干貨 | 礦石為什么要進行可選性試驗？主要步驟是什么？
礦石可選性試驗研究是針對某種特定礦石以解決當(dāng)前理論或生產(chǎn)實踐中的問題為目的而進行的系統(tǒng)試驗研究的總稱?？蛇x性試驗研究是在實驗室或試驗廠條件下采取具有工業(yè)意義的選礦方法及工藝流程，對礦床不同自然類型、不同品位的礦樣進行的選礦試驗或?qū)ΜF(xiàn)有選礦廠全部或部分流程進行的試驗研究。
通過試驗研究探索特定礦石中主要有用礦物的選礦方法、可能達到的選礦指標，查明不同類型、不同品位礦石可選性的差別，伴生有用礦物的回收方法、指標、回收價值，現(xiàn)場設(shè)備或部分作業(yè)的工作原理、影響因素等。
1、為什么要進行可選性試驗？
長期以來，礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展始終圍繞著適應(yīng)貧、細、雜的資源條件變化與產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的需求。其中資源不斷貧化與產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高的矛盾突出交織，直接影響選礦過程的進行。而可選性試驗研究的基本任務(wù)在于高效合理地解決礦產(chǎn)資源的工業(yè)綜合利用問題，其典型的目的主要有以下幾個方面。
（1）為地質(zhì)勘探部門進行礦床評價、判定礦物工業(yè)利用價值、制定工業(yè)指標及指導(dǎo)進一步勘探工作提供依據(jù)
由于各種地殼作用的存在，礦物在某種特定的地質(zhì)作用影響下，能相對富集，并不斷地改組成新的礦石及礦床。一個礦床是否具有工業(yè)利用價值，除了有用成分儲量的大小、開采及加工條件之外，礦石的可選性也是重要因素之一。
在勘探工作的前期，通過可選性試驗研究初步確定礦床中主要有用成分的選礦方法及可能達到的指標，并據(jù)此評價在目前的經(jīng)濟技術(shù)條件下該礦床是否可以通過選礦利用并指導(dǎo)進一步的勘探工作；在勘探工作的后期，礦石可選性試驗研究可為最終儲量報告的編寫、選礦原則流程的確定等提供依據(jù)。
（2）為選礦廠設(shè)計建設(shè)提供依據(jù)
設(shè)計前的選礦試驗是選礦廠設(shè)計及建設(shè)的主要依據(jù)。對處理簡單易選礦石的小型選礦廠，通過對入選礦石的初步探索性試驗，可初步確定可能采用的選礦方法、原則流程及可能達到的選礦指標，可以作為選礦廠可選性試驗研究及初步設(shè)計的依據(jù)；對處理復(fù)雜難選礦石的大中型選礦廠，在實驗室試驗基礎(chǔ)上，通過進一步的實驗室連續(xù)分選試驗、半工業(yè)試驗，為設(shè)計單位提供滿足設(shè)計要求的依據(jù)。當(dāng)?shù)V石性質(zhì)特別復(fù)雜難選、建廠規(guī)模特別大或需在新建選礦廠中采用新工藝、新設(shè)備時，需要通過工業(yè)試驗為選礦廠設(shè)計提供依據(jù)。
（3）為進一步完善或改進生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝流程、提高工藝指標提供依據(jù)
選礦廠建成投產(chǎn)后，在生產(chǎn)過程中可能又會出現(xiàn)新的問題，要求我們必須進行進一步的試驗研究工作，提高現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)水平。它的內(nèi)容主要包括：
①根據(jù)礦石性質(zhì)的變化確定更合理的工藝制度。在生產(chǎn)過程中，礦床中新礦體礦石的出現(xiàn)將導(dǎo)致選礦廠處理礦石性質(zhì)的變化，如果不及時在生產(chǎn)過程中調(diào)整工藝制度將會引起生產(chǎn)指標的降低，因而必須在生產(chǎn)過程中，通過進一步的試驗研究工作，確定更合理的工藝制度，提高選礦廠的生產(chǎn)指標。
