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1、参考答案一、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IL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惘内稳定,是组成岩石和矿石的基本单元。2 .接触知：通过三相平衡接触点.周一水与水一气两个界面所包之角（包含水相）称为接触角.3 .富集比：精料品位对给料乩位的比值。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,求得以乖辰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，不受周用颗粒或容器壁影响的沉降。6 .抑制剂：抑制非目的矿物可浮件的调整剂.7 .等电点：
2、当没有特性吸附，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：格料中仃价成分重量含量与给料中仃价成分重量全显:之比，总的回收率通常以表示。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（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、.富纸 .纯化、提取、改件等技术对矿物资源、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令数包括了物料的物和组成、物料中
3、兀索赋存状态、物料中物和嵌布特征和工 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牛.本一起的,而用物理选矿方法要将才用组分和非行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：同时由各种矿物分选方法对物料的分离粒度上限、卜限有一定范用, 因此矿物加1：过程中,粉碎的物料粒度应尽可能的不低J选矿方法所能回收的粒度卜限，不“过粉碎,即既要求金 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始判定.
4、即：51?1飞.5 .要在磁场中有效分选磁性较强同眩性较弱的颗粒物料，必要的（但不是充分的）条件是：上述述:二.6 .电选机使用的电场有施虫场.电书电场 和 复介电场7 .矿物溶解离广对捕收剂作用的影响包括：竟/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。三、简答题（每小题5分，共40分）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：物加工（Mineral Processing）：矿物材料加 1. （Mineral Malerial Processing）:二次资源加工（Secondary Material
5、 Processing）：金一提取加工（Metal Metallurgical Processing）,可简称为 4-MP。2 .说明矿物磁性的分类及其分选特点.【解】根据厝性，按比磁化率大小把所仃矿物分成强磁性矿物、弱做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X3,8xlO-5m3/kg （或CGSM制中X3xlO-3m3/g）,在磁场强度H0达120kA/m （7500奥）的弱磁场做选机中可以回收.弱磁性矿物：这类矿物的物质比磁化率X7.5xlO-6 m3/kg-l.26xl0-7m3/kg （或CGSM制中X=6x 10-4 cm3/g-1 Ox 10-6cm3/g）,在磁
6、场强度 H0800 kA/m1600kA/m （10000 奥20000 奥）的强磁 场磁选机中可以网收.非磁性矿物:这类矿物的物质比磁化率X=L26xlO-7m3/kg （或CGSM制中X当 PH=3.0 时, = 0 059(6.7 -3.0)= Q2183伊)当 PH=9.0 时,甲。=0 059(6.7-9 0)= -0.136(F)计算结果表明，当pH=3时，pH。时，矿物表面荷正电，应选择阴离子表面活性剂浮 选针铁矿：当pH=9时,pHPZC,如v。时，矿物表面荷负电，应选择阳离子表面活性剂浮选针铁矿:针铁矿与石英浮选分离时，已知行英的PZC=L8.针铁矿的pHpzc=67 因浮选
