澳大利亚是世界上矿产资源最丰富的国家之一，也是世界矿业大国。在全球矿业技术创新方面，澳大利亚居于领先地位。成立于1926年的澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)是目前世界上最大型的矿业研究机构，其研究领域涉及整个矿业产业链。CSIRO对矿业领域的基础研究和应用研究是澳大利亚矿业可持续发展的重要保证。本文介绍澳大利亚对全球矿业贡献的38项创新性技术，其中，勘探技术11项，采矿技术14项，选矿技术8项，金属生产技术5项。上述这些技术，有的在我国已得以利用，有些尚未得到实质性推广。
一、勘探
1.ASTER矿产图
澳大利亚开发了世界上第一张大陆尺度的地图，可以显示地球表面的矿物学特征。该图是根据星载热量散发和反辐射仪(ASTER，1999年发射)近10年来积累的大量多光谱图像卫星数据制作而成。在获取由日本和美国共同管理的完整原始数据后，CSIRO通过开发软件将这些数据转化为整个澳大利亚大陆最新、最详细的土地表面成分图。
矿产勘探者和地学家可以通过ASTER矿产图分析在何处取样和钻探矿产。用户可以将图放大到仅有几千米的拟找矿区域，也可以在数千千米的范围内分析矿床在整个区带的配置。澳大利亚ASTER矿产图在刚刚发布的几天内，就帮助Kentor金矿公司发现了品位高达50g/t的金矿床以及一座大型铜矿。
2.瞬态电磁辐射监测技术(TEMPEST)
瞬态电磁辐射监测技术(TEMPEST)已被世界各地的矿产勘探倡议所采用，帮助政府和矿业界成功地确定了经济矿物发现的优先区域。TEMPEST对澳大利亚这种特殊地质环境中的矿产勘探发挥了重要作用，特别是对厚覆盖层之下和深部矿床的勘探。
澳大利亚地球科学局根据政府陆上能源安全行动，于2007～2010年期间实施了重大的TEMPEST项目，包括3个区域尺度的地质调查，覆盖面积18.5万平方千米，占澳大利亚大陆面积的3%。TEMPEST项目所采集的信息被用于对地表之下导致矿体形成的高导电石墨进行填图、寻找采矿区地下水供应来源等多种领域，至少帮助10家矿业公司和勘探公司发现了矿床。
3.厚覆盖层地区植被取样勘探新技术
在厚覆盖层地区，矿产勘探行业正在通过植被取样发现深部矿床。研究发现，某些植物(特别是合欢树和桉树)会像水泵一样通过根系从地下吸收含金、锌、铜等微量金属的水，并最终累积在果实、树枝、树皮和树叶中，这些微量金属可以显示地下矿床的位置。
厚覆盖层地区矿产勘探新技术突破了传统地表地球化学方法的局限性，直接或间接地促进了数千万美元的矿产勘探投资，也改变了在戈壁荒滩等厚覆盖层地区的矿产勘探方式。利用该技术仅在澳大利亚就发现了超过400吨可盈利开采的金矿床，如Bronzewing、Nimary、Jundee、Carosue Dam、Ghost Crab 1 Challenger等大型、超大型金矿床。此外，还在澳大利亚之外的地区发现了大量各类矿床。
4.钙质结砾岩地球化学分析法
钙质结砾岩是一种沉积岩，而金常常聚集在其中，这种关系被CSIRO首先于1987年发现。钙质结砾岩地球化学分析法的应用已超过25年，是首选的金矿勘查技术，在世界许多大型金矿床的发现中起着举足轻重的作用，已成为一种可靠的、符合成本效益的绿地(草根勘查)金矿勘查方法。
利用钙质结砾岩分析法发现了不少大型、超大型金矿床，包括总价值超过120亿澳元的南澳州Challenger矿山和西澳州Tropicana金矿山。此外，在西澳州最新勘探的Albany Fraser成矿带，利用钙质结砾岩地球化学法已经发现了一些矿产前景区。
