种类、规格与工作原理，各设备分选粒度范围及在流程中的作用；

①跳汰机人工床石规格与铺设厚度，冲程、冲次数值和调节方法，台时处理量与分选效果；

②摇床工作制度（冲程、冲次，坡度、水量调节范围）和常见异常处理方法；

③重介质设备类型，重悬浮液配置方案与补加制度和再生方法；

④水力旋流器、溜槽、螺旋选矿机、圆锥选矿机应用效果与存在的问题。

（4）磁选工艺：

流程中磁选设备类型、规格与作用，处理量和分选效果；

①各磁选机的磁系材料、磁偏角及调整方法，绘出结构草图和磁系结构图；

②磁选机给矿、排矿品位、矿浆浓度、作业回收率；

③磁选机开、停车顺序，常见故障及其处理方法。

（5）浮选工艺：

浮选机的类型、规格及各自的构造和工作原理；

①浮选机的充气量与哪些因素有关，充气不足或物料“沉槽”现象的原因是什么，如何处理？

②矿浆浓度对浮选有什么影响，现场流程中粗、精、扫选作业的适宜浓度多少，为什么有区别，如何调节矿浆浓度？

③选厂如何测量矿浆浓度、细度，弄清楚原理和方法；

④调浆糟的作用是什么，药剂制度（药剂种类、添加方式及地点）及配制方法，画出药台在车间的位置、给药机类型和加药点的联系图；

⑤生产中如何判断各作业的产品质量，分析主要工艺因素（磨矿细度、浓度，浮选浓度，浮选时间，药剂制度）的相互关系；

⑥根据现场矿浆资料，计算浮选机槽数，与实际的数量比较，并查出差异的原因。

1．4实习考核方式Essessquomodosofpractice

1.4.1实习期间表现（态度comportment、组织纪律）；

1.4.2实习笔记的完整性integrality和随机问答的准确程度nicetydegree；

1.4.3实习报告。

（附：

实习报告应包括的内容）

（1）实习过程简述；

（2）实验室选矿试验流程示意图；（3）校外参观的选矿厂基本概况（单位名称与地理位置、矿石性质与生产规模、产品种类和供销关系、选矿工艺特点等）（4）选矿厂原则工艺流程图和机械设备联系图；（5）实习的收获和建议。

实习结束后一星期内交实习报告和实习日志，实习报告要求使用学院统一印制的封面和“武汉理工大学实习报告用纸”。

第2章选矿基本知识

BasisknowledgesofMineraiProcessing

2．1矿物与岩石mineralandrock

地壳earthshell是岩石组成的，岩石是矿物的集合体aggregation，矿物就是在地壳中具有固定化学组成和物理性质的天然化合物或自然元素。

目前，统计的矿物有3000多种，能为人类利用的矿物称有用矿物；在现代技术经济条件下能使有用成分富集、并加以利用的有用矿物集合体称矿石；目前无法富集或尚不能利用的一些矿物称脉石barrenrock。

有用矿物在地壳中的分布是不均匀的，由于地质作用，它们可富集在某处，形成巨大的矿石堆积。

在地壳内或地表上矿石大量积聚accumulation成具有开采价值的区域area则称为矿床bed。

矿石的种类繁多，广义上分为金属矿石和非金属矿石。

按物相组成、有用成分含量以及用途一般划分为：

金属矿、燃料矿、化学原料矿和非金属矿（也称工业矿物）四种。

其中金属矿石又分黑色金属、有色金属、贵重金属、稀有金属和稀土矿；燃料矿有气体、液体和固体三类；化学原料矿以提供酸、碱、盐及其它无机药品等；非金属矿特点各异，目前引用较多的是按原料主要性能和工业用途归类。

