矿物的单体解离是其能够被高效选别的关键因素之一,粉碎方法对矿物单体解离度有很大的影响。白云鄂博稀土矿含有十几种稀土矿物,共生密切,嵌布类型复杂,其中稀土主要富集在氟碳铈矿与独居石矿中。分析表明矿物因相互包裹穿插和交代而形成毗连、网脉、溶蚀和环状嵌布,因而对稀土矿物的分离难度极大。传统的球磨机对矿物粉碎时,由于磨矿介质(钢球)的存在,当颗粒达到微米级时很难保持颗粒的原始结晶形状与表面光泽,同时由于研磨介质的污染,难以得到高质量、高纯度的超细粉体。为了得到高质量、高纯度的超细粉体,本文在理论与FLUENT流体软件数值模拟分析的指导下,自主研发了后混式高压水射流矿物解离装置,利用高速射流束,瞬间冲击颗粒产生水楔作用,使颗粒沿不同矿物界面‘撕裂’,并以接近水流速度向靶体撞击,达到粉碎的目的。通过数值分析表明:在水射流粉碎装置的入料口直径为15mm,喷嘴与入料口垂直距离为13mm的条件下,对颗粒的有效击打效果较明显。高压水射流速度对白云鄂博矿粉碎效果的试验表明:水射流技术有着较强的超细粉碎能力,且随着射流速度的增大,粉碎效果越明显,其中在射流速度319m/s的条件下,所制备的矿物粉体在74μm及以下产率,为67.23%,较原矿增加43.23%。在同等粒度分布下,对高压水射流粉碎与常规球磨(铁介质)试验结果进行比对,分析了两种粉碎方式对稀土矿物的富集比和回收率、解离状态以及颗粒界面的影响。激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜(SEM)、矿物特征自动定量分析系统(AMICS)分析表明:高压水射流粉碎对白云鄂博矿中稀土矿物单体解离优于球磨,具有解离度高、粒度相对均匀等特点;矿物颗粒天然界面保持较好、表面较为光洁;稀土矿物集中在38μm及以下粒级中,且稀土矿物单体解离含量比球磨提高15.46%,有益于对稀土的富集回收。试验表明水射流粉碎表现出了差异性,差异性体现在高压水射流粉碎后稀土集中在细粒级部分,而球磨粉碎后则没有明显的差异性。水射流粉碎后更加有利于对稀土矿物的分离与回收。对白云鄂博矿的矿石粉碎具有一定的指导意义。