金刚石选矿解决方案

核心结论速览

金刚石选矿的核心逻辑在于粗选预富集、精选终提纯两段式分选体系。金刚石在原矿中品位极低，必须经过粗选和精选两段选别及多种选矿方法组合的复杂工艺流程。粗选阶段主要利用金刚石与脉石的比重差异进行重力选矿，跳汰机是核心设备，回收率可达百分之九十七到一百。精选阶段则根据金刚石表面亲油疏水性或在X射线照射下的荧光特性，采用油膏选矿或X射线分选进行最终提纯。金刚石选矿解决方案根据矿床类型即原生矿与砂矿分别设计差异化的工艺流程，针对砂矿采用洗矿、筛分、跳汰、油选工艺路线，综合回收率不低于百分之九十五。

金刚石矿床类型与选矿挑战

金刚石矿床分为原生矿和砂矿两大类。原生矿是金刚石赋存于母岩金伯利岩或钾镁煌斑岩之中，砂矿则是金刚石在外力作用下与母岩分离后，经风化、侵蚀和水流搬运形成的次生富集体。两类矿床的选矿面临不同的工程挑战。

原生矿中金刚石与母岩紧密连生，选矿流程需包含破碎、磨矿等环节以实现单体解离。砂矿中金刚石已基本实现单体解离，选矿流程相对简单，无需破碎和磨矿。

无论哪类矿床，金刚石选矿的共同挑战在于原矿品位极低。金刚石在矿石中的含量通常仅为零点一到五克拉每吨，要从如此低品位的原矿中回收金刚石颗粒，必须采用多种选矿方法组合的复杂工艺流程。

此外，金刚石晶体完整性保护是选矿全流程的核心要求。任何剧烈的冲击都可能导致晶体破损，大幅降低其经济价值。因此，金刚石选矿解决方案必须全程采用温和的物理分选手段。

粗选技术：基于比重差异的重力选矿

金刚石的粗选一般采用重力选矿方法和设备，根据金刚石与废石间的比重差异进行分选。金刚石比重为三点五左右，一般砂石比重普遍不超过二点六。这一显著的比重差为重力选矿提供了坚实的物理基础。

跳汰机是金刚石粗选的核心设备。跳汰机通过脉动水流使床层周期性松散和沉降，高密度的金刚石颗粒沉降到底层形成粗精矿层，低密度的轻质脉石矿物则位于上层成为尾矿。

跳汰机选金刚石的工艺过程简单，操作管理方便，分选效果好，回收率高可达百分之九十七到一百，精矿产率低仅为百分之二到五，使用循环水作业，对水质要求不高，生产能力大。跳汰机的适选粒度范围为五十到零点五毫米。

金刚石砂矿选矿生产线通常根据筛分后的粒度组成配置两种规格的跳汰机。零到十毫米跳汰机处理细粒级物料，冲程十到二十五毫米可调，处理能力五到三十五吨每小时。零到三十毫米跳汰机处理粗粒级物料，冲程二十到四十毫米可调，处理能力十到三十吨每小时。每台跳汰机产出粗精矿和尾矿，粗精矿进入下一段精选作业。

不分级入选跳汰机即梯形跳汰机或侧动式隔膜跳汰机也是一种重要的粗选设备，具有四个独立的跳汰机选矿槽，每槽可独立调节，跳汰面呈梯形，具有很高的回收率和处理量。梯形跳汰机有效回收下限为五十三微米。

重介质选矿是另一种重要的粗选方法，分选效率高，重矿物与金刚石的回收率均可达百分之九十五，生产能力大，可达八十到九十吨每小时。重介质选矿利用金刚石与脉石在重介质中的沉降差异实现分离，适选粒度范围为四十到零点三毫米。但整个工艺流程较复杂，设备磨损快。

淘洗盘选矿设备构造简单，可就地制造，回收率高可达百分之九十八到九十九，耗水量少，适选粒度范围为三十到零点五毫米。淘洗盘在金刚石和中粒金分选中是重介质分选设备的有效竞争者。

精选技术：基于表面特性与荧光特性的精细分选

跳汰粗精矿中仍混有大量比重相近的伴生重矿物，仅靠重选无法实现最终提纯，必须引入基于金刚石表面特性或物理特性的精选手段。

油膏选矿是根据金刚石和脉石矿物表面亲油疏水性的差异进行分选的特殊选矿方法。油膏选于1897年开始用于南非，这是当时金刚石分选技术的重大发展。在此之前，跳汰和淘洗出的金刚石粗精矿需要进行大量手选，采用油膏选后显著减少了手选量。

油膏选矿的理论依据是油膏对矿粒的选择性润湿。金刚石属于非极性矿物，在其晶体表面对油的润湿性好。金刚石表面的润湿接触角大于脉石的润湿接触角，水分子在其表面附着不牢固，不能形成稳定的水化膜，故易被油膏表面粘着。将含金刚石的物料给到油选机的粘性油膏表面上时，亲油的金刚石便粘着在油膏表面上，刮下并脱油后成为精矿，而疏油的脉石不被油膏表面粘着，被水冲走成为尾矿。

油膏分选机根据运动特点可分为振动型和非振动型，根据设备结构不同又分台式和带式两种。金刚石选矿厂广泛应用振动台式和振动带式油选机。

振动带式油选机是在带式油选机的基础上发展而成，分选带下面装有振动装置，增加了矿粒与油膏表面的接触机会，有利于金刚石的粘着，矿粒在油膏表面的分选时间长，有利于提高回收率。中国蒙阴金刚石矿的振动带式油选机的回收率可达百分之九十六到九十八，非洲阿扎尼亚的芬什和金伯利金刚石矿的振动带式油选机的回收率可达百分之九十八到九十九。

