【采矿课件】第1章资源加工学概述

【采矿课件】第1章资源加工学概述习题解答1．简述从选矿学、矿物加工学到资源加工学三者之间的进展关系。

【解】资源加工学是由传统的选矿学、矿物加工学进展演变形成的新的学科体系。

研究手段选矿学是用物理、化学的方法，对天然矿物资源（通常包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选不、分离、富集其中的有用矿物的科学技术，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。

矿物加工学是在选矿学的基础上进展起来的，是用物理、化学的方法，对天然矿物资源进行加工（包括分离、富集、提纯、提取、深加工等），以猎取有用物质的科学技术。

其目的已不单纯是为其它行业提供合格原料，也可直截了当得到金属、矿物材料等。

资源加工学是依照物理、化学原理，通过分离、富集、纯化、提取、改性等技术对矿物资源、非传统矿物资源、二次资源及非矿物资源进行加工，获得其中有用物质的科学技术研究对象传统选矿学、矿物加工学的研究对象均以天然矿物资源为主。

资源加工学的研究对象涉及以下几方面：（1）矿物资源。

包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等；（2）非传统矿物资源。

包括：①工业固体废弃物：冶炼化工、废渣、尾矿、废石。

②海洋矿产：锰结核、钴结壳、海水中金属、海底热液硫化矿床。

③盐湖与湖泊中的金属盐、重金属污泥。

（3）二次资源。

包括：①废旧电器：电视机、冰箱、音响等。

②废旧金属制品：电缆、电线、易拉罐、电池等。

③废旧汽车。

（4）非矿物资源。

都市垃圾、废纸、废塑料、油污水、油污土壤等。

2．资源加工学学科包括那些领域？它的学科基础及与相邻学科的关系如何？【解】学科领域资源加工学包括四大学科领域：矿物加工（Mineral Processing）；矿物材料加工（Mineral Material Processing）；二次资源加工（Secondary Material Processing）；金属提取加工（Metal Metallurgical Processing）。

可简称为4-MP。

矿物加工是依照物理、化学原理对天然矿物资源进行加工，以分离、富集有用矿物；矿物材料加工是依照物理、化学原理，对天然及非传统矿物资源进行分离、纯化、改性、复合等加工，制备功能矿物材料；二次资源加工是依照物理、化学原理，对二次资源进行加工，分离回收各种有用物质；金属提取加工是依照物理、化学原理，对各种资源进行化学溶出、生物提取、离子交换、溶剂萃取等加工，以猎取有价金属。

学科基础资源加工过程中物料的碎解、分离、富集、纯化、提取、超细、改性、复合等过程，涉及矿物学、物理学、化学与化学工程、冶金工程、材料科学与工程、生物工程、力学、采矿工程及运算机技术等多学科领域，表达不同的学科基础，形成不同的研究方向。

①工艺矿物学。

与矿物学、岩石学的交叉，研究资源物料组成的分析、鉴不、表征，物料的差不多物理、化学特性，为“加工”提供差不多信息；②粉碎工程。

以岩石力学、断裂力学、晶体化学为基础，对所处理资源进行选择性碎解，解离或进行超细加工；③重力场、流体力场中的分离。

以流体力学、流体动力学为基础，依照所处理的物料的密度、粒度及形状差异，分离、富集不同物料。

如黑钨矿与石英的分离，聚氯乙烯和聚乙烯的分离，都市垃圾中重物料与轻质物料的分离，铜线与橡胶的分离等。

④电磁场中的分离。

以电磁学、静电学为基础的磁力分选和静电分选，依照所处理物料的磁性质或导电性的差异，分离不同物料。

如磁性矿物与非磁性矿物的分离，导电矿物与非导电矿物的分离，磁性炭粉与废纸的分离，红血球与白血球的分离，带电塑料与不带电塑料的分离，铜线与铝线的分离等。

⑤浮选。

是资源加工中最重要的技术，可加工处理各种矿物资源、二次资源及非矿物资源，涉及无机化学、有机化学、表面化学、电化学、物理化学等几乎整个化学学科领域，形成了浮选电化学、浮选溶液化学、浮选剂分子设计、浮选表面化学等交叉研究领域。

如硫化矿及非硫化矿的浮选、废纸及废塑料的浮选、废水中的离子浮选、油污水及油污土壤处理等。

⑥生物提取。

涉及生物工程、冶金反应工程、矿物工程及采矿工程等多个交叉学科，要紧处理各种低品位矿物资源、难选难冶矿物资源、海洋矿物资源及非传统矿物资源，直截了当从这些资源中提取有价金属。

