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中国工程院院士孙传尧:详解基因选矿、传统筛选

  

         中国工程院院士、俄罗斯圣彼得堡工程科学院院士、矿物加工工程专家孙传尧,在中国黄金集团公司生产技术交流大会上表示,传统的矿物加工技术开发模式存在弊端,并详细分析了“基因矿物加工工程(基因选矿)”及其研究方法和技术路线,总结了几个典型的精细选矿新技术。

  基因选矿势在必行

  国内外矿物加工(选矿)传统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。

  孙传尧说:“该模式存在很大弊端,比如开发周期长、成本高、效率低、重复试验工作容易造成浪费等。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。”

  对于这些弊端,孙传尧认为主要有三个原因。一是对于制约选矿工艺技术的根本因素——矿物、矿石和矿床的基因特性,没有深入系统地研究、测试和总结。二是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,以及以往的设计资料等大数据库没有建立,更无法有效利用。三是现代信息化技术没有与选矿工艺技术研发、工程设计合理深度融合。

  “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,并取得了一定成果。”孙传尧说。但他同时指出,关于矿床、矿石和矿物基因的零散研究,仅仅是初步的,完全构不成体系。至今尚未见到用三位一体基因矿物加工工程研究方法所选择的工艺流程,用于选矿工业实践的报道。

  突破传统选矿工艺

  “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。”孙传尧提出基因矿物加工工程时说。

  为了促进对基因矿物加工工程的研究,孙传尧提出了几点研究方法和技术路线。

  1、矿物、矿石和矿床基因特性的研究与测试

  据孙传尧介绍,矿石和矿物基因应是决定可选性的重要因素,包括矿床成因和类型、矿石的结构构造、矿物组成、嵌布特性、结晶粒度、解离特性、矿物的晶体化学特征,以及元素组成、化学键特征、晶体构造类型、表面和内部缺陷和矿物表面特性等。利用现代工艺矿物学的多种研究手段,对矿物、矿石的基因特性进行系统研究测试,提出原则的磨矿分级流程和选别流程,推测理论选矿指标。

  “矿物、矿石和矿床基因特性的研究与测试是制定合理选矿工艺技术的的基础。”孙传尧说。

  2、建立并利用大数据库技术

  “将庞大的矿石工艺矿物学研究,矿床、矿石和矿物的基因测试,选矿工艺试验研究,选矿厂生产实践数据以及选矿厂工程设计资料等历史的、现今的、国内的、国外的大量资料进行收集、研究、建立数据库。”孙传尧说,“数据库的建立和应用研究工作量大、难度大,是技术关键。”

  3、现代信息技术与基因矿物加工技术深度融合

  根据矿物、矿石和矿床的基因研究测试结果并借助于已建立的数据库,经过智能选择,初步提出选矿流程方案和预定的工艺指标,再经过虚拟选矿厂的模拟仿真,推荐出工艺流程及指标。“工艺流程的智能选择和虚拟选矿厂的模拟仿真是另一技术关键,创新性强,难度大。”孙传尧说。

  4、有限的选矿试验验证

  对所推荐的选矿工艺流程及指标,开展有限的选矿试验研究,目的是对基因测试研究、大数据技术和信息技术三位一体推荐的工艺流程及指标进行验证,验证成功的经确认后转入应用,不成功者反馈到虚拟仿真和数据库再循环推出。

  5、工程转化及数据反馈

  对确认的选矿工艺流程和选矿指标正式用于选矿厂建设或技术改造的工程设计。投产后的实际生产数据必须反馈到虚拟仿真和数据库。

  “基因矿物加工工程的研究方法、技术路线以及所建立的信息平台,有可能突破传统的矿物加工研发和工程转化的模式,大幅度缩短工艺技术的开发周期,实现高效低耗。”孙传尧总结说。

  加强开发精细选矿技术

  “尊重与顺从矿产资源的基因特性,开发与矿物资源可选性相和谐的精细选矿技术十分重要。”孙传尧说,“矿物加工技术发展到今天,已不再是从前粗犷式的分选。事实上,很多工艺技术的突破,正是由于对目的矿物和非目的矿物进行精细研究之后,在工程上采取了也许是并非困难的技术措施而实现的。”

  孙传尧强调,我们应当加强对矿物资源个性化的基因研究,利用其天然的甚至微小的物性差异,扩大其分选的差异,达到矿物高效分离的目的。

  精细选矿技术研究包括对原矿的研究和选矿产品检查。其中对原矿的研究包括矿石类型,原矿的化学组成,矿物组成,有价元素和伴生元素的含量和赋存状态,矿石的结构构造,矿物的嵌布特性、粒度特性和共生关系,有价元素的相关关系计算。对于硫化矿石应作物相分析确定氧化率。对于铁矿石还应确定矿石的酸碱性以便指导后续烧结、球团的配料。对于铜矿石还应查明自由氧化铜、次生硫化铜和原生硫化铜的矿物含量,对于氧化铜矿石还应查明结合氧化铜的含量。

  孙传尧认为,精细选矿技术应当具备几个特点:合理的磨矿分级流程;尊重矿物的物性,与矿物和平共处;根据矿物可选性的差异,将矿物颗粒分流分速处理;早收(粗收)、早丢(粗丢),中矿特别是富连生体的处理得当;在复杂的浮选流程中,适当形成开路环境,必要时产出开口产品抛尾,减少循环干扰;流程的繁简必须适应于矿石的高效分选,不可主观臆断。

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