油膏选矿的分选效果好，回收率可达百分之九十到九十八，精矿产率低约百分之零点五。油膏选矿的适选粒度范围为二十到零点二毫米。但由于金刚石表面特性的不同，也存在不亲油的金刚石，因而此法的应用受到一定限制。

X射线分选是利用金刚石在X射线照射下发光性的差异进行分选的特殊选矿方法。用不同强度和波长的X射线照射时，金刚石的发光强度不同。在暗室中X光照射下，金刚石发出浅蓝色的荧光，与不发光或发光很弱的伴生脉石矿物的发光光谱中心和发光强度差别比较大，很容易鉴别。

金刚石发光检测基本采用光电倍增管作为光敏接收器件。在X光激发下，金刚石矿物的发光信号与脉石矿物的发光信号相差极大，将有用信号经过放大处理然后推动执行机构很容易将两者分开。

X射线分选效率高，回收率可达百分之百，设备自动化程度高。常见的X射线拣选机包括XR型系列X射线拣选机和GXJ-11型金刚石X射线拣选机。X射线分选的适选粒度范围为三十到零点二毫米。但设备构造复杂，维修要求高，设备价格也相当昂贵。

表层浮选也是金刚石精选的方法之一，设备构造简单，分选效果与油膏选矿相近，适选粒度范围为二到零点二毫米。磁力选矿和化学处理可作为辅助手段。人工拣选是得到金刚石产品的最终工序。

典型工艺流程与设备配置

金刚石砂矿选矿生产线采用成熟的洗矿、筛分、跳汰、油选工艺路线，特别针对河流冲积型和海滨型钻石砂矿设计。

洗矿筛分系统中，滚筒洗矿机用于去除粘土和表面附着物。金刚石常被粘性泥球包裹，普通筛网无法破开泥球导致金刚石流失，旋转式洗矿机通过翻滚动作和提升装置粉碎泥球释放金刚石。振动筛将物料分级为加十毫米、十到五毫米、五到二毫米、二到零点五毫米四个粒级。

跳汰粗选系统中，零到十毫米跳汰机处理细粒级物料，零到三十毫米跳汰机处理粗粒级物料。每台跳汰机产出粗精矿和尾矿。

油选精选系统中，振动油膏选矿机处理跳汰粗精矿，产出最终金刚石精矿和尾矿。对于高价值钻石作业，还可在跳汰机后配置X射线分选机进行最终提纯。

原生矿采用分段破碎、阶段选别工艺。原生矿金刚石选矿流程包含破碎、筛分、洗矿、磨矿、水力分级等工序，以实现金刚石与母岩的分离。粗选作业后，粗精矿给入重介质精选流程，然后精矿再由X射线分选机选别，最终由手选选出单体金刚石。

金刚石选矿解决方案的典型技术指标如下。

多级分选工艺确保回收率大于百分之九十五，适应零点五到三十毫米全粒级回收。全程温和处理工艺配合专业防损伤设备设计，最大限度保护金刚石晶体完整性。该方案无化学药剂添加，水循环利用率大于百分之八十五，油膏可重复使用。

工程案例

安哥拉某冲积型金刚石矿，原矿含大量粘性粘土，物料中混杂砾石和超大石块，要求处理能力每小时五十吨，回收二到三十毫米粒级金刚石。解决方案配置了振动给料机、圆筒洗矿机、高频振动筛、跳汰机和渣浆泵。

振动给料机配置七十五毫米筛缝，筛除加七十五毫米废石，并设高压喷水使零到七十五毫米物料更顺畅地进入圆筒洗矿机。圆筒洗矿机配置两毫米和三十毫米双层筛网，洗矿后加三十毫米废石排出，二到三十毫米含金刚石物料进入高频振动筛。高频振动筛配置八毫米和十八毫米聚氨酯筛网，筛上高压喷水进一步清洗物料，将二到三十毫米物料分为二到八毫米和八到十八毫米两个粒级，分别进入两台不同的跳汰机。十八到三十毫米大颗粒金刚石由变频皮带输送机送至堆场，便于人工手选。

该生产线通过精确的粒度分级和跳汰机窄粒级入选，显著提升了分选效果。如需更高纯度的金刚石，可在跳汰机后配置X射线分选机进行最终提纯。

非洲某金刚石冲积矿采用洗选加跳汰加油膏工艺的典型配置，进料能力为每小时一百吨。金刚石回收率大于百分之九十五。该工厂配置了安全的、免人工操作的最终回收室，有效保障了高价值金刚石的安全。

结论与建议

金刚石选矿解决方案的核心逻辑是粗选预富集、精选终提纯两段式分选体系。粗选阶段采用跳汰机等重力选矿设备，利用金刚石与脉石的比重差异快速抛除大量尾矿，回收率可达百分之九十七到一百。精选阶段采用油膏选矿或X射线分选，利用金刚石的表面亲油疏水性或在X射线照射下的荧光特性实现最终提纯。

金刚石选矿解决方案根据矿床类型即原生矿与砂矿分别设计差异化的工艺流程。砂矿采用洗矿、筛分、跳汰、油选工艺路线，原生矿采用分段破碎、阶段选别工艺。

工艺设计建议方面，投产前务必进行系统的矿石可选性试验，确定原矿的金刚石品位、粒度组成、含泥量以及各设备的最优工况参数。洗矿筛分段应根据含泥量确定洗矿强度和筛分粒度。跳汰段应根据粒度组成确定跳汰机规格和冲程冲次参数。精选段应根据投资预算和产量要求选择油膏选矿或X射线分选，对于高价值金刚石矿建议配置X射线分选作为最终精选手段，并设置安全的最终回收室。

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