磷肥是需求量極大又極其重要的化工產品，事關農業發展。少量優質磷資源正在快速消耗，而大量的貧資源從技術、經濟上看尚不能利用，我國很快將淪為磷的進口大國。湖北、雲南等省及雲南磷肥廠都本來都是磷資源大省，但由於選礦技術落後，資源不能利用，面臨著從外省，甚至從國外進口磷礦的困境。又如黃麥嶺、貴溪等磷肥廠已遇到無穩定礦源的難題，不久將會影響產量。在化學礦選礦，特別是磷礦選礦的基礎理論研究和應用開發領域，我院已取得了壹系列重要的科研成果，本學科已形成了礦化結合、礦環結合的學科特色，在國內外具有較大學術影響。在本方向上的主要研究工作有：
1、磷礦物表面性質與礦物結構、地質成因關系的研究。研究磷礦物的晶體結構、表面性質與礦物可浮性和可加工性的關系，對浮選和制肥有重要的指導意義。
2、磷礦浮選藥劑的研制。多年來研制了各種捕收劑、抑制劑和絮凝劑，形成了系列產品，有些得到了工業應用。如承擔省科委的重點項目“磷礦反浮選抑制劑的研究”和“磷礦高效捕收劑的研究”，研制的W-98和OT-1、OT-3已成功用於海口、昆陽磷礦，達國內領先水平；研制的捕收劑W-01被列入全國著名產品，曾獲輕工部科技進步三等獎；開發的WHL-1絮凝劑，99年獲武鋼科技進步三等獎；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℃降到25℃，每處理壹噸原礦可產生2.4元的經濟效益，達到國內領先水平。
3、鎂—矽質中低品位磷塊巖富集技術與工藝開發。從1986年以來，開發完善了適用於處理湖北、湖南、江西、雲南等省的中低品位鎂—矽質磷塊巖的正—反浮選流程、藥劑和配套技術。先後進行了放馬山、保康、大峪口、王集、海口、洗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”經鑒定達到國際先進水平。“雲南中品位矽－鈣質磷塊巖浮選產業化研究”項目經鑒定為國內領先水平，是雲南省“省校合作項目”中經費支持力度最大的項目。
4、浮選電化學研究。研究了硫化礦浮選的電化學作用機理和浮選廢水的電化學處理方法。省科委重點科研項目“電化學方法強化浮磷過程研究”，經鑒定達到“國內領先水平”。
本學科方向在化工礦浮選的理論與實踐的結合上、在技術創新、學術水平上居於全國領先地位。我們研究的項目，很多都是科研院、所未解決或是投產後長期解決不了的難題。如雲南的海口、昆陽等大型磷礦礦石極其難選，雖經多年研究，甚至“八五”國家攻關仍未解決。本學科經數年研究，開發了從流程到藥劑的全套技術，試驗結果不但全面超過省科技廳要求的技術經濟指標，還發揮了我們環境工程的優勢，做到無廢水排放，對發展雲南的支柱產業做出了重要貢獻，得到雲南省科技廳的高度評價。在中國礦協的選礦年會上也引起了高度關註。 天然礦物的性能優化、功能化是提升資源附加值的壹條重要途徑。本研究方向以磷礦物和粘土礦物為主要研究對象，重點研究：（1）組成結構與材料的環保性能之間的關系；（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。
