矿物的化学与生物处理01
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采用铁矿石深度还原与高效分选工艺，将原矿中的铁氧化物还原为金属 铁，并实施铁颗粒粒度的控制，为后续的高效分选创造了条件。实验结果表 明，采用该创新性技术成果处理羚羊铁矿石可获得含铁85%以上的产品，金 属回收率85%以上，所得产品可直接用于电炉炼钢。
难选铁矿石深度还原（直接还原）是指将不能直接作为高炉原料的低品位 难选矿石在比磁化焙烧更高的温度和更强的还原气氛下（有的需要借助于反 应助剂或其它外加剂的作用），将难选铁矿石中的三价或二价铁还原成单质 铁，并使铁粒长大到一定尺寸，以便于后续磁选的处理技术。
续处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。 5）浸出液净化：采用化学沉淀法、离子交换法或溶液萃取法等进行净化分
离，以获得有用组分含量高的净化溶液 6）制取化学精矿：从净化液中采用化学沉淀法、金属置换法、金属沉积法
以及物理选矿法，沉淀析出化学精矿。
图
化 学 选 矿 的 原 则 流 程 图
矿物的生物与化学处理
绪论（矿物加工过程与矿物加工学）
矿物加工过程
矿物加工方法： 粉体加工 分离加工 改性加工 成型加工
选矿过程： 粉体 分选
矿物加工目的： 矿物原料 矿物材料 环境保护
脱水
典型的矿物加工过程 典型的过程工艺
（单元操作）
矿物的生物与化学处理
前言
第一章 矿物化学处理
一、矿物的化学处理 二、煤炭的化学脱灰 三、煤炭化学脱硫
43.6 5.27 Na2O K2O 0.29 0.16
Al2O3
2.74 S
0.012
CaO
0.62 P
0.01
Cr2O3
0.51 Ni 1.86
Mn
0.46 Fe 13.24
(Fe,Ni)O(OH).nH2O
红土镍矿铁的化学物相分析结果(%)
元素 存在的相
含量（%） 占有率
赤（褐）铁 矿中的铁
低品位镍钴矿生物堆浸提镍钴技术
云南低品位镍钴矿生物堆浸中间工厂
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
1 化学选矿的特点
优点： 1）化学处理不嫌矿石“贫”、“细”、“杂”，对原料
的适应性广；有利于矿产的综合利用。 2）最终产品纯度高。除形成化学精矿外，还可生产较纯
的化合物以至金属，直接满足社会需求或供应金属加工市场。
该矿石铁矿物组成和构造十分复杂，浸染细，而且脉石矿物为极 易泥化的绿泥石等，这些因素决定了该矿石用常规选矿方法选别将很 困难。
组分 含量/%
组分 含量/%
TFe 35.08 Al2O3 5.62
FeO 32.00 SiO2 10.71
CaO 2.30
S 0.06
MgO 1.55
P 0.10
Mn
CO2
第一章 矿物化学处理
2 化学选矿的一般过程
1）原料准备：矿物原料的破、磨、配料；预先富集。 2）焙烧：使目的组分矿物转变为易浸的或易于物理分选的形态，部分
杂质分解挥发或转变为难浸的形态，且可改变原料的结构构造。 3）浸出：使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出液中，从而使两种组分
分离。一般情况下浸出含量少的组分。 4）固液分离：采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出液，以获得供后
传统工艺：选矿-烧结（团矿）-炼铁-炼钢 创新工艺：深度还原-分选-铁粉压块-炼钢
深度还原后产品的扫描 电镜照片及能谱分析结 果，铁颗粒主要呈球形， 主要元素为铁。
深度还原-分选所得铁粉压块样品照片
煤还原氧化铁的原理
碳直接还原
