| 单词 | 激光选矿 |
| 释义 | 【激光选矿】 拼译：laser used on mineral processing 目前激光技术在选矿过程中的应用主要从两个方面发展，一方面是应用于矿物和脉石的拣选，这已有较成熟的经验，并在生产实践中应用；另一方面是应用激光技术来分离有用矿物和脉石，以及矿物与矿物间的分离，现虽取得一些成绩，但仍处在开始阶段。 光电分选技术是1906年奥地利的科学工作者最先发现和使用的，但因当时各方面技术条件的限制，未能得到发展。由于高速脉冲磁气阀的采用，使光电技术产生了飞跃，40年代应用于谷物、豆类的加工处理，50年代应用于建筑材料的分选，60年代才开始用于矿物的分选。最先使用有效的13型激光选矿机的是1971年11月在南非杜尔泰因(Doorfontein)采矿公司，后又由RTZ矿石分选集团和南非金矿公司合作，研制成16型激光光度分选机，它借助激光束、电子技术和压缩空气系统，通过大量的矿料流把块状的废石和矿石分选出来。使用这种设备的条件是：矿料的粒度要保证在10mm以下，分离矿石或脉石之间要有足够的光学差异性，也就是说，需要分选的各种成分，其反光特性要有明显的差别。16型激光光度选矿机主要用作粗选设备。它通常配置在常规选矿工艺流程的破碎和筛分回路中，它的特点是把原料给矿系统、激光扫描系统、电子数据处理系统和成分分离系统四个基本系统联成一体。16型激光选矿机第1台应用于希腊耶拉基尼(Yerakini)菱镁矿床，把菱镁矿从蛇纹石中分离出来，第2台用于北澳大利亚昆士兰钨矿公司，从页岩里分离含钨石英，之后南非、西德里丰泰因(Driefontein)金矿公司用这种设备，从矿石中分离金矿石。继激光16型选矿机生产之后，用17型、18型分选铀矿，用19型、П型(前苏联)分选有色金属矿石。中国从60年代开始研究光电分选技术，工业上使用较早的是钨矿系统，在70年代初英国工展后，引进了3台激光选矿机(962，425，1011型)。1977年开始，江西有色冶金研究所开始研究激光选矿机，1980年样机投入试验，1981年列为国家科委项目，设计工业样机，1982年生产了1台GS－Ⅲ型激光选矿样机，并正式投入生产，先后处理了江西小龙、漂塘、画眉垇、下垅、白石山、铁山垅、岿美山、大吉山等8个钨矿及秦岭金矿、沂南金矿、金厂峪金矿等3个金矿和贵州汞矿，应城石膏矿。处理粒度为16～45mm，处理量4～15t／h，此机的特点是分选精度高，不但能分选黑白比较明显的矿物，而且色差不大的矿物也能分选，如金、汞矿物的分选，废石的丢弃率都在80%以上。GS－Ⅲ型激光选矿机是一种利用激光作检测光源的新型选矿机，与我国钨矿使用的光电选矿机相比，具有分选度高、处理量大、结构紧凑、工作性能稳定可靠、操作简便等优点。激光光电选矿机在各个矿山使用的情况。1．希腊耶拉基尼菱镁矿。耶拉基尼菱镁矿是世界上最大的、最有名的含低镁的菱镁矿床，矿体呈网状脉型产出，矿体平均含菱镁20%，露天开采，年处理300万t原矿；该厂安装了16台激光光电选矿机。原矿入厂后用格筛粗筛，大于200mm进入破碎厂，小于200mm采用湿筛分成5个级别(200～160，160～90，90～45，45～12，－12mm)，－12mm堆存，其它4个粒级经洗涤、筛分后进入激光选矿机，把菱镁矿与蛇纹石分开，得含菱镁矿98%～99%的精矿，该厂处理1t原矿耗资约0．595美元。2．美国爱荷达州康达(Canda)磷矿。该矿床属二叠纪，矿区有5个含矿层，主要开采上部2层，上层含P2O531%～32%，下层含P2O524%、露天开采。选厂规模为年处理原矿150万t，原矿经锤碎机破碎到50mm以下，进入圆筒擦洗机，经25mm筛分机分级后，分别进入激光选矿机，小于10mm和分选出来粗精矿，进入捧磨，球磨，分出一320目矿泥为尾矿，脱泥后产品为精矿，含P2O533%。3．澳大利亚的蒙特卡宾(Mount Carbine)钨矿。蒙特卡宾钨矿是世界上最大的低品位钨矿床，含WO30．09%，露天开采，曾因矿石品位低，生产不经济而停产，后由于安装了16M型激光选矿机，使该矿一跃而成为世界上钨精矿生产基地之一。蒙特卡宾钨矿于1978年安装了3台16M型激光选矿机，处理150～80，80～40，40～16mm3个粒级矿石，选矿回收率达97%，加工原矿成本每吨约0．165美元。4．