非金属矿深加工及矿物材料试题库 (1)

1．粉碎定义：利用外力（人力、机械力、电力、热核力、风力等）克服固体物料分子间内聚力，将固体粒度减小的操作。3．粒度：颗粒的大小称为粒度。 4．等效粒径：是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时 , 就用该球形颗粒的直径代表这个实际颗粒的直径。

5. 比表面能：是固体颗粒表面增加单位面积所需要的能量。

6. 碱熔法提纯：是在500℃以上的高温下，氢氧化钠与石墨等非金属矿物中的杂质（硅酸盐等）起反应，一部分生成溶于水的反应产物，被水浸出除去。

7. 酸溶（浸）法提纯：是盐酸等酸溶液与非金属矿物中的着杂质铁的各种化合物（Fe 2O 3、FeO 、Fe 2(OH)3、Fe(OH)2、FeCO 3等）起反应，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤除去。

8. 氧化漂白法提纯：是采用强氧化剂，在水介质中将处于还原状态的黄铁矿等氧化成可溶于水的亚铁。同时，将深色有机质氧化，使其成为能被洗去的无色氧化物。

9. 高温煅烧法提纯：是将非金属矿物中比较容易挥发的杂质（碳质、有机质等），以及特别耐高温的矿物中耐火度较低的矿物通过煅烧二蒸发掉。

10. 奈思斯特附面层：浸出过程是发生于固-夜两相间的反应，固体处在液体中其表面附着一层液体，这个液层叫奈思斯特附面层，其厚约0.03mm 。

11. 扩散控制反应：固液界面上的化学反应速度远快于浸出剂扩散到界面的速度，此时反应处于“停工待料”状态，反应速度受扩散速度控制。

12. 化学处理改性：即通过矿物与碱、酸、盐等化合物作用，改变或改善矿物的理化性能。 13. 表面处理改性：即通过矿物与有机偶联剂等改性剂作用，改善其表面化学性能，或与其他涂敷材料作用，改善其表面物理或机械性能。

13. 热处理和高温处理改性：即通过加热的方法或高温煅烧的方法，使矿物的物理或化学性能得到该变或改善。

14. 粉体表面改性：是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面或界面进行处理,有目的地改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面能、表面润湿性、电性、吸附和反应特性、表面结构和官能团、等等,以满足现代新材料,新工艺和新技术发展的需要。

15. 粉体表面吸附特性：是当气相或液相中的分子（或原子）碰撞在粉体表面时，由于它们之间的相互作用，使一些分子（原子、离子）停留在粉体表面，造成这些分子（或原子、离子）在粉体表面上的浓度比在气相或液相中的浓度大，这种现象称为吸附。

16. 物理吸附的特征：是吸附剂与吸附质之间无电子转移，吸附热小，吸附无选择性，其结合力主要是范德华力和静电引力，而且是可逆的多层吸附。

17. 化学吸附的特征：是吸附剂与吸附质之间有电子转移，形成化学键，吸附热大，吸附有选择性，而且是非可逆的单层吸附。 18. 物理涂覆：是利用高聚物或树脂等表面改性剂对粉体表面进行物理处理而达到表面改性的工艺方法。

19. 颗粒的形态：颗粒的轮廓边界或表面各点的图像，称作颗粒的形态。

20. 比表面积：单位质量（或单位体积）颗粒体的表面积，称为颗粒的比表面积或比表面。 23. 白度：它是指矿物材料及制品（多为粉体材料）反射白光的能力，也即其洁白的程度。 23. 折射率：物质的折射率是光在空气中传播速度与在该物质中传播速度之比。 24. 透明度：是指物质允许可见光透过的程度。

25. 物质的反射率：投射到非发光物体上面被反射的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比。 26. 物质的发光性：是指物质在外来能量的激发下，发出可见光的性质。

27. 矿物的介电性：指矿物在外加电场中产生感应电荷的性质，它由介电常数来表征。

30. 胶凝材料：经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。

31. 矿物胶凝材料：是这样一类矿物粉末材料，当其与水或水溶液拌和形成浆体，经过一系列物理化学作用后，从具有流动性的浆体，逐渐硬化变为坚固的石状体，并能胶结其它物料，形成具有一定的机械强度块体。

