利用多媒体浅谈矿物加工技术.ppt

1、矿产资源加工技术的发展，矿产0902王中山，矿产加工学科的发展，矿产加工从其现有学科的基础上，从矿产资源(矿物、煤炭、二次资源、工业和生活废弃物等)中，通过分离、富集、精制等物理和化学加工处理，从提取有用材料的远古时代的淘金热到现代的各个时代第一阶段是太古至本世纪20年代前后，从天然矿石中筛选有用矿物的“选矿”技术的起源和形成第二阶段是本世纪20年代至60年代前后，选矿技术的发展、选矿理论的形成和选矿学科的形成的第三阶段，从本世纪60年代至现在，从处理的资源变化看， 从科技水平的发展来看，“选矿”学科远远超过了传统意义上的“选矿”，“矿物加工”可以更准确地反映该学科的范畴和科技的发展。 无论是

2、矿产资源加工技术的应用领域、有色黑色高价、稀土类非金属矿加工、煤矿的清洗分选、工业废弃物的综合利用、粉体材料和纳米材料的准备、海洋多金属核的开发、城市垃圾电子废弃物的分选利用公元前千年的古埃及，还是中世纪的罗马帝国时代，还是中国古代， 由于科学技术水平总体落后，社会生产力低，对矿产资源需求少，人类利用的矿产资源主要来自手工制造的天然矿石。 例如淘金热、人工流水、手动吹筛、洗矿槽等原始的再选择方法和刮掉鹅毛粘油浮在水面上的金粉等原始的浮选方法。 我国古代将原始的再选、浮选归纳为“澄、精炼、飞、跌”。 这些手工作业虽然有现代化的“表层浮选”“再选”的影响，但不能说是工业技术，这种现象一直持续到19

3、世纪。 从19世纪末到本世纪20年代，世界工业生产迅速发展，对矿物原料的需求增大，加上18世纪产业革命的推进，机械化成为可能。 “选矿”技术带来了从古代手工到工业技术的真正转变。 现代大部分选矿技术和设备属于这个时期选矿领域的技术发明，如乔碎机、球磨机、机械分级机、再选、电磁选择的设备和技术和浮选药剂、技术和设备等。 以来，选矿技术已成为人类从天然矿石中筛选出的富含有用矿物原料的成熟工业技术，并得到广泛应用。 重选是以流体力学为学科基础，根据矿物密度的不同在一定介质中进行不同的矿物筛选。 磁选以磁学为学科基础，根据矿物的磁性差异筛选不同的矿物。 电分选利用矿物之间的导电性差异进行分选的技术。

4、浮选以化学为学科基础，根据矿物表面物理化学性质的不同，实现不同矿物的筛选。 国外使用的“选矿”词汇多为“Ore Dressing”或“Mineral Dressing”。 矿物加工学科的形成、发展和现状60年代以来，随着世界经济的迅速发展，人类对矿物资源的需求增加，而矿物资源中，富矿减少、贫矿资源增加，矿山、冶炼厂排出的废水、固体废弃物等环境污染和管理问题也开始受到重视， 为了从传统的选矿技术和贫困矿产资源中有效地分离、富集有用矿产，充分合理利用资源，解决环境问题，选矿技术人员开始认识到，单靠传统的选矿技术不仅不能有效地解决贫困矿产资源的分离问题，而且资源的综合利用也是更为重要的问题。这就需要

5、综合利用多学科知识和新成果，寻找新学科起点，开发新科学技术，实现矿产资源的综合利用。 包括分离、丰富贫矿资源的新技术、技术和设备。 矿物的精制和加工环境的综合管理矿物的新用途的开发等。 也就是说矿产资源的利用不仅仅是通过“选矿”获得矿产品的问题，而是综合性地“加工”利用的问题。 因此，近几十年来，选矿及邻近学科的科学技术人员在选矿学科及交叉学科领域进行了大量的基础理论和技术研究。 并且随着相邻学科的发展，如电化学、量子化学、表面及胶体化学、湍流力学、生物工程学、冶金学、材料科学和工程学以及计算机科学和技术在选矿学科领域的应用，许多新的学科方向和各种加工形成了利用矿产资源的新技术。 “选矿”已经

