矿加期末试题参考答案

参考答案一、名词解释1.矿物：由地质作用所形成的结晶态的天然化合物或单质，他们具有均匀且相对固定的化学成分和确定的晶体结构；它们在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。

2.接触角：通过三相平衡接触点,固—水与水—气两个界面所包之角（包含水相）称为接触角。

3.富集比：精矿品位对入料品位的比值。

4.筛分分析：将物料样品通过一系列不同筛孔的标准筛，筛分成若干个粒级，求得以重量百分数表示的粒度分布。

5.自由沉降：颗粒在广大空间内的沉降，或颗粒在沉降过程中，不受周围颗粒或容器壁影响的沉降。

6.抑制剂：抑制非目的矿物可浮性的调整剂。

7.等电点：当没有特性吸附，ζ电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数值。

8.粉碎比：被粉碎物料粉碎前的粒度与粉碎产物粒度的比值，以i表示。

9.回收率：精料中有价成分重量含量与给料中有价成分重量含量之比，总的回收率通常以ε表示。

10.梯度匹配：铁磁性钢毛半径a与给料颗粒半径b应有一合适的比值，在此合适比值下，介质丝作用在邻近磁性颗粒上的磁力最大。

11.润湿性：润湿是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程，浮选中常将cosθ称为“润湿性。

12.同相凝聚：当粒子的表面电位符号和大小都相同，即y1=y2=y时所产生的凝聚现象。

13.活化剂：促进目的矿物与捕收剂作用的调整剂。

14.零电点：当ψ0为零（或表面净电荷为零）时，溶液中定位离子活度的负对数值。

15.解离度：16.矿石：指能被利用的矿物资源，一般由矿石矿物和脉石矿物两部分组成有用矿物；可以利用的金属或非金属矿物。

17.选料比：选得一吨精料产品所需给料的吨数。

18.筛分效率：实际得到的筛下产物量与入筛物料中所含粒度小于筛孔的物料量的比的百分数。

19.选择性絮凝：在含有两种或多种矿物组分的悬浮液中加入絮凝剂，由于各种矿物对絮凝剂的作用不同，絮凝剂将选择性地吸附于某种矿物组分的粒子表面，促使其絮凝沉降，其余矿物仍保持稳定的分散状态，从而达到分离的目的。

20.等电点：当没有特性吸附，ζ电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数值解离度；物料群中，某矿物的单体解离颗粒数占该粒群中含有该矿物的颗粒总数的百分数。

二、填空1.资源加工学是根据物理、化学原理，通过分离、富集、纯化、提取、改性等技术对矿物资源、非传统矿物资源、二次资源及非矿物资源进行加工，获得其中有用物质的科学技术。

2.决定物料加工工艺的基本参数包括了物料的物相组成、物料中元素赋存状态、物料中物相嵌布特征和工艺产品的研究。

3.在不同的行业中粉碎作业的目的是不同的，但在矿物加工行业中，被加工的物料的有用组分和非有用组分或有用组分之间都是紧密连生在一起的，而用物理选矿方法要将有用组分和非有用组分分离成单独的精矿，首先必须使连生在一起的有用组分和非有用组分解离；同时，由于各种矿物分选方法对物料的分离粒度上限、下限有一定范围，因此矿物加工过程中，粉碎的物料粒度应尽可能的不低于选矿方法所能回收的粒度下限，不“过粉碎”。

即既要求单体解离，又不过粉碎，粒度适合分离要求。

这是矿物加工中的重要因素。

4.重选方法对物料进行分选的难易程度可简易地用待分离物料的密度差判定，即：5.要在磁场中有效分选磁性较强同磁性较弱的颗粒物料，必要的(但不是充分的)条件是：Fm>Fc>Fm*。

