一、尾矿尾矿电解法处理回收贵金属的选金工艺流程图。
一、最好项目的回收背景
贵金属即金Au、银Ag、金属铂Pt、流程钯Pd、尾矿尾矿锶Sr、选金锇Os、最好铑Rh和钌Ru八种金属。回收由于这些金属在地壳中含量稀少，金属提取困难，流程但性能优良，尾矿尾矿应用广泛，选金价格昂贵而得名贵金属。最好除人们熟知金Au、银Ag外，其他六种金属元素称为铂族元素（铂族金属）。
贵金属在地壳中的丰度极低，除银有品位较高的矿藏外，50%以上的金和90%以上的铂族金属均分散共生在铜、铅、锌和镍等重有色金属硫化矿中，其含量极微、品位低至PPm级甚至更低。
随着人类社会的发展，矿物原料应用范围日益扩大，人类对矿产的需求量也不断增加，因此，需要最大限度地提高矿产资源的利用率和金属循环使用率。由于贵金属的化学稳定性很高，为它们的再生回收利用提供了条件，加之其本身稀贵，再生回收有利可图。
二、贵金属回收利用概况
由于贵金属在使用过程中本身没有损耗，且在部件中的含量比原矿要高出许多，各国都把含贵金属的废料视作不可多得的贵金属原料，并给以足够的重视。且纷纷加以立法、并成立专业贵金属回收公司。
日本20世纪70年代就颁布了固体废物处理和清除法律，成立回收协会，至目前已从含贵金属的废弃物中回收有价金属20几种。
美国回收贵金属已有几十年的历史，形成回收利用产业，成立专门的公司，如阿迈克斯金属公司和恩格哈特公司，1985年就回收5吨铂族金属，1995年回收的贵金属增加到12.4~15.5吨。
德国1972年颁布了废弃管理法，规定废弃物必须作为原料再循环使用，要求提高废弃物对环境的无害程度。德国有著名的迪高沙公司和暗包岩原料公司都建有专门的装置回收处理含贵金属的废料。
英国有全球性金属再生公司—阿迈隆金属公司，专门回收处理各种含贵金属废料，回收的铂、钯、银的富集物就有上千吨。
我国的各类电子设备、仪器仪表、电子元器件和家用电器等随着经济发展和生活水平的提高，淘汰率迅速提高，形成大量的废弃物垃圾，不仅浪费了资源和能源，且造成严重的环境影响。随着时间的延续，更新的数量还会增加。如果作为城市垃圾埋掉、烧掉，必将造成空气、土壤和水体的严重污染，影响人民的身体健康。且电器设备的触点和焊点中都含有贵金属，应设法回收再利用。
三、生产工艺简介
根据原料、规模、产品方案的不同、回收工艺有所区别。总体上讲，针对铜、铅阳极泥有火法和湿法之区别，针对二次资源则除火法湿法之外还涉及拆解、机械和预处理工序。
1、铜阳极泥处理工艺
l火法工艺
火法的传统工艺流程如下
铜阳极泥
H2SO4硫酸化焙烧烟气（SO2 SeO2）吸收
稀H2SO浸出 CuSO4溶液粗Se
浸出渣
还原熔炼炉渣
贵铅
NaNO3氧化精炼渣滓回收Bi Te
银阳极
银电解海绵银银锭
黑金粉
金电解废电解液回收铂、钯
金板金锭
该流程的主要环节是硫酸化焙烧浸出分离，铜转化为可溶性硫酸铜，硒化物分解使硒氧化为二氧化硒挥发分离，含SeO2和SO2的气体由气管抽至吸收塔，SeO2被水吸收生成H2SeO3,并同时被在水中的SO2还原为粗Se。焙烧浸出得CuSO4和部分AgSO4硫酸碲溶液，用铜（片或粉）置换出含碲的粗银粉送银精炼。金、银富集在浸出渣中。还原熔炼主要用浸出渣加氧化铅或铅阳极泥合并进行，产出含金银的贵铅，然后贵铅经氧化精炼分离铅、铋和碲，浇铸为金银合金，经银电解及精炼，产出海绵银铸锭，银泥（黑金粉）电解得金，金电解废液回收铂、钯。该法的特点是回收率高，可达90%以上，对原料适应性强，比较适合规模处理，欧美和前苏联国家大多采用火法流程，流程的缺点是冗长，中间环节多，积压金属和资金严重，特别是规模小时更为突出，影响经济效益。除此之外，高温焚烧产生有害气体，特别是铅的挥发，产生二次污染，因此它的应用受到限制。
●湿法工艺
20世纪70年代湿法流程迅速崛起，并得到国内冶金界的认可，下面做以简单介绍：
铜阳极泥
H2SO4浸出铜 CuSO4溶液
乙酸盐浸出铅 Cu、Pb溶液
HNO3浸出银 AgNO3溶液 Ag
王水浸出金渣熔炼回收Sn
金溶液
萃取精炼
金粉
该法用不同的酸分段浸出阳极泥中的贱金属杂质，以富集金、银。用H2SO4先使铜成为CuSO4，以乙酸盐常温浸出铅，使铅生成可溶的乙酸铅(Pb(Ac)2)分离。浸出渣用硝酸溶解银、铜、硒、碲，含银溶液用盐酸或食盐沉淀出氯化银（AgCl）,其纯度可达99%以上，回收率可达96%，再从氯化银中精炼提取银，用王水从硝酸石溶渣中溶解金，金溶液用二丁基卡必醇（DBC）萃取，草酸直接还原得金产品，金纯度>99.5%,回收率可达99%。湿法工艺金银总回收率分别大于99%和98%。由于全流程金属分离都在酸性水溶液中进行，因此称为全湿法工艺，与火法工艺相比，有能耗低，有价金属综合利用好、废弃物少、生产过程连续等优点。
l选冶联合工艺流程；
铜阳极泥
H2SO4磨矿脱铜
浸出 CuSO4溶液
浸出渣
H2O调浆
浮选尾矿炼铅
