矿物加工技术在二次资源领域应用
中南大学矿物加工工程期末试题参考答案
参考答案一、名词解释（ 名词解释（每小题 2 分，共 20 分）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：精料品位对给料品位的比值。
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。
二、填空（ 填空（每空 1 分，共 20 分）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”。
矿物加工中废弃物资源化的技术创新与应用
矿物加工中废弃物资源化的技术创新与应用在当今社会，随着工业化进程的加速，矿物加工行业得到了迅猛的发展。
然而，这一过程中产生的大量废弃物却给环境带来了沉重的负担。
如何将这些废弃物转化为有价值的资源，实现可持续发展，成为了矿物加工领域亟待解决的重要问题。
近年来，技术创新在矿物加工中废弃物资源化方面发挥了关键作用，为解决这一难题提供了新的途径和方法。
矿物加工废弃物的来源广泛，种类繁多。
其中包括尾矿、废石、废渣、废水等。
这些废弃物不仅占用大量土地资源，还可能含有有害物质，如重金属、化学药剂等，如果处理不当，会对土壤、水体和大气造成严重污染，威胁生态平衡和人类健康。
在技术创新方面，新型的物理分离技术为矿物加工废弃物的资源化利用带来了新的机遇。
例如，采用先进的磁选、浮选和重选技术，可以更有效地从尾矿中回收有价金属和矿物。
与传统方法相比，这些新技术具有更高的分选精度和回收率，能够降低废弃物中的有害物质含量，提高资源的利用率。
化学处理技术的创新也为废弃物的资源化利用开辟了新的道路。
通过采用化学浸出、萃取和沉淀等方法，可以从废弃物中提取有价值的元素和化合物。
同时，利用化学反应对废弃物进行改性处理，使其具备新的性能和用途，如将废渣转化为建筑材料、土壤改良剂等。
生物处理技术在矿物加工废弃物资源化中的应用也越来越受到关注。
微生物具有分解和转化有害物质的能力，可以用于处理含有机物和重金属的废水、废渣。
例如，某些细菌能够将废水中的重金属离子转化为稳定的化合物，从而降低其毒性和迁移性。
此外，利用微生物的代谢作用还可以从废弃物中提取有价金属，实现资源的回收利用。
除了上述单一技术的创新，多种技术的集成和协同应用也成为了矿物加工废弃物资源化的重要趋势。
将物理、化学和生物处理技术相结合，可以充分发挥各自的优势，提高废弃物处理的效率和效果。
例如，先通过物理方法对尾矿进行初步分选，然后采用化学方法对有价成分进行提取，最后利用生物方法对剩余废弃物进行无害化处理，实现了废弃物的全方位资源化利用。
资源加工学课后习题答案[1]概要
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习题解答第1章资源加工学概述1．简述从选矿学、矿物加工学到资源加工学三者之间的发展关系。
【解】资源加工学是由传统的选矿学、矿物加工学发展演变形成的新的学科体系。
研究手段选矿学是用物理、化学的方法，对天然矿物资源（通常包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选别、分离、富集其中的有用矿物的科学技术，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。
矿物加工学是在选矿学的基础上发展起来的，是用物理、化学的方法，对天然矿物资源进行加工（包括分离、富集、提纯、提取、深加工等），以获取有用物质的科学技术。
其目的已不单纯是为其它行业提供合格原料，也可直接得到金属、矿物材料等。
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研究对象传统选矿学、矿物加工学的研究对象均以天然矿物资源为主。
资源加工学的研究对象涉及以下几方面：（1）矿物资源。
包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等；（2）非传统矿物资源。
包括：①工业固体废弃物：冶炼化工、废渣、尾矿、废石。
②海洋矿产：锰结核、钴结壳、海水中金属、海底热液硫化矿床。
③盐湖与湖泊中的金属盐、重金属污泥。
（3）二次资源。
包括：①废旧电器：电视机、冰箱、音响等。
②废旧金属制品：电缆、电线、易拉罐、电池等。
③废旧汽车。
（4）非矿物资源。
