工艺矿物学与选矿学的关系篇1
【关键词】《现代工艺矿物学》问题教学改革
《现代选矿工艺矿物学》是矿物加工工程专业的一门专业基础课，是学生在学习重力选矿、浮游选矿、碎矿与磨矿课程的一个重要实践教学环节。其目的在于学习相关专业知识的同时，提高学生对矿物关系的认识及理解。本文结合《现代选矿工艺矿物学》课程的特点，从课程内容及目标、教学过程中存在的问题、教学手段及教学方法等方面入手，进行《现代选矿工艺矿物学》课程改革。
一、课程内容及目标
矿石的工艺矿物学性质主要包括：主要矿物的类别和含量、元素的赋存状态、矿物的嵌布特征、原矿和流程产品的矿物单体解离度、润湿性、可浮性、吸附性、离子交换性、热特性及溶解性等。针对上述矿石性质，主要研究内容包括以下四个方面：①原料和产物中所含有元素的赋存状态及其配分比;②原料和产物中矿物粒度分布与嵌布特征及矿物单体解离度;③矿物在矿石处理过程中的性状及改变的可能性;④考察矿物加工过程中的表生变化及与选别之间的关系。在原版教学大纲修订的基础上，对学习主题进行了精准定位，明确了该课程教学的主要目标，主要使学生了解各种矿物的检测方法和手段，熟悉与之对应的分析检测设备，掌握各种设备的操作规范，同时理论联系实际，在教学的过程中结合科研进行实例剖析，不断提高自身能力。
二、《现代选矿工艺矿物学》在教学中存在的问题
在《现代选矿工艺矿物学》这门课程开展过程中，想要高教学质量，就必须要对课程内容进行有效的改革。这样既能够帮助形成完善的矿业类课程教学方式，同时又有针对性地对课程中遇到的难题也能够给予必要的解答，同时加强了学生动手和观察能力的培养，从而有效提高了该门课程的教学质量。
《现代选矿工艺矿物学》作为一门专业课，由于没有固定教材，学生们的学习理解具有相当难度;加上现有的讲稿是在参考多个书籍或手册的基础上进行汇总的，与一本好的教材相比，还欠缺很多关联性的细节内容和环节，这也是导致目前该门课程难以教学的一个重要原因。其次，课程的实践性不够。目前，不少高校都存在类似的问题，由于任课教师专业对口问题、实践经验问题等，加上部分高校由于实验设备不足甚至不具备，从而导致大部分同学达不到实验课的真正实践目的。
三、教学改革内容探讨
针对以上该课程在教学过程中存在的问题，文章从课程体系、教学内容、考核方式等几个方面进行了教学改革的探讨研究。
（一）合理有效组织教学内容
《现代选矿工艺矿物学》内容涉及课程内容种类比较繁多，各门课程都是由抽象的理论和概念组成的，学生对于课程知识经常难以达到很好的理解和掌握。因此，在教学活动开展过程中，教师需要将多门课程综合联系起来，同时加强实验课程的开设，这样才能够更好地找到有效组织教学活动的方式。同时，在该门课的教学过程中，需要将学习重点放在与矿物有关的基础内容上，包括矿物形态、物理特性、化学特性、化学成分、嵌布关系等基本内容，然后在掌握基础内容的基础上，重点对矿物结构进行详细的研究和探索，同时考察矿物结构与矿物选别之间的关系，通过对一类矿物的了解，达到触类旁通的目的。
（二）注重实验教学，强化技能培养
《现代选矿工艺矿物学》是一门实践性较强的学科，在教学过程中，一方面要注重理论知识的积累，不仅要将理论知识贯穿到各门学科中，同时也要注重培养学生独立分析问题和解决问题的能力;另一方面，该门学科也需要通过开展有效的实践活动来提高教学效果。这就要求开展本门课的教学单位必须保证有充足的实验条件提供给学生，确保人人都可以亲自实际操作。只有这样才能确保学生的动手能力、思维能力和综合实践能力得到有效提升。
四、教学方法的改进与教学手段的改进
由于《现代选矿工艺矿物学》这门课程具有知识点多、信息量大的特点，传统的板书教学大大减少了教师在课堂上信息量的传输，使得教学过程连贯性较差。为了改变以往呆板的教学模式，同时也为了保障教学效果，现代化的教学手段必须引入到该门课的教学课堂中，运用多媒体课件进行教学，结合工艺矿物学实例分析，奠定学生从感性到理性的认知过程的基础，从而大大提高学生的学习效率。此外，采用多媒体教学节省了板书时间，科研实例的分析讲解使得教学过程中的难点知识便于理解和消化。在条件允许的情况下，教学过程中应多深入企业进行学习，培养学生的学习积极性和主动性，从而不断提升自己的能力。
工艺矿物学与选矿学的关系篇2
[关键词]磁选、斑岩型、铜矿厂、尾矿槽
中图分类号：tD923文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）37-0259-01
一、磁选概述
1、磁选简介
磁选通常将根据X比矿物大小的易感性分为四类中选择：①强磁性矿物中，x>3000×10-9m3/公斤，主要是磁铁矿，磁铁矿和磁黄铁矿等；②中度磁性矿物，X=（600？3000）×10-9m3/公斤，有钛铁矿，文物和半假象赤铁矿等；③弱磁性矿物，X=（15？600）×10-9m3/公斤，主要是赤铁矿，赤铁矿，菱铁矿，褐铁矿，锰矿，锰矿石和硬质钨矿等；④非磁性矿物中，x
2、磁选原理
磁遭受磁性矿物颗粒的磁性矿物的有关自身的规模；非磁性矿物颗粒主要是由机械力的作用。随后，沿不同的路径每一个动作，得到整理。在磁场比磁力的大小通常遭受磁性粒子是正比于磁场强度和梯度。分离器品种繁多，通常可从磁场强度，聚磁介质类型和结构特征来进行分类。最基本的分类是根据该磁场的强度分有三类：①弱磁性分离器，工作间隙（0.6？1.6）×105a/m时，用于排序的强磁性矿物的磁场强度；②在磁性分离器中，磁场强度（1.6？4.8）×105a/m时，用于排序中等磁性矿物的工作间隙；③强磁场强磁选机，为（4.8？20.8）×105a/m的工作空间，为竞选做弱磁性矿物。自20世纪70年代出现超导磁选机，磁场强度可达（28？40）×105a/m时，可以选弱磁性矿物。根据工作介质，磁性分离器有（空气）和湿（水）除以干。分离器的结构和选择其他矿物的磁性强度和粒度有关。除了用于排序散装材料，可以由几个毫米，一般被处理到几微米的材料尺寸的磁性滑轮。
二、磁选在斑岩型铜矿山选矿厂尾矿槽中的应用研究
1、斑岩型铜矿床特征
斑岩型铜矿床特征斑岩铜矿（斑岩铜矿），通常指的是具有传播的共生结构，细脉斑状花岗岩侵入和传播的铜和钼的细脉-铜丰富的集体成分。И.Г.帕夫洛娃取得10斑岩铜矿和其他功能可从内生矿床加以区分：网状细脉浸染矿化特征；主要金属矿物（黄铁矿，磁铁矿，黄铜矿，辉铜矿，斑铜矿中，硫砷铜矿和挥发性铜的某些沉积物）和其相关联的非金属矿物（石英，绢云母，钾长石，黑云母，高岭土矿物等）的组合物和稳定性；在原矿石的平均铜含量相对较低（0.3-0.8%），而在氧化矿石显著更高？？（高达1.5%），而自然氧化钼矿石的分布也比较均匀（0.005-0.05%），在这种情况下，在铜的矿石和钼很大的变化的比率，形成了一系列重要的铜和铜-金，铜-钼矿床；矿化斑岩中立的基于组件的入侵（花岗闪长斑岩，石英二长斑岩），和一些酸性（花岗斑岩，和偏基性岩体（在闪长玢）空间接触；或直接矿化发生于斑岩侵入体内，或境外发生的入侵与周围的岩石亲密接触-火山岩侵入岩变质岩和；矿体的发展出现大范围热液蚀变带岩石，绢云母蚀变岩-石英，黑云母-长石的质量，泥浆和账户磐岩型，金属元素共生出现最大①及主要非金属矿产②，按以下顺序来写围岩稳定性和热液成矿区划可用；①Fe3+离子的mo（铜）铜（钼）铜（银）一个Fe2+的（金）不含铅的锌a（金，银）；②黑云母-钾长石，绢云母，石英，蒙脱土，高岭土，磐；矿床储量巨大，可以保护矿石，成本低，露天开采的可能性较大规模的发掘，出现与氧化有关的富矿，形成硫化矿的比较差的主要次生富集带；斑岩铜矿形成于发展不同阶段的褶皱区沟槽。与主相前两种岩浆弯折槽（在岛弧段）的形成，而且在造山阶段和斑岩侵入岩和火山岩阶段的后续激活。现阶段在对斑岩铜矿进行分类时，使用下面的一些功能不仅要考虑个人的特点，同时也考虑到性能的各种组合：（1）其中的古建筑和构造；（2）含有岩浆生成和矿化斑岩阶段（3）含矿岩浆侵入地壳厚度和组成的建筑组成成分的矿石；（4）相对湿度米利托分斑岩铜矿系统生产矿体含有岩浆岩层矿石（5）的深度，角砾岩简（6）的存在；（7）矿石的主要成分，该站已纳入分区特性（8）金属矿石，（9））的组成和区划热液蚀变岩，（10）的矿石和侵入体的矿体的形态特征；矿石成分。
2、斑岩型铜矿山选矿厂尾矿有价元素分析
尾矿成分包括化学组成和矿物组成，尾矿的物理性质，包括建材生产相关的物理和化学性质的性质。在一般情况下，岩浆蓄积型，火山喷发的类型，相同类型的生尾矿沉积，区域变质矿床，其化学成分和基本近似的主岩组合物；接触交代型和热液型，优雅矿床尾矿砂，主要取决于矿化围岩蚀变类型。此外，回收率，而且还具有对尾矿成分有一定的影响。不管是什么类型的尾矿，其主要内容，不外乎o，硅，钛，铝，铁，锰，镁，钙，钠，钾，p，H等多种类型，但它们是不同类型的尾矿石，它的内容广泛地变化，并且具有不同的结晶化学行为。
3、斑岩型铜矿山选矿厂尾矿槽磁选机的选择
分离器广泛的被应用与资源回收，木材业，矿业，陶瓷，化工，食品工业，煤炭，建材及其他适用于除铁磁性作业中。根据功能不同分为：干式磁选机，湿式磁性分离器，磁性分离，弱磁性分离器等，随着技术的进步，磁性分离器磁性颗粒尺寸可能已经达到4mm以下，而且从1500t的磁场强度上升30000t，这样的磁选机广泛和极大的应用提高了排序几次的效率。
三、斑岩型铜矿山选矿厂尾矿槽磁选工艺
磁选工艺流程，是一种磁铁矿的干湿联合选矿磁选工艺流程方法，磁选工艺流程主要是对矿粉进行三级磁选处理，再经湿料磁选，磁选所选用的磁场强度为400～1200GS，磁力滚筒转速为60～320转/分，湿料经脱水制成成品铁精矿粉，一般铁含量在35%的矿石，经此法磁选后铁精矿粉铁含量可达68～70%，该联合工艺方法，矿石利用率可达90%，工艺过程中用水量少，节省水，降低成本，减少污染，磁选中的粉尘由除尘装置捕集，不会造成空气污染，本方法是一种生产效率高，产品质量好，无环境污染的具有创造性的工艺方法。矿物颗粒通过磁选机磁场时，同时受到磁力和机械力（重力、离心力，介质阻力、摩擦力等）的共同作用。磁性较强的矿粒所受的磁力大于其所受的机械力，而非磁性矿粒所受磁力很小，则以机械力占优势。由于作用在各种矿粒上的磁力和机械力的合力不同，它们的运动轨迹也不同，从而实现矿物质的最终分选。想要顺利的分离出磁性矿粒，其必要条件是：磁性矿粒所受磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力。
四、总结
磁选是利用磁力清除物料中磁性金属杂质的方法。磁选的应用则是利用各种矿石或物料的磁性差异，在磁力及其他力作用下进行选别的过程。我们只要从选矿加工技术、工艺操作和设施上想办法，处理好精矿品位与回收率的关系，努力提高回收率；加强试验研究和工艺研究工作，开展矿点样、稳定指标；三是加强与矿生产技术部的沟通与交流，掌握矿山供矿情况，根据每周的供矿计划提出了周指标预测预报和校核，用于指导现场操作，才能使得指标的稳定和提高效率。
参考文献
[1]张汉泉，余永富，陈雯.大冶铁矿强磁选精矿磁化焙烧热力学研究[J].钢铁.2007（04）.
