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干货 | 矿石为什么要进行可选性试验？主要步骤是什么？

矿石可选性试验研究是针对某种特定矿石以解决当前理论或生产实践中的问题为目的而进行的系统试验研究的总称。可选性试验研究是在实验室或试验厂条件下采取具有工业意义的选矿方法及工艺流程，对矿床不同自然类型、不同品位的矿样进行的选矿试验或对现有选矿厂全部或部分流程进行的试验研究。

通过试验研究探索特定矿石中主要有用矿物的选矿方法、可能达到的选矿指标，查明不同类型、不同品位矿石可选性的差别，伴生有用矿物的回收方法、指标、回收价值，现场设备或部分作业的工作原理、影响因素等。

1、为什么要进行可选性试验？

长期以来，矿业技术的发展始终围绕着适应贫、细、杂的资源条件变化与产品质量不断提高的需求。其中资源不断贫化与产品质量要求不断提高的矛盾突出交织，直接影响选矿过程的进行。而可选性试验研究的基本任务在于高效合理地解决矿产资源的工业综合利用问题，其典型的目的主要有以下几个方面。

（1）为地质勘探部门进行矿床评价、判定矿物工业利用价值、制定工业指标及指导进一步勘探工作提供依据

由于各种地壳作用的存在，矿物在某种特定的地质作用影响下，能相对富集，并不断地改组成新的矿石及矿床。一个矿床是否具有工业利用价值，除了有用成分储量的大小、开采及加工条件之外，矿石的可选性也是重要因素之一。

在勘探工作的前期，通过可选性试验研究初步确定矿床中主要有用成分的选矿方法及可能达到的指标，并据此评价在目前的经济技术条件下该矿床是否可以通过选矿利用并指导进一步的勘探工作；在勘探工作的后期，矿石可选性试验研究可为最终储量报告的编写、选矿原则流程的确定等提供依据。

（2）为选矿厂设计建设提供依据

设计前的选矿试验是选矿厂设计及建设的主要依据。对处理简单易选矿石的小型选矿厂，通过对入选矿石的初步探索性试验，可初步确定可能采用的选矿方法、原则流程及可能达到的选矿指标，可以作为选矿厂可选性试验研究及初步设计的依据；对处理复杂难选矿石的大中型选矿厂，在实验室试验基础上，通过进一步的实验室连续分选试验、半工业试验，为设计单位提供满足设计要求的依据。当矿石性质特别复杂难选、建厂规模特别大或需在新建选矿厂中采用新工艺、新设备时，需要通过工业试验为选矿厂设计提供依据。

（3）为进一步完善或改进生产现场的工艺流程、提高工艺指标提供依据

选矿厂建成投产后，在生产过程中可能又会出现新的问题，要求我们必须进行进一步的试验研究工作，提高现场生产技术水平。它的内容主要包括：

①根据矿石性质的变化确定更合理的工艺制度。在生产过程中，矿床中新矿体矿石的出现将导致选矿厂处理矿石性质的变化，如果不及时在生产过程中调整工艺制度将会引起生产指标的降低，因而必须在生产过程中，通过进一步的试验研究工作，确定更合理的工艺制度，提高选矿厂的生产指标。

②研究或采用新的工艺及流程。通过改进现有选矿厂的工艺流程和选矿制度，以降低选矿过程中的损失，提高精矿质量。如采用高效碎矿设备在简化矿石碎、磨流程技术的同时降低人磨粒度，提高选矿厂的处理能力及技术经济指标；采用处理复杂难分离矿产的“联合流程”、采用处理细粒矿产的新技术等。

③解决新设备、新药剂给选矿厂带来的新问题。采用新设备、新药剂等可以提高选矿厂的生产指标，如设备的大型化可以减少投资、便于管理和提高经济效益，新型高效设备的应用可以简化生产流程，新药剂的使用可以提高生产指标等。但任何新设备、新药剂都可能会带来新的问题，因而需通过可选性试验研究探讨新设备、新药剂的影响，以获得更好的生产指标。

④开展资源的综合利用研究。复杂共生、低品位、微细粒嵌布的矿产资源日益增多，需要通过可选性研究提高资源综合利用率；或经过进一步的选矿研究对选矿厂建厂时在当时的经济技术条件下无法回收的某些矿物提取出来，在完善工艺流程、促进资源的综合利用的同时提高选矿技术水平。

如我国柿竹园钨、铜、秘特大复杂多金属矿床，矿体集中厚大，有用矿物种类繁多，享有“世界有色金属博物馆”的美誉。限于当时的经济技术条件，多年来仅对矿石中的钨铝秘硫实现了回收，对矿石中大量的稀贵金属矿物及萤石、石榴子石等非金属矿物均未回收，经过多年的试验研究，现已对萤石实现了工业回收，增加了矿床的利用价值，提高了资源利用率。

