几种非金属矿物材料在有机废水处理中的应用
羊依金1
,李志章
2
(1.成都信息工程学院环境工程系, 四川成都 610041;2.昆明理工大学, 云南昆明 650093)
摘 要:天然或改性非金属矿物材料对有机污染物具有良好吸附作用,将其用于有机废水的处理是目前污水处理研究的热点。在介绍膨润土、凹凸棒土、累脱石、土壤、沸石、硅藻土等非金属矿物的结构和性质的基础上,对其在有机废水处理中的应用现状进行了综述,
并对其应用前景进行展望。
关键词:非金属矿物材料;有机废水;废水处理
目前,一般的工业有机废水都可通过组合传统的物理、化学和生物处理工艺而得到适当处理,但多
数技术普遍存在设备复杂、成本高等不利因素。开发利用来源于地质体表面和矿山废弃物中价格低且容易加工的天然非金属矿物材料处理有机废水,设备简单、操作简便,且无二次污染,有的矿物材料还能再利用,在大规模有机废水处理中成本低、效果好,正在引起国内外各界的关注。下面对几种非金属矿物材料及其改性后在有机废水处理中的应用现状进行综述。
1 膨润土在有机废水处理中的应用
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿
物,又称蒙脱石粘土。而蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐矿物,由两个S i -O 四面体层中间夹一个A l -O 或A l -O H 八面体晶片组成,属于2∶1型的3层粘土矿物,其化学式为A l 2O 3·4S i O 2·3H 2O 。八面体中有部分A l 3+
被M g 2+
置换,四面体中有部分S i 4+
被A l 3+
置换,产生了永久性负电荷,必须吸附阳离子以求得平衡,因而膨润土具有较强的吸附性和离子交换性,用不同结构、性质的化合物进行改性将获得不同性能的污水净化剂。
天然膨润土(原土)或改性后可作吸附剂处理各类有毒和难生物降解的有机物。改性膨润土去除水中有机物的能力比原土高几十至几百倍,而且可以有效地去除低浓度的污染物
[1]
。近年来,国内外
在这方面开展了大量研究,如利用季铵盐等阳离子
表面活性剂与钠型蒙脱石作用,经过离子交换将这些体积较大的有机正离子引入层间,形成大孔洞材料,再通过离子交换作用和表面活性剂脂肪链的萃
取作用吸附有害的有机污染物
[2]
。B a n a t FA 等
[3]
研究了天然膨润土对酚的吸附性能。结果表明,天
然膨润土不能有效地吸附疏水性有机污染物,通过对天然膨润土进行改性可明显改善其对有机污染物的吸附性和离子交换性能。G o y n e K W 等[4]
用中孔
和无孔的S i O 2和A l 2O 3吸附制药废水中的抗生素-氧氟沙星。S .G i t i p o u r 等
[5]
采用有机改性膨润土去
除含油废水中的苯、甲苯、二甲苯等有机物,结果表明,改性膨润土增强了对有机物吸附能力,提高了对
有机物的去除率。C .B r e e n 等[6]
用季铵盐聚合物改性膨润土,并研究了其去除有机物的情况。I VG l a -z u n o v a 等
[7]
用硅氧烷改性铝硅酸盐,提高了其吸附
性能。G .J o c k C h u r c h m a n [8]
用聚丙烯酰胺、聚丙酰胺和聚苯乙烯改性膨润土制得聚合物膨润土,并探讨了其去除非离子和阴离子污染物的能力。S u n g 等[9]
研究证明:改性蒙脱石对水中的苯酚和2-,3-,和4-硝基苯酚的亲和力顺序为:3-硝基苯酚≈4-硝基苯酚>2-硝基苯酚>苯酚。T h e o p h a r i s 等
[10]用A l 2O 3柱撑蒙脱石吸附溶液中的2,4-
二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和五氯苯酚,平均吸附率分
别为26.3%、75.6%和95.2%。S t e v e n 等[11]
研究了用四种不同的季铵化合物改性的蒙脱石对1,2,4-三氯苯酚在丹宁酸存在时的吸附效果。结果表明,丹宁酸的存在对1,2,4-三氯苯酚的吸附无影响。
S a e i d 等[12]
用改性膨润土去除含油废水中的苯、甲苯、乙苯和二甲苯,去除率分别为75%、87%、89%和89%。金辉等[13,14]
用有机膨润土吸附苯胺、硝基苯和十二烷基硫酸钠,吸附容量分别为225m g /g 、266m g /L 和437m g /L 。他们还用有机膨润土处理乳化油实际废水,去除率达90%以上。曾秀琼
[15]
I S S N 1671-2900C N 43-1347/T D 采矿技术 第6卷 第3期M i n i n g T e c h n o l o g y ,V o l .6,N o .3
2006年9月
S e p .2006
DOI :10.13828/j .cn ki .ckjs .2006.03.113
对天然膨润土进行有机、无机以及无机—有机改性。并用改性后的膨润土在吸附废水中的活性艳红X-3B染料。吴平霄等[16]分别用无机-有机改性柱撑蒙脱石对苯酚进行吸附试验。结果表明,用表面活性剂改性的柱撑蒙脱石,能大幅度提高对苯酚的吸附能力。
膨润土在处理造纸废水时的优势在于吸附性能和脱色能力较强,但由于膨润土颗粒细小,悬浮性、分散性较强,单独使用时往往会存在絮凝物脱水性差的缺点,所以一般需要与其它助剂配合使用以降低脱水时间,缩短处理周期[17]。孙家寿等[18,19]研究了有机交联膨润土吸附剂(T B C)对造纸废水的处理。一定条件下。对C O D的吸附率可达61.5%,吸附容量为549.3m g/g。对酸化黑液具有较好的吸附脱色性能。杨久义等[20]用制备的膨润土处理造纸黑液废水,色度、C O D去除率分别达90%和70%。邵红等[21]用钠基膨润土合成的镍锆-无机柱撑、镍锆-有机柱撑系列改性膨润土用于处理造纸废水,结果表明:有机柱撑膨润土对造纸废水的处理效果最好,C O D、色度、浊度去除率分别为77.8%、94%、97.4%。研究发现,通过添加磁铁矿,可提高膨润土吸附造纸黑液中的有机物,C O D去除率达到78.52%[22]。
在处理有色废水和用作除臭剂方面也有大量研究。夏钟文等[23]考察了火山岩型膨润土原矿(信阳、黑山凌源和余杭4种膨润土矿样)对亚甲基蓝溶液的脱色处理效果,发现后4种矿物的脱色率均达到了85%以上,其中信阳、黑山和凌源膨润土矿样脱色率高达98%以上。彭勇军等[24]用硫酸铝对膨润土进行改性制得除臭剂能吸附大量生臭有机物。叶玲等人[25～27]研究了膨润土的改性及其对红色染料的脱色性能和脱色机理。结果表明,改性膨润土的脱色性能比原土有较大的增强。肖子敬等[28,29]研制成型化的膨润土基多孔粘土材料及其用于对染料阳离子红X-G R L和直接大红FαG的脱色作用。曾秀琼[30,31]用羟基铁对膨润土进行改性,用后羟基铝对蒙脱石该性,结果表明:一定条件下,它们对弱酸性深蓝G R的去除率高达99%以上。她们[32]还制备出不同F e/(A l+F e)比值的A l-F e 柱撑膨润土,并对其吸附活性艳红X-3B进行了研究。结果表明:用A l-F e柱撑膨润土对有机污染物的去除率高,可以替代活性炭作为吸附剂用于处理有机物废水。王连军等[33]的研究表明:天然膨润土经过高温焙烧、酸或盐改性处理后,对废水C O D的去除率和脱色率都有所提高。用改性的膨润土处理染化废水,C O D去除率74%,脱色率为95%。邵振华等[34]采用有机膨润土吸附和硅藻土预涂膜过滤相结合的吸附分离一体化技术处理酸性橙Ⅱ染料废水,脱色率达90.5%。
在处理含农药废水方面,W i n n i e M a t t h e s等[35]研究了羟基铝锆夹层和柱撑膨润土对3-氯苯胺、阿特拉津除草剂和3-氯苯酚的吸附作用。P a l OR 等[36]用季铵盐改性高岭土、膨润土和蒙脱石去除水溶液中的杀虫剂马拉硫磷和去草胺,有机粘土的吸附能力显著提高。其中溴化十四烷基三甲基铵改性膨润土的效果最好,对两种农药的去除率分别为91.5%和73.25%。YH H s u等[37]用H D T M A改性蒙脱土和蛭石吸附去除除草剂2,4-二氯苯氧基丙酸,有机蒙脱土效果较好。G o n zál e z-P r a d a s 等[38]研究用蒙脱石-C e或Z r的磷酸盐交联化合物吸附水中的两种除草剂,铈-蒙脱石的吸附效果优于锆-蒙脱石。
一些学者对改性膨润土的性能、机理也做了较为深入的研究。朱利中等[25～28]分别用长碳链季铵盐(如溴化十二烷基三甲铵、溴化十四烷基苄基二甲铵、溴化十六烷基三甲铵、溴化十八烷基三甲铵)和短碳链季铵盐(如溴化四甲基铵)或短碳链阳离子表面活性剂(T M A B)按一定配比混合改性膨润土,制得一系列双阳离子有机膨润土并研究了其吸附水中对硝基苯酚、苯酚、苯、苯胺、菲的性能及机理。结果表明,所用的双阳离子有机膨润土对有机物的吸附符合F r e u n d l i c h或L a n g m u i r等温式,是表面吸附作用和分配作用共同作用的结果。他们还首次用阴、阳离子表面活性剂改性膨润土,制得一系列阴-阳离子有机膨润土,研究它们吸附水中苯酚、苯胺、硝基苯酚等有机物的性能、影响因素、吸附机理。结果表明,阴-阳离子有机膨润土对水中有机物具有协同吸附作用[43,44]。朱利中等[45]用溴化十六烷基三甲铵(C T M A B)改性膨润土,研究了C T M A B-膨润土去除水中苯、甲苯、乙苯、硝基苯、苯胺、苯酚、对硝基苯酚的性能、机理及影响因素。彭书传等[46]把羟基铝聚合物引入提纯的蒙脱石层间,制备了无机柱撑蒙脱石,研究其对阳离子桃红F G染料废水吸附脱色的效果,发现等温吸附符合L a n g m u i r吸附模型。孙家寿等[47～49]比较不同交联膨润土对废水中有机物的吸附。结果表明,硅钛交联膨润土吸附
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剂(简称S T B )和铝锆混合交联膨润土吸附剂(简称A Z B )对C O D 有较好的吸附性能。其等温吸附平衡
可用F r e u n d l i c h 方程来描述。他们[50]