如：

电工电子原料、陶瓷原料、保温、绝热与耐火材料原料、建筑材料、化工材料等。

当矿石中只含一种有用矿物时，为单品种矿石，含两种以上有用矿物成分时，则称为多品种矿石。

对金属矿石，按金属存在的化学状态，习惯分成自然矿石、硫化矿石、氧化矿石和混合矿石。

象金、银、铂族元素、元素硫等有用矿物是自然元素的矿石叫自然矿石；硫化矿石的特点是其中有用矿物为硫化物，如：

黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS）等；氧化矿石中的有用矿物以氧化物形态存在，例如：

磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）等。

铜矿依据矿石氧化率（矿石中被氧化的金属占总金属成分的百分数）分为：

氧化矿石：

氧化率大于30％；硫化矿石：

氧化率小于10％；混合矿石：

氧化率10-30％。

铁矿按选、冶要求划分为：

TFe/Feo<2.7原生矿（磁铁矿，易选）

TFe/Feo>3.5氧化矿（赤铁矿，难选）

TFe/Feo=2.7-3.5混合矿

Cao+Mgo/SiO2+Al2O3=0.8-1.2自熔性矿

Cao+Mgo/SiO2+Al2O3=0.5-0.8半自熔性矿

Cao+Mgo/SiO2+Al2O3<0.5酸性矿

Cao+Mgo/SiO2+Al2O3>1.2碱性矿

2．2选矿的目的与任务IntentionandroleofMineralProcessing

选矿是依据矿物自身存在的某些物理或化学性质差异，利用不同机械设备将矿石中的有用矿物与脉石分离，使有用矿物相对富集的过程。

在选矿过程中，回收的有用成分称为精矿，抛弃的脉石则称尾矿gangue。

选矿的作用如下：

2.2.1有用矿物富集，提高原料品位，降低资源应用成本

从矿山开采出来的矿石，有用矿物与脉石通常伴生association在一起，仅有极少数富矿可直接使用，绝大多数矿石需要经过选矿，分离出脉石matrix，将有用成分富集后才能达到应用要求。

对金属矿而言，选矿可使矿石中的金属含量富集几倍至数百倍，与冶炼smelt过程比较，在大多数情况下选矿成本低，提铁降杂有利于降低金属利用成本。

有用成分富集的程度是达到工业应用质量标准，不同矿物要求不一样。

金属矿物：

原料冶炼金属含量要求；

非金属矿物：

工业原料应用技术质量标准criterion。

2.2.2控制有害maleficence成分

矿石中除主要有用成分外，经常还含有对该成分有害的杂质。

在冶炼中，有害杂质进入金属中不仅影响金属的质量而且增加冶炼过程的麻烦。

硫sulfur会使钢产生热脆性brittleness，磷phosphor使刚产生冷脆性，S、P都是铁矿石的有害杂质；铜copper和铅的有害杂质是锌zinc；对锌有害的则是铁。

