国外工艺矿物学进展及发展趋势.pdf

文章编号1005 - 7854200702 - 0095 - 05 国外工艺矿物学进展及发展趋势 贾木欣 北京矿冶研究总院,北京100044 摘 要本文简要地评述了国外工艺矿物学的进展,阐述了工艺矿物学在矿产资源开发中的重要性。 关键词工艺矿物学;选矿;采矿;地质勘探 中图分类号TD91 文献标识码A PROCESS MINERALOGY PROGRESS AND ITS TREND ABROAD JIA Mu-xin Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy , Beijing100044, China ABSTRACT Process mineralogy progress abroad is briefly reviewed , which emphasized that process mineralogy plays an important role in the mineral resource development1 KEY WORDS process mineralogy; mineral processing; mining; geology exploring 收稿日期2006 - 12 - 31 作者简介贾木欣,矿产资源研究所研究员。 1 国外工艺矿物学进展 在过去的10～15年时间里,国外的工艺矿物学 发展迅速,工艺矿物学在矿产资源开发过程中的重 要作用得到了广泛的认可,其进展主要在以下几个 方面。 111 工艺矿物学研究手段的突破 工艺矿物学参数自动测定系统的出现,是工艺 矿物学领域所取得的最大成就,这些系统的出现不 仅使解离度测定实现了自动化,而且也使解离度测 定的准确性和可重现性得到了很大提高。许多研究 机构都在这一领域开展着工作。 QEMSCANQuantitative uation of Minerals by Scanning Electronic Microscopy由澳大利亚联邦 科学与工业研究组织CSIROCommonwealth Scien2 tific and Industrial Research Organization开发研制, 已商业化。此系统由Zeiss EVO50扫描电镜、1～4 个具有轻元素Gresham X -光探头的能谱、 其自主 研制的扫描电镜控制系统及能谱控制系统和软件组 成。此系统即可以通过X -射线能谱鉴定矿物,又 可以通过背散射电子图像区分物相,其工作模式为 利用背散射电子图像区分矿石颗粒和作为背景的环 氧树脂,然后按确定模式布置X -射线能谱分析点 1能谱分析点遍布每个矿石颗粒的整个区域 ; 2 能谱分析点沿着一条与矿石颗粒相交的截线上布 置 ;3 利用背散射电子图像,选定灰度阈值,能谱分 析点在确定灰度范围的矿石颗粒上布置。矿物的自 动识别由其软件中的SIPSpecies Identification Pro2 gram完成,它为一个矿物能谱成分数据库 ,能谱分 析数据与此数据库中数据比对,从而识别矿物。 QEMCSCAN可以自动测定解离度、 矿物嵌布粒度、 矿物相对含量、 矿物嵌布复杂程度association等工 艺矿物学参数,同时可编程得到研究者感兴趣的参 数 〔1〕。 MLA Mineral Liberation Analyser是由澳大 利亚昆士兰大学Julius Kruttschnitt矿物研究中心 Julius Kruttschnitt Mineral Research Center ,J KM2 RC 的顾鹰博士开发研制的〔 2〕,它由 FEI扫描电 镜、1～2个EDAX能谱和软件组成,MLA充分利用 了扫描电镜和能谱自身的功能,不再附加其它硬件。 MLA充分优化了扫描电镜的工作距离,从而使 MLA所得到的背散射电子图像非常清晰,这为充分 第16卷 第2期 2007年6月 矿 冶 MINING 而当要尽量使流程 最优化时,则工艺矿物与矿物加工科学的融合不仅 是工艺矿物学的发展方向,同时也是矿物加工科学 的发展方向。在国外选厂流程优化是选矿学者及工 艺矿物学者最关注的工作,实现选厂流程优化首先 要找到流程的缺陷,同时对选矿流程的模拟是实现 流程优化的最经济的手段,无论是流程缺陷的查找 还是流程模拟都离不开工艺矿物学。如澳大利亚 J KMRC的磨矿模拟技术和浮选模拟技术都将与 MLA的工艺矿物学解离度测定结合。 矿产资源高效利用和实现矿业可持续发展都要 求在充分了解资源状况的前提下再采矿和选矿,这 促进了采矿、 地质、 矿物学及选矿的结合。J KMRC 的Geometallurgical Mapping and Mine Modelling 地质选冶绘图及采矿模拟是地质、 采矿与工艺矿 物学及选矿结合的范例。在我国也开始了数字化矿 山的研究,而工艺矿物学在矿体矿石性质的获得方 面将发挥巨大作用。这样课题得以开展的前提是拥 有高效的取得工艺矿物学参数的手段,即MLA和 QEMSCAN这样的系统。 212 建立数学模型预测选矿指标是工艺矿物学发 展趋势 工艺矿物学与数学模型结合将会发挥更重要的 作用。比如通过对块状矿石的工艺矿物学研究预测 碎矿产品性质;通过对碎矿产品工艺矿物学性质的 研究预测磨矿产品解离度;通过对已有选矿流程的 元素平衡、 矿物平衡、 粒度平衡及解离度平衡等研究 预测相似矿石新流程可能的指标。 213 矿床的工艺矿物学评价 为了与国际接轨,我国颁发了新的储量及资源 量标准,新标准以地质勘探程度,经济因素及可实施 性划分储量级别,这就意味着只有地质勘探工作对 储量及资源量的描述是不够的,如何以经济因素和 可实施性评价矿产资源在我国还需要探索,而工艺 矿物学研究应在这个方向上努力,并发挥重要作用。 以后针对每个新发现的矿床除了详细的地质工作 外,还应该针对不同矿石做详细的工艺矿物学工作。 214 工艺矿物学工作规范化及标准制定 目前在国际上工艺矿物学工作还没有一个被多 数认可的规范或标准,但以MLA及QEMSCAN为 代表的工艺矿物学参数自动测定系统出现以后,工 艺矿物学参数测定的规范化及制定相应的与工艺矿 89矿 冶 物学相关标准的工作将逐渐展开。