化学选

[拼音]：huaxuexuan

[外文]：chemical mineral processing

利用矿物间化学性质的差异，采用化学处理，或化学处理与物理选矿相结合的方法，使矿物原料中的有价组分得到富集或提纯，以获得精矿或单独产品的过程。化学选处理的对象有原矿、选矿厂的难选中矿、不合格精矿和尾矿等，这种分选原理不受矿物性质（比重、磁性、电性等）和表面物理化学性质（润湿性等）的限制，因此适应性强，分选完全。特别适于处理贫矿、多金属复杂矿石和细粒浸染难选矿石。70年代以来在处理难选矿石时越来越趋向于采用化学选与物理选相结合的流程，以综合利用矿物资源。

简史

化学选的起源可追溯到古代。中国早在西汉初年(公元前 2世纪)就已发现用铁从胆水(硫酸铜溶液)中置换铜的作用。五代初期（公元10世纪）开始用胆铜法生产铜。世界上其他国家到16世纪才利用湿法提铜。19世纪末氰化提金的应用开辟了近代化学选的道路。20世纪40年代以来，世界各地出现了大型的铜浸取工厂，生产镍、钴的化学选厂和铀浸取工厂等。近二、三十年来焙烧、浸取和溶液净化分离工艺飞跃发展，特别是溶剂萃取和离子交换技术应用，使过去难于解决的、性质非常相近的许多稀有和稀土金属分离问题得以解决。细菌冶金（见细菌浸取、浸取采矿法）的应用为价廉而有效地利用贫矿、废矿、尾矿和炉渣找到有效的途径。

应用

目前化学选主要用于：

（1）难选氧化铜矿，如离析-浮选法等；

（2）金矿，如混汞、氰化、硫脲、高温氯化法等提金方法；

（3）铀矿的化学选；

（4）钒、钛矿的物理选和化学选联合流程；

（5）碳质页岩中提钒、铀、镍、钼、铜、磷、钾等；

（6）低品位钽铌矿物原料的富集；

（7）钨、锡细泥的处理及低品位钨、锡精矿的除杂及提纯；

（8）处理铁矿或废铁生产铁粉；

（9）贫锰矿的化学选等。

化学选通常与物理选相结合，在选矿工艺中构成联合流程。化学选与火法冶金和湿法冶金关系密切，它们都是利用同样的化学原理和工艺方法（如焙烧和浸取）进行的，但处理对象、产品的形态及工艺细节又有差异。化学选处理的是难选原矿和不合格的选矿产品，组成极其复杂，而各种冶金方法处理的是选矿得出的精矿，成分比较单纯。前者产品是金属或金属化合物，称化学精矿，供后者作为原料；而后者产品一般为金属成品。

工艺

化学选包括一系列基本工艺过程。

原料准备

包括：

（1）破碎和磨碎，目的是使有用矿物结晶颗粒获得完全解离或部分解离，或保证分解速度所需要的物料细度；

（2）物理选，预先富集有用成分和除去原料中的有害杂质；

（3）配料及混匀，使物料与配料混匀，为焙烧作业创造条件（只在有焙烧作业时才进行）。

矿石中组分的选择性分解

包括焙烧与浸取。焙烧一般用于化学选的预处理，有时也用于从精矿产品中除去杂质，如钨精矿的脱砷；或直接得出金属产品，如粒铁法生产金属铁；在浸取过程中被溶解的可以是有用组分，也可以是有害杂质，两者都使组分得到初步分离和富集。

分解产物（溶液）的净化、分离和化学精矿的制取

矿石或焙烧产品经浸取后，其中有用组分大多转入溶液，但同时许多杂质也会混入溶液。必须对溶液进行净化处理以除去杂质，并从净化后的溶液中分离和回收各种有用金属组分。在某些场合，净化和分离作业不可分割。溶液的净化和分离方法有：结晶、吸附、离子沉淀（见水解沉淀）、络合物沉淀、金属置换沉淀、气体还原沉淀、离子浮选、沉淀浮选、离子交换、溶剂萃取等。从净化和分离处理后的溶液中可制取纯的金属（电化序在锌以下）或金属化合物（镁、铝、铀、碱土及稀有金属等化合物），这些产物统称化学精矿。制取的方法有:蒸馏结晶法、各种沉淀法和电解沉积法。

固液分离和溶剂再生

在浸取过程中需要将浸取液与浸渣分开；在溶液的净化和分离过程中，也要将沉淀和母液分开。因此，固液分离作业是化学选的一个重要环节。固液分离方法有沉降和过滤两种，采用的设备有沉淀池、浓缩机、过滤机和离心机等。固液分离得出的沉淀物或滤渣中还含有一定量的液体，为了回收该液体中的有用组分或使沉淀和滤渣更加纯净，在固液分离过程中必须同时进行洗涤操作，以提高金属回收率和化学精矿的纯度。化学选消耗大量药剂，必须将溶剂再生，循环使用，或经过处理后以副产品形式回收，以降低成本。溶剂再生利用往往是化学选能否在工业上应用的决定性因素。通常，浸取所用的酸、碱、盐类溶液和萃取所用的有机萃取剂都可以再生循环使用。

发展方向

（1）寻找更有效的浸取剂和净化剂；

（2）研究试剂的回收和循环应用；

（3）发展生物化学方法如细菌浸取法等；

（4）节约能耗、药耗，并避免污染环境。

参考文章

• 什么是化学选矿？矿业

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