在對磷礦物結晶化學研究的基礎上，采用各種改性技術制備新型環保材料。湖北省科技廳重點項目“改性磷礦石復合吸附劑的研究”經鑒定達國內領先水平，省教育廳“改性磷礦石處理含鉻廢水”、意大利科學基金合作項目“磷灰石中揮發組份系列演化研究”、省教育廳重大項目“納米磷灰石晶須有機雜化體制備及其在復合材料中的應用”等，均已基本完成準備鑒定。在粘土—磷灰石復合材料的開發研究上，通過交聯、界面活化等新技術制備出膨潤土、累托石等高性能粘土礦物以及與磷灰石的復合材料，可用作填料、催化材料、抗菌材料等。如湖北省基金項目“某些粘土礦物復合吸附劑對磷、酚吸附機理研究”、“累托石抗菌劑材料的制備及其抗菌機理的研究”，省科技廳重點項目“累托石處理工業廢水的研究”，省教育廳優秀中青年人才項目“累脫石抗菌劑的研制”，武漢市重大項目 “納米礦物環境材料開發及處理廢水工藝研究”及“赤峰天然沸石活化工藝及固體幹燥劑研制”等。研究開發礦物環境材料處理工業廢水已經在荊門中試，進展良好。發表的論文有6篇被SCI、EI、ISTP等收錄；獲美國和中國發明專利授權各1項、發明專利申請公開1項。
在上述礦物材料制備過程中，超細、超微粉碎技術尤為關鍵。由於顆粒粒度小，比表面積大，粉碎能耗高，那麽，研究粉碎過程中變量之間的相互關系及其數學模型對於揭示粉碎機理，提高粉碎效率，降低能耗，實現優化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“球磨機中鋼球磨損機理與磨損規律的研究”，首次提出了分級過程中的“混雜指數”和“極限混雜數”的基本概念，建立了“粒度特性判據與評價函數”模型，提出了“鋼球磨損復合叠加原理”的新學術觀點，開發了“助磨-緩蝕節能新技術”。研究成果分獲湖北省自然科學優秀學術論文壹、二等獎，並被EI、SCI收錄。
本研究方向形成了自己的特色。在汙水處理方面，已率先應用自己研制的礦物材料進入工業試驗，在國內處於領先水平。開發的粘土礦物復合吸附劑能夠處理多種高、低濃度工業廢水，處理成本低於其它方法，且運行中可以回收廢水中有用組分，推動了粘土礦物在環境工程上的應用，在省內獨樹壹幟。與意大利和美國合作的磷礦物的基礎和應用研究在國際上處於先進水平。改性磷礦石在重金屬廢水回收處理的專利屬國內首創，已經開始了工業應用研究。本研究方向培養的人才，必將為功能性礦物巖石材料基礎理論研究的發展和材料制備的產業轉化做出應有的貢獻。 本研究方向具有多學科理論與技術綜合的學科特色。礦物生物技術是壹種綜合利用生物與化工的原理和方法來處理貧、雜礦石，提取貴金屬的先進技術。礦物生物技術具有成本低、汙染小、處理對象廣泛（不限於特定礦種）的特點。是未來選礦發展的重要方向之壹。該技術的研究與發展對開發利用我國大量閑置的貧礦、難選礦及廢棄尾礦資源，控制環境汙染具有十分重要的意義。
1、低品位銅礦的生物浸出技術研究。我國銅礦資源以貧礦為主，且零散分布於偏遠地區；這些銅礦如用傳統的選礦—冶煉工藝處理則很不經濟。而我國銅的自給率長期嚴重不足。微生物堆浸或就地浸出工藝具有成本低、汙染小、操作簡單等優點。美國等大規模生產實踐證明：貧礦堆浸—萃取—電積是壹項利潤極大的產業。開展這項技術在我國地理環境下的應用研究，對利用我國的貧礦資源，緩解我國銅自給不足的壓力具有十分重要的現實意義。我院與中南大學合作進行的“863”項目德興銅礦微生物堆浸技術的研究已取得重要成果。
2、難浸金礦的微生物處理技術研究。含砷、碳細粒浸染包裹型金礦是世界公認的難選冶金礦。傳統的處理方法是氧化焙燒法、加壓氧化法和化學氧化法。這些方法均存在投資大、生產成本高、有環境汙染等問題。生物處理技術可避免這些缺點。我國廣西、雲南、貴州、四川、陜西均存在大量這類難選冶金礦。生物處理技術將為這類礦產資源的開發利用提供壹條新途徑。我院完成的湖北省重點項目“微生物氧化處理崇陽難浸金礦的研究”，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和浮選分離的工藝參數，金的浸出率由46%提高到90%，經省科委鑒定達到“國內領先水平”。
