1.磷礦表面性質與礦物結構及地質成因關系的研究。研究磷礦的晶體結構和表面性質與礦物可浮性和可加工性的關系具有重要的指導意義。
2.磷礦浮選藥劑的發展。多年來，開發了各種捕收劑、抑制劑和絮凝劑，形成了壹系列產品，其中壹些已在工業上得到應用。如W-98和OT-1、OT-3已成功應用於海口、昆陽磷礦，達到國內領先水平。研制的捕收劑W-01被列為國家名優產品，獲輕工業部科技進步三等獎。研制的WHL-1絮凝劑獲1999年WISCO科技進步三等獎；省重點項目“磷礦常溫浮選工藝研究”研制的增效劑C.Z.S可使放馬山磷礦浮選溫度由40℃降至25℃，每噸原礦可產生經濟效益2.4元，達到國內領先水平。
3.鎂矽低品位磷礦富集技術及工藝開發。自1986以來，開發和完善了適用於處理湖北、湖南、江西、雲南等省低品位鎂矽質磷礦的正-反浮選流程、藥劑及配套技術。先後進行了放馬山、保康、大峪口、王集、海口、西溪等磷礦的連續擴大選礦試驗。大峪口礦正-反浮選擴大試驗和王集磷礦正-反浮選工業試驗達到國際先進水平。“雲南中品位矽鈣質磷礦浮選產業化研究”項目被認定為國內領先水平，是雲南省“省校合作項目”中資金支持力度最大的項目。
4.浮選的電化學研究。研究了硫化礦浮選的電化學機理和浮選廢水的電化學處理方法。省科委重點科研項目“電化學法強化磷浮選的研究”，經鑒定達到“國內領先水平”。
該學科方向在化學礦石浮選的理論與實踐結合、技術創新和學術水平等方面處於全國領先地位。我們研究的很多項目都是科研院所或研究所解決不了的或者投產後很長壹段時間都解決不了的問題。比如雲南海口、昆陽等大型磷礦就極難分離。雖然研究了很多年，甚至連八五國家重點課題都沒有解決。經過幾年的研究，該學科已經形成了從工藝到藥劑的壹整套技術。測試結果不僅完全超過了省科技廳要求的技術經濟指標，而且充分發揮了我院環境工程的優勢，實現了無廢水排放，為雲南支柱產業的發展做出了重要貢獻，受到了雲南省科技廳的高度評價。在中國礦業協會選礦年會上也引起了極大的關註。天然礦物的性能優化和功能化是提高資源附加值的重要途徑。本研究以磷礦和粘土礦物為研究對象，重點研究:(1)材料的成分與環境性能的關系；(2)復合礦物材料及成型技術(3)功能礦物材料制備過程中的數學模型。
在研究磷礦結晶化學的基礎上，通過各種改性技術制備新型環保材料。湖北省科技廳重點項目“改性磷礦復合吸附劑的研究”達到國內領先水平，省教育廳“改性磷礦處理含鉻廢水”、意大利科學基金會合作項目“磷灰石中揮發性組分的演化研究”、省教育廳重大項目“納米磷灰石晶須有機雜化物的制備及其在復合材料中的應用”均已基本完成制備和鑒定。在粘土-磷灰石復合材料的開發中，通過交聯、界面活化等新技術制備了膨潤土、累托石等高性能粘土礦物及其與磷灰石的復合材料，可用作填料、催化材料和抗菌材料。如湖北省基金項目“部分粘土礦物復合吸附劑對磷和苯酚的吸附機理研究”、“累托石抗菌材料的制備及其抗菌機理研究”、省科技廳重點項目“用累托石處理工業廢水的研究”、省教育廳傑出中青年人才項目“累托石抗菌劑的研制”、武漢市重大項目“納米礦物環境材料及廢水處理工藝的研制”、“赤峰天然沸石活化工藝及固體幹燥劑的研制”。礦物環境材料處理工業廢水的研發已在荊門進行試點，並取得良好進展。發表論文6篇，被SCI、EI、ISTP等收錄。在美國和中國共獲得65，438+0項發明專利授權，公布了65，438+0項發明專利申請。