城市垃圾、废纸、废塑料、油污水、油污土壤等。
2．资源加工学学科包括那些领域？它的学科基础及与相邻学科的关系如何？【解】学科领域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 Metallurgical Processing）。
可简称为4-MP。
矿物加工是根据物理、化学原理对天然矿物资源进行加工，以分离、富集有用矿物；矿物材料加工是根据物理、化学原理，对天然及非传统矿物资源进行分离、纯化、改性、复合等加工，制备功能矿物材料；二次资源加工是根据物理、化学原理，对二次资源进行加工，分离回收各种有用物质；金属提取加工是根据物理、化学原理，对各种资源进行化学溶出、生物提取、离子交换、溶剂萃取等加工，以获取有价金属。
资源加工学习题及答案教学提纲
资源加工学习题及答案第1章资源加工学概述习题1．简述从选矿学、矿物加工学到资源加工学三者之间的发展关系。
2．资源加工学学科包括那些领域？它的学科基础及与相邻学科的关系如何？3．资源加工学的研究对象及研究方向有那些？4．资源加工学在国民经济建设中的地位和作用如何？第2章物料的基本物理化学特性习题1．什么是矿石、矿物、岩石？三者关系如何？2．二次资源包含哪些物料？3．工艺矿物学研究的内容是什么？4．物料的几何特性包括那三项？5．物质的磁性可以分为那几类，其磁性强弱如何？6．简述铁磁质物质的磁化过程。
7．简述矿物磁性的分类，及其分选特点。
8．矿物的电性质有那些？9．简述矿物的价键类型及解理面规律。
10．简述非极性矿物与极性矿物的矿物内部结构与价键特性、11．矿物表面自由能的数值取决于晶体断裂面的几何形状及表面原子所处的位置在矿物颗粒表面不同的位置：晶面上，棱面上和尖角上的表面张力的关系如何？12．硫化矿物表面氧化的几种形式及规律是什么？13．矿物表面电荷是由哪几种因素引起的？14．离子型矿物表面阴阳离子的溶解规律是什么？15．简述石英在水中的荷电过程及其机理。
16．什么是接触角、三相润湿周边？17．如何通过接触角鉴别颗粒表面的润湿性？18．简述润湿方程及其物理意义。
19．接触角的测量方法有那些？躺滴法测润湿角应注意什么？第3章粉碎与分级习题1．粉碎作用在工业中的主要作用是什么？什么是粉碎比？部分粉碎比和总粉碎2．粉碎为什么要分段进行？其各段的产品特性如何？3．什么是选择性粉碎？它与产品的粒度有何关系？它在矿物加工过程中有什么意义？ 4．什么是可碎系数？如何用可碎系数判断颗粒的可碎性？5．物料机械粉碎过程中粉碎机械对物料施力的方式有那些？6．简述三种粉碎模型的特征7．简述三个粉碎功能理论的基本内容。
8．什么是功指数？9．什么是助磨剂？对助磨剂有什么要求？简述助磨剂的助磨机理。
10．什么叫分级？分级的方式有那些？12．什么是筛分分析、标准筛、基筛、筛比筛序?14．何谓难筛粒，易筛粒？他们在筛分过程中的行为如何？15．什么是总筛分效率、部分筛分效率？如某一单层筛按原料计的生产能力为8吨/小时，该原料的粒度-15mm～+0mm，其中-6mm～+0mm粒级含量为68％，-2mm～+0mm粒级含量为38％，当用筛孔为6mm的筛网筛分后，筛上产品中-6mm粒级含量为4％，-2mm粒级含量为0.3％，求这两个粒级的筛分效率。
矿物加工工程学科
矿物加工工程学科一、学科简介矿物加工工程学科是一门从矿物资源（金属和非金属矿物、煤炭、二次资源等）中，通过分离、富集、提纯等物理的和化学的加工处理，提取有用物料的科学技术。
该学科对国民经济的发展起着非常重要的作用。
本学科在国家“211工程”和“985工程”的支持下，建成了矿物加工分析检测、综合分选、非金属矿深加工、资源微生物技术、过程设计与柱分选等实验室，形成了矿物材料高效加工与利用、矿产资源的高效与生态化利用、贫杂矿产资源选矿关键技术等具有明显特色的研究方向，在国内同类院校中处于领先地位。
近五年以来，本学科点承担了国家“973”项目2项，“863”项目2项，科技攻关项目4项，自然科学基金项目5项，国际合作项目3项，省、市科技计划和基金项目12项，科研经费超过2000万元。
获省部级奖励4项，获国家专利10项，发表专著12部，在国内外学术期刊及学术会议上发表论文800余篇，研制的硫酸钙晶须、纳米碳酸钙、脉冲振动磁场磁选柱、数字脉冲脱磁器、强磁辊等产品和设备已实现了产业化。
本学科现共有教师17人，其中博士生导师6人（包括兼职），教授4人，副教授6人，讲师2人，助教4人，其中硕士生导师9人。
