第一章 矿物加工工程技术及其发展

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.2.1 国外近代的矿物加工 (1)19世纪50年代发明了破碎机械。 1858年布莱克(Joshua H.Blake)发明了颚式破碎机, 1883年盖茨(Gates)发明了圆锥破碎机。 (2)在19世纪发现了电磁感应,因此制造了用于将磁性矿 物与非磁性矿物分离开的强磁体。
18
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(3)金属提取加工(Metal extraction processing): 直接从矿石中提取金属的方法,如铁精矿直接不愿、细 菌浸出等。 (4)二次资源加工(Secondary material processing): 利用矿物加工分选原理和技术,从二次资源中分离和回 收各种有用物质。
(3)清朝时期采选工业形成了规模颇大的作坊式生产,但到 20世纪初,仍以手工生产为主。如锡矿山选锑,江西钨矿仍 用手拣富矿的手工作业方式。
11
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(4)1909年,湖南水口山建成我国第一座200t/d的机选厂 即机械重力选矿厂,采用跳汰和摇床选别方法,处理手 工不能拣选的矿石,原矿铅锌品位分别为5%和20%。 (5)1917年辽宁青城子建成铅锌浮选厂。
阿格里科拉
汤若望教士
6
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.2 近代的矿物加工 以蒸汽机发明为标志的工业时代的到来,加上19世纪 末到20世纪20年代工业生产对矿物原料的需求猛增,极大 的促进了矿物加工从手工作业向工业技术的真正转变。
7
1.1.1 中国古代的矿物加工
(1)七八千年前,先民已掌握陶器制作技术。 古文献曾记载“器用陶匏以象天地之性”。距今约四千 多年的虞舜时,据史书传说:“舜少贫贱,造瓦器于河滨, 器皆完整无所损坏”。
(2)商代就有了矿石拣选技艺。 (3)春秋末年(公元前6世纪)开始冶铁并使用生铁,公元前 一二世纪发展到利用生铁炼钢。 (4) 2000多年前的人们就开始使用淘洗工具,到了宋代 (960-1279)就广泛使用木制溜槽选金。
17
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.4 矿物加工学科专业的拓展
(1)矿物加工(Mineral processing): 用物理、化学的方法,对天然矿物资源进行选别,分离 和富集其中的有用矿物,为冶金、化工等行业提供合格原料。 (2)矿物材料加工(Mineral material processing): 通过提纯、超细粉碎、表面改性、掺杂等物理和化学方法, 对天然及非传统矿物资源进行分离、纯化、改性、复合、等加 工,制备矿物材料、功能材料等。
19
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.5 矿物加工技术应用领域的扩展
(1)粉体材料与纳米材料:通过超细粉碎制备粉体材料, 如超细石英、超细滑石粉。
(2)工业废渣和废水的综合利用:矿山的表外矿、尾矿; 冶炼厂的炉渣、浸出渣、沉泥;火电厂的煤灰等等。 (3)电子废弃物、城市垃圾的分选和处理:“城市矿山”。
3)80年代中期以后矿业政策放宽,大批国有、地方、集 体和私营的选矿厂如雨后春笋般建成。
4)90年代末期以后,许多矿业公司上市融资,形成了庞 大的矿业集团。 13
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(2)我国有色金属矿产资源的特点,决定了矿物加工技术 的发展模式。 贫矿多,富矿少;粗颗粒少,细颗粒多;共伴生矿多, 单一矿少,共生矿占矿产资源的80%。共生铜占25.7%,伴 生钨占33%,伴生锡占27.6%,伴生钴占80%,伴生金占44.2%, 伴生银占87%,伴生铂族元素占80%。
设备:大型浮选机、高梯度磁选机、加药机、各种碎磨 设备及选矿自控设备等。
16
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.3.2 国外当代的矿物加工 (1)20世纪50年代,特温特开发出聚丙烯乙二醇醚起泡剂和 哈里斯发明了Z-200(硫代氨基甲酸酯)选铜捕收剂。 (2)20世纪50年代组织起国际矿物加工大会(IMPC),1952年 在伦敦召开了第一届国际矿物加工大会。 (3)1967年波廷(P.Poutin)和特伦布莱(R.J.Tremblay)在 美国获得了浮选柱专利。浮选柱于1980年在加拿大Gaspe矿山 首次安装使用,浮选辉钼矿。
(8)“鹅毛刮金”,在鹅羽毛上蘸以植物油,用来黏捕砂 中微细金粒,从古一直沿用至近世。比后来的1860年英国人 的硫化矿浮选专利要领先200多年。
5
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.1.2 国外古代的矿物加工
(1)古埃及人淘洗黄金。 (2)古希腊人用羊毛富集金粒。 (3)16世纪用磁铁分选磁铁矿。 (4)1556年,德国矿物学家阿格里科拉用拉丁文写成《论 冶金》,1621年传到中国,1640年由西方传教士汤若望全文 译出,名为《坤舆格致》。
1.1 古代的矿物加工
在古代,无论是公元前几千年的古埃及,还是中世纪的罗马时代,或 者是中国古代,由于生产力水平低下,科技水平落后,对矿物资源的需求 少,当时人们对矿物的利用主要是通过手工作业从天然矿石得到的。 直至今日,眼观手拣、水力淘洗这两种朴素的选矿方法还在某些矿山 使用。
3
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
14