精矿
焙烧焙炼烟气回收硒
银阳极电解银粉银锭
黑金粉电解金板金锭
该流程用于处理含铅高的铜阳极泥，流程包括阳极泥加硫酸磨矿及浸出铜，含金、银的浸出渣调浆进行浮选，选出的精矿进行苏打氧化熔炼产出银阳极，电解产出银和金粉等工序。流程中金、银回收率分别达到95%和94%。由于引入浮选工序，精矿熔炼设备规模为火法工艺的1/5，试剂消耗节约一半，减少了铅的污染，简化了后续熔炼过程，提高了经济效益。
l天津大通铜业有限公司金银分厂阳极泥处理流程
成份
Cu Au Ag Pb Sb Bi Sn Ni As Te
15.64 2132g/T 15.94 9.95 20.17 1.32 0.92 0.40 7.30
流程
阳极泥
H2SO NaClO3（氧化剂）
稀酸浸出
控电位V420mv
炉渣炉液
HCl H2SO4 NaClO3
V.1200mv金的控电氯化沉Se Te
SO2 Cu粉置换
SO2 SeO2溶液
炉液 NaClO3炉渣1200mv回收得H2SeO3
粗Te CuSO4
尾液 Au粉硒
草酸二次金的控电氯化浓缩结晶尾液
炉液炉渣
Au粉尾液硫代硫酸钠浸银
铸Au锭
炉渣炉液
富集Pb.Sb水含肼沉银
外销
尾液银粉
银粉
银阳极泥
电解
电银阳极泥电解液
回收金
该流程设计上没有预焙烧工序，而是以浸铜时添加氧化剂（NaClO3），使阳极泥中Cu、Se、Te氧化成为CuSO4、H2SeO3和H2TeO3并转入溶液，在溶液中的H2SeO3用SO2还原得到粗Se。Te则用铜粉置换得Te精矿，CuSO4经浓缩得到结晶CuSO4.5H2O。浸出渣经二次控电氯化浸出金，一次浸出金用SO2还原，二次浸出金用草酸还原，金的回收率可达98.4%，控电氯化渣用硫代硫酸钠（Na2S2O3）浸银。硫代硫酸钠试剂毒性小，消耗少，反应速度快，适于处理含银物料，银的回收率可达99%，纯度达99%。
大通铜业有限公司的阳极泥含铅和锑比一般的铜阳极泥高，类似于铅阳极泥，因此所用的流程类似于铅阳极泥的氯化法流程，首先用FeCl3或HCl+NaCl溶液浸出铅阳极泥中的铜、砷、锑、铋及部分铅，同时有少部分银生成AgCl2-溶解，浸出液用水稀释至PH0.5，使SbCl3水解为SbOCl沉淀，同时沉淀出AgCl（沉淀率达99%以上），浸出渣用氨溶液浸出银，使转为可溶性的Ag(NH3)2Cl，再从溶液中用水合肼还原银，氨浸出渣用HCl+Cl2或HCl+NaClO3浸出回收金，区别在于金、银回收先后的选择问题，这需要视具体成分而定。
以上是处理各种阳极泥的几种典型原则流程，可根据处理阳极泥的成分进行不同的组合。
2、金、银基合金及双金属复合材料以及带载体的贵金属废催化剂的回收流程。
●金银合金和金属废品废料、废件的回收流程
含Au、Ag以及ΣPt的双金属废料废件
预处理
热分解400~600℃
硝酸浸出
难溶的残渣（Au、Pt、Pb等）硝酸浸出液（含Ag及其它金属）
Cl
溶解回收AgCl
残渣溶液 AgCl其它金属
硫化物SO2或NaSO3
沉金粗Ag提纯
粗Au溶液(Pt、Pb)
提纯
预处理可以是拆解或机械处理，热处理的主要目的是在400~600℃条件下去除有机物，以及低溶点的金属，然后用qN HNO3溶解，使物料中的银和其它贱金属氧化，以硝酸盐形式转入溶液，从溶液中回收银和提纯，硝酸不溶残渣，可以用王水或水氯化浸出或其它溶解金、铂和钯，从溶液中回收分离提纯Au、Pt和Pd。
黄金的提纯：粗金返溶解用二丁基必醇萃取金，反萃之后，再沉金，得到提纯。而含Pt、Pd溶液可用二烷基硫醚或N-二仲章基氨基乙酸（N540）萃取钯，达到与铂的分离，钯的萃取率可达99.5%，铂的萃取率几乎是零。有机相经水洗后用NH3.H2O反萃取钯，反萃取液再回收提纯钯。二烷基硫醚被认为是迄今为止工业上分离铂、钯最有效的萃取剂，它的唯一缺点是稳定性稍差，易氧化，萃取平衡时间稍长，萃取液回收铂。当然也可以用30%N540异戊醇+70%煤油萃取铂和钯分离。30%N540萃铂的条件4级萃取，1级洗涤3级反萃、铂的萃取率可达99.9%，4NHCl反萃，反萃率为99.95%，从反萃液中获得纯度为99.9%的铂产品。
对于铂、钯的分离提纯问题，传统的方法是反复沉淀法，水解沉淀法，硫化物沉淀，氨盐沉淀或离子交换分离。沉淀法的缺点，首先是分离效率不高，其次是周期长，回收率低，试剂消耗大、操作条件不佳麻烦。离子交换法，树脂饱和浓度低，用量大，交换彻底、交换时间长。萃取分离提取是近期崛起的分离方法，它的传播速度快，避开湿法冶金中最为繁杂的液固分离的问题，萃取剂可循环使用，流程相对简单，周期短，金属回收率高，纯化效果好的优点。因此被广泛应用。
●以∑Pt为载体的催化剂回收流程
∑Pt载体有蜂窝状和小球状高溶点硅、铝酸盐，由于高温使用过程部分贵金属会向内层渗透，部分被烧结或被釉化包裹，或转化为化学惰性的氧化物和硫化物，因此他们的回收利用带有一定的难度。他们的回收必须经预处理富集阶段，然后再行分离提纯，预处理富集阶段分为：