3、中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，多以中低品位為主，不能直接制肥。若經傳統選礦富集又會使成本大幅度上升，長期困擾我國磷肥工業的發展。滇、黔、鄂有大量的含磷較低的選磷尾礦。利用溶磷微生物直接將這些磷資源轉化為植物可吸收的磷肥，試驗表明用該法處理低品位磷礦制成的磷肥可使油菜、小麥增產明顯，為這些中低品位的磷資源找到壹條新的利用途徑。
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中的應用潛力非常巨大。本研究是礦物生物技術在環境保護中的延伸，著重於無機金屬及重金屬汙染的治理。傳統的處理方法是中和沈澱法，但存在藥劑消耗大、金屬沈澱不完全、沈澱金屬難回收而且極易造成二次汙染（廢水）等缺陷，利用微生物或微生物制品如生物絮凝劑可吸收或溶解金屬，從而達到治理汙染和回收的綜合效果。生物技術還可以治理各種生活汙水、工業廢水、固體廢物、土壤有機汙染物等，好氧堆肥、厭氧發酵等方法可達到綜合治理、變廢為寶、回收能源的目的。 在19世紀，礦物加工本不是壹門獨立的學科，而是采礦大學科體系中的組成部分。1900年前後，冶金才從大礦業中分離出來，發展成為獨立的學科。到20世紀30年代以後，選礦才開始逐步發展成為相對獨立的壹門工程學科。
早期的礦物加工（選礦）是建立在選礦廠的工藝過程基礎之上的。它本質上是選礦過程的反映，由三大板塊構成：選礦方法（主要是浮選、重選及磁選）、輔助過程（例如粉碎和脫水幹燥等）和選礦過程檢測及控制。因此，具有很強的實用特征。
20世紀後半葉，隨著世界經濟的迅猛發展及科學技術的飛速進步，加之高品位、易選礦產資源的逐步枯竭，資源及材料工程領域的各種學科均發生了明顯的調整及變化。例如，冶金學科逐步向材料學科靠攏並轉化。礦物加工也不例外，經歷了壹系列變化和調整，面臨著重大的挑戰。
開采礦石的品位越來越低。以銅礦資源為例，美國的入選銅礦石的平均品位在20世紀30-40年代是!1.5，如今僅為0.6%，個別選礦廠處理的銅礦石，其品位低至0.35%。據估計，品位由1.5%下降到0.5%，選礦能耗將增大1倍，品位的進壹步降低，選礦能耗的增長幅度將會更大。問題不僅在於此，隨著入選礦石品位的降低，環境問題變得日益突出。因為煉出1噸金屬銅，大約需要處理品位為0.5%的銅礦石200噸，而每生產1噸銅礦石，約產出3噸廢石。隨著入選礦石的貧化，尾礦及廢渣的處理將成為制約選礦發展的壹個重要因素。使用的各種化學藥劑也對環境產生影響。可以說，當前的礦物加工是處在“經濟—能耗—環境”三角的嚴酷扼制之中。
難選礦的比例越來越大。隨著富礦、易選礦資源的耗盡，壹系列***生關系復雜、嵌布粒度細微的礦產資源的開發利用提到了議事日程。這壹問題在我國表現得尤為突出，我國的大量弱磁性鐵礦因為鐵礦物及伴生礦物嵌布粒度太細（小於10至30μm）而無法有效分選。豈止鐵礦，諸如錳礦、磷礦、鋁土礦等等均有相同的問題。分選技術固然是個尚未解決的問題，細磨、脫水等作業也遠未達到成熟的地步。面對嚴酷現實的挑戰，礦物加工學科已經發生並還在發生巨大的調整及變化。壹些適合於處理貧礦、復雜礦的技術和直接提取有用成分的技術正在發展應用。
礦物加工的對象已從天然礦產資源擴展到二次資源的回收及利用。各種固體廢棄物，例如尾礦、爐渣、粉煤灰、金屬廢料、電器廢料、塑料垃圾、生活垃圾乃至土壤都成了加工對象，經過加工又轉化為有用的資源。由於現代科技的發展及人類社會的進步，需要開發超純、超細及具有特殊功能的礦物原料及礦物材料。再如特殊功能的石墨、雲母、石棉等非金屬礦物材料，超細金屬氧化物粉體等均需要特殊的、與傳統方法迥異的加工方法，即所謂深加工工藝。 事實上，20世紀後半葉，礦物加工工藝已逐步突破了傳統的機械加工的框架。化學提取以及生物工程與機械加工的結合在金屬礦及非金屬礦的加工中早已屢見不鮮。非金屬礦的深加工進壹步擴展並豐富了這種結合，例如高嶺土的超聲剝片，石墨及各種層狀礦物的有機及無機嵌層等。
