礦石富集

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簡介

礦物以與其他組分形成的複合物形式存在於礦石中。金屬的提取是指從礦石中提取金屬的過程。冶金學是研究從礦石中獲取金屬並對其進行提純的過程的學科。沒有一種方法可以提取所有金屬。必須根據金屬的不同採用不同的方法。礦石富集，也稱為礦石選礦，是金屬從其礦石中提取的最關鍵階段之一。

你對礦石富集的理解是什麼？

眾所周知，礦物可以存在於礦石中。為了獲取礦物的礦石，我們必須首先將其開採出來。在回收金屬之前，必須從礦石中去除雜質。礦物中可能存在雜質或不需要的元素。礦石從地球上開採出來後，會包含各種不需要的雜質，例如沙子、研磨性礦物等。不需要的雜質，如岩石和石灰石以及沙質材料，被稱為脈石。

為了去除這些不需要的化合物，根據雜質的型別及其比例對礦石進行富集。透過去除這些雜質，我們可以獲得金屬含量高的富集礦石。脈石顆粒從礦石中去除的過程，也稱為礦石富集，可以提高礦石中金屬的含量。

什麼是礦石？

礦石是指在地球深處發現的一種或多種貴重礦物的富集體。例如，存在於礦石沉積物中的銅和鐵等金屬具有最高的價值，對工業和貿易至關重要。可以透過多種工藝從礦石中提取金屬，例如礦石富集、金屬精煉和金屬分離。礦石含有可以有效且有利地回收金屬的礦物。

礦石型別

岩漿礦或火山礦

當礦物在岩漿侵入體/岩漿/熔岩中冷卻和結晶時，會形成一些礦石。它們被稱為岩漿礦或火山礦。鎳、鐵和銅礦石通常存在於火山或岩漿沉積物中。

碳酸鹼性礦

除了火山活動外，其他岩漿過程也會產生碳酸鹼性礦。稀土元素和一些鑽石屬於碳酸鹼性礦。正如人們所料，如果礦石是由於岩漿事件而產生的，那麼沉積/變質事件也可能發生。

沉積礦

條帶狀鐵建造、金、錫、鉑、鋅，甚至在沉積環境中形成的含鑽石礦石，都是沉積礦的例子。

熱液礦

最後，熱液反應會導致礦石的形成。在這些過程中，岩石和礦物暴露於極熱的水中，這些水存在於海洋熱液過程/溫泉的噴口附近。大多數鈾和金礦石都是透過熱液過程形成的。

礦石富集方法

水力洗礦

當礦石透過上游水流時，較小的脈石顆粒會被從較大的金屬礦石中去除。

此技術用於富集密度大於所含脈石顆粒的礦石。在此過程中，一股水流透過破碎並研磨成粉狀的礦石。較輕的脈石顆粒被水沖走，留下較大的礦石顆粒。錫和氧化鉛礦石採用這種方法進行富集。

浮選法

此方法用於將脈石與硫化物礦石分離。為了製成懸浮液，將礦石粉碎並與水混合。脂肪酸和松油以及其他捕收劑提高了礦石金屬成分的不可潤溼性，使其能夠形成泡沫。甲酚、苯胺和其他泡沫穩定劑使泡沫保持流動。油潤滑金屬，而水潤滑脈石。透過用槳葉和空氣不斷攪拌懸浮液來產生泡沫。為了保留金屬，將泡沫狀金屬從頂部撇去並乾燥。

John Atherton，1977 年在俄勒岡州北部（美國）漢考克野外站附近的一個史前美國印第安人遺址的考古發掘中使用的浮選裝置 (2301765127)，CC BY-SA 2.0

物理方法和化學方法

物理方法

• 手工揀選 − 這是早期直接用手精煉礦石的方法。在這種方法中，使用錘子從礦石中刮掉脈石或粘附的固體基質。

• 磁選法 − 磁選法利用礦石或基質的磁性特性，將礦石與脈石顆粒分離。在此過程中，礦石被粗碎並經過兩個磁輥，其中一個有磁性，另一個無磁性。使用錘子從礦石中去除固體基質。

化學方法

• 焙燒 − 在熱量和空氣的作用下，這是一種通常用於硫化物礦石的方法。

• 浸出 − 這是一種化學方法，包括使礦石與合適的試劑反應使其可溶。

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

  可以將可溶性礦石/礦物與不溶性脈石分離。

結論

可以得出結論，礦石是一種岩石型別，其中某種特定礦物（通常是金屬）的比例足夠大，可以使其從周圍岩石中提取在商業上可行。礦石轉化率，也稱為礦石富集，是金屬從其礦石中提取的最關鍵階段之一。並非所有礦物都以足夠大的數量存在於一個地方，從而使從岩石中開採礦石有利可圖。如果礦物足夠多，則會移除岩石並使用各種方法對其進行處理，以將礦物與岩石的其餘部分分離。

常見問題

1. 在冶金中，使用哪種技術來富集硫化物礦石？

浮選法用於提取硫化物礦石。該方法基於起泡劑與水之間優選的潤溼特性。

2. 以下哪一項是基於重力的礦石富集方法？

重力分離，通常稱為水力洗礦，是一種分離方法，它根據比重差異分離金屬礦石與脈石顆粒。

3. 鑽石是礦物還是礦石？

鑽石唯一的穩定來源是鑽石礦石，這是一種在深層地底形成的稀有金屬。

4. 礦石有哪些應用？

世界上大部分的金礦石被用於製作珠寶和裝飾品。礦石是指地球地殼中的一種或多種有價值礦物的沉積物。銅和鐵是工業和貿易中兩種重要的金屬，它們存在於最寶貴的礦石資源中。銅礦石被開採用於各種行業。

5. 在礦物和礦石方面，有什麼區別？

礦物是天然存在的無機物質，具有結晶形式和一定的化學式範圍。岩石中數量足夠大，可以經濟地開採的礦物稱為礦石。