6、不能复盖许多新加工利用矿产资源的科学领域“矿产加工”。 矿物加工学科不论从哪个学科的基础开始，学科领域及其研究对象方面都远远大于传统选矿学科。 实际上，国外从60年代开始取代“Ore Dressing”而采用“Mineral Processing”。 在中国，经过近十年的准备，在90年代国家教育委员会招生目录中将“选矿”改名为“矿物加工”的近30年矿物加工学科的形成和发展过程中，世界矿物加工领域的科学技术人员进行了广泛而深入的研究，有许多有影响力的学科集团。 例如，美国加利福尼亚大学的材料和工学系、哥伦比亚大学的Henry Krumb矿业学院、宾夕法尼亚大学的材料科学系、特别是其他大学冶金工学

7、系加拿大的大不列颠哥伦比亚大学的矿物工学系、麦吉尔大学矿造系澳大利亚CSIRO矿物化学研究室、 昆士兰大学矿物研究中心瑞典里昂工业大学选矿室意大利CNR选矿研究所德国克劳斯塔尔大学、弗雷堡研究所、亚琛大学苏联米哈诺贝尔矿造研究所中国中南大学、中国矿业大学、东北大学、北京科学技术大学、江西理工大学、北京矿造研究总院、北京有色金属研究总院、长沙矿造这些矿物加工学术和研究中心的研究涉及到矿物加工学科的各个领域，促进了矿物加工学科的形成和发展。 矿产加工学科面临的问题和发展趋势“人口、发展与环境”是21世纪国际社会共同关心的重要议题，而人口增长、社会发展对资源的需求日益增加，天然资源越来越复杂、贫穷和

8、匮乏。 另一方面，人类的生活越来越重视环境问题。 经过几十年的发展，矿物加工学科已经形成了较完整的学科体系，发展了许多新的矿物加工技术，但随着未来人类可利用资源的变化和当前技术的限制，矿物加工技术的发展仍然面临许多挑战。 人类社会生活的发展是矿物加工科学技术的发展目标是实现矿物加工过程的“高利润、低功耗、无污染”。 这要求对矿物加工学科发展面临的问题和科技发展趋势进行深入探讨。 矿物加工学科的发展面临的挑战矿物加工学科的发展首先面临资源变化的挑战，矿物加工处理的资源从传统的天然矿石向如下资源转变。 (1)复杂、贫细、大型多金属矿床：这些矿床的特点是金属品种及伴稀、贵金属品种多、品位低、嵌布细、

9、难处理。 例如柿竹园多金属矿、大工厂多金属矿、攀枝花铁矿、德兴铜矿、广西三水铝铁矿等。 (2)各种非金属矿床：包括非金属矿物、以煤为主的矿床及伴随金属矿山的非金属矿。 特别是后者，在金属矿的选矿过程中，经过粉碎过程，消耗了大量的原材料和能源，一般只回收占总矿量约10 %的有色金属矿或约30 %的黑色金属矿，不能利用大量的伴随非金属矿(尾矿)，矿山的综合利用率低。(3)二次资源：矿山、冶炼厂、化工厂等排放的废水、废渣、废气中的稀有、稀薄、贵金属、废汽车、电缆、机械及废金属制品等二次资源。 (4)海洋资源：海洋锰结核是深海底储存的巨大矿物资源，除含锰外，铜、钴、镍等金属储量十分丰富。 将来陆地资源

