浅谈矿物加工技术的新进展

摘 要 随着生产的发展、科学技术的进步和各学科间的互相渗透，矿物加工设备处于不断发展中，不断向大型化、先进化方向推进，新型设备不断涌现。在这些设备的开发设计中，广泛采用了新结构、新材质、新技术和新加工工艺，大大提高了设备的技术水平和可靠性，简化了矿物加工工艺，实现了高效节能、提高经济效益之目的。

关键词 非金属矿物加工 加工技术 白钨矿 浮选 GF型机械搅拌式浮选机

1非金属矿物加工技术

非金属矿物是与人类生产、生活密切相关的矿产资源之一，是人类利用最早的地球矿产资源，对人类文明的发展做出了重大贡献。 在非金属矿的加工利用工艺技术发展中，最初是通过手工作业从天然矿石获得所需矿物，并没有形成一门工业技术，这种现象一直延伸到19世纪初期。随着全球工业的快速发展，对矿物原料需求大幅增加，加之18世纪产业革命发展的基础和巨大推动，非金属矿的加工技术真正从手工作业向现代工业技术转变，出现了选矿工艺和球磨、分级等相关加工机械设备，非金属矿的加工利用技术逐步形成了完整的学科和工艺技术体系。

非金属矿包括的范围很广，品类繁多，而且具有多种独特的性能，用途十分广泛，广泛应用于化工，轻工，机械，石油，建材，农业，国际，航空航天，电子，通讯以及农业等。

2非金属矿的加工技术的主要内容及发展回顾

非金属矿物加工是指采用一定的工艺方法，如粉碎、分级、提纯、超细粉碎、表面改性等将非金属矿原矿加工为满足相关行业应用要求的非金属矿物粉体或产品。

颗粒制备与处理技术是指通过一定的技术、工艺、设备生产出满足应用领域要求的具有一定粒度大小和粒度分布、纯度或化学成分、物理化学性质、表面或界面性质的非金属矿物粉体材料或产品，是非金属矿物加工利用所必须的加工技术之一。

粉碎与分级是指通过机械、物理和化学方法使非金属矿石粒度减小和具有一定粒度分布的加工技术。根据粉碎产物粒度大小和分布的不同，可将粉碎与分级细分为破碎与筛分、粉碎与分级及超细粉碎与精细分级，分别用于加工大于1mm、10～1000um及0.1～10um等不同粒度及分布的粉体产品。

粉碎与分级是以满足应用领域对粉体原材料粒度大小及粒度分布要求为目的的粉体加工技术。主要研究内容包括：粉体的粒度、物理化学特征及其表征方法；不同性质颗粒的粉碎机理；粉碎过程的描述和数学模型；物料在不同方法、设备及不同粉碎条件和粉碎环境下的能耗规律、粉碎和分级效率或能量利用率及产物粒度分布；粉碎过程力学；粉碎过程化学；粉碎的分散；助磨剂的筛选及应用；粉碎与分级过程的粒度监控和粉体的粒度检测技术等。它涉及颗粒学、力学、固体物理、化工原理、物理化学、流体力学、机械学、岩石与矿物学、晶体学、矿物加工、现代仪器分析与测试等诸多学科。

3非金属矿物加工现状及发展历程总结回顾

以超细粉碎为例。20世纪80年代初以来20多年间中国超细粉碎技术与设备的发展大体上经历了三个阶段。从80年代初至80年代末以引进国外技术和设备为主，90年代初至90年代末期是引进国外技术、设备与国内仿制、开发同步进行的时期。2000年以后，进入了自主开发和制造为主、引进为辅的阶段，期间建立的超细粉体加工厂大多采用国产技术和设备。从2000年至今，具有自主知识产权或发明专利的超细粉碎技术和设备工艺配套和自动控制等综合性能显著提高。

3.1精细分级技术

1986年，世界先进分级技术水平为产品细度97%≤10um；1992年发展到97%≤6～7um；2000年发展到97%≤3～5um；2002年发展到97%≤2～3um。中国1986年还没有精细分级技术与设备，1995年前后分级技术达到97%≤10um；但以后与世界先进水平的距离逐渐缩小，1998年左右发展到97%≤6～7um；2004年发展到97%≤3～5um；2006年发展97%≤2～3um。

3.2 干法机械超细粉碎

1986年，中国还没有真正意义上（产品细度97%≤10um）的超细粉碎设备，那时，该细度的产品主要采用气流粉碎机；上个世纪90年代初，通过引进消化吸收和再创新，国内开始生产超细机械磨；1999年前后，开发出了完全具有自主知识产权的新型机械磨；单位产品能耗显著降低，已广泛应用于方解石、滑石、硬质高岭土、硅石灰等的超细粉碎加工。

4非金属矿加工技术发展趋势

非金属矿是人类赖以生存和发展的重要矿源之一。非金属矿产品是现代工业的重要基础材料，也是支撑现代高新技术产业的原辅材料和节能、环保、生态等功能性材料，中国是全球非金属矿产资源品种较多、储量较丰富的国家之一，石墨、滑石、菱镁矿、重晶石、萤石等非金属矿的储量和产量居世界前列；中国还是一个经济和社会正在迅速发展和变化的世界大国，对非金属矿产品的需求量持续快速增长。另一方面，虽然20多年来，中国非金属矿加工技术取得了巨大进步，但是，与目前世界先进技术相比，仍存在较大差距，还不能满足支撑高性能非金属矿产品和矿物材料生产、高效综合利用矿产资源以及节能、环保的需要。基于以上背景，未来10年中国的非金属矿加工技术发展的重点将是生产工艺节能降耗、资源高效综合利用、高性能非金属矿物材料制备技术。

参考文献

[1] 张荣立，何国维.采矿工程设计手册[M].煤炭工业出版社，2003.

[2] 煤炭工业部.煤炭工业矿井设计规范[S].中国设计出版社，1999.

[3] 徐永昕.煤矿开采学[M].中国矿业大学出版社，2001.

[4] 吴志羲.煤矿矿井开采设计手册[M].煤炭工业出版社，2003.