選礦流程，是表示礦石連續加工的工藝過程。選礦是一個連續的生產過程，由一系列連續的作業所組成。
基本介紹
- 中文名：選礦流程
- 外文名：mineral processing flowsheet
- 分類：作業組配和作業程式
- 主要作業：碎石廠和冶金輔助原料破碎廠
- 步驟：準備、選別、產品處理
- 表示圖形：選礦流程圖
準備作業,選別作業,產品處理作業,流程圖,
準備作業
該作業包括破碎和篩分、磨礦和分級。其目的主要是使有用礦物與脈石礦物，有用礦物與有用礦物相互分開，達到單體分離，為分選作業做準備。有時這種準備作業是將物料分成若干適宜的粒級，為分選作業做準備。
1、 礦石的破碎
從礦山開採出來的礦石塊度都很大。露天開採出來的礦塊最大尺寸為 1000mm~1500mm，井下開採出來的礦塊最大尺寸為300mm~600mm塊度這樣大的礦石不能直接進行分選，因為，其中的有用礦物與有用礦物、有用礦物與脈石礦物緊密共生。為了使它們相互分開，即達到單體分離，礦石送到選廠後，首先將礦石破碎到一定粒度，然後再送入磨礦機磨碎。
選礦廠所採用的破碎機的種類，主要取決於礦石性質、選礦廠的生產能力和破碎產物的粒度等等。礦石的粗碎作業一般採用顎式破碎機或旋迴破碎機。中碎和細碎多使用標準型和短頭型圓錐破碎機，在少數情況下，也有使用對輥破碎機破碎。處理鬆軟礦石（如粘土礦或煤礦），一般採用具有衝擊作用的破碎機（如反擊式破碎機和錘碎機）破碎。
2、礦石的篩分
鬆散物料通過篩子分成不同粒級的過程，稱為篩分 在選礦廠內，篩分多數是與破碎作業相結合。在礦石進入某段破碎機之前，預先分出粒度已經符合要求的合格產物 這種篩分稱為預先篩分。它既能防止礦石的過粉碎，又可 高破碎機的生產率。當礦石含水分高和粉礦較多時，還可以避免破碎機的堵塞。當礦石經過破碎機被破碎之後，套用篩分檢查破碎產物的粒度，使不合格的過大塊礦粒再返回破碎作業，再次進行破碎，這種篩分稱為檢查篩分。它可以充分發揮破碎機的能力。
3、磨礦
磨礦是礦石破碎過程的繼續，其目的是使礦石中各種有用礦物顆粒全部或大部分達到單體分離，以便進行選別，並使其粒度符合選別作業的要求。
磨礦作業通常是在一個圓筒形的磨礦機中進行的，筒體內一般裝有研磨介質，如鋼球、鋼棒或礫石等等。裝鋼球（或鐵球）的磨礦機為球磨機；裝鋼棒的為棒磨機；裝礫石的為礫磨機。若磨礦機內不裝其它介質，只利用礦石自己研磨，則稱為無介質磨礦機或稱自磨機；自磨機中再加入適量鋼球就構成所謂半自磨機。磨機的規格，都以筒體的直徑乘以長度表示。
磨礦作業以濕式磨礦為主，而且一般與機械分級機組成閉路循環；但對於缺水 地區和某些忌水工藝過程（如水泥廠、石棉廠生產過程或某些乾法選礦過程），也有採用乾式磨礦的。無論用哪種類型磨礦機進行研磨，在磨礦過程中，它們的作用原理基本上是一致的。都是利用介質（或礦石本身）對被磨物料進行衝擊和研磨。
4、分級
在介質（氣或空氣）中，物料按其沉降速度的不同分成若干粒度級別的過程稱為分級。分級與篩分的目的相同，都在於將礦粒群分成不同的粒度級別，但它們的工作原理及產品的粒度特性不同。篩分是嚴格地按幾何粒度（篩孔尺寸）分離的；而分級則是按它們在介質中不同的沉降速度分離的。
在磨礦作業中，通常採用分級作業與之配合，以便把粒度合格的物料及時分出，既可避免產品過磨，又能提高磨礦效率。選礦廠磨礦作業中使用的分級設備有機械分級機和水力旋流器。選礦廠套用最多的機械分級機是螺旋分級機，至於耙式分級機、浮槽分級機等，已漸趨淘汰。在鎢、錫重選廠，為減少磨礦過程的過粉碎現，常採用篩子與棒磨機構成閉路。細篩與磨礦作業配合套用，近來也得到了充分的重視。這裡只介紹與磨礦作業配合使用得最多的螺旋分級機和水力旋流器。有關水力分級的內容將在重選法一章中敘述。
選別作業
這是選礦過程的關鍵作業（或稱主要作業）。它根據礦物的不同性質，採用不同的選礦方法，如浮選法、重選法或磁選法等等。
