二、工藝礦物學的研究內容

23.工藝礦物學的研究內容有哪些？

作為一門獨立的學科，工藝礦物學所要研究的內容是廣泛而深刻的，研究領域主要有以下10個方面。

（1）原料與產物中的礦物組成　這是工藝礦物學的一項基礎性工作。其主要任務是：查清原料與產物里的所有礦物種（亞種）屬；判明各主要礦物成分的變化規律；考察伴生物質特征；確定各組分的含量。

礦物組分既是生產工藝運行質量的重要體現，又是制造加工時參與物理、化學作用的直接對象。因而在一項具體的工藝礦物學研究里，對它的考察，是關系到整個研究工作成功與否的關鍵，也是難度最大的一項工作。

（2）原料與產物中的礦物粒度分析　粒度，是礦物的一種幾何形體特征，它對產品質量和生產工藝都有重要影響。

礦石分選時，礦物特別是有用礦物的粒度大小，既是確定磨礦細度和破碎方法的關鍵因素，又對流程方案的選擇有影響。例如當從金礦石中提取含金礦物（多數為銀金礦）時，如含金礦物是0.25～5.0mm以上的粗粒，宜采用重選的跳汰機予以回收；對于10～74μm的金礦物則多用浮選法回收；當粒度在5～10μm以下時，氰化法是最有效的方式。

（3）原料與產物中的元素賦存狀態　所謂賦存狀態，是指元素在原料或產物中的存在形式及其在各組成物相中的分配比例。一種元素可以有多種不同的存在形式，而加工工藝通常是隨礦物相的不同而改變。

這項工作的主要任務是：查明有益、有害元素的存在形式，即獨立礦物、顯微包裹體、類質同象、吸附狀態等；查明元素賦存狀態類型、特征和變化與礦石結構、構造、蝕變類型、礦物共生組合的關系；查明元素在礦物中的分布與配比；根據元素賦存狀態的分析，擬定合理的分選流程，預測合理的回收指標。

（4）礦物在工藝加工進程中的形狀　礦物在生產工藝中受到既定的物理或化學作用時，所呈現的狀態形式與改變，即為它的性狀。

選礦工藝中，礦石受到破碎、磨礦作用時，原來相互緊密聚集的各種礦物，由于礦石分裂成小體積的碎粒，使得部分礦物解離為單體。礦物由共生改變為單體即為礦物的一種性狀。

（5）礦物工藝性質改變的可能性和機理　例如浮選工藝中，加入藥劑改變礦物表面的疏水性質；超聲波處理清除礦粒表面污垢，改變晶體內部結構缺陷；加熱和放射性輻射改變礦物工藝性質等。

（6）判明尾礦和廢渣綜合利用的可能性　廢渣包括各種冶金爐渣、燃煤鍋爐渣、火電站的煤灰渣等。對它們的綜合利用的一種方式是將其用來制作水泥。為了生產出好的水泥，就要求對廢渣的工藝礦物學性質有清楚了解。當生產的是無熟料水泥時，廢渣組成應以鈣鋁方柱石為主。如果待處理廢渣的硅灰石，硅酸二鈣含量高，那么適宜的用途是將其加工成礦渣硅酸鹽水泥。

選礦廠出來的尾礦和廢渣相比，不僅數量多，而且組成復雜，有用成分價值也高。像選金廠的尾礦，除了可提取出金、銀等元素外，高含量的硫化礦物又是生產硫酸的好原料。

（7）礦物的工藝性質與元素組成和結構的關系　為了具體準確地指導礦物分選，工藝礦物學必須深入到礦物內部組成和微觀結構中，查明它們與礦物分選性質間的因果關系。編制“礦物成分與工藝性質”、“礦物結構有序度與工藝性質”之類的圖解，用以指導和預測礦物分選工作。

（8）查明礦石的工藝類型空間分布規律，編制礦物工藝圖——工藝地質填圖　這是工藝礦物學中涉及相鄰學科最多、工程最為龐大的一項工作。其目的是為礦山采掘、選廠生產的合理高效運行提供依據。

（9）研究工業固體原料加工前的表生變化　出露地表和構造斷裂帶附近的礦床，由于風化作用，其礦石常有一系列物理的、化學的改變。風化作用形成的表生產物，無論是開采、分選，還是冶煉都和原生礦石有著明顯差別。因此，工藝礦物學必須在查明表面變化性質的基礎上，準確圈定表生產物邊界，對其經濟技術價值、儲量和處理工藝進行單獨的評價和研究。

（10）分析礦物工藝性質的生成條件　礦物是地殼上地質作用的產物，具有的各種工藝性質都與自身成礦作用有關。

總之，如果掌握了成礦作用與工藝性質之間的內在聯系，那么就可以從成因礦物學的高度，論述和預測礦石的工藝性質。在工藝礦物學里，建立起一個重要的分支理論體系，以推動學科的不斷完善與發展。

與選礦有關的研究內容主要包括以下幾個方面。

①礦石的物質組成研究。包括礦石的化學成分和礦物組成兩個部分。

②礦石的結構構造。

③礦石中有益和有害元素的賦存狀態。

④礦物的粒度特性。礦物的嵌布粒度大小和粒度分布特征。

⑤礦物的解離性。礦物破碎后單體解離的程度。

⑥主要礦物的工藝特性。測定礦物的主要物性參數，研究礦物的化學成分、微觀結構和表面性質與其可選性的關系，研究加工過程中礦物性質的變化及其對可選性的影響，指導選礦工藝方法的選擇和工藝參數的優化。

⑦選礦產品綜合工藝性能研究。研究原礦、精礦、尾礦和選礦中間產物的粒度組成、不同粒級中金屬和礦物的分布、礦物解離性等。為精礦提質降雜、尾礦綜合回收、流程優化等提供依據。

24.工藝礦物學的地位與作用如何？

工藝礦物學是地質、選礦、冶煉等部門技術進步的重要依托，其主要作用如下。

①為選礦試驗提供相應的礦石特征資料，積極走向資源利用的全過程。

②有效參與到地質勘探、礦床評價、儲量計算等基礎地質過程中。

③注意對礦石性質的地質成因分析和微觀機理分析。

④有效發揮學科在國民經濟中，積極開展服務于本學科的專用測試儀器、方法和手段的研究。

25.礦石可選性評價的工藝礦物學研究內容有哪些？

（1）目的　在地質勘探階段中進行的可選性試驗，旨在解決礦石工業利用的可能性。要求探索不同類型成品級的礦石可選性差別，有害雜質除去的難易，以及伴生組分綜合利用的可能，初步選定選別方法、原則流程和可能達到的指標。

（2）研究內容　礦石可選性評價的工藝礦物學研究內容見表2-8。

26.選礦工藝流程試驗的工藝礦物學研究內容有哪些？

（1）目的　配合的選礦工藝流程試驗，提出最佳選礦方法、工藝流程和指標。

（2）研究內容　選礦工藝流程試驗的工藝礦物學研究內容，是除可選性試驗工藝礦物學研究內容之外，著重深入研究的方面，如表2-9所示。

27.選礦廠生產流程的工藝礦物學研究內容有哪些？

（1）目的

①分析流程結構、工藝參數、選礦指標的合理性；

②供礦性質及選礦工藝故障的分析；

③精礦提質降雜的可能性和合理途徑；

④尾礦綜合利用的可能性及途徑。

（2）研究內容　選礦廠生產流程的工藝礦物學研究內容見表2-10。