②研究或采用新的工藝及流程。通過改進現(xiàn)有選礦廠的工藝流程和選礦制度，以降低選礦過程中的損失，提高精礦質(zhì)量。如采用高效碎礦設(shè)備在簡化礦石碎、磨流程技術(shù)的同時降低人磨粒度，提高選礦廠的處理能力及技術(shù)經(jīng)濟指標；采用處理復(fù)雜難分離礦產(chǎn)的“聯(lián)合流程”、采用處理細粒礦產(chǎn)的新技術(shù)等。
③解決新設(shè)備、新藥劑給選礦廠帶來的新問題。采用新設(shè)備、新藥劑等可以提高選礦廠的生產(chǎn)指標，如設(shè)備的大型化可以減少投資、便于管理和提高經(jīng)濟效益，新型高效設(shè)備的應(yīng)用可以簡化生產(chǎn)流程，新藥劑的使用可以提高生產(chǎn)指標等。但任何新設(shè)備、新藥劑都可能會帶來新的問題，因而需通過可選性試驗研究探討新設(shè)備、新藥劑的影響，以獲得更好的生產(chǎn)指標。
④開展資源的綜合利用研究。復(fù)雜共生、低品位、微細粒嵌布的礦產(chǎn)資源日益增多，需要通過可選性研究提高資源綜合利用率；或經(jīng)過進一步的選礦研究對選礦廠建廠時在當(dāng)時的經(jīng)濟技術(shù)條件下無法回收的某些礦物提取出來，在完善工藝流程、促進資源的綜合利用的同時提高選礦技術(shù)水平。
如我國柿竹園鎢、銅、秘特大復(fù)雜多金屬礦床，礦體集中厚大，有用礦物種類繁多，享有“世界有色金屬博物館”的美譽。限于當(dāng)時的經(jīng)濟技術(shù)條件，多年來僅對礦石中的鎢鋁秘硫?qū)崿F(xiàn)了回收，對礦石中大量的稀貴金屬礦物及螢石、石榴子石等非金屬礦物均未回收，經(jīng)過多年的試驗研究，現(xiàn)已對螢石實現(xiàn)了工業(yè)回收，增加了礦床的利用價值，提高了資源利用率。
⑤查明決定選礦過程或某機組、機器等操作情況的各種因素的作用機理和影響。對選礦廠生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備、部分作業(yè)或與設(shè)計指標差別較大的作業(yè)等進行可選性試驗研究，查明作用機理及影響因素，提高選礦廠生產(chǎn)指標。
2、可選性試驗的主要步驟包括什么？
（1）制定礦石可選性試驗研究計劃
根據(jù)委托方的要求，明確試驗研究的任務(wù)，了解礦床的地質(zhì)特性、礦石性質(zhì)、礦區(qū)環(huán)境、已完成的研究工作等，特別是對其他生產(chǎn)單位對類似礦石的生產(chǎn)現(xiàn)狀及國內(nèi)外關(guān)于此類礦石或類似礦石的研究現(xiàn)狀及研究趨勢做詳細了解。在此基礎(chǔ)上完成研究計劃的制定，并在研究計劃的基礎(chǔ)上合理組織試驗研究工作。
研究計劃一般需包括以下內(nèi)容：
①研究目的及任務(wù)。通常通過研究題目來體現(xiàn)，如某鉛鋅礦石可選性初步研究或某設(shè)備在某礦石分選的半工業(yè)試驗研究等。
②試驗研究方案及預(yù)期結(jié)果、試驗內(nèi)容及進度安排等。這是研究計劃的核心部分，必須經(jīng)過詳細論證。
③試驗人員組成及分工、試驗所需的儀器及設(shè)備、試驗經(jīng)費預(yù)算、試驗輔助計劃如樣品分析及化驗等。
（2）研究前試樣的采取與制備
對試樣采取的基本要求是樣品必須具有代表性。這種代表性主要體現(xiàn)在兩點：
一是在數(shù)量上，要求所采礦樣既能滿足試驗研究需要，又不至于因盲目要求多采而增大取樣工作量；