在上述礦物材料的制備過程中，超細和超細粉碎技術尤為關鍵。由於顆粒粒度小，比表面積大，破碎能耗高，研究破碎過程中變量之間的關系及其數學模型，對於揭示破碎機理，提高破碎效率，降低能耗，實現最優控制具有重要的理論意義和使用價值。完成了國家自然科學基金項目“螺旋分級機數學模型及其在磨礦回路控制中的應用”和化工部科技發展計劃項目“球磨機鋼球磨損機理及磨損規律的研究”，首次提出了分級過程中“混合指數”和“極限混合數”的基本概念，建立了“粒度特征判據和評價函數”模型，提出了“鋼球磨損復合疊加原理”的學術新觀點，並得到發展。研究成果獲湖北省優秀學術論文壹、二等獎，被ei、SCI收錄。
這個研究方向形成了自己的特色。在汙水處理方面，率先將自主研發的礦物材料應用於工業試驗，處於國內領先水平。研制的粘土礦物復合吸附劑可處理多種高、低濃度工業廢水，處理成本低於其他方法，運行中可回收廢水中的有用成分，促進了粘土礦物在環境工程中的應用，在省內獨樹壹幟。與意大利、美國合作的磷礦基礎和應用研究處於世界先進水平。改性磷礦在重金屬廢水回收處理方面的專利為國內首創，工業應用研究已經開始。該研究方向培養的人才必將為功能礦巖材料基礎理論研究的發展和材料制備的產業轉型做出應有的貢獻。該研究方向具有多學科理論和技術綜合的特點。礦物生物技術是綜合利用生物和化學工程的原理和方法處理貧雜礦石和提取貴金屬的先進技術。礦物生物技術具有成本低、汙染小、處理對象廣(不限於特定礦物)的特點。是未來選礦發展的重要方向之壹。該技術的研發對開發利用我國大量閑置貧礦、難選礦石和廢棄尾礦資源，控制環境汙染具有重要意義。
1及低品位銅礦生物浸出工藝研究。中國的銅資源主要是貧乏和分散在偏遠地區；用傳統的選礦-冶煉工藝處理這些銅礦是不經濟的。然而，長期以來，中國銅的自給率嚴重不足。微生物堆浸或原地浸出工藝具有成本低、汙染小、操作簡單等優點。美國和其他國家的大規模生產實踐證明，貧礦的堆浸-萃取-電積是壹個有利可圖的行業。開展該技術在我國地理環境下的應用研究，對利用我國貧礦資源，緩解我國銅自給不足的壓力具有重要的現實意義。我院與中南大學聯合開展的“863”項目“德興銅礦微生物堆浸技術研究”取得了重要成果。
2.難處理金礦的微生物處理技術研究。含砷含碳微細浸染型包裹金礦床是世界公認的難選冶金礦床。傳統的處理方法有氧化焙燒、加壓氧化和化學氧化。這些方法都存在投資大、生產成本高、汙染環境等問題。生物處理技術可以避免這些缺點。廣西、雲南、貴州、四川、陜西等地有大量的難選冶金礦山。生物處理技術將為此類礦產資源的開發利用提供新的途徑。我院完成的湖北省重點項目“崇陽難浸金礦微生物氧化處理研究”，研究了細菌作用下黃銅礦-黃鐵礦-毒砂體系中金的浸出機理、礦物界面性質的變化規律以及浮選分離的工藝參數。金的浸出率從46%提高到90%，被省科委鑒定為“國內領先水平”。
3.低品位磷資源的微生物處理技術研究。我國磷資源豐富，但資源條件較差，且大多品位低，不能直接用於肥料生產。如果靠傳統選礦來富集，成本會大大增加，這長期困擾著我國磷肥行業的發展。雲南、貴州、湖北等地存在大量低磷尾礦。利用解磷微生物將這些磷資源直接轉化為可被植物吸收的磷肥。實驗表明，用低品位磷礦制取的磷肥能明顯提高油菜和小麥的產量，為這些低品位磷資源的利用找到了壹條新途徑。