美国蒙大拿州黑松(Black Pine)银矿。黑松选厂主要选别的矿物是赋存在石英脉中的银矿，废石为石英砂岩，1978年安装了1台16M激光选矿机，轮流处理50～12，100～50mm两种粒级矿石，选矿厂日处理矿石量为500t，精矿产出率为32%，银的回收率达98%，银品位提高到38%。5．江西小龙钨矿。小龙钨矿系热液充填的黑钨矿、白钨矿与石英脉共生矿床，钨矿物以黑钨矿为主，有用矿物赋存在石英脉中。GS－Ⅲ型光电选矿机1台，轮流处理16～30mm和30～50mm两种粒级的矿石，石英选出率为80%～88%，废石产出率达92%，每吨矿石的加工成本为1．41元。6．湖南瑶岗仙钨矿。瑶岗仙钨矿系高温热液石英脉黑钨矿，使用激光选矿机的目的是将含钨石英脉作为合格产品回收，将不含钨的围岩作为废石丢弃．采用自制的GY－40型激光选矿机，处理20～40mm粒级，代替手选。7．贵州开阳磷矿。采用621M1011M型激光光电选矿机进行矿石的处理，将6～35mm矿石分成4个粒级(6～10，10～15，15～20、20～35mm)精矿中P2O5的品位为34．27%，回收率为37．5%。1985年前苏联巴简尼可夫(В．Я．бадcников)进行了“激光照射下方铅矿电化学性质的变化”的研究，作者测定了用带有脉冲(2、3．5kJ)能量的激光辐射器，处理矿物前后硫化矿的电位变化，同时，研究了丁基黄药与硫化矿表面作用的问题，药耗为35、50，100g／t。作者把用激光照射后的方铅矿电极，放在盛有水的实验室型浮选机中，并用电位测定法测定硫化矿的电位，测定结果表明：(1)激光照射矿物表面后，发现矿物表面的结构变化为裂隙和缺陷状结构，这种结构随光的能量增加而增加。(2)在工业用水中(温度为15℃，H+的浓度5×10－8mol／L)，安装有照射硫化矿的装置时，在1～1．5h内，矿物的表面电位，能恢复到原来的状况。(3)当激光波长固定时，随着脉冲能量的增加，硫化矿的电位提高到最佳的数值(当2．0kJ时为－150mV，3．5kJ时为－300mV)。置于捕收剂溶液中的硫化物电位的突变，决定于照射的能量，作用于方铅矿的电磁波愈大，而丁基黄酸钾溶液中的是电位突变愈小，改变丁基黄酸钾溶液中方铅矿的电位，可观察到硫化矿表面与阴离子捕收剂起活化作用或抑制作用。对柯达门科矿床的矿物进行浮选实验结果可以看出，过多的照射会抑制方铅矿，并且在精矿中，每个金属回收率与激光照射脉冲中的一定能量相对应，显然，在强烈照射后，在矿物晶格上的高浓度的自由电子阻止阴离子的吸附。1987～1992年昆明工学院对激光辐射应用于矿物和脉石，矿物与矿物，对其进行了分离的研究，研究包括两部分：一是激光应用于浮选，另一是激光应用于选择性絮凝。研究的对象包括石英、方铅矿和菱锌矿等，研究所使用的激光器腔长有1m和1．8m两种，使用的功率有18、20、30、31、40、60mW的氩离子激光器和氦氖激光器，用阳离子絮凝剂、阴离子絮凝剂、硫化钠、十二胺、三聚磷酸钠等浮选和絮凝药剂进行试验。进行了激光照射矿物、激光照射药剂、激光照射药剂溶液、激光照射选矿用水的系统试验；进行了照射后放置一段时间再进行浮选、絮凝处理的试验。最后对氧化锌的混合矿和兰坪铅矿的实际矿物进行了试验，取得了良好的指标，研究了药剂与矿物作用的机理，得到可靠的数据。该研究还指出，辐照氧化矿所需的激光能量不高，照射时间不长，而浮选分离的效果良好，且对人体无害。所以激光应用于浮选实践有着很大的可能性，且把理论提高到一个新的阶段。【参考文献】：1 D J Barfon《Aufbereifungs Technik》．1978，6(6)：252～2542 Бeдeников В Я，Деонeв С Б．Извeстия Bысших Уцебнох 3авeдeн-ий Цвeтнaя Meталлурлия，1985，5：(5)18～213 李伦坤．有色金属，1983，6：22～274 杨敖．昆明工学院学报，1982，11：435 沃道瓦托夫Ф Ф，等．激光在选矿中的应用．北京：机械工业出版社，1990．36 王淀佐，等．溶液化学．长沙：湖南科学出版社，1988．117 杨敖．矿产综合利用．1992，3：6～9(昆明工学院杨敖教授撰) |
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