电选

当前电选的应用范围正在不断扩大，这是由于电选不产生废水和带来环境污染。理论研究更加深入，对原有电选设备正在不断地改进，提高处理能力和分选效率。电选机的种类多达几十种，但在分类上则各不相同，有的按电场的特征分类，有的按结构型式分类，有的按给矿方式分类，也有按分选粗粒或细粒分类。按矿物带电方法分为接触传导带电电选机和电晕带电电选机以及摩擦带电电选机；按结构特征分为鼓筒式电选机、带式电选机、圆盘式电选机和摇床式电选机以及振动槽式电选机；按分选粒度的粗细可分为粗粒电选机和细粒电选机。在国内外生产中90%以上使用的为鼓筒式电选机(小直径者也称为锟式)，之为自由落下式及筛板式电选机，其他形式使用并不普遍。目前世界各国研究出的其他形式电选机的种类也很多，比如自由落下式电选机、电场摇床、回旋电选机和板式电选机等

在高压电场作用下，配合其他力场作用，利用矿物的电性质的不同进行选别的干选过程 。可用于有色金属、铁矿石、非金属矿石以及其他物料的选别。电选机的处理能 力比其他选别设备低，对粒度小于 0.074mm的物料，分选效果很差。1880年奥斯本 (T.B.Osborne)首先发明静电选矿机。1907年美国皮卡德(G.W.Pickard),发明电晕电场电选机，选别效果远高于单纯静电场，是电选的重大发展。60年代以来，解决了电选的高压电源和绝缘等问题，扩大了电选的应用范围。

电选过程中应用的矿物电学性质主要有电导率、介电常数等。电导率大于10～10Ωm的称为导体矿物，有自然铜、石墨、方铅矿、金、磁黄铁矿等；电导率为1～10Ωm的称半导体矿物，有赤铁矿、锡石、磁铁矿、黄铜矿;电导率小于10Ωm的矿物称非导体矿物，如碳酸盐和硅酸盐矿物等。电选时必须使矿物颗粒带电，主要方法有:①摩擦带电；②感应带电；③接触带电;④电晕放电电场中带电等。

电选机种类较多,目前多为圆筒式,用电晕极或电晕与静电极相结合的复合电场。此外，还有室式、溜槽式和摇床式等。圆筒式电选机中，圆筒为接地电极（直径为150～350mm）；电晕极（直径为 0.2～0.3mm)和静电极与圆筒平行安置。当高压直流负（或正）电加到电晕电极和静电极(偏向电极)时，电晕极附近的空气被电离成电晕电流,流向圆筒,在圆筒表面空间形成了空间体电荷；而在偏向电极和圆筒之间则形成静电电场。矿粒经振动给矿槽和转筒带入此空间时，获得电荷。导电性好的矿粒所获得的电荷经圆筒迅速传走，在离心力、重力和静电力的共同作用下，从圆筒前方落下；非导体矿粒因导电性差，不易失去所带的电荷，此电荷与筒面感应，产生镜面吸力使矿粒紧吸于筒面，随圆筒转到后方，然后被毛刷强制刷下（见图）。 　白钨与锡石的电选 黑钨矿、白钨矿、锡石共生的矿石，先用重选得出粗精矿，再用干式强磁选分出弱磁性黑钨精矿，其余矿物即为白钨矿、锡石。白钨矿为非导电矿物，锡石为导电矿物。用电选可有效地将它们分离。

介电常数

介电常数以符号ε表示，ε愈大者表示矿物的导电性愈好，反之则导电性差。一般情况下，ε>10至12以上者属于导体，能利用通常的高压电选分开，而低于此数值者则难以采用常规的电选法分选。当然大多数矿物主要属于半导体矿物 。

矿物的电阻

通常电选中矿物的电阻是指当矿物粒度d=1mm时的电阻，即欧姆值。这可采用各种方法测定其电阻值，由于大多数矿物均为粒度比较小的矿粒，故只能测出颗粒状的电阻，而大块矿物则可做成一定形状的样品测出其电阻，这样测出的电阻比较准确。而粉末状者较难准确。选矿中的大多数矿物，即使属于导电性较好的矿物，也还是属于半导体性质，至于导电性较差的矿物则更无疑义了。近几年的研究进一步表明，半导体的N型是电子导体占优势，而半导体的P型属于电子孔隙导体，少数属于N和P型导体。

