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理工专业也卖萌 |矿物加工工程:我们“豪”,但不土!

发布时间:2016-07-29 11:18 来源:中青在线 作者:中青报·中青在线

  文:郭扬武(中国科学院大学 硕士生)

  图:图片来源于视觉中国及网络

  编:张康喆

  有两种人,你肯定不会觉得陌生,他们时常会登上网站门户的首页,抑或是新闻的头条,并且经常被冠之以这样的标题:“XX亿嫁女儿,迎亲豪车车队致交通堵塞”“XX楼盘开售当天即被一神秘人买下两栋,当场现金付款!”没错,这就是已经被贴上标签的“金矿老板”和“煤老板”们。

  诚然,我们总能见到他们“豪”的一面,然而,这些行业却未必有我们想象中的那么“土”。正是因为有了许多学科的支撑,技术设备的革新,这些传统行业才会不断发展。矿物加工工程在这中间扮演了至关重要的角色。

  矿物加工工程学科是矿业工程一级学科下设的二级学科,该学科是根据自然界矿物原料性质的差异,综合运用物理、化学、物理化学和生物化学等原理和方法对矿物资源进行加工和综合利用的学科。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。

  看到这里仍旧是一脸茫然,不知所云对不对?从下面的应用谈起会容易理解很多。

  淘金,我们都听说过这个词,淘金热是美国历史上西进运动中的重要内容,对美国的发展有着深远影响。其实,最原始的金矿选矿工艺十分简单,重点就在这一“淘”字。刘禹锡在《浪淘沙》中提到:“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”。古代淘金十分艰苦,淘金者先要去挖矿沙,然后再一点一点地放进木制的淘盒工具里去淘洗,利用金子比重大的特点,让水冲刷掉泥沙,留下金沙金屑。这些金子往往只有针尖或糠皮大小,也不是经常可以得到的。淘金的妇女们成年累月,遭受着寒风烈日的折磨,千淘万滤,辛勤劳作,却难以温饱。

  可见黄金在自然界确实很稀少,具体少到什么程度呢?这里要介绍这样一个专业名词:品位,它是指矿石中有用元素或它的化合物含量比率。对于现代工艺来说,如果一个金矿的品位达到了2克/吨,那么这座金矿就有开采价值。乍一看大家都会觉得很不可思议,要怎么样才能从一吨矿石中选出区区2克的黄金呢,而这个过程恰恰是矿物加工工程派上用场的地方。

  对于绝大多数金属矿来说,现代的选矿工艺大致可以分为以下几步:首先是破碎与磨矿,即将矿石磨到足够细,这样可以使一部分所需物质解离,同时为下一步分选做好准备。然后是重选或浮选,即利用物理性质(密度、磁性等)或化学性质(置换、沉淀、离子交换等)的差异,将所需矿物与其他物质分离开来。最后是提纯,将所得物质进一步浓缩、分离,得到最终产物。

  而提到选矿,不得不提的是煤炭。煤炭是世界三大能源之一,从世界范围来看,世界能源消费以石油为主,而中国富煤、贫油、少气的资源赋存条件决定了煤炭在中国能源结构中的主导地位,煤炭在中国能源生产中的比重一直维持在60%以上。举一个直观的例子,2015年我国煤炭产量大致在39亿吨,消费量在35亿吨以上。那么多煤放一起是多么黑压压的存在!

  可以预想,每年这么多煤炭的消耗,排放的二氧化碳和其他污染物的确是不容小视。也难怪每次谈起空气污染问题,煤炭行业总是首当其冲。而矿物加工工程这个学科,就可以为环境的改善作出很大贡献。

  与大多数人印象中的不同,煤炭虽然看上去都是黑的,但是根据形成条件和阶段的不同,它可以被细分为很多种类,比如说动力煤(用于电厂发电)、炼焦煤(用于钢厂炼钢),等等。将开采出来的煤炭根据不同用途进行分选,可以大大提高煤炭的利用率,减少不必要的资源浪费。同时,在使用过程中可以加入固硫剂等,可以显著降低二氧化硫等有害气体的排放。所以,这个学科在煤炭领域也是大有可为,尤其是在如今的经济转型期,优化资源的合理配置,大力发展洁净煤技术,合理开发和利用煤炭资源,使煤炭工业能够可持续发展,相关人才的培养和需求也是显而易见的。

  总而言之,不论是将来成为选矿工程师,还是从事相关设计或是进入研究院所深造,矿物加工工程都是资源能源行业中的一个不可或缺的学科。接受这门学科的良好教育,最终成为拥有地质、电气、机械、化工相关教育背景的复合型工程人才,以后也将发挥出自己不可替代的作用。

  『北京家长汇』

  中国青年报教育科学部与北京市教委

  联 合 发 布

【责任编辑:北京家长汇】
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