1、 鉆鉆 石石性質產狀選礦鉆石恒久遠，一顆永流傳鉆石恒久遠，一顆永流傳l晶體結構：共價鍵；架狀結構l形態(tài)：等軸晶系；八面體、立方體、菱形十二面體l硬度：金剛石的摩氏硬度為10，是自然界中最硬的物質。l硬度異向性：使切磨成為可能。l解理：金剛石具有八面體中等解理。解理使劈鉆成為可能。不耐打擊。鉆石的原石鉆石恒久遠，一顆永流傳鉆石恒久遠，一顆永流傳l密度：金剛石的密度3.54g/cm3。若含雜質或裂隙，可能稍低3.2。它的密度比一般的砂子(石英、長石，2.62.7)大，因此早先人們在淘金時，有時會淘出金剛石。利用重力可采用淘洗法、跳汰、重介質選礦法。l發(fā)光性：鉆石在高能量射線(如紫外光)照射下可以產

2、生熒光，如型常呈藍淺藍的，另有黃、橙、白、綠；型通常發(fā)黃綠色光。照射停止后還能繼續(xù)發(fā)光則稱為磷光。自古人們傳說有“夜明珠”的寶物，其中可能就有發(fā)磷光的鉆石(白天受陽光的紫外光照射，夜晚繼續(xù)發(fā)光)。鉆石的發(fā)光性可采用光選法分選出鉆石。l親油疏水性：鉆石極易粘上油污。用油性的墨水可輕易在鉆石表面劃上痕跡，因此加工鉆石時一般用油性筆劃線。相反，鉆石不易粘上水。親油疏水性還是鉆石選礦的一種方法油選法。鉆石的產出鉆石的產出l金剛石生成于地下100km的高溫巖漿中。那里的溫度達1500 ，壓力達40萬大氣壓。金剛石就是在這種高溫高壓條件下由碳原子合成，然后隨火山爆發(fā)侵入地殼或噴出地表。l金剛石生成于金伯利

3、巖或鉀鎂煌斑巖中。l金伯利巖因首先發(fā)現(xiàn)于南非金伯利地區(qū)而得名，巖石學中稱角礫云母橄欖巖；澳大利亞的鉆石礦床與世界其他礦床不同，其母巖是鉀鎂煌斑巖。鉆石的產出鉆石的產出l金剛石的產狀可分為兩大類，即原生礦和砂礦。l原生礦采自巖體中，可露天開采，也可以挖坑道地下開采。l砂礦是指原生的巖石經風化、破碎，再經水流搬運沉積于凹地、河床或海濱的金剛石。砂礦對找尋原生礦有重要意義。鉆石的產地鉆石的產地l已知現(xiàn)今世界上只有三十余個國家和地區(qū)產鉆石，且分布極不均勻，主要集中在澳洲、非洲，次為亞洲和南美洲。其中澳大利亞、扎伊爾、博茨瓦納、前蘇聯(lián)和南非為世界上五大鉆石生產國，占全球鉆坯供應量八成有多。鉆石的開采鉆石

4、的開采鉆石的選礦鉆石的選礦l早期的金剛石選別作業(yè)l1870年以前，人們尋覓鉆石是在砂礦中，采用淘金的方法，設備簡陋，方法原始、簡單，無技術性可言。隨著生產規(guī)模的擴大，以流水沖洗，重力沉降富集重礦物的方法，發(fā)明了洗礦槽。到1874年，洗礦槽被淘洗盤取代。淘洗盤是一種以電動機為動力、結構完整的選別機械，是金剛石選礦中的第一代選礦設備。 現(xiàn)代金剛石選礦工藝流程概況現(xiàn)代金剛石選礦工藝流程概況 l選礦工藝包括碎礦流程、磨礦流程和選別工藝流程。l為了保護金剛石晶體完整，對原生金剛石礦的選礦應采用階段碎磨、階段選別的原則流程。l一般把碎礦、磨礦、篩分、跳汰等作業(yè)組合在一起成為粗選；把手選、X光電選、搖床、粒

