高等选矿学资料
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选矿学复习题1.矿石处理过程最基本的三个工艺过程1)矿石选前的准备作业。
包括原矿(原煤)的破碎、筛分、磨矿、分级等工序;2)分选作业。
借助于重选、磁选、电选、浮选和其它选矿方法将有用矿物同脉石矿物相互分离获得最终选矿产品(精矿、尾矿,有时还产出中矿)3)选后产品的处理作业。
包括各种精矿、尾矿产品的脱水、细粒物料的沉淀浓缩、过滤、干燥和洗水澄清循环复用等。
2.选矿在国民经济中的地位和作用选矿技术的应用和发展使矿石的工业品位的下限大幅度降低,这就使大量的原来被抛弃的脉石变为可利用的资源。
我国铁矿石的储量大但“贫、细、杂”的特点决定了绝大多数铁矿石要经选矿处理。
在有色冶金工业中,由于有色金属和稀有金属矿产资源的品位大都很低,各种有用矿物与脉石间共生的关系更为复杂,选矿就显得尤其重要。
煤炭是我国的主要能源,我国煤炭原煤含矸量一般为20~~30%,有的还更高。
经洗选排弃大量矸石,除去原煤中的杂质,可减少铁路的无效运输;降低煤炭的灰分和硫分,可以降低燃煤对大气的污染,保护环境。
天然的非金属矿物资源绝大多数也是多种矿物共生,不经过分选提纯也无法直接利用。
在地质部门中,矿石的可选性试验对评价一个矿床往往是不可缺少的重要资料来源。
综上所述,国民经济的许多部门都离不开选矿这门技术科学。
先进的选矿技术可以产生“一矿变多矿,一厂变多厂”的良好局面。
随着科学技术水平的提高和各国对原料,能源需求量的增加,选矿学科的技术水平将不断提高,应用的范围将越来越广,发挥的作用也将越来越大。
3.粒度分析方法:1)筛分分析法 2)水力沉降分析法 3)显微镜分析法4.碎散物料粒度组成5.累积粒度特性曲线6.累积粒度特性曲线有如下用途:①可确定任何指定粒度的相应累积产率;或由指定的累积产率查得相应的粒度。
②可求出任一粒级(d1-d2)的产率,它等于粒度d1及d2所对应的纵坐标的差值。
③由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成情况。
对于正累积的粒度特性曲线,若曲线向左下角凹进,表明物料中细粒级含量多;若曲线向右上角凸起,说明粗粒级含量多;若曲线近似直线,则表示粗、细粒度分布均匀。
选矿知识要点第一章破碎筛分第一节随散物料的粒度组成与粒度分析1.1 粒度及其表示方法破碎筛分、磨碎分级与分选加工的物料均是碎散物料群体,构成该群体的颗粒大小不一,形状各异.在技术上通常引入“粒度〞、“粒级〞、“粒度组成〞及“平均粒度〞等概念来描述它们的特性——粒度特性1.1 粒度及其表示方法①粒度——描述单一颗粒大小的尺寸称为粒度。
球形或立方体颗粒的粒度即为直径或边长;对于外形不规那么的颗粒,其粒度以三维尺寸( 长a、宽b、厚c)的算术平均值d=( a十b+c)/3 或几何平均值表示。
②粒级——用某种方法〔如筛分〕将粒度范围宽的物料群别离成假设干个粒度范围窄的级别,这些级别均称为粒级。
粒级有起上、下限粒度表示:d1-d2③粒度组成——上述各粒级按粗、细不同顺序排列,并指明各粒级占物料总量的百分含量,这种资料称为粒度组成。
描述了物料的粒度分布情况,如上表;④平均粒度——描述物料群的粒度称为平均粒度。
通常通过求算术、加权算术或几何平均粒度。
综合运用粒度组成、平均粒度、标准差及偏差系数四种指标,就能比较全面地描述碎散物料的粒度特性。
