选矿学总结_选矿学1课后习题总结
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磁选:在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种分选方法 物体的比磁化系数: 物体的容积磁化系数 K 0 与物体的密度 之比值 物质的比磁化系数: 物质的容积磁化系数 K 与物质的密度 之比值 退磁因子: 颗粒（物体）磁化后本身产生退磁场 H 退 与磁化 H 方向相反，当磁化均匀时，产生的退磁场强度与磁化强度成正比，即： H 退 NM ,式中 N 叫做物体的退磁系数 等降颗粒：密度和粒度不同，但在介质中具有相同的沉降末速的颗粒。
等降比：等降颗粒中，小密度矿粒的粒度与大密度矿粒的粒度之比。用公式表示e0= d1/d 2 正浮选:浮起的矿物是有用矿物；反之，叫反浮选。
活化剂:凡能促进捕收剂与矿物的作用，从而提高矿物可浮性的药剂
凝聚：细粒物料受一些无机电解质的作用，粒子表面动电电位下降，从而引起互相凝聚生成凝聚体，称之为凝聚或凝聚作用。
团聚：矿粒在捕收剂作用下形成疏水表面，疏水矿粒之间的粘附称之为粘附。絮凝：由高分子絮凝剂通过桥联作用，把颗粒联结成一种松散的聚集状态。
接触角：固，液，气三相交点处作液/气表面的切线，此切线与固液表面的夹角。
表面电位ψ0 ：是指固相表面处的电位，大小与溶液中定位离子的浓度有关。25℃时氧化矿物表面电位表达式：
ψ0 = 0.0591(pH 0 −pH)
零电点（PZC）：式中的pH 0为表面电位ψ0 为0 时的溶液pH 值，即为矿物的零电点。
动电电位（ζ）：胶体粒子在电场作用下在溶液中会发生迁移，滑动界面上电位与溶液内部的电位差，等电点：ζ = 0时溶液中定位离子活度的负对数。
化学分选过程：原料——焙烧——浸出——浸液净化和富集——化学沉淀，置换或电解——化学精矿或金属
浮选工艺因素包括：磨矿细度、药剂制度、浮选流程、矿浆 pH、矿浆浓度、浮选时间、温度、水质 矿物带电方式：直接传导带电；感应带电；电晕带电；摩擦带电
矿物按物质比磁化系数大小可分为：强磁性矿物、弱磁性矿物、非磁性矿物
矿物加工学方法包括：分离富集、贫细矿物资源利用的新技术、工艺和设备，对矿物的提纯与精加工，环境的综合治理和矿物新用途的开发等。
矿物加工的方法：破碎与磨矿、重选、磁选和电选、浮选、生化浸出提出、选—冶联合法、直接还原法和深加工（矿物精加工与矿物材料）
1.简述磁选的原理及其在矿物加工和其他领域中的应用。
磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种分选方法。
应用：1磁选是处理铁矿石的主要方法;部分有色和稀有金属矿物的磁选;2非金属矿物加工与利用中用磁选除铁;3物料破碎前除铁保护破碎设备;4在用到重介质分选的选矿厂，用磁选法回收磁性重介质;5二次资源回收利用，从冶金渣中回收金属也利用到了磁选法;6用高梯度磁选对生产和生活污水进行处理;7食品加工中的面粉除铁
2.物料给入磁选设备的分选空间后，主要受到哪些力的作用？磁分离的基本条件是什么 ？ 受到磁力和竞争力（重力、离心力、水流推动力、摩擦力等）条件： F1磁 F竞 F2磁
F1磁 —作用在磁性强的颗粒上的磁力； F2磁 —作用在磁性弱的颗粒上的磁力； F竞 —作用在颗粒上的竞争
3.矿物按比磁化系数大小可分为哪几类？列举相应的矿物及分选磁场大小。
强磁性矿物、弱磁性矿物、非磁性矿物
强磁性矿物主要有磁铁矿、磁赤铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、锌铁尖晶石等。弱磁性矿物主要有赤铁矿、镜铁矿、菱铁矿、褐铁矿、水锰矿、软锰矿、硬锰矿、黑钨矿、金红石、电气石、石榴石、角闪石、绿泥石等。非磁性矿物，属于这类矿物的很多，部分金属矿物：白钨矿、锡石、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,大部分非金属矿物：自然硫、刚玉、石膏、萤石、方
