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選礦試驗(yàn)的目的和意義

一、選礦
地球的地殼是由巖石構(gòu)成的，而巖石是礦物的集合體。當(dāng)巖石中的某一成分或某些成分的含量，以目前的生產(chǎn)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上可有利的提取利用時(shí)，該巖石便稱為礦石。礦石中除含有在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)上可利用的有用礦物外，還含有無(wú)價(jià)的礦物，稱為脈石。除富含有用礦物的富礦外，直接冶煉或處理含有大量脈石礦物的貧礦，將使礦石的運(yùn)輸、處理和冶煉設(shè)備的負(fù)荷和生產(chǎn)費(fèi)用大大增加，造成不必要的損失和浪費(fèi)。
把礦石加以粉碎，使有用礦物與脈石礦物彼此分離，然后，將有用礦物富集起來(lái)，拋棄絕大部分脈石的工藝過(guò)程，稱為選礦或礦物加工、礦物工程。選礦選出的、富集了有用礦物的產(chǎn)品稱為精礦，拋棄的無(wú)價(jià)的脈石既是尾礦。礦石中若含有一種以上有價(jià)礦物，則通過(guò)選礦可以把它們分選為不同的各自的有價(jià)的精礦。當(dāng)某種礦物產(chǎn)品中的有害雜質(zhì)含量較高時(shí)，也常采用選礦的方法，將雜質(zhì)除去。金屬礦物精礦是金屬冶煉工業(yè)提取金屬的原料，非金屬礦物精礦則直接成為其他工業(yè)的原料。
由于世界礦物資源隨著礦石的被大量開(kāi)采而日益貧乏，越來(lái)越多地利用貧礦和復(fù)雜礦，因此需要選礦處理的礦石量越來(lái)越大。目前除少數(shù)富礦石外，金屬和非金屬礦石幾乎都需要選礦，然后才能合理地經(jīng)濟(jì)地作為工業(yè)原料被利用。同時(shí)，由于自然資源的不斷減少，礦石中伴生元素的綜合利用，以及工業(yè)廢棄物中有用成分的回收，日益受到人們的重視。所以，選礦為人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用自然資源做出了重大貢獻(xiàn)，今后也必將愈益得以發(fā)展而成為人們?cè)u(píng)價(jià)資源、開(kāi)發(fā)資源、綜合利用資源的重要手段。
二、選礦試驗(yàn)
選礦試驗(yàn)是根據(jù)礦石的性質(zhì)，利用物理或化學(xué)的方法對(duì)礦石中的有用礦物進(jìn)行分選、富集，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判定其是否可選，確定合理的選礦方法、選別條件、選別流程以及所能達(dá)到的選別指標(biāo)。
礦石選礦試驗(yàn)程度的分類(lèi)，主要根據(jù)試驗(yàn)的目的要求和特征，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)中的可靠性，試驗(yàn)規(guī)模的大小而定。根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)定分為：可選性試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室流程試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)、半工業(yè)試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)。其基本要求如下：
1、可選性試驗(yàn)
可選性試驗(yàn)的目的是對(duì)礦床進(jìn)行評(píng)價(jià)，因?yàn)閷?duì)礦床的評(píng)價(jià)不僅取決于其中的有用礦物函令的多少，而且要考慮其工業(yè)利用的可能性，也就是考慮其可選性。礦石的可選性試驗(yàn)研究是評(píng)定礦床工業(yè)利用價(jià)值的重要依據(jù)。
可選性試驗(yàn)是在地質(zhì)勘探階段進(jìn)行的?？碧焦ぷ鞣譃槠詹?、初步勘探和詳細(xì)勘探三個(gè)階段，反映了礦床勘探和研究程度的逐步加深，因而各階段可選性評(píng)價(jià)的要求也有所不同。
普查找礦階段只是對(duì)礦床的初步了解，無(wú)法采取有足夠代表性的礦樣，尚不具備對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行可選性評(píng)價(jià)的條件，可利用少量物料進(jìn)行一些探索性的選礦試驗(yàn)，并根據(jù)礦石物質(zhì)組成研究和已開(kāi)發(fā)的同類(lèi)礦產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比。
