金属矿山选矿工艺流程解析

 金属矿山选矿是一项系统性工程，需根据矿石性质、金属赋存状态及目标产品要求，设计科学的工艺流程。其核心流程涵盖破碎筛分、磨矿分级、分选作业及产品处理等环节，每个环节的技术选择与参数优化直接影响资源利用率与经济效益。以下是金属矿山选矿的典型工艺流程及关键技术要点。

一、破碎筛分：奠定高效分选基础

目标与作用
破碎筛分是选矿流程的首道工序，旨在通过机械力将原矿粒度逐步减小至适宜后续分选的范围，同时分离出合格粒度的矿料，减少过粉碎现象。其核心目标是实现 “多碎少磨”，降低后续磨矿能耗。

工艺类型与设备

1. 粗碎：常用颚式破碎机，适用于大块原矿的初步破碎，产品粒度控制在 200-300mm。

2. 中碎：多采用圆锥破碎机或反击式破碎机，将粗碎产品进一步破碎至 30-50mm。圆锥破碎机适合硬岩，反击式破碎机更适用于中软岩。

3. 细碎：采用对辊破碎机或锤式破碎机，将矿石粒度降至 10mm 以下。部分矿山引入高压辊磨机（HPGR），通过高压辊压实现 “料层粉碎”，能耗较传统破碎降低 30% 以上。

筛分配套
筛分设备（如振动筛、圆振动筛）与破碎设备联动，形成闭路循环。例如，中碎后筛分可分离出合格细粒矿料，粗粒返回中碎设备再处理，确保破碎产品粒度均匀可控。

二、磨矿分级：实现矿物单体解离

核心原理

磨矿是通过磨机介质（钢球、钢棒或砾石）的冲击与研磨作用，使矿石中的目标金属矿物（如磁铁矿、黄铜矿）与脉石矿物充分解离（单体解离度≥85%）。分级作业则通过水力旋流器、螺旋分级机等设备，将磨矿产品按粒度分级，粗粒返回磨机再磨，细粒进入分选环节。

工艺类型

1. 一段磨矿：适用于矿物嵌布粒度较粗、解离难度低的矿石（如部分磁铁矿），流程简单但效率较低。

2. 二段磨矿：第一段粗磨至 0.3-0.5mm，第二段细磨至 - 0.074mm 占 60%-80%，适用于复杂多金属矿（如铜锌硫化矿）。

3. 自磨 / 半自磨：利用矿石自身作为磨矿介质，减少钢耗，适合处理硬度高、含黏土多的矿石（如斑岩铜矿）。

关键参数

• 磨矿浓度：一般控制在 65%-80%，浓度过高影响研磨效率，过低导致过粉碎。

• 分级溢流细度：根据矿物嵌布粒度调整，细粒嵌布矿石需磨至 - 0.043mm 占 90% 以上。

三、分选作业：多元技术实现金属富集

分选是选矿流程的核心环节，基于矿物物理化学性质（磁性、密度、表面疏水性等）差异，选择适宜技术分离目标金属。常见分选方法包括：

（一）重选

原理与设备

利用矿物密度差异，通过水流或气流的动力作用实现分层。

• 主要设备：跳汰机（粗粒）、摇床（细粒）、离心选矿机（微细粒）。

• 应用场景：砂金矿、钨锡矿等密度差显著的矿石，常作为粗选或扫选工艺。

（二）磁分

原理与设备
基于矿物比磁化系数差异，利用磁场力分离磁性矿物。

• 弱磁选：磁场强度 0.1-0.3T，用于分选强磁性矿物（磁铁矿），设备如永磁筒式磁选机。

• 强磁选：磁场强度 1-2T，用于分选弱磁性矿物（赤铁矿）

（三）浮选

原理与药剂体系 通过调控矿物表面疏水性实现分离：目标矿物经捕收剂吸附后附着于气泡上浮，脉石则留在矿浆中。

• 关键药剂：

• 捕收剂：黄药类（如异戊基黄药）用于硫化矿，脂肪酸类用于氧化矿。

• 调整剂：石灰调节 pH 至碱性抑制脉石，碳酸钠缓冲 pH 稳定浮选环境。

• 起泡剂：松醇油促进气泡生成与稳定。

• 设备与流程：采用机械搅拌式浮选机，流程包括粗选、精选、扫选。例如，铜硫矿浮选先以黄药捕收铜矿物，尾矿再以黑药捕收硫矿物，实现铜硫分离。

（四）电选与化学分选

• 电选：利用矿物导电性差异，在高压电场中分离，适用于稀有金属矿的精选。

• 化学分选：

• 氰化法：用于金矿浸出，氰化物与金生成可溶性络合物，浸出率可达 90% 以上，但需严格处理含氰废水。

• 细菌浸出：利用硫杆菌等微生物氧化硫化矿物，释放金属离子，适用于低品位铜矿，能耗低但周期长。

四、产品处理：从精矿到成品的最后环节

（一）脱水与干燥

• 浓缩：通过浓密机降低矿浆含水率，减少后续过滤负荷。

• 过滤：真空过滤机用于磁性矿物脱水，陶瓷过滤机用于非金属矿，滤饼含水率可降至 8%-12%。

• 干燥：回转窑或流化床干燥机将精矿含水率降至 5% 以下，满足冶炼或销售要求。

（二）尾矿处理

• 尾矿浓缩：采用深锥浓密机或压滤机回收水资源，减少尾矿库占地与环境污染。

• 金属回收：对尾矿中残留金属，通过再选工艺进一步回收，提升资源利用率。

• 固化处理：部分尾矿经胶结充填返回采空区，实现 “无尾矿山”，减少地表沉降风险。