矿物加工技术范文

矿物加工技术篇1

关键词：中国；矿物加工；技术；进展

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

矿物加工从其现有的学科基础来说，是一门从矿物资源(矿物、煤炭、二次资源、工业与生活废弃物等)中，通过分离、富集、提纯等物理的和化学的加工处理，提取有用物料的科学技术。

1、选矿的起源与历史沿革

人类利用矿物资源已有数千年历史，如自然金、自然铜、滑石、朱砂等的开采与利用。无论是公元前几千年的古埃及，还是中世纪的罗马帝国时代，或者是中国古代，由于科学技术水平整体落后，社会生产力低，对矿物资源的需求少，人类利用的矿物资源主要是通过手工作业从天然矿石中得到的。如淘金、人工溜槽、手动跳汰筛、洗矿槽等原始重选方法及鹅毛粘油刮取浮在水面上的金粉等原始浮选方法。我国古代将原始的重选、浮选总结为“澄、淘、飞、跌”。这些手工作业虽然有近代“表层浮选”“重选”的影子，但还算不上是一门工业技术。

19世纪末至本世纪20年代，世界工业生产快速发展，对矿物原料的需求增大，加上18世纪产业革命的推动，使机械化成为可能。近代大部分的选矿工艺与设备属于这一时期选矿领域的技术发明，如AP式破碎机，球磨机，机械分级机，重选、电磁选的设备与工艺及浮选药剂、工艺与设备等。从那时起，选矿技术已成为一门人类从天然矿石中选别、富集有用矿物原料的成熟的工业技术，并得到广泛应用。

2、矿物加工学科的形成、发展与现状

60年代以来，随着世界经济的快速发展，一方面人类对矿物资源的需求不断增加，另一方面，矿物资源中，富矿减少、贫细矿物资源增加，而且矿山、冶炼厂排出的废水、固体废弃物等对环境的污染与治理问题也开始受到重视，传统的选矿技术与理论已不能完全适应解决这些问题。

为了从贫细矿物资源中有效地分离、富集有用矿物，充分合理地利用资源，并能解决环境问题，选矿科技工作者开始认识到，不仅仅是传统的选矿技术不能有效的解决贫细矿物资源的分离问题，而且资源的综合利用是更重要的问题。这就需要综合利用多学科的知识与新成就，寻找新的学科起点，开发新的科学技术，以实现矿物资源的综合利用，包括分离、富集贫细矿物资源的新技术、工艺和设备;对矿物的提纯与精加工;环境的综合治理;矿物新用途的开发等。即矿物资

源的利用不单纯是通过“选矿”得到矿产品的问题，而是综合“加工”利用的问题。为此，近几十年来，选矿及相邻学科的科技工作者在选矿学科及交叉学科领域，进行了大量的基础理论与工艺技术的研究。而且，由于相邻学科的发展，如电化学、量子化学、表面及胶体化学、紊流力学、生物工程、冶金学、材料科学与工程及计算机科学与技术在选矿学科领域中的应用，形成许多新的学科方向和各种加工利用矿物资源的新技术。“选矿”已不能涵盖多数新的加工利用矿物资源的科学领域，“矿物加工”呼之欲出。矿物加工学科无论从其学科基础，学科领域及其研究对象方面远比传统选矿学科更广、更深。事实上，国外从60年代开始，就逐步采用“Mineral Processing”代替“Ore Dressing"，在我国，也经过近10年的酝酿，于90年代在国家教委招生目录上将“选矿，，更名为“矿物加工”。

在近30年矿物加工学科的形成与发展过程中，世界矿物加工领域的科技工作者进行了广泛、深入的研究，有许多颇具影响的学科群体。如美国加州大学的材料和工程科学系、哥仑比亚大学的矿业学院、宾州大学的材料科学系，尤他大学冶金工程系;加拿大大不列颠哥仑比亚大学的矿物工程系、麦吉尔大学矿冶系;澳大利亚CSIRO矿物化学研究室、昆士兰大学矿物研究中心;瑞典勒律欧工业大学选矿室;意大利CNR选矿研究所;德国克劳斯塔尔大学、弗来堡研究院、阿亨大学;苏联米哈诺布尔矿冶研究院;我国的中南工业大学、中国矿业大学、东北大学、北京科技大学、长沙矿冶研究院、北京矿冶研究总院、北京有色金属研究总院、广州有色金属研究院等。这些矿物加工学术与研究中心的研究涉及矿物加工学科的各个领域，促成了矿物加工学科的形成与发展。目前，矿物加工的主要学科方向有:

(1)复合物理场矿物加工:根据流变学、紊流力学、电磁学等研究重力场、电磁力场或复合物理场(重力+磁力)中，颗粒运动行为，确定细粒矿物的分级、分选条件。如磁流体水力旋流器分选，振动脉动高梯度磁选，流化床层干法选煤等。

( 2)高效低毒药剂分子设计:根据量子化学、有机化学、表面化学研究药剂的结构与性能关系，针对特定的用途，设计新型高效矿物加工用药剂。

( 3)矿物资源的生化提取:用生物浸出、化学浸出、溶剂萃取、离子交换等处理复杂贫细矿物资源，如低品位铜矿、铀矿、金矿的提取。由于细菌兼有氧化、吸附、降解等作用，不仅强化浸出过程，而且在环境与工艺控制上具有优势。生化提取的基础理论与技术的研究近几年已成为矿物加工学科的重要方向之一。

( 4)直接还原与矿物原料造块:主要从事矿物原料造块与精加工方面的科学研究。研究铁精矿煤基回转窑直接还原、粉体物料成型等过程的机理。

( 5)复杂贫细矿物资源综合利用:研究选书合、选矿习七工联合、多种选矿工艺(重、磁、浮)联合等处理一些大型复杂贫细多金属矿的工艺技术和基础理论，研究资源综合利用效益。

3、矿物加工学科面临的问题及发展趋势

3. 1矿物加工学科发展面临的挑战

矿物加工学科的发展首先面临的是资源变化的挑战，矿物加工处理的资源从传统的天然矿石向如下几种资源变化。

(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生稀有、贵金属品种多，品位低，嵌布细，难处理。如柿竹园多金属矿、大厂多金属矿、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:包括以非金属矿物、煤炭为主的矿床及金属矿山中伴生的非金属矿。特别是后者，在金属矿选矿过程中，经过了碎磨过程，消耗了大量原材料和能耗，一般只回收了占总矿量约10%的有色金属矿或约30%的黑色金属矿，大量的伴生非金属矿(尾矿)未能利用，矿山综合利用率低。

( 3)二次资源:矿山、冶炼厂、化工厂等排出的废水、废渣、废气中的稀有、稀散和贵金属，废旧汽车、电缆、机器及废旧金属制品等二次资源。

( 4)海洋资源:海洋锰结核是一种赋存于深海底的巨大矿产资源，除含锰外，铜、钻、镍等金属的储量十分丰富。在未来陆地资源贫化、枯竭时，也将成为人类的宝贵资源。

由于待处理的资源发生较大变化，而且长期以来矿物加工学科研究的局限性，现有的矿物加工学科发展将在如下技术问题上面临挑战:

(1)复杂贫细矿物资源综合回收利用技术:目前，大多数矿山的选矿能耗高，产品单一，矿产品含杂较高，矿山综合利用率低，亏损严重。急需开发各种贫细

矿物资源的综合利用技术，并进行基础研究。

( 2)二次资源再生利用技术:由于一次资源逐步减少，二次资源的再生利用技术的开发无疑成了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及对环境的治理方面还无有效手段，造成资源浪费与环境污染。

( 3)洁净煤技术:煤炭是重要的能源，在中国尤是如此。但燃煤给环境带来的污染已经成为全球严重关注的问题。煤炭的脱硫及深加工技术一直是而且仍将是矿物加工面临的重要问题。

3. 2矿物加工学科的发展趋势

面对待处理资源的变化及技术上存在的问题，矿物加工科技工作者及相关学科的科技工作者，在矿物加工领域及相关学科领域不断进行新的探索和研究，矿物加工工程学与相邻学科的相互交叉、渗透、融合，如物理学、化学与化学工程学、生物工程学、数学、计算机科学、采矿工程学、矿物学、材料科学与工程已大大促进了矿物加工学科的发展，一些新的矿物加工学科领域已初露端倪。

结语

矿物加工和资源有效利用,又面临新的挑战,绿色环保、清洁生产和节约资源能源,降低消耗以及安全生产的要求更高,富矿、易加工矿资源日趋减少。我国的生产企业、研究单位和高等学校组成产学研联合攻关,在这些方面不断取得新的进展,取得了令国际同行瞩目的成就。

参考文献：

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[3]张志军,黄根. 煤炭类矿物加工专业开设金属矿选矿课程的探讨[J]. 中国电力教育,2013,29:76-77.