[2]郭小飞，袁致涛，冯泉，韩跃新.高梯度磁选机永磁化的研究与进展[J].现代矿业.2009（04）.
[3]陈剑，李晓波.高梯度磁选机的发展现状及应用[J].矿业工程.2005（04）.
工艺矿物学与选矿学的关系篇3
关键词：难选铅锌矿；选矿工艺；技术改造
1案例介绍
2007年，内蒙建成了某铅锌矿，主要是对天然的矿石的进行加工生产。虽然顺利建成，但是由于其存在的铅锌矿石难选的问题，导致该厂无法正常的生产，甚至有很长的一段时间内是处于停产的状态的。该矿厂为了可以尽快地进行生产并且得到经济效益，他们在某设计研究院的帮助下对其整体的工艺进行了改造。这个研究院在对该厂的各种数据和资料进行分析以后，提出了针对性比较强的改造方案。而矿厂在改造之后，不仅可以进行正常的生产，而且还取得了非常大的成功。
2矿石的性质及实验
2.1矿石的性质
首先，矿石中存在的有价金属元素分别为铅、锌、金、银等，对他们进行价值分析我们可以知道其都具有非常高的回收价值。除此之外，由于矿石很容易被氧化，所以导致这些矿石在成矿的时候，会因为整体构造相对破碎而导致其孔隙比较多，这样其中的铅锌等矿石就会变成其氧化物。根据相关的数据调查分析可以知道，铅锌矿里面的矿物的直径都是小于0.03毫米的，而且在这些矿石中，小于0.01毫米的又占绝大多数。但是通过实际的观察分析可以知道，这些矿石在形成的过程中，总会被其他的矿物包裹，这就导致在后面的加工，例如碎磨的过程中，非常难将其进行单体解理，这样就会影响矿物质的整体分离和富集。而从矿物的存贮的状态来看，我们发现，矿石的结构是非常的多样的，在形成的过程中，矿石都会互相的包裹穿插，有些破碎了的矿石会以胶结物的形式存在。还有一些矿石可能会被氧化，这样就导致矿石在选矿分离的时候会非常的困难。还有一些比较特殊的矿厂，例如金、银矿厂，他们虽然是以矿物的形式存在的，但是其整体的分布比较均匀，并且非常的细微，使其回收相对而言比较简单。通过以上的种种描述，我们可以知道，该矿厂的矿石结构是复杂的，它是属于复杂分布的铅锌混合矿，这种矿厂将其划分为难选矿厂。
2.2具体的实验
该设计院在对其进行改造和研究的时候，发现该单位选择重-浮的流程，作为其产出铅精矿与金精矿的主要工艺技术。虽然矿厂在选择工艺的时候经过了大量的实验计划，但是在实际的生产当中，其富集程度仍然比较低，这样就导致该矿厂在随后不能够生产出较为合格的锌精矿、采用这种工艺流程，我们得到铅精矿的铅含量为42.57%，其中含金量为22.44g/t，含银量为556.27g/t。回收率按照铅、金、银的顺序排列分别为60.09%、36.21%、35.35%。该研究院在进行实验的时候，只回收金和铅，小部分回收银，并且不回收锌。但是从这一系列的实验我们可以看出，实验的过程比较简答，导致其研究的深度是不够的，并且在最终选择的时候，所选择矿品的质量都比较高，与一般的矿产元素分析产生较大的差异，因此出现了了不一致性。
3工艺改造的方案及经济效益比较
3.1原工艺生产流程以及改造之后的生产流程
首先进行原工艺流程的论述。从上文的论述中可以知道，铅锌矿的分离一直是我们在选矿的时候较为重视的也是比较困难得一个问题。并且从上文的论述中也可以知道矿区中矿物的分布关系是比较复杂的。根据实际的统计数据我们可以知道，该矿厂在进行回收时，扣除了回收所需要的成本之后，基本上没有得到利润。并且开始的工艺流程非常的复杂，所需要选择的药剂种类也非常的繁多，加上本来矿厂的性质就不是特别的稳定，导致在选择的时候非常的困难。因此我们就对其生产的工艺进行了改造，希望可以解决这样一个问题。
接下来我们对改造之后的生产流程进行描述。首先，我们将原矿采用一定压力的磨机进行粗磨之后，需要采用螺旋流槽重选脱泥抛尾的方法将其进行分离，所分离的粗磨细读为-0.074毫米，比重为55%～60%。在进行第一轮的浓度提高之后，在选用不同的磨机对其进行硫化矿的复选，在选择完毕之后，由于在原矿中其锌的品位也比较高，所以我们所选择的流程是先选择浮硫化铅，再进行浮硫化锌的选择，然后选择浮氧化铅，最后选择浮氧化锌。总体概括来说就是先进行铅的浮选，后进行锌的浮选。进行浮选之后，为了提高精矿的质量与品味，我们再用小一点的磨机对其进行最后的研磨。以此，所有的工艺流程基本完成。具体的浮选指标如表1所示。
在此工艺中需要注意，在设备布置上我们应将重选放在浮选车间的后面，这样就可以对场地进行充分的利用。不仅可以减少工程的投资的施工难度，也可以保证整体的改在可以在原来的车间内进行布置，并且保证车间的宽敞，方便进行工作。
3.2经济效益比较
首先我们从矿厂的价值进行比较测算可以得知，铅锌矿在按照如上所述的流程进行改造之后，当其选矿厂恢复了正常的生产的时候，我们所需要的各项生产技术指标都达到了预期的水平要求。虽然当期在这方面的市场发展不是特别的乐观，但是该矿厂仍然取得了比较好的经济效益。
然后我们再从其生产成本的角度对其进行比较。在进行改造之前，平均的价值是每吨的金属量就需要2837.2元的成本，这是该厂所记载的财务资料，我们经过一系列的测算可以得知，将其折合成为每吨的原矿处理费用的时候，为190.6元每吨原矿。这个成本在这个行业中是属于较高的。成本高自然就会导致其利润随之下降。而在我们对其进行改造之后，该矿产的季度平均值为2217.4元每吨金属量，相比于改造之前降低了大约600多元，将其折合成原矿的时候，也仅仅为139.8元每吨原矿，相比降低了50元左右。由此可见，经过生产工艺改造之后的生产成本大大降低，从侧面提高了经济效益，这样一来，企业的营业利润就会随之增长，那么其经济效益也就随之提高。同时，由于我们将生产工艺流程简化，使得在生产的过程中，其药剂的种类很大程度上减少，这样就保证了生产的指标相对稳定，操作工艺也相对简单。
4结束语
综上所述，我们对内蒙古该矿产的生产实践和矿石的性质进行了简单的分析，并且对原来的选矿工艺进行了改造，使其工艺流程变得更加的简单、易操作。通过改造工艺，并且将这项工艺进行实践检验，发现改造之后的工艺可以大大降低企业的生产成本，并且促进其提高经济效益。目前我国仍然有很多与文章类似的难选铅锌矿的技术研究，希望通过这一系列的研究和发展，促进我国的选矿工艺改造发展的更加迅速。
参考文献
[1]张庆丰，赵争争.司家营研山铁矿综合尾矿选矿试验[J].现代矿业，2016（06）.