还探讨了用羟基铝、硫酸处理过的膨润土对水中酚的吸附性能。结果表明:酚径膨润土吸附剂吸附后,其去除率为73.88%。
2 凹凸棒土在有机废水处理中的应用
凹凸棒土是一种含水富镁硅酸盐粘土矿物,其理想结构式为[M g 5][S i 8O 20](O H )2(O H 2)4·4H 2O ,晶体结构属硅酸盐的双链结构(角闪石类)和层状结构(云母类)的过渡型,为2∶1型粘土矿物。由于它具有独特的链式结构,层内贯穿孔道,表面凹凸相间布满沟槽,因而具有较大的比表面积和不同寻常的吸附性能,吸附脱色能力强。在印染废水、油脂等有机物的净化处理方面具有较大的应用潜力。王连军等[51,52]
进行了凹凸棒土的改性研究。而用改性凹凸棒土对染化废水的C O D C r 去除率可为80%,脱色率为95%以上。彭书传等
[53]
用溴化
十六烷基三甲铵(C T M A B )将凹凸棒粘土改性后,一定条件下,对水中酚去除率达到88.5%。李万山等
[54,55]
以十六烷基三甲基铵离子和短链季铵盐四甲基铵离子(T M A )改性凹凸棒土,研究它们对模拟地下水中苯系物的吸附作用,发现改性粘土对苯系污染物的吸附量比原土矿物高出几十至几百倍。洪光等人
[56]
研采用微波诱导氧化工艺(M I O P )技术制
取改性凹凸棒石粘土为催化剂,对雅格素蓝B F -B R 150%染料模拟废水进行了有效的处理。赵波等人
[57]
将粘土矿物凹凸棒石和C u -丝光沸石固体催
化剂进行矿物复配,提高了臭氧化效果。陈天虎[58,59]
用凹凸棒石粘土和各种方法改性的活性凹土进行对比去除染料和酚,结果发现:用3N 磷酸改性方法能大幅度提高凹土对染料和酚等污染物的吸附能力。他还研究了凹凸棒石粘土吸附废水中污染物机理,认为在多数水处理中,凹凸棒石对吸附质的吸附不是内表面吸附,而是外表面吸附。并且这种外表面吸附属于凹凸棒石的胶体和离子交换吸附。李虎杰等人[60]
研究了土状坡缕石及酸、热活化坡缕石对有机分子、阳离子染料和金属阳离子的吸附性能。结果表明,酸活化坡缕石的吸附能力大大提高,对菜油的脱色力约为原土的1～5倍左右,并能有效去除菜油中的黄曲霉素。王萍等人[61]
研究了凹凸棒石对水溶性阴离子染料的吸附脱色性能,结
果表明凹土的吸附脱色性能优于膨润土。
3 累托石在有机废水处理中的应用
累托石是一种规则间层粘土矿物,晶质粘土矿物大部分属层状硅酸盐亚类,其微观结构为:硅(铝)氧四面体(T )晶片和铝(镁)氧(包括氢氧)八
面体晶片(O )或晶片的相互结合。累托石的晶体结构中含有具有膨胀性的蒙皂石晶层,具有较大的亲水表面,在水溶液中显示出良好的亲水性、分散性和膨胀性。累托石粘土(纯度为70%)的胶质价一般约为4m L /g ,蒙皂石具有层负电荷,显示负电性。当将其结构中的水分和可交换阳离子排出以后,它能吸附各种无机离子及有机极性分子[62]
。
孙家寿等[63～68]
用十六烷基三甲基溴化铵(C T -M A B )或四氯化钛与累托石进行交联反应制备了C T M A B 累托石层孔材料并研究其吸附性能,用其处理含苯胺废水、糖蜜废水和含硝基酚钠工业废水。吸附符合F r e u n d l i c h 等温吸附式。利用累托石层孔材料处理硝基苯废水,C O D 去除率达92%以上,而且该累托石层孔材料可经脱水再生。鲍世聪等[69]
认为提高累托石层孔高度应是改善其对有机物吸附效率的途径之一。张立娟等
[70]
用铁交联累托石处
理含硝基酚钠废水,效果较好。杜冬云等[71]
研究了
C T M A B 改性累托石和铝交联累托石对酸性蓝废水的吸附作用,结果发现改性方法能提高脱色效率。
4 土壤在有机废水处理中的应用
土壤粘土矿物中,有一片铝氧八面体和硅氧四面体结合在一起形成层,氢键将这些层结合在一起生成1∶1型粘土矿物。这类矿物层间不带电荷,阳离子交换能量低。通过对土壤的有机化后大大增
加了它从水中去除有机污染物的能力。
高斌等
[72]
研究了季铵盐阳离子表面活性剂四
甲基铵离子(T M A )和十六烷基三甲基铵离子(H D T M A )改性的土壤对水中油的吸附作用。陈芳艳等
[73]
采用十六烷基三甲基溴化铵(H D T M A )对土
壤进行了改性,研究了对苯酚的吸附,并对吸附机理进行了探讨。张晓昆等人[74]
研究了非离子表面活性剂烷基酚与环氧乙烷缩合物T X-7、T X-5改性土壤制备有机粘土,并研究其对水中芳香族化合物硝基苯、卤代烃1,2-二氯乙烷的吸附作用,发现它们的吸附能力与天然蒙脱土相比均有明显提高。赵
景婵等人[75]
以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基
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羊依金,等: 几种非金属矿物材料在有机废水处理中的应用
铵离子(H D T M A)和四甲基铵离子(T M A)对土壤进行修饰,制得改性土壤。研究了它们对水中苯系物的吸附作用及相互影响行为及对苯系物的吸附性能及机理。徐仲艳等人[76]研究了季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子(T M A)和十六烷基三甲基铵离子(H D T M A)改性的土壤(黑土、黄棕壤、红壤)对水中硝基苯的吸附作用。结果表明:改性土壤和未改性土壤均能吸附水中的硝基苯,但改性土壤对水中硝基苯的吸附能力明显高于未改性土壤。王斐等人[77]研究表明煤灰和土壤对渗滤液中有机物具有很好的去除能力。
5 沸石在有机废水处理中的应用
沸石是沸石族矿物的总称,是一种碱金属或碱土金属离子的含水的架状结构铝硅酸盐矿物,已发现的天然沸石族矿物有40种,其中比较常见的有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、钙十字沸石、毛沸石、片沸石、方沸石、浊沸石等8种,分布和利用最为广泛的为斜发沸石和丝光沸石。沸石是由(S i,A l)O4四面体组成的格架构造,其空间网架结构中充满了空腔与孔道,具有较大的开放性和巨大的内表面积(400～800m2/g),且沸石构架上的平衡阳离子与构架结合得不紧密,极易与水溶液中的阳离子发生交换作用,因而具有良好的吸附、交换和性能。
J o r g e n s e n TC等[78]研究了斜发沸石在有机物存在条件下废水中氨氮的去除效果。研究表明,较传统的生物法去除废水中氨氮和有机物,采用斜发沸石处理能更好地承受冲击负荷,运行温度范围更广。L e e HS等[79]研究了斜发沸石填料作载体的生物反应器。载体在曝气池中浓度为4000m g/L,与活性污泥法相比,该生物反应器极大地提高了有机物的去除效率和去除速率,较高的硝化效率。何洁等[80]采用沙子、活性炭与沸石作为生物滤器载体对养殖废水,沸石效果最好,有机物平均降解率为0.420g/(m3·d)。胥思勤等[81]利用天然沸石、膨润土、碱性流纹岩及英安岩等岩矿材料及其表面活性剂H D T M A-B r改性产物去除废水中的有机氯化物。结果表明,表面活性剂改性作用有利于增强岩矿材料对水中有机氯化物的去除作用,其中,改性膨润土去除效果最好。葛学贵等[82]将斜发沸石烧结制成“沸石净化剂”。用其处理p H≈9、C O D c r< 3500m g/L的草浆型造纸终端废水,若重量比为1∶900,则可使C O D c r降低到450～960m g/L,达到国家造纸行业2～3级排放标准。B o u f f a r d S C[83]等人使用阴离子表面活性剂H D T M A(十六烷基三甲铵)改性斜发沸石,发现改性后的沸石具有较高的阳离子交换容量,能有效地吸附去除造纸废水中的D H A(脱水松香酸)。L i[84]等人发现H D T M A改性沸石对四氯已烯(P C E)具有良好的吸附去除作用,且吸附达到饱和后,可用碳酸溶液或C O2吹脱法进行再生,多次重复使用后未发现吸附容量有明显下降。M e s h k o V[85]的试验证明天然沸石是一种能有效吸附碱性染料的吸附剂。
酚和苯胺化合物的普遍存在和其在低浓度下仍具有的高毒性使其成为环境治理的关注。何杰等人[86]采用原水-活性碳吸附-沸石吸附-出水的工艺流程,提出活性碳与沸石的联合作用,可使沸石对水中苯酚和苯胺的去除率大大提高。R a z e eS 等[87]研究了沸石去除芳香族化合物的效果。斜发沸石在接触4h条件下,对苯胺,苯酚,4-甲基苯胺,4-氨基酸,2-氨基酸,4-硝基酚,2-硝基酚,2-甲基-4-硝基酚的吸附率为45%到64%,沸石经环式糊精(C D s),特别是α-C D改性后吸附效果提高到65%～74%。王萍[88]等人用氯化钠改性后的钠型沸石去除水中的苯酚。L i[89]等人用H D T M A对天然斜发沸石进行表面改性,并发现改性后的沸石能有效地去除水中的苯、苯酚和苯胺。陶红等[90～92]用天然岩石矿物为原料合成13X沸石,研究其对模拟废水中的苯胺和苯酚的吸附性能。结果表明:沸石对苯胺和苯酚的吸附速率非常快,在一定条件下,吸附率达93%以上,其吸附规律较好地符合F r e u n d l i c h吸附等温式;饱和了苯胺、苯酚的沸石用氯化钠溶液再生,解吸率近于100%,且解吸后的沸石在未经任何处理的情况下仍能吸附苯胺和苯酚;用13X沸石处理实际废水还可以有效地去除废水中的S S、C O D C r、氨氮及油等。
沸石在给水处理中主要应用于微污染水处理及饮用水中的污染物C H C l3、T C E(三氯已烯)、M T B E (甲基叔丁基醚)、氟除等去除。严子春[93]用沸石-活性炭组合工艺处理微污染原水,证明沸石不仅具有去除水中浊度的作用,而且还可去除水中氨氮和部分有机物。张玉先[94]等人采用O3-沸石-G A C对常州市自来水公司第二水厂的自来水进行了深度处理,结果表明,水中C O D M n、挥发酚、氨氮、氰化物、亚硝酸盐、U V254的去除率分别为30%～48%、80%～95%、40%～70%、50%～80%、70%
380采矿技术 2006,6(3)