解石、长石、石英
强磁性矿物分选磁场强度 H>1500Oe；弱磁性矿物分选磁场强度 H：10000~20000Oe；非磁性矿物目前还无法磁选
4.简述强磁性矿物和弱磁性矿物的磁化特性。
强磁化矿物的磁化特性：属于亚铁磁质，磁化时有磁滞现象。比磁化系数的大小随着外磁场的变化而变化。
弱磁化矿物的磁化特性：与强磁性矿物不同，它的磁化强度 M 与外磁场 H 的关系是直线，没有磁饱和现象和磁滞现象。比磁化系数随着外磁场 H 的变化也基本上不变。5.矿物带电有哪些方式？（1）直接传导带电：矿粒同带电电极直接接触，如矿粒的导电性好，矿粒将获得和电极极性相同的电荷，而导电性很差或极差的矿粒只能被极化，（2）感应带电：矿粒和带电电极或带电体接触，仅在电场中受到电场的感应，导电性好的矿粒在靠近电极的一端产生和电极相反的电荷，另一端产生相同的电荷, 导电性差的矿粒虽然处在同样的条件下，但只能被电场极化
（3）电晕带电：在电晕电场中，气体的负离子飞向正极，形成体电荷。导电性不同的矿粒进入电场中后，都获得负电荷，但由于导电性不同，所以表现的行为不同
（4）摩擦带电：矿粒相互之间的摩擦和矿粒同给料运输设备的表面发生摩擦也可使矿粒带电。6.电选的影响因素有哪些？(1)设备因素
电极电压：电压大小直接影响电场强度。电压增大，电晕电流升高，矿粒所受电力作用增大。电极的位置：随着电晕电极距辊筒距离的减小，电晕电流值增大，矿粒所受电力作用增大。
滚筒转速：辊筒转速提高，使作用在矿粒上的离心力增大；同时矿粒在电晕放电区停留时间减少，所获得的电荷数减少。(2)物料因素
干燥度：如果矿粒表面潮湿，非导体电导率增大，导体与非导体之间电导率的差异降低，不利于分选。同时矿粒之间的粘附增大
矿物表面药剂处理：采用有选择性吸附的药剂吸附在某种矿物表面上，改变该矿物的导电性。给料粒度：颗粒太细效果差，给矿量和给矿方式：给矿量料层不能太厚，给矿方式在辊筒长度方向要求均匀给入 7.等降比在重选中有何实践意义？ 意义：（1）由不同密度的矿物组成的矿粒群，在用水力分析方法测定粒度组成时，同一等降级别中轻矿物颗粒普遍比重矿物颗粒粒度大。轻、重矿物的粒度比值应等于等降比。这时，如果已知一种矿物的粒度则另一种矿物的粒度即可按等降比关系求出。
（2）等降比 e0 的大小在一定程度上反映两个等降颗粒密度差异的大小。从等降关系上来讲，若某一原料的筛分级别中最大颗粒粒径与最小颗粒粒径的比值小于等降比，则所有重矿物颗粒的沉降速度均大于轻矿物颗粒，从而可按照沉降速度差，使原料达到按密度分离。
（3）同一矿石中不同密度的矿粒的 e0 越大，越易分选。另一方面。e0 越大，意味着可选的粒级范围越大，而为提高按密度分选的精确性，在重选前适当分级是必要的。8.简述水力分级在选矿中的应用。
（1)与磨矿作业构成闭路工作，及时分出合格粒度产物，以减少过磨；
（2)在某些重选作业(如摇床、溜糟)之前，对原料进行分级，分级后的产物分别给入不同设备或在不同操作条件下选别；(3)对原矿或选别产物进行脱泥、脱水；(4)测定微细物料的粒度组成。9.影响悬浮液粘度的主要因素有哪些？
悬浮液的粘度取决于水的粘度和由加重质引起的附加粘度。悬浮液是由密度大的固体微粒分散在水中构成的非均质两相介质，水的粘度，是浮液固体容积浓度。加重质的粒度和形状，都影响悬浮液的粘度。一般，悬浮液粘度随固体容积浓度的增大、加重质粒度的减小而增大
10.简述跳汰选矿的基本原理及应用，影响分选过程的因素。
跳汰选矿的基本原理：在垂直变速介质流中按密度分选矿物的过程。
