1 基因矿物加工工程的提出背景和必要性
基因是DNA分子上的一个功能片断，是决定一切生物物种最基本的因子；基因支持着生命的基本构造和性能，储存着生命过程的全部信息。
1.1 近年来国内外已把“基因”这一概念引入无机材料领域
美国政府于2011年6月宣布了“材料基因计划（MGI)，主要内容是高通量材料计算、高通量材料合成和表征实验以及数据库的技术融合与协同，将材料从发现、制造到应用速度至少提高一倍。几年的实践表明，这是一项可使研究经费减半，工作量减半的事半功倍的系统工程。欧盟、日本也提出了相类似的计划。受这一思路的启发，中国材料界近年已开展了中国版材料基因计划研究。“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项列入2016年度国家重点研发计划。
当今社会上“基因”这一术语引用拓展得很多，在自然科学、工程技术 领域用，甚至人文和社会科学也用。其实，将“基因”引入矿物加工领域并研究应用是很贴切的。
1.2 矿床、矿石和矿物的基因特性决定了矿石的可选性
选矿厂处理的矿石尽管千差万别，但它与矿床成因、矿床类型和矿石、矿物等固有的基因有内在的联系。换言之，从矿床形成时，它就带有某种基因的特征，并且有共性。例如，对于某些岩浆岩或火成岩类的硫化矿矿床，当岩浆结晶分异完成时就带有一定基因特点：生成的磁黄铁矿多，并且黄铁矿和磁黄铁矿中钴含量高。因此，矿床、矿石和矿物的基因特征应是决定矿物分选的最本质因素，包括矿石的矿物组成、嵌布特性、结晶粒度、矿物的晶体结构、元素信息、化学键信息、晶格信息、缺陷信息等，是由矿床成因及工业类型，矿石的结构构造、物质组成，矿物的共伴生和相嵌特性等决定的，并将影响碎磨、重选、磁选、浮选等加工特性。
1.3 传统的矿物加工技术开发模式存在弊端
国内外矿物加工（选矿）传统的技术研究开发模式的一般流程为：
工艺矿物学研究—系统的选矿试验研究（包括小型试验、扩大连续试验、半工业或工业试验）—推荐工艺流程方案—根据推荐流程及经验进行选矿厂设计—试车投产。该模式存在很大的弊端，如开发周期长、成本高、效率低、重复试验 工作造成的浪费等。有的选矿厂投产之日就是技术改造之时，个别选矿厂甚至到达服务年限仍未达产达标。
造成这些弊端的主要原因在于：
①对制约于选矿工艺技术的根本因素—矿物、矿石和矿床的基因特性没有深入系统的研究、测试和总结；
②大量现存的选矿工艺技术研究数据、工艺矿物学数据、生产实践数据和以往的设计资料等大数据库没有建立，更无法得到有效利用；
③现代信息化技术没有与选矿工艺技术研发和工程设计合理深度融合。
2 开展基因矿物加工工程研究可望对传统的选矿工艺技术开发有突破性的创新
基因矿物加工工程，简称GMPE(Genetic Mineral Processing Engineering)，是以矿床成因、矿石性质、矿物物性等矿物加工的“基因”特性研究与测试为基础，建立和应用大数据库，并将现代信息技术与矿物加工技术深度融合，经过智能推荐、模拟仿真和有限的选矿验证试验，快捷、高效、精准地选择选矿工艺技术和装备，为新建选矿厂的设计或老厂的技术改造提供支撑。
通过对矿床、矿石和矿物物性基因测试与研究，可为选矿工艺技术和流程的制定提供重要的信息基础。在此基础上，再借助于大数据库的建立及与现代信息技术的深度融合，此三位一体的基因矿物加工工程的系统工程，有可能对国内外现有的矿物加工试验研究和工程转化的传统模式有突破性的创新。
3 基因矿物加工工程的研究方法和技术路线
3.1 矿物、矿石和矿床基因特性的研究与测试
矿石和矿物基因应是决定可选性的重要因素，它包括矿床成因和类型，矿石的结构构造，矿物组成，嵌布特性，结晶粒度，解离特性，矿物的晶体化学特征，包括元素组成、化学键特征、晶体构造类型、表面和内部缺陷和矿物表面特性等。利用现代工艺矿物学的多种研究手段，对矿物、矿石的基因特性进行系统研究测试，提出原则的磨矿分级流程和选别流程，推测理论选矿指标。这是制定选矿工艺流程的基础。
3.2 建立并利用大数据库技术
将庞大的矿石工艺矿物学研究，矿床、矿石和矿物的基因测试，选矿工艺试验研究，选矿厂生产实践数据以及选矿厂工程设计资料等历史的、现今的、国内的、国外的大量资料进行收集、研究、建立数据库。
3.3 现代信息技术与基因矿物加工技术深度融合
根据矿物、矿石和矿床的基因研究测试结果并借助于已建立的数据库，经过智能选择，初步提出选矿流程方案和预定的工艺指标，再经过虚拟选矿厂的模拟仿真，推荐出工艺流程及指标。
3.4 有限的选矿试验验证
对所推荐的选矿工艺流程及指标，开展有限的选矿试验研究，目的是对基因测试研究、大数据技术和信息技术三位一体推荐的工艺流程及指标进行验证，验证成功的经确认后转入应用，不成功者反馈到虚拟仿真和数据库再循环推出。
3.5 工程转化及数据反馈
对确认的选矿工艺流程和选矿指标正式用于选矿厂建设或技术改造的工程设计。投产后的实际生产数据必须反馈到虚拟仿真和数据库。
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