金剛石選礦方法與評價

周世德，張 龍，趙凈民

（1.遼寧省第六地質大隊，遼寧大連116200；2.遼寧省地質環境監測總站，遼寧沈陽110032）

金剛石是稀有而貴重的礦產資源，選礦又是目前測定礦石中金剛石含量的唯一有效方法.金剛石選礦的目的是從礦石中解離和選出單體金剛石，在地質實驗階段還要對金剛石伴生礦物盡可能地回收，為地質普查、勘探和礦床儲量計算提供可靠的依據.根據筆者多年來的實踐，本文系統地歸納總結金剛石選礦和質量檢查的方法，供工作中參考.

1 選礦方法

選礦分兩個階段：粗選和精選.

1.1 粗選

粗選作業主要采用重選跳汰法進行.入選粒度上限為16 mm，回收粒度下限為0.2 mm.

（1）原生礦：首先進行破碎和分級（風化樣品需預先篩分），然后進行跳汰分選.跳汰尾礦進入磨礦作業，再使未解離的金剛石解離.解離后再返回跳汰分選循環多次，直至礦石磨至入選粒度下限為止.原則工藝流程見圖1.

在風化強烈的樣品中，一般含黏土多，黏結作用強，在選別前要進行洗礦和預先篩分，使礦石得到碎散、脫泥并使達到入選粒度的礦石及時得到選別，以防止丟失和破碎金剛石.

（2）砂礦：在砂礦中，金剛石顆粒呈單體和松散砂粒或和黏土膠結狀態存在.在選別之前，將礦石加以洗礦（碎散）、篩分分級和脫泥，把大塊礫石和細泥尾礦分出，而得到凈砂，再將凈砂進行跳汰分選即可獲得粗精礦.原則工藝流程見圖2.

1.2 精選

根據金剛石和粗精礦的性質，精選作業采用多種方法聯合進行.一般大于4 mm的采用手選，－4＋1 mm的采用光選或油選，－1＋0.2 mm的采用粒浮、搖床、磁選、選磨、堿熔、重液和鏡下挑選等方法.砂礦精選尾礦一般廢棄處理，即不回收伴生礦物的精選尾礦廢棄（另有規定的除外）.原生礦精選后的大于0.5 mm級別的尾礦需要再磨再選，反復循環選別；小于0.5 mm級別的精選尾礦，一般廢棄處理.回收伴生礦物的精選尾礦要保留，送交重砂礦物分離處理.原則工藝流程見圖3和圖4.

2 質量檢查標準

金剛石的實際回收率指標：總回收率為，≥95%；＋2 mm 為，100%；－2＋1 mm，≥98%；－1＋0.5 mm，≥92%；－0.5＋0.2 mm，≥85%.

2.1 洗礦

（1）廢石中凈砂含量（不得超過1%）：采用方格法在廢石堆中取樣或在洗礦過程中采用定期接取的方法.檢查樣品重量，應根據廢石的直徑大小而定，一般為 100～200 kg.

首先將所取廢石（表面潤濕）稱重，然后放入淘洗篩盆內擦洗干凈，并使直徑小于洗礦篩孔的物料全部漏入篩下，再稱出洗凈后廢石的重量，然后按下列公式計算：

（2）凈砂含泥量（不得超過5%）：在凈砂中選取幾個不同部位的點，撮取有代表性的檢查樣品，一般撮取5～10 kg.將檢查樣品稱重后，在裝有水的容器內，用篩孔為0.2 mm的篩子將其洗干凈，濾干稱重.再按下列計算公式計算：

凈砂中泥球含量的檢查，常采用目測法，以不發現泥球為準.

（3）溢流水中大于0.2 mm粒度（不得超過1%）：用鐵勺定期接取溢流水，將其倒入盆內，待沉淀后，把水除掉，從中取出礦泥2 kg，放入篩孔為0.2 mm的篩子里篩析，再稱其篩上物料的重量.然后按下列公式計算：

（4）溢流水中大于0.2 mm物料內重礦物含量（不得超過0.5%）：將溢流水中大于0.2 mm的物料干燥、稱重，再放入密度為3.1 cm3/g的重液中進行分離，然后稱出密度大于3.1 cm3/g的重礦物的重量.最后按下列公式計算：

2.2 破碎

以金剛石的機械破碎率為依據，為了保護金剛石的晶體完整，要求把破碎作業的金剛石機械破碎率降低到最低程度.通常以直接影響金剛石破碎率的排礦口尺寸來間接衡量碎礦作業的質量.實踐表明：顎式破碎機的破碎比一般選擇在2～3之間.