5.红土地球化学分析法
近地表的红土土壤或红土残留物，可用于指示地下的矿物成分。由于可以针对特定的近地表或覆盖层下的红土残留物层进行分析，减少了穿透基岩的钻探工作量，红土地球化学分析法降低了勘探行业的总成本，增加了矿床发现概率。目前采矿和勘探行业已在澳大利亚、非洲、南美洲、印度等地区利用红土残留物地球化学方法进行勘探。
红土地球化学分析法帮助发现了至少9个大型、超大型金矿，其中最大的金矿是西澳州的Jundee- Nimary和Bronzewing金矿床，这两座矿床的金储量高达约311吨。
6.空间信息服务栈(SISS)
澳大利亚空间信息服务栈(SISS)包括了政府和学术界的地质档案和资料，为地质学家提供一个共同的信息接口，也使行业和社区通过开放网络可以在全国范围内访问澳大利亚的地质情况。
SISS是构成澳大利亚各州和北领地空间政策的关键部分，现已开发了GeoSciML和EarthResourceML两个标准化模型以交换信息，并被国际社会接受，也是欧盟地质调查局数据规范的基础。目前，澳大利亚地球科学局、各州和北领地地质调查局及气象局等多个机构都在利用SISS，显著改进了信息的访问，推动了勘探成果共享，使跨学科技术合作更加容易有效。
7.Hylogging自动编录系统
Hylogging自动编录技术使用可见光和红外光表征钻孔样品中的矿物成分，利用机器人采样系统驱动可自动化运行。通过创新性的高光谱测井技术和集成软件支持，已经实现商业化。在钻井岩心编录一致性和客观性方面，Hylogging自动编录技术是一个关键性进步。Hylogging技术可以迅速而客观地对矿物成分进行填图、提供矿床矿物学方面的新信息，极大地提高了地质学家的效率和生产率。
Hylogging系统给澳大利亚矿业行业带来双重效益，不但明显提高了勘探和采矿业的竞争力，而且促进了澳大利亚矿业技术服务出口。Hylogging系统在许多澳大利亚矿业公司、实验室、各州地质调查局以及墨西哥地质调查局等机构得到了广泛应用，成为各岩心库和实物地质资料库的必备。
8.Maia X射线荧光成像技术
Maia X射线微探针探测器成像系统可以实时产生高清晰度、定量的元素图像，详细程度达纳米级，可应用于矿物检测。Maia x射线荧光成像技术扫描速度提高了1000倍，并且提供了前所未有的细节。Maia x射线荧光成像技术解决了诸如金和铂矿石形成过程中的一些问题，明显改变了地学界与矿产勘探和选矿业传统的微量元素同步成像方式。
目前30多个机构已经使用Maia X射线荧光成像技术，还将其成功地运用于农业、环境科学、医学、先进材料和营养学等领域。
9.LANDTEM技术
LANDTEM技术是一种便携式探矿工具，使用高敏感度磁传感器超导量子干涉仪(SQUID)，可以将即使是地下很深的隐伏矿体与其他导电材料或覆盖层区分开。
LANDTEM技术被公认是矿产勘探市场上，特别是在勘探高导电矿体如镍硫化物、银和金等方面最敏感的工具。利用LANDTEM技术发现了价值超过60亿美元的硫化镍矿床储量以及其他大量重要矿床。LANDTEM技术还为勘探行业节约了勘探费用，如在加拿大魁北克省北部复杂地形地区从事勘探的公司，运用该技术后勘探成本降低了30%。
10.地下水探矿技术
风化作用过程中地下水作用以及金属向风化层中释放的研究工作，有助于“透过覆盖层”发现隐伏矿床。地下水采样使澳大利亚的金、镍、铜、锌、铀等金属更容易检测。
对澳大利亚一个最具潜力地区地下水的采样分析，帮助矿产勘探公司圈定出值得进一步调查的区域。对西澳州及其他公认的矿化带之外的水文地球化学勘探，有助于确立环境背景、促进矿产勘探。
