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基因選礦新技術(shù)突破傳統(tǒng)選礦工藝

　　6月14日，中國工程院院士、俄羅斯圣彼得堡工程科學(xué)院院士、礦物加工工程專家孫傳堯，在中國黃金集團公司生產(chǎn)技術(shù)交流大會上表示，傳統(tǒng)的礦物加工技術(shù)開發(fā)模式存在弊端，并詳細分析了“基因礦物加工工程（基因選礦）”及其研究方法和技術(shù)路線，總結(jié)了幾個典型的精細選礦新技術(shù)。

　　基因選礦勢在必行

　　國內(nèi)外礦物加工（選礦）傳統(tǒng)技術(shù)研究開發(fā)模式的一般流程為：工藝礦物學(xué)研究-系統(tǒng)的選礦試驗研究（包括小型試驗、擴大連續(xù)試驗、半工業(yè)或工業(yè)試驗）-推薦工藝流程方案-根據(jù)推薦流程及經(jīng)驗進行選礦廠設(shè)計-試車投產(chǎn)。

　　孫傳堯說：“該模式存在很大弊端，比如開發(fā)周期長、成本高、效率低、重復(fù)試驗工作容易造成浪費等。有的選礦廠投產(chǎn)之日就是技術(shù)改造之時。個別選礦廠甚至到達服務(wù)年限仍未達產(chǎn)達標。”

　　對于這些弊端，孫傳堯認為主要有三個原因。一是對于制約選礦工藝技術(shù)的根本因素——礦物、礦石和礦床的基因特性，沒有深入系統(tǒng)地研究、測試和總結(jié)。二是大量現(xiàn)存的選礦工藝技術(shù)研究數(shù)據(jù)、工藝礦物學(xué)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)，以及以往的設(shè)計資料等大數(shù)據(jù)庫沒有建立，更無法有效利用。三是現(xiàn)代信息化技術(shù)沒有與選礦工藝技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計合理深度融合。

　　“實際上，在選礦科學(xué)研究中，某些研究者已自覺或不自覺地關(guān)注和運用基因特性，并取得了一定成果。”孫傳堯說。但他同時指出，關(guān)于礦床、礦石和礦物基因的零散研究，僅僅是初步的，完全構(gòu)不成體系。至今尚未見到用三位一體基因礦物加工工程研究方法所選擇的工藝流程，用于選礦工業(yè)實踐的報道。

　　突破傳統(tǒng)選礦工藝

　　“試驗研究方法是否科學(xué)和高效是非常重要的。如今的科學(xué)技術(shù)發(fā)展到了一個新時代，可以考慮采用基因礦物加工工程的方法對傳統(tǒng)的研究設(shè)計方法進行再創(chuàng)新。”孫傳堯提出基因礦物加工工程時說。

　　為了促進對基因礦物加工工程的研究，孫傳堯提出了幾點研究方法和技術(shù)路線。

　　1礦物、礦石和礦床基因特性的研究與測試

　　據(jù)孫傳堯介紹，礦石和礦物基因應(yīng)是決定可選性的重要因素，包括礦床成因和類型、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組成、嵌布特性、結(jié)晶粒度、解離特性、礦物的晶體化學(xué)特征，以及元素組成、化學(xué)鍵特征、晶體構(gòu)造類型、表面和內(nèi)部缺陷和礦物表面特性等。利用現(xiàn)代工藝礦物學(xué)的多種研究手段，對礦物、礦石的基因特性進行系統(tǒng)研究測試，提出原則的磨礦分級流程和選別流程，推測理論選礦指標。

　　“礦物、礦石和礦床基因特性的研究與測試是制定合理選礦工藝技術(shù)的的基礎(chǔ)。”孫傳堯說。

　　2建立并利用大數(shù)據(jù)庫技術(shù)

