金刚石选矿方法与评价

周世德，张 龙，赵净民

（1.辽宁省第六地质大队，辽宁大连116200；2.辽宁省地质环境监测总站，辽宁沈阳110032）

金刚石是稀有而贵重的矿产资源，选矿又是目前测定矿石中金刚石含量的唯一有效方法.金刚石选矿的目的是从矿石中解离和选出单体金刚石，在地质实验阶段还要对金刚石伴生矿物尽可能地回收，为地质普查、勘探和矿床储量计算提供可靠的依据.根据笔者多年来的实践，本文系统地归纳总结金刚石选矿和质量检查的方法，供工作中参考.

1 选矿方法

选矿分两个阶段：粗选和精选.

1.1 粗选

粗选作业主要采用重选跳汰法进行.入选粒度上限为16 mm，回收粒度下限为0.2 mm.

（1）原生矿：首先进行破碎和分级（风化样品需预先筛分），然后进行跳汰分选.跳汰尾矿进入磨矿作业，再使未解离的金刚石解离.解离后再返回跳汰分选循环多次，直至矿石磨至入选粒度下限为止.原则工艺流程见图1.

在风化强烈的样品中，一般含黏土多，黏结作用强，在选别前要进行洗矿和预先筛分，使矿石得到碎散、脱泥并使达到入选粒度的矿石及时得到选别，以防止丢失和破碎金刚石.

（2）砂矿：在砂矿中，金刚石颗粒呈单体和松散砂粒或和黏土胶结状态存在.在选别之前，将矿石加以洗矿（碎散）、筛分分级和脱泥，把大块砾石和细泥尾矿分出，而得到净砂，再将净砂进行跳汰分选即可获得粗精矿.原则工艺流程见图2.

1.2 精选

根据金刚石和粗精矿的性质，精选作业采用多种方法联合进行.一般大于4 mm的采用手选，－4＋1 mm的采用光选或油选，－1＋0.2 mm的采用粒浮、摇床、磁选、选磨、碱熔、重液和镜下挑选等方法.砂矿精选尾矿一般废弃处理，即不回收伴生矿物的精选尾矿废弃（另有规定的除外）.原生矿精选后的大于0.5 mm级别的尾矿需要再磨再选，反复循环选别；小于0.5 mm级别的精选尾矿，一般废弃处理.回收伴生矿物的精选尾矿要保留，送交重砂矿物分离处理.原则工艺流程见图3和图4.

2 质量检查标准

金刚石的实际回收率指标：总回收率为，≥95%；＋2 mm 为，100%；－2＋1 mm，≥98%；－1＋0.5 mm，≥92%；－0.5＋0.2 mm，≥85%.

2.1 洗矿

（1）废石中净砂含量（不得超过1%）：采用方格法在废石堆中取样或在洗矿过程中采用定期接取的方法.检查样品重量，应根据废石的直径大小而定，一般为 100～200 kg.

首先将所取废石（表面润湿）称重，然后放入淘洗筛盆内擦洗干净，并使直径小于洗矿筛孔的物料全部漏入筛下，再称出洗净后废石的重量，然后按下列公式计算：

（2）净砂含泥量（不得超过5%）：在净砂中选取几个不同部位的点，撮取有代表性的检查样品，一般撮取5～10 kg.将检查样品称重后，在装有水的容器内，用筛孔为0.2 mm的筛子将其洗干净，滤干称重.再按下列计算公式计算：

净砂中泥球含量的检查，常采用目测法，以不发现泥球为准.

（3）溢流水中大于0.2 mm粒度（不得超过1%）：用铁勺定期接取溢流水，将其倒入盆内，待沉淀后，把水除掉，从中取出矿泥2 kg，放入筛孔为0.2 mm的筛子里筛析，再称其筛上物料的重量.然后按下列公式计算：

（4）溢流水中大于0.2 mm物料内重矿物含量（不得超过0.5%）：将溢流水中大于0.2 mm的物料干燥、称重，再放入密度为3.1 cm3/g的重液中进行分离，然后称出密度大于3.1 cm3/g的重矿物的重量.最后按下列公式计算：

2.2 破碎

以金刚石的机械破碎率为依据，为了保护金刚石的晶体完整，要求把破碎作业的金刚石机械破碎率降低到最低程度.通常以直接影响金刚石破碎率的排矿口尺寸来间接衡量碎矿作业的质量.实践表明：颚式破碎机的破碎比一般选择在2～3之间.