矿物加工技术篇2

关键词：矿产勘查 物化探技术 技术应用

1 矿产勘查中的物探技术与化探技术

分析矿产勘查中的物化探技术应用，需要明确物化探技术的概念和原理，当前矿产勘查中的地质勘查被称为现代地质勘探工作。从广义上讲，地质勘探通常可以理解为地质工作的同义词或近义词，针对地质勘探工作的开展，根据发展的需要，国防建设和社会经济的发展以及国家科学技术都对地质勘探工作提出了很高的要求。地质勘探技术的原理主要是针对某些地区的岩石地层结构和矿物分布情况进行合理勘探，也可以进一步对地下水和地形地貌等地质条件进行合理分析，进而可以探讨和研究地质状况中的重点和研究地质地貌的差异。

在地质勘探工作的找矿过程中可以按照勘探目标的不同而将勘探过程分为不同的地质找矿工作模式，并且可以针对具体的地形条件，依据勘探矿产地质状况和不同的矿产评价主要目的，合理进行矿产地质调查，实现确定地质勘探的主要目的，进而合理掌握矿产勘探地区的水文地质和地下矿产分布情况，或者结合矿产勘查区域内的地质条件合理进行矿产勘查，进而实现地质勘查工程建设目标。

矿产勘查中的物化探技术应用包括各种地形区域的地质调查或者海洋地质调查，通过地质调查可以对地质区域内的具体矿产分布状况进行合理的勘探，了解其矿产形成地质条件与环境地质状况等。然而，矿产勘查中的物化探技术的应用目前总体情况还存在着一些严重的问题。因此，为了进一步提高矿产勘查中的物化探技术应用水平，在矿产勘查中，具体的物化探技术应用需要加强对地质勘探物理化学勘探技术的研究，增加地质勘探技术的研究开发这是特别重要的工作。

从原则和方法的角度来考虑，加强矿产地质调查和地质勘查，也需要对物化探技术进行分析和应用性研究。本文着重对地质勘查物化探技术的应用进行了详细的描述，对于促进矿产勘查中的物化探技术应用会起到积极的作用，对我国今后的地质勘探工作有一定的参考作用。

1.1 化探技术分析

在矿产勘查中的物化探技术应用过程中，矿产勘查物化探技术比其他地质矿产物理勘探技术更有效，比如在传统的天然气勘探过程中，地球化学勘查方法中最重要的方法是使用金属矿物来进行气态物质的勘探，这在很大程度上是由其具体的勘探方法所决定，其勘探效果相对就更加有效。所有的天然气勘探技术中最有效的方法是广泛使用的汞气勘探。

随着表面矿产开发越来越多，地质开采过程中更多的开始关注地下埋藏的矿物资源，并且随着地质勘探科学技术的进步，勘探工作也推动可精密仪器的使用创新，也促进了地球化学技术的研究发展。针对地球化学勘查方法技术的研究，通过使用地球物理化学勘查技术可以扩大寻找矿物的分布范围，因为它减少了许多勘探检测环节，其直接效果明显优于物探技术。

随着勘探化学技术的发展，矿产物化探测技术是对传统地球化学方法为代表的技术的一项新的发展，并且这项技术正越来越成熟，走向定量解释方法的发展进程中，是促进矿产勘探技术全面快速发展的有效新模式和新方法。随着地质勘探技术的不断深入发展，矿山近表面的矿物被发现，隐伏矿的发现成为未来矿产勘查的发展趋势。

近年来，一些高灵敏度的仪器，可以进行精密的化学分析，结合地球物质的特殊存在形式和运行机制，促进勘查地球化学方法的发展取得了明显的进步，进而提出了新理论和新技术，有利于加强许多隐伏矿床的地球化学勘查。

1.2 物探技术分析

物探技术在地球物理勘探过程中常用的物探技术方法是指通过重力，磁，电等来进行矿产探测的方法，通过这些方法寻找和扩大能源矿产的勘探范围，可以有效加强对黑色金属、有色金属矿产、非金属矿产等矿物的勘探。矿产勘查中的物化探技术应用对矿产勘查有着积极作用，该类技术主要有地震法、电磁法等类型。其中通过地震法测量矿产资源，需要通过采集地震波技术，获得所需的数据，然后根据这些信息来推断地下物质的性质，并逐层分析图像，其中一种比较常用的技术是浅层地震勘探应用技术，其原理主要是利用岩石中弹性波传播的过程，通过人工激发弹性波来探测地下地质构造和岩性信息的方法，利用弹性波的传播原理，通过弹性波在地下地质结构和岩石性质内的反射过程时间等具体信息来获得矿物勘探的信息，进而实现对矿物分布状况的研究和分析。该类技术的优点是探测深度较大，精度较高。

对于诸多矿物勘探技术而言，浅层地震技术是一种创新性的地震勘探方法，该方法首先应用在油气勘探中，仍然是这一领域中重要的勘探技术，该方法比一般方法的探测深度要深，并且经图像处理后，可使地下结构精细、形态分布有利于进行地质评价。另一种方式是电磁法。大地电磁测深是被动源电磁测深法，以天然交变电磁场为场源，通过合理改变磁场强度进行地质勘探的方法，观察到在电磁源的条件下的分布图像，进而研究地下岩石和矿产分布的方法。电磁法广泛应用于矿产勘查，其中常用的方法主要是低频电磁法，其工作原理是在整个地质空间中通过发射电磁波或者低频无线电作为场源，合理测量其分布，如果局部遇到矿物就会发生异常进而起到找矿的目的。这种方法的优点是无线电源简单方便，并且处理速度快，但是缺点是探测深度较浅，并且还需要注意外部磁场的干扰。

2 矿产勘查中的物化探技术应用与地质效果分析

针对矿产勘查中的物化探技术应用问题分析，需要结合地球物理勘探技术在实际应用中的问题和现状进行分析和探究，当前我国矿产勘查中的地球物理勘探技术还很不完善，并且在实际勘探工作中会发现很多问题。

首先，利用地球物理、地球化学方法所获得一些信息，但是这种方法仍然存在一些不确定性，对于指导矿产勘探具有一定的影响，而且对数据的解释和分析方法也不够科学合理，导致通过该方法所获得数据不能很好地指导矿产勘查工作的顺利进行和开展。通常情况下，矿产勘查中的物化探技术应用往往会根据工作人员的经验，结合许多种类方法的经验进行分析与解释，导致整体的矿产勘查中的物化探技术应用不够科学合理。并在这种情况下所得到的解决方案只是以勘探工程的观测参数进行控制为目的，对于实际使用不能起到很好的指导作用，也就是说在勘探工程中需要采用综合方法来降低勘探过程中存在的误差。同时在勘探过程中由于收集大量数据，这在一定程度上往往会因为勘探所得数据的分析难度而增加勘探整体结果的多解性。最后导致对这些数据无法进行深入科学的研究，对于寻找异常情况和提高数据准确度会造成一定的影响。

地质勘探包括对各类区域的地质调查，当然也涵盖海洋地质调查的内容，所以需要加强对地震地质与环境地质的调查分析，同时结合地质勘查地球化学找矿技术的应用总体情况，对地质勘查物化探技术的应用进行了详细的描述。虽然当前地质勘探技术应用过程中存在着一些严重的问题，但是为了进一步提高地质勘探水平，加强对地质勘探地球化学勘探技术的研究工作是特别重要的，并且对于加强物化探技术的提高有着积极的作用。矿产资源在我国经济发展中扮演着重要的角色，因此，加强对矿产资源勘查工作的控制，加强对矿产物化探技术的深入研究，可以促使其在矿产勘查中发挥更重要的作用。

