矿物加工学-概论 (1)

矿物加工学
课程内容
第一篇 概论 第二篇 粉碎技术与设备 第三篇 磁电分离技术 第四篇 重力分离技术 第五篇 浮选工艺与设备 第六篇 固体物料脱水技术
矿物资源加工
• 矿物资源加工，是用物理、化学的方法对天然矿物资源和 其他资源进行加工（包括分离、富集、提纯、提取、深加 工等），以获取有用物质的科学技术。
四大学科领域
• （1）矿物加工。
用物理、化学的方法，对天然矿物资源（通常包 括金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选别、分离、 富集其中的有用矿物，其目的是为冶金、化工等行业 提供合格原料。
主要选矿技术方法包括破碎、磨矿、重选、磁电 选、浮选、化学分选、特殊分选、固液分离等。
• （2）矿物材料加工。
非• 非金金属属矿矿产和资建源材是指粉那体些材除料燃料矿产、金属矿产
外，在当前技术经济条件下，可供工业提取非金 属化学元素、化合物或可直接利用的岩石与矿物。
• 此类矿产少数是利用化学元素、化合物，多数则 是以其特有的物理和化学性能利用整体矿物或岩 石。
• 非金属矿产资源按工业用途可分为冶金辅助原料、 化工原料和建筑原料与其他非金属矿产资源。
1.1 矿物加工学的概念及定义
分离过程： 一般包括原料（混合物）、分离剂（能量或物质）及产品三部分。
分离剂（能量或物质）
原料（混合物）
分离装置
产品（不同组分的物流）
如果，以矿物为分离加工的对象，那么这种分离过程就是我们所研究的矿 物加工。
传统上，把矿石加以破碎，使之彼此分离（解离），然后将有用矿物加以 富集提纯，无用的脉石被抛弃，这样的工艺过程叫选矿。
金属是由于它们和它们的合金表面常有灰黑色
的氧化物。
黑色金属矿
• 有色金属是指黑色金属以外的金属，其中除少数 有颜色外（铜为紫红色、金为黄色），大多数为 银白色，有色金属有60多种，又可分为九大类： (1)重金属：铜、铅、锌等。 (2)轻金属：铝、镁等。 (3)轻稀有金属：锂、铍等。 (4)难熔稀有金属：钨、钛、钒等。 (5)稀散金属：镓、锗等。 (6)稀土金属：钪、钇及镧系元素等。 (7)放射性金属：镭、锕等。 (8)贵金属：金、银、铂等。 (9)碱金属：钾、钠等。
• 矿物资源加工包括四大学科领域： • 矿物加工（mineral processing）； • 矿物材料加工（mineral material processing）； • 二次资源加工（secondary material processing）； • 金属提取加工（metal metallurgical processing）, • 可简称为4-MP。
（4）非传统矿物资源和二次资源的加工利用技术
非传统矿物资源包括工业固体废弃物，如冶炼 化工废渣、尾矿、废石；海洋矿产如锰结核、钴结 壳、海水中金属、海底热液硫化矿床；盐湖中的金 属盐、重金属污泥。二次资源包括废旧电器，废旧 金属制品，城市垃圾。二次资源加工是利用矿物加 工分选原理和技术，对二次资源进行分选分离回收 各种有用物质。
通过提纯、超细粉碎、表面改性、掺 杂等物理和化学方法，对天然及非传统矿 物资源进行分离、纯化、改性、复合等加 工，制备矿物材料、矿物复合材料、矿物聚合物复合材料、功能矿物材料等。
（3）金属提取加工。
金属提取加工是根据矿物加工、冶金工程、 化学工程、生物工程等学科知识，针对选精矿、 复杂难处理低品位矿石，海洋资源等进行化学溶 出、生物提取、离子交换、溶剂萃取、还原焙烧 等加工处理，获得有用物质的方法，如铁精矿煤 基回转窑直接还原、生物浸出等一般可生产出高 纯金属。
矿物资源加工技术应用领域的扩展
• 粉体材料与纳米材料 • 工业废渣和废水的综合利用 • 电子废弃物的分选利用 • 城市垃圾的分选利用 • 海洋多金属结核的开发利用
第一章 概述
1.1 矿物加工学的概念及定义
矿物加工的对象－－矿物 矿物是地壳中由于自然的地质作用、物理化学作用或生物作用所产生的天然化合 物或自然元素。矿物是地壳中岩石和矿石的组成单位。矿石是具有经济价值的特殊岩 石。 矿石的性质 为什么要对矿物进行加工？
在选矿过程中选出的有用矿物叫精矿；被抛弃的无用矿物叫尾矿。 对煤炭而言，将煤与矸石分离，从而获得质量不同的产品过程，称为选煤。
1.1 矿物加工学的概念及定义
矿物加工的方法？
根据不同的矿石类型、不同的特性参数和对产品的要求不同，在生产实践中， 可采用不同的矿物加工方法。
常用的矿物加工方法主要有： 重选法、磁选法、电选法、浮选法 化学分选、生物分选 特殊分选法
4
电选法
5
化学分选
有色金属矿石和稀有金属矿石、黑色金属（铁、锰、铬） 矿石的分选；非金属矿石（煤粉、金刚石、石墨、高岭土 等）的分选。
煤炭等。
6
生物分选
硫化矿物、煤炭等。
7
特殊选矿
金属和非金属矿。
1.1 矿物加工学的概念及定义
矿物资源加工，以选矿过程为典型，一般都包括以下三个基本工艺 过程：
有用矿物 脉石 品位 矿物加工的基本概念： 矿物加工是利用矿物的物理化学性质的差异，借助各种分离、加工的手段和方法 将矿石中有用矿物和脉石分离，达到有用矿物相对富集并进行其加工和利用的方法。 矿物加工学是专门研究矿物分离与加工、利用的学科。它在内涵和外延上比传统 的选矿学都要宽广。 矿物加工学的外延可扩大到一般意义上的分离与加工过程。
其中，重选和浮选法应用最广。见表1。 各种矿物加工方法可以单独使用，也可以几种方法联合使用。
1.1 矿物加工学的概念及定义
常用矿物加工方法
序号
矿物加工方法
主要用途
1
重选法
黑色、有色、稀有金属及煤炭的分选；固体废弃物处理。
2
浮选法
金属及非金属矿物的分选；废水处理；菌种分离。
3
磁选法
黑色金属、稀有金属的分选；非金属矿物原料中除铁。
矿物资源加工技术的发展
• 古代的矿物加工 • 近代的矿物加工工业 • 新中国的矿物加工工业 • 矿物资源加工技术应用领域的扩展
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新中国的矿物加工工业
• 1.有色金属 • 2.黑色金属 • 3.煤 • 4.非金属矿和建材粉体材料
金属分类
• 黑色金属和有色金属。
• 黑色金属是指铁、锰、铬三种金属，它们的单 质为银白色，而不是黑色。之所以称它们黑色