矿物加工工程

矿物加工工程是研究矿物分离的一门应用技术学科 其学科目的是将有用矿物和脉石 无用 矿物分离 例如 将铁 铜 铅 锌矿石中含有石英 等脉石矿物 通过重选 磁选和浮选等方法 将品位较低的原矿富集为人造富矿 为进行下一 步的冶炼工作 冶炼过程属于冶金工程专业 工作做准备 在煤碳行业 用重选和浮选的办法 将选出精煤 抛弃煤矸石 专业简介 在资源界原来有这么一句话 一个好的地质工程师 找矿的 顶200个选矿工程师 因为找到 一个容易选别的矿床省下很多选矿工作 例如在巴西 铁矿石挖出来品位就在65 左右 根本 不用选矿 直接炼铁就可 可中国97 的铁矿是品位30 一下的贫矿 现在这句话反过来了 一个好的选矿工程师顶200个地质工程师 原因就是我国的选矿技术已经国际领先了 地质工 程师找到什么贫矿 我都能给你选别出可供冶炼的有用矿物 矿物加工工程的艰苦程度比采矿 工程小得多 工作环境又比冶金工程好得多 可以说 只要有人类存在 就得需要资源 就需 要矿物加工的人才 矿物加工的就业方向 现场工程师 主要在矿山选矿厂里工作 控制生产指标 工作较为轻松 工资非常可观 设计人员 主要在国内外的设计院工作 为新厂建立和老厂改造做出设计依 据 研究人员 开发新技术 新工艺 新设备 或者从事技术服务 科研院所 北京矿冶总院 中国煤炭科学院 中国科学院 北京有色金属研究院 西北有色金属研究院等 矿物加工工程院士 王淀佐 陈清如 余永富 孙传尧 刘炯天 国家重点学科 中国矿业大学 中南大学 北京科技大学 开办矿物加工专业的211院校 1 中南大学 广西大学 福州大学 长安大学 有色金属选矿 2 北京科技大学 火法加工 3 中国矿业大学 太原理工大学 煤矿选矿 4 东北大学 铁矿选矿 5 贵州大学 武汉理工大学 非金属选矿 业务培养目标 本专业培养从事矿物 金属 非金属 煤炭 分选加工和矿产资源综合利用领域内的生产 设 计 科学研究与开发及技术改造与管理的高等工程技术人才 业务培养要求 本专业学生主要学习数学 物理 化学 力学 矿物学 选矿学 机械工程 资源综合利用等 方面的基本理论和基础知识 受到实验研究 工程设计方法 生产管理 计算机应用等方面的 基本训练 具有矿物加工方面的研究 设计与生产管理方面的基本能力 主干学科 矿业工程 主要课程 无机与分析化学 物理化学 工程流体力学 选矿学 矿物加工厂工艺设计 矿物加工试验研 究方法 技术经济分析与生产管理等 主要实践性教学环节 金工实习 认识实习 生产实习 毕业实习 专业实验 计算机应用及上机实践 课程设计 毕业设计 论文 等 一般安排不少于30周 主要专业实验 矿物成分分析 重力选矿 浮游选矿 粉体工程 固液固气分离等 修业年限 四年 授予学位 工学学士 主要开设院校 辽宁工程技术大学 中南大学 中国矿业大学 长安大学 西安科技大学 东北大学 北京科 技大学 武汉理工大学 山东科技大学 江西理工大学 昆明理工大学 贵州大学 河北理工 大学 河南理工大学 太原理工大学 安徽理工大学 武汉工程大学 武汉科技大学 山东理 工大学 黑龙江科技学院 石家庄经济学院等 矿物加工工程的就业方向 主要从事矿物 金属 非金属 煤炭 分选加工和矿产资源综合利用领域内的生产 设计 科 学研究与开发及技术改造与管理的工作 矿物加工工程业务人员应获得以下知识和能力 1 掌握有关化学 有机化学 电磁学 工程流体力学等基本理论 基础知识和基本技能 2 掌握本专业所必需的矿物学与岩石学 机械 电工与电子技术 计算机应用的基本知识和 技能 3 掌握矿物 金属 非金属 煤炭 材料科学的基本知识及材料性能检测 研究方法及产品质 量控制的基本知识和技能 4 掌握矿物加工厂工程设计方法 并具有进行工艺设计的能力 5 具有矿物加工常规机 电设备的事故处理与设备维护的基本知识和初步掌握科学研究的能 力 6 掌握矿物加工过程基础理论和生产工艺知识 7 掌握矿物加工工厂的设计方法 并具有进行工艺设计的能力和初步科学研究的能力 8 初步具备技术经济分析与组织生产管理的能力 矿物加工工程的学科特色 一 磷矿浮选理论 药剂及工艺 磷肥是需求量极大又极其重要的化工产品 事关农业发展 少量优质磷资源正在快速消耗 而 大量的贫资源从技术 经济上看尚不能利用 