～95%、30%～50%。李德生[95]等用生物沸石反应器去除微污染水源水中的N H3-N、N O-2-N、M n、有机物、色度、浊度等,结果表明,生物沸石反应器具有和生物活性炭、生物陶粒一样的性能,对原水中N H3-N、N O-2-N、M n、有机物、色度、浊度的平均去除率可分别达到90.4%、93.4%、95%、30%、72%、77%。A n d s o nM A[96]等人使用高硅沸石(S i O2/A l2O3比相对较高)吸附去除水中M T B E、C H C l3、T C E,发现高硅沸石对水中M T B E、C H C l3、T C E的吸附容量是所研究的粒状活性炭的8～12倍。
6 硅藻土在有机废水处理中的应用
硅藻土是一种水合M g、A1和S i的粘土矿,是生长在海洋或湖泊中的单细胞植物-硅藻的残骸沉积形成。其主要成分为非晶质的S i O2,还有A12O3、F e2O3、M g O及一定的有机质。硅藻土具有多孔性,低密度、大的比表面积、一定的吸附性,并且还具有相对不可缩性和化学稳定性等特殊性质。硅藻土表面为大量的硅羟基所覆盖并有氢键存在,这些-O H 基团是使硅藻土具有表面活性、吸附性以及酸性的本质原因。
于漧等人[97]的研究表明:硅藻土经过提纯、改性、活化和扩容对生活污水具有较好的除臭脱色效果,对污水中的悬浮物、C O D c r、B O D5、P O43-、阴离子洗涤剂都有较高的去除率,污水经其处理后能够达标排放。大理庆中环境工程有限公司[98],采用物理选矿法得到的硅藻含量≥92%的硅藻精土,通过改性制成处理各种水质的硅藻土水处理剂。工业试验表明,这种改性硅藻精土具有强烈的吸附性,能将污水中的有机物和无机物吸附。杜玉成等[99]采用十六烷基三甲基溴化铵和聚丙烯酰胺处理的硅藻土吸附污水中苯酚、脂肪酸等有机物,取得效果较好。宋海燕等人[100]以硅藻土、凹凸棒土和沸石3种非金属矿物为载体,制备了负载型光催化材料。实验表明,非金属矿物能富集污水中的有机物,提高有机物的光降解效率,其中T i O2/硅藻土的光催化活性最高,对氯仿的降解率达67.2%,明显优于纯的T i O2和T i O2/活性炭催化剂。杨宇翔等人[101]研究了次甲基兰在浙江和吉林硅藻土表面的吸附等温线,吸附方程式均符合F r e u n d l i c h方程,对印染废水的处理印染废水,效果良好。王庆中等人[102]创造的《硅藻精土处理剂以及用其处理污水的方法》(国家发明专利技术)为我国污水处理提供了一种实用的新技术。
7 前景展望
综上所述,膨润土、凹凸棒土、累脱石、土壤、沸石、硅藻土等非金属矿物材料吸附处理水中有机物的性能良好,且具有许多优点:
(1)储藏量大,价格低廉;
(2)改性或活化的方法相对简单;
(3)去除水中有机污染物效率高;
(4)具有比较高的物理、化学和生物稳定性;
(5)比较容易再生。
当前,用非金属矿物法治理有机物污染还大多停留在实验研究阶段,在实际废水处理中的应用及回收利用的研究还刚刚起步。因此,需要系统研究非金属矿物材料吸附各类有机物的特征、机理、影响因素及规律,从非金属矿物的微观结构出发,选择能增强其吸附性能的改性剂或添加剂(不论是有机物或无机物)、采用多种手段进行多层次、多方位的改性,尤其是提高表面活性点的强度及数量,进一步发掘其吸附潜力;研究非金属矿物材料回收利用的方法、二次污染状况以及废水中难降解有机物吸附处理的新途径;同时,由于水中有机污染物的种类及含量与日俱增,单纯的一种吸附剂或一种方法往往达不到预期的目的,今后应大力开发各种方法联用的技术。我们相信随着环境地质界与环境工程界更多地重视,随着矿物学研究从资源属性到环境属性的发展,非金属矿物材料的环境属性会越来越多地被揭示出来,非金属矿物材料一定是一种有发展前途的有机废水处理材料。
参考文献:
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作者简介:羊依金,男(1965-),硕士,副教授,成都信息工程学院环境工程系副主任,主要研究方向为水污染控制。
(上接第376页)
因此闭坑后应注意土地复垦和排土场的再植,否则在冬春两季多风时节所产生的扬尘会给矿区周围大气造成严重的T S P污染。
同时,闭坑后,有可能发生井下可燃物的自燃,井下有毒有害物产生有毒有害气体溢至地面以及其他一些危害等,因此,在大封煤矿闭坑后,应该将通往易产生有毒有害气体的废工作面的巷道密闭,整个矿井要打密闭。
2.5 土地破坏
在煤炭开采及其基建过程中,由于对土地的直接挖损、地面塌陷和煤矸石、灰碴、尾矿等的堆积、压占等原因,不可避免地要侵蚀大量的土地、破坏大量的植被和山坡土体,产生的废石、废渣等松散物质极易促使矿山地区水土流失;尤其由于采空区塌陷和出现裂缝、使开采地段储水构造发生变化,导致径流减少,地下水位下降。闭坑后,由于开采后地表地形变化,地表标高降低,地下水水位基本与地面一样高,部分地区地下水将出露于地表,地下水长期保持这种标高,将引起大片农田沼泽化,不利于农业生产,也会加大对房屋等建筑基础的损坏。
大封煤矿的矸石山已全部利用完毕,不会出现矸石山山体滑坡,坍塌等地质灾害,但采掘破坏了原来稳定的土壤和植被,闭坑后应进行“开垦造地复田”为主的综合治理,恢复耕地、绿化林木、人工造湖等,实现土地资源的可持续发展。3 结 语
综上所述,大封煤矿闭坑后的生态环境问题,主要表现在地面塌陷,水体污染,大气污染和土地破坏等方面。
众所周知,自然灾害、地质灾害的形成和发生都有一个比较长的发展过程,往往是人类工程活动(如采矿等)使环境恶化,多种原因长期作用、复杂叠加而导致的,而且一旦孕育成灾,就难以防止,必须高度重视预测未来。因此,在大封煤矿闭坑后,应尽力在空间上和时间上做到定量预测预报,以便于控制和防御由于闭坑后各种情况的变化可能造成的各种地质灾害的发生。要采取有利的措施,避免闭坑后可能产生的危害,如果重开发、轻利用、轻保护,将破坏矿区良好的生态环境,留下“吃子孙饭、断子孙路”的严重后果,同时,也应该认识到矿产资源开发与环境保护的矛盾日益突出的严重性,增强保护自然环境和矿山环境的自觉性。
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384采矿技术 2006,6(3)
非金属矿物填料的作用和地位 中国粉体技术网无机矿物填料的主要作用是增量、增强和赋予功能。 （1）增量 添加廉价的无机矿物填料以降低制品的成本，例如，在塑料、橡胶、胶黏剂等中填充碳酸钙（包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙）以降低有机树脂或高聚物的用量；在纸张中填充碳酸钙、滑石粉以减少纸浆或纸纤维的用量。这种无机矿物填料也被称为增量填充剂。 （2）增强 提高高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂等的力学性能（包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等）。无机矿物填料的增强主要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状。粒径小于5um的超细无机矿物填料和硅灰石、透辉石、透闪石、石棉等针状无机矿物填料及云母、滑石、高岭土、石墨等片状无机矿物填料具有一定和不同程度的增强或补强功能。一般来说，各种填料的增强效果顺序为：纤维填料＞片状填料＞球状填料。反之，各种填料在基料中的流动性顺序大致为：球状填料＞片状填料＞纤维填料。 （3）赋予功能 无机矿物填料可赋予填充材料某些功能，如塑料和橡胶制品的尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、绝缘性或导电性、隔热或导热性、隔声性、抗菌性等；涂料的耐湿擦洗性、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、遮盖力、净化空气、调湿性等；纸品的优良吸墨性和印刷性等。此时，无机矿物填料的化学组成、晶体结构、光热、电、磁等性质以及比表面积和颗粒形状起重要的作用。无机矿物填料主要赋予复合材料的功能见表1-1。 表1-1赋予功能效果和相应的填料 无机矿物填料的地位
矿物填料在现代材料工业，如塑料、橡胶、胶黏剂、化纤、涂料、造纸、胶凝材料、建材等工业中具有重要地位，而且随着新材料工业，特别是复合材料工业的发展日益显得突出和重要，主要原因如下。 （1）它是在保证使用性能要求的前提下降低材料生产成本最有效的原料或辅料。由于无机矿物填料，特别是作为普通增量填料的碳酸钙、陶土、滑石粉等价格较低，而作为塑料制品、橡胶制品、胶黏剂、化纤、纸浆等基料的树脂价格显著高于无机矿物填料，因此，在这些制品中填充一定量的无机矿物填料可以在满足相关产品标准，保证使用性能要求的前提下，显著降低材料的生产成本。 （2）它是获得具有独特功能复合材料最方便和有效的填料。现代科技、经济和社会的发展对材料的功能性要求越来越高。单一的原料和配方越来越难以满足日趋提高的使用要求。对于高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂来说，从高分子合成角度开发具有独特功能的全新结构的高分子化合物有时是难以实现的，有时则可能耗资巨大，耗时很长，而采用矿物填料填充改性常常是比较方便和易于实现的。 （3）它是综合利用矿产资源、替代或节约树脂的重要材料。现代发展最为迅速的高分子材料是以树脂为基料的非金属材料，而合成树脂的原料是石油。非金属矿是储量丰富、部分与金属矿和固体燃料矿共生的矿产资源，将其综合利用并加工成矿物填料用于填充到树脂中生产高聚物基复合材料，在降低材料成本和赋予材料一定功能的前提下，还可以节约大量石油。目前塑料制品中无机矿物填料的用量平均已达到10%以上，部分塑料制品中矿物填料的用量已达到30%以上。以2007年我国塑料制品产量6000万吨左右计算，节省树脂600万吨/年以上，可以大量节约石油资源。 （4）它是提高材料或制品技术含量、增加其附加值的最适宜填料。无机矿物填料来源广、品种多，可以加工成适应不同应用要求的功能填料，可以提升填充材料的产品技术含量从而增加其附加值。例如，在塑料制品中填充经过表面处理的超细碳酸以提高其韧性；添加片状结构的滑石和针状结构的硅灰石可以提高其强度；添加经过表面改性的超细氢氧化铝和氢氧化镁可以替代有机阻燃剂赋予其优良的阻燃性能；在建筑涂料中添加煅烧高岭土可以提高涂膜的强度和耐湿擦洗性；在纸品中填充滑石和碳酸钙可以提高其白度、平整度和印刷性；在橡胶中添加超细片状高岭土可以提高其强度和气体阻隔性等。由于可以根据材料性能的要求从成分、结构、表面性质等方面性质等方面选择无机矿物填料，能满足不同应用的要求，可以在某一方面和几个方面显著提高填充材料或制品的技术含量，因此可以显著增加填充材料的附加值。 因此，可以说无机矿物填料为新型功能材料，特别是复合材料的发展提供了广阔的发展空间。了解更多请访问中国粉体技术网或关注本网微信公众号bjyyxtech。