初步勘探的任務(wù)在于需要指出該礦床礦產(chǎn)能否被工業(yè)利用，以及是否值得投入更大的人力物力進(jìn)行詳細(xì)勘探工作。因此要求進(jìn)行礦石的可選性試驗(yàn)，即經(jīng)常提到的“可選性評(píng)價(jià)”。初步勘探階段要求通過(guò)選礦試驗(yàn)初步確定礦石中有用成分的選別方法和可能達(dá)到的選別指標(biāo)，并據(jù)此判斷礦床的選礦在目前的條件下技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是否可行，同時(shí)還需指出不同類(lèi)型或品級(jí)的礦石可選性的差異，作為地質(zhì)工作劃分礦石類(lèi)型和確定工業(yè)指標(biāo)的依據(jù)。
詳細(xì)勘探階段要求對(duì)礦床做出確切的工業(yè)評(píng)價(jià)，并據(jù)此編制最終儲(chǔ)量報(bào)告以及進(jìn)行礦山企業(yè)的設(shè)計(jì)。此時(shí)選礦試驗(yàn)必須確定礦石的加工工藝，推薦合理的工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以便能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)礦床的工業(yè)價(jià)值。選礦工作除了要對(duì)不同類(lèi)型不同品級(jí)的礦石分別進(jìn)行試驗(yàn)外，通常還必須對(duì)混合試樣進(jìn)行研究，以便確定對(duì)各類(lèi)礦石采用統(tǒng)一原則流程進(jìn)行選分的可能性，以確定礦山的產(chǎn)品方案。
2、實(shí)驗(yàn)室流程試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)室流程試驗(yàn)是在可選性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入研究礦石在什么樣的流程條件下得以充分合理的回收，因此要進(jìn)行流程結(jié)構(gòu)和分選條件的多方案對(duì)比試驗(yàn)，以求得方法和技術(shù)的先進(jìn)性和適應(yīng)性，而且估算的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)基本接近實(shí)際情況。實(shí)驗(yàn)室流程試驗(yàn)要詳細(xì)進(jìn)行物質(zhì)組成的研究，特別是工藝礦物學(xué)的研究，對(duì)有益的伴生組分，應(yīng)研究回收途徑和方法，使礦產(chǎn)資源得以充分回收利用。試驗(yàn)樣品要考慮圍巖和夾石的混入。
實(shí)驗(yàn)室流程試驗(yàn)通常是地質(zhì)礦產(chǎn)評(píng)價(jià)的主要依據(jù)，對(duì)一般礦石，是礦床開(kāi)發(fā)初步可行性研究和制定工業(yè)指標(biāo)的基礎(chǔ)；對(duì)易選礦石，在滿足礦山設(shè)計(jì)所需要的基本參數(shù)下，可作為礦山設(shè)計(jì)的依據(jù)。
3、實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)的主要任務(wù)是對(duì)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)推薦的流程串聯(lián)組成連續(xù)的、類(lèi)似生產(chǎn)狀態(tài)的操作條件，試驗(yàn)是在“動(dòng)態(tài)”中實(shí)現(xiàn)給料、供水、加藥和產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量的平衡，試驗(yàn)因素和指標(biāo)都是在“動(dòng)態(tài)平衡”中反映出來(lái)的，具有一定的模擬程度，其成果是可靠的。
實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)，對(duì)于一般礦石而言，在完成設(shè)計(jì)要求的各種參數(shù)測(cè)定后，連同試驗(yàn)成果資料，可以作為礦山設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。對(duì)于難選礦石，其試驗(yàn)結(jié)果僅能作為礦床開(kāi)發(fā)初步可行性研究和制定工業(yè)指標(biāo)的基礎(chǔ)資料和依據(jù)。
4、半工業(yè)試驗(yàn)
半工業(yè)試驗(yàn)主要針對(duì)選礦工藝流程復(fù)雜的礦石，在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中難以充分查明工藝特性及設(shè)備的某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并且有可能會(huì)由于這些環(huán)節(jié)的可靠性影響到技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此，需要提高試驗(yàn)的模擬程度加以解決。