6.电选机使用的电场有静电场，电晕电场和复合电场。

7.矿物溶解离子对捕收剂作用的影响包括：竞争吸附和沉淀捕收剂。

8.水力分级中介质的三种运动形式为：垂直上升介质流、水平介质流、旋转介质流。

9.对于助磨剂的助磨作用机理，主要提出了两种学说。

一是“吸附降低硬度”学说：助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移，产生点或线的缺陷，从而降低颗粒的强度和硬度，促进裂纹的产生和扩展：二是“料浆流变学调节”学说：助磨剂通过调节浆料的流变学性质和颗粒的表面电性等，降低浆料（如矿浆）的粘度，促进颗粒的分散，从而提高浆料的可流动性，阻止颗粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附以及颗粒之间的团聚。

10.电选电场中颗粒带电的方式有感应带电、传导带电、电晕带电、摩擦带电四种。

11.磁选机的类型繁多,而磁选机的磁场类型大致可分为三种,即开放磁系磁场，闭合磁系磁场和磁介质磁场。

这三种磁场的特性有较大的差别,分别适应不同磁性物料的分选。

12.重选介质在选别过程中处于运动状态，主要的运动形式有：等速的上升流动、垂直的非稳定流动，沿斜面的流动、回转运动等。

13.工业生产中被粉碎物料产品，是一群粒度分散、大小不一的混合颗粒群。

粉体的粒度特性包括粉体的粒度及其分布、形状、表面积等。

14.在双电层结构中在两相间可以自由转移，并决定矿物表面电荷（或电位）的离子称“定位离子”溶液中起电平衡作用的反号离子称：“配衡离子”。

三、简答题1.简述资源加工学学科体系包括的四大学科领域？【解】资源加工学包括四大学科领域：矿物加工（Mineral Processing）；矿物材料加工（Mineral Material Processing）；二次资源加工（Secondary Material Processing）；金属提取加工（Metal Metallurgi cal Processing），可简称为4-MP。

2.说明矿物磁性的分类及其分选特点。

【解】根据磁性，按比磁化率大小把所有矿物分成强磁性矿物、弱磁性矿物和非磁性矿物。

强磁性矿物：这类矿物的物质比磁化率X>3.8×10-5m3/kg（或CGSM制中X>3×10-3m3/g），在磁场强度H达120kA/m（~1500奥）的弱磁场磁选机中可以回收。

弱磁性矿物：这类矿物的物质比磁化率X<7.5×10-6m3/kg～1.26×10-7m3/kg（或CGSM 制中X=6×10-4cm3/g～10×10-6cm3/g），在磁场强度H0800kA/m～1600kA/m（10000奥~20000奥）的强磁场磁选机中可以回收。

非磁性矿物：这类矿物的物质比磁化率X=1.26×10-7m3/kg或CGSM制中X<10×10-6cm3/g，在目前的技术条件下，不能用磁选法回收。

3.矿物表面电荷是由哪些因素引起的？【解】矿物表面电荷的起源，归纳起来，主要有以下四种类型：优先解离（或溶解）优先吸附吸附和电离晶格取代4.物料机械粉碎过程中，粉碎机械对物料的施力方式有哪些？【解】根据粉碎机械施力方式差异，粉碎施力种类有挤压、弯曲、剪切、劈碎、研磨、打击或冲击等。

5.固体颗粒表面润湿性的度量有哪些参数？与浮选过程有何关系？【解】固体颗粒表面润湿性的度量有：接触角、润湿功与润湿性、粘着功与可浮性。

接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）均可用于度量固体颗粒表面的润湿性，且三者彼此之间是互相关连的。

当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1，可浮性（1-cosθ）=0。

此时矿粒不会附着气泡上浮。

当矿物疏水性增加时，接触角θ增大，润湿性cosθ减小，可浮性（1-cosθ）增大。

6.分析颗粒在电选机中的瞬时荷电量、最大荷电量及剩余荷电量及其对电选过程的意义。

【解】物料颗粒在时间t内，在电晕电场中由于吸附离子和电子所得到的荷电量与电场强度颗粒进入电晕场前，t=0，颗粒未荷电；颗粒进入电晕场后，随着时间的延长，荷电量增多；当荷电时间足够长时，荷电量达到极限值，称为最大荷电量。

