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1、选矿讲义一、选矿的一般概念选矿：选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程的技术科学。了解选矿必先了解一些选矿的基别介绍。矿物：矿物是在地壳中由于自然物理化学作用或生物作用，所生成的自然元素（如：金、石墨、硫黄）和自然化合物（如磁铁矿、黄铜矿、石英），其成分比较均一。在自然界，除少数矿物为液体（汞）外，多为固体。固体矿物都具有一定的晶体结构和物理化学性质。例如磁铁矿呈黑色，结晶为八面体，比重4.6-5.2。强磁性化学成份为Fe3O4等。从而为选别和利用这些矿物提供了依据。选矿是一门专有的学问，是一门分离、富集、综合
2、利用矿产资源的技术科学。涉及到的概念及术语主要有：矿物、矿石的定义，直接与选矿有关的几个矿物性质等，以下分的概，直接与选矿有关的矿物的性质主要有比重（或密度），导电性，磁性，润湿性等。比重：是矿物重量与4度时同体积水的重量比。导电性：是指矿物的导电能力。一般有良导体、半导体和非导体之分。它是电选的依据。磁性：它被磁铁吸引或排斥的性质。一般矿物可分为强磁性铁矿（磁铁矿等），弱磁性铁矿（赤铁矿等）和非性铁矿（金刚石、赤铜矿等）。矿物的磁性是磁选的依据。润湿性：矿物能被水润湿的性质。易被水润湿的矿物称为亲水性矿物（石英、方解石），反之，称为疏水性矿物（辉钼矿、石墨）矿物的自然润湿性主要取决于矿物的结
3、晶构造。不同润湿性的矿物具有不同的可浮性。因此，它是浮选的依据。矿石：矿物在地壳中布不均，但在地质的作用下，可以形成相对富集的矿物集合体。在现代经济技术条件下，可以开采、加工、利用的矿物集合体，叫做矿石。否则称为岩石。矿石由有用矿物和脉石矿物组成。能为国民经济利用的矿物即选矿所要选出的目的矿物叫做有用矿物；目前国发经济尚不能利用的矿物，叫做脉石矿物。矿床：地壳中具有开采价值的矿石积聚区称为矿床。矿石和岩石的概念及其划分需从技术经济方面综合考虑，随着国民经济及技术的发展更多岩石可升格为矿石。以前我国含铁量20%以上的为矿石，20%以下的为岩石，但现在随着选矿的技术的发展20%以下的铁矿在先进的选
4、矿工艺的作用下也能选出高品位的精矿，此时低含量的岩石也就被划成矿石。同样脉石也是这样，一般铁矿石中的黄铁矿都作为无用的伴生矿而被丢弃，但在黄铁矿含量高时也可选矿回收用于提硫。 矿石的性质包括矿石的化学成份，矿物组成，结构构造（如颗粒和集合体的大小、形状、分布以及颗粒间的连晶等），矿石中金属元素的赋存状态，矿石的物理化学性质等。它们都与选矿密切相关。例如根据矿石的化学成份及矿物组成，可以确定回收哪些有用成份（矿物及元素），就座去除哪些有害杂质（矿物及元素）；根据矿石的结构构造及有用成份的赋存状态，可以判定磨矿的解离粒度，矿石的可选性以及综合利用有用成分的可能性。根据矿石的物理化学性质可以初步分析
5、宜选用哪些选矿方法，选择有效的选矿流程等。矿石的分类。按所含元素的性质可分为金属矿石和非金属矿石。按所含金属的种类中分为单金属矿石（即其中含有一种有价金属），如单一铜矿石或铁矿石；多金属复合矿石（其中含有两种以上可回收的金属）如铜铅锌矿石，铜钼铁矿石等。按有价成分存在形态是单质、硫化物或氧化物，可分为自然矿石如含金、铜等自然元素的矿石；硫化矿石，如有矿物为黄铜矿（CuFeS2）、方锌矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）等硫化物的矿石；氧化矿石，如有用矿物为磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe3O4）等氧化物的矿石。混合矿石，即含硫化物以含氧化物的矿石。按矿石中有价成份的含量矿石还可分为贫矿和富矿，如磁
