礦物加工技術發展現狀研究

陳莉

【摘 要】 在人類發展進程中礦物資源起到了不可小覷的推動作用。在未來“高效益、低能耗、無污染”將是礦物加工技術的重要發展趨勢。本文對礦物加工發展現狀進行了概述并對礦物加工技術進行了展望。

【關鍵詞】 礦物加工技術;發展;現狀

【中圖分類號】G632.24 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）25-00-01

一、礦物加工概述

礦物加工的基本原理是根據自然界礦物的化學、物理等理化性質的差異利用適當的化學、物理以及生物手段對礦物資源當中的有用成分進行高效分離并進行綜合加工的過程。

在人類發展進程中礦物資源起到了不可小覷的推動作用。數千年來，隨著人類社會的發展以及礦物資源需求量的擴大，礦物加工技術得到了突飛猛進的發展。當前全球90%的能源以及80%的工業原料均來自于礦物資源，隨著礦物加工技術的日漸嫻熟，礦物資源的開發利用廣度與深度得到了進一步的擴展。

二、礦物加工技術發展現狀

現代化的礦物加工技術在近30年內得到了快速發展，全球廣大礦物加工領域的專家學者進行了深入、廣泛的研究。一批頗有有影響力的科學群體，如哥侖比亞大學的Henry Krumb礦業學院、美國加州大學的材料和工程科學系、尤他大學冶金工程系、賓州大學的材料科學系等在很大程度上促進了礦物加工技術的快速發展。

當前在礦物加工中較為常見的加工技術有：化學浮選技術、復合物理場礦物加工技術、生物提取加工技術、計算機模擬技術。

（一）化學浮選技術

化學浮選技術的原理就是利用礦物的某些化學性質對其進行分選，達到高效提取有效礦物成分的目的，主要包括：電化學浮選、溶液化學浮選、表面及膠體化學浮選。

1.電化學浮選

礦物加工中電化學浮選主要針對硫化礦使用，其原理是通過電化學反應主導浮選劑與硫化礦發生反應，并通過一定的電化學控制實現多金屬硫化礦的分離工作。

2.溶液化學浮選

礦物加工中溶液化學浮選主要針對非硫化礦使用，其原理是通過礦物與浮選劑之間發生的化學反應進行非硫化礦的分離。

3.表面及膠體化學浮選

礦物加工中表面及膠體化學浮選的原理是通過顆粒之間的相互作用實現微小顆粒礦物的選擇性酚酸與聚集，從而達到礦物浮選分析的目的。表面及膠體化學浮選在煤炭加工、超細粒礦物以及廢水治理中的應用較為常見。

（二）復合物理場礦物加工技術

礦物加工中復合物理場加工技術的應用較為常見，其原理是根據紊流力學、流變學以及電磁學等對電磁力場、重力場或是復合物理場中的顆粒運動情況進行控制，達到細小礦物的分選、分級。當前常見的復合物理場礦物技工技術主要有：振動脈動高梯度磁選、磁流體水力旋流器分選、流化床層干法等等。

（三）生化提取技術

礦物加工中用到的生化提取基礎實際上是通過生物浸出——化學浸出——離子交換——溶劑萃取等一系列的生化手段對復雜的貧細礦物資源，例如低品位銅礦、金礦、鈾礦進行提取的過程。下面以選擇性聚團分選等界面分選技術、微生物浸出技術為例對生化提取技術做詳細說明。

1.選擇性聚團分選等界面分選技術

常規選礦方法不適于小于20～30Lm礦粒的分選。主要原因是在微米及亞微米礦粒懸浮液中，各種物理分選力（質量力）的作用急劇衰減，而顆粒間的表面力及介質對礦粒的粘滯力反而增大，甚至占主導地位。

70年代，美國蒂爾登選礦廠用選擇性絮凝脫泥加反浮選工藝選別赤鐵礦獲得工業應用的成功，翻開了微細粒分選的新頁。雖然迄今為止未見有第二個工業應用實例，但是對微細粒分選的實驗室研究及工業試驗從未間斷，適于處理微細礦粒的界面分選技術已經有了長足的發展。

2.微生物浸出技術

在礦物加工中微生物浸出法最先應用于金屬銅的提取中，隨著技術的不斷完善逐步運用于鈾、鍺、鎳、鈷、銻、鋅的提取以及煤的脫硫中。微生物浸出法生產成本低、投資小、無污染的特點受到了廣泛的關注，具有良好的應用前景。微生物浸出法在礦物加工中的應用原理如下：利用微生物以及微生物的代謝產物對礦石進行氧化、溶浸，從而得到礦石中的目的成分。當前目前已經發現多種浸礦細菌，其中最常用的是氧化亞鐵硫桿菌。

（四）計算機模擬技術

計算機模擬技術在礦物加工中的應用是近十年來興起的，其原理為通過計算機技術對礦物加工的整個過程進行模擬、仿真，并在此基礎上進行優化與預測，從而建立礦物加工過程的科學體系，實現對礦物加工過程的自動化控制與管理，大大的提高了礦物加工效率，降低了加工誤差，節省了人力。

三、展望

進入21世紀以來，全球人口不斷增長以及社會經濟的快速發展造成了對資源需求的巨大缺口。礦物資源屬于不可再生資源，全球礦物資源儲備量是有限的，在未來，礦物資源必然會出現短缺。雖然當前礦物技工這一學科已經形成了一個較為完整的科學體系，越來越多的礦物加工技術不斷涌現，但是隨著礦物資源的日漸匱乏，礦物加工技術的發展依然面臨嚴峻的挑戰。在未來“高效益、低能耗、無污染”將是礦物加工技術的重要發展趨勢。

在此背景下，礦物加工必將進入高科技，大幅度的提高礦物加工效率，提高礦物油使用率，同時在加工過程中更加重視對環境的保護。

參考文獻

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