对工业原料矿物而言，深色的金属离子会降低产品的白度，损害使用性能，在大多数原料中铁都是最有害杂质。

如：

高岭土中钛titanium也是有害杂质impurity。

2.2.3充分利用矿产资源，提高资源利用率

我国矿产资源储量丰富，但贫矿多，矿石组成复杂。

通过选矿分别选出符合要求的单独精矿，使复杂的有用成分都能有效利用，提高低品位矿产资源利用率。

2.2.4非金属矿选矿的特点featuresofnonmetallicMineraiprocessing

非金属矿的选矿是保证其自身性质能够有效发挥、特点充分展现的重要加工技术之一，是非金属矿综合利用的必要过程和手段。

与金属矿选矿比较，主要特点如下：

（1）、选矿的目的大多是为了获得具有某些物理化学特性的矿物，而不是为获得其中的有用元素。

如：

高岭土选矿的目标是得到质纯的高岭石（Al4[Si4O10]OH）成分，而不是单纯的Al2O3；云母选矿的产品是具有一定径/厚比的簿片云母isinglass。

（2）、选矿过程应注意保护有用矿物的天然晶体，否则影响它们的工业用途和使用价值。

如：

石墨应保护大鳞片、金刚石和红拄石保护晶体，对白云母而言，应保护大晶片和避免表面擦痕，……等。

在破碎、磨矿设备的选型上，通常采用破碎强度较低或具有选择性破碎作用的设备；确定工艺流程时，采用多段破碎（磨矿）多段分选的流程结构；

（3）、选矿的任务不仅仅在于富集有用矿物，清除有害杂质，还需要粉磨、分级，生产不同规格的系列产品，使之可直接提供用户使用；

（4）、非金属矿物加工还包括产品超细、表面改性以及增白处理过程，产品附值率可提高几倍至几十倍。

2．3选矿常用的工艺指标TechnicetargetofMineralProcessingoffenuse

2.3.1品位assay：

指产品中金属或有用成分的质量与该产品质量之比，常用百分数表示。

通常用α（％）表示原矿品位；β（％）表示精矿品位；θ（％）表示尾矿品位。

对于贵重金属（金、银、铂等）和稀有矿产等有用成分含量很低的矿石，其品位是每吨矿石中克含量，而金刚石的品位则为克拉cagat含量。

2.3.2产率weightrecovery：

产物质量（W2）与原矿质量（W0）之比，称为该产品的产率，用γ（％）表示：

γ=W2/W0×100％

2.3.3回收率recovery：

精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比，用ε（％）表示。

回收率与品位（α）和产率（γ）之间的关系是：

ε=（γβ/100α）×100％

有用成分回收率是评定分选过程（或作业）效率的一个重要指标。

回收率越高，表示选矿过程（或作业）回收的有用成分越多。

所以，选矿过程中应在保证精矿质量的前提下，尽可能的提高有用成分回收率。

2.3.4选矿比mineralseparationfactor：

原矿质量与精矿质量（W1）之比，常用K表示。

K表示获得1t精矿需要处理的原矿石吨数:

