礦業(yè)職稱范文議論礦物加工工程測試技術(shù)

　　摘 要：礦物加工工程是以功能性礦物材料的研發(fā)為目標(biāo)，以結(jié)晶礦物學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科。其五個主要研究方向是：礦物加工工程技術(shù)理論與技術(shù)、礦物深加工技術(shù)、粉體技術(shù)與礦物材料、礦產(chǎn)資源綜合利用、潔凈能源技術(shù)等。長期以來，大多數(shù)選礦廠只選高品位礦，而丟棄了較低品位礦，再者我國金屬礦產(chǎn)資源貧、細(xì)、雜等形勢更加嚴(yán)峻，只能對過去丟棄的低品位礦進(jìn)行再加工利用。淺談一下兩種流行的礦物加工探測技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：礦物加工技術(shù),測試技術(shù),發(fā)展與趨勢,職稱論文發(fā)表網(wǎng)

　　1、礦產(chǎn)資源基本特征

　　1.1礦產(chǎn)資源總量豐富：共有金屬礦產(chǎn)54種，無論在數(shù)量上或質(zhì)量上都具有明顯的優(yōu)勢，有較強(qiáng)的國際競爭能力。

　　1.2礦產(chǎn)資源質(zhì)量差，國際競爭力弱：考慮礦石品位、礦石類型、礦石的選冶性能等綜合因素，我國金礦、鉛礦、鋅礦的質(zhì)量為中等;鐵礦、錳礦、銅礦、鋁土礦的質(zhì)量處于最差地位。

　　2、礦物加工工程測試技術(shù)

　　2.1掃描電鏡(SEM)測試技術(shù)

　　⑴掃描電鏡的工作原理是以入射電子為激發(fā)源，在材料表面進(jìn)行掃描，同時同步探測入射電子和研究對象相互作用后從樣品表面散射出來的電子和光子，獲得相應(yīng)材料的表面形貌和成分分析。從材料表面散射出來的二次電子的能量一般低于50ev，其大多數(shù)的能量約在2～3 ev。因為二次電子的能量較低，只有樣品表面產(chǎn)生的二次電子才能跑出表面，逃逸深度只有幾個納米，所以常用來觀察材料的表面形貌。在煤氣化方面，運(yùn)用掃描電鏡對不同制焦溫度制得的煤焦進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)：由于制焦溫度的提高，礦物質(zhì)從初始的隨機(jī)分散分布發(fā)展到呈團(tuán)聚分布，從小簇礦物質(zhì)微團(tuán)演變成大顆粒團(tuán)，從而得出結(jié)論：高溫下灰份的熔融使礦物質(zhì)的催化作用減弱，使氣化活性相應(yīng)下降，從而成為對煤焦氣化速率造成影響的最重要的原因之一。

　　⑵在煤的燃燒方面，通過掃描電鏡觀察分析燃燒后煤粉殘?zhí)碱w粒的形態(tài)和孔隙結(jié)構(gòu)。研究煤粉的燃燒過程、燃燒程度及不同工藝條件下、不同催化劑對燃燒效果的影響，從而研究粉煤燃燒機(jī)理，研究催化劑對煤粉燃燒特性的影響。在型煤研究方面，通過掃描電鏡對無機(jī)粘結(jié)劑工業(yè)型煤微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)。煤粒表面及孔隙間均有大量的粘結(jié)劑水化形成的凝膠體和各種形態(tài)的結(jié)晶體，由于各種形態(tài)的晶體相互交插，連接形成晶體網(wǎng)絡(luò)，可以將煤粒牢固地粘結(jié)在一起。因而得出結(jié)論：型煤強(qiáng)度與其微觀結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系;凝膠體分布越均勻，晶體越發(fā)育，型煤強(qiáng)度越高。