FeOx + xC = Fe + xCO
间接还原反应 C+ CO2= 2CO
6.00
46.62
碳酸盐矿 物中的铁
0.20
1.55
硅酸盐矿物 中的铁
6.67
51.83
总铁
12.87 100.00
红土镍矿中镍的化学物相分析结果(%)
元素 存在的相
含量（%） 占有率
氧化物中镍
0.55 31.07
硅酸盐矿物 中的镍
1.22
68.93
总镍
1.77 100.00
褐煤 原矿 混合
助溶剂
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
依浸出试剂种类，浸出可进一步分为：
酸 法： 硫酸、盐酸、硝酸、亚硫酸 碱 法： 碳酸钠、苛性钠、氨水、硫化钠 盐 浸： 氯化钠、氯化铁、氯化铜、硫酸铁、次氯酸钠等 细菌浸出： 硫酸铁 + 菌种 + 硫酸 氰化法及混汞法等
FeOx + xCO = Fe + xCO2
间接反应过程中碳的气化途径 ：
2C + O2 = 2CO2 C + CO2 = 2CO FeCO3 = FeO + CO2 C + H2O = CO + H2 矿石中铁氧化物主要按Fe3O4/FeCO3→FeO→Fe的顺序进行还原： Fe3O4 + C = 3FeO + CO Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 FeO + C = Fe + CO
（1）氧化焙烧：在氧化气氛中加热硫化矿，使炉中的氧部 分或全部取代矿物中的硫，形成金属氧化物。
（2）硫酸化焙烧：使金属氧化物或硫化物转变成可溶于水 的金属硫酸盐。
（3）氯化焙烧：在氧化或还原性气氛中加热矿物原料，使 之与氯气或固态氯化剂发生化学反应，生成可溶性金属氯化物 或挥发气态金属氯化物。
矿物的生物与化学处理
产品形态：化学精矿 纯金属
工艺过程：具体工艺过程
因此，化学选矿过程较冶金过程承受更大的经济与技术压力，它必 须采用有别于冶金常用的方法与工艺，才能在处理低价值的难选矿物原 料中取得经济效益，这样就形成了化学选矿自身的独特方法与工艺。
化 学 选 矿 与 物 理 选 矿 、 冶 炼 的 关 系
矿物的生物与化学处理
6.35
21.74
La
Ce
0.06
0.09
磁选－浮选分离研究
对吉林羚羊石进行了分步浮选、弱磁选—强磁选—反浮选、弱磁选— 强磁选—分步浮选、弱磁选—强磁选—强磁精矿再磨—反浮选、弱磁 选—分步浮选、弱磁选—弱磁尾矿再磨—反浮选、弱磁选—弱磁尾矿再 磨—分步浮选研究，结果表明分选效果均不佳，只有在经弱磁选处理后 选出一部分指标较为合格的磁铁矿精矿，其品位超过了59%，回收率超 过30%，可以作为精矿使用。
因此，浸出过程本身是一个目的组分提取与分离的过程。
浸出的原料一般是难于用物理选矿法处理的原矿、物理选矿的中 矿、不合格精矿、化工和冶金过程的中间产品等。
依浸出过程物料的运动方式，可分为渗滤浸出和搅拌浸出。渗滤 浸出是浸出试剂在重力作用下自上而下或在压力作用下自下而上通 过固定物料层的浸出过程。搅拌浸出是将磨细的物料与浸出试剂在 搅拌槽中进行强烈搅拌的浸出过程。
磨矿10min
电磁精选机
二磁尾
磨矿10min
电磁精选机
一柱尾
铁粉产品
二柱尾
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
2） 矿物浸出
浸出是溶剂选择性地溶解矿物原料中某组分的工艺过程。矿物 原料浸出的任务，是选择适当的溶剂使矿物原料中的目的组分选择 性地溶解于溶液中，达到有用组分与杂质组分或脉石组分相分离的 目的。
第二章 矿物生物处理
一、生物冶金技术 二、煤炭生物脱硫
矿物的生物与化学处理
矿物的生物与化学处理
前言 矿物化学处理概述
定义
