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选矿工程的研究内容是将低品位的矿物进行加工、提纯，主要目的是提高矿物的品位，去除矿物的杂质，例如去除煤炭中的灰分、硫、磷等杂质。选矿工程的对象主要有金属矿石、煤炭等，选矿的手段主要是物理方法和化学方法。

简介选矿工程的研究内容是将低品位的矿物进行加工、提纯，主要目的是提高矿物的品位，去除矿物的杂质，例如去除煤炭中的灰分、硫、磷等杂质。选矿工程的对象主要有金属矿石、煤炭等，选矿的手段主要是物理方法和化学方法。1

物理分选重力分选利用不同矿物比重差异的物理性质，将矿物富集的方法，即为重力选矿法或比重选矿法。

水流选矿法

绝对法--仅利用不同矿物自身比重的差异，使轻于重液的矿物上浮，重于重液的矿物反之，以达到分离。如此仅用重液浮力的选矿法称之。

相对法"(多种力量法)"

不仅以矿物的比重差异为主要分离依据，且就其矿粒大小与形状之不同，在流体中之所受摩擦阻力所产生之影响为辅助因素，使其分离富集。此法运用多种力量。此类选矿方法都在水流中进行，所以又称为水流选矿法。依水流方向可分为：

垂直流选矿法--系利用昇或降流水流选矿

平流选矿法--利用与平行于分离面的水流选矿，如洗桌选矿法。

虽然在理论上分离之矿石粒度不受限制，但粒度过小，在重液中之沉降速度变小，或受重液黏滞影响，实际上无法达到目的。因此此种选矿法除受到矿物之比重差与重液之比重外，处理之矿石粒度与重液之黏性也是重要的因素。一般重力方式处理之粒度下限为2-3mm，常用之上限为30-50mm，大者可达100mm以上，而离心式重液选矿则可处理下限0.5mm，上限为 20mm左右之矿粒。

矿石之比重大都大于水，因此选用重液密度都大于水，所以称为重液选矿法[Heavy Medium Separation]。其产品为浮起或下沉，故又称为浮沉选矿法[Sink and Float Process]。所使用之重液有两种：

真重液：为真正溶液，可为是各种可溶性大的盐类所溶成的溶液，例如氯化锌溶液，也可以是高比重之有机溶液，例如四氯化碳、四溴乙烷等。此类重液可保持长时间的物理稳定性，价格较贵，有腐蚀性与毒性，因此很少在大量生产操作中使用，仅用于实验室之研究工作中。

拟重液为一种悬浮液，由水与悬浮于其中之微细固粒为介质所构成，由于细微固粒悬浮之稳定性不易保持，须有适当之装置使其保持，其作用殆与真重液无异。价格较便宜，且可回收再使用，无毒性与腐蚀性，实际应用于工业操作上。

拟重液与均质真重液不同点在于，其比重和粘性可以随加重质的性质和含量不同而变化。拟重液的比重、粘度和稳定性三方面性质是互有关联的。其中比重是决定分离的关键因素，但是对实际的分离和稳定性有影响的却是拟重液的粘性。1

磁力分选在众多的矿物中，有些矿物具有被磁铁吸引的性质(即是具有磁性)，其被吸引之强度是受到矿物本身的性质、磁铁的强度以及两者相距之距离所支配。用矿物磁性之有无而分选矿物之方法称为磁力选矿法。磁选主要用来分选或精选磁铁矿、磁硫铁矿以及钛铁矿等强磁性矿物也可用强磁磁选机分选含镍矿物、氧化锰矿等。工业矿物中所含少量铁矿物或含铁矿物之去除也是磁选的主要应用之一。另外由于强磁磁选机之不断开发，将来有可能利用反磁性物之性质进行磁选分离。

反磁性物：金属铋

顺磁性物：为磁铁所吸，即会被吸引至磁场强度较大处。

强磁性(Ferromagnetic)矿物：磁铁矿、钛铁矿等磁性较强的矿物。

弱磁性(Weakly Magnetic)矿物：赤铁矿，菱铁矿

非磁性(Nonmagnetic)矿物：而脉石如石英、石灰石等的磁性非常微弱

矿物之磁性强度可由残留磁与带磁率来决定。矿物磁性愈强愈容易被磁极所吸引。同一磁性之矿物其粒度越大感应所生成之磁距也越大，且越容易被吸引，但其粒度却与重量有关。因此粒度也不能大过作用于它的磁力。在实际的操作上，以1-5mm 左右之矿粒大小为最适宜。

原理

磁极强度是以磁束密度来表示，磁极愈强愈容易将矿粒吸引。磁选机所使用的磁极有永久磁铁与电磁极两种。

矿粒被磁极吸引的作用力是依库仑定律。若所使用的为两平极，两极间各处磁力强度均匀，在两磁极间之矿粒不易移动，因此要使矿粒吸引至磁极，必须考虑磁极之强度要产生差异，将其中一极之形状改成尖状极(V- Shaped Pole)，则靠尖状处之磁力较强，成为一极集中磁场。另外也可在一极上夹入无磁性之材料，相间叠作成层状极也能集中磁力，此型多用于转轮磁极。