第一二章习题 1.非金属矿物材料的精细加工制备包括哪些？天然矿物材料精细加工的目的是什么？ 非金属矿物材料的精细加工制备包括：超细粉粹与分级、矿物原料的纯化、高温物理化学处理、结构改性处理、表面改性处理、矿物材料的化学制备、新型陶瓷粉体的制备。 目的：（1）矿物材料的纯化为，达到改善矿物材料的技术物理性能的目的。产物保留原矿物的单一矿物特性、构造、化学成分；2）赋予产物新的技术物理性能：原料矿物的结构、矿物组成、表面化学性质发生不同程度的改变。 2.在细磨和超细磨过程中，因机械作用导致的机械化学反应指什么？主要表面在哪三方面？ 机械化学变化：因机械载荷作用导致的固体物料晶体结构和表面物理化学性质的变化(包括晶格畸变、晶格缺陷、颗粒无定形化、多晶转变、表面自由能增大等) 。在细磨和超细磨过程中，因机械作用导致的机械化学反应主要表现为三个方面： （1）矿物晶体结构的变化：由于超细过程中强烈的机械化学作用，引起矿物的晶体结构，尤其是颗粒表面结构发生变化，例如位错、缺陷、重结晶，甚至使表面转为非晶态层。 （2）矿物物理化学性质的变化：经过细磨和超细磨后，由于矿物颗粒的内能和表面能的增加以及机械激活作用的影响，使矿物的吸附能力、溶解性和表面电性等均有不同程度的改变。 （3）在局部承受较大应力或反复应力作用的区域产生化学反应：在超细粉碎过程中，矿物颗粒因反复承受应力并受到机械激活作用，有时会在颗粒变细的同时发生化学反应，例如由一种固态物质转变为另一种固态物质，或者因矿物分解释放出气体产物，因晶体结构发生变化或外来离子进入晶体结构而改变矿物的化学组成。 3.超细粉体分级的必要性是什么？ 分级的必要性:（1）矿物材料的超细粉体在精密陶瓷、涂料、生物工程、电子及尖端技术领域均有广泛应用。现代科技的发展迫切需要超细而且粒度分布范围窄小的粉体，有时甚至要求达到单一粒径。但是机械粉碎得到的粉体粒度分布较宽，往往在0.1μm到数十μm之间，因此需要对其进行分级，以满足对超细粉体的高标准要求。 （2）精密分级设备与超细粉碎设备配套使用，及时将符合粒级要求的产品分出，可以防止产品的过度粉碎(或称过磨)，提高粉碎效率，降低能耗。 4.简述矿物原料的纯化手段。 （1）物理纯化：在经由物理分离纯化矿物原料时，原料的组成矿物之间的空间分布特征发生改变，但各矿物的化学成分、晶体结构均未被触及，所实现的仅仅是杂质组分与目的矿物在空间位置上的相互分离。传统的矿物机械加工，包括矿物原料的粉粹、分级以及目的矿物的分选富集（如浮选、电选、磁选、重选等），均属于物理纯化作用。
金属与非金属矿产资源地质勘探安全生产监督管理 暂行规定 （2010年12月3日国家安全生产监管总局令第35号公布根据2015年5月26日《国家安全监管总局关于废止和修改非煤矿矿 山领域九部规章的决定》修订） 第一章总则 第一条为加强金属与非金属矿产资源地质勘探作业安全的监督管理，预防和减少生产安全事故，根据安全生产法等有关法律、行政法规，制定本规定。 第二条从事金属与非金属矿产资源地质勘探作业的安全生产及其监督管理，适用本规定。 生产矿山企业的探矿活动不适用本规定。 第三条本规定所称地质勘探作业，是指在依法批准的勘查作业区范围内从事金属与非金属矿产资源地质勘探的活动。 本规定所称地质勘探单位，是指依法取得地质勘查资质并从事金属与非金属矿产资源地质勘探活动的企事业单位。
第四条地质勘探单位对本单位地质勘探作业安全生产负主体责任，其主要负责人对本单位的安全生产工作全面负责。 国务院有关部门和省、自治区、直辖市人民政府所属从事矿产地质勘探及管理的企事业法人组织（以下统称地质勘探主管单位），负责对其所属地质勘探单位的安全生产工作进行监督和管理。 第五条国家安全生产监督管理总局对全国地质勘探作业的安全生产工作实施监督管理。 县级以上地方各级人民政府安全生产监督管理部门对本行政区域内地质勘探作业的安全生产工作实施监督管理。 第二章安全生产职责 第六条地质勘探单位应当遵守有关安全生产法律、法规、规章、国家标准以及行业标准的规定，加强安全生产管理，排查治理事故隐患，确保安全生产。 第七条从事钻探工程、坑探工程施工的地质勘探单位应当取得安全生产许可证。 第八条地质勘探单位从事地质勘探活动，应当持本单
［行业发展］ 非金属矿物材料的加工与应用 郑水林 （中国矿业大学北京校区化环系，北京 １０００８４） ［摘 要］非金属矿物材料应用范围广泛，市场前景看好。本文着重介绍了非金属矿物材料的加工技术，包括颗粒制备与处理、材料的复合及加工技术等。 ［关键词］非金属矿物材料；加工；复合；应用 ［中图分类号］ＴＢ３２１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００７－９３８６（２００２）０４－０００３－０５ １ ２１世纪的产业发展与非金属矿物材料 “非金属矿物材料”是指以非金属矿物和岩石为基本或主要原料，通过物理、化学方法制备的功能性材料或制品，如机械工业和航空航天工业用的石墨密封材料和石墨润滑剂、石棉磨擦材料、高温和防辐射涂料等；微电子工业用的石墨导电涂料、显像管石墨乳、熔炼水晶等；以硅藻土、膨润土、海泡石、凹凸棒石、沸石等制备的吸附、助滤和环保材料；以高岭土（石）为原料制备的煅烧高岭土、铝尖晶石、莫来石、赛隆、分子筛和催化剂；以珍珠岩、硅藻土、石膏、石灰石、蛭石、石棉等制备隔热保温防火和节能材料及轻质高强建筑装饰材料；以碎云母为原料生产的超细云母填料、颜料以及云母纸和云母板等；以膨润土为原料制备的凝胶及有机膨润土等。 非金属矿石是人类利用最早的矿物材料。从原始人使用的石斧、石刀到现在以非金属矿为原料制备的各种非金属矿物新材料，人类在利用非金属矿物原（材）料方面走过了从简单利用到初步加工后利用，再到深加工和综合利用的漫漫历程。现代科技革命和产业发展，尤其是高技术和新材料产业的发展开创了广泛应用非金属矿物材料的新时代，非金属矿物原（材）料加工业已被视为２１世纪的朝阳工业。 以信息、微电子、生物、航空航天、海洋开发以及新材料和新能源为主的高技术和新材料产业将在２１世纪进一步发展壮大，这些高技术和新材料产业与非金属矿物（原）材料密切相关。例如，石墨、云母、石英、锆英石、金红石、高岭土、滑石、叶蜡石、长石、金刚石等与微电子及信息技术及其产业有关；氧化硅、石墨、云母、高岭土、硅灰石、硅藻土、滑 石、方解石、夕线石、石英、红柱石、蓝晶石、石棉、菱镁矿、石膏、珍珠岩、叶蜡石、金刚石、石榴子石、蛭石、电气石、绿泥石等与新材料技术及其产业有关；石墨、重晶石、膨润土、石英等与新能源有关； 沸石、麦饭石、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、膨润土、蛋白土、珍珠岩、高岭土、麦饭石等与生物技术及产业有关；石墨、石棉、云母、石英等与航空航天技术与产业有关。因此，高技术和新材料产业是２１世纪初非金属矿深加工技术和非金属矿物材料发展的重要机遇之一。 进入２１世纪，化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统产业将引入新技术和使用新材料，进行技术革新和产业升级，这些技术进步与产业升级与非金属矿物材料或深加工产品密切相关。例如，造纸工业的技术进步和产品结构调整需要大量高纯、超细的重质碳酸钙、高岭土、滑石等高白度非金属矿物颜料和填料；高分子材料（塑料、橡胶、胶粘剂等）的技术进步以及工程塑料、塑钢门窗等高分子基复合材料的兴起需要数以百万吨计的超细和活性碳酸钙、高岭土、滑石、针状硅灰石、云母、透闪石、二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝等功能填料； 汽车面漆、乳胶漆等高档油漆以及防腐蚀和辐射、道路发光、吸波等特种涂料需要大量的珠光云母、着色云母、超细和高白度碳酸钙、超细二氧化硅和玻璃微珠、针状超细硅灰石、超细和高白度煅烧高岭土、有机膨润土等非金属矿物颜料、填料和增粘剂； 冶金工业的技术进步和产品结构调整需要高品质的以夕线石、红柱石、 ［收稿日期］２００２－０５－２４ ［作者简介］郑水林，男，４５岁，博士，教授。 ３
国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知 本《通知》是继2004年《国务院关于进一步加强安全生产工作的决定》之后，国务院在加强安全生产工作方面的又一重大举措，充分体现了党中央、国务院对安全生产工作的高度重视。《通知》进一步明确了现阶段安全生产工作的总体要求和目标任务，提出了新形势下加强安全生产工作的一系列政策措施，涵盖企业安全管理、技术保障、产业升级、应急救援、安全监管、安全准入、指导协调、考核监督和责任追究等多个方面，是指导全国安全生产工作的纲领性文件。 通知内容 国发〔2010〕23号 各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构： 近年来，全国生产安全事故逐年下降，安全生产状况总体稳定、趋于好转，但形势依然十分严峻，事故总量仍然很大，非法违法生产现象严重，重特大事故多发频发，给人民群众生命财产安全造成重大损失，暴露出一些企业重生产轻安全、安全管理薄弱、主体责任不落实，一些地方和部门安全监管不到位等突出问