1.2 粒度分析方法确定物料中颗粒大小分布规律的工作叫粒度分析。
粒度分析是一种技术操作,它的任务是测定碎散物料的粒度特性。
粒度分析方法有多种,选矿工程中常用的有以下三种:1)筛分分析法——此法是利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分,n层筛子可把物料分成( n+1)个粒级,各粒级的上、下限粒度通常就取相应筛子的筛孔尺寸。
筛分分析法是选矿生产过程中最简单和常用的检查方法之一,适用于大于0.04mm物料的粒度分析。
但对于小粒度的物料,一是制作相应筛孔的筛子较困难,二是很难筛得充分。
2)水力沉降分析法——此法是利用水力分析装置,根据不同粒度的颗粒在水介质中沉降速度不同而分成假设于粒级。
该法适用于测定l~75 μm 细粒物料的粒度组成。
3)显微镜分析法——μm的物料,可检查分选产品或校正水力沉降分析结果,也可研究矿石的结构其主要特点是直观。
润湿热:粉末固体被液体润湿时,单位表面积所释放的热量即为润湿热(-qim).矿物表面电位:在h=0处,即矿粒表面,此处的电位叫表面电位。
零电点:是矿物表面正、负离子组分相等,表面静电荷为零时,溶液中定位离子的活度(用活度的负对数表示)。
定位离子:能在相与相之间迁移的离子称为定位离子。
特性吸附:除静电力外,尚有化学力、分子力等特性作用力.表现形式:特性吸附严格地说是界于物理和化学吸附之间的吸附。
临界胶束浓度:表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度。
物理吸附:由吸附质和吸附剂之间分子间作用力引起的吸附自诱导浮选:指无天然可浮性矿物在无捕收剂的溶液中,由于矿物表面阳极的氧化而产生疏水性从而导致矿物的浮选。
高分子絮凝:以高分子絮凝剂的线性大分子实现微粒间的桥联而形成聚团的现象称为高分子絮凝。
位阻效应:当两粒子的吸附层接触时,就会产生位阻效应,包括体积限制效应和穿插效应。
穿插效应:吸附物相互穿插,使吸附物链的浓度在粒间增大的现象。
异类载体浮选:载体浮选中的载体与被浮细粒矿物不同,一般称之为异类载体浮选。
黑膜:泡沫层的脱水作用会使分隔气泡的水层变薄到极限厚度(10-15nm),此时的水膜叫黑膜。
剪切絮凝:一种通过施加足够大的剪切力场,使具有疏水性表面的超细粒矿物,以很大的冲击能碰撞,除去矿粒表面水化膜层,而发生絮凝现象。
背负复选:又称载体浮选,用可浮性好的粗粒矿物作载体,背负细粒矿物,用常规浮选回收“载体-细粒”聚集体。
矿物表面的水花自由能由哪些势能叠加而成?答:(1)矿物表面与水分子作用所释放的能(负的)E=Ee+Eh+Ev Ee—静电作用势能;Eh—氢键作用势能Ev—分子作用势能;(2)水分子与水分子间的作用能Ew矿粒排开水分子,在水中占据一定的空间所产生的空化作用能。
Ew往往需要消耗一定的能量,属于从外界吸收的能量(水分子缔合能)。
Ew=Eho+Evo(3) 界面水的结构发生变化—水化膜结构能矿物表面水分子结构发生变化而引起的能量变化Est,Est的正负依矿物表面的极性而异。
《选矿学》《选矿学》课程介绍⼀、课程性质选矿学是研究矿物分选、分离、富集、综合利⽤矿产资源的⼀门综合性技术科学,是矿物加⼯⼯程专业的主⼲课程和专业核⼼课程。
本课程整合了筛分破碎技术、重⼒选矿技术、浮游分选技术、分离技术等四门课程内容,通过该课程学习,使学⽣掌握各种矿物加⼯⽅法的基本理论、矿物加⼯⼯艺及相应的机械设备的⼯作原理及其应⽤实践,使学⽣掌握牢固的专业基础知识,培养学⽣在⼯程实践中善于发现问题、分析问题、解决问题的能⼒。