在电晕场中充分荷电的颗粒离开电晕电场后，经接地圆筒极接触传走部分电荷后，颗粒表面所带的电荷。

不同电性质颗粒传走电荷的程度不同．导体颗粒由于其导电率高，能在l ／40～l／1000秒内传走所获得的电荷；非导体颗粒经过过渡电阻只放电，过渡电阻为颗粒本身电阻与接触电阻之和，因此颗粒在电场中获得电荷离开电场后，导体颗粒剩余电荷少或为零，非导体颗粒剩余电荷大，而使两种电性质颗粒在电场中得到分选。

7.简述半胶束吸附及其在浮选中的应用。

【解】当离子型表面活性剂浓度较低时，离子完全靠静电力吸附在双电层外层，起配衡离子作用，因此又称为“配衡离子吸附”。

在浓度较高时，表面活性剂离子的烃链相互作用，形成半胶束状态，产生半胶束吸附浮选捕收剂在矿物表面形成的半胶束吸附吸附是在静电力吸附基础上，又加上分子烃链间的范德华力的作用，可以强化矿物表面疏水性。

8.简述三个粉碎功耗理论的基本内容。

【解】Rittinger的“表面积假说”认为“碎磨过程中所消耗的有用功与表面积成正比，与产品粒度成反比”。

Kick提出“体积假说”认为：“外力作用于物体时，物体首先发生弹性变形，当外力超过该物体的强度极限时该物体就发生破裂，故破碎物料所需的功与它的体积大小有关”。

这种假说适合于解释物料的粗碎过程。

Bond推出了“裂纹假说”“物料在破碎时外力首先使其在局部发生变形，一旦局部变形超过临界点时则产生裂口，裂口的形成释放了物料内的变形能，使裂纹扩展为新的表面。

输入的能量一部分转化为新生表面积的表面能，与表面积成正比；另一部分变形能因分子摩擦转化为热能而耗散，与体积成正比。

两者综合起来，将物料粉碎所需要的有效能量设定为与体积和表面积的几何平均值成正比”。

9.简述资源加工学的研究对象及其研究方向。

【解】资源加工学的研究对象涉及以下几方面：（1）矿物资源；（2）非传统矿物资源；（3）二次资源。

（4）非矿物资源。

研究方向（1）工艺矿物学；（2）粉碎工程；（3）重力场、流体力场中的分离；（4）电磁场中的分离；（5）浮选；（6）生物提取；（7）化学分离；（8）化学合成。

（9）表面改性；（10）聚集与分散；（11）源加工过程计算机技术。

10.简述铁磁质物质的磁化过程。

【解】在磁化磁场的作用下，铁磁质的磁化包括两个过程：畴壁的移动和磁畴的转动。

在低磁场中，磁化以壁移为主，磁化曲线的OA段为畴壁的可逆位移，即磁场强度减到零时，磁化强度可沿OA曲线回降到零。

AB段畴壁的位移是不连续的、跳跃式的、不可逆的。

畴壁位移的不可逆性，是由于磁晶中的杂质和晶格缺陷阻碍畴壁的移动，这种阻力相当于一种摩擦力，当畴壁越过这些障碍后，退磁时，它又妨碍畴壁回到原来的位置，因而产生磁滞现象。

磁畴转动是磁畴逐渐转到与外磁场方向一致。

畴转所需的外磁场强度较高，因此，在较高磁场中，磁化以畴转为主。

当所有磁畴都转到外磁场方向时，磁化即达到饱和状态。

磁化曲线的BC段是以畴转为主的磁化过程。

11.什么是选择性粉碎？选择性粉碎与产品粒度有何关系？矿物加工过程中选择性粉碎有何意义？【解】力学性质不均匀的物料在细磨过程中强度小的被磨细，强度大的则残留下来，这种现象称选择性粉碎。

随磨矿时间的延长，矿物颗粒变细，软硬两种矿物的平均粒度差变小，磨碎时间足够长时，二者粒度可达到相同；软硬两种矿物小于0.074mm产率差随磨矿时间的延长而减少，而且时间愈长产率差值愈小，即粗磨下选择性磨碎现象显著，而细磨下选择性磨碎现象逐渐减弱。