工艺矿物学与选矿学的关系篇4
【关键词】菱镁矿；利用；选矿；资源综合利用；高附加值产品；尾矿
1.我国菱镁矿资源现状及存在的问题
我国菱镁矿储量居世界首位，也是我国的优势非金属矿产资源。截至2000年底全世界已探明储量为100亿吨左右，其中我国所占份额约为31.2%，主要分布在辽宁、山东等地区，西北地区次之。而辽宁储量最为丰富，约占全国总储量的85.6%；此外，其还具有高品位‘质地优良等特点。菱镁矿可分为晶质和隐晶质两大类，而隐晶质矿床在我国极少。菱镁矿大多数被加工为氧化镁产品，制成碱性耐火材料用于冶金工业；部分也用来提取金属镁；还用于化学工业制取镁的化合物；建筑工业上用菱镁矿制含镁水泥等。然而长期以来弃贫取优的掠夺式开采造成我国高品位菱镁矿资源日益巨减；巨量的低品位矿石未能得到有效的利用，造成资源的极大浪费。另外，目前国内外对菱镁矿初级原料需求相对减少，对高附加值镁产品需求不断上涨。而我国科学技术水平制约着我国对高附加值产品的开发。尽管我们占据着优势的矿产资源，然而形式对我国依然十分严峻。
2.菱镁矿的选矿初加工工艺
由于我国菱镁矿资源的特点，我国对菱镁矿选矿工艺的研究落后于某些国家相当长一段时期。近年来，随着高品位矿石的不断消耗，高附加值产品需求的增长，我国的菱镁矿选矿工艺研究取得了长足的发展，科研工作者做了大量的工作：1965年6月我国海城对菱镁矿进行了热法（焙烧-风选）选矿试验；同年，我国开始了菱镁矿浮选饰演的研究工作；1977年8月及1978年武汉钢铁学院分别对大石桥镁矿进行了浮选提纯实验，是我国菱镁矿选矿基本赶上世界先进水平。[2]然而，在实际选矿生产中仍然存在着许多的问题。由于矿石性质的差异机选别条件的制约，选矿方法也各具特色，常见的集中有：热选法、浮选法、重选法、磁选法、静电分选法、化学选矿等。
2.1重选法
重选法是因目的矿物与脉石矿物密度的差异，借助于一定的分选设备使其分离富集的方法。由于菱镁矿分选一般采用重介分选，显然矿粒的粒度与形状也是分选效果的制约因素，分析菱镁矿的矿物组成可知其与伴生矿物及脉石矿物的比重差较小。因此分选效果不理想，而且处理的矿石粒度大于3mm，工业上常用于提高回收率。近年来，随着对菱镁矿的深入研究国外出现了多孔性细粒菱镁矿的重力分选的研究，并取得了显著的效果。
2.2浮选法
对细粒级低品位菱镁矿的利用及精细化工高纯度的要求，浮选法应用于处理菱镁矿取得了理想的效果。硅酸盐等脉石矿物较容易除去，而与菱镁矿化学成分、晶体结构相近的白云石均为极性矿物，破碎后断面呈离子键，不饱和性强，亲水，不易浮。因此表面性质不明显，在晶格中钙、镁、铁之间又可以互换而成类质同象，故需要选择适当浮选药剂来控制浮选效果。近年来，国内对菱镁矿的浮选研究较多。如程建国、余永富针对海城二级菱镁矿的矿石性质和生产现状研究，通过实验确立了反浮选—正浮选流程；反浮选用盐酸、水玻璃、十二胺药剂方案，显著提高脱硅率；正浮选用水玻璃、六偏磷酸钠、sm捕收剂，同样取得理想的效果。[2]
2.3热选法
对菱镁矿的热重分析、差热分析及煅烧后的化学组成、矿物组成分析，菱镁矿中碳酸镁与其他脉石矿物在热学性质上有明显差异。将菱镁矿加热至分解温度一段时间，其主要成分碳酸镁分解，然后分解出的氧化镁重结晶，疏松、易碎。而其中的脉石矿物未分解或高温变质为较硬的其他物质。然后经过选择性磨矿、分级得到含氧化镁较高的精矿；再磨后风选进一步提高品位；工业上常加氯化铵等添加剂混合焙烧降低能耗。
2.4其他分选工艺
随着科学技术水平的提高各个学科交汇，近年来出现了不少其他的菱镁矿分选新工艺。日本利用矿石导电性的差异、矿石整流性与临界电位的不同，借助电选设备高效分离菱镁矿；希腊用选择增强矿物磁性的方法进行菱镁矿的磁选试验；还有使用rhodococusopacus菌作为生物捕收剂浮选分离方解石与菱镁矿；此外，盐酸法、胺法与碳酸铵盐法等化学分选工艺提高精矿品味也得到广泛应用。
3.菱镁矿的初级利用、存在的问题及解决方向
诸如冶
这样需要耐高温材料行业的快速发展，镁质耐火材料得到了广泛应用，其次在造纸、陶瓷、制糖、建材等工业部门也有重要用途。然而这些对菱镁矿的运用科技含量低且均以高品位矿石为原料，显然这是种不正常的现象并造成资源的浪费。长期的初级利用造成我国菱镁矿资源存在一系列问题：储量丰富、合理利用少、大量低品位矿石浪费、高品位矿床逐渐消失且利用效率低、产品附加值低；为合理解决这些问题有以下几个方向：（1）开展国土资源保护工作加强菱镁矿政治整合、合理规划管理（2）加强加深菱镁矿选矿提纯的工艺技术水平（3）开展资源综合利用研究工作，有效地解决尾矿级低品位矿石的利用问题4.积极探索开发高附加值镁产品与精细化工。
4.高附加值岭煤矿产品开发
我国大量出口菱镁矿原料及低级镁产品，而大量进口高端镁产品，牺牲资源换取产品价值，可见我国发展、开发高附加值镁产品十分紧迫、十分必要；目前集中在开发利用物理化学性质的晶须产品、化学性质的镁盐精细化工产品及高纯镁产品与纳米材料等。
4.1晶须产品
晶须是人工合成的纤维状单晶体，结晶完美、尺寸小、具有各种抗极限条件的性质，在工业制造中得到广泛的应用，尤其是在航空航天等事业中发挥这重要作用。
4.2其他高档产品
利用菱镁矿中有益组分氧化镁提取金属镁，目前研究较多的采用镁盐电解提镁与菱镁矿真空热还原法炼镁；镁质纳米材料及镁质矿物凝胶材料在未来的镁产品的开发中也值得深入研究。
5.菱镁矿尾矿资源的开发利用
由于我国菱镁矿资源的特点，长期以来人们忽略对菱镁矿尾矿资源的开发利用，然而作为一种不可再生资源，如何做到可持续发展，要求我们摒弃采富弃贫的生产方式，合理利用好尾矿资源。菱镁矿尾矿中含有丰富的钙、硅、铁、锰等资源，需要我们逐步深入探索选矿工艺、优化产业结构、开发系类产品，真正做到“一矿多用、复合利用、综合利用”。尾矿的利用不仅为国家增添财富，还为企业带来效益，保护环境等诸多益处。
6.结语
菱镁矿资源为我国非金属的优势资源，为我国出口创汇、国民经济发展起了重要作用，然而粗放型的产业模式是我国在镁质产品方面的形式十分紧迫。当前我们急需解决的问题有：（1）改变生产理念，贯彻可持续发展方针，发展循环经济。（2）大力培养健全的科技人才队伍，建立采—选—开发—销售一体化的科研团队。（3）深入探索选矿提纯工艺技术，合理利用低品位矿石。（4）加大对高附加值产品的投入与研发。（5）开展资源综合利用，利用尾矿资源。合理有效地解决以上问题才能真正发挥我国菱镁矿的资源优势，提高在国际市场的占有率。
【参考文献】
工艺矿物学与选矿学的关系篇5
关键词：高纯石英砂；硅石浮选；提纯工艺
中图分类号：tD873文献标识码：a文章编号：1009-2374（2013）28-0013-03
硅石的化学成分是二氧化硅，其物理性质和化学性质十分稳定，是一种重要的工业矿物原料，用途十分广泛，经加工的粉料可应用在玻璃制造、机械铸造、陶瓷、化工、橡胶以及耐火材料上。纯度高的硅石经过提纯所制的高纯石英砂则可应用于电子技术、航空航天、光纤通信以及军工等领域，随着这些领域的发展，对高纯石英砂的要求也越来越高，且需求量也越来越大，我国每年需进口大量的高纯石英砂。因此，不断改进提纯技术，研究提纯工艺，获得高纯石英砂，是满足高新技术产业对高纯石英砂需求的有效途径。本研究通过对江海某石英企业生产高纯石英砂的工艺流程进行了跟踪，旨在通过采集数据，研究机理，为企业优化工艺流程和保证产品品质提供保障。
1硅石性质
本研究所用硅石为国内某地脉石英矿，硅石为块状，形态各异，最大块径在400mm左右，大小不等，乳白色，呈半透明状，石英颗粒细小，晶形较好。岩矿鉴定表明，含有少量杂质矿物，主要是泥石、黄铁矿、赤铁矿、长石、云母、粘土质胶结物等；在显微镜下观察，硅石中含有一些包裹体，主要以气相和气-液相为主，呈条带状分布。
2工艺流程及结果分析
企业生产主要工艺流程如图1所示。原矿硅石经水清洗人工敲碎分选，将合格石英料投入焙烧炉中，在850℃～980℃温度下焙烧6个小时，焙烧后将石英料拖入清水中进行水淬，再经人工拣选出去除杂质后送入破碎机进行破碎并过筛，再将通过筛网的石英砂送入磁选机，磁选后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再经浮选、脱水、烘焙、冷却、包装，制得高纯石英砂。根据工艺流程我们分别对某些工艺段进行跟踪，采集样品（取样点见图1），所取样品通过iCp检测，并对数据进行分析，以下对各工艺进行分析。
图1主要工艺流程图
2.1焙烧和水淬
硅石内有大量的裂隙，除石块表面外，杂质大多分布于裂隙与晶界间，随着温度的升高，杂质与石英颗粒的膨胀系数不一致，就会产生裂纹，而晶体内的固态包裹体，也因为与石英基体膨胀系数不一致，会产生裂纹。当温度加热至900℃左右时，石英晶型发生转变，由α-石英在573℃转化为β-石英，到870℃时β-石英再转变成β-鳞石英，此时由于石英晶体结构发生剧烈变化，晶体体积膨胀较大，促使晶内杂质进一步暴露，当焙烧过的硅石浸入冷却水中进行水淬时，石英颗粒变得更加松散，沿杂质与石英基体爆碎，有利于杂质的暴露和破碎。从表1数据可知，焙烧水淬后（取样点b）Fe、ni、Cr、Cu、al、K等杂质元素相比焙烧前（取样点a），均有不同程度的下降，其中Fe、ni、Cr下降明显，Cu、al、K等也略有下降，主要是因为铁质类杂质和表皮脏物在焙烧和水淬过程中得到了有效去除。而na、mg、Ca等杂质元素却有上升，这是因为用于水淬的冷却水中na、mg、Ca等杂质元素过高以及空气中粉尘未能有效排出有关。
2.2磁选
磁选是利用各种矿石或物料的磁性差异，在磁力及其他力作用下进行选别的过程，磁选可以除去含铁类强磁性物质，也可以除去弱磁性物质。本次研究所采用的是高梯度强磁选机，工作时磁场强度在1500ka/m以上。根据表1的数据分析得出，磁选后（取样点d）Fe元素相比磁选前（取样点c）有大幅下降，由107.2mg/kg下降至20.15mg/kg；ni也略有下降，由0.11mg/kg下降至0.07mg/kg。而其他杂质元素基本保持不变，说明本工艺对于去除杂质元素Fe的效果是相当显著的。
