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全稱化學選礦法。一種根據礦石中礦石礦物與脈石礦物的化學性質之差異,用化學或物理化學方法分離和回收原礦或中礦里的有用組分的選礦方法。它是處理「貧、細、雜」難選礦物原料和難選粗精礦中雜質的有效方法。

1基本介紹

利用礦物間化學性質的差異,採用化學處理,或化學處理與物理選礦
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相結合的方法,使礦物原料中的有價組分得到富集或提純,以獲得精礦或單獨產品的過程。化學選處理的對象有原礦、選礦廠的難選中礦、不合格精礦和尾礦等,這種分選原理不受礦物性質(比重、磁性、電性等)和表面物理化學性質(潤濕性等)的限制,因此適應性強,分選完全。特別適於處理貧礦、多金屬複雜礦石和細粒浸染難選礦石。70年代以來在處理難選礦石時越來越趨向於採用化學選與物理選相結合的流程,以綜合利用礦物資源。

2發展簡史

化學選的起源可追溯到古代。中國早在西漢初年(公元前 2世紀)就已發現用鐵從膽水(硫酸銅溶液)中置換銅的作用。五代初期(公元10世紀)開始用膽銅法生產銅。世界上其他國家到16世紀才利用濕法提銅。19世紀末氰化提金的應用開闢了近代化學選的道路。20世紀40年代以來,世界各地出現了大型的銅浸取工廠,生產鎳、鈷的化學選廠和鈾浸取工廠等。近二、三十年來焙燒、浸取和溶液凈化分離工藝飛躍發展,特別是溶劑萃取和離子交換技術應用,使過去難於解決的、性質非常相近的許多稀有和稀土金屬分離問題得以解決。細菌冶金(見細菌浸取、浸取採礦法)的應用為價廉而有效地利用貧礦、廢礦、尾礦和爐渣找到有效的途徑。

3應用用途

目前化學選主要用於:①難選氧化銅礦,如離析-浮選法等;②金礦,如混汞、氰化、硫脲、高溫氯化法等提金方法;③鈾礦的化學選;④釩、鈦礦的物理選和化學選聯合流程;⑤碳質頁岩中提釩、鈾、鎳、鉬、銅、磷、鉀等;⑥低品位鉭鈮礦物原料的富集;⑦鎢、錫細泥的處理及低品位鎢、錫精礦的除雜及提純;⑧處理鐵礦或廢鐵生產鐵粉;⑨貧錳礦的化學選等。
化學選通常與物理選相結合,在選礦工藝中構成聯合流程。化學選與火法冶金和濕法冶金關係密切,它們都是利用同樣的化學原理和工藝方法(如焙燒和浸取)進行的,但處理對象、產品的形態及工藝細節又有差異。化學選處理的是難選原礦和不合格的選礦產品,組成極其複雜,而各種冶金方法處理的是選礦得出的精礦,成分比較單純。前者產品是金屬或金屬化合物,稱化學精礦,供後者作為原料;而後者產品一般為金屬成品。

4工藝過程

化學選包括一系列基本工藝過程。
原料準備  包括:①破碎和磨碎,目的是使有用礦物結晶顆粒獲得完全解離或部分解離,或保證分解速度所需要的物料細度;②物理選,預先富集有用成分和除去原料中的有害雜質;③配料及混勻,使物料與配料混勻,為焙燒作業創造條件(只在有焙燒作業時才進行)。
礦石中組分的選擇性分解  包括焙燒與浸取。焙燒一般用於化學選的預處理,有時也用於從精礦產品中除去雜質,如鎢精礦的脫砷;或直接得出金屬產品,如粒鐵法生產金屬鐵;在浸取過程中被溶解的可以是有用組分,也可以是有害雜質,兩者都使組分得到初步分離和富集。
分解產物(溶液)的凈化、分離和化學精礦的製取 礦石或焙燒產品經浸取后,其中有用組分大多轉入溶液,但同時許多雜質也會混入溶液。必須對溶液進行凈化處理以除去雜質,並從凈化后的溶液中分離和回收各種有用金屬組分。在某些場合,凈化和分離作業不可分割。溶液的凈化和分離方法有:結晶、吸附、離子沉澱(見水解沉澱)、絡合物沉澱、金屬置換沉澱、氣體還原沉澱、離子浮選、沉澱浮選、離子交換、溶劑萃取等。從凈化和分離處理后的溶液中可製取純的金屬(電化序在鋅以下)或金屬化合物(鎂、鋁、鈾、鹼土及稀有金屬等化合物),這些產物統稱化學精礦。製取的方法有:蒸餾結晶法、各種沉澱法和電解沉積法。
固液分離和溶劑再生  在浸取過程中需要將浸取液與浸渣分開;在溶液的凈化和分離過程中,也要將沉澱和母液分開。因此,固液分離作業是化學選的一個重要環節。固液分離方法有沉降和過濾兩種,採用的設備有沉澱池、濃縮機、過濾機和離心機等。固液分離得出的沉澱物或濾渣中還含有一定量的液體,為了回收該液體中的有用組分或使沉澱和濾渣更加純凈,在固液分離過程中必須同時進行洗滌操作,以提高金屬回收率和化學精礦的純度。化學選消耗大量藥劑,必須將溶劑再生,循環使用,或經過處理后以副產品形式回收,以降低成本。溶劑再生利用往往是化學選能否在工業上應用的決定性因素。通常,浸取所用的酸、鹼、鹽類溶液和萃取所用的有機萃取劑都可以再生循環使用。

5發展方向

①尋找更有效的浸取劑和凈化劑;②研究試劑的回收和循環應用;③發展生物化學方法如細菌浸取法等;④節約能耗、葯耗,並避免污染環境。
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