6、铁矿矿石含铁大于45%为富矿，小于45%为贫矿。选矿的主要任务是将矿石中的有用矿物和脉石矿物相互分离，除去有害杂质，充分合理地利用国家矿产资源。二、我国矿产资源简介中国矿产资源丰富。已探明的矿产资源约占世界总量的12，居世界第3位。但人均占有量较少，仅为世界人均占有量的58，居世界第53位。迄今为止，共发现矿产171种，其中探明储量的矿产158种（能源矿产10种、黑色金属矿产5种、有色金属矿产41种、贵重金属矿产8种、非金属矿产91种、其他水气矿产3种）。中国已成为世界上矿产资源总量丰富、矿种比较齐全、配套程度较高的少数国家之一。按探明储量计算，中国45种主要矿产中有25种居世界前三位，其中稀
7、土、石膏、钒、钛、钽、钨、膨润土、石墨、芒硝、重晶石、菱镁矿、锑等12种居世界第一位。 中国矿产资源分布情况如下：石油、天然气主要分布在东北、华北和西北。煤主要分布在华北和西北。铁主要分布在东北、华北和西南。铜主要分布在西南、西北、华东。铅锌矿遍布全国。钨、锡、钼、锑、稀土矿主要分布在华南、华北。金银矿分布在全国，台湾也有重要产地。磷矿以华南为主。 主要矿产资源介绍： 煤炭资源：1、山西省：大同、西山、平塑、晋城、潞安、汾西。2、河北省：峰峰、开滦3、内蒙古自治区：霍林河、伊敏、准格尔、元宝山、乌海4、东北：鸡西、 鹤岗、抚顺、阜新、铁法、七台河5、华东：徐州、兖州、淮南、淮北6、中南：四川、
8、贵州7、西北；陕西、宁夏金属矿产：金属矿产资源的特点是分布广泛，但又相对集中于几个地区黑色金属：探明储量的有铁、锰、钒、钛等，其中铁矿储量近500亿吨，主要分布在辽 宁、河北、山西和四川等省。 铁矿资源（九大钢铁基地） 1、鞍本地区：鞍钢、本钢 2、上海地区：宝山，铁矿来源：南京梅山铁矿、马钢的铁矿 3、武钢： 铁矿来源：大治，黄山、鄂城 4、京津唐： 首钢、唐钢、承钢，铁矿来源主要是迁安、迁西、承德 5、攀枝花： 攀钢本地铁矿，是世界上有名的钡钛基地 6、马钢： 马鞍山本地铁矿 7、包钢： 铁矿白云 8、太钢： 本地铁矿主要在尖山，生产不锈钢 9、重钢： 重庆钢铁公司有色金属：凡是在世界上已
9、发现的有色金属矿在中国均有分布。其中，稀土的储量占世界的80%左右，锑矿的储量占世界的40%，钨矿的储量则为世界其他国家储量总和的4倍。 截止2000年底，中国已经发现矿产171种，其中有探明有储量的矿产157种，矿产地2万多处。 铝矿资源1、山西：山西铝厂、晋北铝厂、阳泉。铝矿主要在河津、阳泉等2、山东：铝矿在淄博3、河南：焦作、郑州、三门峡4、广西：苹果5、贵州：贵阳铜矿资源1、云南：易门、大姚、东川2、湖北：大冶、安徽铜陵3、山西：中条山4、甘肃：白银5、江西：德兴锡矿资源1、云南：云锡2、广西：南丹、大厂、平桂矿务局湖南及广东也有分布。 钨矿资源钨矿主要分布于江西、湖南、广东三省交界处
10、 金矿资源主要分布在辽宁、山东等。 非金属矿产资源 中国是世界上非金属矿产品种比较齐全的少数国家之一，全国现有探明储量的非金属矿产产地5000多处。大多数非金属矿产资源探明储量丰富，其中菱镁矿、石墨、萤石、滑石、石棉、石膏、重晶石、硅灰石、明矾石、膨润土、岩盐等矿产的探明储量居世界前列；磷、高岭土、硫铁矿、芒硝、硅藻土、沸石、珍珠岩、水泥灰岩等矿产的探明储量在世界上占有重要地位；大理石、花岗石等天然石材，品质优良，蕴藏量丰富；钾盐、硼矿资源短缺。但是，一些非金属矿产分布不平衡，特别在沿海和经济发达地区，探明储量尚不能满足本地区经济发展和出口创汇资源的需求。三、选矿在矿产资源利用中的位置勘探-采
