二、工艺矿物学的研究内容

23.工艺矿物学的研究内容有哪些？

作为一门独立的学科，工艺矿物学所要研究的内容是广泛而深刻的，研究领域主要有以下10个方面。

（1）原料与产物中的矿物组成　这是工艺矿物学的一项基础性工作。其主要任务是：查清原料与产物里的所有矿物种（亚种）属；判明各主要矿物成分的变化规律；考察伴生物质特征；确定各组分的含量。

矿物组分既是生产工艺运行质量的重要体现，又是制造加工时参与物理、化学作用的直接对象。因而在一项具体的工艺矿物学研究里，对它的考察，是关系到整个研究工作成功与否的关键，也是难度最大的一项工作。

（2）原料与产物中的矿物粒度分析　粒度，是矿物的一种几何形体特征，它对产品质量和生产工艺都有重要影响。

矿石分选时，矿物特别是有用矿物的粒度大小，既是确定磨矿细度和破碎方法的关键因素，又对流程方案的选择有影响。例如当从金矿石中提取含金矿物（多数为银金矿）时，如含金矿物是0.25～5.0mm以上的粗粒，宜采用重选的跳汰机予以回收；对于10～74μm的金矿物则多用浮选法回收；当粒度在5～10μm以下时，氰化法是最有效的方式。

（3）原料与产物中的元素赋存状态　所谓赋存状态，是指元素在原料或产物中的存在形式及其在各组成物相中的分配比例。一种元素可以有多种不同的存在形式，而加工工艺通常是随矿物相的不同而改变。

这项工作的主要任务是：查明有益、有害元素的存在形式，即独立矿物、显微包裹体、类质同象、吸附状态等；查明元素赋存状态类型、特征和变化与矿石结构、构造、蚀变类型、矿物共生组合的关系；查明元素在矿物中的分布与配比；根据元素赋存状态的分析，拟定合理的分选流程，预测合理的回收指标。

（4）矿物在工艺加工进程中的形状　矿物在生产工艺中受到既定的物理或化学作用时，所呈现的状态形式与改变，即为它的性状。

选矿工艺中，矿石受到破碎、磨矿作用时，原来相互紧密聚集的各种矿物，由于矿石分裂成小体积的碎粒，使得部分矿物解离为单体。矿物由共生改变为单体即为矿物的一种性状。

（5）矿物工艺性质改变的可能性和机理　例如浮选工艺中，加入药剂改变矿物表面的疏水性质；超声波处理清除矿粒表面污垢，改变晶体内部结构缺陷；加热和放射性辐射改变矿物工艺性质等。

（6）判明尾矿和废渣综合利用的可能性　废渣包括各种冶金炉渣、燃煤锅炉渣、火电站的煤灰渣等。对它们的综合利用的一种方式是将其用来制作水泥。为了生产出好的水泥，就要求对废渣的工艺矿物学性质有清楚了解。当生产的是无熟料水泥时，废渣组成应以钙铝方柱石为主。如果待处理废渣的硅灰石，硅酸二钙含量高，那么适宜的用途是将其加工成矿渣硅酸盐水泥。

选矿厂出来的尾矿和废渣相比，不仅数量多，而且组成复杂，有用成分价值也高。像选金厂的尾矿，除了可提取出金、银等元素外，高含量的硫化矿物又是生产硫酸的好原料。

（7）矿物的工艺性质与元素组成和结构的关系　为了具体准确地指导矿物分选，工艺矿物学必须深入到矿物内部组成和微观结构中，查明它们与矿物分选性质间的因果关系。编制“矿物成分与工艺性质”、“矿物结构有序度与工艺性质”之类的图解，用以指导和预测矿物分选工作。

（8）查明矿石的工艺类型空间分布规律，编制矿物工艺图——工艺地质填图　这是工艺矿物学中涉及相邻学科最多、工程最为庞大的一项工作。其目的是为矿山采掘、选厂生产的合理高效运行提供依据。

（9）研究工业固体原料加工前的表生变化　出露地表和构造断裂带附近的矿床，由于风化作用，其矿石常有一系列物理的、化学的改变。风化作用形成的表生产物，无论是开采、分选，还是冶炼都和原生矿石有着明显差别。因此，工艺矿物学必须在查明表面变化性质的基础上，准确圈定表生产物边界，对其经济技术价值、储量和处理工艺进行单独的评价和研究。

（10）分析矿物工艺性质的生成条件　矿物是地壳上地质作用的产物，具有的各种工艺性质都与自身成矿作用有关。

总之，如果掌握了成矿作用与工艺性质之间的内在联系，那么就可以从成因矿物学的高度，论述和预测矿石的工艺性质。在工艺矿物学里，建立起一个重要的分支理论体系，以推动学科的不断完善与发展。

与选矿有关的研究内容主要包括以下几个方面。

①矿石的物质组成研究。包括矿石的化学成分和矿物组成两个部分。

②矿石的结构构造。

③矿石中有益和有害元素的赋存状态。

④矿物的粒度特性。矿物的嵌布粒度大小和粒度分布特征。

⑤矿物的解离性。矿物破碎后单体解离的程度。

⑥主要矿物的工艺特性。测定矿物的主要物性参数，研究矿物的化学成分、微观结构和表面性质与其可选性的关系，研究加工过程中矿物性质的变化及其对可选性的影响，指导选矿工艺方法的选择和工艺参数的优化。

⑦选矿产品综合工艺性能研究。研究原矿、精矿、尾矿和选矿中间产物的粒度组成、不同粒级中金属和矿物的分布、矿物解离性等。为精矿提质降杂、尾矿综合回收、流程优化等提供依据。

24.工艺矿物学的地位与作用如何？

工艺矿物学是地质、选矿、冶炼等部门技术进步的重要依托，其主要作用如下。

①为选矿试验提供相应的矿石特征资料，积极走向资源利用的全过程。

②有效参与到地质勘探、矿床评价、储量计算等基础地质过程中。

③注意对矿石性质的地质成因分析和微观机理分析。

④有效发挥学科在国民经济中，积极开展服务于本学科的专用测试仪器、方法和手段的研究。

25.矿石可选性评价的工艺矿物学研究内容有哪些？

（1）目的　在地质勘探阶段中进行的可选性试验，旨在解决矿石工业利用的可能性。要求探索不同类型成品级的矿石可选性差别，有害杂质除去的难易，以及伴生组分综合利用的可能，初步选定选别方法、原则流程和可能达到的指标。

（2）研究内容　矿石可选性评价的工艺矿物学研究内容见表2-8。

26.选矿工艺流程试验的工艺矿物学研究内容有哪些？

（1）目的　配合的选矿工艺流程试验，提出最佳选矿方法、工艺流程和指标。

（2）研究内容　选矿工艺流程试验的工艺矿物学研究内容，是除可选性试验工艺矿物学研究内容之外，着重深入研究的方面，如表2-9所示。

27.选矿厂生产流程的工艺矿物学研究内容有哪些？

（1）目的

①分析流程结构、工艺参数、选矿指标的合理性；

②供矿性质及选矿工艺故障的分析；

③精矿提质降杂的可能性和合理途径；

④尾矿综合利用的可能性及途径。

（2）研究内容　选矿厂生产流程的工艺矿物学研究内容见表2-10。