如铜、金矿的生物堆浸、地下溶浸，重金属污泥、海洋锰结核的处理等。

⑦化学分离。

包括溶剂萃取、离子交换、膜分离、化学浸出等，涉及化学与化学工程、冶金反应工程等。

处理复杂矿物资源、海洋矿物资源、工业废水等。

⑧化学合成。

涉及化学与化学工程、材料科学与工程领域，包括矿物材料的化学合成、矿物复合材料，矿物——聚合物复合材料等。

⑨表面改性。

通过表面化学反应、选择性溶解、溶蚀、刻蚀、涂层等对矿物表面进行化学处理、制备功能矿物材料，涉及化学工程与材料科学与工程领域。

⑩集合与分散。

细颗粒的集合与分散，矿物胶体体系的稳固与分散，溶剂萃取，球团、型煤、水煤浆制备等。

涉及表面化学、颗粒学等领域。

资源加工过程运算机技术。

涉及运算机科学与技术、自动操纵等领域。

研究资源加工过程的数学模型、仿真、优化与自动操纵。

3．资源加工学的研究对象及研究方向有那些？【解】资源加工学的研究对象涉及以下几方面：（1）矿物资源。

包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等；（2）非传统矿物资源。

包括：①工业固体废弃物：冶炼化工、废渣、尾矿、废石。

②海洋矿产：锰结核、钴结壳、海水中金属、海底热液硫化矿床。

③盐湖与湖泊中的金属盐、重金属污泥。

（3）二次资源。

包括：①废旧电器：电视机、冰箱、音响等。

②废旧金属制品：电缆、电线、易拉罐、电池等。

③废旧汽车。

（4）非矿物资源。

都市垃圾、废纸、废塑料、油污水、油污土壤等。

研究方向①工艺矿物学。

与矿物学、岩石学的交叉，研究资源物料组成的分析、鉴不、表征，物料的差不多物理、化学特性，为“加工”提供差不多信息；②粉碎工程。

以岩石力学、断裂力学、晶体化学为基础，对所处理资源进行选择性碎解，解离或进行超细加工；③重力场、流体力场中的分离。

以流体力学、流体动力学为基础，依照所处理的物料的密度、粒度及形状差异，分离、富集不同物料。

如黑钨矿与石英的分离，聚氯乙烯和聚乙烯的分离，都市垃圾中重物料与轻质物料的分离，铜线与橡胶的分离等。

④电磁场中的分离。

以电磁学、静电学为基础的磁力分选和静电分选，依照所处理物料的磁性质或导电性的差异，分离不同物料。

如磁性矿物与非磁性矿物的分离，导电矿物与非导电矿物的分离，磁性炭粉与废纸的分离，红血球与白血球的分离，带电塑料与不带电塑料的分离，铜线与铝线的分离等。

⑤浮选。

是资源加工中最重要的技术，可加工处理各种矿物资源、二次资源及非矿物资源，涉及无机化学、有机化学、表面化学、电化学、物理化学等几乎整个化学学科领域，形成了浮选电化学、浮选溶液化学、浮选剂分子设计、浮选表面化学等交叉研究领域。

如硫化矿及非硫化矿的浮选、废纸及废塑料的浮选、废水中的离子浮选、油污水及油污土壤处理等。

⑥生物提取。

涉及生物工程、冶金反应工程、矿物工程及采矿工程等多个交叉学科，要紧处理各种低品位矿物资源、难选难冶矿物资源、海洋矿物资源及非传统矿物资源，直截了当从这些资源中提取有价金属。

如铜、金矿的生物堆浸、地下溶浸，重金属污泥、海洋锰结核的处理等。

⑦化学分离。

包括溶剂萃取、离子交换、膜分离、化学浸出等，涉及化学与化学工程、冶金反应工程等。

处理复杂矿物资源、海洋矿物资源、工业废水等。

⑧化学合成。

涉及化学与化学工程、材料科学与工程领域，包括矿物材料的化学合成、矿物复合材料，矿物——聚合物复合材料等。

⑨表面改性。

通过表面化学反应、选择性溶解、溶蚀、刻蚀、涂层等对矿物表面进行化学处理、制备功能矿物材料，涉及化学工程与材料科学与工程领域。

⑩集合与分散。

细颗粒的集合与分散，矿物胶体体系的稳固与分散，溶剂萃取，球团、型煤、水煤浆制备等。

涉及表面化学、颗粒学等领域。

资源加工过程运算机技术。

涉及运算机科学与技术、自动操纵等领域。

研究资源加工过程的数学模型、仿真、优化与自动操纵。

4．资源加工学在国民经济建设中的地位和作用如何？【解】矿物资源是人类社会进展和国民经济建设的重要物质基础，矿业是国民经济的基础产业，是人类社会进展的前提和动力。

从石器时代到青铜器、铁器时代，到煤、石油、天燃气、原子能的利用，人类社会生产的每一次庞大进步，都相伴着矿物资源利用水平的飞跃进展，矿物资源是冶金、化工、航天、建材、电力、轻工、核工业等行业的要紧原料来源。

尽管矿业在国内生产总值（GDP）中所占比重专门小，但它作为基础产业支撑着其它行业生产对原料的需求。

在世界上，90%以上的能源、80%以上的工业原料和70%以上的农业生产资料来自矿产资源。

随着天然矿物资源地不断被开发利用，天然矿物资源量逐步减少，而人口增长、社会进展，对资源的需求又不断增大，因此，必须查找开发利用新的资源。

非传统矿物资源、二次资源、非矿物资源必将成为以后人类社会进展的重要资源，对这些资源的加工利用，不仅能够满足人类社会进展对资源的需求量的增加，还可减少环境污染，促使国民经济连续、快速、健康进展。