K=W0/W1

2.3.5富矿比concentrationfactor：

精矿品位与原矿品位的比值，用E表示。

E=β/α，它表示精矿中有用成分的含量原矿中该成分含量增加的倍数，即选矿过程中有用成分的富集程度，亦称富集比。

2．4选矿方法与选厂结构ProcessingmethodsandConcentratorconfiguration

矿石的选矿处理过程是在选矿厂中完成的，不管选矿厂的规模大小，一般都包括矿石分选准备作业、选别作业、选后产品处理作业三个最基本的工艺过程：

2.4.1准备作业

矿石分选前的准备作业有原矿的破碎、筛分、磨矿、分级等工序。

本过程的目的是使有用矿物与脉石矿物单体分离，使各种有用矿物彼此单体解离，为选别作业创造适宜条件。

一碎矿方法与机械

破碎是在外力作用下使大块物料变成小块物料的过程。

选矿中破碎的作用主要是：

（1）、满足选矿机械对入选原料粒度要求；

（2）、使矿石中各有用成分、脉石彼此单体解离；

（3）、满足用户对选后产品粒度的要求。

矿石破碎难易程度取决于其自身的机械强度，其中抗压强度>抗拉强度>抗剪强度>抗弯强度。

选矿常用普氏硬度系数f表示矿石的坚硬性，f在数值上大约是矿石抗压强度的1/100。

按普氏硬度系数f将矿石分为10级，f值越大，矿石越坚硬，也越难破碎。

f值与可碎性系数及可磨性系数的关系见表2-1所示。

表2-1矿石硬度、可碎性系数和可磨性系数

硬度等级σb/MPa普氏硬度系数f可碎性系数可磨性系数实例

很软<20<21.3～1.41.4～2.0石膏、无烟煤

软20～402～41.15～1.251.25～1.50页岩、泥灰岩

中等硬度40～804～81.001.00硫化矿

硬80～1008～100.80～0.900.75～0.85一般铁矿

很硬>100>100.65～0.750.50～0.70玄武岩、含铁石英岩

破碎作业按原料粒度不同分为：

粗碎、中碎、细碎几个阶段

给料粒度（mm）产品粒度（mm）破碎阶段破碎机械

1000-350350-100粗碎颚式破碎机旋回破碎机圆锥破碎机

350-100100-40中碎颚式破碎机标准型圆锥破碎机

100-4020-12细碎短头型圆锥破碎冲击式破碎机

20-1212-0.3粗磨球磨机（多为格子型）

12-0.3-0.1细磨球磨机棒磨机

破碎比ratioofcrushing：

给料中最大块直径（Dmax）与破碎产物中最大块直径（dmax）的比值，用i表示，即I=Dmax/dmax。

各阶段破碎比的乘积叫总破碎比。

碎矿设备：

1）、颚式破碎机jawcrusher2）、旋回破碎机gyratorycrusher3）、圆锥破碎机conecrusher4）、锤击式破碎机hammercrusher5）、辊式破碎机rollcrusher6）、球磨机ballmill7）、棒磨机rodmill8）、自磨机autogenousmill

二筛分与分级screenclassificationandclassification

筛分和分级都是将粒度级别较宽的矿粒群分成若干笮粒度级别产物的过程。

但筛分产物具有严格的几何尺寸界限，而分级是按在介质中沉降速度差异分开。

选矿工艺中筛分作业的任务有以下几种：

（1）、独立筛分：

为用户提供不同粒度的产品；

（2）、准备筛分：

为分选作业提供不同粒度的物料；

（3）、预先筛分和检查筛分：

在破碎前把合格粒度预先筛出为预先筛分，矿石破碎后分出合格粒度时的筛分称为检查筛分；

筛分目的不同，随着矿石性质的差异，筛分设备也不一样。

选矿厂的分级作业用于磨矿产品的预先分级和检查分级。

常用的分级设备主要是螺旋分级机，有单螺旋和双螺旋两种，按分级的粗细有高堰式high-weirspiralclassifier、沉没式sinkingspiraiclassifier和低堰式low-weirspiralclassier。

2.4.2．分选作业mineralseparat

固体矿物都存在一定的晶体结构和物理化学性质方面的差异，直接与选矿有关的矿物性质主要有密度、磁性、导电性、润湿性、硬度、颜色和光泽等，矿物的形状和粒度是可利用的差异。

根据不同的矿石类型和对产品的应用要求，实践中采用不同的选矿方法。

常用的选矿方法有重选法、磁选法、浮选法和电选法。

（1）浮选法frothflotation：

利用矿物表面润湿性不同产生的可浮性差异选别矿物的方法。

浮选法应用最广泛，可用于处理绝大多数矿石。

非金属矿物石墨、萤石fluorite、磷矿phosphorite都是采用浮选；

浮选设备：

搅拌槽、浮选机（搅拌式、充气式）。

浮选药剂：

捕收剂、起泡剂、抑制剂、调整剂。

（2）重选法gravityconcentration：

依据矿物密度和矿粒粒度与形状差异，在介质中具有不同的沉将速度settingvessel进行分选。

它广泛用于黑色、有色、稀有金属和煤的选别，在粘土矿物的提纯除杂中应用也很普遍；

重选设备：

跳汰机jig、摇床shakingtable、溜槽laundering、水力旋流器cyclone。

（3）磁选法magneticconncetration：

根据矿物在磁场中所受磁力强弱分选，多用于黑色金属和稀有金属的选别，非金属矿物用磁选除去原料中的含铁杂质；

磁选设备：

弱磁选机、强磁选机、高梯度磁选机。

（4）电选法electricconcentration：

以矿物导电能力强弱达到物料的分离。

电选法除用于金属矿石的分选外，也应用于非金属矿石（如煤粉、金刚石、石墨、高岭土和滑石）的分选。

除上述四种选矿方法外，还有光电选、手选、摩擦选等。

这些选矿方法都是利用机械使有用矿物与脉石进行分离，选矿的结果并没有改变矿物本身的物理和化学性质，故为机械选矿法。

为了处理成分复杂的难选矿石或对原料的精制提纯，经常采用化学选矿法，细菌浸出法、离析（焙烧）等。

2.4.3．辅助作业assistanttask

辅助作业是完成选矿产品的后处理。

包括各种精矿产品的脱水、尾矿的处置，细粒物料沉淀sedimentation浓缩concentrate、过滤percolation、干燥dryness，洗水澄清循环使用等。

