化学选矿

矿物加工工程专业是实践性非常强的工科专业，大力提倡应用型人才培养，各高校积极开展卓越工程师培养计划、专业综合改革等本科教学工程建设，在此背景下，化学工业出版社会同贵州大学、武汉理工大学、华北理工大学、武汉科技大学、武汉工程大学、东北大学、昆明理工大学的专家教授，规划出版一套“应用型本科规划教材”。

矿产资源禀赋存在差异，矿石性质不同时，采用的分选方法亦不相同。化学选矿是相对重选、磁选、电选和浮选等物理选矿方法而言的，其与物理选矿的显著区别是会改变分选对象的化学组成。化学选矿可以用于处理物理选矿难以处理的低品位、共生关系复杂的矿石，也可用于处理有价值的尾矿、尾渣及电子废弃物，其应用十分广泛。随着矿产资源不断消耗，矿石日益贫化，加工处理难度增加，基于物理选矿和化学选矿联合的“选-冶”工艺越来越受到青睐。

从学科划分来看，化学选矿属于矿业工程与冶金工程之间的交叉学科，在冶金工程领域，其属于火法冶金或湿法冶金范畴。化学选矿相关书籍各有特色，本书侧重于从交叉学科角度阐述化学选矿的相关知识，并列举了化学选矿实际应用案例，以便读者更好理解和学习。

本书较系统地介绍了化学选矿的基本概念、原理和方法，化学选矿的发展历程、特点、基本作业及其应用概况，焙烧、浸出、固液分离、溶剂萃取、离子交换与吸附等工艺过程的原理及设备，结合实践介绍了几种典型矿石的化学选矿方法。

本书共7章，其中第1章由李洪强编写，第2章由何东升、邵延海编写，第3章、第5章和第6章由余洪编写，第4章由邵延海编写，第7章由何东升、邵延海、李洪强编写。全书由何东升、李洪强统稿。李硕、何浩、谢志豪、胡洋等参与撰写。

本书在出版过程中得到了化学工业出版社的大力支持和帮助，尤其是编辑为本书的出版付出了大量精力和心血，在此致以衷心感谢。

本书在写作过程中引用和借鉴了相关文献资料，在书中列出了这些文献，在此谨向所有参考文献的作者致以诚挚的谢意。

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请各位读者指正。

编者

2019年6月

《化学选矿》较系统地介绍了化学选矿的基本概念、原理和方法，全书共7章。首先介绍了化学选矿的发展历程、特点、基本作业及其应用概况，在此基础上分别阐述了焙烧、浸出、固液分离、溶剂萃取、离子交换与吸附等工艺过程的原理及设备。*后，结合实践介绍了金矿、锰矿、铝土矿、石煤型钒矿、铀矿等矿石的化学选矿方法及工艺。本书可作为矿物加工工程、湿法冶金、应用化学等专业本科生的教学用书，也可供高校、科研院所研究人员和企业技术人员参考阅读使用。

第1章绪论

1.1化学选矿的发展历程/001

1.2化学选矿的特点及基本作业/001

1.2.1化学选矿的特点/001

1.2.2化学选矿的基本作业/002

1.3化学选矿的应用/003

本章思考题/003

第2章焙烧

2.1焙烧过程理论/004

2.1.1固相的分解反应/004

2.1.2固相间的接触面反应/005

2.1.3固相与气相的反应/006

2.2常见焙烧方法/008

2.2.1还原焙烧/008

2.2.2氯化焙烧/014

2.2.3氧化焙烧和硫酸化焙烧/021

2.2.4煅烧/024

2.3焙烧设备/028

2.3.1竖炉/028

2.3.2沸腾焙烧炉/030

2.3.3回转窑/032

本章思考题/033

第3章浸出

3.1概述/034

3.1.1浸出概念/034

3.1.2浸出反应/034

3.1.3浸出分类/035

3.1.4浸出过程评价/036

3.1.5常见矿物浸出方法/037

3.2浸出过程基本理论/037

3.2.1浸出热力学/037

3.2.2浸出动力学/048

3.2.3浸出电化学/052

3.3浸出过程强化/053

3.3.1机械活化/053

3.3.2超声波活化/054

3.3.3热活化/054

3.3.4辐射线活化/054

3.3.5助浸剂强化浸出/054

3.4常见浸出方法应用/055

3.4.1水浸出/055

3.4.2酸浸出/055

3.4.3碱浸出/060

3.4.4盐及络合浸出/062

3.4.5热压浸出/066

3.4.6氯化浸出/068

3.4.7细菌浸出/069

3.4.8离子液体浸出/071

3.5浸出工艺与设备/074

3.5.1浸出方法/074

3.5.2浸出流程/074

3.5.3渗滤浸出设备与操作/076

3.5.4搅拌浸出设备与操作/077

本章思考题/080

第4章固液分离

4.1概述/081

4.2重力沉降分离法/082

4.2.1沉降曲线的绘制/082

4.2.2沉降速度的求法/084

4.2.3沉降面积的计算/084

4.2.4沉降设备/085

4.3过滤分离法/089

4.3.1过滤介质及过滤阻力/089

4.3.2过滤机的推动力和过滤设备/090

4.4离心分离法/094

4.4.1影响离心力大小的因素/094

4.4.2离心分离设备/095

4.5固液分离工艺/096

4.5.1真空过滤系统/096

4.5.2絮凝剂和助滤剂/098

本章思考题/099

第5章溶剂萃取

5.1概述/100

5.1.1概念/100

5.1.2溶剂及其溶解规则/101

5.1.3萃取体系/103

5.2萃取原理/108

5.2.1萃取平衡/108

5.2.2萃取动力学/109

5.2.3萃取机理/111

5.3影响萃取过程的主要因素/122

5.3.1萃取剂/122

5.3.2稀释剂/122

5.3.3添加剂/123

5.3.4水相离子组成/123

5.3.5水相pH/124

5.3.6盐析剂/125

5.3.7络合剂/126

5.3.8操作设备/126

5.4萃取工艺/126

5.4.1萃取流程/126

5.4.2溶剂处理/132

5.4.3萃取过程的乳化和三相/133

5.5萃取设备/135

本章思考题/137

第6章离子交换与吸附

6.1概述/138

6.2离子交换原理/139

6.2.1离子交换平衡/139

6.2.2离子交换动力学/142

6.3离子交换树脂简介/145

6.3.1离子交换树脂的结构/145

6.3.2离子交换树脂的命名/146

6.3.3离子交换树脂的分类/150

6.3.4合成树脂的性能/152

6.4树脂交换吸附工艺/157

6.4.1树脂的选用/157

6.4.2树脂的预处理/158

6.4.3吸附方法/158

6.4.4离子交换吸附的化学过程/163

6.4.5树脂中毒及处理方法/169

本章思考题/169

第7章化学选矿实践

7.1金的化学选矿/170

7.1.1混汞提金/170

7.1.2氰化法浸金/171

7.1.3炭浆法提金/173

7.1.4树脂矿浆法提金/176

7.1.5硫脲法提金/178

7.2锰矿石的化学选矿/179

7.2.1概述/179

7.2.2锰矿石的化学处理方法/180

7.3铝土矿的化学选矿/184

7.3.1国内外铝土矿的储量与组成特点/184

7.3.2铝土矿的化学处理方法/185

7.4石煤型钒矿的化学选矿/188

7.4.1国内外钒资源储量及其组成特点/188

7.4.2含钒石煤的化学处理方法/189

7.5铀矿石的化学选矿/193

7.5.1全球铀矿储量及其组成特点/193

7.5.2铀矿石的化学处理方法/194

本章思考题/195

参考文献