矿物的化学处理是一种化学加工方法。它以矿物原料 为加工对象，利用不同矿物在化学性质上的差异，采用化 学处理或化学处理与物理选矿相结合的方法，使有价组分 得以富集和提纯，最终产出化学精矿或单独产品（金属或 金属化合物）。
还原焙烧
水淬冷却
最终精矿指标（%）
一段磨矿 弱磁选
精矿 数值
产率 14.03
镍品 位
铁品位
镍回收 率
铁回收 率
10.83 52.87 82.15 54.59
二段磨矿 二段磁选
尾矿
镍精矿
吉林临江羚羊铁矿石选矿
临江羚羊石主要铁矿物为磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿，另有一定 量的黑锰矿、硅酸铁矿物，以及少量的赤铁矿。矿石中含有少量的硫 化物，主要为黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿；次生硫化物为斑铜矿、铜 蓝。另外，矿石中还含有很少量的钴硫砷铁矿。脉石矿物主要为石英， 硅酸铁矿物次之。
FeO + CO = Fe + CO2
扩大试验工艺流程和条件
扩大试验条件
因素
还原温 度/℃
还原时 料层厚度 配煤过剩 还原煤 矿石粒 间/min /mm 倍数 粒度/mm 度/mm
参数 1275 50
30
3.0 ＜2.0 ＜2.0
铁矿石、煤 混样 深度 还原 水淬
一段 磁选
磨矿1h 二段 磁选
一磁尾
飞速发展，溶剂萃取及离子交换等化工分离技术进入湿法 冶金；
国内现代化学选矿的发展
1955年成立中科院化学冶金所，并开展低品位难选复杂
矿的化学选矿研究；
云南东川汤丹氧化铜的化学选矿； 含镍黄铁矿及红土镍矿的湿法提取；
从处理贵金属 向低品位复杂
矿的跨越
难处理金矿的化学选矿
-SX-EW
紫
金
山
故采用常规分选方法很难实现羚羊石的有效分离。
焙烧－磁选试验研究
对吉林羚羊石考察了煤气和煤作还原剂时各种焙烧条件对其分选效果的 影响，并进行了回转窑焙烧扩大试验。
研究结果表明，实验室焙烧磁选试验研究表明，以煤气为还原剂，焙烧温 度 超 过 680℃ 时 ， 磁 选 管 选 别 精 矿 Fe 品 位 可 达 55% 以 上 ； 焙 烧 温 度 超 过 760℃，精矿Fe品位超过58%； 焙烧时间超过10min后，延长焙烧时间对 磁选选别效果的影响不大；以煤为还原剂的磁选精矿Fe品位比以煤气为还原 剂低约5个百分点，但回收率较高，以煤为还原剂的磁选精矿Fe回收率可达 85%以上，精矿中锰的含量为3.56~5.39%。
缺点： 1）因试剂较贵或消耗较大而造成试剂费用较高； 2）因介质腐蚀性强而造成设备投资大和材料费用高。
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
化学选矿与物理选矿、冶炼的关系
化学选矿与物理选矿：
选矿依据：物理与物理化学性质的差异 化学性质的差异
选矿对象：相对易选的富矿 细贫杂等难选矿；“三废”资源化
（7）加盐焙烧：为从矿物中提取钒、钨、铬等有价金属，焙烧过 程中加入硫酸钠、氯化钠、碳酸钠等添加剂使之生成可溶性钒酸钠、 钨酸钠和铬酸钠等。
（8）煅烧：是碳酸盐加热分解过程，如菱铁矿煅烧、石灰石煅烧。
（9）微波加热
某红土镍矿试验结果
原矿多元素分析
元素名称 含量（%）
元素名称 含量（%）
SiO2 MgO
原料形态：原矿 难选原矿，物理选矿的中矿、尾矿，“三废”资源
分选本质：分离、富集，不改变矿物自身组成 化学处理，改变矿物自身组成与结构
产品形态：矿物精矿 化学精矿
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
化学选矿与冶炼 ：
相似之处：利用化学、物理化学、化工的基本原理解决 矿物加工中的有关工艺问题。
处理对象：矿物原料，细、贫、杂。 分选精矿
