耐火原料選礦(beneficiationofrefractoryrawmaterials)

從耐火礦物原料中除去雜質，提高主成分含量的過程。耐火原料主要有：硅石、耐火粘土、鋁土礦、菱鎂礦、白云石及鉻鐵礦，鋯英石及石墨等。中國有豐富的耐火原料資源，特別是菱鎂礦和鋁土礦，是發展優質耐火制品的有利條件。由于成礦條件的不同，耐火礦物原料中含有各種有害雜質，而耐火礦物原料質量的優劣，又是制磚的先決條件，它關系到耐火材料制造的工藝過程、產品質量和使用效果。因此，有些耐火原料須經過選礦以除去雜質，提高主成分含量后才能使用。此外，隨著低品位礦床的開發，必然要產生低品位礦石的合理利用問題，而且由于科學技術的進步和發展，對耐火礦物原料的質量提出更嚴格的要求。為此，耐火原料選礦的重要性就更突出了。

選礦是用物理或化學方法將礦物原料中的有用礦物和無用礦物(通常稱脈石)或有害礦物分開，或將多種有用礦物分開的工藝過程，又稱礦物加工。產品中有用成分富集的稱精礦；無用成分富集的稱尾礦；有用成分含量介于精礦和尾礦之間，需進一步處理的稱中礦。選礦可顯著提高礦物原料的質量，減少運輸費用，減輕進一步處理的困難，降低處理成本，并可實現礦物原料的綜合利用。由于世界礦物資源日益貧乏，越來越多的利用貧礦和復雜礦，因此需要選礦處理的礦石量越來越大。目前除少數富礦外，各種礦石幾乎都需要選礦。選礦經歷了從處理粗粒物料到細粒物料，從處理簡單礦石到復雜礦石，從單純使用物理方法向使用物理化學方法和化學方法的發展過程。

選礦過程包括選前礦物原料的準備作業，選別作業(選礦方法)及選后產品的處理作業。

選前礦物原料準備包括粉碎(含破碎和磨碎)、篩分和分級，有時還包括洗礦。

破碎礦山采出的粒度為500～1500mm的礦塊碎裂到粒度為5～25mm的過程。方式有壓碎、擊碎、劈碎等，一般按粗碎、中碎和細碎3段進行。

磨碎以研磨和沖擊為主。將破碎產品磨碎至粒度為10～300／μm大小。常用的磨礦設備有棒磨機、球磨機、自磨機和半自磨機等。

篩分和分級按篩面篩孔的大小將物料分為不同的粒度級別稱篩分，常用于處理粒度較粗的物料。按顆粒在介質(通常為水)中沉降速度的不同，將物料分為不同的等級別稱分級，用于粒度較小的物料。篩分和分級是在粉碎過程中分出合適粒度的物料，或把物料分成不同粒度級別分別入選。

選礦方法礦物原料經粉碎后進入選礦作業，使有用礦物和脈石分離，或使各種有用礦物彼此分離。這是選礦的主體部分。選別作業有重選、浮選、磁選、電選、揀選和化學選等。

重選在介質(主要是水)流中利用礦物原料密度不同進行選別。有重介質選、跳汰選、搖床選、溜槽選等。重選適用的粒度范圍寬，從幾百mm到1mm以下，選礦成本低，對環境污染小。凡礦物粒度在上述范圍內且組分間密度差別較大，用重選最合適。有時可用重選(主要是重介質選、跳汰選等)預選，除去部分廢石，再用其它方法處理，以降低選礦費用。

浮選利用各種礦物原料顆粒表面對水的潤濕性(疏水性或親水性)的差異進行選別。通常指泡沫浮選。天然疏水性礦物較少，常向礦漿中加入捕收劑，以增強欲浮出礦物的疏水性；加入各種調整劑，以提高選擇性；加入起泡劑并充氣，產生氣泡，使疏水性礦物顆粒附于氣泡，上浮分離。浮選通常能處理小于0．3mm的物料．原則上能選別各種礦物原料，是一種用途最廣泛的方法。近年來，浮選除采用大型浮選機外，還出現回收微細物料(小于10μm)的一些新方法，例如選擇性絮凝浮選，剪切絮凝一浮選，載體浮選，油團聚浮選等。

磁選利用礦物顆粒磁性的不同，在不均勻磁場中進行選別。在耐火原料選礦中，磁選大多用于除去鐵、鈦等雜質。強磁性礦物(如硫鐵礦)用弱磁場磁選機選別；弱磁性礦物(如赤鐵礦、鈦鐵礦)用強磁場磁選機選別。弱磁場磁選機主要為開路磁系，多由永久磁鐵構成，強磁場磁選機為閉路磁系，多用電磁磁系。弱磁性鐵礦物也可通過磁化焙燒變成強磁性礦物，再用弱磁場磁選機選別。磁選機的類型有筒式，帶式、轉環式，盤式、感應輥式等。磁滑輪則用于預選塊狀強磁性礦石。磁選的主要發展趨向是解決細粒弱磁性礦物的回收問題。20世紀60年代發明的瓊斯濕式強磁場磁選機，促進了弱磁性礦物的選收。70年代發明的高梯度磁選機為回收細粒弱磁性礦物提供了良好的前景。

電選利用礦物顆粒電性的差別，在高壓電場中進行選別。主要用于分選導體、半導體和非導體礦物。電選機按電場可分為靜電選礦機、電暈選機礦和復合電場電選機，按礦粒帶電方法可分為接觸帶電電選機、電暈帶電電選機和摩擦帶電電選機。電選機處理粒度范圍較窄，處理能力低，原料需經干燥，因此應用受到限制；但成本不高，分選效果好，污染小。主要用于粗精礦的精選。

揀選包括手選和機械揀選。主要用于預選去除廢石。手選是根據礦物的外部特征，用人工挑選。這種古老的選礦方法，某些礦山迄今仍在應用。機械揀選有(1)光揀選。利用礦物光學特性的差異選別；(2)x射線揀選。利用在X射線照射下發出螢光的特性選別；(3)放射線揀選。利用鈾釷等礦物的天然放射性選別。

化學選利用礦物化學性質的不同，采用化學方法或化學與物理相結合的方法分離和回收有用成分，得到化學精礦。這種方法比通常的物理選礦法適應性強，分離效果好，但成本較高，常用于處理用物理選礦方法難于處理或無法處理的礦物原料、中間產品或尾礦。隨著成分復雜的、難選的和細粒的礦物原料日益增多，物理和化學選礦聯合流程的應用越來越受到重視。

選后產品處理包括精礦、中間產品及尾礦的脫水、尾礦堆置和廢水處理。選礦主要在水中進行，選后產品需要脫水干燥。方法有重力泄水、濃縮、過濾和干燥。塊狀及粗粒物料可用脫水篩，螺旋分級機和脫水倉等進行重力泄水。細粒物料用濃縮機或水力旋流器和磁力脫水槽等濃縮，再經真空過濾機過濾。也可加入絮凝劑和助濾劑，以加速細粒物料的濃縮和過濾效率。必要時濾餅還需經過干燥機干燥。尾礦通常送尾礦庫堆存，有時先濃縮后再進行堆存。尾礦水可回收再用。不合排放標準的廢水須經凈化處理。

展望為了充分利用各種礦物資源，近年來世界各國都在礦物選礦方法上向著多種選礦方法聯合方向發展。并努力研究新的選礦方法，同時對尾礦及廢水處理上努力創造更有效方法，以實現既能充分利用資源又不污染環境方向發展。