矿物加工工程专业简介

矿物加工工程专业简介矿物加工工程是研究矿物分离的一门应用技术学科，其学科目的是将有用矿物和脉石（无用）矿物分离。矿物加工工程主要实践教学环节金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、专业实验、计算机应用及上机实践、课程设计、毕业设计(论文)等，一般安排不少于30周。矿物加工工程培养目标本专业培养从事矿物(金属、非金属、煤炭)分选加工和矿产资源综合利用领域内的生产、设计、科学研究与开发及技术改造与管理的高等工程技术人才。矿物加工工程专业培养要求本专业学生主要学习数学、物理、化学、力学、矿物学、选矿学、机械工程、资源综合利用等方面的基本理论和基础知识，受到实验研究、工程设计方法、生产管理、计算机应用等方面的基本训练，具有矿物加工方面的研究、设计与生产管理方面的基本能力。矿物加工工程毕业生具备的专业知识与能力1.掌握有关化学、有机化学、电磁学、工程流体力学等基本理论、基础知识和基本技能；2.掌握本专业所必需的矿物学与岩石学、机械、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能；3.掌握矿物(金属、非金属、煤炭)材料科学的基本知识及材料性能检测、研究方法及产品质量控制的基本知识和技能；4.掌握矿物加工厂工程设计方法，并具有进行工艺设计的能力；5.具有矿物加工常规机、电设备的事故处理与设备维护的基本知识和初步掌握科学研究的能力。矿物加工工程是研究矿物分离的一门应用技术学科。其学科目的是将有用矿物和脉石（无用）矿物分离。如将铁、铜、铅、锌矿石中含有石英等脉石矿物，通过重选、磁选和浮选等方法，将品位较低的原矿富集为人造富矿，为进行下一步的冶炼工作（冶炼过程属于冶金工程专业）工作做准备。在煤炭行业，用重选和浮选的办法将选出精煤，抛弃煤矸石。矿物加工工程的艰苦程度比采矿工程小得多，工作环境又比冶金工程好得多。传统加工在19世纪，矿物加工本不是一门独立的学科，而是采矿大学科体系中的组成部分。1900年前后，冶金才从大矿业中分离出来，发展成为独立的学科。到20世纪30年代以后，选矿才开始逐步发展成为相对独立的一门工程学科。早期的矿物加工（选矿）是建立在选矿厂的工艺过程基础之上的。它本质上是选矿过程的反映，由三大板块构成：选矿方法（主要是浮选、重选及磁选）、辅助过程（例如粉碎和脱水干燥等）和选矿过程检测及控制。因此，具有很强的实用特征。20世纪后半叶，随着世界经济的迅猛发展及科学技术的飞速进步，加之高品位、易选矿产资源的逐步枯竭，资源及材料工程领域的各种学科均发生了明显的调整及变化。例如，冶金学科逐步向材料学科靠拢并转化。矿物加工也不例外，经历了一系列变化和调整，面临着重大的挑战。开采矿石的品位越来越低。以铜矿资源为例，美国的入选铜矿石的平均品位在20世纪30-40年代是!1.5，如今仅为0.6%，个别选矿厂处理的铜矿石，其品位低至0.35%。据估计，品位由1.5%下降到0.5%，选矿能耗将增大1倍，品位的进一步降低，选矿能耗的增长幅度将会更大。问题不仅在于此，随着入选矿石品位的降低，环境问题变得日益突出。因为炼出1吨金属铜，大约需要处理品位为0.5%的铜矿石200吨，而每生产1吨铜矿石，约产出3吨废石。随着入选矿石的贫化，尾矿及废渣的处理将成为制约选矿发展的一个重要因素。使用的各种化学药剂也对环境产生影响。可以说，当前的矿物加工是处在“经济—能耗—环境”三角的严酷扼制之中。难选矿的比例越来越大。随着富矿、易选矿资源的耗尽，一系列共生关系复杂、嵌布粒度细微的矿产资源的开发利用提到了议事日程。这一问题在我国表现得尤为突出，我国的大量弱磁性铁矿因为铁矿物及伴生矿物嵌布粒度太细（小于10至30μm）而无法有效分选。岂止铁矿，诸如锰矿、磷矿、铝土矿等等均有相同的问题。分选技术固然是个尚未解决的问题，细磨、脱水等作业也远未达到成熟的地步。面对严酷现实的挑战，矿物加工学科已经发生并还在发生巨大的调整及变化。一些适合于处理贫矿、复杂矿的技术和直接提取有用成分的技术正在发展应用。矿物加工的对象已从天然矿产资源扩展到二次资源的回收及利用。各种固体废弃物，例如尾矿、炉渣、粉煤灰、金属废料、电器废料、塑料垃圾、生活垃圾乃至土壤都成了加工对象，经过加工又转化为有用的资源。由于现代科技的发展及人类社会的进步，需要开发超纯、超细及具有特殊功能的矿物原料及矿物材料。再如特殊功能的石墨、云母、石棉等非金属矿物材料，超细金属氧化物粉体等均需要特殊的、与传统方法迥异的加工方法，即所谓深加工工艺。