选矿工程师手册（第1册）

  选矿，现称矿物加工，此前有一段时间称矿物工程，现在也有称矿产资源加工的。在中国现今学科分类中，矿物加工属于矿业工程的二级学科。国外一些国家也有纳入冶金工程、化学工程、甚至材料科学与工程的。无论学科名称如何演变，在中国从事固体矿产资源加工的大多数企业仍然称选矿厂。而且，这一传统的名称会延续很长时间。
  选矿，在矿产资源开发和综合利用的产业链中，是介于地质、采矿与冶金或化工之间几乎不可缺少的重要环节；矿物材料是矿物加工的新领域，属于无机非金属材料的范畴。对此，业内的同行都明白。但遗憾的是，社会上还有不少人，提起地质、采矿和冶金他们大都知道，但对选矿专业却缺乏了解。时至今日，甚至还有学理工科的人，一提起选矿就误认为我们手里提个锤子漫山遍野去找矿。
冶金和化工所需的原料，例如精矿是有国家标准的，而进入选矿厂的原矿却谈不上标准，因为从采场来什么矿石就得吃什么，从未听说有哪一家选矿厂把运来的矿石又拉回采场的。要把无标准的、甚至杂乱无章的、低品位复杂共生的矿产资源，加工成单独有序的、合乎国家标准的精矿供冶炼厂或化工厂，其中有价元素的富集比要达到几倍、几十倍、甚至几百倍、上千倍。这一复杂过程需要具有流程工业特点的不同类型、不同规模，乃至原矿日处理量高达十几万吨的现代化巨型选矿厂来完成。对此，选矿厂的工程师和技术工人不分黑夜白昼地做出了直接的贡献。选矿研究和设计人员为工艺、装备的技术进步和工程转化提供了技术支撑。
  有研究表明，一个国家在工业化阶段，随着工业化的进程，对矿产资源的需求是快速增长的，几乎没有例外。中国正处于工业化中后期的中高速发展阶段，加之众多的十三亿人口和城镇化建设进程的加快，今后几十年，国家对矿产资源消耗强度的增加是不争的事实。
地质学家认为，中国处于环太平洋成矿域、中亚成矿域和特提斯成矿域三大构造—成矿域的交汇带；组成中国大陆的各小板块之间相互碰撞、岩矿物质混合，导致成矿物质复杂；各成矿带之间有相互交接与物质混合；早、晚形成的矿床之间有叠加作用。上述因素决定了我国地质构造环境的复杂性和矿床成因的多样性，由此形成了我国矿产资源诸多的特点：总量较丰富，矿种较全，其中钨、锡、锑、钼和稀土是优势矿种。但国民经济和社会发展需求量较大的大宗矿产却不足。此外，矿产禀赋差，贫矿多、富矿少，共伴生复杂矿多、单一矿少，小矿多、大矿少。就连近年间在我国西藏、新疆和云南等省区发现的一批新矿产，也大体上遵循了上述规律。还由于地理、交通、海拔、气候和水电等因素，导致了采选开发的困难。
由于今后较长一个时期内，我国对矿产资源的需求持续增加，矿物加工的难度增大，而且对节能减排，生态环境的要求日趋严格，选矿工程师和研究、设计人员面临严峻的挑战。
  面对这一挑战，国家已采取了应对措施，包括加强高等院校矿物加工学科的建设；提升选矿专业队伍的技术创新平台及选矿厂的建设、技术改造与更新等。目前，全国共有33所大学设有矿物加工专业，每年招收2660余名本科生、540余名硕士研究生和约100名博士研究生，教师人数达550人。此外，还有9家研究院所招收该专业的研究生，每年培养约50名工学硕士。
全国约有30家科研院所设有选矿及相关专业研究部门，从事该领域的科研人员约1500人，这还不包括地勘系统和民营机构的统计。
据估计，全国各类型的选矿厂数量约1万座以上，任职的选矿工程师更难计其数了。
上述每一项数字均排世界，这是任何国家都无法与中国相比的。并且，我国已取得了一大批举世瞩目的成果。近年间，在多届国际矿物加工大会上（IMPC）,中国的论文数和参会人数在几十个国家中屡次排名伯仲，足已引起国际矿物加工界的高度关注。选矿—矿物加工,这一传统的专业学科，无论国际还是国内都是支撑国家可持续发展的，绝非是夕阳产业。但必须承认，在矿物加工领域的某些方面，我们与发达矿业大国相比还有明显的差距。依靠创新驱动发展，实现中国从矿业大国向矿业强国的转变，这是全国选矿工作者肩负的历史使命。
   《选矿工程师手册》就是在这一大背景下编辑出版的。
