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化学选矿概论 Chemical mineral processing 主要内容 一、什么是化学选矿？ 二、为什么发展化学选矿？ 三、化学选矿的一般过程 四、化学选矿的主要方法 焙烧 浸出 萃取 沉淀 离子交换 电解 一、什么是化学选矿？ 化学选矿是基于不同矿物或矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法处理矿石原料、物理选矿的中间产品或矿渣，改变目的组分的存在形态，从中制取化学精矿或单独产品（金属或金属化合物）的矿物加工工艺。 分选对象：难选矿石原料、中间产品、尾矿渣 分选原理：矿物或矿物组分化学性质的差异 分选特点：改变矿物的化学组成与存在形态 分选结果：分离、富集目的组分 化学选矿与物理选矿的比较 物理选矿 化学选矿 选矿对象 相对易选的品位较高的原矿 贫细杂等难选原矿/物理选矿的中矿或粗精矿/工业废渣 选矿依据 矿物之间的密度/润湿性/电性/磁性等物理和物理化学性质差异 矿物的热分解/溶剂溶解/吸附/解吸附等化学性质差异 分选本质 分离富集，不改变矿物自身组成 化学加工，改变矿物自身组成与结构 产品形态 矿物精矿 化学精矿或金属及其化合物 化学选矿与冶金的比较 相似之处： 化学选矿的某些方法和原理与冶炼、化工的工艺相近。 区别之处： 1、处理对象。化学选矿处理的是有价成分含量低、有害杂质多，组成复杂的原矿或中间产品；冶金处理的是物理或化学精矿。 2、产品。化学选矿的产品纯度较低，还含有杂质；冶金后的产品纯度大幅提高。 二、为什么发展化学选矿 有价组分含量不断降低 矿物嵌布粒度越来越细 二次资源的综合利用 矿物资源组成越来越复杂 化学选矿： 分选回收利用矿物资源的有效途径之一。 环境保护压力越来越大 二、为什么发展化学选矿 例1 低品位难选氧化铜矿，添加还原剂（煤、焦炭）和固体氯化剂在回转窑内高温焙烧，使氧化铜矿物还原为金属铜颗粒，并附着在炭粉上，然后用浮选法获得高品位、高回收率的铜精矿。离析-浮选工艺（化学-物理联合选矿） 例2 南非Fairview金矿厂1955年采用浮选金精矿焙烧-氰化浸出的提金工艺；由于焙烧产生大量SO2污染环境，1984年改为细菌预氧化-氰化浸出-载金炭解吸电解工艺。 二、为什么发展化学选矿 例3 甘肃某锰矿-复杂矿、伴生矿 Mn Cu Ni Co 原料组成 30% 0.32% 0.34% 0.15% 物选-锰精矿 40% 0.32% 0.34% 物选-尾矿 26.81% 0.33% 0.34% 0.12% 化选精矿 金属或MnO2 铜精矿 镍、钴精矿 30% 4% 1% 二、为什么发展化学选矿 例4 永春福源锌业： 物理选矿得到的锌精矿—焙烧—酸浸—电解。 浸出渣中主要成分：Ag 6kg/t, Zn 22%-25%, Pb 4%-5%, Fe 20%-25%, S 14%-18%, Cu 2%。 银的回收：采用浮选效果不理想，硫脲浸出； 铜的回收：浮选；浸出-沉淀-浮选；离析-浮选。 化学选矿的特点 优点： 1、化学处理不嫌矿石“贫”、“细”、“杂”，对原料的适应性广；有利于矿产的全面综合利用。 2、最终产品纯度高。除形成化学精矿外，还可生产较纯的化合物或金属，直接满足社会需求，供应金属加工市场。 缺点： 1、因试剂较贵或消耗较大而造成试剂费用较高； 2、因介质腐蚀性强而造成设备和材料投资费用高； 3、化学选矿的废水、废渣处理难度加大。 化学选矿的发展方向 发展方向1：寻找更有效的浸出剂和净化剂； 发展方向2：研究试剂的回收和循环利用； 发展方向3：应用生物化学方法如细菌浸矿等； 发展方向4：节约能耗、药耗，避免污染环境。 能用物理选矿方法处理的物料，就不宜用化学选矿进行处理。 三、化学选矿的一般过程 化学选矿有六个基本作业： 准备作业 焙烧作业 浸出作业 固液分离作业 净化作业 制取化学精矿作业 三、化学选矿的一般过程 物料准备 原矿破碎筛分、磨矿分级、配料混匀；物理选矿使目的矿物预先富集。 焙烧roasting 通过加热反应改变目的矿物的组成或构造，易于后续处理，或使杂质挥发分解。 浸出leaching 使某些矿物组分选择性地溶于浸出液中，以分离有用组分与杂质。 三、化学选矿的一般过程 固液分离 浸出前浓缩矿浆；浸出液和浸出渣的固液分离；沉降倾析、多级逆流洗涤、浓缩、脱水过滤、凝聚和絮凝、离心分离等方法。 浸出液净化与富集 化学沉淀、水解、金属置换、溶剂萃取、活性炭吸附、电沉积、离子交换、膜分离技术等。 浸出渣和废液的处置 浸出废渣和废液的无害化处置与循环利用，保护生态环境，进行清洁生产。 化学选矿的原则流程图 三、化学选矿的一般过程 过程控制：利用自动控制设备和仪表对化学选矿各个作业的主要工艺参数、条件进行自动检测、调节和监视