11、矿-选矿-冶炼1、矿产勘探对经过普查、详查已确定具有工业价值的矿床，应用有效的勘查技术手段和方法，为矿山设计提供可靠的矿石储量和必要的地质、技术和经济资料而进行的地质工作。又称矿床勘探。矿产勘探的主要任务是：进一步查明矿体的形状、产状和赋存的地质条件，包括查明矿体四周边界，提出准确地质图件，以便确定合理采矿方案。查明矿石的工业品级、矿物组成、结构构造、有用和有害组分及其分布等，作为确定矿石选、冶技术加工方案的基础地质资料。进行矿产工业指标论证，这是决定矿产资源合理利用及未来矿山企业经济效益的根本问题。工业指标包括矿产的边界品位、工业品位、最低可采厚度和夹石剔除厚度等。依据工业指标，计算矿石的平
12、均品位和储量，这是决定矿山企业生产规模、服务年限等的重要依据。查清矿体及其顶、底板和夹石的物理机械性质、裂隙发育程度、构造破坏情况等，以选定合理的采矿技术，避免矿石贫化损失和保证安全生产。查明矿区水文地质条件，在调查区域水文地质条件的基础上，查明矿区中含水层和隔水层分布、地下水补给及排泄条件、水量、水质、污染源等，为矿山生产中的供水、排水设计和环境保护措施提供依据。对矿床的经济技术条件做出全面评价，估算未来企业的经济效益，对合理开发利用和建设方案提出意见及建议。为完成上述任务，将大量采用钻探和坑探（包括探槽、浅井、平硐、斜井等）工程，进行系统采样和测试，还常配合物探、化探等方法。为了达到勘探工
13、作的最优化，即以较少时间和人力、物力的投入，完成勘探任务，必须采用正确的勘探方法、合理的勘探程度和高效的施工管理。2、采矿自地壳内或地表开采矿产资源的技术和科学。一般指金属或非金属矿床的开采，广义的采矿还包括煤和石油的开采及选矿。其实质是一种物料的选择性采集和搬运过程。采矿工业是一种重要的原料采掘工业，如金属矿石是冶金工业的主要原料，非金属矿石是化工原料和建筑材料，煤和石油是重要的能源。多数矿石需经选矿富集，方能作为工业原料。采矿科学技术的基础是岩石破碎、松散物料运移、流体输送、矿山岩石力学和矿业系统工程等理论。需要运用数学、物理、力学、化学、地质学、系统科学、电子计算机等学科的最新成果。采矿
14、工业在已基本达到的高度机械化基础上，通过改进综采设备的设计、造型、材质、制造工艺、检验方法和维修制度等，将进一步提高其生产能力和设备利用率。同时矿井在提升、运输、排水、通风、瓦斯监控等许多环节将实现自动化和遥控。地下和露天矿都将实现计算机集中自动管理监控。有的国家已将机器人试用于井下回采工作面，开采对人员损害较大的矿种。另一方面，随着人类对地下矿产的不断开采，开采品位由高到低，资源紧缺，迫使使用低品位矿产，选择适当的采矿和选矿方法，进行综合采选、综合利用，提高矿产资源的利用率和回采率，降低矿石的损失率和贫化率。采矿和选矿过程中生成的有毒气体、废水、废石和粉尘等物质以及噪声和振动等因素，对环境、
15、土地、大气和水质等造成危害，一直是人们关心的课题。各国研究环保问题中进一步提出了资源的长期利用问题，特别着眼于废渣、废石、废液的重复使用、破坏后土地复用等。制订强有力的法律，采取有效措施确保矿山环境。简史 原始人类已能采集石料，打磨成生产工具，采集陶土供制陶，就是最早采矿的萌芽。中国古代的采矿历史悠久，从湖北大冶铜绿山古铜矿遗址出土有用于采掘、装载、提升、排水、照明等的铜、铁、木、竹、石制的多种生产工具及陶器、铜锭、铜兵器等物，证实春秋时期已经使用了立井、斜井、平巷联合开拓，初步形成了地下开采系统。至西汉时期，开采系统已相当完善。此时在河北、山东、湖北等地的铁、铜、煤、砂金等矿都已开始开采。战国末期秦国蜀太守李冰在今四川省双流县境内开凿盐井，汲卤煮盐。明代以前主要有铁、铜、锡、铅、银、金、汞、锌的生产。17世纪初，欧洲人将中国传入的黑火药用于采矿，用凿岩爆破落矿代替人工挖掘，这是采矿技术发展的一个里程碑。19世纪末20世纪初，相继发明了矿用炸药、雷管、导爆索和凿岩设备，形成了近代爆破技术；电动机械铲、电机车和电力提升、通讯、排水等设备的使用，形成了近代装运技术。20世纪上半叶开始，采矿技术迅速发展，出现了硝酸铵炸药，使用了地下深孔爆破技术，各种矿山设备不断完善和大型化，逐步形成了适用于不同矿床条件的机械化采矿工
