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1、,第七章 化学选矿试验,概述,1,2,3,焙烧试验,浸出试验,第一节 概述,原因：有许多难于用现有的物理选矿方法单独进行处理，如低品位难选氧化矿和混合铜矿、难选含铜铁矿等等。由于这些矿产嵌布粒度细、品位低、矿物之间赋存状态复杂，因而难于用物理选矿方法达到矿物完全分离和富集的目的。,应用：提高精矿品位；减少精矿杂质；处理物理化学性质相近的中间产品；处理尾矿或选矿厂老尾矿；与物理选矿方法联合或单独处理；单用物理方法难以处理的各种法原料。,第二节 焙烧试验,焙烧试验包括：还原焙烧、氯化焙烧、硫酸化焙烧、硫化焙烧和挥发焙烧等。,焙烧试验的目的：矿石中某些组分在一定的气氛下加热到一定温度发生化学变化，为
2、后续的物理选矿或浸出作业创造必要的条件，达到有用组分与无用组分分离的目的。,实验室焙烧试验的常用设备：管炉、坩埚炉、马弗炉、实验室型竖炉、实验室型转炉和实验室型沸腾炉等。炉型的选择，一般根据试验要求的深度和矿石的性质（主要是粒度）决定。,影响焙烧效果最重要的因素：温度、气氛、粒度、时间、添加剂的种类和用量、空气过剩系数等。这些因素的控制与所采用的方法有关。,一，还原焙烧,还原焙烧是在还原剂(C、C0和H2等)存在条件下把矿石加热到适当温度(550750)，此时赤铁矿和褐铁矿被还原为磁铁矿。,(一)还原焙烧试验装置和操怍 在实验室管式焙烧炉中用煤气作还原剂进行磁化焙烧的装置如图所示。 试验时试料
3、粒度30mm，试料重量1020 g。将试样装在瓷舟中送入反应瓷管内，瓷管两端用插有玻璃管的胶塞塞紧，使一端作为煤气和氮气入口，另一端扣煤气灯联接。然后，往瓷管中通入氮气：驱除瓷管中的空气。焙烧炉接上电源对炉子进行预热，用变阻器或自动控温器控制炉温到规定的温废，切断氮气，通入一定流量的煤气，开始记录还原时间。此时注意立即点燃煤气灯，以烧掉多余的煤气。焙烧过程中应控制炉温恒定，还原到所需时间后，切断煤气，停止加热，改通氮气冷却到200以下(或将瓷舟移入充氮的密封容器中，水淬冷却)，取出焙烧矿，冷却至室温，然后将焙烧好的试样送去进行磁选试验(一般用磁选管磁选)，必要时可取样送化学分析。没有氮气时，可
4、直接用水淬冷却试样。,图7一l还原焙烧装置 l一氯化钙干燥管，2一压力计，3一气体流量计， 4一反应瓷管，5一管状电炉，6一热电偶，7一高温表，8一煤气灯,用固体还原剂(煤粉、炭粉等)时，还原剂粒度一般小于试料粒度，如还原时问长，可粗些，反之则细些，但也不能太细，否则很快燃烧完，还原不充分。试验时，需将还原剂粉末同试样混匀后，直接装到瓷管或瓷舟中，送入管状电炉或马弗炉内进行焙烧。,对于粉状物料的焙烧，要求物料与气相充分接触，也可用实验室型沸腾焙烧炉，其装置如下图所示。,当要求做磁选机单元试验时，需较多的焙烧矿量，可用较大型的管状电炉，如瓷管直径为100mm，一次可焙烧5001000 g试样。,
5、(二)还原焙烧试验的内容和注意事项,焙烧温度和焙烧时间是相互关联的一对因素。焙烧温度低时，加热时间要长，还原反应速度慢，还原剂用量增加，温度过低时则不能保证焙烧矿的质量。温度过高时容易产生过还原，使焙烧矿磁性变弱。试样还原时不仅与焙烧温度有关，还取决于试样粒度大小、矿石性质、还原剂成分等，因而必须通过试验考查确定焙烧条件。,实验室还原焙烧试验结果，可以说明这种铁矿石还原焙烧的可能性及指标，所得到的适宜焙烧条件可供工业焙烧炉设计参考。,还原焙烧试验时需注意如下事项：(1)焙烧矿样必须放在炉内恒温区；(2)热电偶热端应放在恒温区；(3)经常检查瓷管，如坏了漏气，必须马上更换；(4)如矿样含结晶水高
6、，应先预热，去掉水份，使物料较疏松有利于还原。,(三)还原焙烧矿质量检查,(1)计算还原度 式中R还原度()； WFeO焙烧矿中FeO含量()； WFe焙烧矿全铁含量()。,在理想还原焙烧的情况下，当矿石中的Fe2O3全部还原为FeO时，焙烧矿的磁性最强。由于Fe3O4系一个分子的Fe2O3与一个分子的FeO结合而成，故当全部还原时，矿石中的Fe2O3与FeO之分子数量相等，焙烧矿的还原度为42.8%，这时还原焙烧效果最好。如R值大干42.8，说明矿石过还原，小于42.8则欠还原。无论是过还原还是欠还原，矿石的磁性均降低。,(2)用磁选管、磁性铁分析仪以及实验室型磁选机进行检查。方法见磁性分析