在矿产勘查中的物化探技术应用过程中，需要使用合理科学的检测方法来减少因为物化探技术误差所产生的问题，并且还有几点事项需要注意，以便确保取得良好的物探效果。

一是需要遵守矿产勘查中的物化探技术应用原则，让有经验的工作人员进行数据的分析和解释，并推断矿区周围环境条件的可能来源。即使在一个完全相同环境的地区，也会产生同样的矿物，所以需要结合具体的实际状况进行合理的分析和总结。

二是在采矿区域内通过运用矿产勘查中的物化探技术也有可能发现新矿物的存在。

三是适当增加对成矿地质条件的研究。

由于矿产形成的原因是十分复杂的，所以在对数据进行分析和解释过程中，相关工作人员需要提高对地质情况的关注和研究，综合考虑地质条件的复杂性。并且要结合复杂的地质条件进行仔细研究和分析，减少外部因素的影响，合理对地区的地质条件做出准确的解释。当发现异常状况进行解释的时候，需要注意对地质条件进行综合的考察和研究，排除矿产分布区域内不良地面环境条件的影响，因为在很深的地下往往也会有大矿体的存在，甚至在一些地方会出现成地质曲面的状况。所以如果该地区矿体的总体形状复杂，就可能在矿产分布地区的许多位置处可能会存在矿产等，针对这一特殊情况就需要及时排除其他物质的干扰与地质因素的影响，防止因为环境的影响而导致异常复杂状况的增加，确保增加矿产勘查中的物化探技术应用精度，防止出现错误的误判，从而提高矿产勘查中的物化探技术应用重视程度、合理改善地区的复杂地质条件。

为了提高矿产勘查中的物化探技术应用效果和质量，需要针对矿产资源进行合理的地球物理技术原理分析和按照科学合理的方法进行地球化学勘查。经过几年来的工作实践检验，对矿源搜索需要结合具体的原理进行分析和总结，首先需要依据找矿原则，结合矿产勘查的最基本方法，合理进行矿产分布地质普查，对矿床或矿体进行细致分析之后得出评价报告。在勘探工作过程中同时进行数据的收集和分析，在对矿产勘探物化探技术的支持下，使用探测技术探索矿产分布区域的各个地点，结合具体的地质分析工作，同时还要结合具体的信息资源进行合理的分析和总结。针对地球物理和地球化学找矿勘探技术的重要性和作用大的特性，需要在整个阶段应用地球物理和地球化学勘探技术来实现对矿产的分析和寻找。在矿产普查工作中，可以通过合理的措施来寻找隐伏矿，根据矿体的生产条件，对矿产情况进行深化筛选，可以利用矿产资源勘探技术，有可能在勘探过程中实现一个新发现。至于勘探过程中的优化原则，可以根据具体勘探数据进行数据分析和总结，寻找到许多贴合不同情况的解决方案。在这种情况下，应该使用各种灵活的矿产材料化学勘探技术，根据地形特征和矿物特征，结合具体的交通条件，综合考虑各种方法的优点和缺点，合理优化勘探方法进行矿产探索和分析总结。

针对直接和间接寻找矿源的工作，在矿产资源勘探和开发的早期阶段其主要任务是直接对矿产分布区域进行勘探，然后在很深的地下区域内进行矿产勘查，逐渐从直接开采进入到间接开采的阶段，所以在矿产勘探过程中需要将直接法和间接法相结合，进而促进矿产勘查工作的顺利开展。综合勘探技术在找矿预测中的应用是矿产勘查的趋势发展的必要要求，这就需要加强勘探过程中各个环节的密切合作，采取各种协同作战的勘探方法，以消除勘探过程中存在的问题和不足，采取合理的地球物理方法进行隐伏矿预测。同时合理实行勘探方法必须基于成矿区域地质背景为基础，地球物理和地球化学资料必须结合成矿地质条件，结合地区地质条件进行合理的解释。在对矿产资源进行勘探过程中，需要始终坚持以地质条件的具体分析进行解释和勘探，才能对地区的地质条件进行合理的分析和总结，而不能脱离成矿地质条件，采用一些方法分离，这也是解决地质勘探实际问题的唯一方法。

3 结语

随着矿产勘探行业的快速发展，现代地质勘探工作的应用需要一系列高新技术来支持其发展，同时这些新的高新技术使目前的地质勘探质量和效率有了很大地改善，使地勘业得到了长足的发展。通过对地质勘查物化探技术的深入分析，有了更加深刻的认识。

矿产资源的勘探和开采工作的现代化需要技术人员采用地球物理技术来进行矿产资源的开发和利用，矿产勘查中的物化探技术的发展适应现代社会对矿产勘探过程的要求，地球物理技术与其他技术相比，在寻找矿产资源过程中具有许多优点，因而被广泛地应用于矿产勘探实际生产活动中。所以本文首先介绍了地球物理勘探和地球化学勘查方法技术，并介绍了在矿产资源勘探开发中的应用问题及遵守的原则，同时本文简单讨论了矿产勘查地球物理和地球化学技术的发展要求，并对物化检测研究矿产资源的地质勘查工作技术进行了总结，能够满足矿产物探技术过程中高水平技能的需要。

地质勘探工作的开展需要根据发展的需要，结合具体勘探地区的岩石地层结构和矿物分布情况，才能进一步对矿产分布地区的地形地貌等地质条件进行分析和总结，也可以探讨和研究矿产分布差异。按照勘探目标不同需要采取不同的地质找矿工作模式。结合地质勘探地球物理勘探技术的重要性，需要进一步提高地质勘探水平，也要加强分析和研究工作，为中国的经济发展奠定坚实的基础，对我国今后的地质找矿工作有一定的参考作用。

参考文献：

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作者简介：

矿物加工技术篇3

关键词：矿井水；处理技术；方法和原理；工艺流程；处理效果

Abstract: the mine water is a coal mine industry characteristics of wastewater, is also a kind of water resources. In this paper, the mine water treatment technology is summarized, and the coal mine water, containing high salinity suspended mine water and special polluting of mine water treatment technology.

Keywords: mine water; Processing technology; Method and principle; Process; Treatment effect

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

0引言

矿井水是矿井开采过程中产生的地下涌水，在开采过程中会受到粉尘和岩尘的污染，是具有煤矿行业特点的废水。大量矿井水的流失，不仅造成水资源的极大浪费，而且还污染了矿区周围农田及地表水系。对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。

矿井水水质状况随煤矿开采的品种、类型、方式以及煤矿所处的区域和地质构造等不同有较大的差异。矿井水按水质主要分为4类：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和特殊污染型矿井水。

除了洁净矿井水可直接利用外，矿井水的利用都需要相应的矿井水处理技术，主要包括含悬浮物矿井水处理技术、高矿化度矿井水处理技术和特殊污染型矿井水处理技术。

1高矿化度矿井水处理技术

1．1高矿化度矿井水的水质特点

高矿化度矿井水中含有大量的钙、镁、钾、钠、硫酸根等离子，这些离子总量大于lg／L，水质多数为中性或偏碱性，带苦涩味，俗称苦咸水。高矿化度矿井水又可分为微咸水(矿化度为1～10 g／L)和咸水(矿化度为10～50 mg／L)。我国煤矿高矿化度矿井水含盐量在1一10 g／L，少数达10 g／L以上。高矿化度矿井水主要分布在我国北方矿区、西部高原、黄淮海平原及华东沿海地区。

1．2处理方法和原理

目前国内主要有：药剂法、离子交换法和膜处理法。较常用的方法是膜处理法。膜处理法主要包括电渗析法和反渗透法。目前电渗析法基本淘汰不用，主要采用反渗透法处理高矿化度矿井水。反渗透法原理是以压力为推动力的膜分离方法，脱盐率高达95％以上。由于高矿化度矿井水的特殊性，膜污染和膜结垢是影响反渗透系统工作效率和使用寿命的重要因素。为了减小膜污染，必须增加前处理工艺，一般采用“机械过滤器一活性炭过滤器一保安过滤器”三级过滤工艺，也可用超滤代替前面的三级过滤。为了解决膜结垢问题，必须投加阻垢剂，阻垢剂的选择和投加量应通过试验来确定。

1．3工艺流程和处理效果

高矿化度矿井水处理作为工业用水的工艺流程：矿井水一前处理一阻垢剂投加—反渗透装置一出水。实践表明，该技术结垢控制良好，运行稳定可靠，脱盐率一直保持在95％以上。

2含悬浮物矿井水处理技术

2．1含悬浮物矿井水的水质特点

含悬浮物矿井水中主要包含煤粉、岩粉和黏土等，含悬浮物矿井水具有悬浮物粒径差异大、质量轻、沉降速度慢等特点。煤是有机物和无机物的复合体，不同煤化阶段的煤分子结构大小不同，煤粒表面所带电荷数量也不相同，因而其亲水程度各异。