　　⑶利用掃描電鏡，連同能譜分析、X射線分析等現(xiàn)代測試技術(shù)。通過研究型煤燃燒時，添加鐵、硅、鍶等以鈣為主的幾種固硫劑后，灰渣的物相變化及硫的走向;從微觀形態(tài)、化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)3個方面入手，通過研究固硫機(jī)理。結(jié)果表明，鈣系化合物在型煤燃燒時，煤中的硫以硫酸鈣的形式進(jìn)人渣中;硫酸鈣被高熔點硅酸鹽礦物所包裹是高溫下硫酸鈣不易分解的重要原因。而碳酸鍶的添加，不僅使硫形成硫酸鈣和硫酸鍶，還形成一種在高溫下難以分解的復(fù)合相，大大提高了固硫率。在選礦方面，應(yīng)用掃描電鏡及X射線衍射分析了黃鐵礦的表面氧化產(chǎn)物，研究了黃鐵礦表面氧化機(jī)理及黃鐵礦表面狀態(tài)對煤浮選脫硫的影響。另外，碳素材料是煤加工利用領(lǐng)域的重要組成部分。碳納米管，作為一種新奇的納米碳素材料，近年來在中國取得令人矚目的進(jìn)展。通過掃描電鏡，觀察到大量的一團(tuán)團(tuán)棉絮一樣的纖維狀碳納米管，從而證實了使用優(yōu)質(zhì)煙煤，采用電弧等離子體法可制備碳納米材料。

　　2.2電子探針(EMPA)測試技術(shù)

　　⑴電子探針的基本原理就是將電子槍發(fā)射的電子經(jīng)一組電子透鏡聚焦成直徑為0.1m～1 m的電子束作為X射線的激發(fā)源，轟擊一塊磨光樣品表面上用光學(xué)顯微鏡選定的區(qū)域。然后，根據(jù)樣品上激發(fā)出來的各種元素的特征X射線來確定被轟擊微區(qū)內(nèi)的化學(xué)成分。它不僅能定點作定性或定量分析，測定約數(shù)立方微米體積的樣品中所含的元素(Be—U)，亦能沿某一直線方向測定幾種元素的濃度分布曲線，還可以對樣品表面進(jìn)行掃描以觀察某一元素在4001x400 1區(qū)域內(nèi)面分布特征(即X射線圖象)。

　　⑵電子探針和掃描電鏡一樣，都是用聚焦電子束轟擊電子，以獲取二次電子、背散射電子、透射電子、樣品電流、特征X射線、俄歇電子以及不同能量光子的信號。但電子探針分析著重取用其中的成像電子信號，并利用x射線能譜譜儀或光譜譜儀取得被分析點的成分信息。而掃描電鏡分析則著重取用其中的成像電子信號，特別是二次電子信號，以觀察試樣的形貌。電子探針和掃描電鏡在發(fā)展初期相互獨(dú)立，后來，人們將二者有機(jī)結(jié)合：在電子探針上能檢N-次電子，在掃描電鏡上也能取得特征X射線。電子探針在礦物加工學(xué)科中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。比如在對煤中微量元素的測定中，煤中有些元素如砷、氟等，雖然量徽，但在加工利用過程中產(chǎn)生的污染卻相當(dāng)嚴(yán)重，不容忽視。電子探針既可以進(jìn)行點分析，又可以進(jìn)行線分析，還可以進(jìn)行面分析;既可作形貌分析，也可作成分分析。同時，分析速度快、針對性強(qiáng)、制樣簡單，還不破壞樣品。

　　3、礦物加工的發(fā)展方向與趨勢

　　通過對我國復(fù)雜多金屬礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)的總結(jié)和分析可以看出，今后礦物加工工程的發(fā)展方向主要有以下幾點：

　　⑴生物冶金技術(shù)大有發(fā)展前途。由于生物冶金技術(shù)特別適于處理(極)貧礦、廢礦、表外礦及難采、難選、難冶礦的堆浸和就地浸出，并具有過程簡單、成本低、能耗低、對環(huán)境污染小等突出優(yōu)點，正在工業(yè)生產(chǎn)中逐步推廣應(yīng)用。

　　⑵開發(fā)新型的選冶聯(lián)合工藝。由于礦物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較復(fù)雜，礦物種類繁多，采用單一的處理工藝很難達(dá)到理想的處理效果。選礦冶金聯(lián)合工藝是處理復(fù)雜多金屬礦的一個重要發(fā)展方向，選冶聯(lián)合處理不但提高了礦石的綜合利用率，而且可以得到深加工產(chǎn)品，大大提高了礦山的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約了礦產(chǎn)資源。

