礦物加工工程技術(shù)發(fā)展和研究

呂鵬輝

(山西長治王莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長治 046000)

如今，礦物加工設(shè)備處于不斷發(fā)展中，并不斷向大型化、先進(jìn)化方向發(fā)展，新型設(shè)備不斷涌現(xiàn)。這些設(shè)備的開發(fā)設(shè)計(jì)中，廣泛采用新結(jié)構(gòu)、新材質(zhì)和新加工工藝，改善了設(shè)備的技術(shù)水平，簡化了礦物加工工藝，進(jìn)而達(dá)到高效節(jié)能、增大企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1 我國礦物加工工程技術(shù)發(fā)展概況

1.1 發(fā)展過程

礦物加工隨著社會(huì)發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段，一是，在19世紀(jì)前期，這一階段中礦物加工被當(dāng)做是一個(gè)輔助性的學(xué)科應(yīng)用于采礦冶金行業(yè)中，為采礦冶金提供科學(xué)理論依據(jù)。二是，19世紀(jì)到20世紀(jì)60年代之間，這期間由于社會(huì)不斷前行，科學(xué)技術(shù)日益完善，逐漸將礦物加工從采礦冶金中分離出來，并形成較為獨(dú)立的體系學(xué)科。20世紀(jì)60年代以后，礦物加工應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展，已延伸到磁選、電選、重選等領(lǐng)域中來。尤其是在1920年以后，礦物加工快速發(fā)展，為增大礦產(chǎn)資源開發(fā)利用率，減少資源浪費(fèi)及環(huán)境污染，相關(guān)體系及技術(shù)水平得到顯著提升，人員工作能力也得到進(jìn)一步增強(qiáng)，這為礦物加工行業(yè)的進(jìn)步奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)

為提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合現(xiàn)今發(fā)展趨勢(shì)，相關(guān)部門對(duì)礦物加工的發(fā)展也做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，大型礦物加工工廠的數(shù)量不斷增多，由于工程規(guī)模的加大，礦物質(zhì)存儲(chǔ)量的增多，對(duì)科學(xué)技術(shù)及人員專業(yè)能力的要求也在不斷提升，在未來的發(fā)展中，應(yīng)注重加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和研發(fā)，加大新型設(shè)備的使用率，以此提高礦物加工施工效率。

2 礦物加工工程技術(shù)與工程發(fā)展的社會(huì)需求

2.1 社會(huì)需求要求礦物加工工程技術(shù)不斷完善

結(jié)合目前發(fā)展情況來看，與其他發(fā)達(dá)國家相比，我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率相對(duì)較低，雖然礦產(chǎn)資源豐富，但在使用上卻存在著較多問題。社會(huì)發(fā)展離不開礦產(chǎn)資源的合理利用，再加上我國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富，如果可以加大礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)力度，對(duì)于我國社會(huì)的前行有著重要意義。基于此，有必要加大礦物加工工程技術(shù)的研發(fā)及推廣，注重礦產(chǎn)資源合理開發(fā)和利用。

2.2 特殊區(qū)域?qū)ΦV物加工工程技術(shù)的需求

我國礦產(chǎn)資源分布范圍較廣，且存在著不集中的現(xiàn)象，在礦產(chǎn)資源開發(fā)和利用過程中容易碰到較為特殊的地域條件，要想保證這些特殊區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的合理性、有效性，就需要合理應(yīng)用礦物加工工程技術(shù)，充分發(fā)揮區(qū)域礦產(chǎn)資源的優(yōu)勢(shì)[2]。