⑤查明决定选矿过程或某机组、机器等操作情况的各种因素的作用机理和影响。对选矿厂生产过程中的重要设备、部分作业或与设计指标差别较大的作业等进行可选性试验研究，查明作用机理及影响因素，提高选矿厂生产指标。

2、可选性试验的主要步骤包括什么？

（1）制定矿石可选性试验研究计划

根据委托方的要求，明确试验研究的任务，了解矿床的地质特性、矿石性质、矿区环境、已完成的研究工作等，特别是对其他生产单位对类似矿石的生产现状及国内外关于此类矿石或类似矿石的研究现状及研究趋势做详细了解。在此基础上完成研究计划的制定，并在研究计划的基础上合理组织试验研究工作。

研究计划一般需包括以下内容：

①研究目的及任务。通常通过研究题目来体现，如某铅锌矿石可选性初步研究或某设备在某矿石分选的半工业试验研究等。

②试验研究方案及预期结果、试验内容及进度安排等。这是研究计划的核心部分，必须经过详细论证。

③试验人员组成及分工、试验所需的仪器及设备、试验经费预算、试验辅助计划如样品分析及化验等。

（2）研究前试样的采取与制备

对试样采取的基本要求是样品必须具有代表性。这种代表性主要体现在两点：

一是在数量上，要求所采矿样既能满足试验研究需要，又不至于因盲目要求多采而增大取样工作量；

二是在性质上，要求所采矿样必须与被试验物料一致，如主要矿物的品位、主要组分的赋存状态、可选性及物理特性特别是矿石密度、粒度特性等性质与试验物料一致。

若试样代表性不足，试验结果难以反映研究矿石的真实可选性，研究工作也就相应失去意义。

试样的制备加工通常包括以下几个步骤：筛分、破碎、混匀、缩分，对某些特殊矿样还需经过脱水及干燥等手段处理。

对试样的采取及制备应尽量采用机械及自动化设备，以降低试样采取及加工过程中因手工操作而人为造成的误差。

（3）试样物质组成的研究

矿石性质的研究内容极其广泛，采用的方法也多种多样，因而不可能对所有的矿石性质作详细的研究，必须针对研究矿石及试验任务提出对于矿石性质研究的主要内容。

试样物质组成的研究大致包括以下几个方面：

①矿石化学成分研究。通常采用光谱分析研究矿石中所含元素的种类及大致含量，通过化学全分析及多元素分析确定矿石中各种元素的含量。

②矿石矿物组成分析。通过物相分析可以确定矿石中某种元素的矿物存在形态及含量。

③矿石结构构造研究。通过岩矿鉴定查清矿石中矿物的种类、含量，判断矿物在矿石中的结晶程度、形状、大小及相互结合关系，矿石中矿物集合体的形状、大小及相互结合关系，特别是有用矿物的嵌布粒度及其共生关系，选矿产品单体解离度等。

④矿石及其组成矿物的理化性质研究。主要有密度、比表面积、泥化程度、粒度组成、硬度、脆性、可磨性、摩擦因数、堆积角、磁性、电性、表面润湿性、放射性、形状、颜色、光泽、发光性等。

（3）选矿方法的选择及试验研究

科学合理地选择选矿方法是决定研究工作成功与否的重要因素。根据矿石中矿物组成的性质，选择合理的选矿方法，使矿物得到分选。常用的选矿方法有：

①重选法，是根据矿物的不同密度及其在介质中沉降速度的不同进行分选的方法。它广泛地被用来处理金、银、钨、锡、锰等有色及稀有金属矿物的分选及煤炭等的分选。如洗矿、分级、重介质选矿、跳汰、摇床等。

②浮选法，是根据矿物表面润湿性的不同使矿物得到分选的方法。目前绝大多数矿石可以用浮选法处理，特别是处理细粒嵌布的矿石及复杂多金属矿石，浮选是最有效的方法之一。泡沫浮选、油团聚浮选、选择性絮凝等均属于浮选法。

③磁选法，是根据矿物磁性的不同进行分选的方法。主要用于铁、锰等金属矿石的分选及非金属矿石的除铁提纯，如高岭土磁选除铁等。目前用于磁铁矿分选的弱磁选机及用于赤铁矿、褐铁矿等分选的高梯度磁选机等均是常用的磁选设备。

除以上三种选矿方法外，还有根据矿物电性不同的静电选及摩擦电选，根据矿物颜色或光泽不同的手选、光电选，根据粒度、形状不同而进行的筛分、分级，根据矿物化学溶解度不同的浸出、萃取等。

根据矿石中矿物的性质确定合理的选矿方法后，必须拟订详细的试验方案，以通过试验研究确定矿石分选的适宜条件。

（4）选矿流程的选择及试验研究

在确定选矿方法及条件试验后，需根据矿石性质确定合理的选别流程，并按确定的流程进行相应的试验研究。

（5）研究报告的整理与编制

试验研究工作完成后，整理试验数据并对试验进行总结，在此基础上编制试验报告方能体现研究成果。

参考资料：试验研究方法，作者：刘炯天、樊民强