矿物的比导电度

根据上述矿物电阻的大小，决定电子在其表面流动的难易程度。此外，根据实验还得出，电子流入或流出矿粒的难易，还与矿粒和电极间的接触界面电阻有关，而界面电阻又与矿粒和电极的接触面和点的电位差有关。电位差小，电子不能流入或流出导电性差的矿粒，只有在电位差很大时，电子才能流人或流出，即获得电子或损失电子而带负电或正电。在高压电场中非导体和导体颗粒在电场中表现出的运动轨迹也不相同。人们利用此种原理在电极上通以不同电压以测定各种矿物的偏离情况。

矿物的整流性

人们在实际测定矿物的比导电度时发现，有些矿物只有当高压电极带负电时才作为导体分出，而另一种矿物则只有高压电极带正电时才作为导体分出，这样在电选中给我们提供了一个进一步使矿物分选的选择条件。例如，当偏转电极带负电时，石英属非导体，从鼓筒的后方排出，但当电极改为正电时，石英却成为导体从前方排出。显然，由于电极所带电的符号不同，同种矿粒成为导体或非导体有别，而不论电极带电符号如何，均能成为导体从鼓筒的前方分出，如磁铁矿、钛铁矿等等，矿物所表现出的这种性质，叫整流性。由此规定：

（1)只获得负电的矿物，叫负整流性，此时的电极应带正电，如石英、锆英石等。

（2)只获得正电的矿物叫正整流性，此时的电极应带负电，如方解石等。

（3)不论电极带正电或负电，矿粒均能获得电荷，此种性质叫全整流性，如磁铁矿、锡石等。

根据前述矿物介电常数的大小、电阻的大小，可以大致确定矿物用电选分离的可能性；根据矿粒的比导电度，可大致确定其分选电压，当然此种电压乃是最低电压；还可通过查表以了解矿物的整流性，然后确定电极采用正电或负电，但在实际中往往都采用负电进行分选，而很少采用正电，因为采用正电时，对高压电源的绝缘程度要求更高，且并未带来更好的效果。

电选的发展趋势 研究适合处理各种细粒级矿石的电选机，提高选别效率；采用电晕与静电场相结合的复合电极以及高梯度电场等，以扩大应用范围 。

钽铌矿的电选 钽铌矿的原生矿和砂矿，先经摇床得出粗精矿，然后用电选或与磁选配合精选。钽铌矿为导电产品，石榴石等为非导电产品 。

钛锆矿的电选 不论原生或砂矿，通常经重选得出粗精矿，然后用电选分离。导电产品为钛铁矿、金红石；非导电产品为锆英石、独居石、电气石、石榴石和石英等。电选对获得高质量钛精矿最有效。

铁矿、锰矿、铬矿的电选 加拿大、瑞典等国大量采用电选法精选铁矿,获得含SiO2小于8%的优质铁精矿。也可用电选选别锰矿、铬矿，获得优质精矿。

砂金的电选 砂金矿先用重选法富集，再用电选选别，可提高黄金的品位和回收率。

非金属矿的电选 如石墨与其他脉石、煤与灰分的分选；石英与长石用氢氟酸处理后，再用电选分离。

电选也可用于麦、稻谷的选种及去杂；麸皮与面粉的选别；茶叶与茶杆的分离。还用于塑料、绝缘材料、固体废料中非铁金属的选别，金属制粉的分级等。

电选是利用各种矿物及物料电性质不同而进行分选的一种物理选矿方法。电选在工业上的应用始于1908年，此后在相当长的时期内进展不大，直到20世纪50年代末期，才有了新的发展，得到了更为广泛的应用。电选的有效处理粒度通常为0.1～2mm,但对片状或密度小的物料如云母、石墨、煤等，其最大处理粒度则可达5mm左右，而湿式高梯度电选机的处理粒度则可下降到微米级别 。

在大多数情况下，电选都是在高压电场中进行的，除少数采用高压交流电源外，绝大多数均用高压直流电源，将负点输到电极，个别情况才采用正电。

电选范围

目前电选广泛用于下列诸方面：

有色和稀有金属矿的分选——这两种类型的矿物常先经重选或其他选矿方法，除去大量的脉石矿物或围岩，得到一定品位的粗精矿，然后电选，或与磁选配合精选，使各种有用的矿物彼此分开。

