发展工艺矿物学 提升资源综合利用水平

　　矿产资源工艺矿物学研究是一项重要的技术方法，中国地质调查局成都综合所自上世纪70年代创建工艺矿物学研究学科以来，在30多年的实践中，历经国内外上千个矿区的科学实验，积累了大量丰富翔实的实验资料，在产业部门产生了巨大影响，并引领着全国工艺矿物学的发展方向。

　　“我们的工艺矿物学研究学科现在已成为所里的强项和传统主专业，技术研究水平处于国内先进水平。”中国地质调查局成都综合所所长刘亚川在为该学科成绩斐然深感欣慰的同时，不失时机地推荐说，“在工艺矿物学研究方面，我所可谓是技术雄厚，人才济济，你不妨采访一下周满赓工程师。”

　　毕业于原地矿部南京地质学校地质普查勘探岩矿鉴定专门化专业的周满赓是工艺矿物学高级工程师，虽然已68岁高龄，但依然“痴心不改”，被返聘到所里继续从事这方面的研究。在数十年的专业生涯中，他曾负责了攀西钒钛磁铁矿、金川铜镍矿、宁乡式铁矿、西藏玉龙铜矿、四川硫磷铝锶矿、马尔康锂铍铌钽矿等矿种和数十个矿区的工艺矿物学研究项目，获得过原国家有色总局金川项目特等奖1项、省部级三等奖2项、四等奖2项。

　　记者：工艺矿物学是一门什么学科？在矿产资源综合利用方面发挥着怎样的作用？

　　周满赓：工艺矿物学是介于矿物学和选矿学之间的一门新兴边缘科学。它的运用贯穿于地质普查找矿、矿产资源评价、选冶工艺中有价元素走向规律研究、选冶企业流程考查、材料质量捡查等矿产资源从评价到开发利用的整个过程，是该过程中不可缺少的技术手段。

　　工艺矿物学揭示了矿石中矿物间相互关系的内在规律，创造性地运用现代地质成矿理论、矿床矿物学、结晶矿物学、成因矿物学、实验矿物学、实验岩石学等学科的研究成果，紧密结合矿物工程（选矿），火法冶金、湿法冶金等选冶工艺，定量地分析测定各元素在矿石中的赋存状态，各元素载体——矿物之间的相互嵌布关系，集中和分散系数及工艺粒度，为矿物工程（选矿）的工艺流程制定提供了定量的基础资料。并在选矿工艺流程试验中追踪目的矿物的走向和分布规律，解释选矿工艺流程的合理性。在冶炼的火法、湿法冶金工艺中，及时追踪元素的走向和分布规律，运用热力学原理和元素相变机理，较精确地提供工艺要求的各项参数，以使冶炼工艺趋于最大的合理性，并为选冶联合工艺中新方法、新技术的研究提供指导性的基础资料。

　　多年来的实践证明，工艺矿物学在地质普查找矿、矿产资源评价、选冶工艺中有价元素走向规律研究、选冶企业流程考查、材料质量捡查等矿产资源从评价到开发利用的整个过程中，极具实用性。

　　在对黔西南金矿的工艺矿物学研究工作中，证实了金以微细粒吸附在粘土矿物中。根据这一结论，选矿工作采用了适宜的流程回收了这部分不可见金，使该类型矿石综合利用的问题得到解决，地质找矿工作普遍展开，在很短时间内，就在与贵州接壤的广西、云南找到了这类卡林型金矿，扩大了我国金矿的储量。

　　还有我国沉积型胶磷矿，由于目的矿物胶磷矿单体颗粒微细，原有选矿工艺存在磨细度高、药剂用量高和温度高的“三高”现象，导致选矿成本居高不下，环境问题比较严重。工艺矿物学研究从矿石中各类矿物集合体差异性区别入手，查清了沉积型胶磷矿主要以条带状、角砾状集合体存在，集合体颗粒较粗，易于解离。根椐这一结论，选矿工作选择了重介质选矿新工艺，很好地解决了原有工艺的“三高”和成本、环境问题，企业获得明显效益，为扩大磷矿的储量做出了贡献。

　　记者：工艺矿物学在实现地质找矿突破、提高矿产资源保障能力方面将发挥什么作用？

　　周满赓：提高矿产资源保障能力必须要开源和节流双管齐下，开源就是地质找矿，而节流就是综合利用。

　　工艺矿物学能为矿山地质提供开采矿石的工艺分类，各类矿石的空间分布规律和利用方向，为采矿、配矿提供精确的基础资料。在地质找矿概略性分析阶段，其类比法工艺矿物学研究将提供非常关键的基础资料，为地质找矿提供技术支撑。

　　工艺矿物学研究内容中的矿物组成、粒度特性、结构构造、主次成份的分布规律及选冶工艺中元素走向和富集分散规律，对解释选冶工艺中各类产品的精矿品位、回收率，及工艺流程的合理性能起到重要作用。而各类矿产资源其矿石性质的差异，是选矿工艺决定工艺研究路线和研究方法的基础。因此，工艺矿物学的研究资料，对选冶工作选择研究方向和研究方法具有参考作用。