早在几年前，冶金工业出版社就策划出版这部书，时任总编、现任社长的谭学余先生邀我牵头主编这部手册。我很感谢出版社对我的信任，也愿意承担这一任务，只是顾虑工作量大，困难多，涉及的作者和审编人员多，并且又都是业务骨干，工作原本已饱满，承接这一工作必定要增加同行专家的负担。另外，我当时作为执行副主席协助主席、中国工程院副院长王淀佐先生继申办成功后，历经五年时间筹备和组织了由北京矿冶研究总院承办，于2008年在北京召开的第二十四届国际矿物加工大会，这是矿物加工界的奥林匹克盛会，也是次在亚洲国家召开，被国际同行公认为迄今为止组织得好的一次学术会议。显见，基于当时的背景也无力启动编辑这一部大书。对此，我油然而生一种歉意，如果早几年动手，这部手册会早些时候呈献在读者手中。
本书历经五年时间，由来至国内三十多个著名高等院校、科研和设计机构以及相关企业的130多位专家、学者撰稿协作而成。各章的主要执笔者，均是本领域中多年从事科研、设计、教学、生产实践和选矿厂生产技术管理的学术带头人和技术专家，他们有丰富的理论基础和工程技术经验，熟悉国内外的情况。有的作者还深入到多家企业了解的生产情况，以便采用的数据。各位作者辛勤的努力使本书的编辑工作基点高，质量有保证。
审稿也是一项浩大工程。全书分三批审稿：参加一审的有50多位专家分别承担某章或几章的审稿。作者根据一审专家意见修改后提交二审。二审由两次会审完成。会上先由两位主审专家对每章提出初审意见，再经与会专家充分讨论形成会议决议提交作者再次修改，修改后提交三审。三审也是会审，形成三审会议决议再提交作者修改，对于修改量不大的章节，由审稿专家代为完成。参加二审、三审的会审专家也达50多人。在撰稿和审稿的专家中不乏有国内外知名的老一代学者。对于学术观点争议较大的几章，还另外召开专门会议请小同行专家充分研讨，力求内容科学、准确。全书统稿后交出版社之前，再请矿物加工专业具有研究员职称或博士学位的专业人员以读者的身份读稿，提出修改意见。应该说，作者和审编者还算认真、尽力了。
全书共四十七章，分两卷、四册出版。各章均有三级目录，书后附录提供了选矿专业常用的资料供读者查阅。卷是选矿通论，涵盖矿产资源与矿床、工艺矿物学、各种选矿方法专论，选矿厂生产的共性问题，烧结团矿、选矿试验研究及选矿厂设计等。第二卷是选矿工业实践，涵盖各种固体矿产资源的选矿方法、典型选矿厂生产案例，并附有国内外同类选矿厂的技术资料。全书新增或强化了选矿厂生产技术管理、选矿厂尾矿系统、选矿厂环境保护、二次资源综合利用及三废处理、生物冶金及选矿、矿物材料等各章，以适应新时期技术创新的需求。
希望本书的编辑出版能为矿物加工界大专院校的广大师生，科研院所和工程设计机构的科学研究及工程设计人员，选矿厂工程师，企业家以及相关的领导人员，提供一部具有现代选矿理论，传统和的工艺技术、装备，并与生产实践紧密结合的，具有理论和实用价值的一部、全面的矿物加工领域的百科全书。
感谢冶金工业出版社的选题并将本书申请列为国家重点出版图书。尤其要感谢该社社长、编审谭学余先生的信任，委托，现场指导和帮助；感谢原总编兼副社长杨传福编审的具体指导和帮助，感谢责任编辑徐银河女士辛勤的认真负责的工作。
本手册的编辑出版工作还得到了著名学者王淀佐先生、陈清如先生、余永富先生、卢寿慈先生、孙玉波先生和孙仲元先生的指导与支持。
本书的全部编辑工作是依托北京矿冶研究总院完成的。主要院领导及众多相关人员给予了极大的支持，有的院领导直接承担审稿或参加审稿会。特别是该院的刘耀青、茹青、敖宁和朱穗玲四位研究员作为主要编辑人员，为全书的撰稿、审编和编务工作付出了极大的努力。矿物加工科学与技术国家重点实验室、中国矿业联合会选矿委员会、中国有色金属学会选矿学术委员会的骨干人员直接参与了本书的撰稿和审编工作。
本书是在无专款经费的情况下开展工作的。各位作者、审编者和所在单位给予充分的理解和支持。整个编辑和出版工作得到了三十多个著名企业、高等院校和研究设计机构的支持，没有上述的支持和帮助，本书不可能完成编辑和出版工作。借此机会，编者向全部作者、审稿和编辑人员以及所有支持单位一并表示深谢，是各位的力挺和业界的大力协同，共同为行业做出了贡献。
关于本书参考文献的标注，起初在编写大纲中有统一要求，但各章作者的观点及文稿中的实际标注方式并未统一。经编者与出版社充分协商并考虑到手册的特点，决定文稿内不加标注，而统一在每章末尾将文献列出。请文献作者及读者谅解。
由于编者的知识面不宽，学术水平有限，主编这样一部大书缺乏经验，深感力不从心。虽经努力，但书中错漏之处难免，敬请广大专家、读者和选矿专业的同行批评指正。