第一章 矿物化学处理
3 常见的化学选矿方法
1）矿石焙烧 2）矿物浸出 3）离子交换 4）溶剂萃取 5）离子沉淀 6）置换沉淀 7）金属沉积
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
1） 矿石焙烧
在适当气氛中加热矿物原料至低于矿物组分熔点温度，使目 的组分与炉气发生化学反应转变成适于后续作业所要求的形态的 过程，称为焙烧。
中国古代湿法提铜
用胆水制取铜金属，在西汉的《淮南万毕术》（曾青得 铁则化为铜）以及东汉《神农本草经》（石胆…能化铁为 铜）均有记载；
《读史方兴纪要》也记载了用铁粒还原铜离子为铜粉，通 过铺席溜槽重选富集后，再经锻打制成铜片的选冶加工流 程。
国外化学选矿的起源与发展
1888年，发明拜耳法生产氧化铝； 二战期间，基于发展核武器的需要，铀提取及铀冶金获得
铜
矿
万
吨
级
生 物
矿石破碎
堆
浸
提 铜 矿 山
萃取
堆浸 电积
西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术
➢ 概况
我国超大型铜矿床之一，累计探明的铜金属储量650万吨 矿床分为三个矿体，分为氧化矿带、次生矿带和原生矿带 海拔4560-5120m，外部环境条件差
➢ 试验厂
海拔4200m 规模300吨电铜堆浸/搅拌浸出 北京有色院负责堆浸技术，北矿院负责搅拌浸出技术
第一章 矿物化学处理
（ 4）离析焙烧：在中性或弱还原气氛中加热矿物，使有价组分与 固态氯化剂反应生成挥发性气态金属氯化物并随即以金属形态沉积在 炉料中的炭质还原剂表面。
（5）还原焙烧：在还原气氛中使金属氧化物还原成金属形态。
（6）磁化焙烧：在适当控制的还原性气氛中，使弱磁性赤铁矿还 原成强磁性的磁铁矿。
以煤为还原剂的回转窑焙烧磁选，在焙烧温度为900℃时磁选精矿Fe品位 达到67.17%。
扩大焙烧磁选试验研究表明，以河北丰宁丰东煤矿次烟煤为还原剂时，煤 的适宜填加量为8%，焙烧磁选可以获得铁精矿品位58%以上，回收率70% 以上的较好指标；粗精矿再磨磁选工艺是焙烧矿较适宜的分选工艺。
百度文库
深度还原磁选试验研究
难选铁矿石深度还原（直接还原）是指将不能直接作为高炉原料的低品位 难选矿石在比磁化焙烧更高的温度和更强的还原气氛下（有的需要借助于反 应助剂或其它外加剂的作用），将难选铁矿石中的三价或二价铁还原成单质 铁，并使铁粒长大到一定尺寸，以便于后续磁选的处理技术。
续处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。 5）浸出液净化：采用化学沉淀法、离子交换法或溶液萃取法等进行净化分
离，以获得有用组分含量高的净化溶液 6）制取化学精矿：从净化液中采用化学沉淀法、金属置换法、金属沉积法
以及物理选矿法，沉淀析出化学精矿。
图
化 学 选 矿 的 原 则 流 程 图
矿物的生物与化学处理
绪论（矿物加工过程与矿物加工学）
矿物加工过程
矿物加工方法： 粉体加工 分离加工 改性加工 成型加工
选矿过程： 粉体 分选
矿物加工目的： 矿物原料 矿物材料 环境保护
脱水
典型的矿物加工过程 典型的过程工艺
（单元操作）
矿物的生物与化学处理
前言
第一章 矿物化学处理
一、矿物的化学处理 二、煤炭的化学脱灰 三、煤炭化学脱硫
43.6 5.27 Na2O K2O 0.29 0.16
Al2O3
2.74 S
0.012
CaO
0.62 P
0.01
Cr2O3
0.51 Ni 1.86
Mn
0.46 Fe 13.24
(Fe,Ni)O(OH).nH2O
红土镍矿铁的化学物相分析结果(%)
元素 存在的相
含量（%） 占有率
赤（褐）铁 矿中的铁
低品位镍钴矿生物堆浸提镍钴技术