微生物技術在環境保護中的應用研究。生物技術在環境保護方面具有巨大的應用潛力。本研究是礦物生物技術在環境保護中的延伸，重點研究無機金屬和重金屬汙染的治理。傳統的處理方法是中和沈澱法，但存在化學耗量大、金屬沈澱不完全、沈澱金屬回收困難、易造成二次汙染(廢水)等缺陷。微生物或微生物產物如生物絮凝劑可以吸附或溶解金屬，從而達到汙染控制和恢復的綜合效果。生物技術還可以處理各種生活汙水、工業廢水、固體廢物、土壤有機汙染物等。好氧堆肥、厭氧發酵等方法可以達到綜合治理、變廢為寶、循環利用能源的目的。19世紀，礦物加工不是壹門獨立的學科，而是采礦學科體系的組成部分。1900前後，冶金學從大采礦業中分離出來，發展成為壹門獨立的學科。20世紀30年代以後，礦物加工開始發展成為壹門相對獨立的工程學科。
早期的選礦(選礦)是以選礦廠的工藝流程為基礎的。它本質上是礦物加工的反映，由礦物加工方法(主要是浮選、重選和磁選)、輔助工藝(如破碎、脫水和幹燥)和礦物加工的檢測與控制三大板塊組成。因此，它具有很強的實用性。
20世紀下半葉，隨著世界經濟的快速發展和科學技術的突飛猛進，以及高品位、易選礦產資源的逐漸枯竭，資源與材料工程領域的各個學科都發生了明顯的調整和變化。比如冶金學科逐漸向材料學科靠攏，轉型。礦物加工也不例外。它經歷了壹系列的變化和調整，面臨著巨大的挑戰。
開采的礦石品位越來越低。以銅礦資源為例，美國精選銅礦平均品位在20世紀30-40年代！1.5，現在只有0.6%，個別選礦廠處理的銅礦石品位低至0.35%。據估算，如果品位從1.5%降至0.5%，選礦能耗將增加1倍，品位的進壹步降低將使選礦能耗增加更多。問題不僅在於此，還在於礦石品位降低帶來的環境問題。因為冶煉1噸金屬銅需要約200噸品位為0.5%的銅礦石，每生產1噸銅礦石，就產生約3噸廢石。隨著入選礦石的貧化，尾礦和廢渣的處理將成為制約選礦發展的重要因素。使用的各種化學品也對環境有影響。可以說，目前的選礦正處於“經濟—能耗—環境”三角的嚴重約束之下。
難熔礦物的比例越來越大。隨著富礦易選資源的枯竭，壹系列成因關系復雜、嵌布粒度細的礦產資源的開發利用被提上日程。這個問題在中國尤為突出。我國大量弱磁性鐵礦石由於鐵礦物和伴生礦物的嵌布粒度過細(小於10 ~ 30 μm)，不能有效分選。不止是鐵礦石，像錳礦、磷礦、鋁礬土等等，都有同樣的問題。雖然分離技術是壹個尚未解決的問題，但細磨、脫水等操作還遠未成熟。面對嚴峻現實的挑戰，礦物加工學科已經並仍在經歷著巨大的調整和變化。正在開發和應用壹些適合處理貧礦和復雜礦石以及直接提取有用成分的技術。
礦物加工的對象已經從天然礦物資源擴展到二次資源的回收和利用。各種固體廢棄物，如尾礦、礦渣、粉煤灰、金屬垃圾、電器垃圾、塑料垃圾、生活垃圾甚至土壤，都成為了處理對象，經過處理後轉化為有用的資源。隨著現代科學技術的發展和人類社會的進步，需要開發超純、超細、礦物原料和具有特殊功能的材料。再如具有特殊功能的石墨、雲母、石棉等非金屬礦物材料，超細金屬氧化物粉末等，都需要有不同於傳統方法的特殊加工方法，即所謂的深加工技術。事實上，在20世紀下半葉，礦物加工技術已經逐漸突破了機械加工的傳統框架。在金屬和非金屬礦物的加工中，化學提取以及生物工程和機械加工的結合早已司空見慣。非金屬礦物的深加工進壹步拓展和豐富了這種結合，如高嶺土的超聲波剝離，石墨和各種層狀礦物的有機無機插層。