1、重力選礦
重力選礦簡稱重選。它是根據礦物比重不同及其在介質中具有不同的沉降速度來進行分離礦物的一種選礦方法。
在重選過程中，用作分選介質的有水、空氣、重液和懸浮液。重液是比重大於水的液體，懸浮液是由水和懸浮於其中的固體顆粒組成的兩相液體。重選過程都是在介質中進行的。
從物理學得知：在真空中性質不同（比重、體積、形狀等）的物體，它們的運動狀態（運動的方向、速度、加速度等）完全相同，因此，不可能依據重力的作用使它們彼此分開。然而，在介質中則完全不同，由於介質對運動的物體產生浮力和阻力，性質不同的物體的運動狀態將出現差別。為此，可以把它們彼此分離。
2、浮選
浮選是利用礦物表面物理化學性質的不同來分選礦物的選礦方法。
現代工業廣泛套用泡沫浮選法，其特點是：礦粒選擇地附著於礦漿中的空氣泡上，升隨之上浮到礦漿表面，達到有用礦物和脈石礦物或有用礦物之間的分離。
浮選過程一般包括下列作業：
（1）礦石細磨，使有用礦物達到解離。這一作業通常由磨礦機配合分級機完成。
（2）調整礦漿濃度，適合浮選要求。在多數情況下，浮選前分級溢流濃度符合浮選要求，故該作業可省略。
（3）浮選礦漿加藥處理。該作業一般在攪拌槽中進行。充氣浮選和礦化泡沫的分離。在浮選機中進行。
（4）礦漿經加藥處理後的第一次浮選作業通常稱粗選。
在粗選所得礦化泡沫中，雖然富集了大量有用礦物，但經常還混雜有脈石礦物及其它雜質，通常還要對這種粗選礦化泡沫進行一次或多次再選，這種粗選泡沫進行再選的作業稱精選。最後一次精選作業所得的泡沫產品叫精礦。在粗選作業排出的礦漿中，往往還殘留有一定量的有用礦物，需要進行再選回收，這種再選作業稱為掃選。精選作業排出的礦漿和掃選產品處理作業。
主要包括精礦脫水和尾礦處理。精礦脫水通常由濃縮、過濾、乾燥（有時需要）三個階段組成。尾礦處理通常包括尾礦貯存和尾礦水處理。
作業獲得的泡沫產品通常稱為中礦。中礦通常返回前面某一浮選作業再選，在特殊情況下，也可單獨浮選。粗選一般為一次，精選和掃選可以有多次作業。最後一次掃選作業排出的礦漿稱為尾礦。
一般浮選是將有用礦物浮入泡沫產物中，將脈石礦物留在礦漿中 ，這樣的浮選過程稱正浮選。反之，浮起的是脈石礦物的浮選過程稱反浮選。
3、磁選
磁選是在不均勻磁場中，利用礦物之間磁性的差異使不同礦物實現分離的一種選礦方法。磁選法是分選黑色金屬礦石，特別是磁鐵礦石和錳礦石的主要方法；磁選法在有色和稀有金屬礦石選礦中套用也相當廣泛。並在非金屬礦物原料的選礦、冶金產品的處理等等，磁選法也得到了套用。隨著高梯度磁選、磁流體選礦、超導強磁選等的發展，磁選法的套用已擴大到化工、醫藥、環保等領域中。
4、電選
電選是在高壓電場中利用礦物的電性差異使礦物分離的一種選礦方法。它是細粒礦物重要選礦方法之一。電選有著廣泛的用途，電選可用於：有色、黑色、稀有金屬礦石的精選；非金屬礦石和粉煤的分選；陶瓷、玻璃原料和建築材料的提純；工廠廢料的回收；穀物、種子、食品的精選；礦石和其它物料的分級和除塵等。
5、化學選礦
隨著現代工業的迅速發展，人類對自然礦產資源的需求量日益增加，而地殼中的富礦、易選礦的儲量則因長期開發利用而日趨減少。大地向人類提供的礦石，其品位日貧，粒度日細，成分日雜。很多難選礦石，採用常規的機械選礦法，無法解決，而採用化學選礦或化學選礦與機械選礦聯合方法進行處理，能有效地、合理地提取其中的有價成分，並獲得較高的經濟效益。
化學選礦法（又稱礦物原料化學處理）是基於礦物和礦物組分的化學性質（如熱穩定性、氧化還原性、溶解性、離子半徑差異絡合性、水化性和荷電性等）的差異，利用化學方法改變礦物組成而使其有用組分富集的礦物加工過程。它是處理和綜合利用某些貧、細、雜難選礦物和選冶過程中，某些難處理中間產品的有效方法之一，也是使未利用資源的資源化和解決三廢（廢水、廢渣、廢氣）處理，變廢為寶及保護環境的重要方法之一。在處理對象和目的方面，它和機械選礦方法相同，都是處理原礦和使組分富集及綜合利用礦物資源。
