1、钻 石,性质 产状 选矿,钻石恒久远，一颗永流传,晶体结构：共价键；架状结构 形态：等轴晶系；八面体、立方体、菱形十二面体 硬度：金刚石的摩氏硬度为10，是自然界中最硬的物质。 硬度异向性：使切磨成为可能。 解理：金刚石具有八面体中等解理。解理使劈钻成为可能。不耐打击。,钻石的原石,钻石恒久远，一颗永流传,密度：金刚石的密度3.54g/cm3。若含杂质或裂隙，可能稍低3.2。它的密度比一般的砂子(石英、长石，2.62.7)大，因此早先人们在淘金时，有时会淘出金刚石。利用重力可采用淘洗法、跳汰、重介质选矿法。 发光性：钻石在高能量射线(如紫外光)照射下可以产生荧光，如型常呈蓝浅蓝的，另有黄、橙、
2、白、绿；型通常发黄绿色光。照射停止后还能继续发光则称为磷光。自古人们传说有“夜明珠”的宝物，其中可能就有发磷光的钻石(白天受阳光的紫外光照射，夜晚继续发光)。钻石的发光性可采用光选法分选出钻石。 亲油疏水性：钻石极易粘上油污。用油性的墨水可轻易在钻石表面划上痕迹，因此加工钻石时一般用油性笔划线。相反，钻石不易粘上水。亲油疏水性还是钻石选矿的一种方法油选法。,钻石的产出,金刚石生成于地下100km的高温岩浆中。那里的温度达1500 ，压力达40万大气压。金刚石就是在这种高温高压条件下由碳原子合成，然后随火山爆发侵入地壳或喷出地表。 金刚石生成于金伯利岩或钾镁煌斑岩中。 金伯利岩因首先发现于南非金
3、伯利地区而得名，岩石学中称角砾云母橄榄岩；澳大利亚的钻石矿床与世界其他矿床不同，其母岩是钾镁煌斑岩。,钻石的产出,金刚石的产状可分为两大类，即原生矿和砂矿。 原生矿采自岩体中，可露天开采，也可以挖坑道地下开采。 砂矿是指原生的岩石经风化、破碎，再经水流搬运沉积于凹地、河床或海滨的金刚石。砂矿对找寻原生矿有重要意义。,钻石的产地,已知现今世界上只有三十余个国家和地区产钻石，且分布极不均匀，主要集中在澳洲、非洲，次为亚洲和南美洲。其中澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联和南非为世界上五大钻石生产国，占全球钻坯供应量八成有多。,钻石的开采,钻石的选矿,早期的金刚石选别作业 1870年以前，人们寻觅钻石
4、是在砂矿中，采用淘金的方法，设备简陋，方法原始、简单，无技术性可言。随着生产规模的扩大，以流水冲洗，重力沉降富集重矿物的方法，发明了洗矿槽。到1874年，洗矿槽被淘洗盘取代。淘洗盘是一种以电动机为动力、结构完整的选别机械，是金刚石选矿中的第一代选矿设备。,现代金刚石选矿工艺流程概况,选矿工艺包括碎矿流程、磨矿流程和选别工艺流程。 为了保护金刚石晶体完整，对原生金刚石矿的选矿应采用阶段碎磨、阶段选别的原则流程。 一般把碎矿、磨矿、筛分、跳汰等作业组合在一起成为粗选；把手选、X光电选、摇床、粒浮、选磨和镜检等作业组合在一起称精选。 矿石经碎矿作业使金刚石单体解离，和经磨矿作业使金刚石单体进一步解离
5、，是金刚石选分的重要前提。金刚石晶体遭到破坏的原因主要来自碎矿和磨矿的机械力作用。因此，保护金刚石晶体完整的重点措施应在粗选流程上。,确定合理的碎矿流程,碎矿作业是使大颗粒金刚石单体解离的重要环节。 金刚石晶体内部质点间的聚合力比晶面间的聚合力要大，据美国矿业局的测定，晶面之间聚合力一般只有晶体内部聚合力的75。因此，在碎矿过程机械力的作用下，金刚石将与其他矿物从晶体界面分开而解离出来。如果碎矿流程合理，晶体将完好；反之，解离出来的晶体将遭到破损。 应注意下面三点,1. 确定适宜的选别粒度上限,入选粒度上限是根据被处理矿石中金刚石可能出土的最大粒径来确定的。一般来说，入选粒度的上限是可能出土的