傳統的加工工藝也發生了巨大的變化。超細粉碎和分級被越來越多地使用；界面分離法已成為微細顆粒分離的主要手段；壓濾機和離心力場在超細顆粒的固液分離中起著重要作用；各種成型和封裝工藝變得越來越重要。礦物加工的任務也發生了變化。礦物加工不僅為各種工業提供了合格的礦物原料，如精礦粉或中間產品，而且擴展到可以生產超純、超細和特殊功能礦物材料和礦物制品的行業。礦物材料工程主要是以非金屬礦石或礦物為原料(或基材)，通過壹定的深加工技術，制成具有壹定理化性能的無機非金屬材料和器件的技術。礦物材料具有很大的應用前景，如沸石太陽能電池板、蒙脫石幹燥劑、葉蠟石高溫絕熱體和導彈密封材料、鈉雲母密封材料、羥基磷灰石骨材料、矽藻土牙模材料、火山耐火材料等。
進壹步分析現代礦物加工工程所包含的單元操作，壹般包括:破碎、分級、超細顆粒制備、物理分選(重力分選、磁電分選、光電分選、放射性分選等。)、浮選等界面分離、化學處理和生物提取、固液分離(沈澱、過濾、幹燥)、成型造粒、氣固分離-除塵、物料儲運等等。這些單元操作與冶金工程、化學工程、環境工程、無機材料工程和粒子技術進行比較，如下表所示(略)。通過對表格的分析可以發現，表格中所列的單位運算在六個不同的工程領域中具有很強的普適性，很多單位運算是相同的。由此可以看出這六個不同的工程領域之間的有機聯系和交叉關系。因此，可以說，無論從礦物加工工程的歷史發展來看，還是從上述學科之間的相似性來看，礦物加工都與冶金、化學、無機材料、環境工程和顆粒技術有著密切的聯系。特別是粒子的各種機械加工和處理單元操作，幾乎成為這些工程技術學科的相同組成部分。這些工程領域之間的主要區別只是對象不同。難怪在歐洲，這些壹般的物理處理單元操作往往被稱為機械加工技術或流程加工技術。在化學工程中，機械加工技術和分離技術的並置幾乎包括了除化學反應工程以外的所有化學單元操作。在礦物加工工程中，機械加工技術和礦物分離技術的並列幾乎涵蓋了所有的單元操作。因此，從現代學科體系來看，可以認為礦物加工工程由分離富集技術、機械加工技術和過程模擬控制三大板塊組成。回顧歷史不難看出，礦物加工最初只是采礦或冶金工程的壹個分支，後來由於礦產資源開發利用規模的迅速擴大而從采礦或冶金工程中分離出來，發展成為壹門獨立的學科。現在人們已經觀察到了學科之間的回歸和交融。隨著礦產資源的枯竭及其關系的精細化，化學處理變得越來越重要，而化學處理是提取冶金的主要工藝過程。目前，提取冶金和化學工程也在相互交融。現代礦物加工中包含的礦物材料工程或技術也與無機材料工程非常接近。選礦廢渣、尾礦和廢水的處理本身就是環境工程的主要內容，更何況選礦技術(包括分離技術)在環境治理工程中已經找到了自己的位置。科學技術發展到今天，學科之間的界限趨於交叉，市場經濟的發展要求科技界具有更大的適應性和應變能力。在這種情況下，只要不受研究對象的限制，礦物加工技術可以有效地應用於上述各種工程技術領域。反過來，吸收和利用其他工程技術領域的實踐經驗和研究成果，可以促進選礦的進壹步發展。可以說，礦物加工技術的跨學科研究和應用是擺在我們面前的最大挑戰和機遇。