矿业职称范文议论矿物加工工程测试技术

　　摘 要：矿物加工工程是以功能性矿物材料的研发为目标，以结晶矿物学为基础的学科。其五个主要研究方向是：矿物加工工程技术理论与技术、矿物深加工技术、粉体技术与矿物材料、矿产资源综合利用、洁净能源技术等。长期以来，大多数选矿厂只选高品位矿，而丢弃了较低品位矿，再者我国金属矿产资源贫、细、杂等形势更加严峻，只能对过去丢弃的低品位矿进行再加工利用。浅谈一下两种流行的矿物加工探测技术。

　　关键词：矿物加工技术,测试技术,发展与趋势,职称论文发表网

　　1、矿产资源基本特征

　　1.1矿产资源总量丰富：共有金属矿产54种，无论在数量上或质量上都具有明显的优势，有较强的国际竞争能力。

　　1.2矿产资源质量差，国际竞争力弱：考虑矿石品位、矿石类型、矿石的选冶性能等综合因素，我国金矿、铅矿、锌矿的质量为中等;铁矿、锰矿、铜矿、铝土矿的质量处于最差地位。

　　2、矿物加工工程测试技术

　　2.1扫描电镜(SEM)测试技术

　　⑴扫描电镜的工作原理是以入射电子为激发源，在材料表面进行扫描，同时同步探测入射电子和研究对象相互作用后从样品表面散射出来的电子和光子，获得相应材料的表面形貌和成分分析。从材料表面散射出来的二次电子的能量一般低于50ev，其大多数的能量约在2～3 ev。因为二次电子的能量较低，只有样品表面产生的二次电子才能跑出表面，逃逸深度只有几个纳米，所以常用来观察材料的表面形貌。在煤气化方面，运用扫描电镜对不同制焦温度制得的煤焦进行观察发现：由于制焦温度的提高，矿物质从初始的随机分散分布发展到呈团聚分布，从小簇矿物质微团演变成大颗粒团，从而得出结论：高温下灰份的熔融使矿物质的催化作用减弱，使气化活性相应下降，从而成为对煤焦气化速率造成影响的最重要的原因之一。

　　⑵在煤的燃烧方面，通过扫描电镜观察分析燃烧后煤粉残碳颗粒的形态和孔隙结构。研究煤粉的燃烧过程、燃烧程度及不同工艺条件下、不同催化剂对燃烧效果的影响，从而研究粉煤燃烧机理，研究催化剂对煤粉燃烧特性的影响。在型煤研究方面，通过扫描电镜对无机粘结剂工业型煤微观结构进行研究发现。煤粒表面及孔隙间均有大量的粘结剂水化形成的凝胶体和各种形态的结晶体，由于各种形态的晶体相互交插，连接形成晶体网络，可以将煤粒牢固地粘结在一起。因而得出结论：型煤强度与其微观结构有着密切的关系;凝胶体分布越均匀，晶体越发育，型煤强度越高。

　　⑶利用扫描电镜，连同能谱分析、X射线分析等现代测试技术。通过研究型煤燃烧时，添加铁、硅、锶等以钙为主的几种固硫剂后，灰渣的物相变化及硫的走向;从微观形态、化学组成和结构3个方面入手，通过研究固硫机理。结果表明，钙系化合物在型煤燃烧时，煤中的硫以硫酸钙的形式进人渣中;硫酸钙被高熔点硅酸盐矿物所包裹是高温下硫酸钙不易分解的重要原因。而碳酸锶的添加，不仅使硫形成硫酸钙和硫酸锶，还形成一种在高温下难以分解的复合相，大大提高了固硫率。在选矿方面，应用扫描电镜及X射线衍射分析了黄铁矿的表面氧化产物，研究了黄铁矿表面氧化机理及黄铁矿表面状态对煤浮选脱硫的影响。另外，碳素材料是煤加工利用领域的重要组成部分。碳纳米管，作为一种新奇的纳米碳素材料，近年来在中国取得令人瞩目的进展。通过扫描电镜，观察到大量的一团团棉絮一样的纤维状碳纳米管，从而证实了使用优质烟煤，采用电弧等离子体法可制备碳纳米材料。

　　2.2电子探针(EMPA)测试技术

　　⑴电子探针的基本原理就是将电子枪发射的电子经一组电子透镜聚焦成直径为0.1m～1 m的电子束作为X射线的激发源，轰击一块磨光样品表面上用光学显微镜选定的区域。然后，根据样品上激发出来的各种元素的特征X射线来确定被轰击微区内的化学成分。它不仅能定点作定性或定量分析，测定约数立方微米体积的样品中所含的元素(Be—U)，亦能沿某一直线方向测定几种元素的浓度分布曲线，还可以对样品表面进行扫描以观察某一元素在4001x400 1区域内面分布特征(即X射线图象)。

