澳大利亚对全球矿业的创新贡献

澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）近日公布其最新报告《面向全球产业的澳大利亚创新：正在改变矿业的技术》，系统总结了近年来以CSIRO为核心的澳大利亚矿业领域研发团队引领国际的研发成果及其对全球矿业发展的重要作用。该报告对于全面认识CSIRO和澳大利亚在矿业领域的科研实力以及把握该领域的技术前沿极具价值。本专题对其最具代表性的研发突破予以简要介绍。

勘探开发领域

完成全球首张大陆尺度的矿物分布图。通过国际合作，利用先进的空载热辐射与反射成像技术率先获得了整个地球表面的矿物分布图，这一重大突破将引发矿物勘探开发方式的革命。

TEMPEST勘测系统实现了矿藏的空中定位。经过持续的研发和应用，TEMPEST系统已经积累了包括澳大利亚在内的8个国家的矿产及地下基岩的关键数据，将为未来矿藏勘探定位提供重要依据。

开发出引领世界的先进探矿技术。同企业界合作，在深部探矿技术开发方面取得重要突破，开发出基于特征植物（如金合欢树和桉树）吸收物质组分分析的深部找矿技术，不仅有效弥补了传统地表地球化学方法的缺陷，而且显著降低了找矿成本；研制出便携式矿物勘探装置LANDTEM，其采用了目前最为先进的超导量子干涉技术，成功用于硫化镍、银、金等高导电性矿物的勘探。上述技术不仅有效弥补了传统地球化学方法的缺陷，而且显著降低了找矿成本。

推出地理空间数据开放获取网站。于2011年成功开发地理空间数据开放获取网站SISS，为地学界提供了一个统一的关于澳大利亚地理空间信息的开放交互平台。其信息交换标准模型GeosciML和EarthResourceML已被纳入相关国际标准。

先进的自动测井系统再度提升了澳大利亚矿业竞争力。CSIRO开发的自动测井系统HyLogging被公认为是国际钻井技术所取得的重要进步，不仅成功用于矿物分析和矿床开发，而且已被纳入澳大利亚国家地质勘查标准。

突破性的显微成像技术推动了地质学研究与矿业技术的进步。与美国布鲁克海文国家实验室合作开发的Maia X射线显微成像技术获得被誉为国际创新“奥斯卡”的“全球研发百强奖（R&D 100 Award）”，其纳米级高精度以及实时处理能力为地质学和矿业发展创造了新契机。该技术同时还可被广泛用于农业、环境科学、医学以及先进材料研发等诸多领域。

在金成矿机理研究方面取得重要进展。一方面，获得了突破传统理论的关于“天然金金属形成及其赋存状态与地质过程和风化作用直接相关”以及“地表自然金的出现是深部金矿床赋存的标志”的结论；另一方面，首次发现了金金属的非可见赋存形态“纳米金”，为探究地质过程中金的运移开辟了新方向。

矿床开采领域

新型井下开采技术显著提高了煤矿开采效率。创新的自动长壁开采系统LASC的应用，实现了两年内使澳大利亚煤矿产量提高50%的惊人业绩。该系统实现了开采设备的远程控制以及开采作业进展的在线实时监测，因而大大提高了开采效率。

制定了具有国际借鉴意义的露天采矿标准。基于岩体坡度稳定性研究，制定了“露天采矿设计标准”，对于最大限度降低开采风险、减少开采损失具有重要借鉴价值。同时，还将相关研究成果应用扩展至相关水文地质学方面，最新推出了有关露天开采过程中对水体评估的标准。

开发出专门的数据分析与预测工具。专门用于采矿及勘探数据分析的SiroSOM系统，采用了先进的自组织映射技术，能够实现对复杂、离散的原位地质数据的综合分析，明显改善了地质图解析、矿床定位以及勘探开发工作，目前已经成功用于开采前景评估。

移动式3D测绘技术实现了测绘的随时、随地。移动式3D测绘系统Zebedee借助激光扫描技术，能够精准捕捉环境特征，实现了不同条件下、无需GPS和人工干预的地图的实时测绘。该技术同时也可用于建筑及文化遗产保护领域。

先进的井下采矿管理与救援辅助系统。井下采矿管理与救援辅助系统WASP能够实现对井下作业环境的实时跟踪与监控，并可对存在的潜在危险发出预警，从而为井下采矿管理和紧急事故响应提供了有效支持。

新型矿物分析装置显著提高了矿物分析精度与效率。同时结合X射线荧光分析技术和X射线衍射分析技术的新型分析仪XRDF，能够同时分析矿样的化学组成和矿物学特征，不仅大大提高了分析效率，而且其分析精度是目前分析装置的10倍以上；作为化石能源开发领域的重要技术突破，矿物动态分析仪NITA II能够在矿石传送过程中对采出矿石的品位进行实时检测，实现了矿石质量的动态控制。

选矿技术领域

新的选矿工艺和技术显著提高了产能和矿物综合利用能力。开发出新的红土镍矿选矿工艺，在改善镍的回收率的同时，使副产物的循环利用率达到95%以上；新型涡流选矿技术的应用显著提高了选矿工艺的能效和产能。

先进的溶剂回收技术大大降低了选矿成本。成功开发出选矿过程溶剂提取技术，解决了长期困扰选矿产业的技术难题。该技术使选矿过程中的溶剂消耗降低了60%，每年可为矿业企业节省成本数百万美元。

新的金回收技术将引发传统工艺的变革。传统的氰化法提金工艺的高环境危害性一直是矿业领域所面临重大挑战。CSIRO率先开发出硫代硫酸盐提金法（该方法已经在全球矿业巨头巴里克公司成功应用），引领了提金工艺的变革。

先进的金属冶炼及加工技术。利用先进的计算流体动力学（CED）方法，不仅有效改进了铝、铜、锌等金属冶炼工艺及其产品质量，而且使相关工序的数字化处理与分析能力大大提升。

革命性的矿物分析系统推动了整个矿业生产技术的进步。率先研发出集扫描电镜技术和X射线成像技术于一体的第3代矿物分析系统QEMSCAN，显著提升了从采矿、选矿直至最终产品加工矿业生产全过程技术及管理水平。该系统同时在油气产业、环境地质学、地聚合物材料研发、建筑学以及法医鉴定等领域极具应用前景。

金属制造领域

领先的金属熔融技术有效提升了金属产能。经过持续改进，金属熔融技术Sirosmelt已成功应用于多种基本金属生产，正开始向全球金属产业拓展。该技术不仅能显著提升金属加工效率，而且还可以有效降低金属生产过程的环境风险。

突破性的钢加工技术将引发钢产业技术变革。CSIRO开发的低排放钢加工技术能够在有效降低钢生产过程中的温室气体排放的同时，显著减少对水的消耗。以到2030年10%的市场占有率估算，该技术潜在的价值达220亿美元（风险调整后的净现值）。

引领国际的新一代镁生产技术。最新的镁生产技术MagSonic能够减少镁生产过程50%的能源消耗以及85%的环境危害。该技术先后赢得2011年化学工程师学会“可持续科技奖”以及2013年冶金工业“维多利亚诺拉环境进步奖”等国际著名奖项。

研发出先进高效的钛生产设备。该设备将实现钛生产的全自动化，具有高效、安全及成本低等特点，将显著提高钛生产效率并节省钛生产的劳动力成本。目前该设备研发已经完成示范阶段，其生产能力将达到每小时生产纯钛粉2.5千克。

(本文由地质矿产调查评价专项项目“地质调查情报跟踪与科技战略研究”提供)