工藝礦物學(xué)(proeess mineralogy)是礦物學(xué)的一個(gè)分支。它是介于礦物學(xué)和選礦學(xué)之間的一門(mén)新興邊緣科學(xué)。工藝礦物學(xué)的運用貫穿于地質(zhì)找礦、資源評價(jià)、選礦工藝研究及流程考查、冶金工藝研究及流程考查、材料質(zhì)量檢查等礦產(chǎn)資源從評價(jià)到開(kāi)發(fā)利用的全過(guò)程。工藝礦物學(xué)是對礦石中的礦物組成、礦物含量、礦石結構與構造、礦物粒度及粒度分布，礦物之間的鑲嵌關(guān)系，目的礦物的賦存狀態(tài)，有益組份和有害組份，目的礦物的解離程度，以及有用礦物和脈石礦物的晶格及晶格表面狀況等所進(jìn)行研究的一門(mén)科學(xué)。
非金屬礦選礦雖然也采用傳統的浮選、重選、磁選等方法，但是在這些方法的具體應用中具有明顯的特殊性，例如在石墨的選礦中為了盡量保護大鱗片，通常要采用多段磨礦多段浮選的工藝，根據礦石中礦物的鑲嵌關(guān)系與顆粒大小，一些石墨礦石竟要采用八次再磨十次再選的工藝；同樣在石棉的風(fēng)選中為了保護纖維的長(cháng)度，通常也要采用多段破碎多段吸選的工藝。又如，在一些高嶺土或者膨潤土等粘土礦物的選礦中，常常選用搗漿與除砂的重選工藝進(jìn)行提純，或者選用選擇性破碎，采用風(fēng)選方法來(lái)除砂的干法重選工藝，常常選用采用強磁選礦機的磁選與浮選等聯(lián)合工藝除去含鐵、鈦等雜質(zhì)礦物。
但是在非金屬礦的選礦實(shí)踐中，常常由于沒(méi)有關(guān)注工藝礦物學(xué)的成果，沒(méi)有用這些成果指導選礦實(shí)踐，出現選擇的選礦工藝和方法不適合的情況。如新疆某膨潤土礦采用超細粉碎和風(fēng)選的方法來(lái)提純膨潤土，實(shí)際效果較難達到預期效果，只有將膨潤土磨至10μm以下，才能勉強達到國家有關(guān)標準，究其原因，原礦中的石英、長(cháng)石等顆粒粒徑0.004～0.05mm，一般以粉砂屑、砂屑均勻分布，礦石中礦物遠沒(méi)有達到互相解離的程度，這些細粉砂是影響風(fēng)選效果的首要原因。又如在某石墨礦的選礦試驗中，原礦經(jīng)過(guò)七磨八選，精礦品位達到94%的要求，但是回收率不能達到要求，精礦品位與回收率難以兼得。經(jīng)過(guò)對該原礦進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，該石墨礦石中石墨鱗片常呈片狀集合體重迭排列，其間常常有厚度10μ左右的脈石礦物夾層；有少部分粒度大約為5~40μ石墨呈細小顆粒包裹在脈礦石礦物中；有的石墨片與片之間夾有褐鐵礦，也有的褐鐵礦沿石墨邊部包圍。因此我們修改了浮選工藝，將各段中礦隔段返回的工藝改為中礦集中再磨再選工藝，達到了生產(chǎn)中高碳產(chǎn)品，回收率大于85%的要求。再如在某長(cháng)石礦的除鐵選礦試驗中，產(chǎn)品中的鐵含量需要從原礦中的0.3%降到0.1%以下。經(jīng)過(guò)對該礦石工藝礦物學(xué)結果研究認為，該長(cháng)石礦巖石具細粒砂狀結構、次生加大邊結構，由碎屑和膠結物組成，碎屑主要為長(cháng)石與石英顆粒，長(cháng)石顆粒一般為0.05~0.18mm，石英顆粒在0.05~0.5mm，膠結物一般為硅質(zhì)、粘土質(zhì)和鐵質(zhì)物。因此在磨礦中不但要關(guān)注有用顆粒的解離度，還要關(guān)注長(cháng)石、石英顆粒表面上粘結的含鐵礦物去除程度，磨礦方式應采用兼有磨剝作用的球磨機而不是采用產(chǎn)品粒度均勻過(guò)粉碎少的棒磨機，選別方法不但需要強磁選，而且還要采用浮選方法。
