工艺矿物学与选矿学的关系范文

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篇1

云南某地曾发现大型含铁岩体，其全铁品位高于工业要求。经查明该铁矿80%以上为硅酸铁，为工业不可用铁。地质单位及时中止了勘查工作，降低了损失。

工艺矿物学提供矿石工艺类型分类

根椐矿石的工艺特性即矿石的物质组成、粒度、嵌布特征、有益有害元素的赋存状态等，对不同矿石，划分出不同的工艺类型，针对不同工艺类型矿石采用不同选冶工艺。

工艺矿物学可为矿山地质提供开采矿石的工艺类型，各类矿石的空间分布规律和利用方向，为采矿、配矿提供精确的基础资料。地质勘探单位对矿石的分类，为自然类型和工业类型，前者表示矿石的成因类型，后者表示矿石中可利用成份品位的高低，两种分类均没有考虑矿石性质对选矿工艺的影响，不能满足矿产开发时矿石配矿和选矿对矿石工艺分类的需要。因此，在各类矿产开发阶段，特别是有色金属，根据不同品级矿石的氧化程度、伴生组份、脉石矿物种类等因素，选择合理的选冶工艺会使产品的品位和回收率更加理想，资源将会得到充分利用。

入选中国地质调查局“2010年地质调查十大进展”的“鄂西宁乡式铁矿利用工艺技术研究”项目，工艺矿物学研究根据不同钢企对原料的要求，将宁乡式铁矿分为磁铁矿型矿石、赤铁矿型高磷酸性矿石、赤铁矿型低磷矿石、菱铁矿型矿石、褐铁矿型矿石、铁白云石型矿石、碱性自熔性矿石等类型，并建议每类矿石的选矿应作的工作，据此选矿科研人员成功研制出合理、高效的宁乡式铁矿开发利用技术。

工艺矿物学可确定矿产资源价值

矿石中主要利用成份的化学量是矿石工业利用的基本数据，各种类型的矿产资源，都需在当地工业环境下，根据当时的选冶技术水平和经济水平，制定出有经济效益的工业开采品位和矿体边界品位，所以矿石中主要利用成份的化学量是决定该类矿石是否有利用价值的主要依据。

矿石中有用成份多赋存于特定矿物中，选冶技术研究的目的就是将这些矿物的单体或集合体有效回收利用。矿物的形态、粒度，物理化学特性与其他矿物的嵌布关系，将直接影响其工业利用效果。以铁矿为例，磁铁矿和假象赤铁矿，单矿物中含铁近72%，而褐铁矿、菱铁矿含铁只有47%～3%，在相同的品位和工艺条件下，以磁铁矿为主的铁矿石，其经济效益要高于以褐铁矿为主的铁矿石。

选矿工艺选别的对象是目的矿物单体和集合体，去除机械选矿方法无法回收的类质同象成份和微细粒(－10μm)或包体。可选别部份所占比例可视为该矿石中主要利用成份的理论回收率。选矿主利用成份的理论精矿品位和理论回收率的计算，可用矿石的工艺矿物学研究方法中的元素金属量平衡计算方法获得。

例如:某铁矿矿山A和矿山B，基本上是同一类型的铁矿山，主要含铁矿物同为磁铁矿。但由于磁铁矿的粒度和脉石矿物种类及粒度不同，矿山A铁的理论回收率为90%，矿山B铁的理论回收率为60%。而矿山A实际回收率为65%，矿山B为55%。从数据看矿山A的回收率比矿山B高出十个百分点，但用理论回收率来对照，矿山A资源利用率为72．22%，而矿山B的资源利用率已达到91．67%。对比可以看出，矿山B对资源的利用率远高于矿山A，而矿山A对资源的利用还有提升潜力。

目的矿物和可综合回收矿物的单体及集合体工艺粒度，也是制约选矿作业回收的重要因素。一般情况下，＜0．020mm粒度部份是目前大多数机械选矿设备暂时无法回收的。矿山企业通过工艺矿物学查明上述内容的矿石性质，即可定量计算资源或该企业现有工艺处理后的矿石在回收率和综合利用率方面处于何种水平，以便决定对资源进行深度开发或改善现有工艺。