澳大利亚、 加拿 大、 南非、 美国、 巴西、 智利及欧洲等地的矿业研究及 矿业开发机构之间有着紧密的联系,这些国家间有 的已结成了联合协会,这种广泛的联系有利于技术 的传播,有利于在工艺矿物学工作规范上形成共识。 尽管我国也是矿业大国,但与国外的实质接触还欠 缺。 3 结 语 在国外工艺矿物学取得了很大进展,其原因在 于国外矿山企业的发展模式。矿山企业的规模越来 越大,其研发能力很强,完全有能力对自己的选矿流 程进行改进,矿山企业重视其选矿流程的优化,重视 其资源利用的合理及高效性。只有巨大的矿山企业 才有能力组织完成从地质勘探到磨矿、 选矿到出产 品这一整体过程的最优化,保证资源的高效回收的 同时,也使工艺矿物学得到发展。 参考文献 〔1〕Gottlieb P , Wilkie G, Sutherland D , et al1Using quanti2 tative electron microscopy for process mineralogy applica2 tions[J ]1JOM ,2000 , 524 24 - 251 〔2〕Gu Y1Automated scanning electron microscope based min2 eral liberation analysis [J ]1Journal of Minerals and Materi2 als Characterization and Engineering ,2003 , 21 33 - 411 〔3〕Moen K, Malvik T , Breivik T , et al1Particle texture analysis in process mineralogy[C]/ / Onal G, Acarkan N , Celik S , et al1XXIII IMPC Istanbul Turkey Septem2 ber1Promed Advertising Agency ,2006 ,1 242 - 2461 〔4〕Lotter NO , Kowal DL , Tuzun MA , et al1Sampling and flotation testing of sudbury basin drill core for process min2 eralogy modelling [J ]1Minerals Engineering , 2003 , 16 857 - 8641 〔5〕Bamber A1S1, Klein B1, Stephenson D1M1A ol2 ogy for mineralogical uation of underground pre - con2 centration system and discussion of potential process con2 cepts [C]/ / Onal G, Acarkan N , Celik S ,et al1XXIII IM2 PC Istanbul Turkey September1Promed Advertising Agen2 cy ,2006 ,1 253 - 2581 〔6〕Connor WKO , Dahlin D C , Rush G E , et al1Carbon diox2 ide sequestration by direct mineral carbonation process mineralogy of feed and products [J ]1Minerals and metal2 lurgy processing , 2002 , 19 2 95 - 1011 〔7〕Cabria L J , Beattie M , Rudashevsky N S , et al1Process mineralogy of Au , Pd and Pt ores from the Skaergaard in2 trusion, Greenland , using new technology [J ]1Minerals Engineering , 2005 , 18 887 - 8971 〔8〕Holmes R J1Correct sampling and measurement -the foundation ofaccuratemetallurgicalaccounting[ J ]1 Chemometrics and intelligent laboratory systems , 2004 , 74 71 - 831 上接第87页 为了保证安全可靠,冗余系统是必备的。平时 正常工作时一套系统处于运行,另一套系统在热备 状态,一旦正在工作的系统出了问题,那么处于热备 状态的系统会马上投入运行,最大限度的确保系统 的安全。 41212 系统描述 尼古拉铜矿的DCS系统的主站采用的是西门 子400H的冗余PLC ,从站共有6个,分别是破碎 站、 磨矿站、 浮选站、 药剂制备站、 尾矿站、 过滤干燥 站,站和主站之间通过光纤DP环网进行连接,环网 的好处在于当某一个站有故障了,环网上其它子站 不受影响。另外,还有一条光纤DP环网,它是用于 连接智能MCC马达控制器用的,从而真正实现了 仪表和电器的隔离。另外,在每个子站中都有冗余 的总线和主站相连,即冗余光纤环网,系统可靠性大 大提高。 5 结束语 本文介绍了现场总线的产生背景,着重讲述了 PROFIBUS总线的相关知识,以会泽和尼古拉选矿 厂的实际应用来详细阐述。 从中可以看出,目前现场总线虽然还处于一个 快速发展的阶段,但它与传统标准信号的传输方式 相比具有很大的优势,已在选矿领域、 钢铁、 石油化 工、 食品加工等各行各业都得到了广泛的应用。凭 借其简便实用的网络结构,较快的通讯速率,极小的 维护量以及灵活的操控性,已被大多数用户认可。 因此,在不久的将来,更快速、 便捷、 实用的现场总线 会在各个领域中发挥更大的作用,从而提高生产率。 参考文献 〔1〕崔坚,李佳 1 西门子工业网络通讯指南[M]1 北京机械 工业出版社,20041 〔2〕 陈洪全,岳智 1 仪表工程施工手册[M]1 北京化学工业 出版社,20051 〔3〕 阳宪惠 1 现场总线技术及其应用[M]1 北京清华大学 出版社,19991 99贾木欣国外工艺矿物学进展及发展趋势