11.块金形成理论
块金形成于地下深部高温条件下，经历漫长的地质历史过程和风化作用才出现在地球表面。近地表块金的出现不是偶然的，较大的块金不会离其源区运移太远，很可能附近地下深部存在一座金矿。这一重大突破更好地理解了块金的形成机理，也为勘探公司寻找隐伏金矿床指明了方向。
另外，在微观尺度上发现了勘探样品中肉眼不可见的“隐藏”的金。大量以前从未见过的纳米颗粒金首次被发现，提供了金在风化过程中纳米尺度上移动的盲接观察结果。
二、采矿
1.地下自动化系统(LASC)
LASC可以远程控制以定位和引导煤炭切割设备，通过互联网在世界任何地方都可以实时监测长臂采矿的进展，主要包括自动工作面对齐、自动水平控制传感器和软件、在线三维监测和长壁组件之间开放的通信系统。
LASC提高了澳大利亚各煤矿的生产率，创造了安全的工作环境。澳大利亚新煤矿井大多数已经采用LASC技术，许多其他煤矿已准备改造使用这种技术，以通过自动化过程提高生产力，并且使矿工远离嘈杂、尘土飞扬和危险的采煤工作面。
2.露天矿山设计标准
重新定义的大型露天矿山设计标准除了包括边坡稳定性和露天采矿地质力学领域外，还重点填补了岩体强度和可变形性与大型露天矿山可能崩溃机理之间的知识，并且已扩大到评估孔隙水压力对紧密节理岩体稳定性影响的水文地质研究。
大型露天矿山设计标准为矿山岩土工程设计和实施的关键问题提供了共同的基础，也为岩土工程项目从业人员提供了一个高质量的基线准则。
3.自组织填图工具(SiroSOM)
SiroSOM是利用自组织填图(SOM)技术的一种数据分析工具，可用于分析简单、复杂和不同的原位数据集。通过将典型地学数据划分到表现出共同特征的域或类中，帮助公司确定各组分之间的关系，指导勘探、采矿和选矿决策。
全球各地的企业和研究人员已在使用SiroSOM，使矿业界可以快速识别有潜力的靶区、远景区等。目前，SiroSOM也已被社会科学、商业和林业等领域采用。
4.远程机器人系统
远程机器人系统包括可以远程实时操控的碎岩机和装船设施。工厂操作者可以远程实施操控一个或多个用于破碎过大体积岩石的碎岩机。远程操作创建了一个虚拟的现实，提高了操作者的工作效率，增强了操作者的可用性和可持续性。
通过设备的远程遥控操作，矿业界可以使其雇员远离采矿现场，在更安全、更清洁的环境下工作。
5.三维移动定位技术(Zebedee)
三维移动定位技术(Zebedee)的核心是一个激光扫描仪，通过在弹簧上来回摆动，对周围环境进行数百万次详细的特征测量，在不使用GPS或无人监督的情况下实时创建地下和室内三维图。
Zebedee是一种低成本、易使用的系统，可提供全球一致的图件。除了提高矿业生产率和降低成本外，还可以通过机器人车辆自主操作在地下深处等极其恶劣的矿业环境中使用。另外，Zebedee目前还用于填绘和保存世界上最古老和最重要的考古文化遗产。
6.井下定位跟踪技术(WASP)
WASP是一种可与传感器结合监测环境变量的无线节点网络技术。该技术将跟踪井下工人的位置，监测其心率和体温，与其他传感器结合还可监测周围环境中的气体或辐射水平，并将在工人所在处的数据信息提供给基站或控制室。在矿井坍塌时，传感器可以向被派到潜在危险情况下工作的应急人员发出警报，在紧急情况下挽救生命。
WASP可以提供更准确的定位，帮助找到地下车辆和人员。WASP支持更好的矿山管理和生产率的提高，同时也改善了员工的日常安全。一系列其他行业也使用了该技术，如监控运动员和赛马的位置、运动和健康情况以及跟踪汽车等。
7.MINESTAR地下指挥系统