黑色金属矿的分选——少数铁矿，锰矿及铬矿直接采用电选，大部分仅在精选过程应用电选。电选对除去铁精矿、锰矿及铬矿中的硅酸盐类矿物有特殊的效果。

砂金矿的精选——砂金矿也是先经重选，得出重矿物，通常包括黄金、磁铁矿、钛铁矿及少量石英等，将此重矿物用磁选与电选配合进行精选。当用磁选除去磁性矿物后，再用电选精选黄金，可以得到品位很高、富集比很大的黄金精矿，比一般选矿方法或混汞法要优越得多。

非金属矿物的分选——此类矿物包括石墨、石棉、金刚石、磷灰石、煤、钾盐、石英及长石的分选或精选，国外应用电选分离这些矿物者较多。

各种固体物料或废料中回收铁金属——即从各类切削加工的废料、塑料中回收非铁金属；从火力发电厂及其他烟囱灰中回收煤及燃烧产生的铝硅酸盐的球形颗粒及粉煤灰。

此外，电选还用于农业中选中、茶叶与茶杆的分选等。

电选优点

电选之所以不断地为人们所重视，生产实践证明它有以下的优点 ：耗电少，生产费用低，选别效果好，精矿品位高，回收率高；电选机本身结构简单，要求加工精度不高；易操作和维修且安全可靠，仅供电系较为复杂；电选机占地面积少，电选为干式选矿方法，利于缺水和严寒地区采用；使用范围广，除能选分有色金属、稀有金属和非金属外，对黑色金属及放射性矿物也开始在生产上得到应用。

估计会从传统的矿种上扩大到某些化工类矿物及其他物料的分选，例如钾盐、岩盐以及磷灰石等的分选，因为这些产品的需求量越来越大，故用电选处理的量也会随之而增加。此外在农业、粮食加工及矿种上也有应用和扩大的趋势。浙江台州等地的废旧物质工业和塑料工业正在形成一种产业，他们在回收非铁金属及塑料方面，大量采用电选的可能性也日益提到议事日程上来。电选适用于大多数矿物的分选，一些实验室试验已经获得成功。但是，分选细粒矿物和分选两种以上导电性相近的矿物比较困难，同时在技术和设备方面也存在一些问题，在过去几十年里，所有这些问题妨碍了电选法的推广应用。虽然对不同种类的矿物的电选进行了很多研究，但是应用静电选的选矿厂主要局限于钾盐选矿(特别是在德国)、含钛海滨砂矿和其它伴生的重矿物、氧化锡矿石、镜铁矿、磷酸盐矿石和金刚石。但是，食品和药物的净化、废料和工业废弃物的回收、固体的静电沉积、电聚结、电驱动溶剂萃取和细粒悬浮液的电过滤也应用电分离技术 。

钾矿石的电选

目前，世界上每年约有3000万t钾矿石用电选法处理。该法开始应用于20世纪40年代。在接触带电时，氯化钾和氯化钠带有不同的电荷，这种电选方法对温度和湿度很敏感。在电选过程中一般应用不同种类的一元羧酸。但是，采用有机物质、无机物质或酸与酸酐混合物作为调整剂。在矿石干燥前，将药剂以干粉末、溶液或蒸汽形式添加到磨细的物料中。药剂的用量为150～2009/t。

虽然电选过程获得了成功，但是，对接触带电的机理还了解得不清楚。估计与表面阳离子空穴键合的分子可能对NaCl晶体接触带电起到感应活化作用，NaCl可能从水杨酸分子中俘获质子，形成俘获有H，0 离子的空穴和半自由的水杨酸离子。后者将过剩的电子注入到其它分子中。

铁矿石的电选

高压电选是被铁选矿所接受的选矿方法。电选法与其它方法联合是一个十分经济有效的方法。重选、浮选和静电选法联合可处理氧化铁燧岩。

含钛砂矿及其他重矿物的电选

近几十年来钛矿石和其它相关的重矿物的电选得到改进。电选精矿回收率和质量都得到提高。电晕电选机和板式传导感应电选机在海滨砂矿选矿中已得到广泛应用。电选机的设计已得到改进。电极设计、给料装置和高压控制系统使得过程回路得到简化，循环负荷降低，分选效率提高。