二、培养目标培养热爱祖国，德、智、体全面发展的具备创新意识的高级研究型人才。
本学点的硕士研究生应适应我国矿冶事业的发展需要，具有扎实的矿物加工工程专业理论基础和系统的专业知识，了解国内外本学科理论与实践的现状和发展趋势，掌握本学科的工艺装备与测试技术，具备将计算机技术应用于本学科的能力，具有从事科学研究和解决工程中局部问题的能力，能做出具有学术意义和应用价值的研究成果。
熟练掌握一门外国语，能承担矿物加工工程专业理论研究、教学、科研和技术管理工作，能独立工作、独立分析和解决本学科的理论和实际问题。
三、学习年限及学分要求全日制攻读硕士（应用型）：2年，30学分；在职攻读硕士：3学年，30学分。
四、研究方向（一）矿物分离理论与技术（二）矿物材料制备理论与技术（三）复杂难选矿产资源选冶技术与装备（四）微生物技术在矿物加工中的应用（五）矿物晶体化学特征与分离特性研究（六）资源综合回收与利用（七）矿物加工过程的数学模型与模拟（八）分离技术在环境工程中的应用五、课程设置学分六、论文工作学位论文是使研究生在科研方面得到较全面的基本训练，培养研究生从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力。
矿物加工工程专业绿色智能化方向建设
矿物加工工程专业绿色智能化方向建设摘要：社会经济和科学水平不断提升的背景下，矿物加工工程技术在不断改进和完善，为了充分满足了社会发展对矿物资源的需求，针对矿物资源的研究工作需持续深入，才能通过矿物资源为社会发展提供源源不断的动力。
以此为出发点，简要阐述了矿物加工工程技术的发展。
关键词：矿物加工；矿山环境；绿色智能；方向建设引言关于过程控制和智能控制工业过程控制是一门非常复杂的、实践性很强的多专业交叉学科，同时也是大规模流程工业生产所必需的关键技术。
近几十年来，工业过程控制技术发展迅速。
首先是计算机技术、网络技术、通讯技术的融合，形成了可以集中处理多回路、进行复杂运算的集散控制系统(DCS)和总线控制系统(FCS)，生产过程数据能够以ms级的采样周期被采集和存储到数据库里;其次，控制理论和控制方法已从传统的经典控制理论和方法向着先进控制、智能控制、优化控制的方向发展。
PID控制是工业过程最常用和实用的方法，对稳定生产过程有着重要的贡献。
PID控制器的机理是被控对象的线性数学模型，或者说实际的被控对象在一定的约束条件内被线性化了。
随着流程工业的生产规模在日益扩大，复杂程度在日益增加，生产流程的数学模型越来越难以得到。
PID控制满足不了生产对控制速度和控制精度的要求。
工业生产急需更有效的控制方法来克服干扰因素引起的生产波动、质量下降、经济指标恶化等问题。
1矿物加工工程技术现状20 世纪初期，重选、磁选和电选等选矿方法开始在矿物加工中应用，极大推进了当时的社会发展，随后社会发展速度开始加快，对矿物资源的需求越来越高。
但人们发现在利用矿物资源的同时会对生态环境造成严重影响，因此人们开始寻求矿物资源利用和生态环境之间的平衡办法，再次将矿物工程加工技术推向了新的发展高峰，相关技术水平不断提升，而且也涉及了越来越多的学科。
矿物加工工程技术在我国的发展从 20 世纪 60 年代开始，并且发展速度也在逐渐加快，为开展社会基础建设提供了有力支持。
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。
资源加工学习题及答案教学提纲
资源加⼯学习题及答案教学提纲资源加⼯学习题及答案第1章资源加⼯学概述习题1．简述从选矿学、矿物加⼯学到资源加⼯学三者之间的发展关系。
2．资源加⼯学学科包括那些领域？它的学科基础及与相邻学科的关系如何？3．资源加⼯学的研究对象及研究⽅向有那些？4．资源加⼯学在国民经济建设中的地位和作⽤如何？第2章物料的基本物理化学特性习题1．什么是矿⽯、矿物、岩⽯？三者关系如何？2．⼆次资源包含哪些物料？3．⼯艺矿物学研究的内容是什么？4．物料的⼏何特性包括那三项？5．物质的磁性可以分为那⼏类，其磁性强弱如何？6．简述铁磁质物质的磁化过程。
7．简述矿物磁性的分类，及其分选特点。
8．矿物的电性质有那些？9．简述矿物的价键类型及解理⾯规律。
10．简述⾮极性矿物与极性矿物的矿物内部结构与价键特性、11．矿物表⾯⾃由能的数值取决于晶体断裂⾯的⼏何形状及表⾯原⼦所处的位置在矿物颗粒表⾯不同的位置：晶⾯上，棱⾯上和尖⾓上的表⾯张⼒的关系如何？12．硫化矿物表⾯氧化的⼏种形式及规律是什么？13．矿物表⾯电荷是由哪⼏种因素引起的？14．离⼦型矿物表⾯阴阳离⼦的溶解规律是什么？15．简述⽯英在⽔中的荷电过程及其机理。