但其套用範圍較機械選礦寬，除原礦外，還可處理某些中間產品，機械選礦的尾礦以及可以從三廢中回收有用組分。而在方法原理和產品形態方面則與機械選礦法不同，機械選礦法是僅利用礦物的物理性質或物理化學性質的差異而不改變礦物組成的分選過程。而化學選礦是利用礦物及其組分的化學性質的差異而改變礦物組成的分選過程。前者是得到礦物精礦，後者是得到化學精礦。
在一般情況下，二種精礦皆需送冶煉處理才能得到金屬。化學選礦法在原理上與處理礦物精礦的經典冶金（水冶和火冶）有許多相似之處，都是利用化學、物理化學和化工的基本原理解決礦物加工中的有關工藝問題，但其處理對象、產品形態和具體工藝過程又有很大差異，化學選礦處理的原料中有用組分含量低，各組分共生關係密切，組成複雜，有害雜質含量高，一般只得到化學精礦，而冶煉處理的原料為礦物精礦，組成簡單，得到的產品可供用戶直接使用。
因此，化學選礦可看成是介於機械選礦和冶金處理的過渡性學科。
產品處理作業
主要包括精礦脫水和尾礦處理。精礦脫水通常由濃縮、過濾、乾燥（有時需要）三個階段組成。尾礦處理通常包括尾礦貯存和尾礦水處理。
1、精礦脫水
除乾式破碎、磨礦、空氣分級、乾式磁選、電選等作業外，大多數選分作業都是在水中進行的。
精礦含水量是衡量精礦質量的標準之一。濕法選礦得出的精礦含有大量的水分，這對精礦的直接使用或繼續加工（如冶煉）都不合適。精礦中的水分還會給運輸和裝卸造成困難，並且增加運輸費用。在水源缺乏的地區，更需回收選礦產品（精礦和尾礦）中的水返回再用（回水），以減少新鮮水的消耗量。
選礦過程中的某些中間產物，在進行下一步處理之前（如粗精礦再磨前，中礦再磨前以及粗精礦電選前等），都必須排除多餘的水。
從選礦產品中除去水分的過程叫做脫水。脫水的主要方法有自然排水、濃縮、過濾和乾燥。粗粒物料的脫水比較容易，一般採用自然排水法，即利用水自身的重力作用排泄出來。但是，細粒物料用自然排水的方法，不但脫水過程很緩慢，而且細粒或細泥物料將隨水流失。因此，細粒物料的脫水就比較複雜，一般要分幾個階段來完成。
在一般情況下，脫水過程由濃縮、過濾和乾燥三個作業組成。但對於具體的物料究竟採用什麼樣的脫水作業，決定於物料的性質（例如：粒度、磁性、比重以及礦漿粘性等）和對脫水產品水分的要求。例如磁選精礦的第一段脫水採用磁力脫水槽進行濃縮；重選精礦如果粒度較粗，大都不採用濃縮、過濾；浮選精礦一般都要進行濃縮和過濾，個別情況還要進行乾燥。
2、尾礦處理
礦石經過選別之後，將有大量尾礦產生，處理貧礦石的大型選礦廠尾礦量就更多。
尾礦的概念是相對的，其中常還含有選礦技術水平暫不能回收的有用成分。浮選廠尾礦中經常含有大量藥劑，有些甚至是劇毒物質。某些藥劑對人體或對牲畜、農田極為有害。因此，為了綜合利用國家資源及消除尾礦對環境的污染，選礦廠應當對所產尾礦有計畫地處理和貯放。並且要加強對尾礦綜合利用的研究，變廢為寶，化害為利。尾礦處理通常包括三方面：尾礦的貯存；尾礦水的再用；尾礦水的淨化。
流程圖
線流程圖在中國使用最廣泛。圖中常以圓圈代表破碎、磨礦作業，作業名稱標註在圓圈一側；以雙橫線表示篩分、分級、分選及其他作業，作業名稱及有關參數標註在橫線上方及下方，有時還標上使用設備的名稱、規格及選礦藥荊添加點和用量。用羅馬數字及阿拉伯數字分別標註作業和產物的順序。
方框流程圖在歐美國家使用較多，圖中以方框表示作業，方框中註明作業名稱或設備名稱。所有產物用阿拉伯數字順序編號。
形象流程圖是用簡明的選礦設備圖形表示各個不同的作業，作業產物用阿拉伯數字順序編號。
在選礦流程圖中，將分選指標(品位、產率、回收率、產量和濃度等)標在相關產物和作業處，按圖中的標註內容又可分選礦原則流程圖、數量流程圖、質量流程圖、數一質重流程圖和礦漿流程圖；還有以礦物含量及回收率表達的工藝礦物質一數量流程圖，是進行選礦流程結構分析的有用工具。