7、石英抑制针铁矿时,选择矿浆pH=6.7左右最好，此时针铁矿表面电荷接近为零,不与捕收剂发生静电吸附作用,用用离子捕收剂浮选石英：节浮选针铁矿抑制石英时,选择矿浆pH=1.8左右最好，此时石英表面电荷接近 为零，不与捕收剂发生静电吸附作用,针铁矿不面荷正电,用阴离子表面活性剂浮选针铁矿。参考答案一、名词解释（每小题2分，共20分）1 .透气性：固体散料层允许气体通过的难易程度，也是衡量混合料孔网率的标志。2 .粉体成型：指粒度较细的粉体物料加水润湿后，借助丁外力将其加工成具有一定尺寸和形状的块状物体的过程.3 . CMC：表面活性剂溶液的某些性质在某一浓度范国内会发生突变.这 浓度范围称为表面油
8、件剂的临界胶团区 域。在这一范附内，通常选取一个浓度作为临界胺团浓度,以CMC表示.4 .表血活性剂：能明H降低溶剂的表面张力，而H.在某一浓度卜.表面张力曲线出现水平线的这类物质称为表面活 性剂。5 .活化剂：一”无机林类化合物，如Pb（NO3）3、FeClN,本身不具有捕收活性，但能改善捕收剂的性能增加其 对矿物的捕收活性，在矿物加工中将这样一类药剂6 .萃取：节两相接触时，水相料液中被分离的物质部分或几乎全部转移到彳j机相的过程。7 .浊点：因非离子去血活性剂溶解度卜降而使溶液突然变浊时的温度，即CP.值。8 .介观体系：介于宏观与微观之间的物质颗粒。9 .纳米颗粒：物质颗粒表面效应和体
9、枳效应两者或之一显著出现的颗粒。10 .燃烧波：料层中间加燃料的烧结试验的温度变化曲线,或称为火焰波。二、填空（每空1分，共25分）1 .纳米颗粒的基本特性包括：表面效应、体积效应、小尺寸效应、量子尺寸效应及本子性道效应等五 个效应。它使纳米颗粒呈现出许多奇异的物理、化学性质，出现一些“反常现象:2 .乳伏液的破坏形式行三种,即：乳析、絮瓶和聚结。3 .按照外力施加方式的不同可以将粉体成理分为滚动成型.压力成型两大类。4 .微生物的生氏繁殖过程,按其繁殖速度的快慢和活性大小，可以分成四个时期，即生长沙慢期、对数生长期、稳定生长期和衰亡期.5 .粉体物料成型中水分的存在形式有吸附水、与膜水、毛细
10、水和用力水。只仃当水分达到最大的分广结合水后，细磨物料就能在外力的作用卜表现出塑性，此时成球过程才明显开始，但里力水的形成对成球过程有出6 .表面活性剂分j结构具仃的共同特征： 足为.双活结构”分子：:是 亲油 阳彳3亲水出才I的强度达到平 衡.7 .多数研究看认为细菌浸出反应机理上要仃：口接作川说、间接作用说和复合作用说。8 .两种主要铁矿石造块产品中，烧结矿以液相同结为主;而球团矿以固相同结为主.9 .在连续造球过程中，第一阶段为成核阶段，具有决定意义的作用是涧湿：第二阶段为球核长大阶段，此时除 涧湿作用外，机械作用也起着重大的影响:第三阶段为生球紧密阶机械作用成为决定的闪素。10 .根据
11、所带极件1性质不同分絮凝剂为阳离子型、阴离子M及小离了型.三、简答题（每小题5分，共30分）1 .试分析酚体物料滚动成型过程中生球强度的形成机理.【解】生球依辕自然力把颗粒粘结在一起.并具彳r一定的强度。自然力中对颗粒粘结起主导作用的是界面力和毛细力。当物料颗粒之间孔呼中液体充满率较小时颗粒之间存在界面力和毛细力。如果孔隙完全被液体充满,并n液体表面呈弧形时，颗粒之间的粘结力主要为毛细力。2 .试述铁矿石烧结过程中液相的形成过程.【斛】烧结过程中液相的生成过程为；（1）初生液相：在周相反应所生成的原先不存在的新生的低熔点化合物处，随着温度升高而苒先出现初期液相。（2）低熔点化合物加速形成：这是
12、由r温度升高和初期液相的促进作用，在熔化时一部分分解成简单化合物， 一部分熔化成液相.（3）液相扩展：使物料中高熔点矿物熔点降低，大颗粒矿松周边被熔融,形成低共熔混合物液相。（4）液相反应:液相中的成分在高温下进行置换、氧化还原反应,液相产生气泡,推动碳粒到相流中燃烧。（5）液相同化：通过液相的粘性和阳性流动传热.使温度和成分均匀化,趋近于相图上稳定的成分位苴.3 .什么叫增溶作用？试比较增溶与一般溶解的异同。【解】增溶作用是指在溶剂中完全不溶或齐微溶的物质（可以是固体、液体或齐是气体）.借助于添加表面活性 剂而得到溶解，并成为热力学上稳定的、各向同性的均一溶液。增溶与一般溶解相同处是：它们都
13、是热力学上稳定的透明溶液，都是各向同性的其区别在:前者是由于侬团内部仃着与液燃相同的状态，难溶水的有机物进入与它本身性质相同的股团核中，成为热力学稳定体系:而后者是以单分子分定体系剂中，成为热力学稳定体系。4 .比较烧结法和球团法两大造块方法在固结机理上的差异.【解】烧结矿以液相固结为主,周相周结为辅。烧结过程固相反应是液相生成的基础：球团矿以固相固结为主, 球团培烧过程中生成少量液相对提高球团强度有利.5 .粉体的表面改性的目的是什么？【解】粉体表面改性的II的因应用领域的不同而异,但总的目的是改善或提高粉体原料的应用性能以满足新材料、 新技术发展或新产品开发的需要.具体有三人方面：其一，表