2.3酸浸
酸浸是高纯石英砂提纯工艺中的重要工序之一，无论是制备电光源用石英玻璃，还是用于制备光伏以及半导体器件用的石英原料，都必须采用的工序。本工艺主要是为了去除溶于酸的金属氧化物和部分硅酸盐矿物。在经历焙烧水淬、拣选、强磁选后，大多数氧化物及杂质矿物已被去除，但还有部分氧化物及杂质矿物处在晶界、微裂隙及晶体内，去除有些困难，因此采用长时间的酸浸，以去除此类杂质。本工序采用一定比例的HCl和HF的混合酸进行浸泡，浸泡时间为6天。根据表1数据可知，酸浸后（取样点e）相比酸浸前（取样点d）各杂质元素均有下降，其中al从41.4mg/kg下降至22.6mg/kg，Fe由20.15mg/kg下降至0.38mg/kg，na由7.51mg/kg下降至1.99mg/kg，K由3.97mg/kg下降至0.24mg/kg，Ca由14.4mg/kg下降至0.45mg/kg，mg由3.63mg/kg下降至超出检测限。以上可以说明，酸浸对于去除有害杂质效果非常明显。
2.4浮选
浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，按矿物可浮性的差异进行分选的方法。矿物可浮选性的最直观的标志就是矿物被水润湿的程度，即疏水性与亲水性的关系。然而影响矿物浮选行为的因素众多，其中最重要的因素之一就是矿物的结构，印万忠等人研究表明，硅酸盐矿物浮选特性与不同结构矿物解离后表面电性、离子组成、化学键种类等因素有关。FuerstenauDw认为，硅酸盐矿物的疏水与亲水性在本质上与结晶化学有关，利用这种关系给硅酸盐矿物的浮选处理提供了一定的选择。石英中的杂质多以长石、含铁矿物和云母等为主要对象，对此在本工序中，将酸浸清洗好的石英砂配比一定的水投入到浮选机中，采用阴离子捕收剂油酸钠浮选体系，矿浆温度控制在40℃～50℃，浮选好的石英砂用去离子水清洗至中性，得到表1所示数据，从中可知，浮选后（取样点f）各杂质元素相比浮选前（取样点e），al由22.6mg/kg下降至
21.6mg/kg，而na和K略有上升，总体效果不是很明显，主要是由于前几段工序中，硅石表面、裂隙、晶界及晶体内杂质去除干净，而晶格中杂质则难以去除，比如al。然而na和K的升高可能是因为浮选过程中含na的捕收剂的影响以及未能清洗干净造成的。
2.5烘焙
石英砂浮选清洗后进行脱水，再投入到烘焙管中，冷却装袋。从表1的数据可知，各杂质元素含量变化不大，主要是因为本工序是在单独的车间中进行，并安装大功率除尘装置，因此有效杜绝来自空气中粉尘的二次污染。
3提纯工艺建议
如前所述，根据对提纯工艺流程的考查以及企业现场生产效果的分析，为进一步改进工艺流程，确保产品品质，分别从技术和管理两个方面进行探讨。
3.1技术方面
在整个工艺流程中，杂质元素Fe、Cr、ni、na、K、Ca、mg、Cu等下降较大，这是因为在焙烧水淬、磁选、酸浸工序中得到了有效去除。al在经历一系列提纯工序之后，去除效果有限，这主要是因为al3+进入晶格替代Si4+、而且离子半径也比较接近，不易提纯，类似的还有ti4+、B3+、p3+等，因此，我们可以看到杂质元素ti处于比较稳定状态，只在焙烧水淬之后处于晶界及裂隙上的得到部分去除，剩下在晶格内的不易去除。Li比较活泼，且半径很小，容易进入晶格间隙中，也容易扩散出去，总体去除效果不佳。因此，为提高产品质量，在采购原矿硅石时，应增加原石的化学成分检验，对于含al、ti、Li、B、p等杂质元素含量较高，K、na等杂质元素含量过高的，应放弃采购。同时，笔者注意到，在焙烧水淬和浮选清洗之后，na、mg、Ca等杂质元素变化较大，含量不稳定，这可能是与水淬用冷却水和清洗水的水质有关，建议企业增加水处理设备，将水淬冷却水改为电阻率在15mΩ·m以上的去离子水，浮选之后清洗用水改为电阻率在18mΩ·m以上的去离子水。
另外，笔者也注意到，在磁选车间、酸洗车间、浮选车间和烘焙车间，建议应加装大功率排尘装置，如有条件的话，将这些车间改装为至少十万级以上超净间，这样可有效解决本环节出现的不确定因素。因为石英在经过溶液表面荷电过程，易吸附与表面荷电相异的有机极性物质，而且在电、磁和加热过程中，石英砂表面易产生静电，吸附空气中的异电粒子，从而造成加工过程的二次污染。
3.2管理方面
从企业生产现场可以看到，高纯石英砂提纯生产线自动化程度低，从原矿分选、破碎、酸洗、浮选到烘焙整个工艺流程需要用到大量人工，对于生产型企业来讲会存在很多不确定因素，对人员素质要求较高，因此要求企业加强生产管理，加强人员培训，组织实施标准化管理，对于稳定产品质量是很有益的。
4结语
（1）采用硅石通过原矿分选、焙烧、水淬、破碎、磁选、酸浸、浮选、烘焙等工艺制备高纯石英砂，对于满足高新技术产业对高纯石英砂的需求，推动高纯石英砂提纯技术进步和企业发展意义重大。
（2）通过采集数据，分析工艺流程，对各工序加工技术分别作了分析研究和有益探讨，为优化工艺流程以及保证产品品质提供了保障基础。
（3）根据工艺流程，分析各工艺段数据，建议增加原矿石的检验、增加水处理设备以及加装排尘装置或改装超净车间，以利于从技术上提高产品质量。
（4）根据企业现场生产情况，提出加强生产管理，借助管理手段稳定产品质量。
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[8]FuerstenauDw.硅酸盐矿物的结晶化学、表面特性与
工艺矿物学与选矿学的关系篇6
关键词：选矿；工艺；浮选
1新药剂研究与应用
1.1捕收剂
近年来，针对难选氧化铜矿浮选，研究开发出了大量新型高效捕收剂和高效组合捕收剂，并在实践中得到了广泛推广应用。
中南大学钟宏等研制的新型鳌合捕收剂ZH，对氧化铜矿物具有较好的选择性，在处理低氧化率的混合型铜矿时，分别与黄药、Y89组合，有利于提高铜品位和铜回收率，与单用黄相比，铜回收率分别提高1.59%和2.22%。
北京矿冶研究总院研制的鳌合型氧化矿捕收剂BJ-60，与孔雀石、硅孔雀石、假孔雀石等氧化矿物作用，能改善其浮选性能。小型试验表明：与丁黄药对比，采用BJ-60为捕收剂浮选含铜为2.14%的氧化矿，铜的回收率提高10.5%。
汤雁斌[1]报道了新型鳌合剂B-130对难选氧化铜矿物选择捕收性能强，能加快难选铜矿物的浮游速度，同时能有效地排除矿泥对浮选的干扰，是难选氧化铜矿物的高效捕收剂，应用于铜绿山难选氧化铜矿选矿中，可提高铜回收率10.53%、金回收率8%~10%，同时na2S、丁黄药、2#油用量均有不同程度下降。
为了消除矿泥对汤丹难选氧化铜矿浮选的影响，胡绍彬[2]研制出Ca-943和SS-44药剂。Ca-943与L-胺磷酸盐按1：1的比例添加，可很好地消除矿泥对浮选的影响，此外，还能改善操作，降低了硫化钠的用量。SS-44是铜金银的捕收剂，对于高含泥矿石分选具有明显作用，闭路试验研究表明：原矿品位约0.82%，氧化率86.05%，结合氧化铜33.35%，矿泥含量达30%左右时，可获得铜精矿品位16.05%、铜回收率61.57%的良好指标。
1.2活化剂
氧化铜矿物硫化浮选时，添加适量的活化剂是提高氧化铜矿物浮选指标的一项重要措施。
昆明冶金研究院针对不同类型矿石性质特点独立开发出苯并三唑(Bta)、二硫酚硫代二唑(D2)和D3等多种新型活化剂，已广泛应用于生产，取得较好的浮选指标。不同类型的氧化铜矿石的试验研究及生产实践表明：在使用Bta时，配合丁黄药、柴油浮选与单加黄药相比，在精矿品位相同的情况下，表现出浮选速度更快，回收率更高；而D2表现出的特点是，可以直接滴加、浮选速度明显加快、能明显加快精矿、尾矿的脱水、且用量仅为硫化钠的1/5~1/3。
乙二胺磷酸盐是氧化铜矿物浮选的最有效活化剂之一，广泛应用于氧化铜矿浮选实践中。沈阳有色金属研究院对山西某氧化铜矿进行硫化浮选，应用乙二胺磷酸盐做活化剂，取得了较好的浮选指标，当原矿含铜1.4%时，铜氧化率79.25%，结合率33.08%，精矿品位达21.15%，回收率达66.76%。
1.3起泡剂
难选氧化铜浮选时，选择优良的起泡剂也是提高氧化铜矿选别指标不容忽视的方面，近年来研制出了一些新型高效的起泡剂。
李晓阳等[3]人报导了新型起泡剂730e用于高氧化率、高结合率的难选氧化铜矿的浮选中，与使用松醇油相比，不但铜精矿品位略有提高，而且730e可提高铜的回收率3%。
新型起泡剂w-701起泡性能良好，生产应用中泡沫层稳定、流动性好、易操作、可减少细泥对浮选的干扰，且该泡沫对Cu及伴生au、ag有较强的吸附能力，处理铜绿山低品位、高含泥、高结合率、高氧化率的难选氧化铜矿石的工业试验研究表明：与使用2#油起泡剂相比，铜精矿中Cu、au、ag的品位分别提高了5.41%、4.78g/t、25.3g/t，回收率分别提高了7.7、4.03、6.96个百分点。
2浮选新工艺研究与应用
氧化铜矿浮选方法主要包括直接浮选法和硫化浮选法。直接浮选法应用较早，适用于矿物组成简单，性质不复杂的氧化铜矿石，其研究重点主要是寻求高效浮选药剂。硫化浮选法就是指加硫化剂使氧化铜矿硫化，然后再用普通硫化铜矿浮选剂进行浮选，因此，硫化浮选的关键是硫化过程进行的好坏。
针对某高硫难选氧化铜矿石，周源等研究采用新的药剂制度，先添加硫化剂硫化，再用丁黄药+经肟酸+煤油组合捕收剂强化捕收，工业试验结果表明：与原生产指标相比，铜回收率提高20.54个百分点，精矿铜品位提高1.04个百分点。
罗新民等[4]人进行的某难选氧化铜矿浮选工艺研究时，试验结果表明：采用分段硫化浮选，添加丁黄药+丁胺黑药组合捕收剂，获得了理想的选别效果。
高洪山和杨奉兰[5]对氧化率为91%以上的湖北石头嘴铜矿矿石，采用多段添加硫化钠的硫化预处理，并采用混合捕收剂(35号药、丁黄药、羟肟酸)以及多点出精矿、减少中矿循环的选矿工艺，研究结果表明，铜、金回收率分别提高25.98%和10.81%。