半工業(yè)試驗(yàn)是在生產(chǎn)型設(shè)備上，按“生產(chǎn)操作狀態(tài)”所做的試驗(yàn)，試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，包括試驗(yàn)條件和試驗(yàn)指標(biāo)的置信度較高，一般是作為礦山建設(shè)前期的準(zhǔn)備而進(jìn)行的試驗(yàn)，供礦山設(shè)計(jì)使用。
5、工業(yè)試驗(yàn)
工業(yè)試驗(yàn)是選礦廠建廠前期的一項(xiàng)準(zhǔn)備工作，主要針對(duì)礦床規(guī)模很大，礦石性質(zhì)較為復(fù)雜，或采用新技術(shù)措施，在工業(yè)生產(chǎn)中尚缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)，以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或新設(shè)備的適應(yīng)性需要在工業(yè)試驗(yàn)中得到可靠的驗(yàn)證等才進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。
工業(yè)試驗(yàn)是借助工業(yè)生產(chǎn)裝置的一部分或一個(gè)或幾個(gè)系列，進(jìn)行局部或全流程試驗(yàn)，同半工業(yè)試驗(yàn)一樣，是在“生產(chǎn)”狀態(tài)下進(jìn)行的試驗(yàn)，所獲得的數(shù)據(jù)資料作為礦山設(shè)計(jì)建廠和生產(chǎn)操作的基礎(chǔ)和依據(jù)。
三、選礦試驗(yàn)的重要性
1、選礦試驗(yàn)是礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)
地質(zhì)勘查提交的礦產(chǎn)儲(chǔ)量，可否被工業(yè)利用，除了礦山建設(shè)的外部條件和礦山內(nèi)部水文、工程地質(zhì)等開(kāi)采技術(shù)條件外，礦石的選礦性能是重要因素之一。在許多情況下，甚至比其它因素具有更重要的作用，尤其是對(duì)新、貧、細(xì)、雜、難選的礦石，更具有決定性的意義。
地勘階段提供的礦產(chǎn)工業(yè)儲(chǔ)量，必須做到在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下能為工業(yè)開(kāi)采利用。對(duì)于品位低以及有害雜質(zhì)含量高不符合工業(yè)要求的礦石而言，必須進(jìn)行相應(yīng)程度的選礦試驗(yàn)，甚至進(jìn)行必要的冶煉試驗(yàn)，以保證選礦工藝流程和各項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在工業(yè)生產(chǎn)中能夠?qū)崿F(xiàn)，并使礦石中的有用組分形成的產(chǎn)品符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即確保礦山建設(shè)在技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，二者必須兼?zhèn)洹?br /> 2、選礦試驗(yàn)是制定礦床工業(yè)指標(biāo)的重要基礎(chǔ)
礦床工業(yè)指標(biāo)是固體礦產(chǎn)計(jì)算儲(chǔ)量的依據(jù)，一般以最低工業(yè)品位、邊界品位、可采厚度和夾石剔除厚度等為主要內(nèi)容。最低工業(yè)品位主要是以礦山產(chǎn)品的生產(chǎn)成本加最低利稅所得的出廠價(jià)格，并根據(jù)礦床地質(zhì)特征以及礦山建設(shè)規(guī)模、采選指標(biāo)等經(jīng)計(jì)算比較后得到的。如果在計(jì)算中缺乏所需數(shù)據(jù)——精礦品位、回收率、產(chǎn)率，就不能進(jìn)行方案計(jì)算，就不能工業(yè)指標(biāo)中的最低工業(yè)品位和邊界品位。
3、礦產(chǎn)普查勘探階段的選礦試驗(yàn)是以后的試驗(yàn)和建礦、建廠的先導(dǎo)和基礎(chǔ)
礦產(chǎn)普查勘探是一個(gè)由淺入深、循序漸進(jìn)逐步認(rèn)識(shí)、分階段推進(jìn)的過(guò)程，要求由與各階段相適應(yīng)的選礦試驗(yàn)成果資料，予以論證，以作出階段性的評(píng)價(jià)。若各階段的選礦試驗(yàn)指標(biāo)較好，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均可行，則可以轉(zhuǎn)入后一階段的地質(zhì)工作或開(kāi)展礦山工業(yè)設(shè)計(jì)工作；若選礦試驗(yàn)指標(biāo)較低，不能分選出合格的產(chǎn)品，或指標(biāo)尚可但經(jīng)濟(jì)上不可行，則就不能進(jìn)一步開(kāi)展工作，從而避免更大的經(jīng)濟(jì)損失。