傳統的機械加工工藝也發生了巨大的變化。超細粉碎及分級獲得越來越多的應用；界面分選方法成為微細顆粒分選的主要手段；壓濾及離心力場在超細顆粒的固液分離中發揮著重要的作用；而各種成型、包裝工藝也變得越來越重要。礦物加工的任務也發生了變化。礦物加工已不僅是為各種工業提供合格的礦物原料，例如精礦粉或中間產品，而是擴展成了可以生產超純、超細及具有特殊功能的礦物材料以及礦物制品的工業。礦物材料工程主要是以非金屬礦石或礦物為原料（或基料），通過壹定的深加工工藝制取具有確定物化性能的無機非金屬材料及器件的技術。礦物材料有著巨大的應用前景，例如，沸石太陽能板，蒙脫石幹燥劑，葉臘石高溫絕緣體及導彈密封材料，鈉雲母密封材料，羥磷灰石骨骼材料，矽藻土牙模材料，火山巖防火材料等。
進壹步分析現代礦物加工工程所包括的單元作業，它們大體包括：粉碎、分級、超細顆粒制備、物理分選（重選、磁電選、光電選、放射選等）、浮選及其他界面分選、化學處理及生物提取、固液分離（沈降、過濾、幹燥）、成型及造粒、氣固分離—收塵、物料貯運，等等。將這些單元作業同冶金工程、化學工程、環境工程、無機材料工程及顆粒技術五大類學科進行比較，如下表(略)所示。分析表便可發現，表中列出的單元作業在六種不同工程領域中有很強的通用性，許多單元作業是相同的。由此可以看出這六種不同工程領域之間的有機聯系及交叉關系。因此，可以說無論從礦物加工工程的歷史發展角度或從上述各學科之間的***同點看，礦物加工與冶金、化工、無機材料、環境工程及顆粒技術這些工程學科領域都有著密不可分的***生關系。特別是顆粒的各種機械加工及處理單元作業，幾乎成為溝通這些工程技術學科領域的***同組成要素。這些工程技術領域的主要不同之處僅在於處理的對象有別。無怪乎在歐洲往往把這些通用的物理加工單元作業統稱為機械加工技術或過程加工技術。在化學工程中機械加工技術與分離技術並列幾乎包括了除化學反應工程外的全部化工單元作業。在礦物加工工程中礦粒的機械加工技術與礦粒的分選技術並列則覆蓋了幾乎全部單元作業。因此，從現代學科體系看，可以認為礦物加工工程是由分選富集技術、機械加工技術、過程模擬控制等三大板塊所構成的。回顧歷史不難看到，礦物加工原本不過是礦業或冶金工程的壹個分支，後來由於礦產資源開發及利用的規模迅速擴大才從礦業或冶金工程中分離出來，發展成為獨立的學科。如今人們又觀察到學科之間的回歸及交融。隨著礦產資源的貧化及其***生關系的微細粒化，化學處理變得日益重要，而化學處理本是提取冶金的主要工藝過程。當前，提取冶金與化學工程也正在相互交融。現代礦物加工中包括的礦物材料工程或技術，與無機材料工程也十分接近。礦物加工過程產生的廢渣、尾礦、廢水的治理本身就是環境工程的主要內容，更何況礦物加工技術（包括分選技術）已在環境治理工程中找到了用武之地。 科學技術發展到今天，學科之間的界限趨於交叉融通，而市場經濟的發展則要求科技界具有更大的適應性及應變能力。在這種形勢下，只要不受研究對象的局限，礦物加工技術完全可以在上述多種工程技術領域得到有效的利用，反過來，吸收和利用其他工程技術領域的實際經驗及研究成果又可以促進礦物加工的進壹步發展。可以說，礦物加工技術的跨學科研究及應用是擺在我們面前的最大挑戰和機遇