磷酸盐矿物的电选

沉积型磷酸盐矿床是世界上最具有经济价值的矿床，也是磷酸盐原料的主要产地。石英和方解石是沉积型矿床的主要杂质矿物。磷酸盐矿石的电选是以伴生的不同种矿物获得不同的电荷为依据。最近，磷酸盐矿石的干式摩擦电选已成为浮选的替代方法。在这种情况下，可用V型静电分选机从磷酸盐矿物中分离出粒度大于75um的粗粒二氧化硅，该电选机的处理能力为20t/h，在特殊加热条件下预热磷酸盐矿石，给料温度为80—100℃。

锡和钨矿物的电选

20世纪初锡石受到电选工程师的注意。在钨矿石电选时，除了需要将钨矿物与伴生的锡石分离外，用高压电选机还成功地将硫化物与白钨矿和黑钨矿一白钨矿分离开。在这两种情况下，白钨矿成为非导体矿物而硫化矿物和黑钨矿物具有导体矿物行为，因此可用电选有效地分离它们。

金刚石的电选

南非金刚石研究实验室于1948年就发明了用电选法回收金刚石，并于1952年建立工业车间。已知在稍稍除去水分后金刚石是导电性很差的物质。砂矿、砾石和金伯利岩管是金刚石工业资源。与金刚石伴生的杂质矿物有石英、石榴石、橄榄石和其它脉石矿物 。

煤的电选

有关试验结果表明，在合适的条件下，用摩擦静电选可以有效地除去不同种类的硫化矿物和硅酸盐杂质矿物。对于100—1000“m粒度的物料，在低的相对湿度条件下(30%)，用电晕电选机可使硫化矿物和灰分杂质含量降到所希望的值。应用不同的处理方法，特别是调节相对湿度以及加热原料或加热周围大气，对电选是有好处的。还研究了以下改进电选的措施：用油处理原料，调节原料的水分；在低氧环境下用NH3，来改变黄铁矿和产生灰分颗粒的导电率；在干的氮硫化床摩擦带电介质中添加芳香类药剂，选择性分离煤素质。

电选是一种很有效的物理选矿方法，且有与其他物理和化学选矿方法所难以比拟的特点，加之它不产生污染，因此越来越显示出其优越性，日益为人们所重视，各种资料和事实都已表明，必然会更加发展。

电选设备的改进和效率的提高，原有电选设备的处理量和分选效果仍然不太理想，现在对电选产品的质量要求更高，因此，原有的电选设备已不能适应形势的要求，为此，提高台时的处理能力和一次分选效果仍然引起人们重视的问题。世界各国对此进行了不少研究，已经取得了可喜的成果，如鼓筒式电选机每小时处理能力已达到了35～50t，有了很大进展。

图书信息

选大学选专业选工作建筑相关专业，ISBN：9789787122068。

2100433B

矿物原料经粉碎作业后进入选别作业，使有用矿物和脉石分离，或使各种有用矿物彼此分离。这是选矿的主体部分。选别作业有重选、浮选、电选、拣选和化学选等。

重选

在介质(主要是水)流中利用矿物原料颗粒比重的不同进行选别。有、跳汰选、摇床选、溜槽选等。重选是选别黑钨矿、锡石、砂金、粗粒铁和锰矿石的主要选矿方法；也普遍应用于选别稀有金属砂矿。重选适用的粒度范围宽，从几百毫米到一毫米以下，选矿成本低，对环境污染少。凡是矿物粒度在上述范围内并且组分间比重差别较大,用重选最合适。有时，可用重选(主要是重介质选，跳汰选等)预选除去部分废石，再用其他方法处理，以降低选矿费用。随着贫矿、细矿物原料的增多，重选设备趋向大型化、多层化，并利用复合运动设备,如离心选矿机、摇动翻床、振摆溜槽等，以提高细粒物料的重选效率。重选已能较有效地选别20μm的物料。重选又是最主要的选煤方法。