2.3 礦物加工工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在著較大的失衡現(xiàn)象，尤其是中西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后，但是中西部地區(qū)的礦產(chǎn)資源卻十分豐富，如果能夠增大中西部地區(qū)礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用率，合理應(yīng)用礦物加工工程技術(shù)，則能夠有效優(yōu)化區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平，減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡現(xiàn)象，進(jìn)而推動(dòng)我國總體經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)。不過在使用礦物加工工程技術(shù)的過程中，需要結(jié)合區(qū)域特征對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中存在的不足之處加以改進(jìn)和優(yōu)化，以增大礦物資源使用率，達(dá)到最終改造目標(biāo)。另外，雖然通過對(duì)礦物資源的開發(fā)利用，加快了欠發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但是中西部地區(qū)，由于特殊的地質(zhì)環(huán)境，還需要更加全面的科學(xué)技術(shù)提供保障，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，要更加注意對(duì)新技術(shù)的開發(fā)和使用。

3 礦物加工工程技術(shù)研究新領(lǐng)域

3.1 各種金屬礦物高效開采和利用技術(shù)

我國在礦山開采及加工過程中存在著產(chǎn)品單一化、開采成本較高、礦產(chǎn)利用率較低等問題，這使得開采和加工后的礦產(chǎn)產(chǎn)品精細(xì)度不足，很容易受到市場(chǎng)波動(dòng)而影響其自身價(jià)值，進(jìn)而降低整體經(jīng)濟(jì)效益?；诖?，要求我們研究出高效利用各種金屬礦物資源的工藝技術(shù)，以提高礦山利潤和礦物資源利用率。

3.2 清潔煤炭工程技術(shù)

煤炭作為我國能源供應(yīng)的重要原材料，在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)展中均有著較為重要的作用。不過目前我國開發(fā)和加工的煤炭資源中含有較多的砷和硫元素，這些元素隨著煤炭的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生較多的有害氣體，如二氧化硫等，排放到空氣中會(huì)對(duì)環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅，不利于我國生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。如今我國礦物加工工程技術(shù)和環(huán)境保護(hù)亟需處理的一個(gè)問題就是煤炭化學(xué)工業(yè)技術(shù)、煤炭的加工及再加工技術(shù)[3]。

3.3 低成本高效的創(chuàng)新性設(shè)備、藥劑及工藝

水資源、能源、原材料及藥劑的高能耗是制約礦業(yè)低耗高效生產(chǎn)發(fā)展的主要原因，所以在未來發(fā)展過程中，有必要加大對(duì)創(chuàng)新性設(shè)備、技術(shù)工藝等的研究和應(yīng)用，以達(dá)到節(jié)約藥劑和能耗，提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。同時(shí)在研發(fā)過程中，對(duì)于藥劑的環(huán)保性能也要予以綜合考量，不但要做到低耗高效外，還需要降低污染物的排放，優(yōu)化礦業(yè)發(fā)展水平。如可采用微細(xì)粒選礦創(chuàng)新性設(shè)備和技術(shù)、應(yīng)用復(fù)合力場(chǎng)選礦創(chuàng)新型設(shè)備和技術(shù)、復(fù)合高效選礦藥劑等。

3.4 礦物深加工和精加工技術(shù)

若想增加礦山開發(fā)及礦產(chǎn)資源加工利用率，提升礦物產(chǎn)品的附加價(jià)值，降低礦產(chǎn)資源的過度損耗，就需要加強(qiáng)對(duì)礦物深加工和精加工工程技術(shù)的研究，注重礦物材料及原材料的精細(xì)化處理，以期更好的發(fā)揮出礦物資源的優(yōu)勢(shì)和功用，提高礦產(chǎn)產(chǎn)品的純度。

3.5 非金屬礦物資源開采技術(shù)

2000年以后，我國非金屬礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量在不斷增多，這對(duì)于我國社會(huì)發(fā)展也起到了很好的推動(dòng)作用。目前礦物加工工程技術(shù)面臨亟需處理的難題是如何將非金屬礦產(chǎn)資源投入生產(chǎn)并加以利用，以及如何開發(fā)利用非金屬礦物資源、如何利用金屬礦山中的非金屬礦物資源。

3.6 海洋礦產(chǎn)資源開采、利用及加工技術(shù)

