矿石富集

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简介

矿物以与其他组分形成的复合物形式存在于矿石中。金属的提取是指从矿石中提取金属的过程。冶金学是研究从矿石中获取金属并对其进行提纯的过程的学科。没有一种方法可以提取所有金属。必须根据金属的不同采用不同的方法。矿石富集，也称为矿石选矿，是金属从其矿石中提取的最关键阶段之一。

你对矿石富集的理解是什么？

众所周知，矿物可以存在于矿石中。为了获取矿物的矿石，我们必须首先将其开采出来。在回收金属之前，必须从矿石中去除杂质。矿物中可能存在杂质或不需要的元素。矿石从地球上开采出来后，会包含各种不需要的杂质，例如沙子、研磨性矿物等。不需要的杂质，如岩石和石灰石以及沙质材料，被称为脉石。

为了去除这些不需要的化合物，根据杂质的类型及其比例对矿石进行富集。通过去除这些杂质，我们可以获得金属含量高的富集矿石。脉石颗粒从矿石中去除的过程，也称为矿石富集，可以提高矿石中金属的含量。

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什么是矿石？

矿石是指在地球深处发现的一种或多种贵重矿物的富集体。例如，存在于矿石沉积物中的铜和铁等金属具有最高的价值，对工业和贸易至关重要。可以通过多种工艺从矿石中提取金属，例如矿石富集、金属精炼和金属分离。矿石含有可以有效且有利地回收金属的矿物。

矿石类型

岩浆矿或火山矿

当矿物在岩浆侵入体/岩浆/熔岩中冷却和结晶时，会形成一些矿石。它们被称为岩浆矿或火山矿。镍、铁和铜矿石通常存在于火山或岩浆沉积物中。

碳酸碱性矿

除了火山活动外，其他岩浆过程也会产生碳酸碱性矿。稀土元素和一些钻石属于碳酸碱性矿。正如人们所料，如果矿石是由于岩浆事件而产生的，那么沉积/变质事件也可能发生。

沉积矿

条带状铁建造、金、锡、铂、锌，甚至在沉积环境中形成的含钻石矿石，都是沉积矿的例子。

热液矿

最后，热液反应会导致矿石的形成。在这些过程中，岩石和矿物暴露于极热的水中，这些水存在于海洋热液过程/温泉的喷口附近。大多数铀和金矿石都是通过热液过程形成的。

矿石富集方法

水力洗矿

当矿石通过上游水流时，较小的脉石颗粒会被从较大的金属矿石中去除。

此技术用于富集密度大于所含脉石颗粒的矿石。在此过程中，一股水流通过破碎并研磨成粉状的矿石。较轻的脉石颗粒被水冲走，留下较大的矿石颗粒。锡和氧化铅矿石采用这种方法进行富集。

浮选法

此方法用于将脉石与硫化物矿石分离。为了制成悬浮液，将矿石粉碎并与水混合。脂肪酸和松油以及其他捕收剂提高了矿石金属成分的不可润湿性，使其能够形成泡沫。甲酚、苯胺和其他泡沫稳定剂使泡沫保持流动。油润滑金属，而水润滑脉石。通过用桨叶和空气不断搅拌悬浮液来产生泡沫。为了保留金属，将泡沫状金属从顶部撇去并干燥。

John Atherton，1977 年在俄勒冈州北部（美国）汉考克野外站附近的一个史前美国印第安人遗址的考古发掘中使用的浮选装置 (2301765127)，CC BY-SA 2.0

物理方法和化学方法

物理方法

• 手工拣选 − 这是早期直接用手精炼矿石的方法。在这种方法中，使用锤子从矿石中刮掉脉石或粘附的固体基质。

• 磁选法 − 磁选法利用矿石或基质的磁性特性，将矿石与脉石颗粒分离。在此过程中，矿石被粗碎并经过两个磁辊，其中一个有磁性，另一个无磁性。使用锤子从矿石中去除固体基质。

化学方法

• 焙烧 − 在热量和空气的作用下，这是一种通常用于硫化物矿石的方法。

• 浸出 − 这是一种化学方法，包括使矿石与合适的试剂反应使其可溶。

  $$\mathrm{ Al_2 O_3 + NaOH\rightarrow 2NaAlO_2 + H_2 O }$$

  可以将可溶性矿石/矿物与不溶性脉石分离。

结论

可以得出结论，矿石是一种岩石类型，其中某种特定矿物（通常是金属）的比例足够大，可以使其从周围岩石中提取在商业上可行。矿石转化率，也称为矿石富集，是金属从其矿石中提取的最关键阶段之一。并非所有矿物都以足够大的数量存在于一个地方，从而使从岩石中开采矿石有利可图。如果矿物足够多，则会移除岩石并使用各种方法对其进行处理，以将矿物与岩石的其余部分分离。

常见问题

1. 在冶金中，使用哪种技术来富集硫化物矿石？

浮选法用于提取硫化物矿石。该方法基于起泡剂与水之间优选的润湿特性。

2. 以下哪一项是基于重力的矿石富集方法？

重力分离，通常称为水力洗矿，是一种分离方法，它根据比重差异分离金属矿石与脉石颗粒。

3. 钻石是矿物还是矿石？

钻石唯一的稳定来源是钻石矿石，这是一种在深层地底形成的稀有金属。

4. 矿石有哪些应用？

世界上大部分的金矿石被用于制作珠宝和装饰品。矿石是指地球地壳中的一种或多种有价值矿物的沉积物。铜和铁是工业和贸易中两种重要的金属，它们存在于最宝贵的矿石资源中。铜矿石被开采用于各种行业。

5. 在矿物和矿石方面，有什么区别？

矿物是天然存在的无机物质，具有结晶形式和一定的化学式范围。岩石中数量足够大，可以经济地开采的矿物称为矿石。