32. 胶体矿物材料：指由天然粘土矿物组成的、具有分散性、触变性、流动性、粘结性的一类细分散材料。主要有粘土矿物构成。

33. 氟石膏：是在萤石制取氢氟酸过程中排出的废渣。 34. 磷石膏：是在用磷灰石生产磷酸过程中排出的废渣。

35. 脱硫石膏：是用石灰水净化含硫烟气时形成的一种化学石膏。

36. 欠烧石灰：生产时石灰，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。生石灰中残留有未烧透的内核，

37. 过烧石灰：由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积明显收缩，颜色呈灰黑色，

38. 压电效应：某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，使带电质点发生相对位移，从而在晶体表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态，

39. 热释电效应：是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。

40. 绝热矿物材料：是指一类天然具有低导热系数或经加工后具有低导热系数的矿物（或岩石）材料，或以低导热系数的矿物材料为主要矿物成分经复合加工制成的一类绝热材料。 41. 环境矿物材料：通常意义上的环境矿物材料是指由矿物（岩石）及其改性产物组成的与生态环境具有良好协调性或直接具有防治污染和环境修复功能的一类矿物材料。

1．非金属矿物粉碎，粉碎至不同粒径大小可分为三大类，分别是破碎、磨碎、超细粉碎。 2. 矿石粉碎的施压方式有压碎、劈碎、折断（碎）、磨剥（碎）和冲击破碎。 3．锤式破碎机按转子数目分类可分为单转子破碎机和双转子破碎机两种类型。 4．振动筛按照运动轨迹不同，可分为圆运动振动筛和直线运动振动筛。

5．酸溶（浸）法提纯设备有机械搅拌浸出槽、空气搅拌浸出槽、高压釜浸出器等。 6．目前非金属矿常用的漂白方法有氧化法、还原法、氧化-还原联合法等三种。 7．表征颗粒的大小常用粒径和粒度两个指标。

8．根据导电能力不同，矿物可分为良导体矿物、半导体矿物和非导体矿物。 9. 矿物材料受侵蚀的作用方式有物理作用、化学作用和生物作用三种。 10. 矿物材料吸附性按吸附的原因不同可以分为三类，即物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。 11.按孔径大小将孔隙分为微孔、中孔（或介孔）、大孔。 13. 镁质胶凝材料包括两种：苛性苦土和苛性白云石。

14. 可以作胶矿物材料的粘土矿物有膨润土、坡缕石粘土、海泡石粘土、累托石粘土等。 15. 电气绝缘云母制品按其结构形式和用途可分为云母板、塑型云母板、衬垫云母板、柔软云母板和云母箔等。

16. 云母纸浆的制造方法有煅烧化学制浆法和水力制浆法。

17.环境矿物材料可分为环境治理矿物材料、环境防护矿物材料、环境调控矿物材料。 18. 常用作大气污染治理用矿物材料制备的矿物有沸石、凹凸棒石、海泡石、硅石、等。 19. 常见射线防护用矿物材料制备的矿物有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、重晶石等。 三、简答题（分，每小题5分）

1．非金属矿行业常见的破碎和磨矿设备有哪些？

答：（1）破碎： 颚式破碎机；圆锥破碎机；冲击式破碎机；辊式破碎机等

（2）磨矿：球磨机；棒磨机；自磨机；砾磨机；悬辊磨；其它：冲击磨、压辊磨、涡轮机、振动磨等。

2．为什么要提出“多碎少磨”理论？

答：破碎主要靠破碎设备的挤压和冲击作用；而磨矿则靠偏心力、摩擦力的作用，使矿石不断受到冲击、挤压、剪切和研磨而被磨碎。在常规破碎范围内，能耗随着粒度减小的变化率是很小的；但在磨矿范围内，随粒度减小，磨碎作业所消耗的能会急剧增加。