4、選礦試驗(yàn)是礦產(chǎn)綜合利用的重要手段
礦產(chǎn)綜合利用既是礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)重要政策，也是合理開(kāi)發(fā)資源、保護(hù)人類(lèi)環(huán)境的一種有效手段。礦石中共生伴生資源的綜合利用，可以使礦山企業(yè)增加產(chǎn)品品種，增加生產(chǎn)產(chǎn)值，減少生產(chǎn)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，降低生產(chǎn)成本。從某種意義上說(shuō)，共生伴生礦產(chǎn)資源的綜合利用，相當(dāng)于擴(kuò)大了資源量。而所有上述這些，都是只有通過(guò)選礦試驗(yàn)制定的合理的工藝流程才能實(shí)現(xiàn)的。礦產(chǎn)資源綜合利用就是將礦石中的有益組分充分分選回收利用，其實(shí)質(zhì)就是選礦。在一定條件下，對(duì)于品位低、伴生組分多的復(fù)雜礦石，伴生組分能否綜合利用是決定礦床是否具有工業(yè)價(jià)值的重要因素，這只有通過(guò)對(duì)礦石進(jìn)行選礦試驗(yàn)的實(shí)踐，才能達(dá)到目的。
5、選礦試驗(yàn)是減少工業(yè)廢棄物、降低環(huán)境污染的有效方法
以礦產(chǎn)資源為原料、燃料的工業(yè)企業(yè)排出的廢棄物（主要是廢渣、廢水）中，含有大量的有價(jià)成分，被稱為二次礦產(chǎn)資源或再生礦產(chǎn)資源而被國(guó)內(nèi)外廣泛加以利用。二次資源中有價(jià)組分的回收常用選礦、冶煉、化工和生物等方法，利用選礦的方法將有價(jià)組分分選出來(lái)，是成本最低、最經(jīng)濟(jì)的方法。通過(guò)選礦試驗(yàn)制定合理的分選工藝流程，是有效回收工業(yè)廢棄物中有價(jià)組分的重要措施。
將工業(yè)廢棄物中的有用組分充分回收，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，既減少了廢物排放，也降低了對(duì)環(huán)境的危害。
6、選礦試驗(yàn)是加強(qiáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)管的重要內(nèi)容
合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源，有效保護(hù)環(huán)境，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的需求，是人類(lèi)進(jìn)行礦業(yè)活動(dòng)的最終目的。在《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》以及各地方的礦產(chǎn)資源管理?xiàng)l例中，關(guān)于礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用監(jiān)督管理方面，多處提到“采用合理的選礦工藝”、“綜合利用”，在《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用方案》審查大綱中詳細(xì)規(guī)定了選礦加工方案的審查內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)“經(jīng)過(guò)充分的選礦試驗(yàn)工作和方案比較，選定合理的選礦方法”，“應(yīng)充分進(jìn)行綜合回收和綜合利用的試驗(yàn)研究”。由此可見(jiàn)，選礦試驗(yàn)已經(jīng)成為加強(qiáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)管的重要內(nèi)容。國(guó)內(nèi)部分地區(qū)對(duì)地質(zhì)勘查不同階段的礦床評(píng)價(jià)和新建礦山審查中，已經(jīng)明確指出要有具備選礦資質(zhì)的試驗(yàn)單位出具的選礦試驗(yàn)報(bào)告。選礦工藝是否合理，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是否可行，共生伴生資源是否得到綜合利用，是開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源的必要前提，其目的是為了保證有限的自然資源得以充分合理的開(kāi)發(fā)利用，保證礦業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展。