现代加工事实上，20世纪后半叶，矿物加工工艺已逐步突破了传统的机械加工的框架。化学提取以及生物工程与机械加工的结合在金属矿及非金属矿的加工中早已屡见不鲜。非金属矿的深加工进一步扩展并丰富了这种结合，例如高岭土的超声剥片，石墨及各种层状矿物的有机及无机嵌层等。传统的机械加工工艺也发生了巨大的变化。超细粉碎及分级获得越来越多的应用；界面分选方法成为微细颗粒分选的主要手段；压滤及离心力场在超细颗粒的固液分离中发挥着重要的作用；而各种成型、包装工艺也变得越来越重要。矿物加工的任务也发生了变化。矿物加工已不仅是为各种工业提供合格的矿物原料，例如精矿粉或中间产品，而是扩展成了可以生产超纯、超细及具有特殊功能的矿物材料以及矿物制品的工业。矿物材料工程主要是以非金属矿石或矿物为原料（或基料），通过一定的深加工工艺制取具有确定物化性能的无机非金属材料及器件的技术。矿物材料有着巨大的应用前景，例如，沸石太阳能板，蒙脱石干燥剂，叶腊石高温绝缘体及导弹密封材料，钠云母密封材料，羟磷灰石骨骼材料，硅藻土牙模材料，火山岩防火材料等。进一步分析现代矿物加工工程所包括的单元作业，它们大体包括：粉碎、分级、超细颗粒制备、物理分选（重选、磁电选、光电选、放射选等）、浮选及其他界面分选、化学处理及生物提取、固液分离（沉降、过滤、干燥）、成型及造粒、气固分离—收尘、物料贮运，等等。将这些单元作业同冶金工程、化学工程、环境工程、无机材料工程及颗粒技术五大类学科进行比较，如下表(略)所示。分析表便可发现，表中列出的单元作业在六种不同工程领域中有很强的通用性，许多单元作业是相同的。由此可以看出这六种不同工程领域之间的有机联系及交叉关系。因此，可以说无论从矿物加工工程的历史发展角度或从上述各学科之间的共同点看，矿物加工与冶金、化工、无机材料、环境工程及颗粒技术这些工程学科领域都有着密不可分的共生关系。特别是颗粒的各种机械加工及处理单元作业，几乎成为沟通这些工程技术学科领域的共同组成要素。这些工程技术领域的主要不同之处仅在于处理的对象有别。无怪乎在欧洲往往把这些通用的物理加工单元作业统称为机械加工技术或过程加工技术。在化学工程中机械加工技术与分离技术并列几乎包括了除化学反应工程外的全部化工单元作业。在矿物加工工程中矿粒的机械加工技术与矿粒的分选技术并列则覆盖了几乎全部单元作业。因此，从现代学科体系看，可以认为矿物加工工程是由分选富集技术、机械加工技术、过程模拟控制等三大板块所构成的。回顾历史不难看到，矿物加工原本不过是矿业或冶金工程的一个分支，后来由于矿产资源开发及利用的规模迅速扩大才从矿业或冶金工程中分离出来，发展成为独立的学科。如今人们又观察到学科之间的回归及交融。随着矿产资源的贫化及其共生关系的微细粒化，化学处理变得日益重要，而化学处理本是提取冶金的主要工艺过程。当前，提取冶金与化学工程也正在相互交融。现代矿物加工中包括的矿物材料工程或技术，与无机材料工程也十分接近。矿物加工过程产生的废渣、尾矿、废水的治理本身就是环境工程的主要内容，更何况矿物加工技术（包括分选技术）已在环境治理工程中找到了用武之地。跨学科研究科学技术发展到今天，学科之间的界限趋于交叉融通，而市场经济的发展则要求科技界具有更大的适应性及应变能力。在这种形势下，只要不受研究对象的局限，矿物加工技术完全可以在上述多种工程技术领域得到有效的利用，反过来，吸收和利用其他工程技术领域的实际经验及研究成果又可以促进矿物加工的进一步发展。可以说，矿物加工技术的跨学科研究及应用是摆在我们面前的最大挑战和机遇（4）北京科技大学（UniversityofScienceandTechnologyBeijing）土木与环境工程学院矿物加工工程系主要研究方向：矿物材料及二次资源综合利用、难处理铁矿石利用新技术、矿业微生物技术、和谐矿产资源高效清洁综合利用技术、成矿过程、资源预测及工艺矿物学研究主要课程：无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、表面与胶体化学、流体力学、工程力学、矿物学、矿物加工工艺学、试验研究方法、矿物加工工艺学实验、矿物加工专题实验、矿物加工工程设计基础、矿物加工分析测试技术、洁净煤技术、环境工程学、非金属矿深加工、固体废物资源化、选矿自动化、选矿技术经济与生产管理等。毕业生情况：毕业生可就职于相关科研院所、设计院、大专院校、生产厂矿企业及政府部门等单位工作，主要从事矿物加工领域工程设计、科研、技术开发、生产技术管理、教学管理及政府部门管理等方面工作。