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ore preconcentration plant design
简介
在选矿过程中，矿石入磨前，利用矿石物理性质的差异，预先丢弃一部分脉石矿物和混入的围岩、夹石，以提高矿石入选品位，降低生产成本和能耗，减少基建投资的选矿厂车间设计。一般地下开采中的废石混入率为10%～20%，露天开采为5%～10%。预选方法有手选、重选、磁选和机械拣选。
重选包括跳汰和重介质选矿，1848年德国研制出第一台机械传动活塞跳汰机。1921年美国开始应用重介质选煤，20世纪30年代才在金属矿选矿中应用，以获得合格精矿或废弃尾矿。1889年美国用电磁磁选机选矿，逐渐发展到用磁滑轮预选排除块状脉石和围岩。1905年奥地利研制成光电分选机，并于20世纪50年代初，在英国、加拿大用于分选石灰石和白云石。70年代机械拣选问世，对铁、锰、钨、锡、镍、铜、铅锌等矿石进行预选。中国1949年后开始应用磁滑轮和重介质预选。1978年以来，激光、辐射拣选工艺获得发展，对铁、钨、锑、锡、铅、锌等矿石进行预选。
选矿厂设计中，根据矿石特性和混入的围岩、夹石和脉石的多寡及预选试验报告，经技术经济论证后确定是否需要设预选车间。设计主要内容包括预选方法选择、技术经济指标和设备选择与配置。
预选方法选择 当有用矿物和废石的颜色或光学特性的差异大时，用手选或光选，如黑钨矿、锑矿等;当有用矿物呈集合体嵌布或粗粒嵌布并与废石的密度差异较大时，用跳汰或重介质选矿，如铅锌矿、钨矿、锡矿、铁矿(弱磁性铁矿)等;当有用矿物和废石的磁性差异大时， 用磁滑轮选， 如磁铁矿等; 当矿物经γ、β、X射线辐射后，激发、吸收或散射特征射线时，用辐射分选，如铜矿、钽铌矿、金矿、铀矿等;当有用矿物与废石的导电率或磁性有差异时，用电导/磁性感应拣选，如铜矿、铅锌矿、钨矿、 镍矿和金 (银)矿等。预选的原则流程均较简单，除磁滑轮预选外，都要先行筛分、 洗矿， 以允许的粒度进入预选。
预选指标 预选丢弃的废石中， 有用矿物的品位不宜高于最终尾矿的品位。 其技术经济指标分别列于表1、 表2和表3。
表1 手选、光选指标
| 预选方法 |
废石产 率/% |
原矿品位 WO3/% |
回收率/ % |
空气耗量 /m3·t-1 |
| 手选 | 40～65 | 0.24～0.3 | 96～98 | 0 |
| 光选 | 35～66 | 0.31 | 86～95 | 25～50 |
注： 表中为黑钨矿指标。
表2 磁滑轮选矿和重介质选矿指标
| 预选方法 | 矿山名称 | 指 标/% | 备 注 | |||
| 废石产率 | 原矿品位 | 废石品位 | 回收率 | |||
|
磁滑轮 选矿 |
中国大石河铁矿 | 8 | 25.3 | 6.3 | 98 | 永磁 |
| 漓渚铁矿 | 15～20 | 8～10 | ||||
|
重介质 选矿 |
中国梅山铁矿 | 35 | 36 | 18 | 80 | 加重剂：黄铁矿 |
| 中国湘东钨矿 | 42.6 | 0.286 | 0.012 | 96.4 | 黄铁矿 | |
| 中国长坡锡矿 | 45～66 | 0.3～0.4 | 0.04～0.07 | 88～92 | 黄铁矿 | |
| 中国锡矿山锑矿 | 38.8～43.3 | 1.3～1.4 | 0.18 | 94～95 | 硅铁 | |
| 〔澳〕雷尼松锡矿 | 18～20 | 1.12～1.2 | 97 | 硅铁 | ||
表3 拣选指标
设备选择与配置 分别按手选、光选、重介质选、磁滑轮选、 电导/磁性感应拣选和辐射拣选进行。
手选 有手选台和手选胶带机。一般处理量小、要求手选精确度高时， 用手选台反复手选; 当处理量大时，用手选胶带机可以正、反手选。当用手选胶带机时，矿石宜平铺在平胶带输送机上， 带速一般为0.2～0.4m/s， 胶带两侧设手选座位， 胶带下设漏斗， 承接手选产品。手选处要求光线充足， 手选前要洗矿。