16．什么是接触⾓、三相润湿周边？17．如何通过接触⾓鉴别颗粒表⾯的润湿性？18．简述润湿⽅程及其物理意义。
19．接触⾓的测量⽅法有那些？躺滴法测润湿⾓应注意什么？第3章粉碎与分级习题1．粉碎作⽤在⼯业中的主要作⽤是什么？什么是粉碎⽐？部分粉碎⽐和总粉碎2．粉碎为什么要分段进⾏？其各段的产品特性如何？3．什么是选择性粉碎？它与产品的粒度有何关系？它在矿物加⼯过程中有什么意义？ 4．什么是可碎系数？如何⽤可碎系数判断颗粒的可碎性？5．物料机械粉碎过程中粉碎机械对物料施⼒的⽅式有那些？6．简述三种粉碎模型的特征7．简述三个粉碎功能理论的基本内容。
8．什么是功指数？9．什么是助磨剂？对助磨剂有什么要求？简述助磨剂的助磨机理。
矿物加工学的现状与发展
3 矿物加工学科旳形成
• 这就需要综合利用多学科旳知识与新成就 , 寻找新旳学科起点，开发新旳科学技术 , 以实 现矿物资源旳综合利用，包括分离、富集贫细 矿物资源旳新技术工艺和设备，对矿物旳提纯 与精加工，环境旳综合治理，矿物新用途旳开 发等。矿物资源旳利用已不单纯是经过“选矿 ”得到矿产品旳问题，而是综合“加工”利用 旳问题。为此，近几十年来选矿及相邻学科旳 科技工作者在选矿学科及交叉学科领域 , 进行 了大量旳基础理论与工艺技术旳研究。同时， 由于相邻学科旳发展 , 如电化学、量子化学、 表面及胶体化学、紊流力学、生物工程、冶金
2 选矿学科旳形成
• 人类利用矿物资源已经有数千年旳历史。不论是公元前 几千年旳古埃及，还是中世纪旳罗马帝国时代，或者是 中国古代，因为科学技术水平整体落后，社会生产力低， 人类利用旳矿物资源主要是经过手工作业从天然矿石中 得到旳，如淘金、人工溜槽、手动跳汰筛、洗矿槽等原 始重选措施及鹅毛蘸油刮取浮在水面上旳金粉等原始浮 选措施。我国古代将原始旳重选、浮选总结为“澄、淘、 飞、跌”。我国明代宋应星所著《天工开物》(1637 年 ) 一书中，对铁砂和锡砂旳开采选别已经有描述， 见图 1-1 。这些手工作业虽然有近代“表层浮选” 、 “重选”旳影子 , 但还算不上是一门工业技术 , 这种 现象一直延伸到19世纪中期 ndbook of Ore Dressing(1927年第1版，1944年第2 版);Gaudin旳Flotation(1932年第1 版，1957年第2版)；澳大利亚旳 Sutherland和Wark旳Principles of Flotation (1955年第1版);原苏联 Bogdmov旳Theory and Technology of Flotation(1959).
盐湖资源开发利用中存在的技术问题及对策
盐湖资源开发利用中存在的技术问题及对策随着近年来经济的快速发展，盐湖资源的开发利用也逐渐成为了一个重要的领域。
然而，在盐湖资源开发利用过程中，存在着许多技术问题，这些问题不仅影响到盐湖资源的开发利用效率，还可能对环境产生一定的影响。
本文将对盐湖资源开发利用中存在的技术问题进行剖析，并提出相应的对策。
一、盐湖资源勘探问题盐湖资源勘探是盐湖资源开发利用的第一步，它直接影响到盐湖资源的开发利用效率。
目前，我国的盐湖资源勘探技术相对落后，主要存在以下问题：1. 勘探技术精度不高目前，我国的盐湖资源地质勘探主要采用人工检测和物理勘探技术，这种勘探技术精度较低，容易出现误差。
为了提高勘探技术精度，我们需要引进一些先进的勘探技术，如地球物理勘探技术、遥感技术等，从而准确的了解盐湖资源的分布和蕴藏量。
2. 勘探成本高在盐湖资源勘探方面，我国仍主要依靠外企进行合作开发，这导致我国在盐湖资源勘探方面缺乏核心技术。
同时，盐湖资源勘探存在较高的成本，这也影响到盐湖资源的开发利用。
我们需要加强技术研发的投入力度，培养一支高水平的技术团队，降低勘探成本。
3. 监测系统不完善盐湖资源是一种受环境影响比较大的资源，因此，对于盐湖资源开发过程中的环境质量监测至关重要。
但目前，我国对盐湖资源环境质量监测的技术较为落后，监测系统不完善，无法全面、及时、准确地掌握盐湖资源开发过程中的环境情况。
因此，我们需要建立一套完善的监测系统，及时掌握环境状况，减少对环境的影响。
二、盐湖资源开采问题盐湖资源开采是盐湖资源开发利用的关键环节，如果盐湖资源开采存在问题，将对环境和资源效益产生不可逆的损害。