▲火法富集法，高温熔炼以铁为辅收剂。碳作还原剂，加碳熔剂使载体转变为低熔点、低粘度炉渣，获得含富铂族金属的铁合金，后续酸浸除铁，获得铂族金属精矿。该方法的Pd、Pt回收率分别为99%，98%以上。也可以用硫化物（Fe2S，Ni3S2）作捕收剂，较低温度熔炼，获得冰镍后用铝活法化酸浸，获得铂族金属精矿。
▲载体溶解法：γ—Al2O3载体催化剂，经磨细用H2SO4.NaOH或NaOH+Na2SO3+联胺溶液直接溶解氧化铝，而贵金属全部富集在不溶解渣中。
▲再后续的分离提纯就可以接以上流程湿法部分，形成完整的流程。
二、非金属矿选矿加工实例
本章收集了一些技术较成熟、有一定生产规模的企业的生产实例。
一、中国高岭土公司
水洗高岭土选矿加工实例。
（一）工艺流程
中国高岭土公司矿石性质比较复杂，下面所列为无尾矿的选矿工艺（图3-1-1）
图3-1-1中国高岭土公司水洗高岭土工艺流程图
从工艺流程可看出，中国高岭土公司在伴生矿物的综合利用方面做了不少工作。用手选回收明矾石和用摇床、水力旋流器进行分选、回收硫铁矿，使其达到工业利用品位，供相关行业使用。最大量的石英用于制备矿山开采顶板的假顶材料水泥板和城市道路及建筑用的水泥砖等建筑材料，不但获得较大的经济效益，改善矿山环境，还为无尾选矿加工树立样板。
（二）主要工艺设备（表3-1-1）
表3-1-1
（三）指标
高岭土精矿21×104t/a，硫铁矿精矿2×104t/a，明矾石矿石2×104t/a，建筑用石英砂5×104t/a，年处理矿石量近30×104t/a。产品分石化级高岭土、陶瓷级高岭土、橡胶填料级高岭土。
二、唐山麦迪逊高岭土有限公司
煤系高岭土选矿加工实例。
中国高岭土煅烧设备的研究开发起步较晚，但发展很快。目前已形成年产30×104t超细高白度煅烧高岭土的生产能力。下面以年产（3～5）×104t煅烧高岭土生产线为例介绍超细高白度煅烧高岭土的生产工艺和主要设备。
年产5万t煅烧煤系高岭土生产线。
（一）工艺流程（图3-2-1）
（二）主要设备（表3-2-1）
表3-2-1
注：一条φ3.8 m×48 m煅烧窑产能达到5万t/a。
图3-2-1唐山麦迪逊高岭土有限公司煤系高岭土加工工艺流程图
图3-3-1湖北豪迈超牌高岭土有限公司工艺流程图
（三）主要指标
粒度：-2μm含量≥86%±2%，白度：≥90%。
三、湖北豪迈超牌高岭土有限公司
公司于2007年7月建成投产，年产煅烧高岭土3.5×104t。其特点是：生产线能同时连续生产两类煅烧高岭土产品（填料级产品和造纸涂布级产品）；生产线采用了球磨加分级系统，大大提高了生产能力和磨矿细度；采用了大型超细研磨机CYM5000，可将45μm（325目）生料浆一次研磨成-2μm含量大于94%的熟浆料；采用了内热式回转窑，不但提高生产能力，还大幅度降低了天然气耗量，由外热窑的400～450 m3/t降低到160～180 m3/t，大大降低了企业投资成本。
（一）工艺流程（图3-3-1）
（二）主要设备（表3-3-1）
表3-3-1
（三）主要指标
填料级产品（1250级煅烧高岭土）
细度：10μm（1250目），白度＞90%，生产能力1.5×104t/a。
能耗：电耗360 kW·h/t，气耗（天然气，标准） 180 m3/t。
生产成本：720元/t。
造纸涂布级产品（双90级超细煅烧高岭土）
细度：-2μm＞90%，白度＞90%，生产能力2×104t/a。
能耗：电耗650kW·h/t，气耗（天然气，标准） 220 m3/t。
生产成本：900元/t。
四、黑龙江柳毛石墨矿石墨选矿
（一）工艺流程
采用一段粗磨、一次粗选、一次扫选、四段精矿再磨、七次精选的流程。粗磨与分级机组成闭路，扫选精矿和一、二、三次精选尾矿返回粗选前的分级机，四、五次精选尾矿返回到一次精选，六次精选尾矿返回到二次精选，七次精选尾矿返回到五次精选。浮选精矿经脱水、干燥、筛分后包装为成品。
具体流程（图3-4-1）。
图3-4-1黑龙江柳毛石墨矿选厂工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-4-1）
表3-4-1
续表
（三）指标
产量精矿1×104t/a，精矿品位95%～97%；产品粒级-0.15mm（100目），0.106mm（150目），0.125mm（120目），0.15mm（100目），0.18mm（80目），0.30mm（50目），0.50mm（32目）。
原矿平均品位13%，选矿回收率80%～85%。
五、建材七〇一金刚石矿
建材七〇一矿建于1960年，是中国最早形成一定生产规模（年产10×104克拉金刚石）的原生金刚石矿，是集天然金刚石采、选、加工、销售于一体的国有大中型联合企业。
（一）工艺流程（图3-5-1）