跳汰选矿广泛用于钨、锡、铁、锰、煤以及其它矿石的选别。在我国，约三分之二的钨矿石用跳汰选别，跳汰选煤则一直占主导地位。一些弱磁性铁矿石选矿厂，也用跳汰机作为主要设备。影响分选过程的因素，包括跳汰机的结构参数和操作参数两方面。属于结构参数的有：筛板配置形式（长宽比、倾角、落差、筛孔尺寸及形状）、跳汰室数、底箱形状、隔板插入深度、冲程参数及排矿装置等。操作参数主要有：冲程、冲次；给矿水和筛下补加水；床层厚度与人工床石；筛板落差；给矿性质和给矿量。11.简述正弦跳汰周期中，矿粒的分层过程。
第一阶段：水流上升运动前半期。水流加速上升，速度由零增长到最大值，方向向上, 床层由紧密变为松散。这个阶段主要作用是抬起床层占据一定的空间高度，为下一步分层创造条件。第二阶段：水流上升运动后半期。水流作减速上升，速度由最大变为零，矿粒与水流之间相对速度变小，松散度达到最大，是按密度分选矿石的最好时机。第三阶段：水流下降运动前半期。水流和大部分矿粒向下运动，也是按密度分层的最好时期。第四阶段：水流下降运动后半期。矿粒基本上落到了筛网，粗大、中等颗粒的粒度已基本上停止运动；细小颗粒在下降，在水流的吸入作用下作钻隙运动。12.简述摇床选矿的分选原理，特点及应用。原理：矿石密度不同，根据重力的原理。原料(矿浆或干料)给到给矿槽内，同时加水调配成浓度为25％一20％的矿浆，自流到床面上。矿粒群在床条沟内因受水流冲洗和床面振动而放松散、分层。分层后的上下层矿粒受到不同大小的水流动压力和床面摩擦力作用而沿不同方向运动。上层轻矿物颗粒受到更大程度的水力推动，较多地沿床面的横向倾斜向下运动。于是这一侧即被称作层矿例。位于床层底部的重矿物颗粒直接受床面的差动运动推动移向传动端的对面，该处即称为猪矿端。矿粒的密度和粒度不同，运动方向亦不同，于是矿粒群从给矿槽开始沿对角线呈扇形展开，产物沿床面的边缘排出，排矿线很长，故格床能精确地产出多重质量不同的产物。特点：
1、分选精确度高，富集比可高达 300 倍。
2、经一次选别可得到部分最终精矿、最终尾矿和 1~2 种中间产物。
3、平面摇床操作方便。
4、占地面积大，单位面积处理量小。
应用：处理钨、锡、有色和稀有金属矿石、煤，对金属矿石，有效选别粒度范围为 3~0.02mm。12.影响摇床选别的因素有那些？
（1）床面的运动特性：床面运动的不对称程度将影响矿粒床层的松散分层与沿纵向的运搬分带。
（2）床条的形状、尺寸及其在床面上得布置：床条的高度、间距及形状影响着水流沿床面横向流动速度的大小，特别是对条沟内形成的脉动速度影响更大。
（3）冲程和冲次：摇床的冲程、冲次对矿粒在床面上得松散分层及运输分带有十分重要的作用。冲洗水的大小和坡度共同决定着横向水流的流速。
（4）横向坡度与冲洗水：冲洗水由给矿水和洗涤水组成。“大坡小水”省水，不利于提高精矿质量，用于粗选，扫选。“小坡大水”则用于精矿。
（5）给矿性质：a.给矿量：适宜的处理量与物料的可选性和给矿粒度组成有关。b.给矿浓度：给矿浓度既影响处理量又影响回收率。
c.给矿粒度组成：由于在摇床选别中析离分层占着主导地位，所以给矿的最佳粒度组成应是所有密度大的矿粒粒度都小于密度小的矿粒。
13.简述浮选的基本原理，浮选过程包括哪些环节？
基本原理：浮选法利用矿物表面物理化学性质的差异，向矿浆中加入药剂（包括捕收剂、抑制剂和调整剂），使某些矿物颗粒表面疏水，而另一些矿物亲水，再向矿浆充入气泡，表面疏水的矿物就附着在气泡上随气泡上浮，而表面亲水的矿物颗粒留在矿浆中，从而是实现矿物分离。
浮选过程：包括:(1)将矿石磨细，一是使有用矿物与脉石矿物解离，二是使颗粒大小适合浮选工艺要求（2）调整矿浆浓度和温度；（3）加药；（4）充气浮选，将矿化泡沫分离。12.如何通过接触角鉴别颗粒表面的润湿性？
在不同的矿物表面接触角是不同的，所以接触角的大小可以标志矿物的润湿性。如果矿物表面的所形成的θ角很小或接近于零，则称其表面具有亲水性；反之，接触角越大，矿物表面越疏水。
