0 引 言

选矿(又名矿物加工)包括重选法、浮选法、化学法、磁选法、生物法、电选法、光电法等方法，也可以归纳为物理方法、化学方法。最简单、环保、安全的选矿方法是重选。其中集成式重介质选矿机组(以下简称IDMS)使得重选方法重放光彩。

矿产资源是国民经济的安全运行的重要物质基础。已经成为“世界工厂”的中国，其原料对矿产资源的依赖度很高，我国95%以上一次能源、80%以上的工业原材料、75%的农业生产资料直接或间接来自矿产资源[1-2]，持续、合理、有效地获得矿产资源成为了国家发展的关键之一。长期以来陆地资源被人类疯狂开发, 新勘探储量赶不上开发, 开发海底矿物资源已是必然趋势[3]。

经历近两个世纪发展的世界海洋地质调查，一直是以每个国家自身需求为目的。现在到了海洋矿产资源开发的“升级期”[4]，开展海洋矿产资源开发利用，将支撑和服务国家总体安全和国家经济发展。我国海底金属硫化物储量较大, 有3万亿 t[5]。

1 矿产资源及利用情况

1.1 中国陆地矿产资源及其利用现状

近几十年来，中国的矿产资源开发得到了巨大发展，随着国民经济的快速提升，陆地矿产资源日趋枯竭，表现为：1)探明资源储量的增长跟不上需求；2)以贫矿、复杂共伴生矿、小矿、难选矿居多；3)开发利用成本高、浪费资源巨大；4)资源开发恶化生态环境，综合利用资源程度低[6]。

30年前，冶炼企业很容易从社会上收购锑品位30%以上的原矿锑矿(开采出来就有这么高的品位)，低于15%品位的锑矿原矿只有售给那些小型乡镇锑冶炼企业。现在采矿品位能稳定在5%以上品位的锑矿石都算是好矿了。

许多传统优势矿种告急。比如在我国钨储量基础中，黑钨仅为白钨的41%。而我国目前主要消耗黑钨储量，且冶炼生产工艺大部分适用于黑钨精矿原料。经过百年的开采，我国黑钨资源已枯竭。在25个资源储量大于1万t的矿区中，基础储量为74.7万 t，其中WO3品位大于0.4%的矿区基础储量仅为47.6万 t[7]。

1.2 国外陆地及海洋矿产资源及选矿情况

赞比亚谦比希铜矿，现在采出的矿石品位约3%左右的铜，硫化铜与氧化铜约1∶1，采用了浮选和化学选联合工艺，先浮选，后化学选矿。

以赤铁矿铁矿山为例，澳大利亚皮特铁矿有限公司Mt Tom Price选矿厂，把(-30+0.5)mm赤铁矿为主的矿石应用重介质选矿，(-0.5+0.03)mm采取湿强磁选，-0.03 mm的作尾矿。

新西兰在世界上最先使用采金船，早在1863年，该国采选金矿就开始应用采金船[8]。随后加拿大、前苏联、澳大利亚、美国、马来西亚、印度尼西亚、朝鲜、泰国等相继应用,使用采金船范围也逐步扩大。现在世界有采选各种矿物的船舶，如，钻石采选船、锡矿采选船、砂金采选船等。

自60年代起，澳大利亚采选海滨砂矿, 由采矿船上升到船舶采选联合工艺，他们广泛应用选矿设备，并完善和发展水上船舶采矿、船舶选矿工艺。 由于船舶采选生产能力大，成本低，广泛使用在海滨砂矿开采中[9]。据报道，该国采选单船处理能力超过了 3 000 t/h。

在南非、澳大利亚等矿产业先进国家，广泛应用重介质选矿。集成型与巨型是他们发展重介质选矿的两大方向。无论陆地矿产，还是开发水下矿床的选矿船舶上，他们广泛应用集成式重介质选矿机组分选金属非金属矿。

2017年戴比尔斯(De Beers)钻石公司在海洋开采方面，生产获得了27.56 g钻石。其选矿船上钻石选矿工艺就是重介质选矿。

1.3 中国陆地水下及海洋矿产资源及开发

中国海洋和内陆水系很多，水下面或沿岸存在许多矿产。日本在第二次世界大战期间，曾投入了30多艘各型采金船,侵夺中国黄金矿产。现今，中国发展了很多采金船。海南沙笼钛矿，东南临海，有较为复杂的水文地质条件，矿区中有条常年有水的沙笼河横贯；在1998年沙笼钛矿开展采、选船分离式工艺的研究实验，在同一矿湖中摆放采砂船和选矿船,用输浆管连接两者；粗选在选矿船完成，分选设备是螺旋溜槽[10]，产出粗精矿。由砂浆泵把粗精矿输送上岸,由砂浆泵排输尾矿到采空区。实验选矿船主要技术参数为，最大吃水深度0.91 m,总重36.4 t,安装功率52 kW,日处理量2 000 t[11]。

海洋矿产资源可分为大洋矿产、海滨砂矿和海底矿产。在海洋矿产资源开发上，我国已有一些调查、勘探和开发；滨海砂矿中，已经发现有60多种矿类, 储存量高达1.6万亿t[12]。其中，海洋中石油天然气资源、锰结核，滨海砂矿等显示有良好的开发利用价值。日益重要的海洋矿产资源，将破解我国国民经济中资源瓶颈难题。