⼆、适⽤专业矿物加⼯⼯程专业三、先修课程⾼等数学、⼤学物理、流体⼒学、⽆机化学、有机化学、物理化学、⼯程制图、煤化学四、课程的教学内容1.破碎理论及破碎机械、磨矿与磨矿机械、粒度分离技术与设备、超细粉体技术。
2.重选基本原理、重介质分离技术、跳汰分离技术、流膜分离技术、重选⽣产⼯艺、物料可选性及重选⼯作效果评价。
3.矿物界⾯分选基本原理和⽅法、浮选药剂、浮选设备、典型浮选过程、其他界⾯分选⽅法、浮选⼯艺与实践。
4.固体物料脱⽔⼯艺,粗、细物料脱⽔设备、浓缩分级沉淀、凝聚与絮凝、⼲燥与除尘。
5.典型矿物加⼯实践。
五、课程的教学特点1."选矿学"课程结构新体系和教学⼤纲充分体现加强基础,切实拓宽专业⾯;2.突出素质教育和创新⼈才培养。
课程教学利⽤校内矿物加⼯实验技术、校外现场⽣产实习、导师制下实施的⼤学⽣科技训练计划开展第⼆课堂这三个层次的实践环节,培养学⽣的动⼿能⼒、分析问题和解决问题的能⼒,激发学⽣创造性思维,培养创新能⼒。
3.利⽤现代教育技术⼿段,全⾯改⾰课程教学模式和教学⽅法,部分内容开展双语教学。
(1)研制开发了课程教学多媒体课件,切实解决了教学重点和难点,增加信息量,拓宽专业⾯。
(2)课堂讲授运⽤启发式、探究式、综合法以及⽣产实际案例分析教学,激发学⽣⾃主性学习和研究性学习;(3)采⽤讲课、⼤作业、讨论、⼩论⽂等灵活多样的形式,激发学⽣的学习热情和兴趣,体现以学⽣为主体的教学观念。
1.试简述泡沫浮选的过程,分析并讨论颗粒与气泡的相互作用机理及其动力学行为。
答:泡沫浮选是一个颗粒分选过程,是以各种颗粒或离子表面的物理、化学性质的差别为基础,在气-固-液三相流体中进行分离的技术。
浮选时不但要求物料单体解离,而且要求适宜的入选粒度。
颗粒太粗,即使已单体解离,因超过气泡的承载能力,而不能被有效收回。
浮选粒度上限因物料的密度不同而异,如硫化物矿物一般为0.2~0.25mm,其他矿物为0.25~0.3mm,煤为0.5mm。
泡沫浮选主要包括以下单元过程:(1)磨碎。
磨碎的目的是使固体物料达到单体解离,这是实现分选的前提条件,使欲浮的物料易于浮出。
(2)调浆。
浮选要求矿浆浓度为25%~30%的固体质量分数,使矿浆处于湍流状态,以保证颗粒悬浮,并以一定的速度运动。
(3)加药。
悬浮颗粒与浮选药剂作用,是目的颗粒的表面呈强疏水性。
(4)充气。
加入起泡剂,使矿浆中产生气体并弥散,颗粒与气泡接触,疏水性颗粒黏着在气泡上,随气泡浮生。
(5)分离。
将浮到液面的矿化泡沫层刮出,得到泡沫产品和槽中产品。
A.浮选过程中颗粒与气泡的相互作用表现为颗粒附着于气泡上,即气泡矿化。
在强迫对流或机械搅拌系统中,气泡的尺寸由剪切应力确定,这些应力既影响气泡离开形成点的气泡尺寸,也影响在流场中静止的最大的气泡尺寸。
矿粒与气泡的碰撞与粘附可从物理和化学两方面进行机理分析:(1)物理机理物理机理包括感应时间、动接触角、动量等因素。
a)感应时间是指矿粒突破气泡的水层而相互接触这段时间。
克拉辛认为,颗粒愈大,所需感应时间愈长,感应时间过长则较难浮。
爱格列斯曾以此评判药剂作用及可浮性;b)动接触角是指在惯性冲击作用下,气泡弹性变形,矿粒回跳并粘附所形成的角度。
菲力波夫曾求出不同粒度矿粒所需的动接触角: 200微米的矿粒为0.7°,而1微米的需1.7°,并且推断细泥难浮的原因是由于所需动接触角较大;c)动量机理是克拉辛首倡,他认为粗粒动量大,容易突破水化膜而粘附,细粒动量小不易突破水化膜,故粘附概率也小。