目前，盐湖资源开采主要存在以下技术问题：1. 开采效率低在盐湖资源开采过程中，由于地质条件和设备技术的限制，开采效率较低，同时也会对环境产生一定的影响。
为了提高开采效率，我们需要引进一些高效的开采设备和技术，并进一步优化开采流程，减少对环境的影响。
2. 开采对环境影响大由于盐湖资源是一种生态环境敏感的资源，开采过程中会对周边环境产生一定的影响。
金属冶炼的湿法冶金技术
废旧金属回收
• 湿法冶金技术在废旧金属回收领域中主要用于从废旧金属中提 取有价值的金属，如铜、镍、钴等。通过使用适当的化学试剂 ，可以将这些金属从废旧金属中溶解出来，再通过置换、吸附 或离子交换等方法，将金属从溶液中分离出来。这种方法能够 有效地回收利用废旧金属，减少资源浪费和环境污染。
盐法
利用盐类溶剂溶解矿石，再通 过分离和提纯得到金属的过程 。
氧化还原法
利用氧化剂或还原剂将矿石中 的金属元素进行氧化或还原， 再通过分离和提纯得到金属的
过程。
02
湿法冶金技术的原理
浸出过程
浸出过程是湿法冶金技术的核心环节，通过化学反应将矿石中的有价金属转化为可 溶性的化合物，使其从固体矿物中溶解出来进入溶液中。
稀有金属提取
• 湿法冶金技术在稀有金属提取领域中主要用于从复杂的矿物 原料或二次资源中提取稀有金属，如锆、铪、铌、钽等。这 些金属在高科技产业、航空航天等领域具有广泛的应用价值 。湿法冶金技术通过使用适当的化学试剂，将稀有金属从原 料中溶解出来，再通过分离和纯化，获得高纯度的稀有金属 产品。这种方法能够满足市场对稀有金属的需求，促进高科 技产业的发展。
01
利用微生物资源，实现金属的生物提取和分离，具有环保、低
能耗等优势。
电化学冶金技术
02
利用电化学原理，实现金属的高效提取和分离，具有工艺简单
、操作方便等优点。
溶剂萃取冶金技术
03
利用有机溶剂萃取金属离子，具有分离效果好、金属回收率高
、操作简便等优点。
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湿法冶金技术的历史与发展
矿物加工技术应用和未来发展趋势
矿物加工技术应用和未来发展趋势摘要：矿物加工可以通过物理和化学两种手段进行加工处理，它主要是从矿产中经过系列的分离、提纯，从而达到矿物加工的目的，本文通过矿物加工技术的应用来讨论其未来发展的趋势，为经济发展提供动力。
关键词：矿物加工；技术应用；发展趋势引言：我国地广辽阔，同时也拥有丰富的矿产资源。
在进行扩大矿产量时，也要有一个合理的采矿和加工计划。
在选矿时，对于矿物的探测技术的应用是非常重要的，以及对矿物的加工也要跟上科技的步伐。
对于未来的发展，就应该在相关科技领域的不断研究与开发，使更多的学科融合一起，使得新兴的矿物加工为社会经济作出贡献。
目前我国在矿物加工技术上还有待改进，如分析仪器不能够充分利用，矿物加工应用涉及的学科较多，所以在矿物加工中要综合考虑。
一、矿物加工技术的应用（一）扫描电镜在矿物加工技术当中的应用扫描电镜的原理是以入射电子为激发源，然后在材料的表面进行扫描，在入射电子与研究对象发生作用后产生出电子和光子，最终得到相应的表面形貌和成分。
扫描电镜的应用大至有五个方面，第一个煤气化方面，通过这项技术的应用，可以对制焦温度得出煤焦的情况，并能够加以观察，在煤气化方面的研究结论是，高温下的灰份熔融会对矿物质催化作用有影响，它与矿物质的催化作用是相关联的，当灰份熔解现象产生时，矿物的气化就会有所下降。
第二点煤的燃烧方面，至少有三种功能，一是在对煤的燃烧进行扫描时，可以得出煤的燃烧过程和燃烧程度，二是能够对煤粉的形态以及孔隙的结构进行相关的分析，三是能够得出催化剂对煤粉燃烧的作用以及影响。
第三点对型煤研究方面，这项应用可以对工业型煤微观的结构进行检查，通过对工业型煤微观结构扫描发现，在这些型煤的结构当中有许多孔隙，而孔隙内会有大量的结晶体，通过对结晶体的分析，这些结晶体是由粘结剂水化而成的，它们的状态是凝胶体状态。
第四点灰渣的物相变化和硫的方向变化，在对灰渣的物相进行扫描时，要借助能谱分析、X射线来进行联合分析，才能得出灰渣物相变化及硫的走向。
固体废弃物的污染及处理
3、污染土壤
土壤是许多细菌、真菌等微 生物聚居的场所，这些微生 物在土壤功能的体现中起着 重要的作用，他们与土壤本 身构成了一个平衡的生态系 统废，物而，C未经li经过ck处风to理化a的、dd有雨Te害淋xt固、体地 表径流等作用，其有毒液体 将渗入土壤，进而杀死土壤 中的微生物，破坏了土壤中 的生态平衡，污染严重的地 方甚至寸草不生。