　　“將龐大的礦石工藝礦物學(xué)研究，礦床、礦石和礦物的基因測試，選礦工藝試驗研究，選礦廠生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)以及選礦廠工程設(shè)計資料等歷史的、現(xiàn)今的、國內(nèi)的、國外的大量資料進行收集、研究、建立數(shù)據(jù)庫。”孫傳堯說，“數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用研究工作量大、難度大，是技術(shù)關(guān)鍵。”

　　3現(xiàn)代信息技術(shù)與基因礦物加工技術(shù)深度融合

　　根據(jù)礦物、礦石和礦床的基因研究測試結(jié)果并借助于已建立的數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過智能選擇，初步提出選礦流程方案和預(yù)定的工藝指標，再經(jīng)過虛擬選礦廠的模擬仿真，推薦出工藝流程及指標。“工藝流程的智能選擇和虛擬選礦廠的模擬仿真是另一技術(shù)關(guān)鍵，創(chuàng)新性強，難度大。”孫傳堯說。

　　4有限的選礦試驗驗證

　　對所推薦的選礦工藝流程及指標，開展有限的選礦試驗研究，目的是對基因測試研究、大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息技術(shù)三位一體推薦的工藝流程及指標進行驗證，驗證成功的經(jīng)確認后轉(zhuǎn)入應(yīng)用，不成功者反饋到虛擬仿真和數(shù)據(jù)庫再循環(huán)推出。

　　5工程轉(zhuǎn)化及數(shù)據(jù)反饋

　　對確認的選礦工藝流程和選礦指標正式用于選礦廠建設(shè)或技術(shù)改造的工程設(shè)計。投產(chǎn)后的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)必須反饋到虛擬仿真和數(shù)據(jù)庫。

　　“基因礦物加工工程的研究方法、技術(shù)路線以及所建立的信息平臺，有可能突破傳統(tǒng)的礦物加工研發(fā)和工程轉(zhuǎn)化的模式，大幅度縮短工藝技術(shù)的開發(fā)周期，實現(xiàn)高效低耗。”孫傳堯總結(jié)說。

　　加強開發(fā)精細選礦技術(shù)

　　“尊重與順從礦產(chǎn)資源的基因特性，開發(fā)與礦物資源可選性相和諧的精細選礦技術(shù)十分重要。”孫傳堯說，“礦物加工技術(shù)發(fā)展到今天，已不再是從前粗獷式的分選。事實上，很多工藝技術(shù)的突破，正是由于對目的礦物和非目的礦物進行精細研究之后，在工程上采取了也許是并非困難的技術(shù)措施而實現(xiàn)的。”

　　孫傳堯強調(diào)，我們應(yīng)當加強對礦物資源個性化的基因研究，利用其天然的甚至微小的物性差異，擴大其分選的差異，達到礦物高效分離的目的。

　　精細選礦技術(shù)研究包括對原礦的研究和選礦產(chǎn)品檢查。其中對原礦的研究包括礦石類型，原礦的化學(xué)組成，礦物組成，有價元素和伴生元素的含量和賦存狀態(tài)，礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，礦物的嵌布特性、粒度特性和共生關(guān)系，有價元素的相關(guān)關(guān)系計算。對于硫化礦石應(yīng)作物相分析確定氧化率。對于鐵礦石還應(yīng)確定礦石的酸堿性以便指導(dǎo)后續(xù)燒結(jié)、球團的配料。對于銅礦石還應(yīng)查明自由氧化銅、次生硫化銅和原生硫化銅的礦物含量，對于氧化銅礦石還應(yīng)查明結(jié)合氧化銅的含量。

　　孫傳堯認為，精細選礦技術(shù)應(yīng)當具備幾個特點：合理的磨礦分級流程；尊重礦物的物性，與礦物和平共處；根據(jù)礦物可選性的差異，將礦物顆粒分流分速處理；早收（粗收）、早丟（粗丟），中礦特別是富連生體的處理得當；在復(fù)雜的浮選流程中，適當形成開路環(huán)境，必要時產(chǎn)出開口產(chǎn)品拋尾，減少循環(huán)干擾；流程的繁簡必須適應(yīng)于礦石的高效分選，不可主觀臆斷。