2.3 磨矿

用磨矿浓度来衡量，以实际的金刚石破碎率进行调整.一般地，处理新硬矿石时，浓度为75%左右；处理风化软矿石时，浓度可适当降至65%左右.

2.4 筛分

主要以不混级为原则，详见表1.

表1 筛分作业质量检查及要求Table 1 Quality standard for sizing

2.5 脱水

浓密斗盛料不得超过其容积的70%.

2.6 跳汰

（1）间接法：在跳汰作业中，直接投放金刚石或指示矿物（玻璃比重球），每次加入金刚石的颗数为5～10颗，加入玻璃比重球的颗数为10～20颗.回收率按单个样品计算，不得小于95%.

（2）直接法：对跳汰尾矿进行部分或全部取样，重新进行跳汰复选.检查尾矿中金刚石流失情况，以计算跳汰作业的回收率.

（3）重液法：直接在跳汰的尾矿中取样，在重液中浮沉，计算重矿物的含量.同理也可测定原料中重矿物的含量，再通过计算得到重矿物的实际回收率.

2.7 手选

（1）直接投放金刚石或指示矿物，回收率应为100%.

（2）手选尾矿采用X光选或换人手选检查，金刚石实际回收率应为100%，主要伴生矿物回收率不得低于98%.

2.8 X光选

（1）在样品中直接投放金刚石或指示矿物（发光矿物），每次加入10～15颗.按样品计算回收率，不得低于98%.

（2）光选尾矿采用手选、油选或X光选自检的方法.

2.9 油选

（1）直接投放金刚石或指示矿物，按样品计算回收率不得低于98%.

（2）油选尾矿采用X光选、选磨等方法检查.样品中的金刚石实际回收率不得低于95%.

2.10 粒浮

（1）直接投放金刚石，每次加入金刚石不少于5颗，其回收率不得低于98%.

（2）由选磨、碱熔或粒浮互检，按样品计算金刚石回收率为95%以上.

2.11 磁选

采用X光选（大于1 mm的物料）、粒浮和选磨等方法检查，金刚石的实际回收率不得低于95%.

2.12 摇床

（1）加入金刚石或指示矿物检查，其回收率不得低于95%.

（2）摇床尾矿采用粒浮或选磨等方法检查，按样品计算金刚石实际回收率不低于95%.

2.13 砂矿样品的综合质量检查

（1）在采掘的砂矿样品和净砂样品中加入玻璃比重球，然后从跳汰作业的粗精矿中回收，分别检查原样品运输、洗矿、净砂运输及跳汰选别作业等各工序的回收率.

（2）在矿床勘探阶段，在采掘的砂矿样品中加入金刚石（经称重、描述），然后从X光选及手选的精矿中回收，以检查选别作业全过程的质量.向样品中加入玻璃比重球和金刚石进行质量检查，按单个样品计算回收率不得低于95%.

3 评价

（1）金刚石主要产于金伯利岩中.金伯利岩中重矿物的含量，因金伯利岩类型、产地而异，但其中绝大部分（约99%）矿粒的比重低于金刚石比重.因此，重选法是金刚石矿石分选的有效方法之一.

（2）跳汰选矿是利用矿物间的比重差来选分的一种重选方法，不需要添加任何药剂，因此选矿过程无化学污染.

多年的实践表明：跳汰选矿分选的效果好，工艺过程简单，操作管理方便.特别是在地质实验阶段，更显露出它回收率高、设备轻便的优点，是被国内外普遍使用的一种方法.

（3）精选的基础是矿物的物理性质和化学性质，例如颜色、光泽、硬度、比重、形状、粒度、导磁性、导电性、表面润湿性、耐磨性等，方法可靠，效果良好.

［1］金刚石选矿工作暂行要求［S］.北京：地质出版社，1983.

［2］湖北建筑工业学院选矿教研室.金刚石选矿［M］.北京：中国建筑工业出版社，1975.