大颗粒（＞0.5mm以上）油选机精矿还要经过X射线选和手选，小于0.5mm的细颗粒精矿经电磁液体分离，获最终金刚石产品。
（二）主要工艺设备（表3-5-1）
表3-5-1
（三）指标
处理矿石能力10.9×104t/a，按精矿量10×104ct/a。
目前开采的胜利1号岩管160～-40 m水平的品位657.7 ct/m3（为该矿储量中最富的块段）。
图3-5-1建材七〇一金刚石矿工艺流程图
六、茫崖石棉矿
茫崖石棉矿建于1958年，是中国大型石棉采选联合企业，年生产能力为14×104t，其中一个选矿厂的年生产能力就达3×104t/a。该选矿厂建于1993年，可生产4个等级17个牌号的石棉产品。1993年产品被国家非金属制品质量监督检验中心评为免检产品。
（一）工艺流程（图3-6-1）
图3-6-1茫崖石棉矿3×104t选矿厂工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-6-1）
表3-6-1
（三）指标
产量精矿纤维石棉设计规模3.0×104t/a，2006年实际产量为4.5×104t/a，处理矿石量180×104t/a，年工作日280 d，破碎车间每天二班每班6.5 h；选矿包装车间每天三班，每班7 h。
产品质量符合GB8071-87标准（表3-6-2）。
表3-6-2
七、辽宁艾海滑石有限公司（原海城滑石矿）
（一）工艺流程（图3-7-1）
首先对原矿进行手选，部分精矿块矿再进行磨粉。
（二）主要设备
双层自定中心振动筛SZZ1250～2500mm。
锤式破碎机（轻、重型）。
5 R粉磨机GR-180（意大利引进）。
扁平式气流粉碎机（意大利引进超细磨）。
（三）主要指标
年产精细滑石粉20×104t，粒度从0.045mm（325目）-0.0026mm（-5000目）。
图3-7-1辽宁艾海滑石有限公司工艺流程图
20世纪60年代曾经对海城滑石矿的低品位滑石采用浮选柱进行工业性浮选实验。试验结果滑石品位可达到97%～99%，白度≥90%。由于当时优质滑石资源丰富，滑石产品售价便宜，浮选成本高于售价，未能实现产业化生产
八、特密高晶元石墨（包头）有限责任公司
公司立足于内蒙古天然石墨资源的优势，从事石墨的精细加工，建有提纯、改性、粉碎三条生产线，产品品质达到国际同行先进水平，70%以上产品出口，广泛用于机械、冶金、化工、电池等行业。
（一）提纯粉碎工艺
传统的高纯石墨生产工艺采用的硫酸法或两（多）酸法，一般只能提纯固定碳达到99.5%，而且石墨中的有害杂质难以控制。公司在原有工艺的基础上，对工艺装备、配方、工艺环境进行了改进，产品的纯度可以达到99.9%～99.95%，石墨中的有害杂质如铁、钼、氯等可控制在10×10-6、1×10-6、和25×10-6以下。在粉碎过程中，为了避免捕集器内部旋转流场对已经收集的物料进行二次吹扬，采取减小捕集器锥角，使锥部长度增加，加装导风板，使得产品在捕集器内向器底旋转，便于产品出料。改变分级机叶片材质，采用氮化硅耐磨材料，避免粉碎分级过程中的杂质污染。提纯粉碎工艺如图3-8-1所示。
（二）优质可膨胀石墨工艺
在普通的浓硫酸-双氧水合成可膨胀石墨的基础上，加入了混酸合成技术，最终膨胀产品可得到硫小于800×10-6，膨胀容积为160～200 mL/g，灰分小于0.1%，有害杂质铁、铬、钼分别小于10×10-6、5×10-6和1×10-6的高等级的优质膨胀石墨，成为一种有深度开发的新材料，工艺如图3-8-2所示。
图3-8-1特密高晶元石墨（包头）有限责任公司石墨提纯工艺流程图
图3-8-2特密高晶元石墨（包头）有限责任公司膨胀石墨加工工艺流程图
主要生产用于碱性电池的高等级的导电石墨粉，主要规格有HFP和BHF两类，产品品质已经得到全球最大的碱性电池生产商杜拉塞尔公司认可，是中国广东东莞的金霸王公司的主要导电石墨粉供应商。
九、国邦（连州）微纳塑化有限公司
重质碳酸钙超细粉碎-表面改性一体化新技术生产线。
国邦（连州）微纳塑化有限公司重质碳酸钙超细粉碎-表面改性一体化新技术，三条双筒超细振动磨及分级机组合生产线年产活性超细重质碳酸钙5×104t。
（一）生产流程（图3-9-1）
图3-9-1国邦微纳塑化有限公司活性超细重质碳酸钙生产工艺流程图
（二）主要设备
每条生产线配18001振动磨二台（串联），辅助分级装置一套；
每条生产线装机容量：295 kW（振动磨110 kW/台；风机45 kW；分级机30 kW）
振动磨磨矿介质为高铬钢，内衬为高铬钢板。
球料比5∶1～15∶1。
（三）主要指标
原料：粒度为0.25mm（60目）的方解石粉。
产品细度：根据要求可在0.038mm（400目）～0.005mm（-2500目）范围内调节，白度可达到95%。
电耗：生产0.013mm（1000目）的超细重质碳酸钙，电耗≤100 kW·h/t。
十、海城市福海高档滑石公司