14.什么叫粘附功和矿物可浮性指标？应用 Young 氏方程推导出二者的关系。
矿物颗粒和气泡在液相中发生粘附，单位面积粘附前的表面自由能= γLG +γSL，单位面积粘附前的表面自由能= γSG，粘附功：ΔW = −ΔG = γLG +γSL −γSG 代入young 氏方程： γLG cosθ = γSG −γSL 得：ΔW =γLG（1-cosθ）
ΔW > 0，则ΔG
15.试论述矿物内部结构、表面结构与矿物表面水化和润湿性的关系。
矿物表面的水化作用的大小以及润湿性的大小取决于矿物表面不饱和键的性质。如果不饱和键是离子键、共价键或金属键则矿物表面可以强烈的和极性水分子发生作用，这样的矿物表面的润湿性为强亲水性，水化层较厚；反之，如果矿物表面的不饱和键为分子键，它和极性水分子的作用能力很弱，这样的矿物润湿性为疏水性，水化层较薄。引起矿物表面润湿性差异的本质是矿物表面的极性和不饱和键的性质。这些性质的差异一方面取决于组成矿物元素的性质，另一方面取决于矿物的内部结构。亲水性的矿物表面易被水润湿，自然可浮性差；疏水性的矿物表面不易被水润湿，自然可浮性好。对于离子晶体、共价晶体、金属晶体，具有很强的亲水性，自然可浮性差；对于分子晶体疏水性高，自然可浮性好。16.矿物表面荷电的起因有哪些？
主要可归纳为三种：离子溶解：组成固体的正负离子在介质中的溶解能力往往不同。若正离子的溶解能力大于负离子的溶解能力，那么固体表面荷负电；反之，固体表面带正电。
离子吸附：界面对介质中离子的吸附往往是不等量的，对某种离子的过量的吸附使界面产生荷电。电离：有些矿物同水作用后界面生成新的物质，界面的荷电与生成产物有直接的关系。
20.写出黄药和黑药的结构通式，试比较二者的化学性质和捕收性能。黄药使用时由于其化学性质应注意的事项。
黄药化学性质：遇热分解；遇水水解，然后也可以分解： ROCSS − +H2O = ROCSSH +OH −
水解产物是一种很不稳定的化合物很快自行分解：ROCSSH →CS2 + ROH
遇酸水解向右，加速分解；遇碱水解向左，较为稳定。与空气中氧接触，或与溶液中高价金属离子作用，被氧化成双黄药(ROCSS)2，即：（ROCSS—SSCOR）
黄药的捕收能力一般规律是：烃基越长，捕收性能越强，但是太长选择性下降，而且在水中的溶解度下降，对浮选不利，通常为C2~C5 黑药比黄药稳定不易分解，但长时间与空气接触也会氧化分解，在酸性介质中浮选常用黑药。
黑药捕收性能：与黄药相比较，两者都是通过二价硫原子和矿物表面的金属离子结合，故黄药可以捕收的矿物黑药也可以捕收，应用仅次于黄药。捕收能力比黄药低，选择性较高，对硫化铁捕收力弱。17.什么叫活化剂？常用的活化剂有哪些及其作用？
凡能促进捕收剂与矿物的作用，从而提高矿物可浮性的药剂，称为活化剂。主要有硫酸铜及有色重金属可溶性盐、碱土金属、硫化钠及可溶性硫化物。活化剂一般通过以下几种方式使矿物得到活化：
（1）在矿物表面生成难容的活化薄膜（2）活化离子在矿物表面的吸附（3）清洗掉矿物表面的抑制性亲水薄膜（4）消除矿浆中有害离子的影响
18.简述矿泥难选的原因及改善矿泥浮选的措施。矿泥难选的原因：（1）比表面积大表面能大：易产生异凝聚矿泥罩盖，药剂耗量增大，溶解度增大离子增多；（2）质量小：与气泡粘附概率减小。措施：（1）脱泥，特别是采用选择性絮凝脱泥；（2）使矿泥分散；（3）在较低的矿浆浓度下浮选；（4）分批加药；（5）采用特殊的浮选法，如载体浮选，疏水团聚浮选，真空浮选等。19.简述中心传动式浓密机的结构与工作原理。
中心传动式浓密机由浓密池、耙架、传动装置、耙架提升装置、给料装置和卸料斗组成。圆柱形浓密池用水泥或钢板制成，池底稍呈圆锥形或是平的。池中间安有一根竖轴，轴的末端固定有一个十字形耙架，耙架的下部装有刮板。耙架与水平面成 8°~ 15°。竖轴在电动机经传动装置带动下旋转，矿浆沿着桁架上的给槽流入池中心的受料筒，固体物料沉降在池的底部由刮板刮到池中心的卸料斗排出，澄清溢流水从池上部环形溢流槽溢出。