由于含悬浮物矿井水中煤粉的作用，尽管有时矿井水悬浮物不是很多，可黑色却十分明显，感观性状差。含悬浮物矿井水中悬浮物的含量每升为几十至几百毫克，少数超过1 g／L。但在井下水仓清仓时，悬浮物含量每升最高可达上万毫克。不同的含悬浮物矿井水，由于悬浮物含量和煤屑占悬浮物的比例不同，使得化学需氧量(COD)差异较大，但COD是由于煤屑中碳原子的有机还原性所致，在水中十分稳定，它将随着悬浮物的去除而消失，故不需要进行生化处理。

2．2处理方法和原理

含悬浮物矿井水处理采用“混凝一沉淀一过滤”的方法，出水可达到工业用水的标准。混凝通常采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂配合投加。矿井水混凝反应后，再进行沉淀，实现固液分离，去除大颗粒的悬浮物，细小的悬浮物，再用过滤的方法去除，出水达到工业用水标准。过滤的滤料通常为无烟煤、石英砂。

如果矿井水处理出水要作为生活饮用水，除采用“混凝一沉淀一过滤”的方法外必须增加吸附方法去除水中有机污染物的工艺。吸附原理是利用物质强大的吸附性能来去除矿井水中有机污染物。目前用于矿井水处理的吸附剂是活性炭，活性炭具有丰富微孔结构和表面憎水性，其对水中某些污染物有极强的亲和力，是有效的去除方法。

2．3工艺流程和处理效果

含悬浮物矿井水处理作为工业用水的工艺流程如图l（a）所示。该实用处理技术在全国十几个矿区的一百多个煤矿中进行实际应用，工程投资省，水处理成本低，处理效果好。含悬浮物矿井水处理作为生活饮用水的工艺流程如图1（b）所示。

图1 含悬浮物矿井水处理工艺流程

含悬浮物矿井水处理技术，水处理成本低，处理出水水质可靠。

3特殊污染型矿井水处理技术

3．1含氟矿井水处理技术

含氟矿井水的氟浓度一般在1—10 mg／L，如果矿井水处理后作为饮用水，我国规定生活饮用水不超过1 mg／L。含氟矿井水的处理方法主要有活性氧化铝法、电渗析法、电凝聚法、絮凝沉淀法等。絮凝沉淀法由于需要投加大量铝盐才能去除少量的氟，所以适合矿井水含氟不大于4 mg／L，且水量小于30 m3／d。由于适合的水量较小，絮凝沉淀法实际在煤矿矿井水处理除氟中基本没有应用。电渗析法除氟主要适合高含盐量的矿井水的一并处理。目前，在煤矿应用较多的除氟工艺是活性氧化铝法。活性氧化铝是一种白色颗粒状多孔吸附剂，由各种含水氧化铝煅烧而成，具有很大的表面积，其吸附交换能力随着比表面积的增大而强化。在除氟和再生过程中，铝离子起关键作用，形成了铝氟配合物，与氟离子的交换反应如下：A1203·A12(S04)3·nH20+6F-===A1203·2AlF3·nH20+3；含氟矿井水处理工艺流程：含氟含悬浮物矿井水—预沉调节池一去悬浮物净化处理系统—活性氧化铝过滤除氟系统一出水供用户。

3．2含铁矿井水处理技术

大多数含铁矿井水的铁含量一般在10 mg／L以下，pH值在6～7，除铁处理后出水可作为工业用水。含铁矿井水处理方法和原理是将二价铁氧化成三价铁，再采用过滤去除铁。铁的氧化法主要有充氧氧化法、氯氧化法、高锰酸钾氧化法、臭氧氧化法等。过滤采用的滤料主要有石英砂、无烟煤或锰砂滤料。

采用充氧氧化法的除铁工艺流程：含铁含悬浮物矿井水一预沉调节池一去悬浮物净化处理系统—氧化过滤除铁系统一出水供用户。

4结论

对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。

参考文献：

[1] 周如禄，高亮，陈明智．煤矿含悬浮物矿井水净化处理技术探讨[J]．能源环境保护，2000(1)．

[2] 高亮，刘雨忠，周如禄，等．矿井水净化及资源化成套技术与装备的开发[J]．能源环境保护，2004(1)．

矿物加工技术篇4

关键词：矿物加工；金属矿；选矿；课程设置

作者简介：张志军（1984-），男，河北邯郸人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，讲师；黄根（1986-），男，湖南湘潭人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，讲师。（北京 100083）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0076-02

新中国成立初期，我国工业极端落后，百废待兴。1949年全国原煤产量仅为3243万吨。为此，20世纪50年代初期，全国各地开设了一批地质和矿业院校，目前已发展成为地质、矿业、冶金、资源等行业高层次人才培养的一支重要力量。在矿业类高校中，矿物加工工程专业是新中国成立后最早设立的本科专业之一。[1，2]原地质矿产部（现国土资源部）或原煤炭部所属的高校开设了矿物加工工程本科专业，中国矿业大学（北京）的前身中国矿业学院北京研究生部是煤炭部所属高校，现为教育部直属高校。上世纪80年代末，新材料、生物、信息技术和经济金融等行业呈较快势头发展，直接影响到矿业院校的人才培养和科研工作。本世纪初，国内外对环境保护、节约高效以及资源利用率的要求越来越高，包括矿物加工在内的煤炭地矿行业进入了新的发展高潮。[3]近几年，随着我国经济增速持续减缓，煤炭行业的需求与发展势头减弱，矿物加工专业人才在煤炭行业内趋于饱和，毕业生的刚性需求降低已成为不争事实，而传统单一的以煤炭为加工对象的矿物加工人才培养模式一定程度上制约了矿物加工工程专业的发展。因此，在保留中国矿业大学（北京）（以下简称“我校”）矿物加工专业煤炭特色的基础上，探索培养具备更强综合素质的矿物加工专业人才模式，以适应当前社会与经济发展的需求，拓展矿物加工人才专业能力的广度和深度，已成为中国矿业大学（北京）矿物加工工程专业发展的必然趋势。

一、中国矿业大学（北京）矿物加工工程专业简介

中国矿业大学（北京）属于煤炭类高校，矿物加工工程专业也是以煤炭洗选加工为主，该专业设有博士点、硕士点和博士后科研流动站，该专业于2002年、2007年两次被评为国家重点学科。2007年被教育部批准为高等学校特色专业建设点，2008年被北京市教委批准为北京市高等学校特色专业建设点。1998年被遴选为教育部首批“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。矿物加工工程学科也是我校“211工程”、“985优秀学科创新平台”及“111引智工程”重点建设学科。矿物加工工程系在煤炭洗选加工、水煤浆制备技术、非金属矿物材料加工、洁净能源技术、新能源（氢能源等）、新型炭材料等研究领域形成了矿业特色鲜明的研究方向，多项研究成果在国内外居领先水平。但是，该专业对金属矿选矿领域的研究和教学较为缺失。

二、矿物加工专业毕业生就业形势现状

20世纪80年代以前的计划经济时代，矿物加工工程专业按计划招生、国家分配毕业生就业，基本不存在就业问题。随着我国市场经济与社会的快速发展，高校招生及毕业生就业分配市场化，用人单位与毕业生双向选择，学生来源和分配去向也市场化。自1999年高校扩大招生以来，矿物加工工程毕业生就业的优势不再突出，高校的学科专业竞争日趋激烈。

近年来，随着我国经济增速持续减缓，煤炭供求关系发生转变，“买方市场”特征显现，煤炭产业面临较大压力。从发展趋势来看，“稳增长”政策效应的逐渐显现以及企业以销定产范围的扩大，将有利于缓解煤炭市场供大于求的状况，煤炭生产、消费将平缓增长，市场供需将趋向平衡。到“十二五”末，西部煤炭产量增量占65%，东西部的煤炭产量增量约占35%。同时，大型煤炭企业向国际化发展，国内煤炭企业的竞争也将更加激烈，资金和技术将向拥有多极产业链和技术优势的企业聚集。因此，企业对于具备多项专业技能的综合型人才的需求提高，如对粉煤灰脱碳、粉煤灰提取硅铝、炼钢产业等，走多极支撑的行业发展路线。