固体废弃物污 染时刻影响着我们 的生活C，on给ten我t T们itl的e 生活带来诸多的不 便，我们需要一个 健康优美的环境。 因此，我们必须采 取措施来保护我们 的周边环境！对此 ，我们C能on做ten些t T什itl么e 呢？
1、教育城市居民提高对城市生活垃圾处理的重要性的认识，
并制定相应的法规，要求居T民ex将t 生产垃圾分类袋装、做到 分类收集、分类运送。 in here
固化技术是通向废弃物中添加固化基材，使有害固体废 物固定或包容在惰性固化基材中的一种无害化处理过程，经 过处理的固化产物应具有良好的抗渗透性、良好的机械性以 及抗浸出性、抗干湿、抗冻融特性，固化处理根据固化基材 的不同可分为沉固化、沥青固化、玻璃固化及胶质固化等。
焚烧和热解技术
焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过 程，好处是大量有害的废料分解而变成无害的物质。由于 固体废弃物中可燃物的比例逐渐增加，采用焚烧方法处理 固体的废弃物，利用其热能已成为必须的发展趋势，以此 种处理方法，固体废弃物占地少，处理量大，在保护环境、 焚烧厂多设在10万人以上的大城市，并设有能量回收系统。 但是焚烧法也有缺点，如投资较大，焚烧过程排烟造成二 次污染，设备锈蚀现象严重等。热解是将有机物在无氧或 缺氧条件下高温（500℃－1000℃）加热，使之分解为气、 液、固三类产物，Yionu与hr etere焚xt 烧法相比，热Y解ionuhr法eterex则t 是更有前途的 处理方法，它最显著的优点是基建投资少。
矿物加工学的现状与发展
02
矿物加工学现状
国内外研究现状
国内研究
我国在矿物加工领域的研究起步较晚，但近年来发展迅速， 取得了一系列重要成果。例如，在选矿工艺、矿物浮选药剂 、矿物材料制备等领域取得了显著进展。
国外研究
国外在矿物加工领域的研究起步较早，技术水平较高。目前 ，国际上对矿物加工的研究主要集中在高效节能的选矿工艺 、新型矿物浮选药剂的研发以及矿物材料的应用等方面。
新材料在矿物加工中的应用
随着新材料技术的不断发展，越来越多的新材料被应 用于矿物加工领域。这些新材料具有优良的物理化学 性质和功能特性，能够提高分离效率和产品质量。例 如，高分子材料可用于浮选药剂的制备和矿浆的稳定 ；纳米材料可用于提高传感器的敏感度和精度；复合 材料可用于制备耐磨耐腐蚀的设备和构件。
03
矿物材料制备
矿物材料是现代工业的重要基础材料之一，国内外在矿物材料制备方面
已经取得了很多成果。例如，利用矿物加工技术制备高性能陶瓷、功能
材料、环保材料等。
行业发展趋势
智能化
随着人工智能和自动化技术的发展，矿物加工行业正朝着智能化方向发展。智能化技术的 应用可以提高矿物加工过程的自动化程度和生产效率，降低能耗和资源消耗。
磁电选技术
磁电选技术利用矿物磁性和电性的差异进行分离，包括磁选和电选。随着高磁场强度和高频率磁选机的 出现，磁选技术在处理弱磁性矿物方面取得了重要突破。电选技术也在不断完善和改进。
绿色加工技术
要点一
环保要求
随着环保意识的不断提高，矿物加工 行业对绿色加工技术的需求越来越迫 切。绿色加工技术旨在减少对环境的 污染和资源的浪费。
第一篇 第1章 矿物加工与利用工艺学概述
备注
[10]矿产资源综合利用手册编委会.矿产资源资源综合利用手册[M]. 北京:科学出版社, 2005. 课后下发给学生，开始给学生建立个人“矿物加工工程专业人员案头 工具书”
第二篇 矿物深加工与矿物材料
内容
教学大纲要求
学时
熟练掌握
正确理解 一般了解
①热加工工艺技术，包
① 矿物与岩
本篇主要学习非金属矿物 深加工与矿物材料应用工艺 技术。主要学习：矿物提纯、 热加工、矿物物理加工与改 性、矿物化学改性、矿物复 合材料等五方面的知识，以 主要矿种的加工为基础，学 习在国民经济中主要应用领 域的应用技术；以验证性试 验，熟悉基本分析测试技术， 完成 1～2 个综合型或设计型 试验，为建立完善的知识、 智能结构奠定基础进一步培 养自学能力和分析问题、解 决问题的能力以及实验研究 动手能力。
了解：矿物加工工程及矿物加工与利用工艺学的发展史。 [1] 郑水林.非金属矿物加工与应用 [M].北京：化学工业出版社， 2003.1（25.00）
教学参考 资料
[2] 荣葵一,宋秀敏.非金属矿物与岩石材料工艺学[M].武汉工业大学 出版社,1996.