20.精矿过滤常用的过滤机有哪些? 简述盘式过滤机的结构与工作原理。常用的过滤设备有圆筒式真空过滤机和盘式真空过滤机。
盘式真空过滤机盘内部沿径向分成若干扇形格，每格均有单独孔道通向分配头，当盘转动时，借助分配头的作用使孔道与真空管或压缩空气管相通。扇形格进入过滤区后，矿浆中的固体颗粒被截取在滤布上形成滤饼，然后进入脱水去继续脱水，最后进入卸料区，压缩空气通过分配头进入，使滤饼与滤布分离，在刮刀作用下将滤饼卸下。随着盘的转动，周而复始，从而连续生产。21.简述永磁筒式弱磁选机的结构、磁场特性、分选原理和应用。结构：转筒、磁系（固定）、底箱
磁场特性：用铁氧体作磁系，筒体表面平均H=1200x10^2A/m=1500Oe；用稀土永磁作磁系，B可达到1T,实际上属强磁机。
分选原理：对于顺流型永磁筒式磁选机矿浆由给矿箱直接进入到磁系的下方，非磁性矿粒和磁性很弱的矿粒又转筒下方的两底板之间的间隙排出，磁性矿粒被吸在转筒表面上，随转筒一起旋转到磁系的边缘磁场弱处排出。
应用：处理 0.5~0mm 强磁性矿石，结构简单操作方便，处理能力大，φ770x 1800 处理量大于20 t /h 22.简述 SHP 型湿式强磁选机的结构、磁场特性、分选原理和应用。
结构主要有传动机构、两个 U 形磁轭、激磁线圈和转盘，转盘在两个相对的磁极之间转动，中间只隔着很窄的间隙。转盘的外周分成一格一格的分选室。分选室内装细齿形聚磁介质板。磁场特性：电磁式闭路磁系，H=8000~20000Oe分选箱内放置了齿板聚磁介质，可获得较高的 HgradH，齿板是不锈导磁材料，但 Br 极小。
分选原理：每个转盘上方有两个给矿点，矿浆给入后，非磁性矿物颗粒向下流出成为尾矿。磁性矿物颗粒被吸在磁板上随转盘转到磁场很弱的区域，在高压冲洗水作用下进入精矿区，实现了分选。应用：分选细粒（
分级原理：矿浆在压力作用下呈切线给入旋流器内，在圆筒形器壁限制下作回转运动。粗颗粒因惯性离心力大，被抛向器壁，并逐渐向下运动，由底部排出成为沉砂，细颗粒向器壁移动的速度较小，被朝向中心的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。
因素包括：结构参数、操作条件和矿石性质等。旋流器的直径、给矿口直径、和溢流口直径是影响处理量和分级力度的主要结构参数。此外还有沉砂口直径、旋流器锥角、给矿压力，给矿压力是旋流器工作的重要参数。
24.简述离心选矿机的分选原理及应用，影响离心选矿工作的因素。
分选原理：矿浆在离心机内既随鼓壁作旋转运动,又沿鼓壁倾斜作轴向运动。离心选矿机利用微细矿粒在离心力场中所受的离心力大大超过重力，从而加速了矿粒的沉降(即加大径向沉降速度)，增大了不同比重矿粒沉降的速度差，因而强化了重选过程。离心选矿机主要用于微细粒级矿石的粗选作业。影响分选过程的因素包括设备结构因素：（1）转鼓坡度。坡度大精矿品位高但回收率低；（2）转鼓直径。直径大处理量高；（3）转鼓长度。增大转鼓长度则可以处理量有更大幅度的提高，但回收粒度下限将升高。工艺因素：
（1）给矿体积：体积过大，流速过快，分选效果低；
（2）给矿浓度：浓度大，分层速度变慢，精矿产率和回收率增加，但精矿品位降低；（3）转鼓转速：转速快，矿粒受到的离心力大，回收率高，精矿品位降低；
（4）给矿时间：给矿时间过短，精矿品位低，处理能力降低，给矿时间过长，精矿回收率低。
精矿率=（α-θ）/（β-θ），回收率=β（α-θ）/α（β-θ），富集比=β/α，选矿比=（β-θ）/（α-θ）
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