非金属矿选矿加工实例 目前非金属选矿技术发展有何新特点和趋势

非金属矿物加工的特殊性~

中国非金属矿矿种多，应用领域广，技术指标要求复杂。由于这些特点，决定了非金属矿加工工艺的多样性，而且，非金属矿选矿大多数是以分离无益成分、获得有用矿物为目的。所以非金属矿物加工，比其他金属矿物加工具有一些特殊性：
1）首先考虑工业利用对非金属矿物性能的要求。例如对石棉选矿产品要求具有一定纤维长度和抗拉强度的石棉纤维；对石墨则是生产出具有一定鳞片大小和高的固定碳含量的石墨产品；金刚石选矿是为了得到晶形完好的金刚石；云母选矿是为了得到薄片及纯净、绝缘程度好的产品；高岭土选矿主要是获得白度、亮度高且具有足够细度的产品等。
2）选矿品位指标：多半是指矿物含量，而不是矿物中某种元素的含量。石棉、金刚石、滑石、高岭土、云母等都是这样，石墨有点特殊，是指反映石墨含量的固定碳的含量（不计有机碳和游离碳含量）。回收率指标也多是按矿物的回收率计算，而不是按某一元素来计算。
3）矿物加工时要注意保护其矿物晶体，否则影响它们的工业用途和使用价值，为此在选择工艺流程时，每一段矿石的破碎和磨碎强度一般不应过大。
4）中国非金属矿矿物加工企业多属中小型企业，加工技术水平差异较大，用户对产品要求又很不一致，故产品种类规格繁多，产品质量检验标准和检验方法各不相同。
5）由于中国非金属矿种多，产地复杂，有些矿物晶体形状比较特殊，如纤维状、鳞片状、颗粒状、多孔状等，选矿方法和需控制的指标很多，选矿术语、选矿设备较特殊。中国非金属矿的选矿加工方法差不多覆盖了目前已知大多数的选矿加工方法。

非金属矿物资源在近代社会中的重要作用一向被人们重视，现代科学技术的进步，要去提供制造各种特性材料的原则，这在很大程度上又赖于非金属矿。
选矿就是利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物和脉石矿物分离。并达到使有用矿物相对富集的过程。
非金属矿最突出的特点就是矿物种类多，各矿种的性质差异大，共性少。多数非金属矿石以有用矿物集合体或岩石为利用对象，在选矿作业中，保护有用矿物晶体，保持矿物的使用价值不降低，成为确定选矿工艺和设备选型的主要原则，因此，非金属矿选矿比其他固体矿产复杂的多。

矿种多、应用领域广、技术指标要 求复杂是非金属矿物加工的主要特点之一。
目前国内非金属矿物粉碎分级技术存在的主要问题主要体现在三个方面：一是粉碎分级设备；二是粉碎分级工艺；三是针状和片状微粉加工技术。

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。

非金属矿选矿加工实例

答：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...

非金属矿物的加工技术

答：与金属矿物一般通过冶炼提取金属元素不同，非金属矿物的工业应用大多是利用其固有的技术物理特性，或利用经加工后形成的技术物理特性。因此，大多数非金属矿的加工除进行常规的破碎（磨矿）、分级和分选（选矿）外，还往往需要进行表面与界面改性、热处理、造粒、成型、固化等特殊处理。1.表面与界面改性 许...

非金属矿物加工现状

答：20世纪90年代以后,中国非金属矿选矿提纯技术有了较大的发展:①经选矿提纯的非金属矿品种较以前增多;②传统的非金属矿物(如石墨、石棉、高岭土、云母、萤石等)的提纯工艺有了改进;③微细粒非金属矿物的高纯加工技术有了显著的发展。因此,大量低品位和细粒嵌布的有用矿物得到回收,从而显著提高了非金属矿资源的回收率...

两分钟看懂:选矿厂铁尾矿综合利用的3种途径及处理工艺案例

答：综合运用的途径与实例 该厂采用磁选工艺流程，但对尾矿资源的深度利用尚待挖掘。高硅型铁尾矿中，铁以碳酸铁和赤(褐)铁形式存在，非金属矿物主要为石英，含硅量高达77.83%。具体途径如下：高纯石英砂提取: 尾矿中的石英与铁矿物分离，颗粒大且包裹体少，便于提取。通过物理选矿、化学处理及表面改性，...

非金属矿采矿

答：非金属矿的开采,露采地采兼有。然而,露天开采具有可采用大型高效采矿设备、生产能力大、劳动安全条件相对较好、资金投入产出较快等一系列优点,国外非金属矿山只要条件许可都尽可能采用露天开采。据美国地调局《Mineral Yearbook》2005统计,2004年美国工业矿物矿岩量36.08×108t,其中露采35×108t,占97%,同比增长4%...

几种非金属矿开采技术综述

答：摘要 本文概述了中国几种重要的非金属矿的开采技术和实践经验,包括石膏、金刚石、石墨、膨润土、石棉、滑石、云母和高岭土。简要分析了这些矿物开采的特殊性,介绍了有关矿种开采技术的实例。 关键词 非金属矿;开采技术。 作者简介:朱松耆,教授级高级工程师,电话0512-68213617,E-mail:zhusongqi@sina.com。 一、非...

我国非金属矿产开发利用概况

答：我国的非金属矿工业尽管有了较大发展,但是应该看到我国非金属矿产品仍以原矿和粗加工产品为主,综合利用水平低,耗矿水平高,产品档次低,品种少,与世界先进水平差距较大。 三、差距与问题 我国是世界上主要非金属矿生产国之一,在世界工业矿物贸易中占有重要地位。非金属矿产的利用与保护已取得了令人瞩目的成就,加工利用...

非金属矿物加工的特殊性

答：1）首先考虑工业利用对非金属矿物性能的要求。例如对石棉选矿产品要求具有一定纤维长度和抗拉强度的石棉纤维；对石墨则是生产出具有一定鳞片大小和高的固定碳含量的石墨产品；金刚石选矿是为了得到晶形完好的金刚石；云母选矿是为了得到薄片及纯净、绝缘程度好的产品；高岭土选矿主要是获得白度、亮度高且具有...

选矿及加工

答：高岭土的选矿过程,实质上是分选出高岭石族矿物、多水高岭石族矿物和其他粘土矿物,除去石英、长石、云母以及磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、软锰矿、硬锰矿、金红石等非粘土独立矿物的过程。可分为干法选矿和湿法选矿。 (一)干法选矿 干法选矿工艺是一种简单经济的加工工艺,大致过程为: 原矿→干燥→破碎→粉碎→磨细→除砂...

蓝晶石族矿产资源及其选矿加工

答：(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南 郑州 450006;2.国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心,河南 郑州 450006) 摘要 我国蓝晶石族高铝 “三石” 资源丰富,矿种齐全,但是普遍品位较低,必须经过选矿加工处理才能利用。目前它们的开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。阐述了我国开发利用“三石”选...