公司于1997年成立，是全国较大的滑石生产、加工为一体的集体企业，公司下设7个采矿场、3个粉体加工车间、5套粉体加工线，年深加工8×104t滑石粉，其中高档粉4×104t，中档粉4×104t，产销率为100%，70%产品出口。
（一）工艺流程
1.滑石粉超细生产线（图3-10-1）
图3-10-1海城市福海高档滑石公司超细粉碎工艺流程图
①颚式破碎机；②斗式提升机；③给料机；④雷蒙磨；⑤旋风除尘器；⑥风机；⑦布袋除尘器
2.高填充滑石微粉母粒生产线（图3-10-2）
图3-10-2高填充滑石微粉母粒生产工艺流程图
（二）主要设备
滑石粉超细生产线有：4 R雷蒙磨；630型气流粉碎机。
高填充滑石粉母粒生产线有：1000 L高速混合机、SZZ型三转子干法改性机、STS型双螺杆挤出机等。
（三）主要指标
滑石粉超细生产线：处理能力5×104t/a，产品细度-0.015mm（-800目）～0.010mm（-1250目），产品白度90%以上。
高填充滑石粉母粒生产线：填充母粒处理能力0.5×104t/a，粉体表面活化度95%以上，试样拉伸强度、拉伸断裂强度与缺口冲击强度分别要求≥28.0MPa、≥100MPa、≥8.0 kJ/m2。
十一、黑龙江三道沟夕线石矿
（一）工艺流程（图3-11-1）
图3-11-1黑龙江三道沟夕线石矿工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-11-1）
表3-11-1
（三）指标
年产夕线石精矿0.7×104t/a。精矿品位53.70%（夕线石Al2O3含量） 55%（全Al2O3）；Fe2O3，＜1.5%；SiO2，＜4.2%；K2O＋Na2O，＜1%；TiO2，＜1.5%。原矿品位10.53%（夕线石Al2O3含量），选矿回收率56%。
十二、内蒙古伊泰兴和膨润土加工厂
（一）工艺流程（图3-12-1）
图3-12-1内蒙古伊泰兴和膨润土加工厂工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-12-1）
表3-12-1
（三）指标
年处理原矿能力：6.5×104t
年加工颗粒状防水毯用膨润土2.75×104t
年产防水毯500×104m2（其中针刺毯300×104m2，针刺覆膜毯200×104m2）
防水毯执行标准（表3-12-2）
表3-12-2
十三、河北省灵寿县某云母粉厂
该厂为干法云母粉加工厂，于2005年投产，年产5000 t云母粉，原料为河北省变质片麻岩白云母。
（一）工艺流程（图3-13-1）
图3-13-1河北省灵寿县某云母粉厂工艺流程图
（二）主要设备（表3-13-1）
表3-13-1
续表
（三）主要指标
处理能力：1～1.5 t/h。
产品含砂量＜0.5%。
产品含铁量＜5×10-6。
原料收成率＞85%。
十四、江苏省宜兴某云母加工厂
加工厂是1996年建立的湿磨云母粉生产厂，年产湿磨云母粉1000 t。原料以印度进口碎白云母和国产碎白云母为主。
（一）工艺流程（图3-14-1）
图3-14-1江苏宜兴某云母加工厂工艺流程图
（二）主要设备（表3-14-1）
表3-14-1
（三）主要指标
处理能力：200～300 kg/h。
产品含砂量＜0.5%。
产品水分＜0.5%。
原料收成率＞90%。
十五、苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司蒙皂石无机凝胶
（一）工艺流程（图3-15-1）
图3-15-1苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司蒙皂石无机凝胶工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-15-1）
表3-15-1
（三）指标
产能200t/a（0.03 t/h）。
产品黏度200～500MPa·s（5%分散液），触变值1.45～1.80，白度70%～80%。
十六、某重质碳酸钙加工厂
（一）工艺流程（图3-16-1）
图3-16-1某重质碳酸钙加工厂工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-16-1）
表3-16-1
（三）指标
产量2×104t/a，粒度-2μm占97%～98%。当方解石矿石CaO含量≥98%、白度97%时，产品白度97%～99%。
十七、某纳米膨润土加工厂
（一）工艺流程（图3-17-1）
图3-17-1某纳米膨润土加工厂工艺流程图
（二）主要工艺设备（表3-17-1）
表3-17-1
（三）指标
产量100t/a，粒度-0.075mm（-200目）≥98%，105℃挥发分≤1.5%，晶片厚度≤25nm，外观白色或灰白色。
三、金属矿选矿奥秘
（一）金属矿选矿的定义和作用
