石俊超
(河南有色金屬地質礦產局第五地質大隊,河南 鄭州 450000)
礦物資源對于人類的生存和社會發展具有十分重要的意義。在當今世界,大約有95%的能源和80%的工業原料全部來源于礦產資源。隨著經濟的持續的發展,人類社會對于礦產資源的需求量越來越大。這一需求使得礦物加工技術取得了很大的進步,但與此同時,也對人類的生產環境造成了嚴重的污染。
目前世界各國面臨的共同問題就是協調好礦產資源開發與環境保護的共同發展。對自然資源進行開發利用,其深度和廣度取決于現代社會的進步以及科學技術的發展,其中,礦物加工技術的發展起著十分重要的作用。
礦物加工技術,主要是根據礦物的化學、物理性質等,通過相關的化學、物理、化工、生物等技術方式,篩選和分離礦物,提取有用成分,并實現對礦物的綜合加工的技術。追溯礦物加工技術的發展歷程,礦物加工技術主要是從選礦方法中逐步發展來的。選礦技術的研究內容主要為:破碎與篩分、磨礦與分級;重選、電選、磁選和浮選等選礦技術;相關的輔助工藝過程(包括:脫水、過濾、烘干、干燥、轉載、運輸、塵防治等)。礦物加工技術在金屬回收和材料提取等方面具有重要的意義。
礦物加工技術根據礦物的不同,所對應的性能影響有所不同。礦物一般分為金屬礦物和非金屬礦物兩類。金屬礦物的加工非常復雜,因此,加強和改進目前的金屬礦物加工技術,成為一個研究的重點。對于非金屬礦物的加工技術,由傳統的手工作業轉變為現代工業技術,出現了選礦工藝技術和一些用于加工的機械設備,如球磨,分級等設備。非金屬礦物加工技術也逐步完善起來。而非金屬礦由于產地的不同,其表現出的性質也有所相同。因此,要根據性能的不同選用不同的礦物加工技術。在對非金屬礦物進行加工前,需要對其進行提純。再根據礦物的特點,選用科學的加工技術對其進行處理,才能保障礦物加工產品的質量。
由于礦物加工對礦物產品的質量能產生直接的影響,因此,對礦物加工技術的對應性能影響的研究具有十分重要的意義。
礦物加工技術分為有很多種,對以下幾種重要的礦物加工技術(如超細磨、超導磁選、固液分離、微生物浸出和礦石輻射預選)的對應性能影響進行分析和研究。
超細磨技術通過對物料進行碾磨、沖擊、切割等,將礦物原料剪切細碎至10-15微米以下的微細顆粒,使礦物原料的比表面積大、化學反應速度快以及表面的活性增大等特性[1]。攪拌磨機的運用是超細磨技術應用的關鍵所在,各種不同類型的攪拌磨機都能將礦石進行細磨。其中,超細攪拌磨機與傳統的球磨機相比,這種攪拌磨能耗更小,所需要的研磨時間更短,細磨的精度更高。與傳統的球磨機相比,使用小磨球是其優勢的主要來源。在攪拌磨機具有高介質填充率,以及高速攪拌轉動的情況下,能夠使得小磨球得到充足的能量,這樣,礦石才能被充分細磨。
超導磁選技術就是通過一些導磁介質形成一個磁場后,從而使得磁分選力不會隨著礦粒粒度減小而有所減少,從而在極大程度上降低磁選粒度下限的技術。超導磁選技術可以針對高嶺土礦的特性,除去礦物中的鐵,對其進行提純。
經研究[2],礦場強度的大小對提純效果影響最大,礦漿濃度以及流速對其所產生的影響較小。此種技術提高了高嶺土的質量,大大降低原礦中鐵的含量。超導磁選技術的性能影響因素主要在于磁體的選用,磁體的磁場強度是影響分離效果的重要因素。選用超導磁體可以獲得高磁場,用于磁分離可顯著提對于礦物的處理量。與傳統的磁分離技術相比,超導磁分離技術具有諸多優點,如節省電能、重量輕、體積小、生產力大、場強高等。超導磁選技術今后發展的重點將會是超導磁選機,而優良的超導材料將會是區分超導磁選機的關鍵因素。
固液分離技術通過對礦物進行分離,從而對礦物進行細分篩選,根據礦物的性質、表面活性以及表面零電點所對應的酸堿性的值,對其進行濃縮[3]。再利用真空過濾機和壓濾機過濾濃縮的產品,通過水蒸氣的作用,以及降低液相黏度、固液顆粒物的表面疏水性、對礦漿和沉淀物的電滲透等物理作用,降低沉淀物所含的水分。
微生物浸出技術是屬于濕法冶金的一種技術,通過微生物從礦石中提取有用金屬。常見的微生物種類、礦物學因素、生物浸出機理以及浸出效率都會對微生物浸出技術產生影響[4]。對于微生物方面,微生物浸出技術要注意對于微生物的培養、控制以及后處理,要有效控制微生物的繁衍和生存,以防引起微生物污染和微生物失控。
礦石輻射預選技術主要是通過X射線輻射到礦石上,每種元素的特征X射線均是唯一的,以此為依據來分選礦石[5]。
由于不同礦石中所含元素有所不同,因此,可根據X射線的存在,來確定相應元素是否存在,并且可根據X射線光譜的強弱來判斷該元素含量的多少。
礦物加工技術是一項十分重要的對于礦產進行綜合加工的技術,對我國的經濟發展起著十分重要的作用。對于礦物加工技術的對應性能的研究具有十分重要的意義,可為日后對于礦物加工技術的研究提供了一定的依據和參考價值。因此,要加強礦物加工技術的使用,對礦物加工設備進行改造,提高礦物加工技術的性能。要對礦物加工技術進行不斷地更新和完善,使其滿足社會發展的需求。此外,利用礦物加工技術,降低其使用成本,同時協調好與環境的共同發展以及拓展礦物加工技術的應用領域,都具有十分重要的現實意義。