工艺矿物学是选冶工艺选择的基础

选择适应矿石性质的技术上可行、经济上合理的工艺方案是矿产资源开发中的重要环节，而这种最佳方案的选择取决于矿石的物质组成、赋存状态和工艺性质。工艺矿物学研究所涉及的矿物组成、粒度特性、结构构造、主次成份的分布规律及选冶工艺中元素走向和富集分散规律等内容，是影响选冶工艺中各类产品的品位、回收率的重要因素，是评价工艺流程的合理性的重要依据。在矿石选冶试验之前进行工艺矿物学研究，提供准确可靠的矿石工艺矿物学信息，为研发合理的选冶工艺提供科学依据，是确保取得最佳经济效益的基础性工作。

在选矿工艺中，工艺矿物学可提供原料、中间产品、尾矿的矿物组成、含量、可回收矿物和需剔除成份的工艺粒度、单体解离度等数据，评判选矿作业金属量损失的合理性，解释不合理损失的原因，为选矿采取必要的改进措施提供依据。

对冶炼的火法、湿法冶金工艺，及时追踪元素的走向和分布规律，查明自然矿物被破坏后在不同温度、压力、浓度、氧化还原电位、酸碱度等条件下形成的人造矿物的种类、含量、理化特性，运用热力学原理和矿物相变机理，精确地提供工艺要求的各项参数，以使冶炼工艺趋于最大的合理性，并为选冶联合工艺中新方法、新技术的攻关提供实测基础资料。

对金属和非金属材料而言，其成份的表面和内在组织的形态与其作用的关系非常密切，工艺矿物学的金相学可提供正常材料和腐蚀后在微观下其表面和内部的形态、组织，测试材料的硬度、韧性等物理参数，以确定材料的质量和改进的方向。

篇2

“难处理”一般是指这类矿石难采选、难冶炼的特性，即指采用常规或单一的选冶方法难于达到有效提取的目的，包括技术上选冶回收率低、开发利用不经济或是开发利用受环保限制等3个方面。

1 我国难处理金矿资源的分布状况及其特点

我国是世界重要黄金生产国，但易选冶黄金资源近年来不断减少，难处理资源已占探明资源总量的1/3左右。这类资源在各个产金省均有分布，其中云、贵、川等西部省份占有很大比例。矿石自身所具有的千变万化的工艺矿物学特性，如金矿物在矿石中的赋存状态、与其他矿物的共生关系、矿石中的共伴生元素、矿石的结构构造以及含杂程度等是黄金难选冶的根本原因。

国内难处理金矿资源可分为易选难冶型和难选难冶型两类。而根据工艺矿物学的特点分析，国内难处理金矿资源大体上可分为3种主要类型。第一种为高砷、高硫、含碳类型金矿石；第二种为金以微细粒和显微形态包裹于脉石矿物及有害氰化矿物中的金矿石；第三种为金与砷、硫嵌布关系密切的金矿石。

2 我国难处理金矿资源的开发利用现状及期发展前景

从难处理金矿资源的开发历程来看，我国处于工业化开发利用的难选冶矿石的提金生产工艺可分为两大类：一类是矿山选厂通过采取预处理技术或强化浸金措施实现的就地产金方式，如通过采用二段氧化焙烧工艺处理高砷金精矿；另一类则是矿山通过浮选或其它工艺富集的方式产出金精矿，集中销售到冶炼厂。

在我国，难选冶金矿石处理技术的开发研究起始于20世纪90年代初，当时国内的科研机构针对难处理金矿资源开展了许多卓有成效的试验研究工作，但大都仅停留在试验室阶段，未能应用于工业上。部分科研院所对氧化焙烧工艺、碱性热压氧化工艺和细菌氧化工艺这3大预处理工艺进行了较为系统的研究。随后，北京有色金属研究院依托湖南黄金洞金矿完成了系统的小试、中试和工业试验。该项研究课题针对黄金洞金矿的高砷难处理金精矿，通过系统的试验研究，重点解决了两段焙烧工艺的技术条件和参数；山东国大黄金冶炼厂与南化院和北京矿冶研究总院合作进行了两段焙烧工艺的技术改造；国内多家科研院所对热压氧化工艺进行了系统化研究，完成了大量的小型试验，并扩大连续性的试验研究。