二是在性質(zhì)上，要求所采礦樣必須與被試驗物料一致，如主要礦物的品位、主要組分的賦存狀態(tài)、可選性及物理特性特別是礦石密度、粒度特性等性質(zhì)與試驗物料一致。
若試樣代表性不足，試驗結(jié)果難以反映研究礦石的真實可選性，研究工作也就相應(yīng)失去意義。
試樣的制備加工通常包括以下幾個步驟：篩分、破碎、混勻、縮分，對某些特殊礦樣還需經(jīng)過脫水及干燥等手段處理。
對試樣的采取及制備應(yīng)盡量采用機械及自動化設(shè)備，以降低試樣采取及加工過程中因手工操作而人為造成的誤差。
（3）試樣物質(zhì)組成的研究
礦石性質(zhì)的研究內(nèi)容極其廣泛，采用的方法也多種多樣，因而不可能對所有的礦石性質(zhì)作詳細的研究，必須針對研究礦石及試驗任務(wù)提出對于礦石性質(zhì)研究的主要內(nèi)容。
試樣物質(zhì)組成的研究大致包括以下幾個方面：
①礦石化學(xué)成分研究。通常采用光譜分析研究礦石中所含元素的種類及大致含量，通過化學(xué)全分析及多元素分析確定礦石中各種元素的含量。
②礦石礦物組成分析。通過物相分析可以確定礦石中某種元素的礦物存在形態(tài)及含量。
③礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究。通過巖礦鑒定查清礦石中礦物的種類、含量，判斷礦物在礦石中的結(jié)晶程度、形狀、大小及相互結(jié)合關(guān)系，礦石中礦物集合體的形狀、大小及相互結(jié)合關(guān)系，特別是有用礦物的嵌布粒度及其共生關(guān)系，選礦產(chǎn)品單體解離度等。
④礦石及其組成礦物的理化性質(zhì)研究。主要有密度、比表面積、泥化程度、粒度組成、硬度、脆性、可磨性、摩擦因數(shù)、堆積角、磁性、電性、表面潤濕性、放射性、形狀、顏色、光澤、發(fā)光性等。
（3）選礦方法的選擇及試驗研究
科學(xué)合理地選擇選礦方法是決定研究工作成功與否的重要因素。根據(jù)礦石中礦物組成的性質(zhì)，選擇合理的選礦方法，使礦物得到分選。常用的選礦方法有：
①重選法，是根據(jù)礦物的不同密度及其在介質(zhì)中沉降速度的不同進行分選的方法。它廣泛地被用來處理金、銀、鎢、錫、錳等有色及稀有金屬礦物的分選及煤炭等的分選。如洗礦、分級、重介質(zhì)選礦、跳汰、搖床等。
②浮選法，是根據(jù)礦物表面潤濕性的不同使礦物得到分選的方法。目前絕大多數(shù)礦石可以用浮選法處理，特別是處理細粒嵌布的礦石及復(fù)雜多金屬礦石，浮選是最有效的方法之一。泡沫浮選、油團聚浮選、選擇性絮凝等均屬于浮選法。
③磁選法，是根據(jù)礦物磁性的不同進行分選的方法。主要用于鐵、錳等金屬礦石的分選及非金屬礦石的除鐵提純，如高嶺土磁選除鐵等。目前用于磁鐵礦分選的弱磁選機及用于赤鐵礦、褐鐵礦等分選的高梯度磁選機等均是常用的磁選設(shè)備。
除以上三種選礦方法外，還有根據(jù)礦物電性不同的靜電選及摩擦電選，根據(jù)礦物顏色或光澤不同的手選、光電選，根據(jù)粒度、形狀不同而進行的篩分、分級，根據(jù)礦物化學(xué)溶解度不同的浸出、萃取等。
根據(jù)礦石中礦物的性質(zhì)確定合理的選礦方法后，必須擬訂詳細的試驗方案，以通過試驗研究確定礦石分選的適宜條件。
（4）選礦流程的選擇及試驗研究
在確定選礦方法及條件試驗后，需根據(jù)礦石性質(zhì)確定合理的選別流程，并按確定的流程進行相應(yīng)的試驗研究。
（5）研究報告的整理與編制
試驗研究工作完成后，整理試驗數(shù)據(jù)并對試驗進行總結(jié)，在此基礎(chǔ)上編制試驗報告方能體現(xiàn)研究成果。
參考資料：試驗研究方法，作者：劉炯天、樊民強
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