题。为进一步加强安全生产工作，全面提高企业安全生产水平，现就有关事项通知如下： 一、总体要求 1.工作要求。深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本，牢固树立安全发展的理念，切实转变经济发展方式，调整产业结构，提高经济发展的质量和效益，把经济发展建立在安全生产有可靠保障的基础上；坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，全面加强企业安全管理，健全规章制度，完善安全标准，提高企业技术水平，夯实安全生产基础；坚持依法依规生产经营，切实加强安全监管，强化企业安全生产主体责任落实和责任追究，促进我国安全生产形势实现根本好转。 2.主要任务。以煤矿、非煤矿山、交通运输、建筑施工、危险化学品、烟花爆竹、民用爆炸物品、冶金等行业（领域）为重点，全面加强企业安全生产工作。要通过更加严格的目标考核和责任追究，采取更加有效的管理手段和政策措施，集中整治非法违法生产行为，坚决遏制重特大事故发生；要尽快建成完善的国家安全生产应急救援体系，在高危行业强制推行一批安全适用的技术装备和防护设施，最大程度减少事故造成的损失；要建立更加完善的技术标准体系，促进企业安全生产技术装备全面达到国家和行业标准，实现我国安全生产技术水平的提高；要进一步调整产业结构，积极推进重点行业的企业重组和矿产资源开发整合，彻底淘汰安全性能低下、危及安全生产的落后产能；以更加有力的政策引导，形成安全生产长效机制。 二、严格企业安全管理
中国非金属矿产现状与趋势 摘要：我国非金属矿产的分布比较广泛，种类繁多，储量丰富，多种非金属矿的储量居世界首位，但大多数的矿产资源不能被充分利用和开采，因此我国的非金属矿产资源的现状和趋势应该如何发展成为当今社会和工业所面临的严峻问题，我国应该对非金属矿的开采和应用走可持续发展的道路，使我国的非金属矿产业及经济能够持续稳定的向前发展。 关键词：非金属矿；资源；矿产； Abstract: my non-metallic mineral distribution between broad, diverse, rich variety of non-metallic mineral reserves, ore ranking first in the world, but most of the mineral resources cannot be fully utilized and mining, therefore our non-metallic mineral resources and how to become a trend in today's society and industries are facing serious problems, should non-metallic mineral mining and sustainable development of the road, the country's non-metallic mining industry and economic sustainability and stability. Keywords： Nonmetalliferous ore；resources； minerals; 一、我国非金属矿产资源特点及分布 石膏矿区 我国已探明的石膏矿区达169处。主要有山东省大汉口、内蒙古自治区鄂托克旗、湖北省应城、山西省太原、宁夏回族自治区中卫、甘肃省天祝、湖南省邵东、吉林省浑江、四川省峨边等矿床。储量600亿吨以上,居世界首位。
第一章非金属矿物制品行业概述 1定义 一般认为，非金属矿，即非金属矿物材料，是指以非金属矿物和岩石为基本或主要原料，通过深加工或精加工制备的具有一定功能的现代新材料，它是无机非金属材料的一种，如功能填料和颜料、摩擦材料、密封材料、保温隔热材料、电功能材料、吸附催化材料、环保材料、胶凝与流变材料、聚合物/纳米黏土复合材料、建筑装饰材料等。而非金属矿物制品则是以这些非金属矿物材料经过进一步加工形成的产品。例如我们常见的建筑材料、玻璃、人造金刚石、磨料磨具、石棉制品等。 2 发展历史 3 特征 现代非金属矿物制品具有以下主要特征： 1、原料或主要组分为非金属矿物或经过选矿或初加工的非金属矿物。 2、一般来说，与同样用非金属矿物为原料生产的硅酸盐材料（水泥、玻璃、陶瓷等）以及无机化工产品（如硫化钡、氯化钡、碳酸锶、氧化铝等）不同，非金属矿物没有完全改变非金属矿物原料或主要组分的物理、化学特性或结构特征。 3、非金属矿物制品是通过深加工或精加工制备的功能性制品。因此，非金属矿物制品具有一定的技术含量和明确的用途，不能直接应用的原矿和初加工产品不属于非金属矿物制品的范畴。当然，深加工或精加工是一个相对的概念，随着科学技术的发展和社会的进步，其内涵也将发生变化。 4 分类
非金属矿物制品一般按照不同的特征分为如下几类：①水泥制品和石棉水泥制品业。包括水泥制品业、砼结构构件制造业、石棉水泥制品业、其他水泥制品业等。②砖瓦、石灰和轻质建筑材料制造业。包括砖瓦制造业、石灰制造业、建筑用石加工业、轻质建筑材料制造业、防水密封建筑材料制造业、隔热保温材料制造业、其他砖瓦、石灰和轻质建筑材料制品等。③玻璃及玻璃制品业。包括建筑用玻璃制品业、工业技术用玻璃制造业、光学玻璃制造业、玻璃仪器制造业、日用玻璃制品业、玻璃保温容器制造业、其他玻璃及玻璃制品业等。④陶瓷制品业。包括建筑、卫生陶瓷制造业、工业用陶瓷制造业、日用陶瓷制造业、其他陶瓷制品业等。⑤耐火材料制品业。包括石棉制品业、云母制品业、其他耐火材料制品业等。⑥石墨及碳素制品业。包括冶金用碳素制品业、电工用碳素制品业、其他石墨及碳素制品业等。⑦矿物纤维及其制品业。包括玻璃纤维及其制品业、玻璃钢制品业、其他矿物纤维及其制品业等。⑧其他类未包括的非金属矿物制品业。包括砂轮、油石、砂布、砂纸、金钢砂等磨具、磨料的制造，晶体材料的生产等。 5用途 非金属矿物制品是人类利用最早的。原始人使用的石斧、石刀等都是用无机非金属矿物或者岩石材料制备的。但是，在现代科技革命和新兴产业发展之前的人类文明进化过程中，基本上是以金属材料为主导，随着现代科技进步、人类生活水平的提高和环境保护意识的觉醒，开创了应用非金属制品的新时代。 目前，非金属矿物制品广泛应用于化工、机械、能源、汽车、轻工、食品加工、冶金、建材等传统产业以及航空
矿产资源名词解释 【矿产】泛指一切埋藏于地壳(或分布于地表得),可供人类经济利用得,有开采价值得工业矿物、岩石、油、气、水等资源。矿产一般可分为:①可以从中提取元素得金属与非金属矿产,如铁矿、铜矿、铅矿、锌矿,硫、氟、碘矿等;②可以作为非金属原料或直接利用其物理、化学与工艺特性得非金属矿产,如硫铁矿磷块岩、金刚石、石灰岩到;③可以作为能源得可燃性有机矿产,如煤、油页岩、石油、天然气等。目前,已将地下水、地热(地热水)、惰性气体、二氧化碳气体、天然气水合物以及锰结核等资源,也包括在矿产资源得范畴内。 【矿产资源】赋存于地壳内部或地壳表面得、由地质作用形成得呈固态、液态或气态得具有现实与潜在经济意义得天然富集物。矿产资源就是人类生产与生活资料得基本源泉,就是国民经济与社会可持续发展得物质保证。当今社会92%以上得一次资源、80%得工业原材料、70%以上得农业生产资料取自矿产资源,30%得工农业生产用水与城乡生活用水取自地下水。中国将矿产资源按地质可靠程度分为查明矿产资源、潜在矿产资源。查明矿产资源又依据地质可靠程度分为、可行性评价与经济意义分为储量、基础储量与资源量三大类。中国按工业对矿产资源需求分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产与水气矿产四类,已发现得矿种有171种,查明资源储量得矿产159种。其中地下水具有矿产资源与水资源双重属性。矿产资源具有特殊得自然属性、社会属性与经济属性。 【能源矿产】又称燃料矿产、矿物能源。赋存于地表或地下得,由地质作用形成得,呈固态、气态与液态得,具有现实与潜在经济意义能源价值得天然富集物。中国已发现得能源矿产,固态得煤、泥炭、石煤、油页岩、铀、钍、天然沥青、天然气水合物等;液态得有石油、天然气、煤层气,另有地热资源(可呈液态、气态),其中石油、天然气与煤等又就是重要得工业原料。能源矿产中人类通常使用且历史较为长久得就是煤、石油、天然气与油页岩;新开发得有煤层气、油砂、天然沥青等。20世纪以来,随着科技进步与资源开发利用水平得提高,又开发出了核能与地热资源作为能源,这些矿产资源包括铀、钍、地热。中国利用核能从20世纪80年代开始,地热得利用从20世纪60年代开始。煤在中国一次能源消费结构中占绝对优势。随着石油、天然气、核能在一次能源结构中比重得逐渐加大,煤在能源消费结构中比重会则有所降低。 【金属矿产资源】能够从中提取金属原料得矿产资源。按工业用途及金属本身性质,可分为黑色金属矿产资源、有色金属矿产资源、稀有金属矿产资源、贵金属矿产资源、稀土金属矿产资源、分散元素金属矿产资源。也有将放射性元素矿产资源归入其中得。 【非金属矿产资源】就是指可以作为非金属原料或利用其特有得物理性质、化学性质与工艺特性来为人类得经济活动服务得矿产资源。它们被广泛应用于石油、化工、冶金、建筑、机械、农业、环保、医药等行业,并越来越多地被用于国防、航天、通信等高科技领域。它在国民经济中所占得比重越来越大,产值得增长速度已超过了技术矿产。其开发利用水平已成为衡量一个国家科学技术发展水平与人民生活水平得重要标志之一。中国已发现与开发利用得非金属矿产资源种类95种,加上亚类共计135种。依据工业用途可分为:冶金工业熔剂与耐火材料类、化工及化肥原料类(硫、磷、钾岩、硼、天然碱等);建筑材料用得玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷原料、石材与轻质建材原料;制造工业得铸造、润滑、摩擦、磨削、电子、电气、光学材料;用于改进文字性能得各种填料原料;电力、石油、核能等工业得辅助材料;环境保护用材料;农牧业用得矿物材料;医药用得矿物原料;宇航与军工用得矿产;宝石、玉石与彩石材料等。 【矿床成因类型】根据形成矿床得地质作用而划分得矿床类型。如按成矿作用分为内生矿床、外生矿床与变质矿床,以及它们之间得叠加与再生矿床等。上述类型中又可按岩浆作用、汽化热液作用、风化作用与种沉积作用与变质作用等形成相应得矿床类型。矿床成因
