化学选矿(chemical   mineral   processing)

利用矿物之间或矿物组分之间化学性质的差异，采用化学方法改变矿物组成，分离和富集有用组分的一种选矿方法。化学选矿方法或化学选矿与物理选矿方法组成的联合流程，可有效地处理某些有用组分含量低、有用矿物嵌布粒度(见矿物粒度)细、组成相当复杂的，用物理选矿方法难于分选或不可能分选的矿物原料。

简史  近代化学选矿的发展历史与金、银、铀、铜、铝等矿物原料的化学处理密切相关。1887年用氰化物溶液直接从矿石中浸出提取金银，开始了在矿山生产成品金的历史。奥地利人拜尔(K.J.Bayer)于1888年发明的拜尔法和20世纪初处理铝矿物原料生产氧化铝的联合法先后用于工业生产。40年代起，随着原子能工业的发展，用酸浸法或碱浸法直接浸出铀矿石，在铀矿山生产铀化学浓缩物的工艺在工业上获得应用。硫酸浸出法及氨浸法处理次生铜矿的工艺早已工业化。60年代末期，处理难选氧化铜矿的离析法也开始用于工业生产。60年代以后，化学选矿除用于处理难选原矿外，还用于物理选矿产出的尾矿、中矿和混合精矿的处理以及粗精矿的除杂。化学选矿已被成功地用于处理许多金属矿物和非金属矿物原料，如铁、锰、钛、铜、锌、钨、钼、锡、金、银、钽、铌、钴、镍、铀、钍、稀土、铝、磷、石墨、金刚石、高岭土等固体矿物原料，还可从矿坑水、废水及海水中提取某些有用组分。

特征  化学选矿的处理对象与物理选矿相同，但化学选矿法的适应性比物理选矿法强，其分选原理及产品形态均与物理选矿不同。化学选矿的分选原理与传统的冶金过程相似，均利用无机化学、有机化学、物理化学及化工过程的基本原理解决各自的工艺问题。但化学选矿处理的一般为有用组分含量低、杂质组分和有害组分含量高、组成复杂的难选矿物原料。冶金过程处理的原料为选矿产出的精矿，其有用组分含量高、杂质和有害组分含量较低，组成较简单。因此，选择具体工艺时，化学选矿常采用不同于冶金过程常用工艺的方法，处理价值较低的矿物原料才能获得一定的经济效益。化学选矿过程只产出化学精矿，冶金过程则产出适于用户使用的金属。化学选矿属于物理选矿和传统冶金之间的过渡性学科，是组成现代矿物工程学的主要部分之一，属于选矿的范畴。1960年国际选矿会议将化学选矿与破碎、筛分、重选、电选、磁选、浮选等并列。法国于1977年将化学选矿定名为湿法化学选矿。

原则流程  化学选矿过程通常涉及矿物的化学热处理、水溶液化学处理和电化学处理等各种作业。其原则流程一般包括原料准备、矿物原料焙烧、矿物浸出、固液分离、浸出液处理等5个主要作业。(见图)但一个具体的化学选矿过程并不一定包括上述全部作业，如有时采用炭浆法、炭浸法、树脂矿浆法、矿浆直接电积法或物理选矿法从浸出矿浆中提取有用组分，即可省去固液分离和净化作业，将浸出、净化和制取化学精矿等作业结合在一起进行。

原料准备 包括原料的破碎、筛分、磨矿、分级、配料混匀等作业。目的是将原料碎磨至一定粒度，为后料混匀等作业。目的是将原料碎磨至一定粒度，为后续作业准备细度、浓度合适的矿浆或混合料，以使物料分解更完全。有时需预先用物理选矿法除去某些有害杂质，预先富集有用矿物，使矿物原料与化学药剂配料、混匀，为后续作业创造较有利的条件。

焙烧 使有用矿物转变为易浸或易于物理分选的形态，使部分杂质分解挥发或转变为难浸的形态，且可改变原料的结构构造，为其进入后续作业作好准备。

浸出 根据原料性质和工艺要求，使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出溶剂中，使有用组分与杂质组分分离或使有用组分相互分离。可直接浸出矿物原料，也可浸出焙烧后的焙砂、烟尘等物料。通常只浸出含量少的组分，再用相应方法从浸出液和浸出渣中回收有用组分。

固液分离 采用沉降倾析、过滤和分级的方法处理浸出矿浆，以获得供后续作业处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。此外，固液分离的方法还常用于化学选矿的其他作业，使沉淀悬浮物与溶液分离。

浸出液处理包括浸出液净化和制取化学精矿两部分。采用相应方法使有用组分与杂质组分相互分离，净化富集相应的有用组分，得到有用组分含量较高的净化液。随之从净化液制取化学精矿。一般采用化学沉淀法、金属置换法、还原沉淀法、电积法和物理选矿法等从浸出液或净化液中沉淀析出化学精矿。

应用 化学选矿是处理贫、细、杂等难选矿物原料和使未利用矿产资源资源化的有效方法，其分选效率比物理选矿法高。但化学选矿过程需消耗大量的化学药剂，对设备材质和固液分离等的要求均比物理选矿高。因此，在通常条件下应尽可能采用现有的物理选矿法处理矿物原料，仅在单独使用物理选矿法无法处理或得不到合理的技术经济指标时，才考虑采用化学选矿工艺。采用化学选矿工艺时，应尽量采用闭路流程，使药剂充分再生回收和水循环使用，以降低药剂消耗和减少环境污染；并应尽可能采用物理选矿和化学选矿的联合流程，采用多种选矿方法处理矿物原料，以便最经济地综合利用矿产资源。