1.选矿的定义
选矿最早英文解释为 Ore Dressing或 concentration，意为矿砂富集。随后延伸为矿物处理，英文为 Mining process。选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助不同的方法，将有用矿物同无用的矿物分离，把彼此共生的有用矿物尽可能地分离并富集成单独的精矿，排除对冶炼和其他加工过程有害的杂质，提高选矿产品质量，以便充分、合理、经济地利用矿产资源。
矿物是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用，所产生的自然元素和自然化合物，如金、银、铜自然元素和黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等自然化合物。这些元素和化合物都具有各自的物理性质，如粒度、形状、颜色、光泽、密度、摩擦系数、磁性、电性、放射性、表面润泽性等。这些不同的性质为不同的选矿方法提供了依据。
2.选矿的作用和地位
自然界蕴藏着极为丰富的矿产资源，但是，除少数富矿外，一般含量都较低，例如，很多铁矿石含铁只有 20%～ 30%；铜矿石含铜小于 0.5%；铅锌矿石中铅锌的含量不到 5%；铍矿石氧化铍含量 0.05%～ 0.1%；这样的矿石直接冶炼，极不经济。一般冶金对矿石的含量有一定的要求。如铁矿石中铁的含量最低不得低于 45%；铜矿石中铜的含量最低不得低于 12%；铅矿石含铅不得小于 40%；锌矿石含锌不得小于 40%；氧化铍含量不小于 8%。对于采出的矿石在冶炼之前，必须经过选矿工艺，将主要金属矿物的含量富集几倍、几十倍乃至几百倍才能满足冶炼工艺的要求。
通过选矿手段为冶炼提供“精料”，减少冶炼的物料量，大大提高冶炼的技术经济指标。在选矿过程中大量的废石被排除，减少了炉渣量，一方面减低了能耗和运输成本，同时也相应地减少了炉渣中的金属损失，大大提高了冶炼的回收率。例如，某冶炼厂将铜精矿含量提高1%，每年可多生产粗铜 3135吨。某钢铁公司将铁精矿含量提高 1%，高炉产量提高 3%，节约石灰石 4%～ 5%，减少炉渣量 1.8%～ 2%。目前，我国要求入炉炼铁磁铁矿含量在 65%以上，如果铁精矿含量达到 68%以上，可以采用直接炼钢工艺，大大简化冶炼流程。
通过选矿工艺可以减少冶炼原料中有害元素的危害，变害为利，综合回收金属资源。自然界中的矿石往往含有多种有用成分，例如，铜、铅、锌等有色金属往往共生或伴生于同一矿床中；铁既有单一的铁矿石，也有铁－铜、铁－硫、钒钛铁等共生矿石。冶炼过程中对原料中某些共生或伴生元素，常视为有害杂质。例如，炼铜的原料中含铅、锌都是有害杂质。炼铁原料中含硫、磷和其他有色金属都是有害杂质。但将这些杂质提前通过选矿工艺使之分离分别富集后，分别冶炼，变害为利。
选矿也作为冶炼工艺中的一个中间过程，用以提高选矿、冶炼两个过程的总的经济效益。例如，我国金川有色金属公司冶炼厂现有的生产流程是将铜－镍混合精矿用电炉熔炼、转炉吹炼，产出高冰镍，经过缓冷后，再破碎磨矿，用浮选法获得铜精矿和镍精矿，用磁选法得到合金。此后分别进入各自的冶炼系统提取金属铜、镍和贵金属。
选矿是冶金、化工、建材等工业部门必不可少的极其重要的一环。选矿技术的发展，大大地扩大了工业原料基地，从而使那些以前因为含量太低或成分复杂而不能在工业上应用的矿床变为有用矿床。
近 20多年来，随着科学技术和经济建设的迅猛发展，对矿产资源的需求量与日俱增，矿产资源开采量翻番，周期愈来愈短，易采易选的单一富矿愈来愈少，嵌布粒度细、含量低的难选复合矿的开采量愈来愈大，对矿产品加工过程中的环保要求越来越高，这些都需要通过选矿方法来解决。
（二）选矿方法
目前常用的选矿方法主要是重选、浮选、磁选和化学选矿，除此而外还有电选、手选、摩擦选矿、光电选矿、放射性选矿等。
重力选矿法（简称重选法），是根据矿物密度的不同及其在介质（水、空气、重介质等）中具有不同的沉降速度进行分选的方法，它是最古老的选矿方法之一。这种方法广泛地用来选别煤炭和含有铂、金、钨、锡和其他重矿物的矿石。此外，铁矿石、锰矿石、稀有金属矿、非金属矿石和部分有色金属矿石也采用重选法进行选别。
磁选法，是根据矿物磁性的不同进行分选的方法。它主要用于选别铁、锰等黑色金属矿石和稀有金属矿石。
浮游选矿法（简称浮选法），是根据矿物表面的润泽性的不同选别矿物的方法。目前浮选法应用最广，特别是细粒浸染的矿石用浮选处理效果显著。对于复杂多金属矿石的选别，浮选是一种最有效的方法。目前绝大多数矿石可用以浮选处理。
化学选矿法，基于矿物和矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物组成，然后用相应方法使目的组分富集的矿物加工工艺。目前对氧化矿石的处理效果非常明显，也是处理和综合利用某些贫、细、杂等难选矿物原料的有效方法之一。