煤炭行业的发展形势及矿物加工专业人才的逐渐饱和，单一的人才培养模式使得矿物加工工程专业毕业的学生面对“局限于煤炭洗选行业找工作”的形势显得无所适从。因此，必须从本科生人才培养模式和课程设置上进行改革，如增设非金属、金属矿选矿方向，开设金属矿选矿课程，讲授化学选矿相关的专业知识，来拓展学生的知识面，从而扩大毕业生的就业面。使矿物加工工程专业毕业生可在矿物（金属、非金属矿、煤炭）分选加工和矿产资源综合利用领域内从事生产设计科学研究与开发及技术改造与管理工作，具备综合性技术的人才投入到西部开发中，才可以更好地发挥自己的才能。

三、矿物加工专业开设金属矿选矿课程的建议

目前，我校矿物加工工程专业核心必修课程主要有物理选矿、界面分选技术、固液分离技术、实验设计与研究方法和选煤厂设计等；专业选修课程主要有矿物加工机械设计基础、矿物加工数学模型、煤炭的洁净利用、计算机在矿物加工中的应用、选煤厂技术管理、选矿厂测试与控制等；还开设有工程力学、工程制图、无机化学、化工流体力学、分析化学、物理化学、电工电子学、有机化学等学科基础课。显然，这些课程都是围绕煤炭洗选为中心，学生学习完这些课程后，对金属矿选矿领域还很陌生，尚不能直接从事金属矿选矿的相关工作，因为，铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿的分选工艺和设备与煤炭的分选方面存在很大的差异。[4，5]

1.开设课程的完善与多样化建设

进入新世纪后，矿物加工技术发展迅速，新的选矿工艺和设备大量应用于工业生产中，[3]为了使专业课程更为合理，以适应新世纪对人才多样化的需求，建议对目前的传统课程设置进行改革。对一些课程的授课内容进行调整，可以拓宽学生的专业面，使学生更好地掌握最新的矿物加工技术。如，增加讲授金属矿选矿相关的矿物加工技术，如湿法冶金技术，原位浸出技术等；增加磁选等物理选矿课程的课时量，并增设破碎与磨矿、矿石学基础、工艺矿物学、矿石可选性研究、金属矿选矿、有色金属、烧结团球学、非金属矿加工、现代分析测试技术等专业选修课课程。另外，根据课程设置调整，教材的建设也应与专业的特色相结合。

2.加强课堂讲授和科研训练环节的创新能力培养

课堂讲授环节要求教师在课堂教学中充分引导学生对比金属矿选矿与煤炭洗选加工的异同，积极将国内外金属矿选矿的新工艺、新设备等先进的技术成果引入到教学环节中，培养学生的思维创新意识，努力建立有特色的学习考核机制。在课程考核中尽量体现金属矿选矿的特色，如试卷考核内容上突出煤炭洗选与金属矿选矿的理论、工艺、设备的异同。另外将对学生的个体考核和团队考核相结合，注重学生的综合专业素养的培养和科学的创新思维能力的形成。

建立开放的大学生科研创新训练基地平台，增设金属矿相关的科研训练项目。中国矿业大学（北京）抓住“985优势平台”和“211工程”建设的良机，建立创新、开放的金属矿选矿相关的教学与科研实验基地，提高仪器设备的现代化水平和利用率，共享大学生科研创新训练基地的软硬件资源。本科生通过在试验基地的不断实践和探索，才能将理论知识消化吸收，才能有创新的思维和能力，这对培养学生的创新意识、创新能力至关重要。[6]通过开设金属矿矿物加工相关的大学生科研创新计划项目，增设相关专题试验，建设实验室系统、半工业型实验系统在内的金属矿选矿的实验平台，提高本科生对金属矿选矿的科研实战能力，培养他们的科研兴趣和创新能力。

毕业设计（论文）是本科生通过毕业设计将四年来所学理论知识与工程实际相结合，是综合训练学生的工程素质和创新意识的过程，是矿物加工本科教学最重要的一个环节。高校人才培养和本科教学的质量直接由本科毕业设计（论文）的质量体现。因此，在此环节，可增加金属矿选矿相关的毕业设计（论文）题目，依据学生的兴趣爱好、个人意见及今后的就业方向自愿选题。在毕业设计（论文）过程中，指导教师注重考察学生金属矿选矿相关的工程研发能力。另一方面，穿插在学生本科毕业设计（论文）期间，可邀请研究院所的选矿厂设计工程师、金属矿选矿专家等给学生做4～5次专题报告及研讨会，通过吸收借鉴科研及设计工程师及选矿专家的工程设计理念，进一步激发本科生的科研兴趣和创新能力。

3.增加金属矿选矿实习基地，完善实习基地的多样化建设

矿物加工工程专业的突出特点之一是以实践为基础，并且与生产密切结合。[7]在传统的以选煤厂为主专业认识实习、生产实习和毕业实习基地基础上，[8]相应的对实习基地的建设做相应的灵活调整，配合金属矿选矿课程的教学调整。增加金属矿选矿厂作为本科生的实习基地，如铁矿选矿厂基地，黄金选矿厂 ，镍矿选矿厂 ，铜、铅、锌、银等选矿厂的实习基地，保证实习基地的长期稳定与灵活调整，完善实习基地的多样化建设。根据学生意愿选择选煤厂或选矿厂 ，使得学生在兴趣中学习，拓宽知识面，扩展就业方向。

四、结束语

中国矿业大学（北京）的矿物加工工程专业是一个传统的优势专业，为了跟上我国经济和社会发展的势头和方向，培养具有较强创新实践能力的综合型矿物加工专业人才，应该在保留我校现有煤炭特色教学的基础上，增设一些金属矿选矿课程，适当调整现有培养模式和课程设置，拓宽学生专业素质的宽度和深度，扩展学生的就业面。

参考文献：

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[3]杨炳飞，王吉中.新形势下矿物加工工程本科专业教学改革研究[J].大众科技，2012，14（8）：224-226.

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[5]邱冠周，黄圣生，胡岳华，等.矿物加工工程学科创新人才培养体系的探索与实践[J].高等工程教育研究，2002，（5）：22-25.

[6]陶有俊，赵跃民，谢广元.矿物加工工程专业创新人才培养实践[J].煤炭高等教育，2011，29（1）：118-120.

[7]胡岳华，宋晓岚，邱冠周，等.建设国际一流学科，培养复合拔尖人才——多学科交叉矿物加工人才培养模式创新与实践[J].高等工程育研究，2011，（2）：112-117.

矿物加工技术篇5

[关键词]采矿产业；采矿技术；应用

中图分类号：O434 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0260-01

在社会经济快速发展的背景下，能源消耗量越来越大，对能源的需求也越来越高。鉴于此，如何合理利用有限的能源成为国家实现可持续发展的重点。在采矿产业中，不仅要关注矿山的产矿问题，同时也应关注采矿过程所消耗的能源以及采矿的经济成本。为了实现低能耗、高效率的目标，在采矿过程中必须使用先进性的技术。目前，我国关于采矿技术的研究还远远落后于国外发达国家。因此，本文将主要介绍几种国外先进的采矿技术，希望可以为我国采矿技术的发展提供一些借鉴。

1 等离子爆破、自动操纵及遥控技术

本节所介绍的三种采矿技术均是由加拿大诺兰达公司研发出来的。从20世纪90年代开始，诺兰达公司就成立了专门的研发小组进行采矿技术的研究，并取得了很好的成绩。诺兰达公司研发出的这些采矿技术不仅大大提高了采矿的效率，同时还可以提高采矿过程的安全性，对于采矿产业的发展具有重要的作用。本文主要介绍该公司研发的三项采矿技术。