10、贫困化、枯竭时，也会成为人类宝贵的资源。 处理的资源发生很大变化，并且由于长期矿产加工学科的研究界限，目前矿产加工学科的发展面临以下技术问题， (1)复杂贫乏矿产资源的综合再利用技术：目前，大多数矿山的选矿能耗高、产品单一、矿产含量高有必要开发各种贫困矿产资源的综合利用技术，进行基础研究。 (2)二次资源的再生利用技术：由于一次资源逐渐减少，二次资源的再生利用技术的开发无疑是矿物加工领域的重要课题。 目前，这方面的技术也不成熟，特别是从三废中回收有用物质，对环境管理缺乏有效手段，导致资源浪费和环境污染。 (3)净水技术：煤是重要的能源，在中国尤其如此。 然而，煤炭给环境带来的污染已成为全球严重

11、关注的问题。 煤炭脱硫和深加工技术一直是矿物加工面临的重要问题。 (4)矿物深加工技术：传统矿物加工以提供精矿和粗级矿物产品为主，产品附加值低，且现代科学技术发展对矿物材料性能要求越高，越不能满足要求。 (5)节能节水、低消费新技术和新设备的研究：能耗高、水消费高、原材料消费高是矿山生产的难题，各种矿物加工技术的发展既要提高矿山资源的综合利用率，又要解决节能消费问题。 矿物加工学科的发展趋势面临待处理的资源变化和技术问题，矿物加工科学技术人员和相关学科的科学技术人员在矿物加工领域和相关学科不断进行新的探索和研究，矿物加工工程与相邻学科的相互交叉、渗透、融合，如物理学、化学和化学工程、生物工程、

12、数学、修订机科学等矿物加工技术的发展是高效的矿物的富集、分离和综合利用以传统矿物加工工程为基础，主要针对复杂的贫矿物资源处理、矿造三废管理和二次资源的再生利用，开发新的技术、技术和设备，研究其过程基础理论，属于传统矿物加工学科领域，属于传统浮选化学、浮选剂分子设置修订、复合物理场矿物加工、 在复杂的这些传统学科的方向上，普及应用所开发的新技术成果将促进传统矿物加工技术和经济效益的提高。 如“电位控浮选技术”一样，开始在硫化矿浮选工厂普及。 “冷固球团直接还原技术”开始工业化，解决冶炼优质钢原料不足的难题。 “煤干法筛选”技术的推广应用，为我国大部分缺水地区洗煤、选煤提供了新途径。 矿物提取以矿

13、物加工学、冶金学、采矿工程学、生物工程学、电化学等为学科基础，形成了一个新的学科领域，主要面向复杂贫困的矿物资源、海洋资源的开发利用。 矿物提取不经过筛选过程而直接从矿石中提取有用成分。 基坑内的现场渗出、生物渗出、堆积浸渍、矿浆电解等等。其中较成熟的技术有铜的浸出提取电积技术，可以用硫酸溶液溶解矿石中的铜元素，用生物菌催化溶解，提取含铜溶液进行电积，得到高质量的铜，用传统的选矿和火法溶解两个高投资、高生产成本的生产环节。 矿物材料以矿物加工工程学、材料科学和工程学、化学和化学工程学为学科基础，研究对各种资源的处理，不经冶炼，直接从各种资源加工制造各种材料的新技术和基础理论。 例如超细矿物粉体

14、材料。 超微细矿物粉体材料在石油化学工业中，作为填充剂、催化剂使用的电子工业中，作为电子糊、磁记录材料、光电波吸收材料使用，且在造纸、农业、航空宇宙、冶金、医药、食品等行业广泛应用。 矿物化学品加工以矿物加工工程、化学和工程为学科基础，对复杂贫困的矿物资源和海洋资源的开发利用，不加筛选，研究由矿石直接制造化学品的新技术和基础理论。 煤的气化液化等。由锰矿石生产电子级碳酸锰，由煤生产活性炭、炭黑、腐植酸及腐植酸肥料等。 矿物加工修订机技术和矿物经济矿物加工过程的修订机管理和控制仍然是矿物加工工程的重要学科方向，需要研究矿物加工全过程的修订机仿真、仿真和优化设定修订，建立矿山、工厂专家系统，进行生产、经营管理。 包括各生产环节的优化、控制、整