物料从入料端进入磨机后，总趋势是向排料端运动的。但从单个物料颗粒看，需要多加破碎的粗颗粒可能得不到频繁的破碎，而成为成品的颗粒不能够及时地排出，又继续遭到破碎，增加了能量的消耗。细颗粒的滞留还对粗颗粒的磨碎起到保护作用，严重阻碍磨矿过程的合理进行。在研磨过程中的破碎力不具有选择性，过粉碎现象严重。 3. 石墨碱熔法的原理及化学反应式。

答：原理：石墨中的杂质（硅酸盐等），在500 ℃以上的高温下与氢氧化钠起反应，一部分生成物溶于水的反应产物，被水浸出除去；另一些杂质，如铁的氧化物等，在碱熔后用盐酸中和，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤而除去。 化学反应式：

4. 在化学漂白法中，常用的氧化剂和还原剂有哪些？

答：强氧化剂：次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、氯气、臭氧等。 还原剂：连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锌、硼氢化钠等。

5. 高速旋转撞击式粉碎机工作原理及其分类？

答：原理：是利用高速回转叶轮，轮子上装有固定的或活动的锤子、棒、叶片等，对物料进行激烈的打击、撞击并使其集中在转子与定子之间，物料的颗粒与颗粒之间产生高频率的相互强力撞击、剪切，能量通过高速旋转的转子直接传给颗粒，同时由于高速旋转气流对极细颗粒可以间接传给能量，颗粒总是在粉碎机内部件上受力。转子圆周速度可在40m/s ～120m/s ，在某些情况下可达160m/s ，一般情况下粒度可达100μm 以下（可根据物料的性质有所变化），有时会更细。

分类：高速旋转撞击式粉碎机的分类有几种方法，按机械构造的不同，可以将其简单地分为锤式、销棒式、回转圆盘式、轴流式、环式等。按转子的不同可分为立式、卧式。按粉碎方式可分为干式与湿式粉碎。

6．气流粉碎机的工作原理，工业上常用的气流粉碎机有哪些。

答：工作原理：气流粉碎机（又称气流磨），它是利用高速气流（300～1200m ／s ）或过热蒸汽（300～400℃）喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的物料通过颗粒之间相互撞击、气流对物料的冲击剪切以及物料与设备内壁的冲击、摩擦、剪切等作用而粉碎的一种超细粉碎设备。 目前工业上应用较广泛的气流粉碎机有：扁平（水平圆盘）式、循环管式（跑道式）、对喷式（逆向式）、冲击式（靶式）、超音速和流化床逆向气流磨机等。 7．气流粉碎机的优点和缺点都有哪些？

答：优点：（1）粉碎环境温度低，适用于热敏性、低熔点物料的粉碎。

（2）对设备磨损少，产品污染小，纯度较高，产品粒度细且均匀，易进行封闭式操作。 （3）生产能力大，连续、自控程度高，设备结构简单，内部无动件也无介质。因此，操作、维修、拆卸、清理、装配都较方便。

缺点：能源利用率低，因而使生产成本较高，对于电费较高、且附加值较低的物料，不易采用气流粉碎机生产。

8．粒度测试中D50是什么意思，样品D50=5μm 代表什么？

答：D50：也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm ，说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中，大于5μm 的颗粒占50％，小于5μm 的颗粒也占50％。

9．粒度仪主要性能指标有哪些并对其进行说明。

答：重复性：重复性是指同一个样品多次测量结果之间的偏差，是衡量一台粒度测试仪或一种测试方法好坏的最重要的指标。影响因素有仪器和方法、样品制备因素、环境因素以及操作因素等。

准确性：由于粒度测试的特殊性，通常用真实性来表示准确性的含义。由于粒度测试所测得的粒径为等效粒径，对同一个颗粒，不同的等效方法可能会得到不同的等效粒径。仪器对标准样的测量结果应在标称值允许的误差范围内；经粉碎后的样品应比粉碎前更细；经分级后的样品的粒度分布将发生变化（比如大颗粒含量减少等）；结果与行业标准或公认的方法一致等。 重复性比准确性更重要。

10. 颗粒几何性能包括哪些？

答：颗粒几何性能包括形态、粒径、粒度、粒度分布、径长比、片厚比、孔径、孔隙率、表面积等。颗粒的几何特性包括单一颗粒的几何特性和颗粒群的几何特性。 11. 矿物材料及制品的光学性能主要有哪些？

