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本文作者：周滿賡作者單位：中國地質科學院礦產(chǎn)綜合利用研究所

工藝礦物學提供礦石工藝類型分類

根椐礦石的工藝特性即礦石的物質組成、粒度、嵌布特征、有益有害元素的賦存狀態(tài)等，對不同礦石，劃分出不同的工藝類型，針對不同工藝類型礦石采用不同選冶工藝。工藝礦物學可為礦山地質提供開采礦石的工藝類型，各類礦石的空間分布規(guī)律和利用方向，為采礦、配礦提供精確的基礎資料。地質勘探單位對礦石的分類，為自然類型和工業(yè)類型，前者表示礦石的成因類型，后者表示礦石中可利用成份品位的高低，兩種分類均沒有考慮礦石性質對選礦工藝的影響，不能滿足礦產(chǎn)開發(fā)時礦石配礦和選礦對礦石工藝分類的需要。因此，在各類礦產(chǎn)開發(fā)階段，特別是有色金屬，根據(jù)不同品級礦石的氧化程度、伴生組份、脈石礦物種類等因素，選擇合理的選冶工藝會使產(chǎn)品的品位和回收率更加理想，資源將會得到充分利用。入選中國地質調(diào)查局“2010年地質調(diào)查十大進展”的“鄂西寧鄉(xiāng)式鐵礦利用工藝技術研究”項目，工藝礦物學研究根據(jù)不同鋼企對原料的要求，將寧鄉(xiāng)式鐵礦分為磁鐵礦型礦石、赤鐵礦型高磷酸性礦石、赤鐵礦型低磷礦石、菱鐵礦型礦石、褐鐵礦型礦石、鐵白云石型礦石、堿性自熔性礦石等類型，并建議每類礦石的選礦應作的工作，據(jù)此選礦科研人員成功研制出合理、高效的寧鄉(xiāng)式鐵礦開發(fā)利用技術。

工藝礦物學可確定礦產(chǎn)資源價值

礦石中主要利用成份的化學量是礦石工業(yè)利用的基本數(shù)據(jù)，各種類型的礦產(chǎn)資源，都需在當?shù)毓I(yè)環(huán)境下，根據(jù)當時的選冶技術水平和經(jīng)濟水平，制定出有經(jīng)濟效益的工業(yè)開采品位和礦體邊界品位，所以礦石中主要利用成份的化學量是決定該類礦石是否有利用價值的主要依據(jù)。礦石中有用成份多賦存于特定礦物中，選冶技術研究的目的就是將這些礦物的單體或集合體有效回收利用。礦物的形態(tài)、粒度，物理化學特性與其他礦物的嵌布關系，將直接影響其工業(yè)利用效果。以鐵礦為例，磁鐵礦和假象赤鐵礦，單礦物中含鐵近72%，而褐鐵礦、菱鐵礦含鐵只有47%～3%，在相同的品位和工藝條件下，以磁鐵礦為主的鐵礦石，其經(jīng)濟效益要高于以褐鐵礦為主的鐵礦石。選礦工藝選別的對象是目的礦物單體和集合體，去除機械選礦方法無法回收的類質同象成份和微細粒(－10μm)或包體?？蛇x別部份所占比例可視為該礦石中主要利用成份的理論回收率。選礦主利用成份的理論精礦品位和理論回收率的計算，可用礦石的工藝礦物學研究方法中的元素金屬量平衡計算方法獲得。例如:某鐵礦礦山A和礦山B，基本上是同一類型的鐵礦山，主要含鐵礦物同為磁鐵礦。但由于磁鐵礦的粒度和脈石礦物種類及粒度不同，礦山A鐵的理論回收率為90%，礦山B鐵的理論回收率為60%。而礦山A實際回收率為65%，礦山B為55%。從數(shù)據(jù)看礦山A的回收率比礦山B高出十個百分點，但用理論回收率來對照，礦山A資源利用率為72．22%，而礦山B的資源利用率已達到91．67%。對比可以看出，礦山B對資源的利用率遠高于礦山A，而礦山A對資源的利用還有提升潛力。目的礦物和可綜合回收礦物的單體及集合體工藝粒度，也是制約選礦作業(yè)回收的重要因素。一般情況下，＜0．020mm粒度部份是目前大多數(shù)機械選礦設備暫時無法回收的。礦山企業(yè)通過工藝礦物學查明上述內(nèi)容的礦石性質，即可定量計算資源或該企業(yè)現(xiàn)有工藝處理后的礦石在回收率和綜合利用率方面處于何種水平，以便決定對資源進行深度開發(fā)或改善現(xiàn)有工藝。

工藝礦物學是選冶工藝選擇的基礎

選擇適應礦石性質的技術上可行、經(jīng)濟上合理的工藝方案是礦產(chǎn)資源開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)，而這種最佳方案的選擇取決于礦石的物質組成、賦存狀態(tài)和工藝性質。工藝礦物學研究所涉及的礦物組成、粒度特性、結構構造、主次成份的分布規(guī)律及選冶工藝中元素走向和富集分散規(guī)律等內(nèi)容，是影響選冶工藝中各類產(chǎn)品的品位、回收率的重要因素，是評價工藝流程的合理性的重要依據(jù)。在礦石選冶試驗之前進行工藝礦物學研究，提供準確可靠的礦石工藝礦物學信息，為研發(fā)合理的選冶工藝提供科學依據(jù)，是確保取得最佳經(jīng)濟效益的基礎性工作。在選礦工藝中，工藝礦物學可提供原料、中間產(chǎn)品、尾礦的礦物組成、含量、可回收礦物和需剔除成份的工藝粒度、單體解離度等數(shù)據(jù)，評判選礦作業(yè)金屬量損失的合理性，解釋不合理損失的原因，為選礦采取必要的改進措施提供依據(jù)。對冶煉的火法、濕法冶金工藝，及時追蹤元素的走向和分布規(guī)律，查明自然礦物被破壞后在不同溫度、壓力、濃度、氧化還原電位、酸堿度等條件下形成的人造礦物的種類、含量、理化特性，運用熱力學原理和礦物相變機理，精確地提供工藝要求的各項參數(shù)，以使冶煉工藝趨于最大的合理性，并為選冶聯(lián)合工藝中新方法、新技術的攻關提供實測基礎資料。對金屬和非金屬材料而言，其成份的表面和內(nèi)在組織的形態(tài)與其作用的關系非常密切，工藝礦物學的金相學可提供正常材料和腐蝕后在微觀下其表面和內(nèi)部的形態(tài)、組織，測試材料的硬度、韌性等物理參數(shù)，以確定材料的質量和改進的方向。

結語

1．在選冶試驗研究工作中，堅持工藝礦物學先行原則，是提高選冶科研成果學術水平的重要基礎。實踐表明，攀枝花釩鈦磁鐵礦、金川銅鎳礦等復雜共生礦結合其生產(chǎn)實踐，進行持續(xù)系統(tǒng)的工藝礦物學研究，對不斷完善企業(yè)生產(chǎn)工藝，最大限度提供資源利用率，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，具有重要意義。

2．在多年的實踐中表明，工藝礦物學研究在選冶流程的制定及礦產(chǎn)資源的綜合開發(fā)利用方面作出了積極的貢獻。就其發(fā)展歷史而言，工藝礦物學還是門年輕的學科，還須要廣大研究人員完善技術方法，擴大服務領域。