我国很快将沦为磷的进口大国 湖北 云南等省 及云南磷肥厂都本来都是磷资源大省 但由于选矿技术落后 资源不能利用 面临着从外省 甚至从国外进口磷矿的困境 又如黄麦岭 贵溪等磷肥厂已遇到无稳定矿源的难题 不久将会 影响产量 在化学矿选矿 特别是磷矿选矿的基础理论研究和应用开发领域 我院已取得了一 系列重要的科研成果 本学科已形成了矿化结合 矿环结合的学科特色 在国内外具有较大学 术影响 在本方向上的主要研究工作有 1 磷矿物表面性质与矿物结构 地质成因关系的研究 研究磷矿物的晶体结构 表面性质与 矿物可浮性和可加工性的关系 对浮选和制肥有重要的指导意义 2 磷矿浮选药剂的研制 多年来研制了各种捕收剂 抑制剂和絮凝剂 形成了系列产品 有 些得到了工业应用 如承担省科委的重点项目 磷矿反浮选抑制剂的研究 和 磷矿高效捕收剂 的研究 研制的W 98和OT 1 OT 3已成功用于海口 昆阳磷矿 达国内领先水平 研制的捕收剂W 01被列入全国著名产品 曾获轻工部科技进步三等奖 开发的WHL 1絮凝剂 99年获武钢科技进步三等奖 省重点项目 磷矿常温浮选工艺研究 研制的增效剂C Z S 可使放马山磷矿浮选温度由40 降到25 每处理一吨原矿可产生2 4元的经济效益 达到国内领先水平 3 镁 硅质中低品位磷块岩富集技术与工艺开发 从1986年以来 开发完善了适用于处理湖北 湖 南 江西 云南等省的中低品位镁 硅质磷块岩的正 反浮选流程 药剂和配套技术 先后进行了放马山 保康 大峪口 王集 海口 洗溪等磷矿 的连续扩大选矿试验 大峪口矿正 反浮选扩大试验 和 王集磷矿正 反浮选工业试验 经鉴定达到国际先进水平 云南中品位硅 钙质磷块岩浮选产业化研究 项 目经鉴定为国内领先水平 是云南省 省校合作项目 中经费支持力度最大的项目 4 浮选电化学研究 研究了硫化矿浮选的电化学作用机理和浮选废水的电化学处理方法 省 科委重点科研项目 电化学方法强化浮磷过程研究 经鉴定达到 国内领先水平 本学科方向在化工矿浮选的理论与实践的结合上 在技术创新 学术水平上居于全国领先地位 我们研究的项目 很多都是科研院 所未解决或是投产后长期解决不了的难题 如云南的海 口 昆阳等大型磷矿矿石极其难选 虽经多年研究 甚至 八五 国家攻关仍未解决 本学科 经数年研究 开发了从流程到药剂的全套技术 试验结果不但全面超过省科技厅要求的技术经 济指标 还发挥了我们环境工程的优势 做到无废水排放 对发展云南的支柱产业做出了重要 贡献 得到云南省科技厅的高度评价 在中国矿协的选矿年会上也引起了高度关注 二 矿物环境材料的开发 天然矿物的性能优化 功能化是提升资源附加值的一条重要途径 本研究方向以磷矿物和粘土 矿物为主要研究对象 重点研究 1 组成结构与材料的环保性能之间的关系 2 复合 矿物材料及成型技术 3 功能矿物材料制备过程中的数学模型 在对磷矿物结晶化学研究的基础上 采用各种改性技术制备新型环保材料 湖北省科技厅重点 项目 改性磷矿石复合吸附剂的研究 经鉴定达国内领先水平 省教育厅 改性磷矿石处理含铬 废水 意大利科学基金合作项目 磷灰石中挥发组份系列演化研究 省教育厅重大项目 纳 米磷灰石晶须有机杂化体制备及其在复合材料中的应用 等 均已基本完成准备鉴定 在粘土 磷灰石复合材料的开发研究上 通过交联 界面活化等新技术制备出膨润土 累托石等高性能 粘土矿物以及与磷灰石的复合材料 可用作填料 催化材料 抗菌材料等 如湖北省基金项目 某些粘土矿物复合吸附剂对磷 酚吸附机理研究 累托石抗菌剂材料的制备及其抗菌机理 的研究 省科技厅重点项目 累托石处理工业废水的研究 省教育厅优秀中青年人才项目 累脱石抗菌剂的研制 武汉市重大项目 纳米矿物环境材料开发及处理废水工艺研究 及 赤峰天然沸石活化工艺及固体干燥剂研制 等 研究开发矿物环境材料处理工业废水已经在荆门中试 进展良好 发表的论文有6篇被SC I EI ISTP等收录 获美国和中国发明专利授权各1项 发明专利申请公开1项 在上述矿物材料制备过程中 超细 超微粉碎技术尤为关键 由于颗粒粒度小 比表面积大 粉碎能耗高 那么 研究粉碎过程中变量之间的相互关系及其数学模型对于揭示粉碎机理 提 高粉碎效率 降低能耗 实现优化控制具有重要的理论意义和使用价值 