第一，是等离子爆破技术。所谓等离子爆破技术是一种集凿岩、爆破、装载于一体的技术，采用该种采矿技术可以彻底改变传统的矿体开采方式。在实践过程中使用时则应控制好经济成本，这样才能确保该种技术的经济性。研究人员经过一系列的实验发现，完成一次等离子爆破所消耗的电能和家庭用电5分钟消耗的电能相同，证明这种采矿技术是比较符合采矿企业经济效益要求的。后来，诺兰达技术中心通过和制造商进行沟通，制造出一种可以同时具备爆破与凿岩功能的机械设备，希望可以将其应用于地面筑路工程中。但是，诺兰达技术中心的研究脚步并没有停止，又开始设想制造出一种连续采矿机可以进行凿岩、爆破、装岩等操作。虽然，这种机器的研制时间比较长，但是一旦研制成功则可以大大降低采矿的成本，同时还能保证采矿的安全性。目前，诺兰达技术中心关于等离子爆破技术的研究还没有停止，他们希望能研发出更加精准的炮孔定位装置；

第二，是自动操纵技术。为了提高地下矿山开采的安全性，降低开采成本，必须要做好地下矿产重型开采设备的自动化设计工作。在1990年，诺兰达公司通过和其它公司的合作研制出了一种计算机系统，通过使用该种系统可以让一名工人同时对多台装载机进行操纵。而且，工人只要待在操控室就可以完成操纵任务，所处的工作环境没有噪音、灰尘污染。后来，诺兰达技术中心又在原有的计算机系统上进行了改进，提高了装载机控制系统的自动化程度；

第三，是遥感控制技术。遥感控制技术早就已经应用于采矿过程中，主要是用来远程控制采矿作业。诺兰达公司是以原有的遥感控制技术为基础进行地改进，希望可以研制出一种能应用于各种矿山类型的遥感控制程序。为了实现这一目标，诺兰达公司组建了专业的研究小组，分析在采矿过程控制中需要注意的信息，并进行了可行性研究。随后，诺兰达公司在斯特拉斯康纳矿进行了相关实验，并最终将这些研发出的程序应用于采矿实践过程中。经过多年的实践和研究，现在遥感控制技术已经被广泛地应用于采矿作业过程中，成为采矿过程中的一项核心技术。

2 瑞典冶金矿山采矿技术及其应用

瑞典关于采矿技术的研究主要集中在冶金矿山开采方面，希望通过使用先进的技术以提高采矿的效率。从1992年起，瑞典就比较关注自动操纵技术和遥感控制技术。这主要是因为当时瑞典很多采矿企业都面临着采矿成本的压力，希望通过提高采矿效率来降低采矿成本。而自动化技术和遥感控制技术对于提高采矿效率具有积极的作用。如果在矿产开采过程中应用自动化技术则不会因工人的原因出现机器停止运行的现象。例如，一个工人在使用自动钻机进行凿岩作业时，如果工人想要离开，不会影响自动钻机的工作，自动钻机仍会按照预期的目标进行自动化作业。瑞典的阿特拉斯柯普科公司研制出的RHS钻机控制系统就应用了遥感控制技术，这样在凿岩作业时就可以进行远程控制，改善工人的工作环境。

3 生物采矿技术及其应用

生物采矿技术是由澳大利亚提出的来的，就是指彻底改变矿山开采的思路，不使用机械开采方式，而是利用微生物将所需的矿物质从矿石中提炼出来。生物采矿技术可以避免机械开采过程中出现的安全性问题，还可以有效保护矿山周边的生态环境，如果这种技术能被应用于实践过程中则将会使得采矿业的发展进入一个新的局面。现阶段，已经可以利用生物技术来提取出矿石中的金、铜等矿物质，但这还远远没有达到应用生物采矿技术所预期的效果。可以用于生物采矿的微生物是一种古老的生命，在地球上存在的时间已经超过了人类，这种微生物通常都能适应比较恶劣的环境，同时还可以将矿石中的一些物质转化为维持生命的物质。就目前的研究结果来看，符合这种标准的微生物大多存在于火山周围。国际上一些大型采矿企业已经开始将生物技术应用于实践过程，但想要在世界范围内普及这种采矿技术还需要很长的时间。

4 总结

总之，随着科学技术的不断发展以及人们对能源需求量的不断增加，会出现越来越多的采矿技术，这些先进的采矿技术对于提高矿产开采效率以及促进采矿业的进一步发展都是具有重要意义的。我国应积极借鉴国外先进的采矿技术，加强对采矿技术研发的重视，从而追赶上国际先进水平。

参考文献

[1]许柏强. 先进的采矿技术及其应用分析[J].山东工业技术，2015，17：49-50.

[2]唐义. 我国先进采矿技术与应用探讨[J].科技传播，2015，21：101-102.

[3]李东明，许可. 现代先进技术在采矿设备的应用与发展[J].现代矿业，2011，10：1-3+10.

作者简介

矿物加工技术篇6

关键字：露天采矿；地下采矿；采矿技术；发展趋势

中图分类号：TD804文献标识码： A 文章编号：

引言

随着现代科学技术的不断发展，人们对矿物质的需求量也在逐年的增加。综观我国的矿物质的发展历史，在改革开放以来我国采矿技术的主要发展趋势是不断的对其采矿的设备以及矿物质的加工设备进行改造。由于矿物质一直以来就是工业发展中必不可少的，一个工业要想在这个社会上发展，必然是离不开矿物质，因此，对于现代工业部门来说，矿物质是工业生产的基础物质。露天采矿技术和地下采矿技术的发展趋势一直受到广大人群的关注。

一、目前采矿设备使用的情况

1、露天采矿设备的使用

(1)要想让有限的矿物质得到有效的开发与利用，必须对采矿设备进行改造。就目前的发展形势来看，开采设备大型化是现在采矿技术的发展趋势之一，于此同时，也是有效的把矿物质集中开采的必然要求。大型露天采矿设备的使用，不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。经过实践可知，大型露天采矿设备的使用，确实可以有效的提高矿山的生产量及矿物质的经济效益。如，单斗电铲与卡车在配套规格方面，在不断的研发与更新，一般是每个10年左右更换一次。就目前单斗电铲的容量来说，已经达到80.2，它所装载矿物质的重量已经超过110t，与单斗电铲相匹配的卡车所载货物的重量也已经达到了380t。目前这种设备的发展形势已经成为主流。

(2)在使用大型露天采矿设备的同时，还要使用液压设备，液压设备的使用将会成为以后采矿技术的发展形势，也将会得到更广的使用范围。由此我们可以看出，在采矿的过程中，除了要使用大型露天采矿设备外，钻孔、铲装设备也向着液压化的方向逐渐的发展。

(3)在采矿的过程中，要想提高采矿的效率，必然要提高运矿的速率。现如今运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。采用连续或半连续开采工艺进行露天矿山剥离和采矿工程，是国际性发展趋势。使用大型的运输设备，可以有效的提高矿物质的运输效率，如使用小型的火车运输矿物质或者使用矿用汽车运输矿物质等方法，都能有效的提高矿物质的运输效率。因此，在露天采矿过程中，提升小型火车及采矿汽车的运输系统，已经是现如今值得发展的方向。

2、地下采矿设备使用的情况

(1)地下采矿与露天采矿相比，显然是比较繁琐的，现如今为了提高地下采矿的效率，地下采矿的设备已经向着大型化、智能化、自动化的方向进行有效的发展。地下采矿现在所使用最大的电动铲运机所承载矿物质的重量为30t，而在井下所使用的最大采矿汽车所承载矿物质的重量为100t。另外，在采矿技术自动化方面，遥控铲运机已应用于采矿生产，在地下开采矿物质的过程中，往往会出现这样那样的危险情况，遥控铲运机的使用可以处理较小空间以及较为危险的采矿区域，避免人为处理而造成危险的情况。由此看来，地下采矿工作将会向着机械自动化的方向发展。

(2)在最近的几年当中，经过研究人员的不断努力，在凿岩和爆破这两个方面取得了较大的成就，在矿物质开采的过程中，有效的提高了凿岩的速度以及凿岩的精确度。实现全液压化是凿岩设备的发展趋势。就目前的形式来看，地下矿物质开采的技术还有提升的空间，采矿凿岩设备的发展形势将会朝着智能化及自动化的方向不断的发展。采矿过程中，凿岩设备使用自动化的技术不仅可以有效的提高采矿的速率，还可以提高矿物凿岩的精确度。

(3)在采矿的过程中，能有效的运用好采矿设备是非常重要的。对此，有关采矿部门对采矿所用的设备进行了合理化的配套使用，运用机械设备的技术比较高。地下采矿是一个比较困难的工作，如何才能让它能够快速有效的工作，那就需要对其采矿的装备进行合理化的配套使用了，电动及遥控铲运机的使用标志着采矿进入智能化的阶段，这将成为未来采矿技术的发展趋势以及技术研发的方向。