　　同时，工艺矿物学在选冶生产、冶炼工艺和材料制造中也发挥着积极作用。工艺矿物学可以提供选矿车间原料、中间产品、尾矿的矿物组成、含量、主回收矿物和需剔除成份的工艺粒度、单体解离度等定量数椐，计算出选矿作业金属量的合理损失，阐述不合理损失的原因，查明主回收成份回收率损失的原因和途径，以便选矿企业采取必要的措施；在冶炼的火法、湿法冶金工艺中，及时追踪元素的走向和分布规律，查明自然矿物破坏后在不同温度、压力、浓度、氧化还原电位、酸碱度等条件下结合的人造矿物的种类、含量、理化特性，运用热力学原理和矿物相变机理，较精确地提供工艺要求的各项参数，以使冶炼工艺趋于最大的合理性，并为选冶联合工艺中新方法、新技术的攻关提供实测和参考性基础资料；金属和非金属材料，其成份的表面和内在组织的形态与其作用的关系非常密切，工艺矿物学的金相学可提供材料正常和腐蚀后在微观下其表面和内部的形态、组织，测试材料的硬度、韧性等物理参数，以确定材料的质量和改进的方向。

　　记者：中国地质调查局成都综合所通过30多年的发展，现在的矿物工艺学研究在全国居于什么样的水平？

　　周满赓：从上世界70年代起，中国地质科学院矿产综合利用研究所承担了大量国家和地方矿产资源综合利用研究任务。建所30多年来，我所已发展成为一个技术力量雄厚，仪器设备先进，研究成果丰硕，在国内外矿产综合利用领域有较高知名度的研究所。

　　我所曾先后对国内外1000多个矿区的矿产资源进行了工艺矿物学、选冶工艺研究和建厂设计，涉及黑色金属、有色金属、稀有稀土、贵金属、非金属等领域，提交各类研究报告2000余份，解决了首钢、攀钢等大型企业生产中存在的技术问题，显著提高了企业的经济效益。

　　通过对包头稀土铁矿、金川铜镍矿、攀枝花钒钛磁铁矿三大共生矿从矿石性质、物料在选冶工艺流程中的状态研究等工作着手，在大量研究工作的基础上，总结而成攀枝花钒钛磁铁矿工艺矿物学和金川铜镍矿工艺矿物学两本专著，为广大从事黑色、有色金属的科研、教学、生产人员提供了重要的基础和应用性资料。除上述三大共生矿外，我所还对鄂西鲕状赤铁矿、宜昌胶磷矿、黔西南微细粒金矿、广西下雷碳酸锰矿、内蒙古黄岗铁锡矿、湖南柿竹园多金属矿、四川城口锰矿、清平硫磷铝锶矿、白玉呷村银铜铅锌多金属共生矿等开展了详尽的选冶试验研究，为这些矿产的开发利用和国家经济建设提供了重要的技术支持，技术研究水平处于国内先进水平。

　　记者：我国在工艺矿物学研究方面还存在哪些问题？

　　周满赓：我国是一个矿产资源相对贫乏的国家，随着国民经济的快速发展，继续大力开展普查找矿及合理利用已开发资源是十分重要的任务。

　　世界上发达国家十分重视研究合理开发矿产资源评价技术。20世纪70年代以来，美国、加拿大、英国、芬兰、南非等国科学家相继采用系统工程理论，使用智能技术、模糊神经网络技术，从技术和经济角度研究评价技术，建立专家系统，将人类专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机，并模仿人类专家解决问题的推理方式和思维过程，利用这些知识和经验对现实中的问题作出判断和决策，实现对过程的预测、仿真、优化和控制。目前专家系统已逐步应用到矿业领域的诸多方面，如矿体评价、矿石开采、巷道维护、矿石可选性预测、破碎、磨矿、分选、浸出及冶金等过程。

　　而我国在这方面的研究起步相对较晚，虽然取得了一定的成果，但主要偏重于研究矿石最低边界品位、最小工业品位、入选品位和精矿品位最优组合方案的数学模型以及磨矿分级的智能控制系统、浮选过程模糊控制专家系统等方面，这些研究系统性不强，存在很大的局限性。同时，由于矿山具体条件千差万别，使得矿产资源评价的研究工作难以顺利进行，从已有的研究资料来看，目前国内外尚未形成一套成熟的评价方法，现有的评价成果只是对合理利用技术工艺或追求经济单一目标评价的研究较多，而在经济、技术、环境多方面的评价研究较少，其中能定量评价的研究更为少见。

　　特别值得一提的是，由于上世纪末矿业形势的变化，国内大学已无该门学科的教育设置。任何学科的发展，人才是第一要素。当前形势下，矿产资源评价及开发利用市场亟须加强人才培养，解决人才断层问题应引起有关部门的重视。