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冶金技术
工艺矿物学在地质冶金学中的应用及问题
来源:矿产综合利用2021-02-097344
        地质冶金学是一门服务于矿山开发的综合性学科,其内容涉及地质、地质统计学、工艺矿物学、采矿、选矿、冶金、技术经济、环境等多门学科,目的是通过建立地质冶金学模型对地质、采矿、选矿和冶金等信息进行空间分类,实现空间上矿体分采分选(冶)和废石尾矿的有效处理,时间上实现矿山生产的合理规划,从而取得较佳的经济和社会效益。地质冶金学模型可以相对准确地预测生产流程,增强地质资源利用率,并提高能源、药剂和水等生产材料的效率,其动态特征对于市场波动和新技术的的引进具有较快的反映能力[1-6]。工艺矿物学是应用矿物学的分支,同时也是介于地质学与选矿、冶金学的边缘科学,是一门以研究天然矿石原料和矿石加工工艺过程产品的化学组成、矿物组成和矿物性状为目的的传统学科,随着科学技术的不断发展,矿物自动分析仪(例如 MLA 等)等新手段的应用也为这门传统学科注入了新的活力。工艺矿物学研究成果中矿物组成及含量、粒度、单体解离度、相互共生关系及元素赋存状态等对于地质冶金学建模中空间域的划分、采矿方法的选择、选矿(冶)工艺的制定、回收率的预测、废石堆存方式和尾矿库的建设方案等矿山整体生产环节均具有重要的指导意义。凭借品采集简单、研究结果直观可靠、信息量大、成本费用低廉和自动分析技术日趋成熟等优势特征,工艺矿物学已经较多应用于地质冶金学建模中。本文是在介绍地质冶金学建模过程的基础上,归纳工艺矿物学研究参数,讨论地质冶金学建模中工艺矿物学研究的取样和参数模拟方法,旨在为地质冶金学建模中工艺矿物学的应用提供参考。

地质冶金学建模的主要流程包括地质建模、样品采集、样品测试、预测模型和动态模拟(图 1),其中的样品测试的一项重要内容是工艺矿物学研究,当然还包括岩石的物理参数等方面的信息,以及相关的选冶试验。地质建模是在地质、勘查工程、地球物理和地球化学资料和各种解释结果或者概念模型进行综合分析的基础上,利用计算机图形技术,生成的三维定量模型。该模型是地质冶金学模型的基础,其不但限定了地质冶金学模型的范围,同时其参数也是地质冶金学模型参数的重要组成部分;样品采集是选取现有工程(或者新设计工程)能够代表矿体变化规律的样品进行工艺矿物学究和相关物性参数的测定,是地质冶金学建模中最为关键的步骤,决定着整个研究的成败关键;地质冶金学模型的开发需要大量矿石样品加工性能的信息,通过钻探岩芯收集的基本信息还不足以支撑模型的构建,需要额外的分析测试,例如矿物含量、赋存状态、矿物粒度、磨矿参数、浮选参数、体重参数、磁性参数、浮选回收率、浸出率等等;预测模型是结合前期的矿体模型和测试结果,创建一个预测模型,常用的参数包括品位、矿物含量、矿化类型(结构构造)、矿石类型、围岩、生产信息(回收率、精矿质量、尾矿参数)、技术经济参数等等;动态模拟是预测模型中参数随时间变化而引起其他参数变化的规律研究,其已经广泛应用于矿山生产和矿业风险评估。

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