费九光[6]针对内蒙古特殊难选多金属氧化铜矿，采用先充分硫化后，再利用组合捕收剂捕收，减少循环次数，以“大开路”为主的闭路浮选试验，获得铜精矿品位15%，回收率73%左右的理想选矿指标。
罗传胜、雷鸣等[7]人针对大冶铜绿山低品位难选氧化铜矿，进行原矿预处理-磨矿浮选工艺流程，硫化钠、改性黄药(KD4)与复合油(w-2)联用试验，研究结果表明：该工艺能从含Cu0.96%(铜氧化率98%、结合铜占有率28%)，au0.75g/t(包裹金占23%)的原矿中浮选出含Cu33.15%、au24.96/t的优质铜精矿，且铜、金回收率分别达64.53%、63.11%。
3化学选矿新工艺研究与应用
针对铜绿山矿低品位、高含泥难选氧化铜矿石，汤雁斌[8]探讨了采用化学选矿新工艺综合开发处理，推荐了“酸化制粒堆浸浸铜-氰化浸金-浸渣回收铁”的原则工艺流程，试验结果表明：金属回收指标远高于常规“硫化浮选”工艺流程，该工艺技术先进合理，适合现厂应用，在同类难选氧化铜矿石的矿山具有推广价值。
尹才所[9]等人采用nH3-nH4F或nH3-nH4HF2以常压活化氨浸(atB法)处理东川铜矿低
品位难选氧化铜矿石，结果表明：与nH3-(nH4)2C03或nH3-(nH4)2S04传统浸出体系相比，atB新氨浸体系可使浸出温度由140℃降至30~50oC，浸出压力由1.5mpa降至常压，浸出时间由4h降至2h，铜浸出率提高7%~9%，实现了氧化铜矿的直接常压氨浸。
细菌浸出则是利用微生物或其代谢产物溶浸提取矿石中有用金属的一种新技术，具有装备简单、流程短、建设和操作成本低、对环境友好及可利用低品位复杂难处理矿石等特点，现已成为世界各国矿冶工程研究和应用的热点，是21世纪最具竞争力的矿冶技术之一。目前生物冶金提铜技术产铜占全球铜产量25%以上，该技术在智利、南非、澳大利亚、美国、加拿大应用广泛，我国在江西德兴铜矿、紫金山铜矿等地已对微生物氧化提取铜实现了工业化。
浸出-沉淀-浮选法(L-p-F法)其核心是将难浮的氧化铜矿石用硫酸浸出后沉淀，转化为金属铜，再用浮选法将金属铜和硫化铜矿物一起浮出，该工艺已成功应用于美国比尤特选厂。对新疆某铜矿的深度氧化、可浮性极差的难选氧化铜矿石进行了L-p-F法工艺研究，取得了铜回收率84.22%、铜精矿品位45.09%的良好指标。
目前，浸出-萃取-电积技术已经得到了很大的发展，主要生产方法有堆浸法和搅拌浸出法两种。某厂生产实践表明，搅拌浸出工艺与堆浸工艺相比，投资高，单位生产成本高，但回收效率好，土地的占用量小，环境污染少，生产周期短，经济效益显著。永平铜矿难选氧化铜矿提铜的研究和生产实践表明，利用堆浸-萃取-电积工艺处理该难选氧化矿也获得了良好的经济效益。
李运刚[10]针对个旧卡房白沙坡低品位难选氧化铜矿(铜80%以上与铁、锰结合，属特别难处理矿物)，进行氧化焙烧-还原焙烧-氨浸试验，结果表明：铜浸出率可达87.59%，砷仅有5%一6%进入浸液，60%~70%进入浸渣中，25%~30%进入挥发物中，氧化焙烧-还原焙烧-氨浸法能有效地把有价金属铜提取出来。
离析法的实质是将矿石磨细到一定粒度，再加人卤化物和还原剂进行焙烧。离析-浮选法是一种火法化学处理与浮选相结合的方法。难选氧化铜矿石的离析-浮选就是将矿石破碎到一定的粒度以后，混以少量的食盐(0.1%~1.0%)和煤粉(0.5%~2.0%)，隔氧加热至900℃左右，矿石中的铜便以金属状态在碳粒表面析出，将焙砂隔氧冷却后经磨矿进行浮选，即得铜精矿。离析-浮选法最大的优点是能解决那些不能用常规选矿方法处理的矿石，它可以综合回收矿石中的有用金属。陈连秀等[11]探讨了利用离析-浮选法处理新疆喀拉通难选氧化铜镍矿(结合率高、高碱性脉石矿物)，与硫化直接浮选相比，离析-浮选法效果较好。
4结束语
在开发难选氧化铜矿资源过程中，浮选工艺应用最广，开发高效浮选药剂或组合药剂是其研究的主攻方向，另外，浮选工艺优化、浮选设备改进及大型化也是其重要研究方向。对于部分难以用浮选法分选的难选氧化铜矿石，化学选矿新工艺(尤其是浸出-萃取-电积新工艺)开始被大量采用，该工艺成本低，污染少，适应性强，成为开发难选氧化铜矿技术发展的重要方向。为了提高资源综合利用水平，在难选氧化铜矿资源开发过程中，选-冶联合工艺发挥着越来越重要的作用。
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工艺矿物学与选矿学的关系篇7
关键字：循环经济；钼产业区；工业生态化建设
中图分类号：Q14文献标识码：a
钼是具有较高工业应用价值的有色金属，它在各个领域中都有着广泛的用途，在经济利益的驱使下，众多企业开始进行钼业生产，而未成规模的生产或落后的工艺技术造成了钼资源的严重浪费[[[]王德志,杨刘晓,赵宝华.走循环经济之路―促进钼业可持续发展[J].中国钼业,2006,30(3):5-8]]。此外，钼矿采、选、冶炼及加工过程中排放的大量废石、尾矿、污水及废气引起区域环境的严重污染及生态破坏。因此，寻求一条经济、环境与资源相互协调的可持续发展道路，是钼业发展所面临的一个重大问题。以循环经济为基础进行钼产业区工业生态化建设，同时实现资源能源高效利用、减少污染物质排放、促进区域经济增长等，是钼工业发展的必然选择。钼产业区工业生态化建设具体体现在企业、园区及社会三个经济活动的不同层面上。
1钼企业实施清洁生产
作为园区组成的最小单元，企业内部实施清洁生产是对钼产业区进行工业生态化建设的第一步，体现于清洁的原料与能源、清洁的生产过程以及清洁的产品三方面[[]赵家荣.张德霖.清洁生产促进法问答[m].北京:学苑出版社,2003]]。
（1）清洁的原料与能源
在钼业生产过程中要求充分循环利用水资源。矿坑水经沉淀处理后可一水多用于采矿区和选矿厂生产用水；选矿厂产生的尾矿浆经尾矿库处置后，澄清的尾矿水可满足生产要求回用于选矿生产，多余部分可作道路洒水和车间冲洗用水；钼产品加工企业生产用水或排入尾矿库与尾矿浆一同处置利用，或在企业内部回用，力争做到污水零排放，提高水资源利用率。
（2）清洁的生产过程
在钼业生产中需要采用高效生产工艺及技术，以低毒、低毒原料替代高危害性原料，减少生产过程中的危险因素，使工艺副产品和废物能在厂内和厂外得到综合利用。
企业生产工艺和装备的技术水平与产品的能源消耗、物质消耗有着直接关系。采用先进的工艺和设备，能提高资源利用率，降低产品的物耗、能耗，减少污染物排放，是实现清洁生产过程的核心要素。
（3）清洁的产品
从清洁生产角度考虑，钼产品生产中除了禁止使用毒副作用较大的生产辅料以避免产品携带有毒有害物质外，还要求钼制品在达到其使用寿命后，易于回收、再生和复用，注意对区域钼二次资源回收再生。
2钼园区生态产业链构建
以循环经济理论为指导，以实现物质与能量利用最优化为目的，构建工业系统的原料、产品、副产物及废物的生态产业链是实现工业生态化建设的核心内容。对园区进行物能代谢，明确主要资源及能源的代谢途径是进行生态产业链设计的基础。生态产业链的设计需要首先明确园区主导产业链，其次以链上企业生产过程为基础，从技术角度探讨其中间产物及废弃物的资源化途径，以其为源头拓展产业链，进而引入辅助产业链，形成一个行内企业纵向共生、跨行企业横向耦合的产业网络[[[]由文辉.生态工程原理与应用[m].华东师范大学出版社,1998]]。
2.1园区物能代谢分析
钼产业是典型的制造行业，贯穿其生产过程的钼、硫等资源以及生产废渣、废气等都对生产或环境产生一定影响。因此，分析这些物质的代谢过程是提高资源利用效率，理清生产全过程物能流动与数量的重要手段。
根据钼工业的生产工艺，可以明确钼矿从采矿到选矿、冶炼加工的过程中，钼元素的代谢途径。图1说明了钼矿主要资源代谢的基本途径。
图1钼工业代谢示意图
2.2主导产业链确定及延伸
钼产业区是以钼矿选采及冶炼为主的区域，其“关键种企业”包括钼矿采选、冶炼及加工在内的一群企业，而钼矿的开采加工则成为钼产业区的主导产业链。由钼工业代谢分析图（图1）可以看出，伴随着钼产品的生产过程会有伴生资源产品、生产废气、工业固废等中间产品和废弃物产生，因此，延伸主导产业链是构建辅助产业链的前提。
完整的钼业生产链应集采矿、选矿、冶炼及深加工于一体。钼业小区产业链的核心即为钼资源的产品链，即“钼精矿-钼焙砂-钼酸铵（氧化钼）-钼化工（钼金属）”，大致可分为钼初级产品生产链及钼深加工产品生产链。
（1）钼初级产品生产链
钼的初级产品主要有钼铁、钼焙砂及钼酸铵。浮选出钼精矿后可采用干法或湿法工艺直接生产钼焙砂或钼酸铵，亦可先干法焙烧生产钼焙砂后再加工生产钼铁或湿法产出钼酸铵。
（2）钼深加工产品生产链
钼的深加工产品包括钼化工及钼金属两类，其中，钼化工产品是以钼酸铵或高纯氧化钼为生产原料，而高纯氧化钼需以钼酸铵或钼焙砂为原料生产；钼金属的生产则需还原高纯氧化钼产出纯钼粉后进一步加工。
据此，钼产品生产链可细分为“钼精矿-钼焙砂-钼酸铵-钼化工”、“钼精矿-钼焙砂-高纯氧化钼-钼化工”、“钼精矿-钼焙砂-氧化钼-纯钼粉-钼金属”、“钼精矿-钼酸铵-钼化工”、“钼精矿-钼酸铵-氧化钼-纯钼粉-钼金属”等。
2.3辅助产业链引入
在钼矿采选及加工工程产生的中间产品和污染物中，伴生资源、含硫烟气和尾矿渣最为典型并有较大利用价值，由此，可将伴生资源回收及含硫烟气和尾矿渣的综合利用作为钼工业生产的辅助链条。
（1）伴生资源回收链
目前具有开采价值的钼矿主要是辉钼矿，在辉钼矿的伴生矿物中，以硫元素居多，此外还伴生有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、铅铀钛铁矿等几十种矿石物种，具有极大的回收价值。目前选钼工艺一般采用优先浮选法，在优先选钼后进行扫选尾矿回收伴生矿物，经反复多次的扫选可实现对钼矿中硫、铅、铜、铁等油价的综合回收。