　　⑶尾礦再選是提高資源利用效率、彌補(bǔ)資源不足缺點的重要手段。隨著多年來的不斷開采，世界各國鋅、硫、砷、錫等礦產(chǎn)資源均不斷減少，較富的礦床已幾乎采竭，從而使國內(nèi)外更多的礦業(yè)開發(fā)公司注重低品位礦以及尾礦的綜合利用。尾礦中含有的多種有價金屬組分，目前也只有為數(shù)不多的礦山加以回收利用。因此，開展尾礦再選和綜合利用研究，對于提高我國礦產(chǎn)資源的綜合利用效率具有重要意義。

　　4、礦物加工學(xué)科的五個主要研究方向

　　4.1礦物結(jié)晶學(xué)及其性質(zhì)研究

　　礦物(材料)組成、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分研究及礦物(材料)固有性質(zhì)(性能)研究， 是學(xué)科發(fā)展、研發(fā)高新技術(shù)材料的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生“厚基礎(chǔ)”的要求所在。主要研究內(nèi)容：針對各單礦種，密切結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)和工藝技術(shù)研究，開展結(jié)晶礦物學(xué)、工藝礦物學(xué)、應(yīng)用礦物學(xué)等基礎(chǔ)性研究，為單礦種加工利用技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)及材料計算與設(shè)計奠定基礎(chǔ)。同時，也是整個后續(xù)研究方向的基礎(chǔ)。

　　4.2礦物加工工藝技術(shù)與理論研究

　　主要研究傳統(tǒng)和現(xiàn)代的選礦技術(shù)，其主要研究內(nèi)容：破碎與篩分、磨礦與分級;重選、電選、磁選和浮選等選礦技術(shù);相關(guān)的輔助工藝過程(包括：脫水、過濾、烘干、干燥、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、塵防治等)。其研究領(lǐng)域亦是后續(xù)研究方向的基礎(chǔ)。

　　4.3礦物深加工與礦物材料開發(fā)研究

　　礦物深加工是指對各種非金屬礦物通過各種深加工手段，開發(fā)研究功能性礦物材料等技術(shù)。主要研究的深加工技術(shù)有：超細(xì)粉碎與超細(xì)粉體—微、納米制備與應(yīng)用技術(shù)、礦物提純、礦物改型、改性、煅燒、復(fù)合化、球化等。目標(biāo)是研發(fā)各種功能性礦物材料、無機(jī)非金屬礦材料，與金屬材料、有機(jī)高分子材料等科學(xué)相融合，研究復(fù)合材料、梯度材料、有機(jī)、無機(jī)雜化材料。

　　4.4潔凈能源技術(shù)研究

　　主要研究內(nèi)容：煤炭深加工—選煤降灰、降硫及型煤技術(shù)，煤化工(煤炭干餾、煤炭氣、液化、煤基合成化學(xué)品等)，潔凈煤與潔凈燃燒技術(shù)，水煤漿與管道運(yùn)輸，新型能源(包括可再生能源、生物能源、儲能材料等)的研究。

　　4.5礦物伴生與二次資源綜合開發(fā)利用研究

　　開展礦物共、伴生資源及二次資源、工業(yè)廢棄物資源化等方面的研究，是建設(shè)節(jié)約型環(huán)境友好型社會的要求，是礦物加工工程的一個重要研究領(lǐng)域。主要研究內(nèi)容：礦物性質(zhì)、工藝性質(zhì)及應(yīng)用性質(zhì)研究;研究有用元素提取、有用礦物分選、尾礦資源化等，是建設(shè)礦產(chǎn)資源節(jié)約型社會、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求所在。

　　5、結(jié)語

　　我國雖然礦產(chǎn)資源豐富多樣、礦產(chǎn)資源總量較大，但卻面臨著品位低、嵌布粒度細(xì)等眾多問題，給選礦也帶來了不少挑戰(zhàn)。這樣，礦物探測與礦物加工技術(shù)顯得尤為重要。同時，為了提高單位礦產(chǎn)量，應(yīng)制定合理的采礦、選礦、加工計劃，對于(極)貧礦、廢礦、表外礦及難采、難選、難冶礦的綜合利用還應(yīng)做更加深入的研究。

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