云南低品位镍钴矿生物堆浸中间工厂
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
1 化学选矿的特点
优点： 1）化学处理不嫌矿石“贫”、“细”、“杂”，对原料
的适应性广；有利于矿产的综合利用。 2）最终产品纯度高。除形成化学精矿外，还可生产较纯
的化合物以至金属，直接满足社会需求或供应金属加工市场。
该矿石铁矿物组成和构造十分复杂，浸染细，而且脉石矿物为极 易泥化的绿泥石等，这些因素决定了该矿石用常规选矿方法选别将很 困难。
组分 含量/%
组分 含量/%
TFe 35.08 Al2O3 5.62
FeO 32.00 SiO2 10.71
CaO 2.30
S 0.06
MgO 1.55
P 0.10
Mn
CO2
第一章 矿物化学处理
2 化学选矿的一般过程
1）原料准备：矿物原料的破、磨、配料；预先富集。 2）焙烧：使目的组分矿物转变为易浸的或易于物理分选的形态，部分
杂质分解挥发或转变为难浸的形态，且可改变原料的结构构造。 3）浸出：使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出液中，从而使两种组分
分离。一般情况下浸出含量少的组分。 4）固液分离：采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出液，以获得供后
传统工艺：选矿-烧结（团矿）-炼铁-炼钢 创新工艺：深度还原-分选-铁粉压块-炼钢
深度还原后产品的扫描 电镜照片及能谱分析结 果，铁颗粒主要呈球形， 主要元素为铁。
深度还原-分选所得铁粉压块样品照片
煤还原氧化铁的原理
碳直接还原
FeOx + xC = Fe + xCO
间接还原反应 C+ CO2= 2CO
6.00
46.62
碳酸盐矿 物中的铁
0.20
1.55
硅酸盐矿物 中的铁
6.67
51.83
总铁
12.87 100.00
红土镍矿中镍的化学物相分析结果(%)
元素 存在的相
含量（%） 占有率
氧化物中镍
0.55 31.07
硅酸盐矿物 中的镍
1.22
68.93
总镍
1.77 100.00
褐煤 原矿 混合
助溶剂
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
依浸出试剂种类，浸出可进一步分为：
酸 法： 硫酸、盐酸、硝酸、亚硫酸 碱 法： 碳酸钠、苛性钠、氨水、硫化钠 盐 浸： 氯化钠、氯化铁、氯化铜、硫酸铁、次氯酸钠等 细菌浸出： 硫酸铁 + 菌种 + 硫酸 氰化法及混汞法等
FeOx + xCO = Fe + xCO2
间接反应过程中碳的气化途径 ：
2C + O2 = 2CO2 C + CO2 = 2CO FeCO3 = FeO + CO2 C + H2O = CO + H2 矿石中铁氧化物主要按Fe3O4/FeCO3→FeO→Fe的顺序进行还原： Fe3O4 + C = 3FeO + CO Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 FeO + C = Fe + CO
（1）氧化焙烧：在氧化气氛中加热硫化矿，使炉中的氧部 分或全部取代矿物中的硫，形成金属氧化物。
（2）硫酸化焙烧：使金属氧化物或硫化物转变成可溶于水 的金属硫酸盐。
（3）氯化焙烧：在氧化或还原性气氛中加热矿物原料，使 之与氯气或固态氯化剂发生化学反应，生成可溶性金属氯化物 或挥发气态金属氯化物。
矿物的生物与化学处理
产品形态：化学精矿 纯金属
工艺过程：具体工艺过程
因此，化学选矿过程较冶金过程承受更大的经济与技术压力，它必 须采用有别于冶金常用的方法与工艺，才能在处理低价值的难选矿物原 料中取得经济效益，这样就形成了化学选矿自身的独特方法与工艺。