5、浮、選磨和鏡檢等作業(yè)組合在一起稱精選。l礦石經碎礦作業(yè)使金剛石單體解離，和經磨礦作業(yè)使金剛石單體進一步解離，是金剛石選分的重要前提。金剛石晶體遭到破壞的原因主要來自碎礦和磨礦的機械力作用。因此，保護金剛石晶體完整的重點措施應在粗選流程上。確定合理的碎礦流程確定合理的碎礦流程 l碎礦作業(yè)是使大顆粒金剛石單體解離的重要環(huán)節(jié)。l金剛石晶體內部質點間的聚合力比晶面間的聚合力要大，據美國礦業(yè)局的測定，晶面之間聚合力一般只有晶體內部聚合力的75。因此，在碎礦過程機械力的作用下，金剛石將與其他礦物從晶體界面分開而解離出來。如果碎礦流程合理，晶體將完好；反之，解離出來的晶體將遭到破損。l應注意下面三點 1.

6、確定適宜的選別粒度上限確定適宜的選別粒度上限 l入選粒度上限是根據被處理礦石中金剛石可能出土的最大粒徑來確定的。一般來說，入選粒度的上限是可能出土的最大金剛石粒徑的1.52.0倍。金剛石可能出土的最大粒徑因礦石類型或礦區(qū)不同而不同，隨之入選的粒度上限因此而異。山東蒙陰縣西峪礦區(qū)金剛石選別粒度為25；遼寧復縣42號巖管地表驗證金剛石選礦入選粒度上限為-16；安徽8212地區(qū)金剛石選礦入選粒度上限為4。l入選粒度上限即為碎礦流程要求控制的最終破碎粒度。如果可能出土的金剛石粒徑較大，而確定的最終破碎粒度過小，必然導致在碎礦過程中，金剛石晶體遭到破壞。因此要確定適宜的入選粒度上限，確定控制的最終碎礦粒

7、度。 2. 小破碎比，多破碎段數小破碎比，多破碎段數 l由于金剛石性脆，每段破碎比不宜過大。過大的破碎比容易產生過粉碎，就有可能使礦石中部分金剛石受到損壞。研究表明每段破碎比以不大于3.0為宜。這樣根據礦石最大塊度和確定適宜的入選粒度上限（即最終碎礦粒度）計算出總破碎比后，按照每段破碎比不大于3.0的原則確定破碎段數，并對每段破碎比作合理分配。 3. 預先篩分及時排出合理粒度的物料預先篩分及時排出合理粒度的物料 l安徽8212地區(qū)金剛石選礦原碎礦流程，沒有配置預先篩分，結果使選獲的金剛石近一半有不同程度的次生破碎現(xiàn)象，說明該流程每有起到保護作用。改進后防止了已經解離的金剛石可能受到再破碎作用的

8、影響，最大限度的保護了金剛石晶體的完整性。 采用階段碎磨、階段選別工藝流程采用階段碎磨、階段選別工藝流程 l由于金剛石嵌布極不均勻，必須采用階段碎磨、階段選別工藝流程，使其在碎礦作業(yè)已經解離出來的金剛石，在粗選階段通過跳汰選別及時回收到跳汰的粗精礦中，粗精礦再經過精選段的不同選別手段，最終獲得金剛石產品。跳汰尾礦通過磨礦作業(yè)使其在碎礦作業(yè)中尚未解離的金剛石進一步得到解離，然后經平搖篩分級，分別再進入跳汰作業(yè)選別，回收磨礦作業(yè)解離出來的金剛石。 選擇合理的磨礦技術條件選擇合理的磨礦技術條件 l磨礦過程中，破碎介質（球或棒）在瀉落和拋落運動狀態(tài)下，球（棒）荷之間荷球（棒）與襯板之間有相對運動對礦石

9、產生沖擊和磨剝作用，把礦石磨碎，從而使在碎礦作業(yè)尚未解離的金剛石得到進一步解離。l然而，產生沖擊作用或磨剝作用的主次主要取決于球（棒）的運動狀態(tài)、球（棒）的運動狀態(tài)與球（棒）荷充填率、磨機轉速、襯板形狀荷礦漿濃度等因素有關。沖擊作用有可能對金剛石產生較大的破碎作用，不利于保護金剛石晶體的完整；而磨剝作用則有利于金剛石晶體的保護。因此在選擇影響球（棒）運動狀態(tài)這些因素時，盡可能調節(jié)為以磨剝作用為主，沖擊作用為輔。選擇合理的磨礦技術條件選擇合理的磨礦技術條件l研究和實踐證實，在一定轉速下，介質充填40以下時，球（棒）荷滑動很厲害，產生磨剝作用；充填率40以上時，球（棒）荷滑動基本停止。較大的磨礦濃

