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重视工艺矿物学 推进非金属矿的开发和应用

Release date:2017-10-14  source:粉体技术网  Browse times:463

工艺矿物学(proeess mineralogy)是矿物学的一个分支。它是介于矿物学和选矿学之间的一门新兴边缘科学。工艺矿物学的运用贯穿于地质找矿、资源评价、选矿工艺研究及流程考查、冶工艺研究及流程考查、材料质量检查等矿产资源从评价到开发利用的全过程。

工艺矿物学是对矿石中的矿物组成、矿物含量、矿石结构与构造、矿物粒度及粒度分布,矿物之间的镶嵌关系,目的矿物的赋存状态,有益组份和有害组份,目的矿物的解离程度,以及有用矿物和脉石矿物的晶格及晶格表面状况等所进行研究的一门科学。

非金属矿选矿虽然也采用传统的浮选、重选、磁选等方法,但是在这些方法的具体应用中具有明显的特殊性,例如在石墨的选矿中为了尽量保护大鳞片,通常要采用多段磨矿多段浮选的工艺,根据矿石中矿物的镶嵌关系与颗粒大小,一些石墨矿石竟要采用八次再磨十次再选的工艺;同样在石棉的风选中为了保护纤维的长度,通常也要采用多段破碎多段吸选的工艺。又如,在一些高岭土或者膨润土粘土矿物的选矿中,常常选用捣浆与除砂的重选工艺进行提纯,或者选用选择性破碎,采用风选方法来除砂的干法重选工艺,常常选用采用强磁选矿机的磁选与浮选等联合工艺除去含等杂质矿物。

但是在非金属矿的选矿实践中,常常由于没有关注工艺矿物学的成果,没有用这些成果指导选矿实践,出现选择的选矿工艺和方法不适合的情况。如新疆某膨润土矿采用超细粉碎和风选的方法来提纯膨润土,实际效果较难达到预期效果,只有将膨润土磨至10μm以下,才能勉强达到国家有关标准,究其原因,原矿中的石英长石等颗粒粒径0.004~0.05mm,一般以粉砂屑、砂屑均匀分布,矿石中矿物远没有达到互相解离的程度,这些细粉砂是影响风选效果的首要原因。又如在某石墨矿的选矿试验中,原矿经过七磨八选,精矿品位达到94%的要求,但是回收率不能达到要求,精矿品位与回收率难以兼得。经过对该原矿进行工艺矿物学研究,该石墨矿石中石墨鳞片常呈片状集合体重迭排列,其间常常有厚度10μ左右的脉石矿物夹层;有少部分粒度大约为5~40μ石墨呈细小颗粒包裹在脉矿石矿物中;有的石墨片与片之间夹有褐铁矿,也有的褐铁矿沿石墨边部包围。因此我们修改了浮选工艺,将各段中矿隔段返回的工艺改为中矿集中再磨再选工艺,达到了生产中高碳产品,回收率大于85%的要求。再如在某长石矿的除铁选矿试验中,产品中的铁含量需要从原矿中的0.3%降到0.1%以下。经过对该矿石工艺矿物学结果研究认为,该长石矿岩石具细粒砂状结构、次生加大边结构,由碎屑和胶结物组成,碎屑主要为长石与石英颗粒,长石颗粒一般为0.05~0.18mm,石英颗粒在0.05~0.5mm,胶结物一般为硅质、粘土质和铁质物。因此在磨矿中不但要关注有用颗粒的解离度,还要关注长石、石英颗粒表面上粘结的含铁矿物去除程度,磨矿方式应采用兼有磨剥作用的球磨机而不是采用产品粒度均匀过粉碎少的棒磨机,选别方法不但需要强磁选,而且还要采用浮选方法。

从上述选矿实践中不难看出工艺矿物学研究在非金属矿选矿中的重要性与特殊性,只有认真细致进行工艺矿物学研究,才能制订科学的有依据的选矿工艺和方法,才能为企业效益最大化做出贡献。但是在许多非金属矿的选矿提纯实践中,往往为了省钱,在工艺矿物学研究中严重缺项,不做认真细致的研究,模仿同类型企业的选矿工艺和方法,导致选矿试验迟迟不能完成,或者所评价的资源结论不准确,或者设计的工艺流程不合理,或者所建设选矿厂生产的产品很难达标,国家规定的“三率”达不到要求,企业的效益难以达到预期,资源中可以综合回收的矿物没有回收等问题。这些都是非金属矿选矿中需要注意的重要问题。

矿产资源是不可再生的,尾矿作为一种矿产资源同样是不可再生的。因此,随着经济的发展,尾矿综合回收利用已经成为必然。在现阶段,尾矿综合利用研究方向主要有两个方面。一是从尾矿中再选(提纯)有用矿物和组份。二是研究现阶段无再选价值尾矿的整体利用。无论是尾矿再选利用还是整体利用,尾矿的工艺矿物学研究都是很重要的。在尾矿利用之前,我们需要了解尾矿中含有哪些矿物,品位(含量)多少,颗粒多大,与其它矿物的镶嵌关系,影响目的矿物的杂质有哪些,这些杂质的可选性等等因素都决定尾矿再选利用是否成功和效益如何。在尾矿整体利用时,我们需要了解尾矿整体的基本物理与化学等特性,含有哪些杂质,对整体利用的有害程度,在此基础上才能真正整体利用好尾矿,使得矿产资源效益最大化。例如,某石墨矿的尾矿经过工艺矿物学研究,原矿石中的五氧化二经过选矿后,在尾矿中得到了富集,含量一般为0.7%,而精矿中仅为0.25%,我们就应考虑回收尾矿中的五氧化二钒。又如,通过对某长石尾矿研究,主要成分为含铁高岭土等粘土矿物,我们就可以考虑将其用作水泥原料。又如,某矿经过将所有金属矿回收后的尾矿,通过研究发现,约85%为蛇纹石和橄榄石,剩余的为绿泥石、透闪石等矿物,如果通过强磁选矿除去这些含铁矿物,我们就可以将其作为填料应用或者作为生产橄榄石制品的原料,也可以将这些尾矿作为二氧化碳的吸收剂,蛇纹石具有吸收大气中二氧化碳的能力,大气中二氧化碳可以碳酸的形式固定在蛇纹石里。综上,要很好地利用尾矿,工艺矿物学研究是必不可少的,认真细致的研究更是必不可少的。

非金属矿的应用是综合利用某种矿物或者矿物集合体的性能,但是这些性能的利用是随着人们对矿物性能的不断认识进行的。而这些认识是建立在对矿物性能不断研究的基础之上的。只有研究和了解了矿石中各种矿物的工艺特性,结合国民经济建设中的需要,才能将各种非金属矿做到物尽其用。例如系高岭土这种只有我国独有的矿物在以前是被作为煤尾矿的,后来在我国科技工作者深入研究其性能和加工方法后作为一种高岭土资源得到广泛应用。又如在我国玄武岩纤维的开发中存在的瓶颈是原料质量不稳定。为什么呢?由于玄武岩成矿条件不同,其中的矿物成分和化学成分不同,工艺矿物学研究成果更为不同。如果要开发某种矿产资源,我们只关心其化学成分,不关心矿石的成因和工艺矿物学研究,就不能全面了解矿石中的矿物组成、结构和构造,就不能很好的了解矿石性质,就不能很好的确定矿石的用途,在矿产资源的应用中必定会走弯路。

用2

 
 
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