化 学 选 矿 与 物 理 选 矿 、 冶 炼 的 关 系
矿物的生物与化学处理
6.35
21.74
La
Ce
0.06
0.09
磁选－浮选分离研究
对吉林羚羊石进行了分步浮选、弱磁选—强磁选—反浮选、弱磁选— 强磁选—分步浮选、弱磁选—强磁选—强磁精矿再磨—反浮选、弱磁 选—分步浮选、弱磁选—弱磁尾矿再磨—反浮选、弱磁选—弱磁尾矿再 磨—分步浮选研究，结果表明分选效果均不佳，只有在经弱磁选处理后 选出一部分指标较为合格的磁铁矿精矿，其品位超过了59%，回收率超 过30%，可以作为精矿使用。
因此，浸出过程本身是一个目的组分提取与分离的过程。
浸出的原料一般是难于用物理选矿法处理的原矿、物理选矿的中 矿、不合格精矿、化工和冶金过程的中间产品等。
依浸出过程物料的运动方式，可分为渗滤浸出和搅拌浸出。渗滤 浸出是浸出试剂在重力作用下自上而下或在压力作用下自下而上通 过固定物料层的浸出过程。搅拌浸出是将磨细的物料与浸出试剂在 搅拌槽中进行强烈搅拌的浸出过程。
磨矿10min
电磁精选机
二磁尾
磨矿10min
电磁精选机
一柱尾
铁粉产品
二柱尾
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
2） 矿物浸出
浸出是溶剂选择性地溶解矿物原料中某组分的工艺过程。矿物 原料浸出的任务，是选择适当的溶剂使矿物原料中的目的组分选择 性地溶解于溶液中，达到有用组分与杂质组分或脉石组分相分离的 目的。
第二章 矿物生物处理
一、生物冶金技术 二、煤炭生物脱硫
矿物的生物与化学处理
矿物的生物与化学处理
前言 矿物化学处理概述
定义
矿物的化学处理是一种化学加工方法。它以矿物原料 为加工对象，利用不同矿物在化学性质上的差异，采用化 学处理或化学处理与物理选矿相结合的方法，使有价组分 得以富集和提纯，最终产出化学精矿或单独产品（金属或 金属化合物）。
还原焙烧
水淬冷却
最终精矿指标（%）
一段磨矿 弱磁选
精矿 数值
产率 14.03
镍品 位
铁品位
镍回收 率
铁回收 率
10.83 52.87 82.15 54.59
二段磨矿 二段磁选
尾矿
镍精矿
吉林临江羚羊铁矿石选矿
临江羚羊石主要铁矿物为磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿，另有一定 量的黑锰矿、硅酸铁矿物，以及少量的赤铁矿。矿石中含有少量的硫 化物，主要为黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿；次生硫化物为斑铜矿、铜 蓝。另外，矿石中还含有很少量的钴硫砷铁矿。脉石矿物主要为石英， 硅酸铁矿物次之。
FeO + CO = Fe + CO2
扩大试验工艺流程和条件
扩大试验条件
因素
还原温 度/℃
还原时 料层厚度 配煤过剩 还原煤 矿石粒 间/min /mm 倍数 粒度/mm 度/mm
参数 1275 50
30
3.0 ＜2.0 ＜2.0
铁矿石、煤 混样 深度 还原 水淬
一段 磁选
磨矿1h 二段 磁选
一磁尾
飞速发展，溶剂萃取及离子交换等化工分离技术进入湿法 冶金；
国内现代化学选矿的发展
1955年成立中科院化学冶金所，并开展低品位难选复杂
矿的化学选矿研究；
云南东川汤丹氧化铜的化学选矿； 含镍黄铁矿及红土镍矿的湿法提取；
从处理贵金属 向低品位复杂
矿的跨越
难处理金矿的化学选矿
-SX-EW
紫
金
山
故采用常规分选方法很难实现羚羊石的有效分离。
焙烧－磁选试验研究
对吉林羚羊石考察了煤气和煤作还原剂时各种焙烧条件对其分选效果的 影响，并进行了回转窑焙烧扩大试验。
