礦物學的一個分支。它是一門以研究礦物處理和礦物原料加工過程為主要內容的學科。在選礦方面，工藝礦物學主要研究礦石的物質成分，礦石的礦物組成，礦石的結構和構造及其物理、化學性質和礦物在選礦過程的行為，為詮釋選礦機理、制定選礦工藝方案和實現選礦過程最佳化提供礦物學依據。
基本介紹
- 中文名：工藝礦物學
- 外文名：process mineralogy
- 學科：礦物學
- 研究內容：礦物處理和礦物原料加工過程
- 套用：選礦
- 出現時間：19世紀中葉
發展簡史,研究內容,套用,發展近況及方向,
發展簡史
1830年光學顯微鏡問世，人們即藉此進行岩礦鑑定，為早期的選礦工藝提供了某些礦石性質的資料。20世紀初，結合選礦研究低品位鐵、錳礦石的礦物組成、粒度特性和選礦產品的顯微鏡分析，為選礦提供半定量和定量數據。1939年，美國高登(A.M.Gaudin)所著《選礦原理》，總結了岩礦鑑定在選礦學科中的套用與實踐。1940年，高登及日本桃崎順二郎等套用原子結構理論和晶體化學原理，研究礦物晶格與浮游度的關係，研究晶體結構和礦物表面性質與礦物表面潤濕性的關係，為解釋浮選機理提供論據。
中國於1919年開始套用光學顯微鏡方法為選礦廠提供定性的岩礦鑑定資料。1960年由一般的岩礦鑑定過渡到對礦石物質組成的研究。70年代以後，隨著現代科學技術的迅猛發展，近代物理、化學的晶體場理論、配位場理論、分子軌道理論、能帶理論以及各種譜學手段、微束測試技術、電子計算機計算技術等引入了礦石物質組成研究領域，使對礦石的化學成分、礦物組成、礦物嵌布粒度、礦物理化性質及礦物解離等的測試得到新的發展，從而能夠為礦產資源的綜合利用和選冶工藝提供深入系統的礦物學資料，並發展成為一門獨立的工藝礦物學學科。1979年，中國金屬學會選礦學術委員會成立工藝礦物學學組，並於1980年舉行首屆全國工藝礦物學學術會議，1981年首次出版《工藝礦物學論文集》。也是在1979年美國成立了隸屬採礦、冶金和石油工程師協會(TMS-AIME)的工藝礦物學委員會，舉行了首屆工藝礦物學學術研討會，並於1981年出版《工藝礦物學論文集》。1991年，中國冶金工業出版社發行的《選礦手冊》中，專門列入“工藝礦物學”篇。這些工作均促進了工藝礦物學研究成果的交流，推動著該學科的發展。
研究內容
工藝礦物學的基本研究內容概括為：(1)礦石和礦物的化學、物理性質與選礦工藝的關係;(2)礦物表面性質和工藝特性;(3)礦石化學成分、礦物組成、礦石的元素賦存狀態及其分配規律的研究，預測選礦理論指標;(4)礦石結構和構造、礦物粒度組成及礦物解離分析;(5)礦物在選礦過程中的行為和選礦產品的礦物學分析;(6)工藝礦物學的研究方法。
套用
在地質礦床評價中，工藝礦物學的主要研究對象是針對礦床不同層位、不同礦石類型、不同品級的各類礦石，在充分查明礦石化學成分、礦物組成及可選性的基礎上，確定有用礦物的空間分布及編制礦物工藝圖。在查明礦石礦物組成的基礎上，利用礦芯評價礦床不同水平位置上礦石的可選性，劃分和圈定礦石工藝類型，對礦石可選性的試驗研究比對礦床評價的研究更加全面和深入，因為它要為制訂選礦最佳工藝流程提供詳盡可靠的資料。在選礦理論研究中，工藝礦物學除提供制訂工藝流程所需要的一般數據外，還要結合選礦需要，深入研究礦物與選礦基礎理論、礦石性質與選礦的關係，如探討各種選礦方法、過程、技術指標與礦石物質組成、工藝特性的適應性和規律性，研究礦物晶體化學、晶體結構等微觀領域特徵與礦物工藝性質的關係，研究礦物表面成分及表面結構的變化對選礦工藝的影響等，這些研究成果能直接指導選礦工藝的制定和實踐。在生產實踐中，工藝礦物學能直接為改革現行生產方案，提高選礦指標和經濟效益提供資料。通過研究生產過程的原礦、精礦、尾礦、中間產品的物質組成及其工藝特性，分析選礦廠生產流程中存在的技術問題，為工藝過程的自動化，生產的穩定和平衡，控制指標的最佳化等，提供必要的礦物學參數。
在選礦過程中有用金屬的損失，除現代技術和工藝水平條件下不可避免的損失和入選礦石物質組成所決定的損失外，還有由於工藝不完善等因素、設備狀況不佳或選廠設計方案不夠合理髮生的損失。針對這些損失提供改善措施的依據，也是工藝礦物學研究內容之一。選廠的尾礦、礦泥以及採礦廢石的堆存不僅占地面積大，其中一些氣體、粉塵污染環境，而且這些廢料中常含有稀貴金屬或其他有用成分，研究這些廢料的工藝礦物學，查明處理和利用的可能性，建立無尾礦選礦工藝，都具有重要的經濟意義。
發展近況及方向
工藝礦物學的發展和研究方向，大體有下述五個方面：(1)礦石物質組成及其性質的研究。系統分析礦石特性及其對礦物分選的影響和內在聯繫，建立劃分各種類型礦石的工藝類型分類體系，為選礦研究、設計、生產提供科學的、系統的基礎資料。(2)礦物在選礦工藝過程中的變化及其對工藝效果的影響的研究。著重研究改變天然礦物及工藝產品分選性質，從礦物學觀點、定量地分析和評定分選效果。(3)對選礦包括化學選礦的中間產品和尾礦的礦物組成及其性質的研究，以及對有用組分合理的綜合回收和擴大資源利用途徑的探討。(4)研究礦物解離，建立礦物解離數學模型。套用現代固體物理的新成就，研究各類典型礦石中各種礦物的解離特性，探討礦物粒度特性與礦物解離的關係等，為選礦方法的選擇和破碎機理提供依據。(5)研究礦物表面性質和晶體構造及其與工藝性質的關係。套用現代科學理論和技術方法深刻地揭露礦物表面微量成分和物化性質、晶體內部特徵以及與晶體外部場的相互作用和影響的規律性，為選礦基礎理論研究提供資料。
