矿物加工技术发展现状研究

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　　【摘 要】 在人类发展进程中矿物资源起到了不可小觑的推动作用。在未来“高效益、低能耗、无污染”将是矿物加工技术的重要发展趋势。本文对矿物加工发展现状进行了概述并对矿物加工技术进行了展望。
　　【关键词】 矿物加工技术;发展;现状
　　【中图分类号】G632.24 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）25-00-01
　　一、矿物加工概述
　　矿物加工的基本原理是根据自然界矿物的化学、物理等理化性质的差异利用适当的化学、物理以及生物手段对矿物资源当中的有用成分进行高效分离并进行综合加工的过程。
　　在人类发展进程中矿物资源起到了不可小觑的推动作用。数千年来，随着人类社会的发展以及矿物资源需求量的扩大，矿物加工技术得到了突飞猛进的发展。当前全球90%的能源以及80%的工业原料均来自于矿物资源，随着矿物加工技术的日渐娴熟，矿物资源的开发利用广度与深度得到了进一步的扩展。
　　二、矿物加工技术发展现状
　　现代化的矿物加工技术在近30年内得到了快速发展，全球广大矿物加工领域的专家学者进行了深入、广泛的研究。一批颇有有影响力的科学群体，如哥仑比亚大学的Henry Krumb矿业学院、美国加州大学的材料和工程科学系、尤他大学冶金工程系、宾州大学的材料科学系等在很大程度上促进了矿物加工技术的快速发展。
　　当前在矿物加工中较为常见的加工技术有：化学浮选技术、复合物理场矿物加工技术、生物提取加工技术、计算机模拟技术。
　　（一）化学浮选技术
　　化学浮选技术的原理就是利用矿物的某些化学性质对其进行分选，达到高效提取有效矿物成分的目的，主要包括：电化学浮选、溶液化学浮选、表面及胶体化学浮选。
　　1.电化学浮选
　　矿物加工中电化学浮选主要针对硫化矿使用，其原理是通过电化学反应主导浮选剂与硫化矿发生反应，并通过一定的电化学控制实现多金属硫化矿的分离工作。
　　2.溶液化学浮选
　　矿物加工中溶液化学浮选主要针对非硫化矿使用，其原理是通过矿物与浮选剂之间发生的化学反应进行非硫化矿的分离。
　　3.表面及胶体化学浮选
　　矿物加工中表面及胶体化学浮选的原理是通过颗粒之间的相互作用实现微小颗粒矿物的选择性酚酸与聚集，从而达到矿物浮选分析的目的。表面及胶体化学浮选在煤炭加工、超细粒矿物以及废水治理中的应用较为常见。
　　（二）复合物理场矿物加工技术
　　矿物加工中复合物理场加工技术的应用较为常见，其原理是根据紊流力学、流变学以及电磁学等对电磁力场、重力场或是复合物理场中的颗粒运动情况进行控制，达到细小矿物的分选、分级。当前常见的复合物理场矿物技工技术主要有：振动脉动高梯度磁选、磁流体水力旋流器分选、流化床层干法等等。
　　（三）生化提取技术
　　矿物加工中用到的生化提取基础实际上是通过生物浸出――化学浸出――离子交换――溶剂萃取等一系列的生化手段对复杂的贫细矿物资源，例如低品位铜矿、金矿、铀矿进行提取的过程。下面以选择性聚团分选等界面分选技术、微生物浸出技术为例对生化提取技术做详细说明。
　　1.选择性聚团分选等界面分选技术
　　常规选矿方法不适于小于20～30Lm矿粒的分选。主要原因是在微米及亚微米矿粒悬浮液中，各种物理分选力（质量力）的作用急剧衰减，而颗粒间的表面力及介质对矿粒的粘滞力反而增大，甚至占主导地位。
　　70年代，美国蒂尔登选矿厂用选择性絮凝脱泥加反浮选工艺选别赤铁矿获得工业应用的成功，翻开了微细粒分选的新页。虽然迄今为止未见有第二个工业应用实例，但是对微细粒分选的实验室研究及工业试验从未间断，适于处理微细矿粒的界面分选技术已经有了长足的发展。
　　2.微生物浸出技术
　　在矿物加工中微生物浸出法最先应用于金属铜的提取中，随着技术的不断完善逐步运用于铀、锗、镍、钴、锑、锌的提取以及煤的脱硫中。微生物浸出法生产成本低、投资小、无污染的特点受到了广泛的关注，具有良好的应用前景。微生物浸出法在矿物加工中的应用原理如下：利用微生物以及微生物的代谢产物对矿石进行氧化、溶浸，从而得到矿石中的目的成分。当前目前已经发现多种浸矿细菌，其中最常用的是氧化亚铁硫杆菌。
　　（四）计算机模拟技术
　　计算机模拟技术在矿物加工中的应用是近十年来兴起的，其原理为通过计算机技术对矿物加工的整个过程进行模拟、仿真，并在此基础上进行优化与预测，从而建立矿物加工过程的科学体系，实现对矿物加工过程的自动化控制与管理，大大的提高了矿物加工效率，降低了加工误差，节省了人力。
　　三、展望
　　进入21世纪以来，全球人口不断增长以及社会经济的快速发展造成了对资源需求的巨大缺口。矿物资源属于不可再生资源，全球矿物资源储备量是有限的，在未来，矿物资源必然会出现短缺。虽然当前矿物技工这一学科已经形成了一个较为完整的科学体系，越来越多的矿物加工技术不断涌现，但是随着矿物资源的日渐匮乏，矿物加工技术的发展依然面临严峻的挑战。在未来“高效益、低能耗、无污染”将是矿物加工技术的重要发展趋势。
　　在此背景下，矿物加工必将进入高科技，大幅度的提高矿物加工效率，提高矿物油使用率，同时在加工过程中更加重视对环境的保护。
　　参考文献
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