选矿学PPT课件•选矿学概述•矿石性质及工艺矿物学•碎矿与磨矿•选矿方法与原理目录•选矿工艺流程与实践•选矿尾矿处理与环境保护01选矿学概述选矿学的定义与重要性定义选矿学是研究矿物原料加工利用的技术科学,主要探讨如何从矿石中经济、高效地分选出有用矿物。
重要性选矿是矿业生产的重要环节,对于提高资源利用率、保护环境、促进经济发展具有重要意义。
古代人们通过手工挑选、淘洗等方式进行简单的矿物分选。
古代选矿随着工业革命的到来,机械选矿逐渐取代手工选矿,选矿效率得到大幅提高。
近代选矿20世纪以来,随着科技的进步,浮选、磁选、重选等多种选矿方法得到广泛应用,选矿技术日益成熟。
现代选矿选矿学的发展历程选矿学的研究内容与方法研究内容选矿学的研究内容包括矿石性质研究、选矿工艺研究、选矿设备研究以及选矿厂设计等方面。
研究方法选矿学研究方法包括实验研究、理论分析和数值模拟等。
其中,实验研究是最基本的研究方法,通过实验室小试、中试和工业试验等阶段来验证和优化选矿工艺。
02矿石性质及工艺矿物学矿石的组成与分类矿石的组成矿石一般由矿物和脉石两部分组成,矿物是指矿石中可被利用的金属或非金属元素及其化合物,脉石则是指矿石中不能被利用的矿物杂质。
矿石的分类根据矿石中有用矿物的含量、矿物颗粒的大小和嵌布关系等,可将矿石分为自然矿石和工业矿石两大类。
其中自然矿石可直接用于冶炼或加工,而工业矿石则需要经过选矿处理。
矿石的物理性质密度和比重密度是指矿石单位体积的质量,比重则是指矿石的重量与同体积水的重量之比。
不同矿物的密度和比重不同,这是选矿过程中分选矿物的依据之一。
硬度和脆性硬度是指矿物抵抗外力刻划或压入的能力,脆性则是指矿物受外力打击时易于碎裂的性质。
硬度和脆性对于选矿过程中的破碎和磨矿作业有重要影响。
磁性磁性是指矿物在外磁场作用下被磁化的性质。
不同矿物的磁性不同,因此可以利用磁选法分选具有磁性的矿物。
矿石的工艺矿物学特性粒度组成粒度组成是指矿石中不同粒级矿物的含量和分布情况。
一、化学及生物选矿(重点掌握生物化学选矿的本质、基本过程及每个过程的定义)化学选矿矿物的化学处理定义:矿物的化学处理是一种化学加工方法。
它以矿物原料为加工对象,利用不同矿物在化学性质上的差异,采用化学处理或化学处理与物理选矿相结合的方法,使有价组分得以富集和提纯,最终产出化学精矿或单独产品(金属或金属化合物)。
化学选矿的一般过程:1)原料准备:矿物原料的破、磨、配料;预先富集。
2)焙烧:使目的组分矿物转变为易浸的或易于物理分选的形态,部分杂质分解挥发或转变为难浸的形态,且可改变原料的结构构造。
3)浸出:使有用组分或杂质组分选择性地溶于浸出液中,从而使两种组分分离。
一般情况下浸出含量少的组分。
4)固液分离:采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出液,以获得供后续处理的澄清溶液或含少量细矿粒的稀矿浆。
5)浸出液净化:采用化学沉淀法、离子交换法或溶液萃取法等进行净化分离,以获得有用组分含量高的净化溶液6)制取化学精矿:从净化液中采用化学沉淀法、金属置换法、金属沉积法以及物理选矿法,沉淀析出化学精矿。
常见的化学选矿方法:1)矿石焙烧2)矿物浸出3)离子交换4)溶剂萃取5)离子沉淀6)置换沉淀7)金属沉积1)矿石焙烧:在适当气氛中加热矿物原料至低于矿物组分熔点温度,使目的组分与炉气发生化学反应转变成适于后续作业所要求的形态的过程,称为焙烧。
