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1、矿物资源加工技术的发展矿物0902王中山矿物加工学科的发展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。从远古时代的淘金,到现代的各种矿物加工技术,矿物加工学科的形成与发展大致经历了三个阶段。第一阶段,从远古至本世纪20年代前后,从天然矿石中分选出有用矿物的“选矿”技术的起源与形成;第二阶段,从本世纪20年代至60年代前后,选矿技术的发展、选矿理论的形成与选矿学科的形成;第三阶段,从本世纪60年代至今,无论是从处理的资源变化,还是科
2、学技术水平发展来看“选矿”学科已远超出了传统意义上的“选矿”,而用“矿物加工”才能更确切地反映其学科范畴与科技发展。矿物资源加工技术应用领域有色黑色贵、稀有稀土非金属矿加工煤矿的洗选工业废渣综合利用粉体材料和纳米材料制备海洋多金属结核的开发城市垃圾电子废弃物分选利用选矿厂选矿设备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
3、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,这种现象一直延伸到19世纪中。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。造成了“选矿”技术从古代的手工作业向工业技术的真正转变。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,如颚式破碎机,球磨机,机械分级机,重选、电磁选的设备与工艺及浮选药
4、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。重选（gravityseparation)以流体力学为学科基础,根据不同矿物的密度差异在一定的介质中进行不同矿物的分选。磁选（magneticseparation）以磁学为学科基础,根据不同矿物磁性的差异分选不同矿物。电选（high-tensionseparation)利用矿物之间导电性的差异进行分选的技术。浮选(flotation）以化学为学科基础,根据不同矿物表面物理化学性质的差异,实现不同矿物的分选。国外所用“选矿”词汇多为“O
5、reDressing”或“MineralDressing”。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
6、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
7、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“MineralProcessing”代替“OreDressing”,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Hen
8、ryKrumb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