与此同时，国际上在上个世纪80年代兴起的一种对难处理金矿石预处理的技术――生物氧化提金，这一技术可以解决其他常规选冶技术因回收率过低而无法工业利用的低品位金矿的选冶难题。它是利用生物技术，通过细菌，让包裹在金矿石外面的含砷、含硫金属矿物氧化，金矿石暴露，再将其提取出来。这项技术不仅可用于含砷、含硫金矿的提金，也可用于含砷、含硫的其他稀有金属矿石的提取。

近些年，我国在难处理矿石技术上的研究突飞猛进。2000年12月，烟台黄金冶炼厂采用长春黄金研究院的工艺技术，成功地建成了国内第一家50t/d规模的细菌氧化-氰化炭浆工艺提金示范厂，为细菌氧化工艺在国内的工业化应用开创了良好的局面。通过不断的技术引进与吸收，该工艺逐步实现工程化应用，为我国细菌氧化工艺的推广应用奠定了技术基础，细菌氧化工艺也逐步成为难选冶矿石预处理技术的主流。2004年，我国生物氧化提金技术达到国内领先、国际先进的水平。其中，使用菌种的氧化活性、温度适应范围达到国际领先水平。中国黄金集团公司系统研究辽宁丹东凤城地区的典型难处理金矿，自行采集、培养、驯化优良复合菌种，攻克高效节能生物反应器等核心技术，建成了日处理100吨难处理金精矿的生物氧化提金示范厂。难处理金矿提金技术获得的重大突破，大大提高了国内黄金资源开发率和资源利用水平，为开发周边国家难处理金矿资源提供了契机，增强了我国黄金工业的国际竞争力。

截止2006年，我国已拥有 “生物氧化提金”、“原矿焙烧”、“加温常压化学预氧化”等一批具有自主知识产权的技术。利用这些技术，建成处理难选冶金矿的冶炼厂和矿山二十余座，新增产金能力达到50吨/年。2008年以后，各个难处理金矿资源矿区大多建成了规模性的矿山开发企业，但在开发利用方案方面，除贵州的紫木凼和水银洞外，其他矿山采用的都是浮选富集-金精矿氧化预处理提金技术。2010年，我国已拥有以生物氧化提金技术、原矿焙烧技术为代表的多项完全自主知识产权技术，并成功实现了产业化应用。生物氧化提金技术可使难浸金精矿的金回收率由30%以下提高到95%，解决了环境污染问题，填补了国内技术空白。

近几年来，我国进行了“难浸金精矿生物氧化提金新技术研究与应用”、“难处理金矿碱性热压氧化―釜内快速提金工程化技术研究”、“微细粒高硫铜锌多金属矿高效分选技术研究与产业化应用”等大量的专题研究，这些科技成果有效解决了我国黄金行业难处理金矿资源的选冶技术难题。

3 结语

国难处理金矿资源较为丰富，且分布广，类型各异，有效合理利用这部分资源可为我国黄金生产的发展增添强大动力，在未来，我国应针对难处理金矿资源类型各异的特点，来完善处理工艺技术，做到工艺技术指标的先进性、经济指标的合理性和环保的安全性三者的统一。在自主开发新技术、新工艺的同时，要不断加大科研投入，借鉴国外先进技术，充分利用国内外成功的技术经验，使难处理金矿资源的难选冶技术再上一个新的台阶。

参考文献：

[1]毕凤琳，杨广杰.微细浸染型难选金矿碱浸预处理试验研究[J].中国矿山工程，2014，04：55-57.

[2]唐平宇，郭秀平，王素，李龙飞，高璐.河北某难选金矿选矿试验研究[J].黄金，2014，06：62-66.