(氧化焙烧,硫酸化焙烧,氯化焙烧,离析焙烧,还原焙烧,磁化焙烧,加盐焙烧,煅烧,微波加热)2)矿物浸出:浸出是溶剂选择性地溶解矿物原料中某组分的工艺过程。
矿物原料浸出的任务,是选择适当的溶剂使矿物原料中的目的组分选择性地溶解于溶液中,达到有用组分与杂质组分或脉石组分相分离的目的。
因此,浸出过程本身是一个目的组分提取与分离的过程。
(依浸出过程物料的运动方式,可分为渗滤浸出和搅拌浸出。
依浸出试剂种类,浸出可进一步分为:酸法,碱法,盐浸,细菌浸出,氰化法及混汞法等)3)离子交换:离子交换净化法是溶液中的目的组分离子与固态离子交换剂之间进行多相复分解反应。
选矿学(2)重力选矿复习资料一、基本概念1.球形系数χ:球形系数 与矿粒同体积的球体的表面积与矿粒的表面积比值; 形状系数Φ:矿粒沉降速度公式中的的形状修正系数,和球形系数非常相近;2.345 6 7.沉淀度与最大沉淀度:所谓沉淀度是指在单位时间内单位横断面积上所沉淀的固体体积量。
1.球形颗粒在静止介质中自由沉降时的沉降末速V O 通式的推导过程以及由公式可得出哪些规律结论。
答:具体推导过程见课本P110规律结论: 矿粒的沉降末速与矿粒的性质(δ、d)和介质的性质(ρ,μ)有关。
在一定的介质中,若矿粒的尺寸和密度越大,则沉降末速也越大。
尺寸相同时,密度大者具有较大沉降末速。
相同密度时,尺寸大者,具有较大沉降末速。
相同尺寸和密度时,介质密度大,一般黏性亦大,则沉降速度相对变小。
2.介质阻力个别公式及其统一形式以及利用李莱曲线求解步骤。
答:介质阻力个别公式: 斯托克斯公式(Re≤1):式中R 与ψ345.68. 两种密度、粒度均不相同的矿粒混合物,其粒度比大于等沉比,在不同等速上升水流作用下,所出现的悬浮分层现象,简述悬浮分层学说及重介质作用分层学说的基本观点。
答:课本p1209.干扰沉降等沉比与自由沉降等沉比的关系。
答:两种颗粒在混杂状态时,相对于同样大小的颗粒间隙,粒度小者溶剂浓度小,松散度大,而粒度大者溶剂浓度大,松散度小,故总是(1-λ2)>(1-λ1),即θ2>θ1,故可看出:Eg>E0,即干扰沉降等沉比总是大于自由沉降等沉比,且可随容积浓度的减小而降低。
10.颗粒在离心力场中的运动与在重力场中的运动有什么区别?答:在离心力场中选矿与在重力场中选矿,并没有什么原则性的差别,不同仅是作用于颗粒上并促进其运动的力是离心力而不是重力。
在离心力场中,离心力的大小、作用方向以及加速度、在整个力场中的分布规律,都与重力场有所不同。
例如:在重力场中,颗粒在整个运动期间,在介质中所受的重力G及重力加速度g都是常数;在离心力场中则不然,离心力F=mω^2r 和离心加速度a=ω^2r,是旋转半径及旋转速度的函数,而且一般说来,它们随着半径的增加而增大。
选矿书籍大全1. 大学教材1.1 冶金工业出版社高校统编教材《矿石学基础(第2版)》《工艺矿物学》《选矿概论》《碎矿和磨矿》《重力选矿(修订版)》(孙玉波主编,1993)《磁电选矿》(王常任主编,1986出版;有书签)《浮选[已经补齐]》(胡为柏版)《矿物化学处理》《选厂设计合集》《化学选矿》《化学选矿(原理、工艺及实践)》《选矿电磁学》(昆工版,pdf,有书签)《碎矿与磨矿(第二版)》《碎矿与磨矿》1.2 近年来新式教材(淡化专业性教材)《矿物加工颗粒学》(选矿专业研究生教材之一)《矿物颗粒分选工程》《选矿学》(其实是选煤学,没有电选、化选内容,磁选和浮选一般) 