基因矿物加工工程研究.ppt

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1、基因矿物加工工程研究孙传尧北京矿冶研究总院2016年5月，南昌目录一、基因矿物加工工程的提出背景和必要性二、开展基因矿物加工工程研究可望对传统的选矿工艺技术开发有突破性创新三、现今在矿物加工科学研究中已关注了基因要素四、基因矿物加工工程的研究方法和技术路线五、小结一、基因矿物加工工程的提出背景和必要性基因是DNA分子上的一个功能片断，是决定一切生物物种最基本的因子；基因支持着生命的基本构造和性能，储存着生命过程的全部信息。1.1近年来国内外已把“基因”这一概念引入无机材料领域美国政府于2011年6月宣布了“材料基因计划（MGI)，主

2、要内容是高通量材料计算、高通量材料合成和表征实验以及数据库的技术融合与协同，将材料从发现、制造到应用速度至少提高一倍。几年的实践表明，这是一项可使研究经费减半，工作量减半的事半功倍的系统工程。欧盟、日本也提出了相类似的计划。受这一思路的启发，中国材料界近2～3年间已开展了中国版材料基因计划研究。“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项目前已列入2016年度国家重点研发计划。当今社会上“基因”这一术语引用拓展得很多，在自然科学、工程技术领域用，甚至人文和社会科学也用。其实，将“基因”引入矿物加工领域并研究应用是很贴切的。1.2矿床、

3、矿石和矿物的基因特性决定了矿石的可选性选矿厂处理的矿石尽管千差万别，但它与矿床成因、矿床类型和矿石、矿物等固有的基因有内在的联系。换言之，从矿床形成时，它就带有某种基因的特征，并且有共性。例如，对于某些岩浆岩或火成岩类的硫化矿矿床，当岩浆结晶分异完成时就带有一定基因特点：生成的磁黄铁矿多，并且黄铁矿和磁黄铁矿中钴含量高。因此，矿床、矿石和矿物的基因特征应是决定矿物分选的最本质因素，包括矿石的矿物组成、嵌布特性、结晶粒度、矿物的晶体结构、元素信息、化学键信息、晶格信息、缺陷信息等，是由矿床成因及工业类型，矿石的结构构造、物质组成，矿物

4、的共伴生和相嵌特性等决定的，并将影响碎磨、重选、磁选、浮选等加工特性。`1.3传统的矿物加工技术开发模式存在弊端国内外矿物加工（选矿）传统的技术研究开发模式的一般流程为：工艺矿物学研究—系统的选矿试验研究（包括小型试验、扩大连续试验、半工业或工业试验）—推荐工艺流程方案—根据推荐流程及经验进行选矿厂设计—试车投产。该模式存在很大的弊端，如开发周期长、成本高、效率低、重复试验工作造成的浪费等。有的选矿厂投产之日就是技术改造之时，个别选矿厂甚至到达服务年限仍未达产达标。造成这些弊端的主要原因在于：1）、对制约于选矿工艺技术的根本因素—矿

5、物、矿石和矿床的基因特性没有深入系统的研究、测试和总结；2）、大量现存的选矿工艺技术研究数据、工艺矿物学数据、生产实践数据和以往的设计资料等大数据库没有建立，更无法得到有效利用；3）、现代信息化技术没有与选矿工艺技术研发和工程设计合理深度融合。二、开展基因矿物加工工程研究可望对传统的选矿工艺技术开发有突破性的创新基因矿物加工工程，简称GMPE(GeneticMineralProcessingEngineering)，是以矿床成因、矿石性质、矿物物性等矿物加工的“基因”特性研究与测试为基础，建立和应用大数据库，并将现代信息技术与矿物加

6、工技术深度融合，经过智能推荐、模拟仿真和有限的选矿验证试验，快捷、高效、精准地选择选矿工艺技术和装备，为新建选矿厂的设计或老厂的技术改造提供支撑。通过对矿床、矿石和矿物物性基因测试与研究，可为选矿工艺技术和流程的制定提供重要的信息基础。在此基础上，再借助于大数据库的建立及与现代信息技术的深度融合，此三位一体的基因矿物加工工程的系统工程，有可能对国内外现有的矿物加工试验研究和工程转化的传统模式有突破性的创新。一个案例：1978年笔者刚到北京读研究生，与导师、北京矿冶研究总院副总工程师吕永信先生初次见面时，导师对我讲起一件事：某矿业发达

7、国家的一家公司为中国设计一座大型铜矿选矿厂，该公司只用简单少量试验就确定了设计指标。中国冶金部下达命令让北京矿冶研究院验证试验并拟超过国外指标。该院集结多名技术骨干奋战两个月，所取得的选矿指标与外国公司的设计指标相比略有提到，但是，仅仅在分析误差之内。这一事实告诫我们，试验研究方法是否科学和高效是非常重要的。如今的科学技术发展到了一个新时代，可以考虑采用基因矿物加工工程的方法对传统的研究设计方法进行再创新。三、在矿物加工科学研究中已经显现了基因要素实际上，在选矿科学研究中某些研究者已自觉或不自觉地关注和运用基因特性，取得了一定的成果

8、。3.1影响矿物分离特性的矿石、矿床基因矿石和矿床成因的差异，导致不同矿床中含有的矿物种类不同，进而导致矿物分选方法和工艺的差异。在硫化矿物浮选实践中，常常发现不同矿床或同一矿床不同区段的同一种矿物，其浮选行为存在很大的差异。由于不同