研究结果表明，实验室焙烧磁选试验研究表明，以煤气为还原剂，焙烧温 度 超 过 680℃ 时 ， 磁 选 管 选 别 精 矿 Fe 品 位 可 达 55% 以 上 ； 焙 烧 温 度 超 过 760℃，精矿Fe品位超过58%； 焙烧时间超过10min后，延长焙烧时间对 磁选选别效果的影响不大；以煤为还原剂的磁选精矿Fe品位比以煤气为还原 剂低约5个百分点，但回收率较高，以煤为还原剂的磁选精矿Fe回收率可达 85%以上，精矿中锰的含量为3.56~5.39%。
缺点： 1）因试剂较贵或消耗较大而造成试剂费用较高； 2）因介质腐蚀性强而造成设备投资大和材料费用高。
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
化学选矿与物理选矿、冶炼的关系
化学选矿与物理选矿：
选矿依据：物理与物理化学性质的差异 化学性质的差异
选矿对象：相对易选的富矿 细贫杂等难选矿；“三废”资源化
（7）加盐焙烧：为从矿物中提取钒、钨、铬等有价金属，焙烧过 程中加入硫酸钠、氯化钠、碳酸钠等添加剂使之生成可溶性钒酸钠、 钨酸钠和铬酸钠等。
（8）煅烧：是碳酸盐加热分解过程，如菱铁矿煅烧、石灰石煅烧。
（9）微波加热
某红土镍矿试验结果
原矿多元素分析
元素名称 含量（%）
元素名称 含量（%）
SiO2 MgO
原料形态：原矿 难选原矿，物理选矿的中矿、尾矿，“三废”资源
分选本质：分离、富集，不改变矿物自身组成 化学处理，改变矿物自身组成与结构
产品形态：矿物精矿 化学精矿
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
化学选矿与冶炼 ：
相似之处：利用化学、物理化学、化工的基本原理解决 矿物加工中的有关工艺问题。
处理对象：矿物原料，细、贫、杂。 分选精矿
第一章 矿物化学处理
3 常见的化学选矿方法
1）矿石焙烧 2）矿物浸出 3）离子交换 4）溶剂萃取 5）离子沉淀 6）置换沉淀 7）金属沉积
矿物的生物与化学处理
第一章 矿物化学处理
1） 矿石焙烧
在适当气氛中加热矿物原料至低于矿物组分熔点温度，使目 的组分与炉气发生化学反应转变成适于后续作业所要求的形态的 过程，称为焙烧。
中国古代湿法提铜
用胆水制取铜金属，在西汉的《淮南万毕术》（曾青得 铁则化为铜）以及东汉《神农本草经》（石胆…能化铁为 铜）均有记载；
《读史方兴纪要》也记载了用铁粒还原铜离子为铜粉，通 过铺席溜槽重选富集后，再经锻打制成铜片的选冶加工流 程。
国外化学选矿的起源与发展
1888年，发明拜耳法生产氧化铝； 二战期间，基于发展核武器的需要，铀提取及铀冶金获得
铜
矿
万
吨
级
生 物
矿石破碎
堆
浸
提 铜 矿 山
萃取
堆浸 电积
西藏玉龙铜矿（生物）湿法提铜技术
➢ 概况
我国超大型铜矿床之一，累计探明的铜金属储量650万吨 矿床分为三个矿体，分为氧化矿带、次生矿带和原生矿带 海拔4560-5120m，外部环境条件差
➢ 试验厂
海拔4200m 规模300吨电铜堆浸/搅拌浸出 北京有色院负责堆浸技术，北矿院负责搅拌浸出技术
第一章 矿物化学处理
（ 4）离析焙烧：在中性或弱还原气氛中加热矿物，使有价组分与 固态氯化剂反应生成挥发性气态金属氯化物并随即以金属形态沉积在 炉料中的炭质还原剂表面。
（5）还原焙烧：在还原气氛中使金属氧化物还原成金属形态。
（6）磁化焙烧：在适当控制的还原性气氛中，使弱磁性赤铁矿还 原成强磁性的磁铁矿。
以煤为还原剂的回转窑焙烧磁选，在焙烧温度为900℃时磁选精矿Fe品位 达到67.17%。
扩大焙烧磁选试验研究表明，以河北丰宁丰东煤矿次烟煤为还原剂时，煤 的适宜填加量为8%，焙烧磁选可以获得铁精矿品位58%以上，回收率70% 以上的较好指标；粗精矿再磨磁选工艺是焙烧矿较适宜的分选工艺。
百度文库
深度还原磁选试验研究