浮选

利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性）的差异进行选别。通常指泡沫浮选。天然疏水性矿物较少,常向矿浆中添加捕收剂，以增强欲浮出矿物的疏水性；加入各种调整剂，以提高选择性；加入起泡剂并充气，产生气泡，使疏水性矿物颗粒附于气泡，上浮分离。浮选通常能处理小于0.2～0.3mm的物料，原则上能选别各种矿物原料，是一种用途最广泛的方法。浮选也可用于选别冶炼中间产品、溶液中的离子（见）和处理废水等。浮选除采用大型浮选机外,还出现回收微细物料(小于5～10m)的一些新方法。例如选择性絮凝-浮选，用絮凝剂有选择地使某种微细粒物料形成尺寸较大的絮团，然后用浮选（或脱泥）方法分离；剪切絮凝-浮选,加捕收剂等后高强度搅拌，使微细粒矿物形成絮团再浮选，及载体浮选、油团聚浮选等。

机选

沸腾式选矿机是一种集浮选、离心力重选、充气式浮选、跳钛为一体的、只要比重差异在0.05既可以把矿物分离 、可电脑远程控制自动化程度高、转速可调。可脱泥、团聚、载体浮选。有没有磁性均可分拣选别的一种选矿机。

磁选

利用矿物颗粒磁性的不同，在不均匀磁场中进行选别。强磁性矿物（磁铁矿和磁黄铁矿等）用弱磁场磁选机选别；弱磁性矿物（赤铁矿、菱铁矿、钛铁矿、黑钨矿等）用强磁场磁选机选别。弱磁场磁选机主要为开路磁系，多由永久磁铁构成，强磁场磁选机为闭路磁系，多用电磁磁系。弱磁性铁矿物也可通过磁化焙烧变成强磁性矿物，再用弱磁场磁选机选别。磁选机的构造有筒式、带式、转环式、盘式、感应辊式等。磁滑轮用于预选块状强磁性矿石。磁选的主要发展趋向是解决细粒弱磁性矿物的回收问题。60年代发明的带齿板聚磁介质的琼斯湿式强磁场磁选机，促进了弱磁性矿物的选收。70年代发明以钢毛或钢网为聚磁介质的具有高磁场梯度和强度的高梯度磁选机以及用低温超导体代替常温导体的超导磁选机，为回收细粒弱磁性矿物提供了良好的前景。

电选

利用矿物颗粒电性的差别，在高压电场中进行选别。主要用于分选导体、半导体和非导体矿物。电选机按电场可分为静电选矿机、电晕选矿机和复合电场电选机；按矿粒带电方法可分为接触带电电选机、电晕带电电选机和摩擦带电电选机。电选机处理粒度范围较窄，处理能力低，原料需经干燥,因此应用受到限制；但成本不高，分选效果好，污染少；主要用于粗精矿的精选，如选别白钨矿、锡石、锆英石、金红石、钛铁矿、钽铌矿、独居石等。电选也用于矿物原料的分级和除尘。电选的发展趋向是研制处理量大、选别细粒物料效率高的设备。

拣选

包括手选和机械拣选。主要用于预选丢除废石。手选是根据矿物的外部特征，用人工挑选。这种古老的选矿方法，某些矿山迄今仍在应用。机械拣选有：①光拣选,利用矿物光学特性的差异选别；②X射线拣选，利用在X射线照射下发出荧光的特性选别；③放射线拣选，利用铀、钍等矿物的天然放射性选别。70年代开始出现了利用矿物导电性或磁性的电性拣选和磁性拣选。

化学选

利用矿物化学性质的不同，采用化学方法或化学与物理相结合的方法分离和回收有用成分，得到化学精矿。这种方法比通常的物理选矿法适应性强，分离效果好，但成本较高，常用于处理用物理选矿方法难于处理或无法处理的矿物原料、中间产品或尾矿。随着成分复杂的、难选的和细粒的矿物原料日益增多，物理和化学选矿联合流程的应用越来越受到重视。化学选成功应用的实例有氰化法提金、酸浸-沉淀-浮选、离析-浮选处理氧化铜矿等。、离子交换和细菌浸取等技术的应用，进一步促进了化学选的发展。它的发展趋向是：研制更有效的浸取剂和萃取剂，发展生物化学方法，降低能耗和成本，防止环境污染。

此外，还有矿物原料在斜面运动或碰撞时利用其摩擦系数、碰撞恢复系数的差异进行选别的摩擦与弹跳选等。