[3] 王淀佐等.矿物加工学. 徐州：中国矿业大学出版社，2003
第一篇 第 1 章 矿物加工与利用工艺学概述
教学大纲要求
内容
学时
熟练掌 握
正确理解
一般了 解
1.1 矿物加工工程学科及其在国民经济建设中的地 位和作用（国内外发展状况）
①矿物加工工程 矿物加 矿物加 在国民经济中的 工工程
1.2 辽宁工大矿物加工工程学科发展及学术研究方
工与利 地位和作用； 及矿物
向与《矿物加工与利用工艺学》
工作原理；
资源加工学【1-8章课后习题答案】
第一章、资源加工学概述1．简述从选矿学、矿物加工学到资源加工学三者之间的发展关系。
【解】资源加工学是由传统的选矿学、矿物加工学发展演变形成的新的学科体系。
研究手段选矿学是用物理、化学的方法，对天然矿物资源（通常包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选别、分离、富集其中的有用矿物的科学技术，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。
矿物加工学是在选矿学的基础上发展起来的，是用物理、化学的方法，对天然矿物资源进行加工（包括分离、富集、提纯、提取、深加工等），以获取有用物质的科学技术。
其目的已不单纯是为其它行业提供合格原料，也可直接得到金属、矿物材料等。
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研究对象传统选矿学、矿物加工学的研究对象均以天然矿物资源为主。
资源加工学的研究对象涉及以下几方面：（1）矿物资源。
包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等；（2）非传统矿物资源。
包括：①工业固体废弃物：冶炼化工、废渣、尾矿、废石。
②海洋矿产：锰结核、钴结壳、海水中金属、海底热液硫化矿床。
③盐湖与湖泊中的金属盐、重金属污泥。
（3）二次资源。
包括：①废旧电器：电视机、冰箱、音响等。
②废旧金属制品：电缆、电线、易拉罐、电池等。
③废旧汽车。
（4）非矿物资源。
城市垃圾、废纸、废塑料、油污水、油污土壤等。
2．资源加工学学科包括那些领域它的学科基础及与相邻学科的关系如何？【解】学科领域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 Metallurgical Processing）。
可简称为4-MP。
矿物加工是根据物理、化学原理对天然矿物资源进行加工，以分离、富集有用矿物；矿物材料加工是根据物理、化学原理，对天然及非传统矿物资源进行分离、纯化、改性、复合等加工，制备功能矿物材料；二次资源加工是根据物理、化学原理，对二次资源进行加工，分离回收各种有用物质；金属提取加工是根据物理、化学原理，对各种资源进行化学溶出、生物提取、离子交换、溶剂萃取等加工，以获取有价金属。
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形成复合力场 实现大直径设计 提高了富集比 提高了小密度差物料边
缘分选效率
h／D＝0.45 h／D＝0.36
国内外传统理论极限：h／D＝0.45 创造性超极限距径比：h／D＝0.36
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工程实例:
武汉钢铁集团、本溪钢铁集团等； 各项指标达到或优于国内、外同类产品先
进指标 。
工艺流程
技术特点
工艺流程简单，操作简便，
运行成本低；
可有效排除精矿产品中的
S含量；
不涉及高温热工；
能实现无尾生产，不产生
二次环境污染。
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超极限（h/D）螺旋溜槽
断面曲线参数 ：Y= KX1/3 结构参数: t2=t1(D2/D1)0.53
K2=t2/D2 >0.4
螺旋断面曲线设计
置换 冶炼 金银
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2.2.3 硫酸渣生产氧化球团
当硫酸渣精矿中铁含量达到60%左右，在适当原料配伍前提下，经 细磨或润磨可获得满足冶炼要求的氧化球团。
武钢硫酸渣处理工程
山东江北化工总厂分选工程
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2.2.2 硫酸渣浸出-磁选工艺
某些Au、Ag等含量较高的硫酸渣，可采用浸出-磁选技术，回收贵 金属和铁精矿。
工艺原理： 金、银在有氧存在的氰化溶液中与氰化物反应，生成金氰络离子，
然后用锌置换，再经冶炼得到成品金、银，最后利用弱磁磁选机将硫酸 渣磁选得精铁矿。
矿物加工技术在二次资源领域 的应用
矿物加工技术
在二次资源领域的应用
2011.11
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1
引言
2
硫酸渣的综合利用
3
石煤提钒
4
铁尾矿的综合利用
5
含锌粉尘的资源化利用
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1.二次资源的定义及分类ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1 二次资源的定义 自然资源（一次资源）：在一定经济技术条件下，对人类
有用的一切物质和非物质的总称。 从广义上说，自然资源包括全球范围内的一切要素，既包
1.3.4 化工固体二次资源
