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四、化学选矿的主要方法 定义：在适宜的焙烧气氛和低于矿物原料熔点温度等相应条件下，通过加热升温使目的矿物发生物理和化学变化的工艺过程。 目的：使目的组分矿物转变为易于浸出或易于物理分选的形态。 产品：焙砂、干烟尘或湿法收尘集气产品。 4.1焙烧 分类：根据矿物焙烧发生化学反应的条件和工艺参数，分为热分解、氧化焙烧、还原焙烧、氯化焙烧、钠化焙烧、硫化焙烧等。 举例：黄铁矿FeS2的磁化焙烧 4.1焙烧 弱磁性的黄铁矿在氧化气氛中短时间焙烧，生成强磁性的磁黄铁矿；延长焙烧时间，磁黄铁矿继续氧化变成磁铁矿。 热分解，也叫煅烧，指将矿石加热到一定温度，使之分解为组成简单的化合物或改变其晶形、构造与形态。 4.1.1焙烧之热分解 石灰石煅烧 弱磁性菱铁矿石在中性或弱氧化气氛下，用竖炉或回转窑加热至300-400℃，被分解为强磁性的磁铁矿，便于用磁选法选别磁精矿。 菱铁矿热分解 氧化焙烧常用于铜、镍、钴、锌、锑、钼、铁等硫化物的处理，使金属硫化物转变为易于浸出的氧化物或硫酸盐，并使砷等有害杂质挥发除去，同时还可使物料疏松多孔，改善物料结构。 焙烧温度应高于相应硫化物的着火温度，低于其熔化温度，一般在580-850℃，温度过高，炉料会熔结。 常用焙烧设备有沸腾炉、多膛炉、回转窑。 4.1.2焙烧之氧化焙烧 硫化物经焙烧转变为氧化物或硫酸盐的反应： 4.1.2焙烧之氧化焙烧 可逆反应 1 若炉气中SO3分压小于MSO4的分解压， MSO4分解，MS氧化为MO，即硫化矿物全部脱硫焙烧； —氧化焙烧 2 若炉气中SO3分压大于MSO4的分解压， MS便氧化为MSO4，即硫化矿物部分脱硫焙烧。—硫酸化焙烧 硫酸化焙烧是在氧化焙烧生成金属氧化物的基础上，使金属氧化物转变成可溶性硫酸盐，再用水浸出的分离过程。 影响因素： 矿物性质、物料粒度、焙烧温度、炉气组成（O2/SO2/ SO3/杂质气体）、物料在炉内停留时间等。 效果衡量： 脱硫率-焙烧过程中除去的硫量与物料中含硫总量的百分比。 目的组分的硫酸化程度。 4.1.2焙烧之氧化焙烧 4.1.3焙烧之还原焙烧 还原焙烧主要用于处理难选的铁、锰、镍、铜、锡等矿物原料，在还原气氛中加热焙烧金属矿物，使其中的高价难选金属氧化物转变为低价金属氧化物或金属的过程。 举例：赤铁矿被还原为磁铁矿 含镍红土矿还原焙烧后，镍、钴金属用氨浸出。 4.1.3焙烧之还原焙烧 还原剂：粉煤、焦炭-固体，C 高炉煤气、焦炉煤气、水煤气-气体，CO、H2 焙烧设备：流态化炉、竖炉、回转窑 工艺过程：干燥-预热-还原-冷却 硫化焙烧：与还原焙烧相似，只是在处理难选金属氧化矿物时，加入硫化剂，在还原气氛中加热，使有价组分转变为固态的金属硫化物（焙砂），再加以富集回收。常用的硫化剂有黄铁矿、元素硫、硫酸钠、石膏等。 硫化挥发法-中国云锡公司 锡中矿烟化炉 还原挥发法-高温烟化炉，锌、铅气态金属挥发 4.1.4焙烧之氯化焙烧 氯化焙烧是矿物原料与氯化剂在氧化或还原气氛中加热并发生化学反应，生成可溶性或气态金属氯化物的过程。 氯化剂：Cl2、HCl、NaCl、CaCl2等 金属氧化物 金属硫化物 固体，廉价 CuO氯化离析 4.1.4焙烧之氯化焙烧 分类： 氯化焙烧-浸出法，中温氯化焙烧时，用水浸出焙砂中的金属氯化物，金属从浸出液中提取； 氯化挥发法，高温氯化焙烧时，将气态金属氯化物收集在冷凝器中，金属从烟尘中用化学方法提取； 氯化离析法，在氯化焙烧过程中加入碳粉作还原剂，生成的金属氯化物在碳粒表面还原以金属状态析出。 影响因素： 焙烧温度、氯化剂种类与用量、气相组成、气流速度、物料组成、物料粒度与孔隙度等。 4.1.5焙烧之钠化焙烧 钠化焙烧是在含有钒、钨、铬等有用成分的氧化矿物原料中，加入氯化钠、硫酸钠、碳酸钠等添加剂，经高温焙烧生成可溶性的的钠盐。 举例：含钒原料在750~900℃氧化气氛中的钠化焙烧 1、钠盐添加剂的分解反应 2、低价钒的氧化反应 3、五价钒的钠化反应 自然界中钒的主要矿物有绿硫钒矿，钒钛磁铁矿，铅钒矿，钒云母，铀云母等。五价钒与铀和磷在一起形成独立矿物。 4.1.6焙烧设备 沸腾焙烧-“固体流态化” 鼓风机将空气鼓进沸腾炉规定的物料层，随着气流速度增大，固体颗粒由静止阶段开始运动分离，体积膨胀；在适量的气流范围内，颗粒在一定高度范围内翻动，像“液体沸腾”似的。 矿石在沸腾炉中加热焙烧，发生化学反应，得到焙砂和含尘烟气。 4.1.6焙烧设备 多膛炉 4.1.6焙烧设备 回转窑 回转窑 物料喂入回转窑后，由于筒体具有一定的斜度，并以一定的速度回转，物料就会由窑尾向窑头运动。 喷煤管将煤粉喷入回转窑燃烧提供热