矿物加工工程专业绿色智能化方向建设

矿物加工工程专业绿色智能化方向建设

朱鹏1,彭卫国2

1身份证号码：34062119860210873X 2身份证号码：130221196705100052

摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，当前我国固废处理要求越来越高，为了促使固废处理水平得以提升，综合运用多种技术手段极为必要。矿物加工技术的应用就是其中比较重要的手段，有助于推动固废领域优化发展。重点围绕固废领域中矿物加工技术的应用，介绍了矿物加工技术的应用价值，并提出矿物加工技术的具体应用措施，希望对固废领域的未来发展有一定的参考作用。

关键词：矿物加工；绿色智能化；建设

引言

作为矿物粉体材料后续加工方法的脱水干燥技术，其应用价值是调整矿物产品的水分含量、满足客户对矿物产品的需求，实现洗水循环利用、减少水资源浪费率，通过闭路循环洗水、减少对环境所产生的污染。目前，矿物材料脱水干燥技术具有高低能耗、低污染、高能效的发展特征，可为选矿作业提供辅助。矿物加工过程中具备多种适用性脱水方法，且各种脱水方法应用时的可选设备类型较多。因此，矿物加工过程中，需要做好脱水方法及脱水设备的科学选用，并需在重力脱水设备或机械脱水设备去除矿物中的自由水后，再结合应用热能干燥脱水设备去除矿物中的其它类型水，从而保障矿物脱水成效，提升精矿质量。

1矿物加工工程浸出技术相较于传统采矿工艺的技术优势

1.1 突破采矿下限、提高低品位矿石开采效率

相较于传统采矿方法而言，浸出技术能够实现难提取物料的快速提取，并可将矿山废渣有效转化为工业物料，既能提升采矿过程中的环境保护效果，也可有效提高矿山资源利用率。在科技创新发展的过程中，浸出技术逐步优化，因此矿产开采下限逐步被突破，现已能够高效完成低品位矿石的开采。例如，应用化学浸出法，则可使矿产开采彻底性提升 0.5%。由于浸出技术具有开采彻底、环保性强等优势，因而在矿产资源开采中应用价值较高，且应用前景十分广阔。

1.2 有效回收有害离子、减少采矿污染

传统矿物开采技术应用时，易因毒性气体或矿物废渣的产生而导致环境遭到严重污染与破坏，且部分矿物中存在危险金属离子，若采矿过程中这些物质的回收与处理不当，对自然环境所产生的危害更大。如果矿井中有雨水进入，还会加快有害物质的扩散速度。而应用浸出技术则可降低采矿污染，可在其吸附功能支持下，对矿石中的有害离子进行吸附处理，能够实现有害离子的科学回收，并且浸出操作过程快捷、高效，基本不会产生较大的环境污染。

1.3 提升开采贫乏矿率、优化尾矿区环境

传统采矿技术应用时，由于贫乏矿开采难度大，有价值矿产资源少，因而往往会因投入与产出不成正比而放弃此类矿的开采，进而导致部分矿产资源被浪费。应用浸出技术后，则可针对这些贫乏矿进行有效开发，不仅开采成本相对较低，且能提升贫乏矿开采的彻底性，利于提升尾矿开采所获取的矿产资源数量，同时也可对尾矿区的环境起到明显的改善作用，可通过矿物及土壤的有效混合，为植被生长创造良好条件，从而加快尾矿区的植被恢复速度，实现尾矿区环境的有效优化。