MINESTAR地下指挥系统是一种铲运机(LHD)自主导航系统，可以在远程位置控制，在搬运过程中自主控制，防止撞墙、避免损坏并提高设备整体寿命。 MINESTAR系统在保证地下矿山安全和提高生产率方面是一项重大的跨越式技术进步，已经为采矿业节省数千万美元的成本。
MINESTAR系统明显比远程操作或线视系统具有更高的生产率。在维多利亚州斯托尔金矿，使用MINESTAR系统比线视遥控作业的生产率提高了65%，维护成本降低了30%。在南澳州的奥林匹克坝矿山，自2003年使用了两台带MINESTAR系统的LHD之后，生产率提高了40%。
8.XRDF分析仪
XRDF分析仪是由x射线荧光(XRF)和x射线衍射(XRD)分析仪结合而成的一种独特的在线测量系统，可以检测含量为100×10-9数量级的金、银、铀等贵重金属、铂族元素及氧化铝、铁矿石、钛等矿物。XRDF分析仪比其他分析仪敏感约10倍，可以检测每吨矿石中不到几克的矿物的存在。当矿石以料浆的形式通过分析仪时，它可以以每分钟100升的速度同时测量分析矿石的特性，并且每分钟报告一次更新的矿石成分参数，使工厂操控者可以快速做出反应。
9.超声波粒度分析仪(UltraPS)
UhraPS分析仪可以对矿浆颗粒尺寸进行连续、准确的在线测量，并且具有实时生成颗粒粒度分布曲线的能力。该分析仪主要用于细颗粒的粒度分布研究和识别，以降低原材料和能源的用量，促进下游选矿业质量的改进。
新一代UltraPS-AD分析仪最近已商业化，并将继续为矿业界提供高效率更精确的粒度测量。另外，UttraPS分析仪也特别适用于拜耳液体分析，用于氧化铝生产可提高选冶效率。该技术估计每年可以为澳大利亚氧化铝产业提供1000万澳元的增值，并且大幅度降低成本。
10.NITA II在线批量元素分析仪
NITA即中子非弹性散射和热分析，利用中子辐射的穿透力分析传送带上的大量矿石，确定矿石中不同元素的浓度，提供矿石质量方面的信息。该技术为铁矿石、锰和煤炭生产提供了更快和更精确的质量控制方法。该技术在能源领域是一个重大突破，可以提供重要的煤质参数，是未来煤炭质量管理的关键部分。
NITAⅡ在线批量元素分析仪2010年实现商业化，大大缩减了矿产工业的经营成本和能源使用量，大幅度提高了矿石加工效率和生产率。
11.在线声发射分析仪(AE)
AE利用被动式声波穿过重型机械产生的背景噪声，诊断分析重型机械的性能。该技术对矿物加工行业至关重要，对工艺过程或机器状态变化的快速反应，可以使运营商优化流程，减少停机时间，最大限度地提高效率和节省资金。
12.在线煤质分析系统(Coalscan)
Coalscan系统是一系列在线煤质测量系统的一部分，可以在传送带上而非实验室里进行煤质分析，获取煤炭组成的准确信息，从而及时改进采矿控制系统，优化工艺流程。
Coalscan系统是世界煤炭工业质量控制的革命性变化，为煤炭行业带来巨大的经济收益。目前，在澳大利亚已经安装应用了400多台Coalscan系统，每年扫描其黑煤生产量的l/3，每年可以产生至少50007万美元的效益。
13.低频率微波(LFM)湿度分析仪
LFM湿度分析仪可以在大流体床深度下在线测量湿度，主要用于粉尘自屏控制和煤炭湿度控制，有助于避免诸如铁矿石、煤炭传输过程中的溜槽堵塞等工艺流程中断。
该技术自商业化以来，除了广泛应用于矿业领域外，经过调整还可适用于农业、食品加工等行业的湿度控制过程。
14.磁共振传感器
在大规模矿石分选系统中，磁共振传感器向批量矿石发射无线电短波脉冲，快速评估矿石品位，高速从矿石流中剔除废石，分选出高品位富矿石。这是一种有效的低成本处理低品位矿石的方法，每小时处理量可达数千吨。