6、最大金刚石粒径的1.52.0倍。金刚石可能出土的最大粒径因矿石类型或矿区不同而不同，随之入选的粒度上限因此而异。山东蒙阴县西峪矿区金刚石选别粒度为25；辽宁复县42号岩管地表验证金刚石选矿入选粒度上限为-16；安徽8212地区金刚石选矿入选粒度上限为4。 入选粒度上限即为碎矿流程要求控制的最终破碎粒度。如果可能出土的金刚石粒径较大，而确定的最终破碎粒度过小，必然导致在碎矿过程中，金刚石晶体遭到破坏。因此要确定适宜的入选粒度上限，确定控制的最终碎矿粒度。,2. 小破碎比，多破碎段数,由于金刚石性脆，每段破碎比不宜过大。过大的破碎比容易产生过粉碎，就有可能使矿石中部分金刚石受到损坏。研究表明每段破
7、碎比以不大于3.0为宜。这样根据矿石最大块度和确定适宜的入选粒度上限（即最终碎矿粒度）计算出总破碎比后，按照每段破碎比不大于3.0的原则确定破碎段数，并对每段破碎比作合理分配。,3. 预先筛分及时排出合理粒度的物料,安徽8212地区金刚石选矿原碎矿流程，没有配置预先筛分，结果使选获的金刚石近一半有不同程度的次生破碎现象，说明该流程每有起到保护作用。改进后防止了已经解离的金刚石可能受到再破碎作用的影响，最大限度的保护了金刚石晶体的完整性。,采用阶段碎磨、阶段选别工艺流程,由于金刚石嵌布极不均匀，必须采用阶段碎磨、阶段选别工艺流程，使其在碎矿作业已经解离出来的金刚石，在粗选阶段通过跳汰选别及时回收
8、到跳汰的粗精矿中，粗精矿再经过精选段的不同选别手段，最终获得金刚石产品。跳汰尾矿通过磨矿作业使其在碎矿作业中尚未解离的金刚石进一步得到解离，然后经平摇筛分级，分别再进入跳汰作业选别，回收磨矿作业解离出来的金刚石。,选择合理的磨矿技术条件,磨矿过程中，破碎介质（球或棒）在泻落和抛落运动状态下，球（棒）荷之间荷球（棒）与衬板之间有相对运动对矿石产生冲击和磨剥作用，把矿石磨碎，从而使在碎矿作业尚未解离的金刚石得到进一步解离。 然而，产生冲击作用或磨剥作用的主次主要取决于球（棒）的运动状态、球（棒）的运动状态与球（棒）荷充填率、磨机转速、衬板形状荷矿浆浓度等因素有关。冲击作用有可能对金刚石产生较大的破
9、碎作用，不利于保护金刚石晶体的完整；而磨剥作用则有利于金刚石晶体的保护。因此在选择影响球（棒）运动状态这些因素时，尽可能调节为以磨剥作用为主，冲击作用为辅。,选择合理的磨矿技术条件,研究和实践证实，在一定转速下，介质充填40以下时，球（棒）荷滑动很厉害，产生磨剥作用；充填率40以上时，球（棒）荷滑动基本停止。较大的磨矿浓度（约7580）对介质产生缓冲效应较大，可以削弱介质的冲击力。选用平滑衬板可以减小介质冲击应力集中。在一定的球量下，球径小者个数多，研磨面积大，可以减小每个球的冲击力，增加磨剥作用；球径大者个数少，其作用则相反。 综合这些分析，从保护金刚石晶体完整前提出发，选择磨矿技术条件的原
10、则是：介质充填率不应大于40；适当加大小球的比例（个数）；选用平滑衬板；磨矿浓度控制在7580较大范围内。介质形状选择棒比球好，棒磨产品粒度比较均匀。在磨矿流程方面，在磨机排矿端装上与磨机构成闭路磨矿圆筒筛，控制合格物料及时排出，不合格物料返回磨机再磨，以减少矿石过粉碎。,选择合理的磨矿技术条件,复县42号岩管地表验证金刚石选矿的磨矿作业，据上述的原则，采用900900球磨机与4圆筒筛构成闭路磨矿流程。见图1。并确定下列磨矿技术条件：装球量678；充填率30.36；球配比70：50：40（）为34：30：36（）；转速32r/min；磨矿浓度6878；选择平滑衬板。 经对该作业金刚石的完整程度