14、面改性是无机矿物填料由一般增量填料变为功能性原料所必需的加工r段之-：同时也为高分子材料及 复合材料的发展提供了新的技术方法.其.，提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性、保光性、保色性其三，提高了产晶的价值。6 .前要叙述述健造球的荔本过程.【解】铁精矿连续造球分为三个阶段：成核阶段 力细磨物料在被水润湿之后，颗粒之间便形成液体连接桥、使颗粒连接在一起.在机械力的作用形 成蜂窝状毛细水所连接，孔隙体积变小，形成唯实稳定的球核，又称母球.这就是成核阶段。球核长大阶段 已经形成的球核，在机械力的作用下，使颗粒彼此靠拢、所仃孔隙被水充满，球核内择窝状毛 细水逐
15、渐过渡到毛细管水.在继续滚动过程中.球核进一步被压密,引起毛细管形状和尺寸的改变从而使过剩的毛 细水被挤到球核表面匕来而均匀地娶住球核这样表面过湿的球核，在滚动过程中就很容易粘上一层润湿程度较低的 物料，使核长大。生球紧密阶段 生球长大到粒度符合要求后，利用造球机所产生滚动和搓动的机械作用.使生球内的颗粒发生 选择性的按接触面枳最大的排列，使牛.球内的颗粒被进一步压紧。并有可能使这些颗粒的薄膜水层相互接触，这样 薄膜水能沿颗粒表血迁移.使儿个颗粒同为一湖膜水层所包用，生球中各颗粒靠着分子力、毛细力和内摩擦阻力作 用相互粘合起来.这些力的数值越大，生球的机械强度就愈大。四、计算与分析题(共25分
16、)1.根据烧结过程中固体炭燃烧的蔚本特性，分析烧结生产中怎样才能使“燃烧前沿与“传热前沿”的移动速度达到 同步.(io分)【断】烧结料中的固体炭在温度达700c以上即着火燃烧，发生如下反应：2C+O,=2CO=-223426175.31TJ (1)C+O,=CO, A =-394133-0.84TJ (2) 一2CO+O2=2CO. A(j =-56484()+173.64T J (3)CO：4-C=2CO =170707-174.47TJ (4)在烧结料层中反应(1)和(2)都有可能进行.在高温区彳j利丁反应(1)进行，但由于燃烧带较薄，废(经过预热层时温度很快卜降，反应(1)受到限制。但在
17、配碳过多且偏析较大时,此反应仍TT一定程度的发展.反应(2)是烧结料层中炭燃烧的基木反应,易发生，受温度的影响较少.反应(3)和反应(4)的逆反应在较低温度时有可能发生。在烧结过程中，固体燃料品分散状分布在料层中，其燃烧规律性介于单体焦粒燃烧与角粒层燃烧之间，固体碳的燃烧屈非均相反应。燃烧反应的总阻力为扩散和化学反应阻力之和。烧结过程在点火后不到一分钟,料层温度升高到I2OO135(TC,故其燃烧反应基本上是在扩散区内进行.烧结过程高温带的移动速度一般指燃烧带中温度最高点移动速度，即垂宜烧结速度。它除了与抽入空气的速度、烧结料的性质有关外,还决定燃料燃烧速度和气一周热交换的传热速度，烧结生产中
18、要求燃料前沿速度与传热前沿速度相互匹配。由F烧结温度下处扩散控制，燃料燃烧速度要落后下广传热前沿速度，因此，一切能婚影响扩散速灾的因素都可提高燃料燃烧速度。具体仃：1)增加空川 H量,提高燃烧前沿速,度;2）提高固体燃料的反应性，可燃性越好，燃烧附沿速度：3）适当减小固体燃料粒度，粒度越小，燃烧前沿速度越大：4）调整燃料用显，固体燃料用员与燃烧前沿速度间的关系仃极大值：5）增加风量会使燃烧附沿速度加快。2.高铁低硅烧结（TFe=5859%, SiO2im的重量百分产率；+30jim的重量百分产率；70+3（加m粒级的重 量百分产率产品最大粒度粒度分布数据表粒度/ U m质量/g频率分布/%累积
19、分布累积筛余/%累积筛下/%1001815.01585100 803020.0356580 605530.0653560 404615.0802040 203220.010002019100/【耕】将计算结果填入表中,并以粒度为横坐标，累积产率为纵坐标，可得该物料的累积粒度分布曲线，如图。累积分布曲线o o o o o O 0 8 6 4 21勇相伞忠Mt-累积筛余累积筛下46粒度/nil810根据累枳粒度分作曲线,可求得各粒度或粒级卜.的分化率:-5mm的重量百分含量为50%,+3mm的匝尿百分含屈75%,-7 mm+5mm粒级的重量百分率=75%50%=25%,产品的最大粒度为累枳筛下分布