一脱水dewatering脱水是从选矿产品中除去水分的过程。

脱水的方法有自然排水、浓缩、过滤、干燥。

一般情况下，脱水过程由浓缩、过滤和干燥三个作业组成。

（1）、浓缩设备：

浓缩机（中心传动式、周边传动式）、倾斜浓密箱；

（2）、过滤设备：

真空圆筒过滤机（内滤式、外滤式）、圆盘真空过滤机；

（3）、干燥设备：

圆筒干燥机。

二尾矿处理tailingsdisposal选矿厂的尾矿量很大，处理贫矿石的大型选矿厂尾矿更多。

尾矿是一个相对的概念，其中含有一些有用成分，在技术水平或经济条件许可时可以回收利用。

应根据尾矿性质，分别综合利用和有计划的堆放，尽量减少资源开发利用过程中造成环境污染。

在选矿厂，尾矿一般都是通过管道排至专门修筑的尾矿场

第3章选矿工艺流程的表达

RepresentationofTechnoiogicalFlowsheets

在选矿厂，入选矿石所经历的每一处理工序习惯上称为“作业”，由多个作业环节组成的选矿过程则称为选矿流程。

通常使用选矿工艺流程图、数质量流程图和机械设备联系图，表达矿石分选方案和流程结构特点。

3.1工艺流程图的内容与编制原则

Contentandprincipleinweaveofconcentratorflowsheets

矿石中任何有用成分的提纯除杂都是由选厂各作业联合完成的。

工艺流程图是表达矿石选矿的工艺过程，图中描述的是有用矿物富集所经历的每一个作业环节的名称和产物运行轨迹。

如：

粗碎、细碎、分级、粗选、精选、扫选、…等.。

其中没有记录选矿技术指标的为原则流程，标有工艺参数的则为数质量流程图。

梅山铁矿选矿工艺原则流程图见图1所示。

图1梅山铁矿选矿原则工艺流程图

3.2数质量流程图的意义MeaningofQuantity-Massflowsheets

数质量流程图是在已经确定的工艺流程基础上，根据各作业的选矿效果而编制的技术挡案。

图中的数字是在对作业产物取样化验后得出的结果，因此，是对流程的质量评价。

3.3机械设备联系图绘制方法Equipmentflowsheetsprotractmetho

机械设备联系图表达的是选矿各作业中设备配置与联系，通过此图可以了解整个流程的设备配置情况。

机械设备联系图记录的是设备的名称与规格型号，不表明作业的名称。

部分机械设备联系图见图2所示。

图2机械设备联系图表达示意图

第4章选矿工艺流程实例ExampleofTechnologicalFlow

4．1大冶铁矿DaYeIronQuarry

大冶铁矿隶属武汉钢铁公司，选矿厂位于湖北省黄石市铁山区，东距黄石市25Km,东南距大冶县城17Km,西北距武昌95Km,距青山-武钢冶炼基地81Km。

矿区有铁路与武（昌）黄（石）铁路的铁山站接轨，公路与黄石、武汉、青山等地相通，水路有长江的黄石港，交通十分便利。

大冶铁矿是一个多金属矿山，1950年3月被国家确定为武钢铁矿石主要供应基地，最初是在1954年由苏联列宁格勒国立有用矿物选矿设计研究院为铁矿建设进行选矿试验和设计，设计规模为年处理原矿量290万t。

以后历经多次复建完善，选矿厂现已形成四个选矿系列，实际年处理原矿量达到400万t。

截止1988年底，总投资9186.34万元，设备652台，总重量7910t。

矿山水电供应：

大冶铁矿用电负荷25000Kw，其中工业用电占60％，由黄石供电局铁山区域变电所powersub