11、检查测定结果表明，磨矿作业金刚石的机械破碎率仅为2.22，大大低于规范规定10的要求。充分说明选择的磨矿流程和确定的磨矿技术条件较优，有利于保护金刚石晶体的完整。,金刚石的选别作业和工艺演变过程,常用的粗选方法是淘洗盘、跳汰和重介质选矿，皆属重力选矿法。近年来，光选也常被设在粗选作业中，是一种特殊的粗选设备。 粗选作业的演变过程：人工淘洗洗矿槽淘洗盘跳汰重介质分选锥和重介质旋流器X光选。 常用的精选方法是油选、光选、表层浮选、化学处理、磁选和选择性磨矿筛选法等。油选法是精选作业中最早被采用的方法。 在各种方法中，有出现先后之分及相对优越之别，严格的说，不存在一种方法取代另一种的问题，各方法的优
12、劣只能通过综合全面的权衡利弊方可体现出来。,粗选淘洗盘选矿法,淘洗盘是金刚石选矿独有的设备。 它的操作有两种，一种是浊水淘洗，一种是清水淘洗。 该设备具有生产能力大（3040t/h）、回收率高（号称98）、构造简单、操作简便、生产费用较低等优点，100多年来得到广泛应用。非洲的100多家选厂都曾采用。目前它虽在不少矿山被跳汰和重介质选矿所取代，但是仍有一些老矿山把它作为有效设备保存下来。同时，新建矿山也不乏采用，如芬什金刚石矿，不仅粗选采用，二次精选也采用了淘洗盘。我国也于70年代初，在山东蒙阴金刚石矿引进了这种设备而取代了跳汰，效果颇好。,粗选跳汰选矿法,基本原理在于物料中目的矿物与其他脉石
13、矿物颗粒间重选性质的差异。其中主要的是密度以及形状、摩擦系数等方面的差异。 在重选作业中，金刚石的重选指标（2）/(1)等于1.51，属于中等偏低，不占优势；但金刚石的形状、表明光滑、摩擦系数非常小等特性，在跳汰选别作业中，是有利于选别的。 此外，跳汰法还具有作业成本较低、设备低廉、易于操作等优点。,粗选重介质选矿法,在密度较大的介质中，使矿粒按密度分选的选矿方法。 该方法又可分成两种类型： 1.在单一的重力场中实现的分选方法，其设备有重介质分选锥和鼓形重介质分选机等。分选条件是介质密度必须介于物料中重矿物和轻矿物之间； 2.另一类是在重力场和离心力场两个力场中实现分选的方法，如重介质旋流器。
14、它的分选原理除遵循重力场的分离法则外，又因有离心力场的参与作用，强化了重力分离因素，使得它的选别效果更佳。同时，介质的密度不必一定要在重矿物和轻矿物之间。,粗选重介质选矿法,重介质的分选过程能够实现自动控制。因此虽然重介质特点是生产费用高，设备投资大，终因金刚石的回收率高、技术指标好而得到补偿。 早期的旋流器给料方式，都是砂泵直接给料。从1968年起，采用重力给料（又称定压给料）系统的给料方式在金刚石联合公司一号厂投入生产。 从生产实践中可以看到，旋流器已经成为金刚石选厂的重要粗选设备，凡是具备条件的新建金刚石选矿厂，几乎都采用这个分选系统。,精选油膏选矿法,金刚石最早的精选作业，是油膏选矿，
15、简称油选。它是金刚石主要的精选法之一。 金刚石油选的理论依据是在分选体系中，借助金刚石亲油疏水（金刚石被粘在油膏上），而其他脉石矿物则亲水疏油（沿冲洗水流方向流到尾矿斗）的物性，实现分选的。 1897年，油膏选矿首先在南非的德比尔斯金刚石矿应用。在此之前，金刚石选厂的粗精矿是直接进行手选。不仅工作量大，且难以保证质量。早期油选机的处理粒度是200.5，因光选机处理粗粒级更有效，于是X光选机问世以后，油选只作细粒级的精选设备，通常是处理5的精矿。,精选油膏选矿法,早期阶段为振动油选机（类似振动筛），尔后，经过改进又出现了多级振动油选台；最新的，也是目前多有采用的是振动油选带。该机由一个无极胶带，
