一文了解预选抛废工艺方法及设备

中国粉体网讯  金属非金属矿石资源是国民经济和社会发展的重要基础资源，成熟、高效的预选抛废技术是实现我国大量贫、杂、细、薄、散矿石资源高效、低成本、绿色开发的有力手段。

人工拣选抛废

人工拣选抛废是最早使用的预选抛废方法，曾广泛应用于我国煤矿、金矿、锡矿等矿种预抛废。

人工拣选具有分选效率低、人工成本高、工人劳动强度大等局限性。随着预选设备的发展和进步，人工拣选正在逐步退出历史舞台，被智能光电选矿技术所替代。

光电选抛废技术

光电选在预抛废方面应用广泛，适用于铅锌矿、钨矿、磁铁矿、铜矿、钼矿、锂辉石、锑矿、煤等多种矿石预选抛废。常采用的光电选抛废技术为Ｘ射线透射（XRT）技术、图像色选技术和Ｘ射线辐射（XRF）技术。

XRT射线透射技术

XRT智能选矿机是ＸＲＴ射线透射技术最常用的设备，适用于分选块状、含泥量少、嵌布粒度较粗的矿石，一般其给矿粒度范围为－250＋25ｍｍ。

XRT智能选矿机分选原理图

图像色选技术预选抛废

色选机主要利用不同颜色物料反射光波的频率或者波长的不同，使有用矿物与废石分离的一种设备，被广泛应用于磷矿、锰矿、钨矿、高岭土等选别上。

色选机工作原理图

XRF射线辐射技术

Ｘ射线辐射拣选（XRF）的技术原理是利用矿石受到Ｘ射线照射后，每一种元素被激发跃迁时释放出不同的能量来分选矿石的方法，通过对元素特征谱线波长和强度进行定性及定量分析，确定相应的元素及含量，从而将有用矿物与废石矿物分离。Ｘ射线辐射拣选技术适宜入选的矿石粒度范围为－150＋10ｍｍ，主要设备是Ｘ射线辐射拣选机。

Ｘ射线辐射拣选机工作原理图

重选抛废技术

重选法适用于分选粒度、密度有较大差异的矿石。重介预选抛废技术和跳汰预选抛废技术是重选预抛废技术应用最多的方法，其优点是生产成本低、物料处理量大、对环境污染小。

重介质预选

重介质选矿通常使用在粗粒嵌布或集合体嵌布的矿石预抛废，以及破碎过程易单体解离的矿石预抛废上。目前，重介质预抛废技术已广泛应用于低品位铅锌矿、磷矿、白钨矿、锡矿、锂辉石等矿石上。工业上常见的重介质预抛废设备为重介质旋流器。

重介旋流器的工作原理

重介质旋流器的分选基于阿基米德原理，用密度介于目标矿物与脉石矿物（或主要脉石矿物）之间的重介质，使低密度的颗粒上浮、高密度的颗粒下沉，从而实现分离的过程。

重介质旋流器抛废具有耗能少、效率高、处理量大等优点，但该方法存在占地面积大、基建投资大等缺点。

跳汰预选

跳汰选矿是处理粗、中矿石的有效方法，其工作原理为垂直交变介质中物料按密度差异进行分离。分层过程主要包括分层前颗粒堆积形成床层、上升水流使床层松散、颗粒沉降分层、水流下降床层聚集四个步骤，最终实现物料按小密度大颗粒、小密度小颗粒、大密度大颗粒、大密度小颗粒分层，实现轻重颗粒分离。目前，跳汰机预选抛废法被广泛应用在煤矿、锡铜矿、钨矿等矿物预处理上。

螺旋选矿机和螺旋溜槽预选

螺旋选矿机是一种简单高效的重力分选设备。矿浆给入溜槽之后，固体颗粒受到流体运动的影响，在自身重力、惯性离心力和摩擦力的共同作用下，实现分离成为精矿、中矿和尾矿。螺旋溜槽的工作原理与螺旋选矿机类似，但是其横向倾角更小，內缘无冲洗水管。

螺旋选矿机和螺旋溜槽作为高效的重力选矿设备，可以实现对粗、中粒级矿物有效预选抛废，并且可降低分选能耗、简化分选设备。但二者也存在缺点：分选效率低，机身高度大，给矿和循环的中矿需要砂

泵进行输送。

离心选矿机预选

离心选矿是利用矿物在离心力场中受力不同来实现分选的重选技术。相较于其他预选方式，离心选矿机对微细粒矿物的预选分选有着良好的效果，不足在于用水量和耗电量较大，设备磨损较为严重，其生产适应性较低，结构参数有待改进。

磁选

磁选预抛废技术常用于处理磁铁矿、赤铁矿等铁矿石。常见的磁选预抛废工艺有两种，即粗粒干式磁选预抛废和磨前湿式预选抛废。磁选预抛废最早是利用永磁（电磁）磁力滚筒对粗粒强磁性铁矿进行预选抛废，之后，针对细碎后解离度更高的矿石，则使用专用筒式磁选机，而在解决弱磁粗颗粒的预选抛废方面，则出现了永磁筒式强磁选机。此外，为适应干旱缺水地区，还相继出现了不同的干选机。

永磁磁力滚筒分选原理图

浮选抛废技术

传统泡沫浮选粒度上限低，一般为0.15～0.25ｍｍ，传统的浮选方法预选抛废一般应用在金红石上，在其他矿种上比较少见。通常，浮选抛废在粗粒条件下才能实现更好的经济效益，针对此问题，常用的方法包括流态化浮选技术、闪速浮选、（SIF）泡沫中分选三种。

流态化浮选技术预选抛废

流态化浮选技术兼具了流态化技术和浮选技术各自的优点，去除了传统浮选机中叶轮的强力搅拌装置，改用水气装置，利用气体或液体使逆着上升流进入的矿物颗粒处于悬浮状态，并附着在汽泡上，按矿物颗粒亲疏水性实现分选。目前，在流态化浮选技术预选抛废上使用的设备为水力浮选机和Novacell浮选柱。

水力浮选机工作原理图

Novacell浮选柱工作原理简图

闪速浮选法预选抛废

闪速浮选法使用的设备为闪速浮选机。闪速浮选机处理的物料为旋流器的底流或分级机的返砂。分选时间一般小于3ｓ，其目的是为了去除已经单体解离的目的矿物和粗粒目的矿物连生体。在预选抛废时，可以用来提前选出粗精矿，防止过磨。

闪速浮选槽分选过程

泡沫中分选法

在我国，泡沫中分选法在预选抛废上应用较少，泡沫中分选法使用的设备为泡沫分选机.

泡沫分选机

小结

随着矿产资源的开发利用，矿石种类增多，选矿工艺更加复杂，对选矿设备的要求也越来越高。预选抛废技术符合“能抛早抛、多碎少磨”的理念，有减少后续作业处理量、提高入选品位、降低企业成本等优势。随着选矿技术的进步以及选矿设备的发展，预选抛废处理的粒度范围会越来越广、矿物种类也愈来愈多。

参考资料：

冯梦菲等.预选抛废技术发展现状

李思佑等.钨矿预选抛废技术研究进展

罗主平.我国重力粗粒预选抛废工艺技术研究与实践

（中国粉体网编辑整理/黑金）

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