答：矿物材料及制品的光学性能主要有颜色、白度、折光性、偏光性、分光性、光泽、透光性、遮光性、发光性、光—电性等 12. 什么是矿物的离子交换性？

答：由于一些矿物带有不饱和电荷，根据电中性原理，必然有等量的异号离子吸附在矿物的通道、层间或表面上以达到电性平衡。一般说来，若这些异号离子可以和溶液中的同号离子发生交换作用，就称这种作用为离子交换作用，这种性质即为离子交换性。 13. 胶凝材料的种类有哪些？并举例。

答：（1）按其化学组成：有机胶凝材料：沥青、树脂等。无机胶凝材料：水泥、石膏、石灰等。 复合胶凝材料：有机-无机复合胶凝材料。

（2）按其硬化条件： 气硬性胶凝材料： 石膏、石灰等； 水硬性胶凝材料： 各种水泥等。 14. 胶凝矿物材料的一般特点？

答：（1）原料丰富，能就地取材，生产成本低;（2）耐久性好，适应性强，可用于水中、海洋以及炎热、寒冷的环境;（3）耐火性好;（4）维修工作量小，折旧费用低;（5）作为基材组合或复合其他材料的能力强;

（6）有利于有效地利用工业废渣。

15. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，为什么？

答：半水石膏需加水60～80％，才能使浆体达到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量；即，有40~60％多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥发留下大量孔隙。

16. 石膏孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点？

答：优点：保温隔热性、吸声隔声性好、质轻。可作为墙板、天花板、墙面粉刷砂浆等。 缺点：强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构材料，不宜用于潮湿环境等。 17. 生石膏的非密闭煅烧脱水工艺和密闭蒸炼工艺得到产物分别是什么？

答：非密闭煅烧脱水工艺：β-型半水石膏、可溶无水石膏、难溶无水石膏、不溶无水石膏。 密闭蒸炼工艺：α-型半水石膏、可溶无水石膏、不溶无水石膏。 18. 过火石灰有什么危害？应如何消除？

答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤 19. 石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何避免？

答：石灰浆体的硬化是靠水分的大量挥发，体积显著收缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。 20. 绝热矿物材料主要包括哪些？

答： 温石棉、海泡石、浮石、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土保温材料及浮石、火山渣等。 21. 工业蛭石的性能有哪些？

答：（1）煅烧膨胀性；（2）阳离子交换性和吸附性；（3）吸水保水性；（4）隔音、隔热和耐火性；（5）耐冻性和抗菌性。 四、阐述题

1．试阐述影响浸出速度的主要因素，并作详细说明。

答：（1）浸出剂浓度——浸出剂的浓度增大浸出速度增大，但是浓度过大，很有可能溶解不希望被溶解的组分或杂质，因此浸出剂需要适宜的浓度。（2）矿浆浓度——矿浆的浓度减小浸出速度增大，但是矿浆浓度减小生产效率降低，因此要考虑经济效益。（3）搅拌作用——提高搅拌速度，溶解速度增大。化学控制时，搅拌速度影响不大，但任何情况，搅拌都能保持固体悬浮，有利于浸出。（4）浸出温度——提高温度可以加快化学反应速度和分子扩散运动，在低温情况下是化学控制，在高温情况下是扩散控制。 2．试阐述氧化漂白的主要影响因素，并作详细说明。

答：主要影响因素有：矿石特性、温度、PH 值、药剂用量、矿浆浓度、漂白时间等因素。

（1）温度：随着温度升高，漂白剂的水解速度加快，从而加快漂白速度，缩短漂白时间；但温度过高，热耗量大，药剂分解速度过快而造成浪费并污染环境。实际生产中可在常温下加大药量、调整PH 值，延长漂白时间来达到预期效果。（2）PH 值：次氯酸盐为弱酸盐，在不

2

2)(2OH Ca OH Ca =+-+33)(3OH Al OH Al =+-+33)

(3OH Fe OH Fe =+-+O

H SiO Na NaOH SiO 23222+=+2

2)(2OH Mg OH Mg

=+-

+