16、并施以机械振动系统组成。设备的优越处在于以前的油选机都是间断作为，而该机则是自动铺设油层，在另一端自动刮取油膏及其黏着物，成为连续作业设备，生产效率高。 油选的选别指标极佳，振动油选带的回收率98，精选产率通常1。 少数金刚石的亲油疏水性较差，因此，对入选物料进行机械擦洗或摩擦磨矿，有利于改善金刚石的油选特性，提高选别指标。 缺点，操作环境差，油污污染环境等，但因该法回收细粒级有效、精矿产率低、成本低廉等而久用不衰。,精选金刚石X光选电拣选法,简称X光选法。它是借助金刚石晶体在X射线下发荧光，而其他脉石矿物不发光或发光很弱或发光光谱与金刚石不同而进行选别的方法。 50年代末，采用的是手动、肉眼
17、检测的人工拣选机。自动X光电拣选机应用于工业生产是60年代末，由（英）索特克斯（Sortex）公司制造，机型XR。 主要特点：1.生产能力大，最高达120t/h；2.处理粒度范围宽，751.0；3.回收率高，一次选别98，二次选别总回收率达100；4.精矿产率低，一般0.1；5.生产费用低，用水少；6.物料性质要求不严，干、湿均可；7.操作简便，自动化程度高。 缺点主要是设备一次性投资较大；入选物料清洁、窄分级，分级比不大于2。 该方法目前已被广泛采用。它不只限于精选，在粗选作业、扫选及其他选别方法的质量检查作业中也被广泛采用。,精选表层浮选法,表层浮选，又称粒浮。湿细粒级金刚石精选的重要方法
18、之一。 表层浮选法分选原理与油选相同，也是基于金刚石晶体亲油疏水的原理。所不同的是在捕收剂的作业下，金刚石颗粒被油膜包裹，依靠水的表明张力，使疏水的金刚石漂浮在液面上，而亲水的脉石颗粒沉于水中，借水面的移动达到金刚石分选的目的。 优点：1.回收率高，处理易选物料时可达9799；2.精矿产率低，一般为0.53；3.设备简单、造价低、操作方便。目前，在非洲和俄罗斯仍有广泛采用。 缺点：1.设备处理能力低；2.只适宜处理细粒级物料，一般不大于2。 细粒级金刚石精选常用方法有化学处理方法、选择性磨矿法和磁选法等。这些方法在特定的条件下，也常被采用。,工艺流程的选择,在某种意义上讲，选矿工艺流程，主要由
19、选矿方法来体现。 例如，金刚石的X光电选，是一种公认的相当有效的选矿方法，但有的矿山却不宜采用。如巴克旺卡矿，在380.5级别中，不发光的金刚石高达83；乌拉尔砂矿也有18.5的金刚石在X射线下不发光。另外，X光选机一次性投资较大，比具有可比性的跳汰机高几十倍，是淘洗盘的十几倍。因此，在选择上要考虑经济因素。 又如扎伊尔的细粒级金刚石亲油性差，不发光的金刚石含量也较高，因此，振动油选带和X光选机的分选指标都不佳。而精矿中含磁性矿物较多，故其精选作业采用磁选和重液分选，效果很好。 重介质旋流器分选法，不失为目前最后的粗选法，但宣言的条件应具备以下几点：1.矿山服务年限长；2.选厂规模大；3.基建投资充足；4.介质来源方便。因此不具备上述条件的工程，宝石级产品少的矿山，终因基建投资大，生产成本高等因素，要慎重选择。,小结,选矿方法和工艺流程的选择应以科学试验为依据，经济基础为前提，综合分析比较再选择。,谢 谢！,郑南 Z,