精心整理 金属非金属矿山（露天矿山）考试 单选题(共50题,每题1分) 问题:1.甲矿山企业委托乙施工单位进行矿井施工建设,乙施工单位组成项目经理部,任命张某为项目经理,该项目部的材料管理员的工伤保险费的缴纳者是(B)。 A B C 问题 A B C 问题 A B C 问题 A B 、经济合理剥采比 C 、分层剥采比 问题:5.机动灵活、适应性强的开拓方式是(C)。 A 、铁路运输开拓 B 、公路-斜坡提升联合运输
C、公路运输开拓 问题:6.节理发育的端帮对露天开采的影响是(B)。 A、边坡稳定 B、边坡不稳定 C、端帮比较稳定 问题 A B C 问题 A B C 问题 A B C 问题:10.露天浅孔爆破爆后等待检查的时间应(A)min。 A、超过5 B、不超过5 C、为3 问题:11.露天爆破发现残余爆破器材应(A)。
A、收集上缴,集中销毁 B、当班回收,下班再用 C、个人回收,自行处理 问题:12.劳动防护用品是保障从业人员劳动过程中人身安全与健康的重要措施之一。下列有关特种劳动防护用品的管理工作,不正确的是(B)。 A B C 问题 A B C 问题 A B C 问题 A B、设备可短距离行走 C、不许移动设备 问题:16.一般在节理发育、构造破碎地带,岩石的特性为(B)。 A、稳固性好 B、破碎性好
C、稳固性下降利于安全 问题:17.岩石的坚固性系数介于0.3~20之间,共分为(A)级。 A、十 B、八 C、五 问题 A B C 问题 A B C 问题 A B、编制依据 C、应急工作原则 问题:21.排土场选址时应避免最大可能成为(B)的重大危险源。 A、山体崩塌 B、矿山泥石流
Serial N o.404Feb ruary .2003 矿 业 快 报 EXPR ESS I N FORM A T I ON O F M I N I N G I NDU STR Y 总第404期2003年2月第2期?信息平台? 新的非金属矿产资源分类 为适应我国矿业市场经济的发展与国际接轨的要求,针对当前我国矿产资源分类中存在的问题。最近国土资源部制定了新的非金属矿产资源分类即将出台。 目前对于我国矿产资源,人们在矿物学、岩石学、矿床学以及矿产品应用等领域针对不同的应用目的,采用不同的分类分法。非金属矿产分类中,突出了以部门用途为主要原则,如:按部门用途分为:“冶金辅助原料非金属矿”、“化工非金属矿”、“建筑材料及其它非金属矿”等;按用途分出矿种,如:熔剂灰岩、化工灰岩、水泥灰岩等。随着改革开放我国国民经济的迅速发展,大大促进了矿产资源的开发利用,“一矿多用”现象进一步突出,如:石灰岩的用途已经不是以往的3种,而是9种,这样以部门用途划分远不能适应新的形势 要求,为此,专家们认为:应按照“科学、合理分类, 既要反映矿产资源客观存在的规律,又要充分考虑各种矿产的自身特点,符合矿产资源的自然属性和应用属性,使各矿产之间有比较明确的逻辑关系的原则。” 这次国土资源部即将出台新的矿产分类,其中非金属矿产变动较大,分为5个亚矿类,以矿种计55个,以亚矿种计94个。 亚类变化情况:原分类中,将非金属矿产分为冶金辅助原料非金属矿产、化工非金属矿产、建筑材料及其它非金属矿产,计3个亚类。现在分为元素类非金属矿产、矿物类非金属矿产、宝玉石类非金属矿产、粘土类非金属矿产,计5个亚类。 (1)元素类非金属矿产。该亚类中的非金属矿产与原分类中比较,在原分类中涉及有10个矿种,现分为7个矿种,以亚类计,为10个亚矿种。主要变化在于“硫、磷和钾”。“硫”本次分类中将“硫”作为矿种,将“自然硫”和“硫铁矿”列为“硫” 矿种的亚矿种。原分类中将自然硫和硫铁矿均分别作为矿种;“磷”将“磷块岩”和“磷灰石”作为“磷”矿种的亚种。“磷灰石”为新增亚矿种;“钾”本次分类中将“钾”作为矿种,将“钾盐”和含“钾岩石”分别列为“钾”矿种的亚矿种。 (2)矿物类非金属矿产。该亚类非金属矿产分为23个矿种,以亚矿种计为40个亚矿种。主要变化在于云母、石膏、磨料矿、蓝晶石类及其它矿物类。云母原分类为工业云母,现分类将工业云母改为片云母,增加碎云母,并将片云母和碎云母列为云母矿种的2个亚矿种;石膏矿种包括石膏和硬石膏;磨料矿为新增加矿种,将石榴子石、刚玉、天然油石、黄玉列为磨料矿种的亚矿种;蓝晶石类为新增加矿种,将蓝晶石、矽线石、红柱石列为蓝晶石类矿种的亚矿种;其它矿物类为新增加矿种;将透辉石、透闪石、方解石、冰洲石、石棉、蓝石棉、水镁石列为其亚矿种。这7个亚矿种除水镁石为新增加的亚矿种外,其它在原分类中均分别作为矿种。 (3)宝玉石类非金属矿产。该亚类与原分类比较,原分为2个矿种,现分为3个矿种。主要变化在于增加彩石矿种,取消玛瑙矿种。彩石为新增加矿种,包括砚石、文艺雕刻岩石及观赏石等,是原分类中所没有涵盖的工艺类岩石。 (4)岩石类非金属矿。该亚类分为13个矿种,以亚矿种计为29个亚矿中,与原分类比较,增加天然沥青矿种。主要变化在于石材、砂、硅石、珍珠岩类以及其它岩石类。 (5)粘土类非金属矿。该亚类非金属矿产与原分类比较,原分类为12个矿种,现划分为9个矿种,以亚矿种计为11个亚矿种。主要变化在于陶瓷土、耐火粘土、普通粘土。 2003年冶金矿山展望 2002年是我国加入W T 0的第一年。这一年, 我国冶金矿山面对国际铁矿石市场价格大幅下 4 4? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
附件7 非金属矿行业绿色矿山建设要求 非金属矿行业绿色矿山建设，应严格遵守国家相关法律、法规，符合矿产资源规划、产业政策和绿色矿山基本条件，并达到以下建设要求。 一、矿区环境规范整洁 （一）矿区规划建设布局合理、厂貌整洁，标识、标牌等规范统一、清晰美观，矿区生产生活运行有序、管理规范。 （二）矿山开发科学合理，矿石、废石的生产、运输、堆存规范有序，废石、废水、噪声和粉尘达标处置。 （三）因地制宜修复改善矿区环境，矿区绿化覆盖率达到可绿化面积的100%，基本实现矿区环境天蓝、地绿、水净。 二、合理利用资源 （四）矿山开采应与城乡建设、环境保护、资源保护相协调，最大限度减少对自然环境的破坏，选择资源节约型、环境友好型开发方式，实现资源分级利用、优质优用、综合利用。 （五）对石墨、萤石、高岭土、重晶石、长石、红柱石、蓝晶石等涉及采选加工等环节的非金属矿山，应采用先进的工艺技术和装备，提高资源综合回收率，开展精深加工，发
展高端产品。 （六）对滑石、硅灰石、膨润土、硅藻土、凹凸棒石、海泡石、石英、菱镁矿、石膏、方解石、云母、蛭石等涉及开采加工环节的非金属矿山，应采用先进的加工技术、工艺与装备，发展深加工产品。 （七）对石灰岩、硅质原料、砂石骨料等露天开采矿山，开采方式应符合区域生态建设与环境保护要求，做到资源分级利用。 （八）对石材类矿山，应根据赋存条件，鼓励采用圆盘锯、绳锯等装备开采，荒料率达到30%以上。 （九）应建立生产全过程能耗核算体系，控制并减少单位产品能耗、物耗、水耗。 三、矿区生态环境保护与恢复 （十）切实履行矿山地质环境治理恢复与土地复垦义务，做到资源开发利用方案、矿山地质环境治理恢复方案和土地复垦方案同时设计、同时施工、同时投入生产和管理，确保矿区环境得到及时治理和恢复。 （十一）应采用喷雾、洒水、湿式凿岩、加设除尘装置、全封闭皮带运输等措施处置采选、运输过程中产生的粉尘和遗撒，做到矿区无扬尘。对凿岩、碎磨、空压等设备，通过消声、减振、隔振等措施进行噪声处理。 （十二）应有符合安全、环保、监测等规定的废弃物处
我国目前共有172种矿产资源，这么多种矿产资源是怎样进行分类的？本文简要总结一下。 《矿产资源法实施细则》（国务院令第152号）附件《矿产资源分类细则》（以下简称《细则》）中共有168种矿产资源。2000年国土资源部发布第8号公告，将辉长岩、辉石岩、正长岩列为新发现矿种。2011年国土资源部发布第30号公告，将页岩气列为新发现矿种。至此，我国的矿产资源种数达172个。 《细则》将矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产和水气矿产4大类。 1、能源矿产 《细则》中能源矿产有煤、煤成气、石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热11种，加上前些年发现的页岩气，共有12种。铀、钍也叫放射性矿产。由于金属锂常用于锂离子电池，作为一种新能源材料来使用，有的矿产资源规划将其视为一种能源矿产。 2、金属矿产 《细则》中金属矿产共有59种，用分号把其分为7类，没有写出小类的名称。按照常例，实际上是6小类，具体如下表： 其中，铂、钯、钌、锇、铱、铑6种金属元素合称“铂族元素”，稀有金属、稀土金属、稀散金属合称“三稀”金属。当然，分类标准有多种。广义上的有色金属是指黑色金属以外的所有金属，包括上表中的有色金属、贵金属和“三稀”金属。有的分类把钒、钛看作有色金属，有的把钪作为稀土金属。值得注意的是，上述59种金属中，并没有稀土元素钷（Pm，原子序数61）。 3、非金属矿产 《细则》中非金属矿产共有92种，加上2000年新增的辉长岩、辉石岩、正长岩，共有95种。非金属矿产主要有两种分类方法。一是按用途来分，二是按成分来分。按用途分如下表： 注：这里的矿种有的是亚矿种，就是172个矿种下的再细分 考虑到非金属矿产的用途越来越多，按用途分类存在着不足之处。例如，某些白云岩可用于冶金、化肥、建筑等多个领域。有一种按成分分类的方法，如下表： 4、水气矿产 《细则》中水气矿产有地下水、矿泉水、二氧化碳气、硫化氢气、氦气、氡气，共6种。“水气矿产”
国家建材局、地矿部关于建材及非金属矿产资源监督管理暂 行规定 【法规类别】建材工业管理 【发布部门】国家建筑材料工业局地质矿产部(已变更) 【发布日期】1988.11.11 【实施日期】1988.11.11 【时效性】现行有效 【效力级别】部门规章 国家建材局、地质矿产部建材及非金属 矿产资源监督管理暂行规定 （一九八八年十一月十一日） 第一条为认真贯彻实施《中华人民共和国矿产资源法》和国务院发布的《矿产资源监督管理暂行办法》，加强对建材及非金属矿产资源开发利用和保护工作的监督管理，特制定本规定。 第二条本规定适用于在中华人民共和国领域及管辖海域内从事建材及非金属矿开采的全民所有制矿山企业（包括有矿山的单位，下同）。 第三条本规定所管理的矿种是指《建材工业行业管理暂行规定》所确定的矿种。 第四条国家建筑材料工业局对执行本规定负有下列职责： 一、制定本行业矿产资源开发利用和保护的规章、规定及有关矿业政策，并报国务