光选 要求给矿均匀，并预先筛成一定的粒级。开始时是用光电选矿机处理， 到20世纪70年代开始用激光拣选机处理，如英国的MP80拣选机，里奥·廷托锌 (Rio Tinto Zinc) 公司的M16拣选机和中国的Ⅴ型、 GS-Ⅲ型激光拣选机。
光选可单独设置厂房，作多层或单层配置，并备有风源。
重介质选 设备分静态和动态的两种。 当给矿粒度为6～50mm、轻矿物含量多时， 用圆锥分选机;对于粒度为6～100mm、重矿物含量多的易选矿石，用鼓形分选机等静态分选设备。 对于矿石与废石的密度差小至0.2～0.3t/m3、给矿粒度为6～75mm的铁矿，用振动溜槽; 给矿粒度为0.5～35mm时用漩涡旋流器(倒锥形)，给矿粒度为0.5～20mm时用重介质旋流器等动态分选设备。随着DWP漩涡旋流器和Tri-Flo三产品旋流器的发展， 一般静态分选设备的使用日趋减少，大多采用动态分选设备进行预选。采用的重介质视具体条件而定，当有用矿物与废弃矿物的密度差小时，用密度大的介质，如硅铁、刚玉等;当密度差大时，用密度小的介质，如黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿和方铅矿等。设计中应充分考虑介质制备、提升、净化、回收系统以及介质密度检测系统和调节系统。洗矿脱泥及泥矿系统常分别单独设置。
重介质分选厂房，按流程顺序常采用多层和单层混合式配置，以利于矿石和介质自流。一般将浓介质储存设备设于上部，分选器、脱介筛设于中部，介质提升、净化和回收装置设于下部。车间规模大时，可配置成多个系统。
磁滑轮选 干式磁滑轮有数种，当给矿粒度为0～75mm时， 用⏀800mm×1200mm～⏀800mm×1400mm磁滑轮; 给矿粒度为12～200mm时， 用⏀1030mm×1045mm磁滑轮;给矿粒度为0～350mm时，用CTDG型磁滑轮。
采用单台设备时不需特殊配置，设备数量多时，宜单独设计磁滑轮厂房，并设置分配矿仓，分别用给料设备将矿石给至磁滑轮，合格矿石和废石，分别集中运往不同的矿仓。
电导/磁性感应拣选 常用的有RTZ公司研制的M19、M27型拣选机。采用无接触探测器测量，通过拣选机每块矿石的导电率和磁性感应进行自动拣选，可分选硫化矿、氧化矿和自然金属。M19拣选机的技术性能列于表4。
表4 M19型拣选机技术性能
| 型 号 |
给矿粒度/ mm |
处理量/ t·h-1 |
吹落矿石的空气耗 量/m3·t-1 |
耗水量/ m3·h-1 |
安装功率/ kW |
设备重量/ t |
|
19/02 2流道 19/03 3流道 19/04 4流道 19/05 5流道 |
+65～-150 +50～-125 +40～-90 +25～-65 |
120 110 75 40 |
20 25 30 40 |
1.2 1.2 1.2 1.2 |
35 35 35 35 |
18 18 18 18 |
矿石要先经筛分、分级，以设备允许的粒级入选，筛分与预选分别单独设置厂房。当有多台预选设备时，要设分配矿仓，并将合格矿石和废石分别集中，通常采用多层配置。
辐射拣选 用辐射方法选铀矿石，如中国的胶带双槽道放射性拣选机(分选粒度为50～75mm)、RTZ公司的M17型放射性拣选机和芬兰奥托昆普 (Out-okumpu)公司研制的普雷坎 (Precon)拣选机，它们都是用γ散射分选黑色和有色金属矿石。普雷坎拣选机的技术性能列于表5。
表5 普雷坎拣选机技术性能
|
给矿粒度/ mm |
处理量/ t·h-1 |
空气耗量/ m3·t-1 |
每条线电耗/ kW·h-1 |
设备重量/ t |
检测金属 |
| 35～150 | 7～40 | 50 | 6 | 10 |
Ni、Cu、Zn、Cr、Fe、Co(Mo、 Sn、Pb任选) |
设备配置常用多层式，当用单台拣选设备时，可用胶带机给料，分选后的矿石与废石，分别进入各自的储存漏斗运出。当用多台拣选设备时，拣选机前设分配矿仓，进行分别给料，拣选机与矿仓成垂直配置。