7、和磁选试验有关部分。 (3)焙烧矿石在现场可用磁铁(或永磁块等)检查磁性，或者通过磁滑轮进行检查。,磁化焙烧试验结果记录于下表中：,二、氯化焙烧试验 实验室氯化焙烧试验一般采用实验室型焙烧炉。,氯化焙烧通常分高温氯化挥发焙烧法、中温氯化焙烧法、离析法(即氯化还原焙烧法，又称金属化焙烧法)。 (1)高温氯化挥发焙烧在高温下将欲提取的金属呈氯化物挥发出来而与大量脉石分离，并于收尘器中捕集下来，然后进行湿法处理分离提取有价金属。此法一般具有金属同收率高、富集物浓度大而数量小、便于提取的优点，但有耗热能多、对设备腐蚀性强的弱点。 (2)中温氯化焙烧在不高的温度下，将欲提取的金属转化为氯化物或硫酸盐，然
8、后通过浸出焙砂以分离脉石，从浸出液中分离提取有价金属。此法一般耗能不多，易于实现，但金属回收率低，富集浓度稀，体积大，回收不便，且进一步处理的设备庞大。,(3)离析法 将矿石配以少量的煤(或焦炭)和食盐(或CaCI2等)，在中性或弱还原性的气氛中进行焙烧，使金属生成氯化物挥发出来，并在炭粒表面上被还原成金属，金属细粒附在炭粒表面上，下一步用选矿方法或用氨浸进行分离。这一方法适用于含铜、金、银、铅、锑、铋，锡、镍、钻等金属矿石。此法比一般氯化冶金的方法耗用的氯化剂少，成本比较低，因此受到人们应有的重视。,采用离析法处理各种难选铜矿石，可以获得较高的选别指标。但是这种方法存在着成本高、技术操作复杂
9、以及机械设备容易腐蚀(湿法收尘时)等方而的缺点。因而实验室试验结果必须经半工业试验验证，仔细确定工艺流程、设备和工艺条件后才能用于生产。,第三节 浸出试验 浸出是利用化学试剂选择性地溶解矿物原料中某些组分的工艺过程。套用组分进入溶液，杂质和脉石等不需浸出的组分留在渣中从而达到彼此分离。根据矿物原料的性质不同，可以预先焙烧而后浸出，也可以直接浸出。,根据所选择的溶剂不同，浸出可分为水浸、酸浸(如盐酸、硫酸、硝酸等)、碱浸(如氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠和氨)等。根据浸出压力不同，又可分为高压和常压浸出。从浸出方式不同，又可分为渗滤浸出和搅拌浸出；渗滤浸出又可分为池浸、堆浸和就地浸等。,一、浸出试验的
10、步骤 (一)试样的采取和加工 试样的采取和加工方法与一般选矿试验样品相同。 (二)拟订试验方案 根据试样的产品性质，确定浸出方案。在什么情况下采用何种浸出方案，必须根据浸出试料性质作具体分析。 (三)条件试验 条件试验的目的是在预先试验基础上，系统地对每一个影响浸出的因素进行试验，找出得到最佳浸出率的适宜条件。 (四)连续性试验和其它试验 对于浸出试样性质复杂和采用新设备新工艺的情况下，为保证工艺的可靠性和减少建厂后的损失，一般要进行半工业试验和工业试验。,二、浸出试验设备和操作 (一)常压浸出设备和操作,常压浸出是指在实验室环境的大气压力下进行浸出。按其浸出方式不同，分为搅拌浸出和渗滤浸出。
11、,1搅拌浸出 搅拌浸出主要用于浸出细粒和矿泥，浸出时间短，应用广泛。,2渗滤浸出 堆浸是在采矿场附近宽广而不透水基地上，把低品位矿石堆积1020m高进行浸出，物料粒度100mm0.075mm；就地浸出是在未采掘的矿床中，或在坑内开采和露天开采的废坑中用细菌浸出，即利用某些微生物及其代谢产物氧化、溶浸矿石。,(二)高压浸出设备和操作 高压浸出设备是指高于实验室环境下的大气压力下进行浸出，由几个大气压至几十个大气压。一般是往l2L机械搅拌式电加热高压釜(见图76)中进行。,三、浸出条件试验 这里重点是讨沦搅拌浸出的条件试验。小型分批浸出试验的试料量为50500g，一般用50100g，综合条件验证性试验为l kg或更多。 化学处理的回收率虽然与多方而的原因有关，但主要取决于化学试剂对矿物作用的浸出率的大小。浸出率大小与试料粒度、试剂种类和用量、矿浆温度、浸出压力、搅拌速度、浸出时间、液固比等因素有关。,谢谢！,