利用磁共振技术可以开采以前无法盈利的低品位矿使企业能够根据品位优化矿石加工流程，大幅度节省生产成本，还可以使矿山效率提高至少20%，二氧化碳排放量每年至少减少33000吨，水的消耗量降低15%。
三、选矿
1.红土镍矿选矿新工艺
红土镍矿选矿新工艺用硝酸代替传统选矿技术中的硫酸，并且其中95%以上的硝酸可回收和重复使用，避免了大量化学废物的处理和处置，降低了成本并且更加环保。
该工艺可以经济开采红土矿中的镍，使原来不能利用的镍资源得以开发利用，解锁了世界70%的镍供应，避免了因硫化物型镍储量枯竭造成的世界镍供应危机。新工艺目前正在珀斯的试验厂进行测试，并给出了非常正向的初步测试结果。
2.涡流技术(SFT)
SFT简化和改进了搅拌工艺，通过将液体和固体悬浮物混合，在搅拌容器内产生龙卷风般的旋涡，由于壁速度更高、更均匀，结垢率大大降低。SFT使用一台电机、变速箱和一个专门设计的径向搅拌器，其大小由贮水池尺寸确定。
该技术使固体悬浮需要更少的能量，高效节能，在抑制结垢方面具有很强的可操作性，帮助矿产行业减少二氧化碳排放量，降低运营成本，提高生产能力。与传统的搅拌系统相比，SFT的安装成本约是其他系统的1/4，运营成本也大幅降低，电源故障和安全风险明显降低，维护工作可以在贮水池外进行。
3.溶剂萃取新工艺
溶剂萃取新工艺重点改变了工艺流的速度，重新设计沉淀槽的内围栏，攻克电池设计、氯气处理、所生产金属质量三个技术难点，使试剂损耗减少60%，沉淀槽中流体流入状况得到改善。
溶剂萃取工艺的改进用于铀、铜、镍、钴、钯等多种金属的分离、纯化和回收，每年可以节省数百万美元运营成本。
4.黄金回收新工艺
黄金回收新工艺使用无毒的硫代硫酸钠替代有毒的氰化物，在堆浸池中产生一种金与硫代硫酸钠的复合物，再使用离子交换树脂和亚硫酸盐添加剂从中分离出金。这有助于减少金选矿作业中的风险和环境影响。
硫代硫酸盐工艺适用于高品位金精矿处理，也可用于深部矿山的原位就地堆浸、重力金精矿处理等。世界领先的黄金生产商巴里克公司的黄金公司在美国内华达州Goldstrike金矿山首次大规模采用硫代硫酸钠回收金。
5.快速矿物分析技术(QEMSCAN)
QEMSCAN技术是一种全自动、非破坏性的显微分析系统，使用扫描电子显微镜和x射线技术确定细颗粒物质的组成、大小和形状，每分钟可以开展12000次矿物分析。
QEMSCAN技术所形成的数据可以帮助运营商管理勘探、矿山规划、生产调度、矿石冶炼等整个工艺流程，广泛应用于矿产勘查、矿石表征和矿产工艺流程优化。QEMSCAN技术在石油和天然气工业、环境地质、地质聚合物研发、陨石考古调查等领域也有广泛应用。
6.浆体侵蚀防治技术
浆体侵蚀防治技术是将一种网格状物质添加到浆流中，以产生更均匀的金属流，消除峰值热点，从而减少矿物加工期间二氧化硅和其他研磨材料流经设备时所造成的冷却板损伤，使冷却板寿命延长几天到长达12个月。
该技术可以大幅度降低维护成本，延长设备使用寿命，减少设备停机和最大限度地提高产量。力拓加铝公司将该技术首先运用于其Yarwun厂的12个单位，在显著降低浆体侵蚀后，已开始在全球范围内推广。
7.计算流体动力学(CFD)模型
CFD模型可以解决矿物加工中复杂的流体流动问题，如氧化铝熔炼中阳极的二氧化碳气泡、停止管道内U形弯头发生的侵蚀等;也能确定浮选槽设计和操作条件对浮选性能的影响;还涉及增稠剂性能的各个方面，如描述供料口的絮凝行为、絮凝固体下沉方式以及增稠剂内耙子产生的流体流动模式等。同样，搅拌容器、电积槽和堆浸操作的优化运行，都是计算流体动力学模型要解决的问题。