院地质矿产部门备案； 二、协助国务院地质矿产主管部门对本行业矿山企业的矿产资源开发利用与保护工作进行监督管理； 三、负责所属矿山企业的矿产储量管理，严格执行矿产储量核减的审批规定； 四、主持本行业大型矿山企业非正常储量报销和矿山关闭的审批工作； 五、组织交流本行业矿山企业矿产资源合理开发利用和保护工作的经验； 六、负责督促检查本行业地测监督机构的建立健全工作，以形成行业的监督网络体系。 第五条各省、自治区、直辖市建材行业主管部门对执行本规定负有下列职责： 一、制定本地区本行业的矿产资源监督管理具体实施办法，上报国家建筑材料工业局，并报同级地质矿产主管部门备案； 二、负责协助同级地质矿产主管部门对本地区本行业矿山企业矿产资源开发利用与保护工作进行监督管理。监督管理的主要方面：矿山企业地测机构的建立健全；贫化、损失管理及矿山企业开采回收率、采矿贫化率和选矿回收率（以下简称“三率”）的具体考核；储量注销的审批和初审工作；主持审查矿山企业综合回收、综合利用矿产资源的方案，并监督检查落实执行情况；负责本地区本行业矿产资源合理开发利用和保护工作的调查研究及经验总结交流等。 第六条各矿山企业对执行本规定负有下列职责： 一、按照国家有关法规及建材行业主管部门的有关规定，建立健全本企业开发利用和保护矿产资源的各项制度；
非金属矿物粉体项目 建议书 规划设计/投资分析/实施方案
摘要说明— 非金属矿物粉体加工是指以菱镁矿石、滑石等非金属矿物为原料，经过粉碎、破碎、研磨、改性等工序制作而成，可作为塑料、橡胶等材料的填料、助剂使用，在不同领域可以实现减少原料使用、增强材料物理性能等不同功能，还可以作为辅料用于食品、医药等行业。 该非金属矿物粉体项目计划总投资11549.12万元，其中：固定资产投资10006.93万元，占项目总投资的86.65%；流动资金1542.19万元，占项目总投资的13.35%。 达产年营业收入15179.00万元，总成本费用11979.52万元，税金及附加199.91万元，利润总额3199.48万元，利税总额3840.70万元，税后净利润2399.61万元，达产年纳税总额1441.09万元；达产年投资利润率27.70%，投资利税率33.26%，投资回报率20.78%，全部投资回收期6.31年，提供就业职位248个。 报告内容：项目基本信息、项目建设背景、市场调研、项目建设内容分析、项目建设地方案、工程设计说明、工艺方案说明、环境影响说明、职业保护、项目风险评估分析、项目节能、项目进度计划、投资计划、项目经济效益可行性、项目综合结论等。 规划设计/投资分析/产业运营
非金属矿物粉体项目建议书目录 第一章项目基本信息 第二章项目建设背景 第三章项目建设内容分析 第四章项目建设地方案 第五章工程设计说明 第六章工艺方案说明 第七章环境影响说明 第八章职业保护 第九章项目风险评估分析 第十章项目节能 第十一章项目进度计划 第十二章投资计划 第十三章项目经济效益可行性第十四章招标方案 第十五章项目综合结论
1．粉碎定义：利用外力（人力、机械力、电力、热核力、风力等）克服固体物料分子间内聚力，将固体粒度减小的操作。3．粒度：颗粒的大小称为粒度。 4．等效粒径：是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时 , 就用该球形颗粒的直径代表这个实际颗粒的直径。 5. 比表面能：是固体颗粒表面增加单位面积所需要的能量。 6. 碱熔法提纯：是在500℃以上的高温下，氢氧化钠与石墨等非金属矿物中的杂质（硅酸盐等）起反应，一部分生成溶于水的反应产物，被水浸出除去。 7. 酸溶（浸）法提纯：是盐酸等酸溶液与非金属矿物中的着杂质铁的各种化合物（Fe 2O 3、FeO 、Fe 2(OH)3、Fe(OH)2、FeCO 3等）起反应，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤除去。 8. 氧化漂白法提纯：是采用强氧化剂，在水介质中将处于还原状态的黄铁矿等氧化成可溶于水的亚铁。同时，将深色有机质氧化，使其成为能被洗去的无色氧化物。 9. 高温煅烧法提纯：是将非金属矿物中比较容易挥发的杂质（碳质、有机质等），以及特别耐高温的矿物中耐火度较低的矿物通过煅烧二蒸发掉。 10. 奈思斯特附面层：浸出过程是发生于固-夜两相间的反应，固体处在液体中其表面附着一层液体，这个液层叫奈思斯特附面层，其厚约0.03mm 。 11. 扩散控制反应：固液界面上的化学反应速度远快于浸出剂扩散到界面的速度，此时反应处于“停工待料”状态，反应速度受扩散速度控制。 12. 化学处理改性：即通过矿物与碱、酸、盐等化合物作用，改变或改善矿物的理化性能。 13. 表面处理改性：即通过矿物与有机偶联剂等改性剂作用，改善其表面化学性能，或与其他涂敷材料作用，改善其表面物理或机械性能。 13. 热处理和高温处理改性：即通过加热的方法或高温煅烧的方法，使矿物的物理或化学性能得到该变或改善。 14. 粉体表面改性：是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面或界面进行处理,有目的地改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面能、表面润湿性、电性、吸附和反应特性、表面结构和官能团、等等,以满足现代新材料,新工艺和新技术发展的需要。 15. 粉体表面吸附特性：是当气相或液相中的分子（或原子）碰撞在粉体表面时，由于它们之间的相互作用，使一些分子（原子、离子）停留在粉体表面，造成这些分子（或原子、离子）在粉体表面上的浓度比在气相或液相中的浓度大，这种现象称为吸附。 16. 物理吸附的特征：是吸附剂与吸附质之间无电子转移，吸附热小，吸附无选择性，其结合力主要是范德华力和静电引力，而且是可逆的多层吸附。 17. 化学吸附的特征：是吸附剂与吸附质之间有电子转移，形成化学键，吸附热大，吸附有选择性，而且是非可逆的单层吸附。 18. 物理涂覆：是利用高聚物或树脂等表面改性剂对粉体表面进行物理处理而达到表面改性的工艺方法。 19. 颗粒的形态：颗粒的轮廓边界或表面各点的图像，称作颗粒的形态。 20. 比表面积：单位质量（或单位体积）颗粒体的表面积，称为颗粒的比表面积或比表面。 23. 白度：它是指矿物材料及制品（多为粉体材料）反射白光的能力，也即其洁白的程度。 23. 折射率：物质的折射率是光在空气中传播速度与在该物质中传播速度之比。 24. 透明度：是指物质允许可见光透过的程度。 25. 物质的反射率：投射到非发光物体上面被反射的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比。 26. 物质的发光性：是指物质在外来能量的激发下，发出可见光的性质。 27. 矿物的介电性：指矿物在外加电场中产生感应电荷的性质，它由介电常数来表征。 30. 胶凝材料：经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。 31. 矿物胶凝材料：是这样一类矿物粉末材料，当其与水或水溶液拌和形成浆体，经过一系列物理化学作用后，从具有流动性的浆体，逐渐硬化变为坚固的石状体，并能胶结其它物料，形成具有一定的机械强度块体。 32. 胶体矿物材料：指由天然粘土矿物组成的、具有分散性、触变性、流动性、粘结性的一类细分散材料。主要有粘土矿物构成。 33. 氟石膏：是在萤石制取氢氟酸过程中排出的废渣。 34. 磷石膏：是在用磷灰石生产磷酸过程中排出的废渣。 35. 脱硫石膏：是用石灰水净化含硫烟气时形成的一种化学石膏。 36. 欠烧石灰：生产时石灰，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。生石灰中残留有未烧透的内核， 37. 过烧石灰：由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积明显收缩，颜色呈灰黑色， 38. 压电效应：某些晶体，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，使带电质点发生相对位移，从而在晶体表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态， 39. 热释电效应：是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。 40. 绝热矿物材料：是指一类天然具有低导热系数或经加工后具有低导热系数的矿物（或岩石）材料，或以低导热系数的矿物材料为主要矿物成分经复合加工制成的一类绝热材料。 41. 环境矿物材料：通常意义上的环境矿物材料是指由矿物（岩石）及其改性产物组成的与生态环境具有良好协调性或直接具有防治污染和环境修复功能的一类矿物材料。 1．非金属矿物粉碎，粉碎至不同粒径大小可分为三大类，分别是破碎、磨碎、超细粉碎。 2. 矿石粉碎的施压方式有压碎、劈碎、折断（碎）、磨剥（碎）和冲击破碎。 3．锤式破碎机按转子数目分类可分为单转子破碎机和双转子破碎机两种类型。 4．振动筛按照运动轨迹不同，可分为圆运动振动筛和直线运动振动筛。 5．酸溶（浸）法提纯设备有机械搅拌浸出槽、空气搅拌浸出槽、高压釜浸出器等。 6．目前非金属矿常用的漂白方法有氧化法、还原法、氧化-还原联合法等三种。 7．表征颗粒的大小常用粒径和粒度两个指标。 8．根据导电能力不同，矿物可分为良导体矿物、半导体矿物和非导体矿物。 9. 矿物材料受侵蚀的作用方式有物理作用、化学作用和生物作用三种。 10. 矿物材料吸附性按吸附的原因不同可以分为三类，即物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。 