电选法是根据矿物电性的不同来进行选别的方法。
手选法是根据矿物颜色和光泽的不同来进行选别的方法。
摩擦选矿是利用矿物摩擦系数的不同对矿物进行分选的方法。
光电选矿是利用矿物反射光的强度不同对矿物进行选别的方法。
放射性选矿是利用矿物天然放射性和人工放射性对矿物进行选别的方法。
（三）选矿过程
选矿是一个连续的生产过程，由一系列连续的作业组成，表示矿石连续加工的工艺过程为选矿流程（图 6-7-1）。
矿石的选矿处理过程是在选矿厂里完成的。不论选矿厂的规模大小（小型选矿厂日处理矿石几十吨，大型选矿厂日处理矿石量高达数万吨以上），但无论工艺和设备如何复杂，一般都包括以下三个最基本的过程。
选别前的准备作业：一般矿石从采矿场采出的矿石粒度都较大，必须经过破碎和筛分、磨矿和分级，使有用矿物与脉石矿物、有用矿物和无用矿物相互分开，达到单体分离，为分选作业做准备。
选别作业：这是选矿过程的关键作业（或称主要作业）。它根据矿物的不同性质，采用不同的选矿方法，如浮选法、重选法、磁选法等。
产品处理作业：主要包括精矿脱水和尾矿处理。精矿脱水通常由浓缩、过滤、干燥三个阶段。尾矿处理通常包括尾矿的储存和尾水的处理。
有的选矿厂根据矿石性质和分选的需要，在选别作业前设有洗矿，预先抛废（即在较粗的粒度下预先排出部分废石）以及物理、化学与处理等作业，如赤铁矿的磁化焙烧等作业。
（四）选矿技术在新疆矿山的应用
新疆应用选矿技术可追溯到古代，新疆远在 300年前，就在阿勒泰地区的各个沟内利用金的比重大的特点，从砂金矿中淘洗黄金，这就是重选的原始雏形。但在新中国成立之前，新疆没有一处正规的选矿厂，全部都是采用人工方式手选和手淘，生产效率极其低下，只能处理比重差异大的砂金矿和根据颜色手选出黑钨矿石。新中国成立后，新疆选矿技术有了长足的发展，磁选技术应用于铁矿山，建成年处理量 80万吨的磁选矿厂，为钢铁企业源源不断地提供高品质的铁精粉。浮选应用于铅锌矿、铜矿、金矿山，先后建成康苏铅锌浮选厂、喀拉通克铜镍浮选厂、哈图金浮选厂，促进了新疆有色工业的发展。重选、浮选、磁选联合应用于新疆北部阿勒泰地区的稀有金属矿山，为我国的早期国防建设提供所需的锂、铍、钽、铌等稀有金属资源。以下是目前新疆有代表性的选矿厂。
1.康苏铅锌矿浮选选矿
康苏选矿厂是新疆第一座机械化浮选厂，1952年开始建设，设计生产规模为 250吨/天，1954年投产。该厂是由前苏联专家参与指导设计，前期主要处理喀什地区沙里塔什的方铅矿和闪锌矿，1961年开始处理乌拉根氧化铅锌矿。康苏选厂最初投产时是采用苏联专家设计的流程和药剂制度进行浮选，流程采用氰化物与硫酸锌作闪锌矿的抑制剂，以苏打作 pH值的调整剂，并添加了少量的硫化钠，先将铅矿优先选出后，再将锌矿物选出。该流程没有取得较好的经济指标，大部分锌矿被选入铅矿中。后经过我国工程技术人员和苏联专家的共同努力，通过几次技术改造，在流程结构、技术参数和生产管理方面进行了革新和改进。将部分德国式的浮选机改成苏式米哈诺贝尔 5A型充气量大的浮选机，使用水力旋流器代替螺旋分级机，加强了中矿再磨循环，增加了锌浮选时间，降低了锌浮选矿浆碱度，合理控制破碎粒度和钢球装入量，严格贯彻技术操作规程和技术监督等。使各项指标得到稳步提升。铅回收率由 71%提高到 90%，锌回收率由 13%提高到 41%。其选矿过程见浮选工艺流程图（图 6-7-2）。
2.新疆八一钢铁厂磁铁矿浮磁选选矿
新疆八一钢铁选矿厂与 1989年建成投产，设计处理能力 80万吨/年，主要处理高硫磁铁矿。矿石由矿山采出后，运输到选矿厂，经两段破碎一段磨矿后，矿浆进入浮－磁车间。选出的硫精矿销售给新疆境内的一些化工厂和化肥厂，铁精矿供球团和烧结使用。尾矿浓缩后，用水隔泵输送至尾矿库，晾干后，一部分尾矿成为八钢西域水泥厂铁质校正原料。新疆八一钢铁厂简易浮磁选流程图（图 6-7-3）。
3.喀拉通克铜镍矿浮选选矿
喀拉通克铜镍矿是新疆目前最大的铜镍生产基地，矿山一期为采冶工程，采出的特富矿块直接进入鼓风炉熔炼成低冰镍，经过几年的生产特富矿逐渐减少。为充分利用矿产资源，在二期改造中增加了优先选铜－铜镍混合浮选流程，日处理原矿 900吨。
原矿直接从采场经竖井提升到地面，通过窄轨输送到原矿仓，原矿仓的矿石经群式给矿机由带式输送机送至中间矿仓。经重型板式给矿机、带式输送机，送至自磨机进行一段磨矿，自磨机排矿给入与格子型球磨机闭路的高堰式双螺旋分级机，进行二段磨矿。分级机溢流经砂泵扬送至水力旋流器组，沉砂进入溢流型球磨机，进行三段磨矿。三段磨矿排矿与第一段分级机溢流合并，经砂泵扬送至水力旋流器组，旋流器溢流，自流至浮选厂房的搅拌槽内，加药后进入浮选作业。浮选采用一次铜粗选、一次铜精选、一次铜镍混合浮选、一次铜镍扫选、三次铜镍精选后，产出铜精矿、铜镍混合精矿及尾矿，分别送至脱水厂房。铜精矿、铜镍混合精矿经过脱水后分别送入铜精矿库和冶炼厂原料库。浮选尾矿经高效浓密机脱水后，用泵杨送至采矿场充填站，作为充填原料。喀拉通克铜镍矿简易选矿工艺流程图（图 6-7-4）。