物质的感磁系数与导磁系数均可用实验测定，或测定其一，并求出另一数值。此性质，对磁力选矿至关重要。

静电选矿机主要有：

板式：带电荷之矿物在分别带正电荷及负电荷两极板之间落下，由于同性电荷者相拒，异性电荷相吸，使带不同电荷之矿物分开。

筒式：给矿接触带电转筒[Electrified Roll]后，电导性矿物即由转筒传得相同的电荷，整个矿粒所带的电荷与转筒者相同，因此被排斥，乃落至导体矿物槽中。非电导性矿物则只与筒接触的部分才带与筒相同的电荷，其他部分由于诱导作，皆带与筒相异的电荷，因此非电导性矿物矿粒整体而言。不但无相拒作用，且有相吸之力，乃落入非导体矿物槽中。有在转筒的前方另置一固定筒，并使带与转筒相异的电荷，以吸引电导性矿物，增大其行程者，此为双筒静电选矿机。亦有在转筒前置电极使转筒生诱导电者。

高压电力选矿机：在带电筒前方置放电电极，其电压一般用16000~30000伏特。矿物接受放电而带电荷，被带异电荷之转筒所吸引。电导性矿物接触转筒后电荷中和，随又带与转筒之同性电，因此被排斥落下。

非电导性矿物则只有当接触到转筒，其电荷才被中和，并带与转筒相同电荷。大部分未接触到转筒的部分仍带异性电荷，故被吸引，跟着转筒旋转，直至转筒后方被刷子刷下。

浮选浮选，最重要的分选方法，其在西元 1906 年被申请专利。浮选主要根据矿物表面性质不同，以达到分选的目的。最早被用来处理硫化矿物，而近年来已广为应用于氧化矿物、非金属矿物、或废水处理等方面。

原理

矿物的可浮性与其"对水的亲和力大小"F有关。如F大，则矿物容易为水所润湿，因此难附着在气泡上。相反的，F小，亦即表面为疏水性，易与气泡黏结而上浮。此等因矿物表面性质而造成颗粒上浮的难易称之为"可浮性" 。大部分的矿物均为亲水性，仅少部分的矿物如：石墨、硫磺辉钼矿、金刚石、滑石、煤等为天然浮起性矿物。浮选即为利用矿物表面性质与气泡黏附之差异性而达到分选的目的。

浮选方法建立在固体"(矿粒)"、液体"(溶液)"、气体"(气泡)"三相界面关系上。首先在浮选槽中加入矿粒及水形成矿浆。矿粒的表面有效的阳离子格点在水中遇水，水化产生水合物。这些水合物的多寡与主控的pH值有密切的关系。当捕集剂（见下文）加入后，捕集剂的极性基会吸附在矿粒表面水合物上，而另一端疏水性的非极性基则朝向外侧。吸附的种类有二：

物理性吸附-为正负离子以凡得瓦尔力吸引，

化学性吸附-以共价键形成化合物

矿粒表面如有足够的格点并吸附有足够的捕集剂，会使得矿粒表面形成疏水性。矿粒因搅拌作用而游走浮选槽内，须与气泡碰撞而产生黏结。若未产生碰撞，则浮选不可能成功。当矿粒与气泡相接近时，会将二者之间的液体排出而形成一个液体薄膜。此薄膜若是稳定，则矿粒无法沾附在气泡表面。形成疏水性之矿粒有助于造成薄膜的不稳定而破损，矿粒因而沾附在气泡上，并成稳定三相平衡。此时气泡带着矿粒上浮。在上浮的过程中，如遇过大涡流所产生的离心力、减切力而剧烈的变形震动等，仍会造成矿粒脱离。

浮选的药剂

浮选的药剂依其功能可分为：

起泡剂：起泡剂通常为有机物，其功用在提高气泡的稳定性与寿命，使气泡升至矿浆表面时不会立即破灭。常用的起泡剂有松节油、戊醇、甲酚等。

捕集剂：通常亦为异极性之有机物，其分子有极性基与非极性基，极性基与矿物发生作用，非极性基则为疏水性，从而提高矿物表面疏水性。使欲上浮的矿粒易附着于气泡上。一般常用者为化学捕集剂，如阴离子捕集剂包括脂肪酸、皂类、黄酸盐等。阳离子捕集剂包括有胺类等。

调整剂：有促进或消除某捕集剂对某矿物的作用，其包括有活性剂、抑制剂、清洁剂等。

浮选的流程

浮选的过程可以分为以下四个步骤：

喂矿:

矿浆的喂入

气泡的喂入

矿粒与气泡的沾附（attachment）

矿粒与气泡的碰撞（collision）