2机械力脱水设备

2.1 离心脱水机

（1）设备优势及运行原理。离机脱水机属于产能高、脱水质量佳、成本低且电能损耗较小的脱水设备，且无需占用较大空间，应用了离心力原理，在离心力作用下，过滤介质两侧压力存在差异，会形成较大的推动力，实现矿物中水分及矿物质的快速分离。低沉降性矿浆加工时，需要先添加一定量的絮凝剂后方可过滤，但要对絮团吸附水量进行监测，防止滤饼中水量过大。离心机脱水时，会在矿物颗粒及流体上施加离心力场，使过滤推动力有效提升。相较于真空过滤、加压过滤等方式而言，离心过滤脱水技术的推动力更大，压缩效果更佳，可实现高效脱水，能够降低滤饼残余饱和度，且此离心脱水机应用成本较低，系统结构也并不复杂。（2）设备类型及应用方向。离心脱水机主要有两种类型，一是带有滤网的沉降过滤式离心脱水机，二是不带滤网的沉降式离心脱水机，这两种离心脱水设备均可用于细颗粒处理，前者主要用于 1~0mm 浮选精煤及煤泥脱水回收过程，后者主要用于 1~0mm 浮选尾矿脱水、细颗粒原生煤泥回收，二者使用条件存在差异，不可相互替代使用。沉降式离心脱水机中，水力旋流器较为常用，此脱水机构造相对简单，单位产能较高，且占用空间较小，分级效率可达到 80%至 90%，具有成本投入小、能源损耗低的优势，具备较高的底流浓度。此类离心脱水设备主要应用于尾矿预浓缩、筑坝环节，同时也可用于尾矿富集回收及充填作业等环节。

2.2 过滤脱水机

过滤脱水是指利用真空泵作用增强滤布等过滤介质两侧压力差，进而完成过滤脱水的设备，在固液比低、颗粒度小的浆体脱水中此种设备应用率较高。矿物加工中常用的脱水设备有转鼓过滤机、盘式过滤机、水平带式压滤机、板框式压滤机、带式压滤机几种类型。（1）转鼓过滤机。矿物加工方面，应用率较高的真空类过滤脱水机主要是转鼓过滤机，主要应用在碱法浸出过滤及洗涤环节，在酸法浸出过程中此设备也较为常用。转鼓式过滤机的转鼓为圆柱形，用于盛装滤布，除了可过滤矿浆外，还能脱水成饼，具备滤饼洗涤或卸除功能。根据滤布安装位置的差异，转鼓式过滤机可划分为两种类型，一是内滤式转鼓过滤机，在高沉降性矿浆加工时较为常用；二是外滤式转鼓过滤机，因滤饼卸料方式存在差异，可划分为刮刀式、绳带式、折带式三种机型。铀工业加工中，外滤式转鼓过滤机应用率较高，多采用刮刀式卸料方式。此真空类过滤机外鼓直径最高可达 3.35m，设备长度为 5m，具有 50m 的过滤面积，日处理量为 4t/m 2 左右，然而在泥质矿浆过滤脱水处理方面应用效果并不佳。（2）盘式过滤机。此种脱水设备安装了多个圆形过滤盘，各圆盘涵盖最小 8 个、最多 30 个饼形盘，饼形盘越多，过滤机直径越大，具有水平盘式、立盘式两种机型，过滤面积较高的为立盘式过滤机，最大过滤面积为200m，此过滤机需要采用稀释法洗涤滤饼。而水平盘式过滤机虽可实现盘上洗涤滤饼，但其需占用较大的安装空间。在特制压力容器中安装普通圆盘式过滤机，便是圆盘式加压过滤机，此过滤设备集合了真空类、加压类两种过滤机的优势，可在压缩空气作力下，增大过滤介质滤盘、滤布两端的压力差异，进而完成矿浆过滤脱水过程，此设备内部还需安装高密封性排料装置，并具有自动控制系统。圆盘式加压过滤机可实现快速过滤，具备极强的脱水处理能力，并且运行时能源损耗较少、不会发出较大噪音。此设备可在 6~10s 的时间内脱水成饼，但其对物料特性变化的敏感度较强，成饼后工艺调整难度较大。

结语

在矿山环境问题日益凸显、智能化技术和装备飞速发展的背景下，矿物加工工程专业应结合自身特点寻求专业升级改造的途径。通过矿山固废资源化利用、矿物环保材料制备与应用及选矿智能化升级等教学资源积累，逐步改善学生对矿物加工工程专业的传统认知，通过自主转型积极应对矿业发展的新需求。

参考文献

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