     矿物加工科学与技术国家重点实验室主任
     中国矿业联合会选矿委员会主任委员
     中国有色金属学会选矿学术委员会主任委员       孙传尧  
     中国工程院院士、北京矿冶研究总院研究员

                              2014年11月  于北京

章 矿产资源及矿床类型

1.1 矿产资源和矿产储量的基本概念

1.2国外矿产资源（储量）分类

1.3我国矿产资源（储量）分类

1.4国内外矿产资源（储量）分类对比

1.5矿床成因类型

1.6 矿床工业类型

1.7 矿产资源和储量的常用术语

1.8 中国矿产资源的特点

第二章 工艺矿物学

2.1选矿工艺矿物学研究的内容

2.2 主要研究方法和手段

2.3 矿石取样及制样

2.4矿石的化学成分

2.5 矿物组成及含量

2.6 矿石中主要矿物的产出特征

2.7 主要矿物的粒度组成及分布特征

2.8 矿石的结构构造

2.9 主要有价元素的赋存状态

2.10 影响选矿指标的工艺矿物学因素

2.11.选矿产品检查

第三章，破碎与筛分

3.1.矿石破碎的理论基础

3.2.破碎机械的种类、安装与维护

3.3.筛分原理及筛分过程

3.4.筛分机械的种类、安装与维修

3.5.破碎筛分工艺流程

3.6.破碎筛分生产的主要影响因素

3.7 破碎筛分作业的操作运行

3.8.破碎筛分车间防尘

3.9.破碎筛分车间生产管理与技术考查

第四章，磨矿与分级

4.1.磨矿理论

4.2 磨矿机的种类、安装与维护

4.3 磨矿介质

4.4 分级原理及分级过程

4.5 分级设备的种类、安装与维护

4.6 磨矿分级流程

4.7 磨矿分级作业的主要影响因素

4.8 磨矿分级操作

4.9 矿浆的粒度特性及分析

4.10 磨矿分级作业的生产管理与技术考查

第五章 重力选矿

5.1 重选原理

5.2 水力分级

5.3 旋转流及离心分选

5.4 重介质分选

5.5 跳汰分选

5.6 溜槽分选（含螺旋分选）

5.7 摇床分选

5.8 风力分选

5.9 洗矿

5.10 典型的重选工艺流程

5.11 重选车间的生产管理与技术考查

第六章 磁电选矿

6.1 矿物的磁性、磁力分析与测量

6.2 磁选原理及分选过程

6.3 弱磁选设备的种类、操作与维护

6.4 强磁选设备的种类、操作与维护

6.5 高梯度磁选机的结构特性、操作与维护

6.6 超导磁选机

6.7 磁选机常用的磁性材料

6.8 磁路计算与磁系设计

6.9 典型的磁选工艺流程

6.10 磁选车间的生产管理与技术考查

6.11 电选原理及分选过程

6.12 电选机的种类、操作与维护

6.13 典型的电选工业实践

第七章 选矿药剂

7.1 捕收剂

7.2 调整剂

7.3 起泡剂

7.4 絮凝剂与凝聚剂

7.5 分散剂

7.6 助磨剂

7.7 助滤剂

7.8水处理剂

7.9 浸出剂

7.10 萃取剂

7.11 消泡剂

第八章 浮选

8.1 浮选理论

8.2 浮选工艺影响因素

8.3 浮选药剂的联合应用

8.4 浮选设备的种类、安装与维护

8.5 浮选流程

8.6 特殊浮选法（闪速、絮凝、载体、微泡浮选等）

8.7 电化学调控浮选

8.8浮选流程考查与计算

8.9 典型的浮选工业实践

8.10 浮选车间的生产管理

第九章 化学选矿

9.1 化学选矿的原理和主要作业

9.2 矿物原料焙烧

9.3 浸出过程的理论、工艺

9.4 离子交换吸附

9.5 溶剂萃取

9.6 化学沉淀

9.7 金属沉淀

9.8 典型的化学选矿实践

9.9 化学选矿车间的生产管理与技术考查

第十章 拣选

10.1 拣选的基本概念、矿石可拣选性

10.2 主要的拣选方法与理论基础

10.3 拣选设备

10.4 影响拣选的因素

10.5 手选

10.6典型的拣选工业实践

10.7 拣选工段的生产管理