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中國工程院院士孫傳堯:詳解基因選礦、傳統篩選

  

         中國工程院院士、俄羅斯聖彼得堡工程科學院院士、礦物加工工程專家孫傳堯,在中國黃金集團公司生產技術交流大會上表示,傳統的礦物加工技術開發模式存在弊端,並詳細分析了“基因礦物加工工程(基因選礦)”及其研究方法和技術路線,總結了幾個典型的精細選礦新技術。

  基因選礦勢在必行

  國內外礦物加工(選礦)傳統技術研究開發模式的一般流程為:工藝礦物學研究-係統的選礦試驗研究(包括小型試驗、擴大連續試驗、半工業或工業試驗)-推薦工藝流程方案-根據推薦流程及經驗進行選礦廠設計-試車投產。

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

  對於這些弊端,孫傳堯認為主要有三個原因。一是對於製約選礦工藝技術的根本因素——礦物、礦石和礦床的基因特性,沒有深入係統地研究、測試和總結。二是大量現存的選礦工藝技術研究數據、工藝礦物學數據、生產實踐數據,以及以往的設計資料等大數據庫沒有建立,更無法有效利用。三是現代信息化技術沒有與選礦工藝技術研發、工程設計合理深度融合。

  “實際上,在選礦科學研究中,某些研究者已自覺或不自覺地關注和運用基因特性,並取得了一定成果。”孫傳堯說。但他同時指出,關於礦床、礦石和礦物基因的零散研究,僅僅是初步的,完全構不成體係。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,用於選礦工業實踐的報道。

  突破傳統選礦工藝

  “試驗研究方法是否科學和高效是非常重要的。如今的科學技術發展到了一個新時代,可以考慮采用基因礦物加工工程的方法對傳統的研究設計方法進行再創新。”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路線。

  1、礦物、礦石和礦床基因特性的研究與測試

  據孫傳堯介紹,礦石和礦物基因應是決定可選性的重要因素,包括礦床成因和類型、礦石的結構構造、礦物組成、嵌布特性、結晶粒度、解離特性、礦物的晶體化學特征,以及元素組成、化學鍵特征、晶體構造類型、表麵和內部缺陷和礦物表麵特性等。利用現代工藝礦物學的多種研究手段,對礦物、礦石的基因特性進行係統研究測試,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製定合理選礦工藝技術的的基礎。”孫傳堯說。

  2、建立並利用大數據庫技術

  “將龐大的礦石工藝礦物學研究,礦床、礦石和礦物的基因測試,選礦工藝試驗研究,選礦廠生產實踐數據以及選礦廠工程設計資料等曆史的、現今的、國內的、國外的大量資料進行收集、研究、建立數據庫。”孫傳堯說,“數據庫的建立和應用研究工作量大、難度大,是技術關鍵。”

  3、現代信息技術與基因礦物加工技術深度融合

  根據礦物、礦石和礦床的基因研究測試結果並借助於已建立的數據庫,經過智能選擇,初步提出選礦流程方案和預定的工藝指標,再經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關鍵,創新性強,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、大數據技術和信息技術三位一體推薦的工藝流程及指標進行驗證,驗證成功的經確認後轉入應用,不成功者反饋到虛擬仿真和數據庫再循環推出。

  5、工程轉化及數據反饋

  對確認的選礦工藝流程和選礦指標正式用於選礦廠建設或技術改造的工程設計。投產後的實際生產數據必須反饋到虛擬仿真和數據庫。

  “基因礦物加工工程的研究方法、技術路線以及所建立的信息平台,有可能突破傳統的礦物加工研發和工程轉化的模式,大幅度縮短工藝技術的開發周期,實現高效低耗。”孫傳堯總結說。

  加強開發精細選礦技術

  “尊重與順從礦產資源的基因特性,開發與礦物資源可選性相和諧的精細選礦技術十分重要。”孫傳堯說,“礦物加工技術發展到今天,已不再是從前粗獷式的分選。事實上,很多工藝技術的突破,正是由於對目的礦物和非目的礦物進行精細研究之後,在工程上采取了也許是並非困難的技術措施而實現的。”

  孫傳堯強調,宅男福利社應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。

  精細選礦技術研究包括對原礦的研究和選礦產品檢查。其中對原礦的研究包括礦石類型,原礦的化學組成,礦物組成,有價元素和伴生元素的含量和賦存狀態,礦石的結構構造,礦物的嵌布特性、粒度特性和共生關係,有價元素的相關關係計算。對於硫化礦石應作物相分析確定氧化率。對於鐵礦石還應確定礦石的酸堿性以便指導後續燒結、球團的配料。對於銅礦石還應查明自由氧化銅、次生硫化銅和原生硫化銅的礦物含量,對於氧化銅礦石還應查明結合氧化銅的含量。

  孫傳堯認為,精細選礦技術應當具備幾個特點: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;在複雜的浮選流程中,適當形成開路環境,必要時產出開口產品拋尾,減少循環幹擾;流程的繁簡必須適應於礦石的高效分選,不可主觀臆斷。

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