從上述選礦實(shí)踐中不難看出工藝礦物學(xué)研究在非金屬礦選礦中的重要性與特殊性，只有認真細致進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，才能制訂科學(xué)的有依據的選礦工藝和方法，才能為企業(yè)效益最大化做出貢獻。但是在許多非金屬礦的選礦提純實(shí)踐中，往往為了省錢(qián)，在工藝礦物學(xué)研究中嚴重缺項，不做認真細致的研究，模仿同類(lèi)型企業(yè)的選礦工藝和方法，導致選礦試驗遲遲不能完成，或者所評價(jià)的資源結論不準確，或者設計的工藝流程不合理，或者所建設選礦廠(chǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)品很難達標，國家規定的“三率”達不到要求，企業(yè)的效益難以達到預期，資源中可以綜合回收的礦物沒(méi)有回收等問(wèn)題。這些都是非金屬礦選礦中需要注意的重要問(wèn)題。
礦產(chǎn)資源是不可再生的，尾礦作為一種礦產(chǎn)資源同樣是不可再生的。因此，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，尾礦綜合回收利用已經(jīng)成為必然。在現階段，尾礦綜合利用研究方向主要有兩個(gè)方面。一是從尾礦中再選（提純）有用礦物和組份。二是研究現階段無(wú)再選價(jià)值尾礦的整體利用。無(wú)論是尾礦再選利用還是整體利用，尾礦的工藝礦物學(xué)研究都是很重要的。在尾礦利用之前，我們需要了解尾礦中含有哪些礦物，品位（含量）多少，顆粒多大，與其它礦物的鑲嵌關(guān)系，影響目的礦物的雜質(zhì)有哪些，這些雜質(zhì)的可選性等等因素都決定尾礦再選利用是否成功和效益如何。在尾礦整體利用時(shí)，我們需要了解尾礦整體的基本物理與化學(xué)等特性，含有哪些雜質(zhì)，對整體利用的有害程度，在此基礎上才能真正整體利用好尾礦，使得礦產(chǎn)資源效益最大化。例如，某石墨礦的尾礦經(jīng)過(guò)工藝礦物學(xué)研究，原礦石中的五氧化二釩經(jīng)過(guò)選礦后，在尾礦中得到了富集，含量一般為0.7%，而精礦中僅為0.25%，我們就應考慮回收尾礦中的五氧化二釩。又如，通過(guò)對某長(cháng)石尾礦研究，主要成分為含鐵高嶺土等粘土礦物，我們就可以考慮將其用作水泥原料。又如，某鎳礦經(jīng)過(guò)將所有金屬礦回收后的尾礦，通過(guò)研究發(fā)現，約85%為蛇紋石和橄欖石，剩余的為綠泥石、透閃石等礦物，如果通過(guò)強磁選礦除去這些含鐵礦物，我們就可以將其作為填料應用或者作為生產(chǎn)橄欖石制品的原料，也可以將這些尾礦作為二氧化碳的吸收劑，蛇紋石具有吸收大氣中二氧化碳的能力，大氣中二氧化碳可以碳酸鎂的形式固定在蛇紋石里。綜上，要很好地利用尾礦，工藝礦物學(xué)研究是必不可少的，認真細致的研究更是必不可少的。
非金屬礦的應用是綜合利用某種礦物或者礦物集合體的性能，但是這些性能的利用是隨著(zhù)人們對礦物性能的不斷認識進(jìn)行的。而這些認識是建立在對礦物性能不斷研究的基礎之上的。只有研究和了解了礦石中各種礦物的工藝特性，結合國民經(jīng)濟建設中的需要，才能將各種非金屬礦做到物盡其用。例如煤系高嶺土這種只有我國獨有的礦物在以前是被作為煤尾礦的，后來(lái)在我國科技工作者深入研究其性能和加工方法后作為一種高嶺土資源得到廣泛應用。又如在我國玄武巖纖維的開(kāi)發(fā)中存在的瓶頸是原料質(zhì)量不穩定。為什么呢？由于玄武巖成礦條件不同，其中的礦物成分和化學(xué)成分不同，工藝礦物學(xué)研究成果更為不同。如果要開(kāi)發(fā)某種礦產(chǎn)資源，我們只關(guān)心其化學(xué)成分，不關(guān)心礦石的成因和工藝礦物學(xué)研究，就不能全面了解礦石中的礦物組成、結構和構造，就不能很好的了解礦石性質(zhì)，就不能很好的確定礦石的用途，在礦產(chǎn)資源的應用中必定會(huì )走彎路。
作者：王繼生咸陽(yáng)非金屬礦研究設計院
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