具体描述
本书系统阐述了碎矿与磨矿方面的基本理论，详述了国内选矿厂采用的定型设备的构造、工作原理、性能和应用环境，同时尽可能多地介绍了国外性能优越的碎磨设备，对近年来国内外碎磨技术的发展及新成果也作了系统的总结介绍。各章都会有复习思考题，便于读者自学。
本书为高等学校教学用书，本书也可作为各级职业技术院校教材，也可供相关的工程技术人员参考。
采掘工程技术前沿：新时代矿物加工与可持续发展 本书聚焦于21世纪矿产资源开采、选矿及尾矿处理领域最前沿的技术创新与应用实践，深度剖析了在日益严格的环保法规和资源稀缺背景下，如何通过技术升级实现矿山生产效率与环境责任的和谐统一。全书内容系统、案例丰富，旨在为矿业工程师、研究人员及决策者提供一套面向未来的、可操作的综合解决方案。 --- 第一部分：智能矿山与原位破碎技术（Smart Mining & In-Situ Crushing） 第一章：矿山数字化与信息集成 本章首先回顾了传统露天及地下矿山作业的局限性，继而全面介绍了矿山数字化转型的核心要素。内容涵盖了物联网（IoT）在采矿设备状态监测中的应用，高精度三维激光扫描技术如何优化爆破设计与铲装效率。特别强调了“数字孪生矿山”概念的构建，即通过实时数据流构建矿山的虚拟模型，实现对生产流程的预测性维护与远程优化控制。讨论了大数据分析在识别地质不均一性、减少不必要空载运输方面的潜力。 第二章：先进破碎技术与能耗优化 本章深入探讨了破碎作业中，能源消耗占总运营成本的比例及降低能耗的策略。重点介绍了超临界破碎、脉冲波破碎等非传统破碎方法的理论基础与实验室成果。详细分析了破碎腔形设计、颚板材料与衬板几何形状对粒度分布和单位能耗（kWh/t）的影响模型。引入了基于机器视觉的破碎过程智能反馈控制系统，该系统能够根据矿石的力学特性实时调整给矿速率和破碎比，确保产品粒度均匀性，避免了过度破碎。 第三章：原位预处理与钻凿技术革新 针对深部及难处理矿体，本章阐述了原位（In-Situ）矿物解离技术的研究进展。这包括电磁脉冲辅助破碎、化学溶胀预处理等。在钻凿方面，系统介绍了旋转冲击钻进技术（Rotary Percussive Drilling）的最新进展，特别是针对高硬度、高磨蚀性矿石的钻头材料学突破，如纳米晶复合陶瓷钻头，显著提高了钻进速度和寿命，减少了现场的辅助作业时间。 --- 第二部分：新型选矿工艺与复杂矿物分离（Novel Mineral Processing & Complex Ore Separation） 第四章：湿法选矿的绿色化改造 本章批判性地审视了传统浮选法的局限性，特别是水资源消耗和有毒药剂残留问题。重点介绍了可替代或优化传统浮选的技术： 1. 微泡浮选与超声波辅助技术： 分析了如何通过产生更小、更稳定的气泡来提高疏水性较弱矿物的回收率，以及超声波在改善矿物表面活化和药剂分散中的作用。 2. 油墨法与生物表面活性剂： 探讨了使用环保型、可生物降解的捕收剂替代传统黄药类药剂的应用案例，并分析了油墨法在处理极细粒物料中的性能优势。 第五章：重力选矿与高梯度磁选的集成应用 针对铁矿石、钽铌矿等高密度物料，本章着重于提升重力选矿的效率和自动化水平。详细介绍了新一代离心选矿设备（如Falcon、Knelson）在处理亚微米级金粒和重矿物中的应用参数优化。在磁选方面，深度剖析了高梯度磁选（HGMS）在处理弱磁性矿物（如褐铁矿、锰矿）中的突破，包括优化磁介质结构、磁场强度梯度设计和浆体流态控制。 第六章：先进分离技术：电法与膜分离 本章聚焦于解决传统浮选难以分离的嵌布粒度细、性质相近矿石的技术路线： 1. 传感器分选（Sensor-Based Sorting）： 详细介绍了基于X射线透射（XRT）、X射线荧光（XRF）和激光诱导击穿光谱（LIBS）的矿石分选技术，从粒度控制到化学成分分选的流程整合。 2. 电法选矿： 探讨了电泳、电介泳动在分离非金属矿物（如石墨、硅灰石）中的应用潜力，以及如何通过表面电荷控制实现高纯度分选。 3. 渗透与膜技术： 介绍了用于脱水和提高特定离子（如稀土元素）回收率的反渗透（RO）和纳滤（NF）技术在矿物加工废水处理中的应用案例。 --- 第三部分：尾矿、废弃物资源化与环境工程（Tailings, Waste Valorization & Environmental Engineering） 第七章：尾矿的固化与高压脱水技术 尾矿堆存的安全与环境风险是当前矿业的焦点。本章系统介绍了提高尾矿脱水效率的技术，以实现干堆排放（Dry Stacking）： 1. 浓缩与过滤技术： 详细对比了带式过滤机、板框压滤机和新型高压过滤设备（如深锥浓缩机耦合过滤）的能耗、处理量及滤饼性能。 2. 浆体流变学与胶凝技术： 阐述了如何通过添加固化剂（如水泥、石灰或火山灰材料）来改变尾矿的流变特性，形成具有承载能力的胶凝尾矿（Paste Backfill），并安全回填至地下采空区，有效降低地表沉降风险。 第八章：复杂尾矿的资源化利用 本章探讨了从尾矿和选矿废渣中回收有价金属（如稀有金属、轻金属、建筑骨料）的技术路线，实现从“废弃物”到“二次资源”的转变： 1. 湿法冶金浸出与净化： 重点介绍了常压生物浸出（Bioleaching）和强化酸浸技术在从低品位尾矿中选择性提取镍、钴、稀土元素方面的研究进展，并讨论了后续的溶剂萃取与离子交换纯化工艺。 2. 热处理与固态反应： 分析了高温煅烧、等离子体处理等技术在稳定有害元素（如砷、硫化物）和转化矿物结构方面的应用，以便将尾矿渣转化为高附加值的陶瓷、建材或催化剂载体。 第九章：水资源循环利用与零液体排放（ZLD） 针对矿山生产中的水平衡管理，本章提出了实现区域性“零液体排放”的集成方案。内容包括：从浮选尾水、洗选废水、甚至渗透液中回收高品质水的技术链设计。讨论了先进氧化工艺（AOPs）在降解微量有机污染物方面的应用，以及集成蒸发结晶技术（MVR/TVR）在处理高盐度回水，回收工业盐和达到最终的蒸发干渣要求中的关键工程参数控制。 --- 结论与展望： 本书最后总结了未来矿物加工业将由高投入、高污染模式转向高效率、低影响的绿色智能模式。强调了跨学科合作（地质学、化学、自动化、环境科学）在解决未来复杂矿产资源挑战中的决定性作用。本书提供了一份全面的技术地图，指引行业向更可持续、更负责任的未来迈进。
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