20、95%时所对应的粒度，从图中可以看出，此物料的最大粒度为9.2mm,3.某铜矿，其原矿品位%精矿品位和尾矿品位分别为0.85 %、26.20 %,和0.12%.分别计尊求其精砂产率八分选回收率人富集比i和选别比k.（计算结果精确到2位小数）【解】己知条件：a=0.85%,226.2%, 0=0.12%,求：丫、根据:=巴_%100%M-S)k=f将已知条件代入上式得:精矿产率尸2.8%分选同收率=86.28%富集比i=30.82选别比k=35.73参考答案一、名词解释（每小题2分，共20分）1 .萃取：力两相接触时.水相料液中被分离的物质部分或几乎全部转移到有机相的过程。2 .透（性：固体散料
21、层允许气体通过的难易程度，也是衡量混介料孔隙率的标志。3 .表面活性剂：能明显降低溶剂的表面张力，而II在某一浓度下表而张力曲线出现水平线的这类物质称为表面活 性剂.4 .活化剂:一些无机盐类化介物,如Pb（NO5、FeCb等,本身不具有指收活性,但能改善捕收剂的性能增加其对矿物的捕收活性，在矿物加I冲将这样一类约剂5 .络介剂：是指溶丁水相0.与会属离子生成各种络合物的配位体。6 .浊点：闪非离子丧面活性剂溶解度卜降而使溶液突然变浊时的温度，即CP.值。7 .滚动成型:属于半干法成型,是将粉状物料加水润湿,在不断滚动的过程中，由于机械力和毛细力共同作用而 成型，常用于冶金过程的原料预处理，制
22、品为对尺寸要求不很严格的球状物料。8 .HBL值:称为亲水亲油平衡值，它既与表面活性剂的亲水亲油性有关,又与表面活性剂的表面（界面）张力、 界面上的吸附性、乳化性及乳状液稳定性、分散性、溶解性、去污性等基本性能有关，还与表面活性剂的应用性能 有关.9 .机械化学现象：受机械力的影响而发生的化学变化或物理化学变化的现象。10 .燃烧波：料层中配加燃料的烧结试验的温度变化曲线，或称为火焰波.二、填空（每空1分，共25分）1,微生物的牛长繁殖过程，按其整殖速度的快慢和活性大小，可以分成四个时期，即生.长缓慢期、对数生长期、 稳定生长期和哀亡期。2 .按照外力施加方式的不同可以将粉体成生分为滚动成型、
23、压力成型两大类.3 .粉体物料成型中水分的存在形式仃吸附水、薄膜水、毛细水和水分水。只仃当水分达到最大分广结介水后, 细磨物料就能在外力的作用下表现出溺性，此时成球过程才明显开始，但乖力水的形成对成球过程rr客4 .表面.活性剂分子结构具仃的共同特征： 是为.双才、用构“分子二是 亲油基团与亲水基团的强度达到平衡o5 .多数研究者所认可的细菌浸出反应机理卜:要有：巴接作用说、间接作用说和复合作用说。6 .批料造球过程的三个阶段为成核阶以、过渡阶以和长大阶段7 .未添加粘结剂情况卜粉体的压块粘结机理有两种观点：一种观点认为压块的强度取决压块内 固体颗粒间存在的摩擦力：另一种观点认为,压块强度I要
24、决定颗粒间分子 力的和冗作 用及洒脱水分子力和天然胶结物质分子力的作用,这三种力统称为分子粘结力。&两种主要铁矿石造块产品中,烧结矿以液相同结为仁而球团矿以周相同结为仁9 .纳米颗粒圳区常规粗晶材料所不具备的超顺磁性等磁特性,其原因上要是由纳米颗粒具 尺寸效应和衣子效应。10.粉体的表面改性主要是依靠血血在粉体表面的吸附、反应、包茂或成膜等来实现的。三、简答题（每小题5分，共30分）1 .试分析无粘结剂条件下粉体物料压制成型过程中团块强度的形成机理。【解】压块粘结机理在没有加粘结剂情况卜.，压制成型团块强度的形成主要有两种观点：（I）认为压块的强度取决于压块内固体颗粒间存在的摩擦力（即内摩擦力
25、），因为细粒物料的 颗粒表面是凹凸不平的粗糙体态，在紧密接触后表面会相互槐住和钩结而发生颗粒间机械啮合。（2）压块强度主要决定于颗粒间分子力的相互作用及带膜水分子力和天然胶结物质分子力的作 用,这三种力统称为分子粘结力当压制压力逐渐增高时,物料颗粒间接触表而枳也相应增大，会促 使有更多的接触表面处分子力作用的范附,在宏观上就表现为压块强度提高.事实上,在无粘结剂压制过程中,在正常压制压力条件下,压块强度皆是由J颗粒间的机械喷合 和分子力的相互联结两种机理共同作用的结果.2 .册体的表面改性的主要目的是什么？【斛】粉体表面改性的H的因应用领域的不同而异,但总的目的是改善或提高粉体原料的应用性 能以满足新材料.新技术发展成新产品开发的需要.H体疗三人方面（I）表面改性是无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填料所必需的加I:手段之一：同时也 为高分子材料及复合材料的发展提供了新的技术方法.（2）提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性、 保光性、保色性等.（3）提高了产品的价值。3 .烧结过程中浓相冷凝的站晶形式主要有哪些？【解】主要仃三种形式：（1）结晶.液相冷却降温至某一矿物的熔点时，其成分达到过饱和，质点相互奈近吸引形成线