海洋中礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量是十分豐富的，如海產(chǎn)品廢物、海洋錳結(jié)核、微量元素及可溶性鹽類等，如何對(duì)這些元素進(jìn)行開發(fā)提取和利用，也是目前礦物加工工程技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容。

4 礦物加工工程技術(shù)未來發(fā)展

4.1 維持傳統(tǒng)礦產(chǎn)加工工程技術(shù)實(shí)踐與研究工作

傳統(tǒng)礦產(chǎn)加工工程技術(shù)的實(shí)踐及研究工作主要集中在礦物資源的精良提煉、處理較難礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用、非一次性可再生資源的循環(huán)處理及礦山環(huán)境的保護(hù)等工作上，其目的是增大礦產(chǎn)資源綜合利用率，優(yōu)化礦物加工工程技術(shù)水平，通過理論與實(shí)踐的有機(jī)融合，有效完善礦物資源開采和加工技術(shù)，進(jìn)而推動(dòng)礦山的良性發(fā)展[4]。

4.2 拓展工藝研究及實(shí)踐范圍，創(chuàng)新工藝研究及實(shí)踐發(fā)展模式

結(jié)合礦物加工工程發(fā)展中存在的問題，應(yīng)加大礦物加工工程技術(shù)與化學(xué)、冶金、計(jì)算機(jī)、環(huán)保、生物等學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的融合力度，對(duì)現(xiàn)有的礦物加工工程技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，并通過新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，改善礦物加工工程的整體水平。與此同時(shí)，在實(shí)踐研究及創(chuàng)新過程中，還應(yīng)注重綠色理念的融入，確保礦物加工工程技術(shù)的高效用、低耗能特征，以推動(dòng)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。或者也可在傳統(tǒng)的礦物綜合利用、富集和分離技術(shù)上，追求創(chuàng)新型工藝，拓寬傳統(tǒng)礦產(chǎn)加工工程技術(shù)專業(yè)與水資源處理、礦產(chǎn)材料、資源高效利用、加工工藝、環(huán)境修復(fù)和恢復(fù)、無機(jī)非金屬材料、礦山環(huán)保、礦山經(jīng)濟(jì)、非一次資源再加工等專業(yè)的融合范圍[5]。

4.3 實(shí)現(xiàn)與環(huán)境修復(fù)和保護(hù)的有機(jī)融合

在礦物加工工程發(fā)展中，應(yīng)將礦物加工工程技術(shù)與環(huán)境保護(hù)和修復(fù)工作融合起來，以減少礦物加工生產(chǎn)中有害物質(zhì)的排放，增大廢水、廢物的循環(huán)處理利用率，減少污染物的直接排放，改進(jìn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。近年來，我國科學(xué)研究院所和一些高等院校已將礦物加工工程技術(shù)和環(huán)保、粉體工程、無機(jī)非金屬材料、礦物材料等領(lǐng)域予以融合探索。另外，隨著技術(shù)水平的不斷提高，礦物加工工程在未來的發(fā)展中還需加大對(duì)非傳統(tǒng)礦物資源的開采、利用及處理，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，擴(kuò)展礦物加工工程技術(shù)的應(yīng)用范圍，以此實(shí)現(xiàn)礦物加工工程與非傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源的融合開發(fā)，增大非礦產(chǎn)資源的利用率，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)。

5 結(jié)語

總之，礦物加工工程技術(shù)作為提高國民經(jīng)濟(jì)水平的重要技術(shù)類型，在現(xiàn)代化社會(huì)前行道路上起著非常重要的作用。只有不斷加強(qiáng)礦物加工工程技術(shù)的研究和實(shí)踐應(yīng)用，才能更好的滿足社會(huì)發(fā)展需求。同時(shí)，礦物加工與多個(gè)領(lǐng)域均有關(guān)聯(lián)，加大礦物加工工程技術(shù)的研究，可促使其向著更遠(yuǎn)的方向發(fā)展，進(jìn)而為時(shí)代的可持續(xù)前行提供助力。