近些年来钼矿中铼元素的回收成为钼矿伴生矿物回收领域的一个研究重点。铼是一个真正稀有并且分散的元素，由于它可用来制造特种灯泡、高温电偶、合成具有较高硬度及抗磨抗蚀性的合金以及高度选择性催化剂，因而其回收备受人们关注。然而，自然界中含铼矿物非常稀少，辉钼矿是迄今为止人们发现的最主要的铼依附体，因此，辉钼精矿处理过程中，从含铼烟气及溶液中回收铼元素是钼提取过程中一项重要的任务。
（2）含硫烟气综合利用链
在钼精矿焙烧为工业氧化钼的过程中，精矿中的硫被氧化为So2，随烟气进入烟气净化系统，成为废气中的主要污染物。在有色金属冶炼工业中，铅锌行业的低浓度So2烟气回收工艺已经发展成熟且普遍应用，大多是采用两转两吸法生产硫酸对其加以回收利用。参考铅锌冶炼的成功实例，钼矿冶炼烟气中So2的回收也逐渐成熟。
在制酸的过程中产生的酸泥，经石灰石中和后产生的中和沉渣因含有硫酸钙、氟化钙，可用作缓蚀剂而被水泥生产厂家使用，构建起化工与建材企业间的生产联合。此外，制酸装置产生的过热蒸汽可用于发电，供企业内部或园区企业使用，解决园区企业的部分用电，既节约的能源又降低了生产成本。
（3）选钼尾矿综合利用链
在选钼过程中，约有95%的矿石最终以尾矿的形式堆存于尾矿库，尾矿的长期堆放需占用大量土地，亦会在雨季造成泥石流、滑坡等地质灾害。对其加以综合利用，不仅可减少园区工业固废的产生量，缓解园区生态压力，也丰富了园区产业种类，有利于其经济的发展。
目前研究出的选钼尾矿综合利用途径主要有生产水泥、微晶玻璃等建筑材料及生产硅肥。有色金属选矿尾砂多以Sio2为主，含Ca、mg等氧化物，在硅酸盐类建筑材料生产中，可以代替主料石英砂，配以其他所需元素可以用于生产水泥、烧制玻璃等。若综合利用钾、钼、铁、锌，则可制作含多种中微量元素的硅肥。
值得一提的是，用尾矿制建筑材料及硅肥存在其含放射性物质及重金属等有害元素而影响健康的隐患。因此，综合利用尾矿砂需要特别慎重，要详细分析尾矿中是否存在对健康不利的元素[[[]颜学军.矿山尾矿资源利用和环境保护[J].稀有金属与硬质合金,2005,(33):23-25]]。
3区域内钼资源的回收再生
作为循环经济的最后一环，对钼的二次资源的回收利用是钼生态产业建设不可缺失的一环。随着我国钼深加工产业的不断扩大，包括桌面料、地面料、切削料在内的钼金属废料以及钼冶金化工废料产量与日俱增，仅石化、化肥生产中使用的废催化剂就有上千吨的量，这些都是钼的可再生资源[[[]张文朴.落实科学发展观促进生态钼业建设[J].中国钼业,2006,30(6):3-6]]。总的说来，钼的二次资源主要包括以下几类[[[]张启修,赵秦生.钨钼冶金[m].北京:冶金工业出版社,2005]]：
①钼制品及其加工废料。此类废料主要来自钼及其他含钼材料制品的生产加工过程，如钼棒、钼丝及钼块等的残料和机械切削碎片、磨屑废料及金属鳞皮。其含钼成分一般较高，通常为92%~99.5%。
②冶炼过程废料、废液。冶炼过程废料主要来自钼冶炼现场的地面垃圾、不合格粉末制品，以及生产过程中产生的含钼废渣、废液等。
③合金废料，主要为含钼的废旧合金钢。
④含钼废催化剂，主要来自于石油化工行业。
通过对钼产品生产过程中产生的钼二次资源及一定区域内的二次资源进行回收再加工，可以扩大钼金属资源供给量，减少环境污染，增加生态效率。特别值得一提的是，通常情况下，含钼废催化剂中的钼含量远高于钼矿石中的钼含量，从中提取钼及其他有价元素不仅能回收资源，而且生产成本也相应较低一些。
如同原生金属生产对精矿有一定要求一样，钼二次资源回收冶炼过程对回收资源的物理规格和化学成分是有一定要求的，需要对其进行严格的预处理，达到钼冶炼生产要求后方可与原生精矿一同进行加工生产。由于钼加工企业并非专业的再生企业，只能依靠现有的冶炼技术和设备，对符合工艺要求的钼二次资源处理，因此需要与专业的物资回收企业建立联系，回收符合生产要求的二次资源。
4钼业区工业生态化建设模式
综合前面的分析，在一个钼产业区的工业生态化建设过程中，可以通过建立如下产业链形成生态钼业网络。
①以钼矿的采矿-选矿-冶炼-深加工为主的钼产品生产链。
②以回收伴生矿物为主的副产品生产链，如硫、铅、铁、铜、铼的回收。
③以废物综合利用为主的生产链，包括将采矿渣综合利用于回填矿坑、筑路筑墙；回收选冶过程的含钼粉尘，返回生产线进行再加工；回收焙烧烟气中So2制酸，减少污染，提高硫资源利用率；综合利用选厂尾矿渣，用做生产水泥、硅肥或微晶玻璃的原辅料；回收钼加工废料、冶炼废渣废液，或综合利用，或处理后返回生产线进行再生产；
④区域二次资源回收链，收购社会区域内的废钼合金及催化剂等二次资源，筛选及处理后进入钼加工生产系统。
⑤水资源循环利用链。主要体现在钼生产链中，如：矿坑水经处理后首先回用于冷却工艺补水、矿区绿化、道路洒水等，多余部分可进入选矿企业；选矿废水经尾矿沉淀处理后回用于选矿工序，争取实现园区污水的零排放。
⑥硫酸厂余热综合利用链。硫酸厂余热则回收后用于发电，供硫酸厂自身生产使用，多余电量出售于园区内其他生产企业使用。
工艺矿物学与选矿学的关系篇8
改革开放以来，我国冶金矿山业发展迅速。其间，我国不仅实现了从单纯引进国外技术和装备到主要依靠自主创新的转变，而且实现了关键技术的历史性突破，并且在不少领域已经位于了世界矿冶科技和产业发展的前沿。
目前，我国正处于工业化的快速发展阶段，在今后几十年内，我国对矿产品的需求将呈快速增加的趋势。特别是国家战略性新兴产业以及航空、航天、国防军工、船舶和电子信息领域对黑色及有色金属新产品、新材料的需求量还有很大缺口。
近年来，不少企业已在南亚、大洋洲、非洲以及南美等地投资勘探开发矿山，有的企业在国内也加大了矿山建设的力度。据有关报道，未来5年国内将新建大中型铁矿山33座，增加原矿产能2亿吨。此外，非铁矿山的建设和技改力度也在逐渐加大。
快速工业化对国内外矿产资源的大量需求，以及当前矿业发展的良好形势，将为矿物加工、采选设备以及自动化等专业的科研、设计单位和生产企业提供良好的发展机遇。
我国选矿设备与国外差距在逐渐缩小。选矿厂的工艺技术是主导，而设备则是基础。一种新型选矿设备的诞生，往往带来选矿工艺的变革。选矿设备和自动化技术水平代表了选矿厂的装备水平，直接影响工艺过程的稳定和选矿厂的运转率以及高效、节能运行，从而改变选矿技术指标和综合经济效益。
如今，国内外选矿设备发展迅速，各类新产品层出不穷。
通过科研设计院所及众多生产企业的努力，我国选矿设备与发达国家的差距已大大缩小，许多选矿设备国内大多数企业都能生产，有的甚至成为我国“独有”。尤其是一些大型设备已达国际同类产品的先进水平，较国外同样设备性价比要好很多。
但是就整体而言，我国与国际先进水平差距仍较明显：一是仿制多，自主研发的原创设备少；二是可靠性偏低；三是设备整机性能差距明显。例如，国内骨干选矿厂中细碎用的圆锥破碎机大多是选用美卓或山特维克的设备。
我国是矿业大国，但不是矿业强国。因此，加强选矿设备的研发及产业化，提升选矿厂的装备及自动化水平，积极赶超国际先进水平，是我国实现矿业强国的目标任务之一。
缺乏基础研究，很少采用新的研究设计方法，这是我国与国外先进国家在选矿方面的重要差距之一，也是我国少有原始创新的主要原因。
正因为如此，我国应当加强与选矿设备相关的理论力学、材料力学、岩石力学、机械原理、流体传动、电磁场理论、计算流体力学、各类研究设计软件及计算机仿真与数字化虚拟样机在设备研发与制造过程的应用，要避免盲目抄袭、仿制。
与此同时，我国应努力提高设备整机的可靠性。同类设备，国外的价格要高得多，备件价格也高得多，为什么有些实力的企业还要买国外的产品？根本原因就在于国产设备故障率高、寿命短，可靠性不如国外设备。而设备也有“木桶效应”，一个螺栓、一个轴承坏了，往往会导致整机停车、整个系统停车，甚至全厂停车的情况出现。
除了提高可靠性设计水平之外，加工制造工艺、材料选择、零部件总承优化配套都有讲究。
有的企业为了打价格战，降低成本，材质选择、零部件配套采购不考虑质量问题，结果导致整机的可靠性无保障。这样的制造商和产品怎么能打出品牌？
当然，我们也有好的实例：例如，KYF系列大型浮选机所用的轴承是从瑞典采购的。原因在于，即便是国内的知名产品，在批量采购时，如果遇到一个次品，浮选机也会砸牌子。所以说，全面质量管理关键在于落到实处。
众所周知，企业发明或研制出一台新设备往往要倾注研究者几年、几十年，甚至一生的心血。
但一个需要注意的事实是，一旦新产品问世后，一些别有用心的人可以不费力气地拆解测绘，甚至盗用图纸仿制。截至目前，类似的现象还一直存在，并且不在少数。为此，设备研制单位要有行之有效的措施保护知识产权。目前，已经发现有部分国外企业仿造我国设备或主要零部件的现象，应当引起注意。
我国选矿企业要加强与国外顶级设备研发机构和制造商的合作。
一方面是在开放合作中激发我们的创意，规范我们的工作流程，改造我们的理念；另一方面也使我国的新成果为国外同行所了解、所认可。我们应当通过多方努力，真正做到走出去，在国际上有自己的核心竞争力。
选矿设备是用于选矿厂流程工业中的专用机械设备，在大多数情况下是多类型、多台数组合连续运行的，也是与选矿工艺指标密切相关的。
除了高效和节能这两项常规需求外，还应当研究对选矿工艺流程或选矿方法有变革作用的新设备。同时，选矿设备研发人员要懂得生产工艺，还要与工艺技术人员密切合作，只有这样，才能开发出高水平的新设备。基于上述原因，我国选矿设备研发要与生产工艺紧密结合。
其实，一个需要牢记的事实是：学以致用才能有所收获。我们应该借鉴其他行业的先进设备为研发所用。比如，在新疆，有一台产自国外的自行式西红柿收获机。该设备在行走过程中就将田地里的红色和非红色的西红柿以及秧子完全分离。其实，这实际上就是一台自动拣选机，但是类似水平的设备在矿物加工行业至今仍未出现。因此，研究选矿设备的专业人员应密切关注和引用其他领域的新装备，真正让研究成果服务实践。