4.哈图金矿黄金混汞－浮选选矿
哈图矿区是新疆历史上有名的岩金产地，早在乾隆年间便开始开采，主要采用的是土法重选法，将采出的矿石用石碾盘碾碎，通过淘洗的方式回收比重大的金粒。大量的细粒金无法回收，致使许多淘金者亏损严重。
1983年通过实验研究，采用“混汞—浮选—部分焙烧—氰化”原则流程，哈图金矿建成了新疆第一座现代化的黄金生产矿山，日处理原矿 100吨。1986年通过改进破碎工艺，新增 100吨/天的浮选系列，使产能达到 200吨/天。哈图金矿混汞浮选工艺流程图（图 6-7-5）。
原矿由采厂通过汽车运到原矿仓，原矿经颚式破碎机进行一段破碎。然后经皮带运输机运到圆锥破碎机，进行二段破碎，破碎产物由圆振筛筛分后，筛下矿物由皮带运输机运送至粉矿仓，筛上矿物返回圆锥破碎机再破。粉矿仓经给矿机和皮带运输机送至格子型球磨机磨矿，磨矿排矿自流通过镀银铜板（俗称汞板）进行混汞作业，通过汞板表面粘附的汞吸附单体解理的金形成汞齐，通过冶炼回收部分黄金。矿浆经过汞板后，用高堰式螺旋分级机，溢流进入浮选工序，返砂进入球磨机再磨。浮选工序采用一次粗选、二次精选、一次扫选流程选的浮选精矿。浮选精矿脱水经过焙烧和进行冶炼后得到金锭。
5.可可托海稀有金属矿重、磁、电、浮联合选矿
可可托海以稀有金属储量大，品种多而闻名中外，铍、锂、钽、铌、铷、铯、锆、铪等稀有元素在许多矿带中均有不同程度的分布，因而造成选矿上的复杂性和难度。经过众多科技人员 10年的反复实验研究，从手工选矿到单一矿物选矿，发展到最后的重磁浮联合选矿流程，分选出锂精矿、铍精矿、钽铌精矿，突破了这一世界性的难题，促进了选矿技术的发展。
1953年，为回收绿柱石和钽铌矿在 3号矿脉小露天采场东北角兴建了一座简易的 30多米长的手选室，改善了手选的工作环境，提高了手选效率。另外，在 3号矿脉尾矿堆附近兴建了一座 20吨/天的钽铌重选厂，采用对滚一段破碎、跳汰、摇床、溜槽进行重选，回收钽铌矿。1957～ 1958年，将手选筛下的尾矿，用方螺旋溜槽进行富集，每年产出的氧化锂精矿接近万吨。
1963年，经过科研院所近 8年的选矿试验研究，国家计委批准兴建 750吨/天的选矿厂（“87－ 66”机选厂），综合回收氧化锂精矿和钽铌精矿。选厂工艺流程简图（图 6-7-6）。根据可可托海矿伟晶岩体分带开采的特点，选厂采用三个系统分别对三种类型的矿石（铍矿石、锂矿石、钽铌矿石）进行选别。采用联合选矿工艺综合回收矿石中的锂铍钽铌矿物。先利用重力－磁法－电磁法选矿，从原矿含量只有 0.01%～ 0.02%（Ta、Nb）203的原矿中选50%以上的（Ta、Nb）203钽铌精矿，然后再用碱法锂铍优先浮选，先优浮选锂再选铍。
可可托海选厂选矿工艺的不断改进，使我国花岗伟晶岩类型矿石钽铌、锂、铍选矿工艺水平进入世界先进行列。
6.选矿技术的发展方向
在美国、日本、德国等国家对选矿技术的发展非常重视，选矿技术的不断进步和创新，促进了这些国家矿产资源的开发和综合利用沿着可持续发展前进。在矿物破碎方面，美国开发了超细破碎机和高压对滚机，降低球磨机入料粒度，节约了能耗。同时在不断研究外加电场、激光、微波、超声、高频振荡、等离子处理矿石对粉碎和分选的影响。在矿物分选方面，已经或正在研究“多种力场”联合作用的分选设备，并不断将高技术引入选矿工程领域，诸如将超导技术引入磁选，将电化学及控制技术引入浮选等。在选矿工艺管理方面，将工艺控制过程自动化，并将“专家控制系统”与“最优适时控制”相结合，以达到根据矿石性质调整控制参数，使选矿生产工艺流程全过程保持最优状态。
随着我国国民经济的快速发展，对矿产品的需求不断增长，选矿工程技术面临着资源、能源、环保的严峻挑战和发展机遇。以下领域的技术创新将是今后选矿的发展方向：
一是研究开发高效预选设备、高效节能新型破磨与分选设备，以及固液分离新技术与装备，大幅降低矿石粉碎固液分离过程的能耗。
二是研究各种能场的预处理对矿物粉碎和分选行为的影响，开发利用各种能场的预处理新技术，以提高粉碎效率和分选精度。
三是开发高效分选设备、高效无毒的新药剂，重点研究复合力场分选新设备、多种成分协同作用的新药剂以及处理贫、细、杂难选矿石的综合分选新技术。
四是在矿石综合利用研究中，开发无废清洁生产工艺，加强尾矿中矿物的分离、提纯、超细、改性的研究，使其成为市场需要的产品，为矿物物料工业向矿物材料工业转化提供新技术。
五是大力将高新技术引进矿物工程领域，重点开展矿物生物工程技术、电化学调控和电化学控制浮选技术、过程自动寻优技术，以及高技术改造传统产业的新技术研究。
六是加强基础理论与选矿技术相结合的新型边缘科学研究，促进新一代矿物分选理论体系的形成，并派生出新兴的矿物分选和提纯技术。
参考资料:电池黑粉回收