　　⑵电子探针和扫描电镜一样，都是用聚焦电子束轰击电子，以获取二次电子、背散射电子、透射电子、样品电流、特征X射线、俄歇电子以及不同能量光子的信号。但电子探针分析着重取用其中的成像电子信号，并利用x射线能谱谱仪或光谱谱仪取得被分析点的成分信息。而扫描电镜分析则着重取用其中的成像电子信号，特别是二次电子信号，以观察试样的形貌。电子探针和扫描电镜在发展初期相互独立，后来，人们将二者有机结合：在电子探针上能检N-次电子，在扫描电镜上也能取得特征X射线。电子探针在矿物加工学科中的应用相当广泛。比如在对煤中微量元素的测定中，煤中有些元素如砷、氟等，虽然量徽，但在加工利用过程中产生的污染却相当严重，不容忽视。电子探针既可以进行点分析，又可以进行线分析，还可以进行面分析;既可作形貌分析，也可作成分分析。同时，分析速度快、针对性强、制样简单，还不破坏样品。

　　3、矿物加工的发展方向与趋势

　　通过对我国复杂多金属矿产资源综合利用技术的总结和分析可以看出，今后矿物加工工程的发展方向主要有以下几点：

　　⑴生物冶金技术大有发展前途。由于生物冶金技术特别适于处理(极)贫矿、废矿、表外矿及难采、难选、难冶矿的堆浸和就地浸出，并具有过程简单、成本低、能耗低、对环境污染小等突出优点，正在工业生产中逐步推广应用。

　　⑵开发新型的选冶联合工艺。由于矿物结构、性质比较复杂，矿物种类繁多，采用单一的处理工艺很难达到理想的处理效果。选矿冶金联合工艺是处理复杂多金属矿的一个重要发展方向，选冶联合处理不但提高了矿石的综合利用率，而且可以得到深加工产品，大大提高了矿山的经济效益、节约了矿产资源。

　　⑶尾矿再选是提高资源利用效率、弥补资源不足缺点的重要手段。随着多年来的不断开采，世界各国锌、硫、砷、锡等矿产资源均不断减少，较富的矿床已几乎采竭，从而使国内外更多的矿业开发公司注重低品位矿以及尾矿的综合利用。尾矿中含有的多种有价金属组分，目前也只有为数不多的矿山加以回收利用。因此，开展尾矿再选和综合利用研究，对于提高我国矿产资源的综合利用效率具有重要意义。

　　4、矿物加工学科的五个主要研究方向

　　4.1矿物结晶学及其性质研究

　　矿物(材料)组成、结构、化学成分研究及矿物(材料)固有性质(性能)研究， 是学科发展、研发高新技术材料的基础，是培养学生“厚基础”的要求所在。主要研究内容：针对各单矿种，密切结合产品开发和工艺技术研究，开展结晶矿物学、工艺矿物学、应用矿物学等基础性研究，为单矿种加工利用技术研究与产品开发及材料计算与设计奠定基础。同时，也是整个后续研究方向的基础。

　　4.2矿物加工工艺技术与理论研究

　　主要研究传统和现代的选矿技术，其主要研究内容：破碎与筛分、磨矿与分级;重选、电选、磁选和浮选等选矿技术;相关的辅助工艺过程(包括：脱水、过滤、烘干、干燥、转载、运输、尘防治等)。其研究领域亦是后续研究方向的基础。

　　4.3矿物深加工与矿物材料开发研究

　　矿物深加工是指对各种非金属矿物通过各种深加工手段，开发研究功能性矿物材料等技术。主要研究的深加工技术有：超细粉碎与超细粉体—微、纳米制备与应用技术、矿物提纯、矿物改型、改性、煅烧、复合化、球化等。目标是研发各种功能性矿物材料、无机非金属矿材料，与金属材料、有机高分子材料等科学相融合，研究复合材料、梯度材料、有机、无机杂化材料。

　　4.4洁净能源技术研究

　　主要研究内容：煤炭深加工—选煤降灰、降硫及型煤技术，煤化工(煤炭干馏、煤炭气、液化、煤基合成化学品等)，洁净煤与洁净燃烧技术，水煤浆与管道运输，新型能源(包括可再生能源、生物能源、储能材料等)的研究。

　　4.5矿物伴生与二次资源综合开发利用研究

　　开展矿物共、伴生资源及二次资源、工业废弃物资源化等方面的研究，是建设节约型环境友好型社会的要求，是矿物加工工程的一个重要研究领域。主要研究内容：矿物性质、工艺性质及应用性质研究;研究有用元素提取、有用矿物分选、尾矿资源化等，是建设矿产资源节约型社会、发展循环经济的要求所在。

　　5、结语

　　我国虽然矿产资源丰富多样、矿产资源总量较大，但却面临着品位低、嵌布粒度细等众多问题，给选矿也带来了不少挑战。这样，矿物探测与矿物加工技术显得尤为重要。同时，为了提高单位矿产量，应制定合理的采矿、选矿、加工计划，对于(极)贫矿、废矿、表外矿及难采、难选、难冶矿的综合利用还应做更加深入的研究。

　　参考文献：

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　　[2]任瑞晨.梁天书、李彩霞等、论矿物材料计算与设计[J].资源科

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　　[4]马树芳.徐国华.彭少华等.分析仪器原理与应用[M].上海:华东化工学院出版社