10、度（約7580）對介質產生緩沖效應較大，可以削弱介質的沖擊力。選用平滑襯板可以減小介質沖擊應力集中。在一定的球量下，球徑小者個數多，研磨面積大，可以減小每個球的沖擊力，增加磨剝作用；球徑大者個數少，其作用則相反。l綜合這些分析，從保護金剛石晶體完整前提出發(fā)，選擇磨礦技術條件的原則是：介質充填率不應大于40；適當加大小球的比例（個數）；選用平滑襯板；磨礦濃度控制在7580較大范圍內。介質形狀選擇棒比球好，棒磨產品粒度比較均勻。在磨礦流程方面，在磨機排礦端裝上與磨機構成閉路磨礦圓筒篩，控制合格物料及時排出，不合格物料返回磨機再磨，以減少礦石過粉碎。 選擇合理的磨礦技術條件選擇合理的磨礦技術條件l復

11、縣42號巖管地表驗證金剛石選礦的磨礦作業(yè)，據上述的原則，采用900900球磨機與4圓筒篩構成閉路磨礦流程。見圖1。并確定下列磨礦技術條件：裝球量678；充填率30.36；球配比70：50：40（）為34：30：36（）；轉速32r/min；磨礦濃度6878；選擇平滑襯板。l經對該作業(yè)金剛石的完整程度檢查測定結果表明，磨礦作業(yè)金剛石的機械破碎率僅為2.22，大大低于規(guī)范規(guī)定洗礦槽淘洗盤跳汰重介質分選錐和重介質旋流器X光選。l常用的精選方法是油選、光選、表層浮選、化學處理、磁選和選擇性磨礦篩選法等。油選法是精選作業(yè)中最早被采用的方法。l在各種方法中，有出現(xiàn)先后之分及相對優(yōu)越之別，嚴格的說，不存在一

12、種方法取代另一種的問題，各方法的優(yōu)劣只能通過綜合全面的權衡利弊方可體現(xiàn)出來。 粗選粗選淘洗盤選礦法淘洗盤選礦法 l淘洗盤是金剛石選礦獨有的設備。l它的操作有兩種，一種是濁水淘洗，一種是清水淘洗。l該設備具有生產能力大（3040t/h）、回收率高（號稱98）、構造簡單、操作簡便、生產費用較低等優(yōu)點，100多年來得到廣泛應用。非洲的100多家選廠都曾采用。目前它雖在不少礦山被跳汰和重介質選礦所取代，但是仍有一些老礦山把它作為有效設備保存下來。同時，新建礦山也不乏采用，如芬什金剛石礦，不僅粗選采用，二次精選也采用了淘洗盤。我國也于70年代初，在山東蒙陰金剛石礦引進了這種設備而取代了跳汰，效果頗好。

13、粗選粗選跳汰選礦法跳汰選礦法 l基本原理在于物料中目的礦物與其他脈石礦物顆粒間重選性質的差異。其中主要的是密度以及形狀、摩擦系數等方面的差異。l在重選作業(yè)中，金剛石的重選指標（2）/(1)等于1.51，屬于中等偏低，不占優(yōu)勢；但金剛石的形狀、表明光滑、摩擦系數非常小等特性，在跳汰選別作業(yè)中，是有利于選別的。l此外，跳汰法還具有作業(yè)成本較低、設備低廉、易于操作等優(yōu)點。 粗選粗選重介質選礦重介質選礦法法 l在密度較大的介質中，使礦粒按密度分選的選礦方法。l該方法又可分成兩種類型：l1.在單一的重力場中實現(xiàn)的分選方法，其設備有重介質分選錐和鼓形重介質分選機等。分選條件是介質密度必須介于物料中重礦物和