11.按孔径大小将孔隙分为微孔、中孔（或介孔）、大孔。 13. 镁质胶凝材料包括两种：苛性苦土和苛性白云石。 14. 可以作胶矿物材料的粘土矿物有膨润土、坡缕石粘土、海泡石粘土、累托石粘土等。 15. 电气绝缘云母制品按其结构形式和用途可分为云母板、塑型云母板、衬垫云母板、柔软云母板和云母箔等。 16. 云母纸浆的制造方法有煅烧化学制浆法和水力制浆法。 17.环境矿物材料可分为环境治理矿物材料、环境防护矿物材料、环境调控矿物材料。 18. 常用作大气污染治理用矿物材料制备的矿物有沸石、凹凸棒石、海泡石、硅石、等。 19. 常见射线防护用矿物材料制备的矿物有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、重晶石等。 三、简答题（分，每小题5分） 1．非金属矿行业常见的破碎和磨矿设备有哪些？ 答：（1）破碎： 颚式破碎机；圆锥破碎机；冲击式破碎机；辊式破碎机等 （2）磨矿：球磨机；棒磨机；自磨机；砾磨机；悬辊磨；其它：冲击磨、压辊磨、涡轮机、振动磨等。 2．为什么要提出“多碎少磨”理论？ 答：破碎主要靠破碎设备的挤压和冲击作用；而磨矿则靠偏心力、摩擦力的作用，使矿石不断受到冲击、挤压、剪切和研磨而被磨碎。在常规破碎范围内，能耗随着粒度减小的变化率是很小的；但在磨矿范围内，随粒度减小，磨碎作业所消耗的能会急剧增加。 物料从入料端进入磨机后，总趋势是向排料端运动的。但从单个物料颗粒看，需要多加破碎的粗颗粒可能得不到频繁的破碎，而成为成品的颗粒不能够及时地排出，又继续遭到破碎，增加了能量的消耗。细颗粒的滞留还对粗颗粒的磨碎起到保护作用，严重阻碍磨矿过程的合理进行。在研磨过程中的破碎力不具有选择性，过粉碎现象严重。 3. 石墨碱熔法的原理及化学反应式。 答：原理：石墨中的杂质（硅酸盐等），在500 ℃以上的高温下与氢氧化钠起反应，一部分生成物溶于水的反应产物，被水浸出除去；另一些杂质，如铁的氧化物等，在碱熔后用盐酸中和，生成溶于水的氯化铁等，通过洗涤而除去。 化学反应式： 4. 在化学漂白法中，常用的氧化剂和还原剂有哪些？ 答：强氧化剂：次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、氯气、臭氧等。 还原剂：连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锌、硼氢化钠等。 5. 高速旋转撞击式粉碎机工作原理及其分类？ 答：原理：是利用高速回转叶轮，轮子上装有固定的或活动的锤子、棒、叶片等，对物料进行激烈的打击、撞击并使其集中在转子与定子之间，物料的颗粒与颗粒之间产生高频率的相互强力撞击、剪切，能量通过高速旋转的转子直接传给颗粒，同时由于高速旋转气流对极细颗粒可以间接传给能量，颗粒总是在粉碎机内部件上受力。转子圆周速度可在40m/s ～120m/s ，在某些情况下可达160m/s ，一般情况下粒度可达100μm 以下（可根据物料的性质有所变化），有时会更细。 分类：高速旋转撞击式粉碎机的分类有几种方法，按机械构造的不同，可以将其简单地分为锤式、销棒式、回转圆盘式、轴流式、环式等。按转子的不同可分为立式、卧式。按粉碎方式可分为干式与湿式粉碎。 6．气流粉碎机的工作原理，工业上常用的气流粉碎机有哪些。 答：工作原理：气流粉碎机（又称气流磨），它是利用高速气流（300～1200m ／s ）或过热蒸汽（300～400℃）喷出时形成的强烈多相紊流场，使其中的物料通过颗粒之间相互撞击、气流对物料的冲击剪切以及物料与设备内壁的冲击、摩擦、剪切等作用而粉碎的一种超细粉碎设备。 目前工业上应用较广泛的气流粉碎机有：扁平（水平圆盘）式、循环管式（跑道式）、对喷式（逆向式）、冲击式（靶式）、超音速和流化床逆向气流磨机等。 7．气流粉碎机的优点和缺点都有哪些？ 答：优点：（1）粉碎环境温度低，适用于热敏性、低熔点物料的粉碎。 （2）对设备磨损少，产品污染小，纯度较高，产品粒度细且均匀，易进行封闭式操作。 （3）生产能力大，连续、自控程度高，设备结构简单，内部无动件也无介质。因此，操作、维修、拆卸、清理、装配都较方便。 缺点：能源利用率低，因而使生产成本较高，对于电费较高、且附加值较低的物料，不易采用气流粉碎机生产。 8．粒度测试中D50是什么意思，样品D50=5μm 代表什么？ 答：D50：也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm ，说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中，大于5μm 的颗粒占50％，小于5μm 的颗粒也占50％。 9．粒度仪主要性能指标有哪些并对其进行说明。 答：重复性：重复性是指同一个样品多次测量结果之间的偏差，是衡量一台粒度测试仪或一种测试方法好坏的最重要的指标。影响因素有仪器和方法、样品制备因素、环境因素以及操作因素等。 准确性：由于粒度测试的特殊性，通常用真实性来表示准确性的含义。由于粒度测试所测得的粒径为等效粒径，对同一个颗粒，不同的等效方法可能会得到不同的等效粒径。仪器对标准样的测量结果应在标称值允许的误差范围内；经粉碎后的样品应比粉碎前更细；经分级后的样品的粒度分布将发生变化（比如大颗粒含量减少等）；结果与行业标准或公认的方法一致等。 重复性比准确性更重要。 10. 颗粒几何性能包括哪些？ 答：颗粒几何性能包括形态、粒径、粒度、粒度分布、径长比、片厚比、孔径、孔隙率、表面积等。颗粒的几何特性包括单一颗粒的几何特性和颗粒群的几何特性。 11. 矿物材料及制品的光学性能主要有哪些？ 答：矿物材料及制品的光学性能主要有颜色、白度、折光性、偏光性、分光性、光泽、透光性、遮光性、发光性、光—电性等 12. 什么是矿物的离子交换性？ 答：由于一些矿物带有不饱和电荷，根据电中性原理，必然有等量的异号离子吸附在矿物的通道、层间或表面上以达到电性平衡。一般说来，若这些异号离子可以和溶液中的同号离子发生交换作用，就称这种作用为离子交换作用，这种性质即为离子交换性。 13. 胶凝材料的种类有哪些？并举例。 答：（1）按其化学组成：有机胶凝材料：沥青、树脂等。无机胶凝材料：水泥、石膏、石灰等。 复合胶凝材料：有机-无机复合胶凝材料。 （2）按其硬化条件： 气硬性胶凝材料： 石膏、石灰等； 水硬性胶凝材料： 各种水泥等。 14. 胶凝矿物材料的一般特点？ 答：（1）原料丰富，能就地取材，生产成本低;（2）耐久性好，适应性强，可用于水中、海洋以及炎热、寒冷的环境;（3）耐火性好;（4）维修工作量小，折旧费用低;（5）作为基材组合或复合其他材料的能力强; （6）有利于有效地利用工业废渣。 15. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，为什么？ 答：半水石膏需加水60～80％，才能使浆体达到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6％的水量；即，有40~60％多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥发留下大量孔隙。 16. 石膏孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点？ 答：优点：保温隔热性、吸声隔声性好、质轻。可作为墙板、天花板、墙面粉刷砂浆等。 缺点：强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构材料，不宜用于潮湿环境等。 17. 生石膏的非密闭煅烧脱水工艺和密闭蒸炼工艺得到产物分别是什么？ 答：非密闭煅烧脱水工艺：β-型半水石膏、可溶无水石膏、难溶无水石膏、不溶无水石膏。 密闭蒸炼工艺：α-型半水石膏、可溶无水石膏、不溶无水石膏。 18. 过火石灰有什么危害？应如何消除？ 答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤 19. 石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何避免？ 答：石灰浆体的硬化是靠水分的大量挥发，体积显著收缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。 20. 绝热矿物材料主要包括哪些？ 答： 温石棉、海泡石、浮石、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土保温材料及浮石、火山渣等。 21. 工业蛭石的性能有哪些？ 答：（1）煅烧膨胀性；（2）阳离子交换性和吸附性；（3）吸水保水性；（4）隔音、隔热和耐火性；（5）耐冻性和抗菌性。 四、阐述题 1．试阐述影响浸出速度的主要因素，并作详细说明。 答：（1）浸出剂浓度——浸出剂的浓度增大浸出速度增大，但是浓度过大，很有可能溶解不希望被溶解的组分或杂质，因此浸出剂需要适宜的浓度。（2）矿浆浓度——矿浆的浓度减小浸出速度增大，但是矿浆浓度减小生产效率降低，因此要考虑经济效益。（3）搅拌作用——提高搅拌速度，溶解速度增大。化学控制时，搅拌速度影响不大，但任何情况，搅拌都能保持固体悬浮，有利于浸出。（4）浸出温度——提高温度可以加快化学反应速度和分子扩散运动，在低温情况下是化学控制，在高温情况下是扩散控制。 2．试阐述氧化漂白的主要影响因素，并作详细说明。 答：主要影响因素有：矿石特性、温度、PH 值、药剂用量、矿浆浓度、漂白时间等因素。 （1）温度：随着温度升高，漂白剂的水解速度加快，从而加快漂白速度，缩短漂白时间；但温度过高，热耗量大，药剂分解速度过快而造成浪费并污染环境。实际生产中可在常温下加大药量、调整PH 值，延长漂白时间来达到预期效果。（2）PH 值：次氯酸盐为弱酸盐，在不 2 2)(2OH Ca OH Ca =+-+33)(3OH Al OH Al =+-+33) (3OH Fe OH Fe =+-+O H SiO Na NaOH SiO 23222+=+2 2)(2OH Mg OH Mg =+- +