化工固废：弃物种类多，有毒物质含量高，产生量大 产 生 量：t产品通常可产生1-3t固废，个别高达10-12t 如硫酸渣：多采取螺旋溜槽等分选技术
高PO43-、Fe2+、Zn2+渣，多采用物理、化学选矿处理。
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1.3.5 煤系固体二次资源
煤矸石
• 约占煤炭产量的15%；
• 每年排放量达1亿t以上，约占全国工业废渣
排放量的1/4。
粉煤灰
• 主要来自火力发电厂煤燃烧烟气中收集的细灰； • 目前，年排放量由原来的7000万t/a增加到1亿t/a； • 全国已累计堆存粉煤灰13亿t之多。
对含碳较高的煤矸石可用水力旋流器、重介质、跳汰等回收有价组分； 对高含硫铁矿的煤矸石可通过跳汰机等设备回收硫铁矿。
组成
TFe
含量/% 27-63
Cu 0.180.50
Pb 0.0150.20
S
0.123.43
SiO2 6.737
Zn 0.020.72
（2）粒度组成
粒级 /mm
>0.25
0.150.25
0.100.15
0.0740.10
0.060.074
0.044<0.044
0.06
含量/% 4.1-4.2 1.9-2.1 0.5-12.0 10.3-18.1 9.0-63.8 14.0 60.0
25
20
4.6
3
0
煤矸石
铁矿废石
有色金属 矿废石
金矿废石
化工废石
综合开发平均利用率仅为8.2%； 大中型矿山约有30%开展了综合利用，综合利用率约为25%； 完全没有利用的为45%。
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1.3.2 钢铁冶金固体二次资源
主要有：高炉渣、钢渣、各类含铁尘泥等。 目前，二次渣尘大多仍采取二次转移处理； 在线循环利用，仅在一些新建项目中出现。 高炉渣的回收利用率：
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常用技术方法： 磁化焙烧-磁选 浮选-磁选 磁选-重选 洗矿-分级-浮选联合流程 高温氯化法 存在问题： ➢ 技术适应性不强，可操作性差； ➢ 易造成二次污染； ➢ 工艺复杂、过程控制困难、指标不稳、成本高。
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2.2.1超极限（h/D）螺旋溜槽分选提纯技术
废渣
粉尘
废气
工业
生产
废旧
废水
金属 尾矿
秸秆
农业 稻壳 生产
家畜 粪便
废 橡胶
电子 废物
生产
废 塑料
生活
废纸
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1.2 二次资源的分类
固体 二次资源
A.矿业固体二次资源 B.钢铁冶金固体二次资源 C.有色冶炼固体二次资源 D.化工固体二次资源 E.煤系固体二次资源
非固体 二次资源
A.二次水资源 B.二次气资源
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1.3 二次资源利用现状
矿物加工技术 用于二次资源利用： 实现： （1）缓解资源衰竭速度； （2）提升资源承载能力； （3）保证社会、经济的可持续发展。
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1.3.1 矿业固体二次资源
94 100
80
60 35.6
40
总废石达162.3亿t， 累计堆存尾矿50亿t。
括地质进化过程中无生命的物理成分，又包括地球演变中的 产物。
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二次资源（再生资源）:即一般意义上的废弃物资源(城市矿业) 。
可定义为，在社会生产、流通、消费过程中产生的不再具有原使用价 值并以各种形态存在，但可以通过某些综合利用加工、回收等途径，使 其重新获得使用价值的各种废弃物的总称。
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2.硫酸渣的综合利用
2.1 硫酸渣的来源与组成 2.1.1 来源
来自焙烧硫铁矿利用接触法生产硫酸过程。
➢ 生产1吨硫酸产生0.7-1.01t硫酸渣； ➢ 近1亿t/a，少量作水泥掺合料； ➢ 大部长期废弃堆放，形成区域公害。
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2.1.2 硫酸渣的特性
（1）化学组成
80%
中国
97%
日本
99%
德国
100%
英、美
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1.3.3 有色冶炼固体二次资源
主要渣种：铜渣、铅锌渣、镍渣(大多水淬处理) 主要成分：SiO2。目前75%的铜渣、50%的铅锌渣用作水泥原料，
60%镍渣作填埋，亟待提升其综合利用率。 如锌废渣：多采用磁选法、回转窑法、转底炉法处理技术。
4Au+8NaCN+O2+2H2O→4NaAu(CN)2+4NaOH 2Au(CN)2-+Zn→2Au+Zn(CN)42-
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典型工艺流程：
烧渣 磨矿
分级
浸出
铁精矿
磁选
洗涤 净化
尾砂
主要工序：磨矿、浸出、洗涤、置换、 磁选和净化等；
主要指标：浸出率68%，洗涤率96%， 置换率98%；氰化回收率64%。