完成了国家自然科学 基金项目 螺旋分级机数学模型及其在磨矿回路控制中的应用 和化工部科技发展计划项目 球 磨机中钢球磨损机理与磨损规律的研究 首次提出了分级过程中的 混杂指数 和 极限混杂 数 的基本概念 建立了 粒度特性判据与评价函数 模型 提出了 钢球磨损复合迭加原理 的 新学术观点 开发了 助磨 缓蚀节能新技术 研究成果分获湖北省自然科学优秀学术论文一 二等奖 并被EI SCI收 录 本研究方向形成了自己的特色 在污水处理方面 已率先应用自己研制的矿物材料进入工业试 验 在国内处于领先水平 开发的粘土矿物复合吸附剂能够处理多种高 低浓度工业废水 处 理成本低于其它方法 且运行中可以回收废水中有用组分 推动了粘土矿物在环境工程上的应 用 在省内独树一帜 与意大利和美国合作的磷矿物的基础和应用研究在国际上处于先进水平 改性磷矿石在重金属废水回收处理的专利属国内首创 已经开始了工业应用研究 本研究方 向培养的人才 必将为功能性矿物岩石材料基础理论研究的发展和材料制备的产业转化做出应 有的贡献 三 矿物生物技术 本研究方向具有多学科理论与技术综合的学科特色 矿物生物技术是一种综合利用生物与化工 的原理和方法来处理贫 杂矿石 提取贵金属的先进技术 矿物生物技术具有成本低 污染小 处理对象广泛 不限于特定矿种 的特点 是未来选矿发展的重要方向之一 该技术的研究 与发展对开发利用我国目前大量闲置的贫矿 难选矿及废弃尾矿资源 控制环境污染具有十分 重要的意义 1 低品位铜矿的生物浸出技术研究 我国铜矿资源以贫矿为主 且零散分布于偏远地区 这 些铜矿如用传统的选矿 冶炼工艺处理则很不经济 而我国铜的自给率长期严重不足 微生物堆浸或就地浸出工艺具有 成本低 污染小 操作简单等优点 美国等大规模生产实践证明 贫矿堆浸 萃取 电积是一项利润极大的产业 开展这项技术在我国地理环境下的应用研究 对利用我国的贫矿 资源 缓解我国铜自给不足的压力具有十分重要的现实意义 我院与中南大学合作进行的 86 3 项目德兴铜矿微生物堆浸技术的研究已取得重要成果 2 难浸金矿的微生物处理技术研究 含砷 碳细粒浸染包裹型金矿是世界公认的难选冶金矿 传统的处理方法是氧化焙烧法 加压氧化法和化学氧化法 这些方法均存在投资大 生产成 本高 有环境污染等问题 生物处理技术可避免这些缺点 我国广西 云南 贵州 四川 陕 西均存在大量这类难选冶金矿 生物处理技术将为这类矿产资源的开发利用提供一条新途径 我院完成的湖北省重点项目 微生物氧化处理崇阳难浸金矿的研究 研究了细菌作用下黄铜 矿 黄铁矿 毒砂体系中金的浸出机理 矿物界面性质的变化规律和浮选分离的工艺参数 金的浸出率由4 6 提高到90 经省科委鉴定达到 国内领先水平 3 中低品位磷资源的微生物处理技术研究 我国磷资源丰富 但资源条件较差 多以中低品 位为主 不能直接制肥 若经传统选矿富集又会使成本大幅度上升 长期困扰我国磷肥工业的 发展 目前 滇 黔 鄂还有大量的含磷较低的选磷尾矿 利用溶磷微生物直接将这些磷资源 转化为植物可吸收的磷肥 试验表明用该法处理低品位磷矿制成的磷肥可使油菜 小麦增产明 显 为这些中低品位的磷资源找到一条新的利用途径 微生物技术在环境保护中的应用研究 生物技术在环境保护中的应用潜力非常巨大 本研究是 矿物生物技术在环境保护中的延伸 着重于无机金属及重金属污染的治理 传统的处理方法是 中和沉淀法 但存在药剂消耗大 金属沉淀不完全 沉淀金属难回收而且极易造成二次污染 废水 等缺陷 利用微生物或微生物制品如生物絮凝剂可吸收或溶解金属 从而达到治理污染 和回收的综合效果 生物技术还可以治理各种生活污水 工业废水 固体废物 土壤有机污染 物等 好氧堆肥 厌氧发酵等方法可达到综合治理 变废为宝 回收能源的目的 四 二次资源综合利用 由于技术水平的限制 我国资源利用率一直很低 一方面造成经济效益降低 同时对生态环境 造成了更大的压力 我国在资源开采和利用过程中产生的废弃物存在很大的利用价值 称之为 二次资源 20年内我国主要矿产的保有储量将开采完毕 充分利用二次资源已是个战略问题 国家和地方出台了若干二次资源综合利用的优惠措施 我国工业经济由粗放型向环保效益型 转变过程中会有大量科学技术问题需要解决 这使本学科方向面临