2.3.8　其他選礦方法

除了前面介紹的選礦方法外，非金屬礦選礦提純還應用化學選礦、選擇性絮凝、煅燒或焙燒以及按顆粒形狀和硬度的選礦方法等。

（1）化學選礦　化學選礦是利用不同礦物在化學性質或化學反應特性方面的差異，采用化學原理或化工方法來實現礦物的分離和提純。化學選礦主要應用于一些純度要求較高或物理選礦方法難以達到應用要求的非金屬礦物的選礦，如高純石墨、高純石英、高白度高嶺土等。

非金屬礦物的化學選礦方法可分為酸法、堿法和鹽法等三種，見表2-16。

（2）選擇性絮凝　用高分子絮凝劑，如淀粉、纖維素等，通過橋鍵作用，使得某種微細礦粒選擇性地形成一種松散的、網絡狀的聚集體（即絮團），其他微細礦粒仍處于分散狀態，然后借助重選、浮選等選礦方法，實現礦物組分的分選。高分子選擇性絮凝分選主要用于微細粒礦物的分選，已經有成功的工業實踐。

常用的高分子絮凝劑有天然高分子（如淀粉、單寧、糊精、明膠、羧甲基纖維素、腐殖酸鈉等）和合成高分子（如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、二甲氨基乙酯等）兩大類。

高分子選擇性絮凝分選工藝大體包括四個階段：①礦漿分散；②絮凝劑選擇性吸附及形成絮團；③絮團的調整，調整分離過程所要求的絮團并使絮團中夾雜物減至最小；④從懸浮液中分離絮團。其中絮凝劑選擇性吸附及形成絮團是工藝的關鍵環節。

高分子選擇性絮凝分選工藝可分為四種：①絮凝脫泥——浮選；②選擇性絮凝后，用浮選法浮去被絮凝的脈石礦物，然后再浮選呈分散狀態的目的礦物；③絮凝抑制脈石，然后浮選目的礦物；④浮選前進行分級，粗粒浮選，細粒選擇性絮凝后分選。

高分子選擇性絮凝分選已用于高嶺土、鋁土礦等非金屬礦物的提純。表2-17所列為礦物混合物的選擇性絮凝分選。

（3）煅燒或焙燒　煅燒或焙燒是依據礦物中各組分分解溫度或在高溫下化學反應的差別，有目的地富集某種礦物組分或化學成分的方法。煅燒過程中，礦物組分發生的變化稱為煅燒反應。煅燒反應主要是在熱發生器（各種煅燒窯爐）中發生于氣-固界面的多相化學反應，該反應同樣遵循熱力學和質量守恒定律。根據煅燒反應中主要煅燒反應的不同，可將煅燒方法分為如下幾種：①氧化煅燒，即在氧化氣氛中加熱礦物，使爐氣中的氧與礦物中某些組分作用或礦物本身在氧化氣氛中煅燒；②還原煅燒，即在還原氣氛中使高價態的金屬氧化物還原為低價態的金屬氧化物或礦物在還原氣氛中進行煅燒；③氯化煅燒，即在中性或還原氣氛中加熱礦物，使之與氯氣或固體氯化劑發生化學反應，生成揮發性氣態金屬氯化物或可溶性金屬氯化物；④離析煅燒，即在中性或還原氣氛中加熱礦物，使其中的有價組分與固態氯化劑（氯化鈉或氯化鈣）反應生成揮發性氣態金屬氯化物，并隨機沉淀在爐料中的還原劑表面；⑤磁化煅燒，即在弱還原氣氛中，使弱磁性赤鐵礦煅燒并還原成強磁性的磁鐵礦。

煅燒或焙燒是非金屬礦重要的加工技術之一，其主要目的如下。

①在適宜的氣氛和低于礦物原料熔點的溫度條件下，使礦物原料中的目的礦物發生物理和化學變化，如礦物（化合物）受熱脫除結構水或分解為一種組成更簡單的礦物（化合物）、礦物中的某些有害組分（如氧化鐵及其他金屬氧化物）被氣化脫除或生成可溶于水的鹽類物質，或礦物本身發生晶形轉變，最終使產品的純度、白度（或亮度）、空隙率、活性等性能提高和優化。如石墨中的硅酸鹽礦物和金屬雜質在3000℃以上的高溫煅燒中被氣化脫除，高嶺土因煅燒脫除結構水而生成偏高嶺石、硅鋁尖晶石和莫來石；石膏礦（二水石膏）經低溫煅燒成為半水石膏，高溫煅燒則成為無水石膏或硬石膏；凹凸棒石及海泡石煅燒后可排出大量吸附水和結構水，使顆粒內部結晶破壞而變得松弛，比表面積和孔隙率成倍增加。表2-18所列為一些含水礦物的脫除結構（合）水的溫度范圍。

②使碳酸鹽礦物（石灰石、白云石、菱鎂礦等）和硫酸鹽礦物發生分解，生成氧化物和二氧化碳。

③使硫化物、碳質及有機物氧化。一些非金屬礦，如硅藻土、煤系高嶺巖及其他黏土中常含有一定的碳質、硫化物或有機質，在一定溫度下煅燒可以除去這些雜質，使礦物的純度、白度、孔隙率提高。

④熔融和燒成。熔融是將固體礦物或巖石在熔點條件下轉變為液相高溫流體；燒成是在遠高于礦物熱分解溫度下進行的高溫煅燒，也稱重燒，目的是變為穩定的固相材料。為了促進變化的進行，有時也使用礦化劑或穩定劑，使之變為穩定型變體以及高密度化。熔融和燒成常用來制備低共熔化合物，如二硅酸鈉、偏硅酸鈉以及四硅酸鉀、偏硅酸鉀、輕燒鎂、重燒鎂、鑄石以及玻璃、陶瓷和耐火材料等。

目前工業化的非金屬礦煅燒設備主要有直焰式回轉窯、隔焰式回轉窯、立窯、反射爐等。表2-19所列為回轉窯和立窯的性能特點及應用。圖2-7和圖2-8所示為回轉窯和立窯的結構示意圖。

（4）按顆粒形狀和硬度分選　有些礦石，由于其中不同礦物在結構方面的不同特點，粉碎解離后呈現出不同的顆粒形狀。如云母礦石中，云母呈片狀，其他礦物呈粒狀。因此，將礦石粉碎解離后用一定篩孔的篩子進行篩分可以達到分選的目的。同樣，蛭石、滑石等片狀結構礦物也可以通過選擇性粉碎和篩分進行富集。形狀選礦可采用搖動篩和筒形篩。

礦物的硬度差異也可作為選別的依據，例如石棉選礦，由于石棉纖維易于破碎進入細粒級中，可通過篩分富集石棉纖維。同樣，滑石與脈石礦物由于硬度不同，通過選擇性破碎，滑石硬度低、易碎，然后采用篩分進行富集。