2.3 磨礦

用磨礦濃度來衡量，以實際的金剛石破碎率進行調整.一般地，處理新硬礦石時，濃度為75%左右；處理風化軟礦石時，濃度可適當降至65%左右.

2.4 篩分

主要以不混級為原則，詳見表1.

表1 篩分作業質量檢查及要求Table 1 Quality standard for sizing

2.5 脫水

濃密斗盛料不得超過其容積的70%.

2.6 跳汰

（1）間接法：在跳汰作業中，直接投放金剛石或指示礦物（玻璃比重球），每次加入金剛石的顆數為5～10顆，加入玻璃比重球的顆數為10～20顆.回收率按單個樣品計算，不得小于95%.

（2）直接法：對跳汰尾礦進行部分或全部取樣，重新進行跳汰復選.檢查尾礦中金剛石流失情況，以計算跳汰作業的回收率.

（3）重液法：直接在跳汰的尾礦中取樣，在重液中浮沉，計算重礦物的含量.同理也可測定原料中重礦物的含量，再通過計算得到重礦物的實際回收率.

2.7 手選

（1）直接投放金剛石或指示礦物，回收率應為100%.

（2）手選尾礦采用X光選或換人手選檢查，金剛石實際回收率應為100%，主要伴生礦物回收率不得低于98%.

2.8 X光選

（1）在樣品中直接投放金剛石或指示礦物（發光礦物），每次加入10～15顆.按樣品計算回收率，不得低于98%.

（2）光選尾礦采用手選、油選或X光選自檢的方法.

2.9 油選

（1）直接投放金剛石或指示礦物，按樣品計算回收率不得低于98%.

（2）油選尾礦采用X光選、選磨等方法檢查.樣品中的金剛石實際回收率不得低于95%.

2.10 粒浮

（1）直接投放金剛石，每次加入金剛石不少于5顆，其回收率不得低于98%.

（2）由選磨、堿熔或粒浮互檢，按樣品計算金剛石回收率為95%以上.

2.11 磁選

采用X光選（大于1 mm的物料）、粒浮和選磨等方法檢查，金剛石的實際回收率不得低于95%.

2.12 搖床

（1）加入金剛石或指示礦物檢查，其回收率不得低于95%.

（2）搖床尾礦采用粒浮或選磨等方法檢查，按樣品計算金剛石實際回收率不低于95%.

2.13 砂礦樣品的綜合質量檢查

（1）在采掘的砂礦樣品和凈砂樣品中加入玻璃比重球，然后從跳汰作業的粗精礦中回收，分別檢查原樣品運輸、洗礦、凈砂運輸及跳汰選別作業等各工序的回收率.

（2）在礦床勘探階段，在采掘的砂礦樣品中加入金剛石（經稱重、描述），然后從X光選及手選的精礦中回收，以檢查選別作業全過程的質量.向樣品中加入玻璃比重球和金剛石進行質量檢查，按單個樣品計算回收率不得低于95%.

3 評價

（1）金剛石主要產于金伯利巖中.金伯利巖中重礦物的含量，因金伯利巖類型、產地而異，但其中絕大部分（約99%）礦粒的比重低于金剛石比重.因此，重選法是金剛石礦石分選的有效方法之一.

（2）跳汰選礦是利用礦物間的比重差來選分的一種重選方法，不需要添加任何藥劑，因此選礦過程無化學污染.

多年的實踐表明：跳汰選礦分選的效果好，工藝過程簡單，操作管理方便.特別是在地質實驗階段，更顯露出它回收率高、設備輕便的優點，是被國內外普遍使用的一種方法.

（3）精選的基礎是礦物的物理性質和化學性質，例如顏色、光澤、硬度、比重、形狀、粒度、導磁性、導電性、表面潤濕性、耐磨性等，方法可靠，效果良好.

［1］金剛石選礦工作暫行要求［S］.北京：地質出版社，1983.

［2］湖北建筑工業學院選礦教研室.金剛石選礦［M］.北京：中國建筑工業出版社，1975.