二．目前采矿所使用的工艺

1、在采矿的中也需要一定的工艺技术的。先如今的露天采矿所存在的工艺，在我国采矿的产量来看，露天采矿产量显然是比地下采矿的产量要高，由此看来，露天采矿技术是矿山开采的主要方式。从这几年的采矿产量形式的情况来看，露天采矿与地下采矿的产量之比基本稳定在5：1的状态。其中有85%的矿石产量为露天采矿技术所产的产量，而地下采矿技术的产量仅仅为15%。现如今，随着矿物质的不断减少，这中采矿的比例将会呈现出逐渐减少的趋势。就目前的形式来看，露天采矿工艺的发展趋势将呈现于开采工艺的综合化。

2、在采矿中，地下开采工艺也是采矿技术的主要技术之一。与露天采矿技术相比，地下采矿技术所开采的矿物质的产量的比例相对较少，但是就开采的矿物质的数量来说，要比露天技术开采的数量较多，显然，地下采矿技术开采矿物质的利润空间是非常可观的。例如，在西方的各个国家内的地下矿厂将近有400座，它们所设立的地下矿厂多为小型的矿厂，虽然他们所设立的地下矿厂规模较小，但这些矿厂的产量却非常的可观，效益也非常的高。因此，大力的发展地下采矿技术也将会成为将来以后的采矿的发展趋势。

3、露天开采技术与地下开采技术相结合的技术也是未来采矿技术发展的方向。随着露天矿物质的逐年减少，露天采矿将渐渐的走向结束。很多商家把采矿的目标逐渐的转向了地下的矿物质，但更多的商家是把采矿的技术目标转向了露天采矿与地下采矿相结合的技术当中。但是露天采矿转向地下采矿涉及到太多的技术问题，在露天采矿过程中使用的技术，在地下采矿过程中完全使用不上。因此，使用露天采矿与地下采矿相结合的技术进行采矿，是目前采矿中的发展形势。

三、使用岩石开挖的发展趋势

在矿物质开采的过程中，由于山体较大，对矿物质开采不方便，采矿技术人员往往是利用凿岩爆破的方法对矿物质进行大规模的开采。这种技术被广泛的应用于各个国家的采矿当中。凿岩爆破法的传统应用领域是块状硬岩矿层。在这些条件下还看不到有什么可用的代替方法。在近几年来，采矿技术人员对凿岩和爆破方法进行了不断的研究，逐渐的提高了凿岩的速度和凿岩的精确度，这不仅有效的提高了采矿的速率，还提高了采矿的数量，有效的提高了采矿的生产的经济效益。另外，研究人员还研发了现场可由用户设计及加工火药的技术，有效的减少了繁琐的爆破工作。这种技术得到了广泛的使用，这这种技术将会成为未来几年的发展趋势。

四、总结

通过综上所述，我们不难发现现在采矿技术的发展趋势。露天采矿技术和地下采矿技术的发展趋势都趋向于大型化、智能化以及自动化。现如今使用的大型露天采矿设备，不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。因此，露天采矿技术和地下采矿技术将成为采矿中广泛的使用技术手段。

参考文献

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[2] 王艳萍.价格机制在矿产资源有偿使用中的作用与创新[A]. 中国地质矿产经济学会资源管理专业委员会2006年学术交流论文汇编[C]. 2006

[3] 刘春波,孙光华,李富平.我国地下矿山采矿技术发展及趋势[J]. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(02)

[4] 黄盛初.国外煤矿长壁开采技术发展趋势[A]. 全国煤炭工业建设高产高效矿井经济交流暨2001年度命名表彰大会专题报告、经验材料[C]. 2002

矿物加工技术篇7

关键词 矿区生态系统;人为干扰;修复与重建技术

中图分类号X3文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)18-0096-02

1 人为干扰对矿区生态系统的影响

1.1 人为干扰的概念

人为干扰是区别于自然干扰的另一种主要干扰方式,是指由于人类生产、生活和其它社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面,都常常高于自然干扰。

1.2 人为干扰的方式

对于中国矿区环境生态系统,人为干扰的主要方式是污染。主要包括:水资源的破坏和污染、废气污染、固体废物污染、噪声污染等污染。

煤矿开采矿区废水的排放使许多水域被污染,水质下降甚至丧失饮用水的价值,洗煤污水的污染程度较矿井水为重;煤矸石在露天堆放过程中,经雨水淋溶后部分物质形成地表径流进入土壤、地表水体或地下水体时,造成土壤、地表水或地下水的污染;煤矿开采过程中噪声污染主要是由于各种机械设备工作时所产生的,不仅直接影响的身体健康,还会影响周围居民的工作、生活和学习。

2 矿区受损生态系统的特征

根据目前的研究成果,矿区受损生态系统的主要特征可以概括为:

1)生态系统受损伤的各种变化都始于结构的改变

矿区水土资源受到污染破坏、物种资源急剧衰减、矿区植被面积下降、植物光和作用的转换效率低,能量流动效率降低、物质循环受阻等,修复矿区生态需要借助于生态系统的外部力量才能促进矿区生态功能的转变,矿区生态治理和维持成本加大。

2)生态系统过程受阻和功能衰退是受损生态系统的主要特征

矿区产业结构的演变通过对生态系统的破坏力和生态修复能力而影响矿区生态系统功能的发挥。开发初期,矿区生态恶化程度较低,生态系统维持成本较低,矿区生态自我修复的能力较强,对矿区生态长期影响较小;矿区形成期,矿区污染和生态环境破坏力加大,矿区生态的自我修复能力急剧下降,治理成本上升,但是矿区生态治理在可以接受的范围之内,需要加大矿区治理的力度或实行清洁化生产,以消除开采过程生态系统的破坏力。如果失去矿山生态治理的时期,矿区进入衰退期,整个矿区的恶化程度急剧上升,矿区生态修复的周期长、成本高、修复能力脆弱,对矿区持续发展的长期影响大,严重阻碍矿区社会的持续发展能力。

3)关键组分和过程的状态决定着生态系统的回复进程

一个具有自我维持能力的生态系统才是真正健康的生命系统,生态系统的关键物种(如建群种、优势种、关键的传粉动物、顶级食肉动物等)和关键生态过程,在受损伤的的生态系统中还是否存在,对于受损伤的生态系统的恢复进程至关重要。在矿区生态修复的过程中,要注重生物种类、数量、生物量的增加,更要注重物种间的竞争和协同关系,才能更充分地利用系统自身的潜能,促进矿区生态系统的恢复进程。

3 探索人为干扰下的生态演替规律

矿区生态系统是人类生态系统经过漫长的发展时期才产生的,在人为干扰下矿区生态系统先后存在3种不同的类型:

1)原始型矿区生态系统

人类社会早期矿区生态系统,社会生产力水平低,矿业开发利用程度很低,对自然生态系统的压力不大,生态与矿业开发的矛盾没有显现。

2)掠夺型矿区生态系统

19 世纪开始社会生产力有了飞速提高,对矿产的需求量不断扩大。人们仅仅为了追求经济发展而进行掠夺式的开发,环境污染严重,矿区环境生态系统严重破坏。

3)协调型矿区生态系统

这种矿区生态系统类型以生态与经济协调和可持续发展的理论作指导,必将成为普通存在的先进矿区生态系统类型。矿产资源的综合利用率高, 矿区灾害很少发生, 矿区生态系统处于健康状态。

4矿区生态系统修复和重建技术

矿区生态修复的综合技术主要包括监测、预测及风险评估技术,管理技术,规划设计 技术,工程修复技术,化学与生物修复技术。

4.1 监测、预测及风险评估技术

主要是对矿区生态环境损害进行动态监测与预测,揭示损害的程度、范围、机理和规律及风险,为矿区生态环境治理技术的选择和有关法规与技术标准的制定提供依据。

4.2 管理技术

主要是对受损矿山生态环境进行科学的管理、宏观过程管理以及矿山整个生命周期的环境修复管理。

4.3 规划设计技术

矿区生态环境规划设计技术包括传统规划法和计算机辅助规划法。在详尽调查、监测的基础上,运用先进的规划技术和手段对矿区生态进行详细的规划。

4.4 工程修复技术

包括回复生态系统的各种工程措施。应根据不同的破坏特征、不同的自然条件采取不同的技术措施,主要包括生态破坏的工程修复技术和环境污染的工程(物理)修复技术。

4.5 化学与生物修复技术

指提高和改善重建系统生产力和环境安全的各种化学和生物措施,其中生物工程(含植物修复)、生态工程、化学修复和土壤改良技术等是十分重要的。

4.6 采煤沉陷区生态修复技术

采煤沉陷是我国两大面广的矿区生态问题,其主要的修复技术主要包括疏排法、挖深垫浅法、充填复垦法、直接利用法、修整法、生态工程复垦法等方法。将土地复垦技术和生态工程技术结合起来,综合运用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程学的理论,运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理,结合系统工程方法对破坏土地所涉及的多层次利用的工艺技术。

5 结论

本文主要阐述了在人为干扰下生态系统的变化,特别是对中国矿区生态系统的研究,提出矿区生态修复和重建技术,在开发矿产能源的同时,走经济与生态环境的可持续发展之路。

参考文献

[1] 孙庆先,胡振琪主编.中国矿业的环境影响及可持续发展[J].中国矿业,2003,12 (7):23-26.