14、輕礦物之間；l2.另一類是在重力場和離心力場兩個力場中實現(xiàn)分選的方法，如重介質旋流器。它的分選原理除遵循重力場的分離法則外，又因有離心力場的參與作用，強化了重力分離因素，使得它的選別效果更佳。同時，介質的密度不必一定要在重礦物和輕礦物之間。粗選粗選重介質選礦重介質選礦法法l重介質的分選過程能夠實現(xiàn)自動控制。因此雖然重介質特點是生產費用高，設備投資大，終因金剛石的回收率高、技術指標好而得到補償。l早期的旋流器給料方式，都是砂泵直接給料。從1968年起，采用重力給料（又稱定壓給料）系統(tǒng)的給料方式在金剛石聯(lián)合公司一號廠投入生產。l從生產實踐中可以看到，旋流器已經成為金剛石選廠的重要粗選設備，凡是具備

15、條件的新建金剛石選礦廠，幾乎都采用這個分選系統(tǒng)。 精選精選油膏選礦法油膏選礦法 l金剛石最早的精選作業(yè)，是油膏選礦，簡稱油選。它是金剛石主要的精選法之一。l金剛石油選的理論依據是在分選體系中，借助金剛石親油疏水（金剛石被粘在油膏上），而其他脈石礦物則親水疏油（沿沖洗水流方向流到尾礦斗）的物性，實現(xiàn)分選的。l1897年，油膏選礦首先在南非的德比爾斯金剛石礦應用。在此之前，金剛石選廠的粗精礦是直接進行手選。不僅工作量大，且難以保證質量。早期油選機的處理粒度是200.5，因光選機處理粗粒級更有效，于是X光選機問世以后，油選只作細粒級的精選設備，通常是處理5的精礦。精選精選油膏選礦法油膏選礦法l早期階

16、段為振動油選機（類似振動篩），爾后，經過改進又出現(xiàn)了多級振動油選臺；最新的，也是目前多有采用的是振動油選帶。該機由一個無極膠帶，并施以機械振動系統(tǒng)組成。設備的優(yōu)越處在于以前的油選機都是間斷作為，而該機則是自動鋪設油層，在另一端自動刮取油膏及其黏著物，成為連續(xù)作業(yè)設備，生產效率高。l油選的選別指標極佳，振動油選帶的回收率98，精選產率通常98，二次選別總回收率達100；4.精礦產率低，一般0.1；5.生產費用低，用水少；6.物料性質要求不嚴，干、濕均可；7.操作簡便，自動化程度高。l缺點主要是設備一次性投資較大；入選物料清潔、窄分級，分級比不大于2。l該方法目前已被廣泛采用。它不只限于精選，在粗

17、選作業(yè)、掃選及其他選別方法的質量檢查作業(yè)中也被廣泛采用。 精選精選表層浮選法表層浮選法 l表層浮選，又稱粒浮。濕細粒級金剛石精選的重要方法之一。l表層浮選法分選原理與油選相同，也是基于金剛石晶體親油疏水的原理。所不同的是在捕收劑的作業(yè)下，金剛石顆粒被油膜包裹，依靠水的表明張力，使疏水的金剛石漂浮在液面上，而親水的脈石顆粒沉于水中，借水面的移動達到金剛石分選的目的。l優(yōu)點：1.回收率高，處理易選物料時可達9799；2.精礦產率低，一般為0.53；3.設備簡單、造價低、操作方便。目前，在非洲和俄羅斯仍有廣泛采用。l缺點：1.設備處理能力低；2.只適宜處理細粒級物料，一般不大于2。l細粒級金剛石精選常用方法有化學處理方法、選擇性磨礦法和磁選法等。這些方法在特定的條件下，也常被采用。 工藝流程的選擇工藝流程的選擇l在某種意義上講，選礦工藝流程，主要由選礦方法來體現(xiàn)。l例如，金剛石的X光電選，是一種公認的相當有效的選礦方法，但有的礦山卻不宜采用。如巴克旺卡礦，在380.5級別中，不發(fā)光的金剛石高達83；烏拉爾砂礦也有18.5的金剛石在X射線下不發(fā)光。另外，X光選機一次性投資較大，比具有可比性的跳汰機高幾十倍，是淘洗盤的十幾倍