CFD模型复杂的应用程序显著提高了从事火法生产公司的效率，包括矿石热处理以及铝、铜和锌等矿物的提取。该技术不但提高了回收率，降低了能源消耗，还提高了环保性能。
8.增稠剂(絮凝剂)改进技术
增稠剂(絮凝剂)在矿产工业中用于从工艺流体中大规模分离细颗粒物质。增稠剂改进技术提高了吞吐量，运行稳定，底流密度增强，溢流透明度提高，絮凝剂消耗降低，建立了完整的增稠剂模型，全面优化了设计和操作。
该技术目前已经对铝、铜、金、矿物砂、镍和铀等关键矿产品在选矿加工过程中所使用的150多种增稠剂进行了改进。该技术所产生的效益，折算为给矿业带来的净现值，估计超过5亿美元。
四、金属生产
1.Sirosmelt金属冶炼技术
Sirosmelt技术通过急速注入气体和不断增加向熔融渣池的进料，可以产生非常高的搅拌速度和高传热传质速率，使更多的金属以更陕的速度被提取出来，是世界上最有效和最环保的金属冶炼技术。该技术主要用于提高铅和铜精矿的冶炼效率，也适用于熔炼镍、锌残留物、铁、锡以及废旧金属回收和电子废物、铅电池、废物处理等非常规领域。
Sirosmelt技术具有灵活性、简单性和环境友好性，且资本和运营成本较低，因而在全球得到广泛应用。该技术是许多铜和铅冶炼作业的基础，每年加工处理超过900万吨的含铜物质。当前全球约有2000万吨填料、30%以上的锡、40%的铂族金属利用该技术进行提炼加工处理。
2.综合低排放炼钢工艺
综合低排放炼钢工艺通过利用再生炭和干法造粒过程中产生的可回收余热替代炼钢中的一部分煤和焦炭，减少水和能源的用量。在干法造粒中，熔渣浇到涡流盘，破碎成液滴接触空气，热交换使空气变热熔渣冷却，收集余热用于现场干燥、预热、蒸汽和发电，固化后的熔渣可替代波特兰水泥。该工艺不但可降低生产能耗和温室气体排放，还可产生有价值的副产品，生产“低碳”钢。
如果该技术能够占据全球钢铁市场的10%，则世界钢铁产业每年将节省约24兆焦耳(PETA，千万亿)的能量，减少一半的温室气体排放量，约1亿吨二氧化碳，节约250亿升水，预计该技术经过风险调节的净现值到2030年将达220亿美元。
3.光学图像分析系统(Mineral4/Recognition4)
Mineral4/Recognition4系统是基于最新的zeiss技术，可以综合全面表征矿石特征，进行结构分类与烧结，预测下游加工性能，增进对矿石质量的理解，提高加工冶炼性能。
该系统广泛适用于块矿和粉矿、烧结矿、煤和焦炭，帮助企业减少加工处理成本，提高生产效率和制定更有效的废物管理策略。
4.MagSoxiic镁生产工艺
MagSonic工艺是在惰性气体环境中用碳将氧化镁加热到极端温度，然后将产生的镁蒸气和一氧化碳以4倍的音速通过喷嘴，气体在毫秒时间内迅速冷却，镁凝结固化从一氧化碳中分离出来，形成金属镁。
该工艺可以使生产镁所需能源降低一半，使总体环境影响减少85%。随着碳和能源目标日益严格，这项技术的意义将进一步增加。
5.TiRO钛粉生产工艺
TiRO工艺是一种新的、更安全和具有成本效益的生产高质量工业纯钛粉的方法，可以连续生产金属钛粉，适用于近净形制造，生成接近成品尺寸和形状的部件，可使所需要的成型工艺最小化。与现在的工艺相比，TiRO需要更少的劳动力，可以实现完全的自动化，开动和关闭工厂快速、简便，可以使澳大利亚制造钛的成本减少一半。维多利亚州的试验性反应堆每小时可生产2.5千克钛，下一步将走向规模化生产。
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