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[4] 国家环境保护总局自然生态保护司编.非污染生态影响评价技术导则[M]. 北京:中国环境出版社,1999.

矿物加工技术篇8

1.1现代产业发展与非金属矿物材料及环境保护密切相关

传统产业的技术进步或技术改造与非金属矿物材料密切相关，而且节能降耗是现代化产业发展的主要趋势之一，现代产业化的发展迫切需要非金属矿物的开发加工，与此同时也需要协调好生态环境的保护力度。非金属矿产物的深加工技术对于现代新兴产业发展具有促进作用而且提出了发展非金属矿物深加工技术的方向和措施，例如许多非金属矿物，硅藻土、珍珠岩等加工后具有较高的活性及选择性吸附的特性；膨润土、沸石、石墨、石棉等都与航空航天技术及生物技术有关；云母、金红石、滑石等与信息技术及产业有关；现代的高技术及环境保护等均与非金属矿物密切相关。

1.2我国的非金属矿物加工与环境保护形式严峻

我国非金属矿物的种类繁多，而其中有一部分的非金属矿物本身或者是经过加工处理后而具有适合用于环保材料的性质，再者，我国的非金属矿物的储藏量非常丰富，价格也比较低廉，它具有处理效果好、投资少以及重复使用的一系列优点，所以受到各个开发商的青睐并且投入了大量的资金进行开发加工非金属矿物。包括我国在内的世界上许多国家对非金属矿物的开发都格外的重视，这就在一定程度上导致了对我国非金属矿物的过度开发与利用，不注重保护环境质量，造成了对于水体以及空气土壤等的不科学合理污染。因此，我国的非金属矿物加工与环境保护的现状在经济飞速发展的同时也曰益严峻，遭受着挑战，需要迫待解决。

2.我国非金属矿物加工与环境保护的关系

我国非金属矿物加工与环境保护的关系是对立统一、相互依存、相辅相成的。相关的企业单位在进行非金属矿物加工的同时也要兼顾生态环境的保护，二者缺一不可，如果一味的只对于非金属矿物无节制的开发、加工与利用而忽视了环境的保护，那么经济的发展只是短暂的繁荣并不能够得到长远的发展。非金属矿物加工的发展对于我国经济发展具有重大的影响意义，我国未来非金属矿物开发加工的发展将以全面提升非金属矿物材料的功能或者是应用性能为s的，以环境保护为导向，以高效综合利用和清洁生产为宗旨，注重环境保护与非金属矿物加工的充分结合、齐头并进，从而为我国经济的可持续发展提供源源不断的不竭动力。

3.我国非金属矿物加工运用的科学技术与设备

我国现代的高新技术、高科技设备、新材料产业以及环境保护等都与非金属矿物材料的开发利用有着密切的联系。我国非金属矿物加工运用的科学技术与设备主要分为粉碎技术与设备、分级技术与设备、表面改性技术、干燥技术与设备、造粒技术与设备、材料复合技术。非金属矿物加工主要是指凭借一定的技术设备与工艺而制造出满足市场需求的具有一定粒度大小和物理化学性质等性能的功能性产品。

我国生产的超细粉碎设备基本与国外的相当，但是其技术研究的起步比较晚，基础较为薄弱且发展层次良莠不齐，超细粉碎设备仍然存在一系列的问题；控制产品粒度处于所需的分布范围内，使得混合粉料中粒度已经达到要求的产品及时地被分离出去；表面改性工艺依据表面改性的方法与设备及粉刷制备方法而异；干燥是用热能将湿物料中的湿分气化为蒸气，再利用抽吸或气流将蒸气移走而达到去湿的操作；对于粉状产品进行造粒的深度加工，不仅有利于满足生产工艺的需求，而且有利于降低粉尘污染以改善劳动操作条件；复合材料的成型方法按照基本材料不同各异，各种材料在性能上相互取长补短进而产生协同效应，让复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

4.我国非金属矿物在环保工程中开发与应用所存在的问题

4.1非金属矿物环保材料应用的范围较窄

我国的矿物研究人员对于非金属矿物在环保工程中的开发与应用做了大量的工作，也取得了一系列的贡献与成就，但是也把我国在这一领域中存在的许多问题反映了出来。工程化转化不高、非金属矿物环保材料应用的范围较窄等缺点，要把这些实验室的研究成果成功的应用于实际工业生产中。我国的许多非金属矿环保材料更多的是利用非金属矿的原矿或对原矿进行简单的初级加工，这是与非金属矿物深加工领域的技术水平不高等原因有关，拓宽非金属矿物环保材料应用的范围仍然有很长的一段路要走，进而改进非金属矿物环保材料应用范围窄的特点。

4.2非金属矿物的产品档次不高且品种单一

非金属矿物的产品档次低使得许多矿物资源不能最大限度地发挥功效，而且还会造成资源的浪费，在一些重要领域中的应用处理还未见有更多的新的研究成果。要想改善非金属矿物的产品档次不高与品种单一的现状就要提高非金属矿物的加工技术，使得我国的非金属矿物开发与利用朝着设备大型化、加工精细化、产品功能化的方向进一步前进。只有功能明确且满足相关应用领域技术进步和产业发展要求与环保要求的非金属矿物才能够赢得稳定的市场，避免非金属矿物资源的主观浪费，节约矿产资源与保护环境，促进经济的快速发展进步。

5.改进提高非金属矿物加工与环境保护的措施

①在非金属矿物存放方面。非金属矿物的种类繁多且数量不一，_将大量矿样堆积在一起给翻找造成了困难且容易造成粉尘污染，若将它们分类存放就能节省空间，便于查找矿群进而减少粉尘造成的环境污染。②在环境保护意识培养方面。随时随地进行非金属矿物环保的宣传与教育工作，使得公众从内心深处意识到矿物加工这一过程产生的废弃物不利于环境；使用设备之前要牢固掌握操作规程以避免发生伤害事故，建立健全严格的监管体系。③在非金属矿产物实验室的布置安排方面。为了方便及时将实验室过程中所产生的有害气体排出室外，就必须要对非金属矿产物实验室的布置安排科学合理。可以把大型重型设备统一安放在一楼实验室，在单个的实验室内部尽可能完成一个相对独立的工作内容。④在化学药品使用方面。因为在矿物加工实验这一过程中结合使用的化学药品会产生有毒气体，所以要对于有毒药品进行严格的分级管理，需要按时按量使用，进而减少对人体及环境造成的危害。

6.结束语

综上所述，人们在享受着社会经济发展带来的新产品、新物质的同时，其所赖以生存的生态环境状况却日益恶化，不合理的非金属矿物加工导致的环境恶化问题已经成为现代社会

普遍关注的重大问题之一。目前我国的自然生态环境破坏与污染十分严重，其发展趋势尚未得到有效的控制，一些传统的环保工艺及环保材料已经不能有效的解决大量的需求，所以非金属矿物环保材料在环保工程中有着广泛的应用前景。但是我国非金属矿物在环保工程中开发与应用仍然存在许多的问题，因此探究非金属加工及环境之间的问题具有指导性的意义。希望在开发与加工非金属的同时要兼顾对水体、空气、土壤等环境因素的污染治理与保护，促进我国环境质量的改善与经济的迅猛健康发展。

                              周峰