2.3.8　其他选矿方法

除了前面介绍的选矿方法外，非金属矿选矿提纯还应用化学选矿、选择性絮凝、煅烧或焙烧以及按颗粒形状和硬度的选矿方法等。

（1）化学选矿　化学选矿是利用不同矿物在化学性质或化学反应特性方面的差异，采用化学原理或化工方法来实现矿物的分离和提纯。化学选矿主要应用于一些纯度要求较高或物理选矿方法难以达到应用要求的非金属矿物的选矿，如高纯石墨、高纯石英、高白度高岭土等。

非金属矿物的化学选矿方法可分为酸法、碱法和盐法等三种，见表2-16。

（2）选择性絮凝　用高分子絮凝剂，如淀粉、纤维素等，通过桥键作用，使得某种微细矿粒选择性地形成一种松散的、网络状的聚集体（即絮团），其他微细矿粒仍处于分散状态，然后借助重选、浮选等选矿方法，实现矿物组分的分选。高分子选择性絮凝分选主要用于微细粒矿物的分选，已经有成功的工业实践。

常用的高分子絮凝剂有天然高分子（如淀粉、单宁、糊精、明胶、羧甲基纤维素、腐殖酸钠等）和合成高分子（如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、二甲氨基乙酯等）两大类。

高分子选择性絮凝分选工艺大体包括四个阶段：①矿浆分散；②絮凝剂选择性吸附及形成絮团；③絮团的调整，调整分离过程所要求的絮团并使絮团中夹杂物减至最小；④从悬浮液中分离絮团。其中絮凝剂选择性吸附及形成絮团是工艺的关键环节。

高分子选择性絮凝分选工艺可分为四种：①絮凝脱泥——浮选；②选择性絮凝后，用浮选法浮去被絮凝的脉石矿物，然后再浮选呈分散状态的目的矿物；③絮凝抑制脉石，然后浮选目的矿物；④浮选前进行分级，粗粒浮选，细粒选择性絮凝后分选。

高分子选择性絮凝分选已用于高岭土、铝土矿等非金属矿物的提纯。表2-17所列为矿物混合物的选择性絮凝分选。

（3）煅烧或焙烧　煅烧或焙烧是依据矿物中各组分分解温度或在高温下化学反应的差别，有目的地富集某种矿物组分或化学成分的方法。煅烧过程中，矿物组分发生的变化称为煅烧反应。煅烧反应主要是在热发生器（各种煅烧窑炉）中发生于气-固界面的多相化学反应，该反应同样遵循热力学和质量守恒定律。根据煅烧反应中主要煅烧反应的不同，可将煅烧方法分为如下几种：①氧化煅烧，即在氧化气氛中加热矿物，使炉气中的氧与矿物中某些组分作用或矿物本身在氧化气氛中煅烧；②还原煅烧，即在还原气氛中使高价态的金属氧化物还原为低价态的金属氧化物或矿物在还原气氛中进行煅烧；③氯化煅烧，即在中性或还原气氛中加热矿物，使之与氯气或固体氯化剂发生化学反应，生成挥发性气态金属氯化物或可溶性金属氯化物；④离析煅烧，即在中性或还原气氛中加热矿物，使其中的有价组分与固态氯化剂（氯化钠或氯化钙）反应生成挥发性气态金属氯化物，并随机沉淀在炉料中的还原剂表面；⑤磁化煅烧，即在弱还原气氛中，使弱磁性赤铁矿煅烧并还原成强磁性的磁铁矿。

煅烧或焙烧是非金属矿重要的加工技术之一，其主要目的如下。

①在适宜的气氛和低于矿物原料熔点的温度条件下，使矿物原料中的目的矿物发生物理和化学变化，如矿物（化合物）受热脱除结构水或分解为一种组成更简单的矿物（化合物）、矿物中的某些有害组分（如氧化铁及其他金属氧化物）被气化脱除或生成可溶于水的盐类物质，或矿物本身发生晶形转变，最终使产品的纯度、白度（或亮度）、空隙率、活性等性能提高和优化。如石墨中的硅酸盐矿物和金属杂质在3000℃以上的高温煅烧中被气化脱除，高岭土因煅烧脱除结构水而生成偏高岭石、硅铝尖晶石和莫来石；石膏矿（二水石膏）经低温煅烧成为半水石膏，高温煅烧则成为无水石膏或硬石膏；凹凸棒石及海泡石煅烧后可排出大量吸附水和结构水，使颗粒内部结晶破坏而变得松弛，比表面积和孔隙率成倍增加。表2-18所列为一些含水矿物的脱除结构（合）水的温度范围。

②使碳酸盐矿物（石灰石、白云石、菱镁矿等）和硫酸盐矿物发生分解，生成氧化物和二氧化碳。

③使硫化物、碳质及有机物氧化。一些非金属矿，如硅藻土、煤系高岭岩及其他黏土中常含有一定的碳质、硫化物或有机质，在一定温度下煅烧可以除去这些杂质，使矿物的纯度、白度、孔隙率提高。

④熔融和烧成。熔融是将固体矿物或岩石在熔点条件下转变为液相高温流体；烧成是在远高于矿物热分解温度下进行的高温煅烧，也称重烧，目的是变为稳定的固相材料。为了促进变化的进行，有时也使用矿化剂或稳定剂，使之变为稳定型变体以及高密度化。熔融和烧成常用来制备低共熔化合物，如二硅酸钠、偏硅酸钠以及四硅酸钾、偏硅酸钾、轻烧镁、重烧镁、铸石以及玻璃、陶瓷和耐火材料等。

目前工业化的非金属矿煅烧设备主要有直焰式回转窑、隔焰式回转窑、立窑、反射炉等。表2-19所列为回转窑和立窑的性能特点及应用。图2-7和图2-8所示为回转窑和立窑的结构示意图。

（4）按颗粒形状和硬度分选　有些矿石，由于其中不同矿物在结构方面的不同特点，粉碎解离后呈现出不同的颗粒形状。如云母矿石中，云母呈片状，其他矿物呈粒状。因此，将矿石粉碎解离后用一定筛孔的筛子进行筛分可以达到分选的目的。同样，蛭石、滑石等片状结构矿物也可以通过选择性粉碎和筛分进行富集。形状选矿可采用摇动筛和筒形筛。

矿物的硬度差异也可作为选别的依据，例如石棉选矿，由于石棉纤维易于破碎进入细粒级中，可通过筛分富集石棉纤维。同样，滑石与脉石矿物由于硬度不同，通过选择性破碎，滑石硬度低、易碎，然后采用筛分进行富集。