选矿厂的生产是流程工业，它具有非线性、多变量、时变性、大滞后、强耦合的特点。由于这些因素共存，与一般的化工和冶炼过程相比，其过程控制就显得更加复杂。
与国际先进水平相比，我国的选矿工艺技术相差不大。有的领域，例如复杂多金属难选有色金属矿石选矿、复杂铁矿石选矿、稀有金属选矿等居国际领先水平。选矿设备的差距也已经大大缩小，但过程控制水平差距仍然较大。“十一五”期间，国家加大了科技投入，国内研究院所、高校和企业在基础自动化研究和工程转化方面进展快，成效显著，包括检测仪表和预先设定值的稳定性控制，在管控一体化方面也有一定的应用，但在优化控制领域进展缓慢。
选矿厂生产过程优化控制，是高端的自动控制，也是世界性的难题。选矿厂生产过程的优化控制，主要包括检测仪表和检测系统、过程模型、控制模型和执行机构的研发及工程化设计。检测仪表的性能和可靠性是关键。对此，国内长期开展了不少研究，近年来进展较快；过程模型和控制模型是整体控制系统的核心。几十年来，国内外几代研究人员开展了选矿数学模型的研究，大都属于过程模型，常常由工艺人员或与控制人员合作完成，这是建立控制模型的基础。
工艺矿物学与选矿学的关系篇9
矿物加工工程专业在基础理论、基本知识方面，就是要以人才培养方案和教学计划为纲，不断深化教学改革、课程改革和教材更新，使同学们完整掌握主干课程体系。基本技能方面，要利用实验课、实习、课程设计直至毕业设计，培养学生具有“较强的工程设计能力、实际动手试验和初步的科研能力”。高校对学生的培养，不仅是既定知识的传授，更应培养学生的自主学习能力、动手能力及创新能力等，因此高校教师应有所侧重地选择适合大学生的教学方法，并针对不同环节灵活采用不同的教学方法。
1.点、线、面知识体系的构建
在“基础理论、基本知识及基本技能”的基础上，探索和研究“点-线-面-体”在本专业中的结合与应用[5]。“点—知识点、线—知识单元、面—知识领域、体—‘点＋线＋面’＋技能训练体系”的有效融合，“矿物→组成、结构→性质→性能”和加工与应用的联系—用系统图示的办法、多媒体课件等演示，辅助教学。以材料科学的四要素为主线，延伸与扩展矿物加工工程专业的知识体系及其与材料科学的借鉴与联系，在授课内容上做出适当的增减，即课上提供各个矿物标本，辅助矿物实物样品、加工后的产品及其应用实例样品等，简要复习前期课程《结晶矿物学》“矿物组成、结构、主要化学成分、类型、分子式、晶体结构、矿床成因与类型”等内容，而重点讲授主要理论和结论性内容，引导同学课前、课后复习；重点引申出矿物的结构、组成性质与矿物加工工艺技术的联系，进而强调矿物的特征与特性，进一步引出“用途与应用质量指标要求”。在矿物固有性质与实现应用性能之间，讲授综合加工工艺技术，并且根据某一矿种的重要应用方向，有目的、计划的讲授重点工艺技术和综合加工工艺技术（选矿与提纯、改性、超细粉碎）；最后是技术与市场开发利用现状及其发展趋势。
2.本硕博一体化培养模式的探索
课题组士生导师指导博士，博士协助导师培养硕士，带领本科生，参与指导本科生科技创新活动、专题讲演、课程设计及毕业设计等，开展科研活动，训练同学们初步的科研能力。结合博士学位论文的研究内容，指导硕士研究生，再由他们指导本科生，本科生在参与教师科研项目的基础上，2006级某课题组和2008级某课题组申报部级大学生创新活动，在科研中大胆探索、试验，解决了膨润土除杂等的难题，取得初步成果。该项目组的本科生的动手能力得到了较大的提高，极大的调动了学生学习的积极性，并为学生的就业打下良好的基础。
3.实践教学强调“巧练”理解
“巧练”—各种矿石性质部分内容既是本专业本科生必须了解、掌握的内容，又是矿山二次资源（煤矸石、粉煤灰等）综合加工利用所应该具备的基础理论和工艺技术。在理论授课的同时，根据教学大纲的要求，进行了创新性作业的尝试。在课程进度进行到前1/4学期，约讲授完1/3矿种、到膨润土矿种时，同学们已经对矿物有了一定认知之后，重点讲授如膨润土的总体内容之后，据矿物加工基础理论、加工技术专业知识，设计了“某矿种矿物学及产品开发研究理论基础与系统图”，要求图中以矿物结构→性质→加工→产品（应用性能）为主线，使学生对《矿物加工与应用》教材的主旨有了一个清晰的认识。在次基础上，布置一个作业，即：“某矿种矿物组成、结构、固有性能、应用性能、产品开发研究理论基础及系统图”，要求学生独立思考、钻研教材中的某一矿种后完成作业，每人一矿种，保证独立完成，从而完成针对某一矿种，深入研究的基础训练。因为在大学期间不可能学习全部的矿种，在专业课学习期间，仅掌握大部分矿种亦是十分困难，况且学生毕业后未必能从事此项工作，因此，通过这种训练能使学生掌握针对某一矿种的研究方法，便于参加工作后，根据需要系统地研究，这正是当今要求“高素质”的具体体现。
4.加强实验课教学加深理论的理解
根据教学的重点与难点内容，设置了一系列的验证性、设计型和综合型实验，进一步提高同学对理论课程的理解，训练动手能力。同学们通过热分析、Sem等现代仪器设备的演示实验，对研究矿物结构组成及性质等理论和实际方法，有了深入的理解；通过一系列的验证性实验为综合型、设计型试验奠定了基础，如在陶瓷制品实验中，通过不同矿物材料配比、不同烧成温度、不同成型工艺条件下陶瓷制品质量的分析，十分明确了“陶器、炻器、瓷器”之间的差别及其工艺条件，基本上掌握了制样、配方、干燥、烧成等基本理论，理解了工艺条件的相互关系及内在联系，提交了较好的实验报告。充分利用“专业动态”、“科技方法训练”等课程，培养学生的科技创新意识和技能。通过科研方法训练课程讲授现场科技文件撰写方法及讲解国家相关政策，使学生掌握如下技能：矿产资源开发利用方案编写；项目建议书要求、撰写方法；可行性研究程序、方式及报告撰写方法等。
5.加强具有实践能力和国际视野的人才培养
随着矿物加工工程科技进步，赶超国际矿物加工工程先进水平，应对矿业国际化发展趋势，要培养具有国际化视野的人才。利用有限的学科建设资金，2007年4月引进的矿物加工工程专业国外专著及教材、参加2008年11月第24届矿物加工国际会议(北京)，收集了国际会议论文集等，利用校外文阅览室2002年起订阅的《industrialminerals》,为学生准备了较为丰富的专业外文文献。结合本科生毕业设计论文，分别作为2004级和2005级毕业设计外文文献翻译的文献，既提高了同学们的专业文献阅读能力，又了解和学习了国外矿物加工工程学科、学术发展动态。在此基础上，继续加强学生的外文资料的收集和阅读能力，使学生能够了解本专业的国内外的发展动态。在实习的同时，帮助企业完成多项技术工作，如生产技术检查、绘制工艺设备联系图、辅导企业工程技术人员熟悉CaD，提出企业技术、生产管理的意见，帮助企业解决重大技术问题，如：在进行某矿山尾矿分析测试中，发现该尾矿中银含量大大超过工业品位，使面临资源枯竭的企业获得生机。这些活动不仅帮助企业解决的一些问题、同学们增长的才干，更重要的是，使同学看到矿物加工工程技术在国民经济中的作用，因而增强了历史使命感，坚定了更加强烈的社会责任感。#p#分页标题#e#
结语
工艺矿物学与选矿学的关系篇10
在阐述矿渣微粉加工的物流系统构成及物流工艺流程的基础上，指出矿渣微粉加工的原料物流系统和制粉物流系统中易出现矿渣粒度偏析大、喂料设施积料、磨盘金属富集和矿渣含水率不稳定等问题。通过增加筛分设施、除铁设施、矿渣堆场和喷水系统等对原料物流系统进行优化，采用全封闭螺旋给料机、取消外循环料再次入磨工艺等方式改善制粉物流系统，实现了矿渣微粉加工物流工艺的优化。
关键词：
低碳经济；矿渣微粉；生产物流；物流优化
1低碳经济下矿渣微粉加工的实际应用价值
全球气侯变化问题由于其复杂性和特殊性已成为人类面临的最严峻的挑战之一。在全球气候变暖的背景下，以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”已成为全球热点[1]。中国政府在哥本哈根会议上作出了“到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%”的承诺，说明发展低碳经济成为中国今后发展的重要国策。矿渣微粉正是适应低碳经济发展要求而产生的高性能、绿色环保建材。钢铁企业对高炉矿渣回收利用，在发展循环经济、实现节能减排、减少环境污染及降低产品能耗方面发挥了积极的作用。高炉矿渣是炼铁生产过程中产生的副产品，是黑色冶金工业影响环境负荷的主要固体废弃物。如将废渣露天储存堆放，则会侵占土地、污染土壤、毒化水体和大气，严重影响生态环境。因此，处理高炉矿渣一直是国内外钢铁企业面临的难题[2]。在19世纪，德国开始应用矿渣作为水泥混合材料，在20世纪90年代以前，大多是将矿渣和水泥熟料一起粉磨的粗放型应用。近年来采用立磨进行矿渣研磨加工生产矿渣微粉的工艺和技术在我国得到了快速发展，该工艺以其生产可靠、技术先进、系统节能以及经济环保等诸多优点成为最广泛的应用方式。矿渣微粉的应用对水泥工业的可持续发展具有重大的意义。作为优质的混凝土掺合料和水泥混合材料，矿渣微粉是当今世界公认的配制高耐久性混凝土结构的首选混合材料之一，是一种质优价廉的新型建筑材料。运用矿渣微粉来代替水泥在混凝土中的掺入量，既可大量节省不可再生的石灰石、煤炭资源，又能大大延长建筑物的寿命[3]。统计表明，用石灰石、煤炭作为原料生产1t普通水泥，释放650～920kg二氧化碳。而利用高炉矿渣作原料，生产1t矿渣微粉的二氧化碳排放量约为30～60kg。按照1t水泥掺入40％的矿渣微粉来计算，其二氧化碳排放量仅为前一工艺的62%。截止到2014年底，我国生铁产量已经超过7.2亿t，每生产1t生铁平均约产生0.45t矿渣，矿渣产量超过3亿t。按此规模计算，采用矿渣微粉为材料的水泥加工业每年可减少二氧化碳排放量约2.2亿t。由此可见，矿渣微粉加工是典型的减量化、再利用、资源化的循环经济项目，对低碳经济发展具有重要的现实意义。随着矿渣微粉在水泥工业的应用和发展，学者和专家们开始关注矿渣微粉加工项目的研究，其研究主要集中在从技术层面提高矿渣微粉的应用性能，如矿渣微粉的掺和量[4]、氢氧化钠等添加剂的使用[5]、最佳配合比[6]、设备选型[7]等。本研究在对武钢、日钢以及贵州、江苏等一些水泥建材公司的矿渣微粉加工项目的物流系统设计和实际应用经验进行归纳总结的基础上，对其物流工艺整体流程进行优化，以实现生产的可靠性、技术的先进性、系统的节能性和经济环保性。希望能对其他企业矿渣微粉加工的物流系统设计具有借鉴和参考价值。
