矿物解离度对选矿效率的影响

矿物解离度对选矿效率的影响

粉碎的作用是将矿石粉碎到一定粒度并实现有用矿物和脉石矿物的有效分离，即解离。

粉碎是保证后续选矿工艺操作简便、成本低的前提，同时也是保证精矿冶炼低能耗运行的前提。湿法冶金如浸出工艺只要求有用矿物能够与浸出液有效接触即可，但是对于选别高品位精矿，首先必须实现矿物有效解离才能再进行后续的浸出工艺。

图1.5 用网格化的形式表示了矿石中的脉石包裹有用矿物的情况。图中将有用矿物分成六个小格，每个小格中既有有用矿物也有脉石，可以看出即使将矿石破碎并研磨得再细，也不能实现矿物的完全解离。图中既有脉石又有有用矿物的小格称为中矿，只有进一步的磨矿才能实现中矿的解离。单体有用矿物质量与有用矿物脉石总质量之比称为解离度。有用矿物和脉石结合程度较弱的矿石，其解离度高，如沉积岩。但是对于二者结合程度较高的硬岩型矿石，其解离度很低。造成硬岩矿石解离度低的主要原因是，矿石中呈单体形式的有用矿物含量低且在磨矿过程中矿物的破裂主要沿着矿石的裂缝展开，破碎产物的脉石含量仍然很高。对于这一类矿石，已经有多种提高解离度的方案，如在矿物晶界处施加外力使破碎产物多为单体有用矿物（Wills和Atkinson, 1993）。

很多研究者在对矿物解离度量化的基础上预测破碎分离过程中该矿物的解离行为（Barbery, 1991）。Gaudin（1939）通过建立模型对解离度进行了计算，King（1982）给出了在不同粒度范围内的矿物解离度的精确表达函数及模型。但是这些模型都是建立在假定的基础之上，例如假定矿石具某一特定的矿物构造等。Austin和Luckie（1988）曾指出已有的二元矿物解离度模型还不能有效应用于实际的磨矿生产中，模型的实践价值较低。Gay（2004）提出了一个多元系矿物解离度模型，与建立在假定基础上的模型不同的是，该模型是以MLA和QEMSCAN技术为基础来分析选厂生产过程中矿物的解离度（Gay, 2004a, b）。

在某些特定的选矿生产环节中，生产指标与矿物的解离度毫无关系，如重选或磁选工艺过程中只要实现不同密度的矿物或磁性与非磁性矿物的分离即可。就重选和磁选而言，脉石中是否包含有用矿物对矿粒密度及磁化率的影响是很明显的。若为实现较高的解离度，可通过进一步磨矿来实现，但这一过程会降低整个选矿工艺的效率。对于浮选来说，矿物的解离度与生产指标也无明显关系，因为该工艺对入选矿物的要求是有用矿物的表面最大程度地暴露于浮选药剂中即可。

在实际生产中，一般通过实验室试验及半工业试验来确定最佳矿物解离度，并在此基础上设计合适的工业化选矿工艺。检验工业化选矿生产的具体指标为：精矿以有用矿物为主，允许含有一定量的中矿及包裹有用矿物的脉石；尾矿以脉石为主。

图1.6 是一典型矿粒的断面，图中A区域表示有用矿物，AA区域表示与脉石连生在一起的有用矿物。图中右侧表示经粉磨后矿石组成形式：类型1中绝大部分为有用矿物，脉石含量较低，属于精矿；类型2和类型3为中矿，类型3进行再磨的经济性要好于类型2；类型4主要以脉石为主，有用矿物含量极低，属于尾矿。

从图1.5可以看出，低品位原矿经粉磨后解离出的脉石矿物主要以粗颗粒为主。在一定条件下，较粗的磨矿粒度更具有经济可行性。