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(3)建立了许多重要的有色金属加工基地。 (4)黑色金属工业发展迅猛。 (5)成为煤炭生产和消费大国。 (6)非金属矿得到广泛开发。 非金属矿是指那些除燃料矿产、金属矿产外,在当前技 术经济条件下,可供工业提取非金属化学元素、化合物或可 直接利用的岩石与矿物。此类矿产少数是利用化学元素、化 合物,多数是利用其特有的物理和化学性能而利用整体矿物 或岩石。包括冶金辅助材料、化工原料、建筑原料等。
4
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(5)锌的冶炼是中国最早发明的,至迟在10世纪的五代时 期已能炼制。 (6)宋代的胆水浸铜,当时德兴一带就很有规模。据报导, 欧洲最早的湿法炼铜出现在1752年,比中国晚了700多年。
(7)明代(1587-1661)宋应星著的《天工开物》就记载 了广西南丹的砂锡洗选工艺。
15
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(7)在矿物加工理论、工艺及设备上取得一系列重大科技 成果。 理论:硫化矿浮选电化学、非硫化矿浮选溶液化学、浮 选药剂分子设计、细粒浮选理论、复合物理场选矿理论等。
工艺:优先浮选、等可浮、混合浮选、闪速浮选、重磁 浮联合、选冶联合工艺等。
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
矿物加工新技术
Advanced technology of mineral processing
主讲:蓝卓越 昆明理工大学国土资源工程学院
二○一二年七月
1
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.2.2 中国近代的矿物加工 (1)中国近代的矿物加工始于清代末期的洋务运动 1876年,直隶总督李鸿章命唐廷枢筹建开平煤矿,1881 年建成唐山矿。 (2)1890年,湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂和大 冶铁矿,标志着中国钢铁工业的兴起。
9
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(7)从1913年到1922年,可以说浮选首次成功应用于商业。 特别在美国,第一个重要的工业浮选厂由Butte& Superior 公司于1913年投产。 (8)1921年珀金斯(Perkin,s)发现了化学成份确定的a-萘 胺和均二苯硫脲在促进硫化矿物浮选中的重要作用后,浮选 进入了一个新的时代。凯勒(Keller)于1924年发现,可溶于水 的黄药是高效浮选捕收剂。 (9)1920年朗格缪尔(Irving Langmiur)首次提出浮选理论, 阐述药剂在矿物表面上的吸附现象和矿物在气泡上的附着。1930 年美国氰胺公司克里斯曼(L.J.Christmann)进一步详细阐述 了浮选理论。 10
21
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
1.6 矿物加工基本过程与基本概念 1.6.1 矿物、矿石性质与矿物加工
(1)矿物与矿石
矿物:地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的 具有固定化学成分和物理性质的天然化合物或自然元素。
岩石:在不同地质条件下,由一种或多种矿物组成的矿物集 合体。
(3)美国亚利桑那州的威尔弗利(Arthu Redman Wilfley) (1860—1927年)于1896年发明了分选矿物的摇床,20世纪40 年代Humphrey跳汰机问世。
8
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(4)在英格兰,1860年海恩斯(William Haynes)开始使用 某些油(如松醇油)浮选矿物:某些矿粒附着在比水轻的油层 中而浮起来。 (5)1904年埃尔默(Elmore)的真空-油浮选专利是现代泡沫浮 选的起点,使用2kg/t的油,利用溶解在水中的空气浮起粘 附在油滴上的硫化矿颗粒。 (6)1909年格林韦(Greenway)、萨尔曼(Sulman)和希金斯 (Higgins)发现了能溶的起泡剂(如酮和醇),改进了浮选法, 进一步降低浮选油耗。
有用矿物:在众多矿物中,能为人类所利用的矿物称为有用 矿物(valuable minerals)
人类社会文明的发展史,就是一部开发自然资源的历史, 其中矿产资源的开发占据着重要的组成部分。
石器时代 青铜时代 铁器时代 新材料时代 电子信息时代
当今时代,矿产资源已成为国民经济的重要支柱,矿产 的产出和消耗已成为衡量一个国家和地区经济发展的重要指标。
2
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
20
矿物加工新技术
advanced technology of mineral processing
(4)海洋多金属结核的开发和利用
多金属结核主要分布在水深3000-6000米的深海底,资源总量达3
万亿吨,其中太平洋具有商业开采潜力的结核资源总量达700亿吨。含 有70多种元素,其中镍、钴、铜、锰的总量分别高出陆上相应储量的几 十倍到几千倍。 富钴结核产出在水深1000-3000米的海山上,富钴结核矿床潜在 资源量达10亿吨,钴金属含量达数百万吨。 海底多金属硫化物主要出现在2000多米水深的大洋中脊和断裂活 动带,主要元素为铜、锌、铁、锰等,另外银、金、钴、镍、铂等, 也在一些地区达到工业品位。
(6)上世纪30年代到40年代,日本侵略者在东北建立了18 座采选厂,掠夺中国的铁、煤、铜、铅、锌、金、银等矿产 资源。
12
矿物加工新技术
advanced technology 当代的矿物加工
1.3.1 中国当代的矿物加工 (1)矿物加工工业发展的四个阶段 1)20世纪50年代早期苏联援建的一批重点项目钨、锡、 铜选矿厂。 2)60-70年代独立自主建设一大批国有选矿厂。
相关文档
最新文档