2矿渣微粉加工物流系统分析
2.1矿渣微粉加工物流系统的构成
目前，我国钢铁企业非常重视高炉矿渣的深加工资源化利用。宝钢、鞍钢、武钢、湘钢、沙钢、济钢、日钢、青钢、包钢等钢铁企业纷纷开展矿渣微粉深加工项目，不再是仅作为初级原料直接外售给水泥生产商。例如：2011年武钢金资公司与新加坡昂国集团合资成立武汉武新新型建材有限公司，投资建设“120万t矿渣微粉”项目。两年后，武钢金资公司又投资2.84亿元建设180万t矿渣微粉建设项目[8]。2015年，国内矿渣粉生产产能将超过1.4亿t，生产线超过260条，整体生产规模世界第一。虽然各企业矿渣微粉加工方法不尽相同。矿渣微粉加工的物流系统主要由原料物流系统、制粉物流系统和成品物流系统三部分组成。
2.1.1原料物流系统
原料物流系统主要负责物料的储存、整粒和除铁。将矿渣堆存在堆场，可以使其含水率由20％降低为8%～12％。同时将含水率为8%～12％的矿渣运至制粉物流系统，在运输线中设置筛分设施和除铁设施，除去矿渣中大粒度物料和金属铁。原料物流系统由堆场、转运站、输送机通廊、筛分间、缓冲仓组成。主要设备包括带式输送机、振动筛、除铁器、带式称重给料机等。
2.1.2制粉物流系统
制粉物流系统主要负责将原料物流系统送来的矿渣进行研磨、烘干，使矿渣微粉含水率低于0.5%，并将其收集在收尘器中。制粉物流系统各设备为露天布置，主要设备包括矿渣立磨、回转喂料阀、热风炉、气箱脉冲袋式收尘器、带式输送机、斗式提升机、除铁器、电磁分离器等。
2.1.3成品物流系统
成品物流系统主要负责将收尘器中的矿渣微粉运至成品仓中储存，并将成品仓中的矿渣微粉装车或装船外运。成品物流系统由转运站、成品仓组成，主要设备包括空气斜槽、斗式提升机、气力装车设施和汽车衡等。
2.2矿渣微粉加工物流工艺流程
从矿渣微粉加工的物流工艺流程图可知，主要包括矿渣储存、矿渣研磨烘干和微粉储存外运三个主要物流工序。
2.2.1矿渣储存
堆存在矿渣堆场含水率约为8％～12％的高炉矿渣经带式输送机接出，送至筛分系统，将大粒度的矿渣筛除。合格粒度的矿渣经带式输送机送入缓冲仓，在输送机线上设有除铁器，可将矿渣中的金属铁吸除。缓冲仓下设带式称重给料机，可定量将矿渣卸至立磨前的喂料设施。在进入喂料设施前设有旁通设施，可直接将矿渣外排，不进立磨。
2.2.2矿渣研磨烘干
喂料设施将矿渣送至立磨进行研磨、干燥。进入立磨的矿渣被磨辊在旋转的磨盘上挤压、粉碎，粉碎后的矿渣被上升的热风送入立磨上部的高效选粉机中，分选成粗粉和细粉。细粉即比表面积为400～450m2/kg的矿渣微粉，由气箱脉冲袋式收尘器接受储存。粗粉跌落在磨盘上再次进行粉碎。其中，一部分无法被热风送入选粉机的粗粉，在磨盘上由离心力的作用被排出立磨成为外循环料，经带式输送机送至斗式提升机，经斗式提升机输出的外循环料分两路，一路可直接外排至废料仓，一路经电磁分离器除铁后，再送至喂料设施，进入立磨内再次粉碎。在矿渣研磨的同时，由热风炉在立磨底部鼓入热风将矿渣及微粉烘干，最终成品含水率≤0.5％。
2.2.3矿渣微粉储存外运
空气斜槽将气箱脉冲袋式收尘器内矿渣微粉接出，经斗式提升机、空气斜槽卸至成品仓储存。成品仓内储存的矿渣微粉可通过仓底的气力装车设施输送至罐车或船舶，经称量后再外运。
2.3矿渣微粉加工中容易出现的主要问题
随着矿渣微粉在水泥行业的逐步应用，矿渣微粉加工产能将日益加大。各大钢铁企业在矿渣微粉实际加工过程中经常出现矿渣粒度偏析大、喂料设施积料、磨盘金属富集和矿渣含水率不稳定等问题，在一定程度上影响了生产可靠性、技术先进性、系统节能性和经济环保性。
2.3.1矿渣粒度偏析大
高炉矿渣中通常含有一定量的金属铁、杂质异物或大块矿渣等，进入立磨后会导致料层平衡被破坏、料层波动大，外循环量增大，立磨剧烈振动甚至造成主电机跳闸，不利于安全生产。
2.3.2喂料设施积料
矿渣利用自重下落的原理通过全封闭的回转喂料阀给入立磨内，既保证了喂料的稳定性，又使立磨进料口密封，保证系统不漏风。该工艺在国内各大矿渣微粉工程中得到广泛应用，然而在实际应用中矿渣含水率较高，黏性较大，极易黏接在喂料阀上和下料管上，时间长后黏接的矿渣易板结成块，造成喂料阀积料、下料管堵料，导致立磨无法正常喂料，而清理喂料阀和下料管上的积料时间长，生产被迫中断。
2.3.3磨盘金属富集
在制粉物流系统中，由于一部分粗粉无法被热风送入选粉机，在磨盘上受离心力的作用从立磨下部的排渣口排出立磨，形成外循环料。外循环料的主要成分为矿渣中未清除干净的金属铁以及夹带的矿渣、选粉机定子、转子叶片等，因此其金属铁含量高。在常规设计中，外循环料排出立磨后进行1～2次除铁，再由斗式提升机提至磨机的喂料口喂入磨内。外循环料如不能彻底将金属铁除掉，再次入磨会导致磨盘上金属铁富集。立磨的工作核心为研磨，再次入磨的矿渣中含铁量高导致磨盘和磨辊磨损加剧。在同等条件下，矿渣中含铁量每增加0.1％，立磨研磨件磨损率将相应增加10％[9]。磨盘和磨辊的快速磨损将导致研磨形态发生变化，粉磨效率降低，产量减少，能耗上升，振动加剧，外循环量增加，最终造成停产。
2.3.4矿渣含水率不稳定
高炉渣处理工艺不同导致矿渣含水率不同，矿渣含水率一般在4％～20％左右。含水率的差异造成两个不同的研磨状态：其一矿渣含水率太低，流动性大，磨盘上料层不容易稳定，未达到研磨粒度从立磨下部的排渣口排出，形成大量外循环料，导致粉磨效率降低；其二矿渣含水率过高，输送机黏料严重，对胶带及滚筒损伤大，造成喂料阀积料，同时还需要提高立磨底部热风炉入口风温，保证成品的含水率不大于0.5％，导致能耗增加。
3矿渣微粉加工的物流系统优化
矿渣微粉加工中易出现的矿渣粒度偏析大、喂料设施积料、磨盘金属富集和矿渣含水率不稳定等问题主要存在于原料物流系统及制粉物流系统中。为进一步提高整个物流系统的低碳、环保、节能性能，促进矿渣微粉加工的可持续发展，需要对矿渣微粉加工的物流工艺进行优化。根据武钢、日钢以及贵州、江苏等一些水泥建材公司矿渣微粉加工物流系统的实际设计经验和运作情况，提出以下矿渣微粉加工的物流系统优化方案：
3.1在原料物流工艺中增加筛分设施和除铁设施
在武钢矿渣微粉生产线上，通过在原料物流系统中增加筛分设施可以将大块料筛除，保证入料矿渣粒度≤30mm。振动筛的筛孔大小设为30～50mm，既可以避免因矿渣板结，堵塞筛孔出现矿渣通过率较低的问题，又能保证入磨矿渣粒度的均匀性，从而保证料层的稳定性，避免了因为间歇生产造成的热量损失，提高了生产运转率。同时在原料输送线上尽量多增设几处除铁设施，将矿渣中的金属铁选出。
3.2在原料物流系统中设置矿渣堆场和喷水系统
根据实际经验，矿渣含水率控制在8％～12％左右有利于矿渣在立磨磨盘上形成稳定的料床，无需喷水控制料床稳定性，使其烘干能耗低，因此控制矿渣入磨的水份对高稳定、低能耗生产有重要影响。在设计中，将矿渣堆场地坪进行改造，设有一定的排水坡度，四周设排水滤网及排水沟，保证含水率高的矿渣可较长时间堆存，使矿渣含水率控制在8％～12％左右再进行研磨。并在立磨中增设喷水系统，在料层不稳定情况下可适当喷水调节矿渣的含水率，保证料层稳定和正常生产。
3.3制粉物流系统积料问题的解决方案
在贵州水泥建材公司矿渣微粉生产线上，为解决制粉物流系统的积料问题，在实际生产中进行了多次优化，最后找到最合理的优化方案。
3.3.1在喂料口增加空气炮，积料时启动空气炮进行清除
该方案清料效果不佳，会引起立磨振动，造成设备损伤，影响正常生产。
3.3.2在喂料口设置压缩空气吹扫，将积料清除，保证喂料顺畅
该方法对压缩空气压力要求高，投资成本较大。
3.3.3将回转喂料阀改为全封闭螺旋给料机，采用机械给料
此方案较好地解决了喂料阀积料的问题，而且直接由全封闭螺旋给料机喂料，可以取消下料管，消除了下料管堵料的隐患。
3.4取消制粉物流系统中外循环料再次入磨工艺
在日钢矿渣微粉生产线上，为了保证矿渣立磨的正常生产，改善矿渣的邦德指数，取消了制粉物流系统中外循环料再次入磨工艺。外循环料由带式输送机送至矿渣槽。在带式输送机上设有除铁设施，除铁后的矿渣可用作铺路、制砖的原材料。该方案有效地解决了立磨磨盘金属富集的问题，保证了安全顺畅的生产。
4结论
矿渣微粉是通过对高炉矿渣的回收利用而产生的高性能、绿色环保建材。随着低碳经济的发展，矿渣微粉加工项目在各大钢铁企业得到广泛开展，也得到各级政府部门的大力扶持。在矿渣微粉加工的物流工艺过程中，容易出现矿渣粒度偏析大、喂料设施积料、磨盘金属富集和矿渣含水率不稳定等问题。基于生产的经济性、可靠性、先进性和节能环保性，对矿渣微粉加工物流工艺进行优化。通过在原料物流工艺中增加筛分设施和除铁设施，设置矿渣堆场和喷水系统，可有效解决矿渣粒度偏析大和矿渣含水率不稳定的问题。而制粉物流系统中的问题可以通过取消外循环料再次入磨工艺、增加空气炮和压缩空气吹扫、采用机械给料方式等方法进行合理优化。优化方案在实际钢铁企业得到了得到了实施和改进，效果比较显著。今后将对不同生产线的物流工艺进行追踪调查和优化，以期得到更好的实施效果。
作者：汤中明刘彩虹单位：湖北第二师范学院管理学院中冶南方工程技术有限公司
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