《资源加工学》《固体物料分选理论与工艺》《选矿厂设计》(周龙廷高清第2版+书签+水印)1.3 冶金行业职业教育培训规划教材《碎矿与磨矿技术》《磁电选矿技术》《浮游选矿技术》《重力选矿技术》《化学选矿》黄尔君(高清)1.4 其他经典教材《浮游选煤与选矿》(蔡璋)《浮选》(郭梦熊)《矿石可选性研究(邱,超星)》《矿石可选性研究(pdf)》(中南版)《矿石可选性研究方法(pdf)》(邱版)《老版的:矿石可选性研究》《矿物浮选原理(书签+水印)》(卢版)《重选原理》(老版教材)《选矿厂设计(铁矿)》《选矿厂设计(有色矿) 》(中南版)《金与有色金属矿选矿厂设计》(徐正春版)《大学生毕业设计指导教程(冶金,选矿,化工分册)》《国外选矿设计名著《选矿工艺》(侧重洗煤)《选矿工艺与设备的概论.doc》《[To] win_zw , 关于选矿工艺学方面教程》《选矿工艺学(书签+水印)》《很实用的浮选教材》【基础化学丛书】《无机化学》《有机化学》《物理化学》《分析化学》1.5 专业英语《选矿工程专业英语》《选矿英语教材》《简明英汉矿业词典》(在学校没有认真学专业英语的人有福了!)《汉英-英汉图解矿物加工词典》《汉英-英汉矿物加工图解词典\邹志毅》《矿物加工科技英语》2 专著类书籍2.1 选矿总论部分(不分矿种)【数学模型】《选矿数学模拟与模型》《数学模型在矿物工程中的应用》(胡为柏李松仁著,1983)【磁电选矿】《磁种分选理论与实践》《磁选理论及工艺(书签+水印)》《高梯度磁力分离》《铁矿石电选新工艺新技术-摩擦电选工艺理论(word版)》《超导磁选及其进展》《矿物电选》【化学选矿】《化学冶金(英文版)》《有关选冶联合方面的名著-化工冶金(化学选矿)原理与实践》《堆浸的原理和工艺》《浸矿技术》《加压浸出吸附萃取》《矿浆电解原理》《资源微生物技术》《生物技术在矿物加工中的应用》-2008新书《化学分离富集方法及应用》【重力选矿】《矿物分离过程动力学》《微细与超细难选矿泥射流流膜离心分选法》《悬浮液选矿理论与工艺新发展》《水力旋流器分离技术》作者:赵庆国《水筛理论及应用》文书明著【浮游选矿】《硫化矿物颗粒的电化学行为与电位调控浮选技术》《颗粒间相互作用与细粒浮选》《浮选药剂的化学原理》《浮选理论的新进展》《浮选过程物理化学基础》《浮选(纪念A.M.高登文集)上、下卷》《浮选上卷(纪念A[1].M.高登文集)》《浮选(纪念A.M.高登文集)下卷》(有书签)《界面分选原理及应用(超星格式)》《浮选溶液化学》《浮选理论与工艺》《泡沫浮选》《泡沫浮选》(书签+水印)《泡沫浮选表面化学》《表面物理化学》《表面活性剂作用原理》《一本适合初学者的浮选讲义》《浮选回路的模拟与控制》【碎矿磨矿工艺与选厂主辅设备】《选择性磨矿及其应用》《振动筛振动给料机振动输送机的设计与调试》《振动筛分过程解析》《筛分机械》《腭式破碎机》《超细粉碎》《选矿设备工艺设计原理(第2版)》孙仲元2006年主编《微波助磨与微波助浸技术》《国外选矿设备》《选矿厂辅助设备》《选矿机械(矿山机械类)》《选矿-团矿机械》******************************************************************************* ***************************************【选矿药剂】《浮选药剂》《浮选调整剂》《螯合浮选剂》《选矿药剂概论》《浮选药剂的组合使用》《浮选剂作用原理及应用》《常用浮选剂的生产与分析方法》《消泡剂的制备与应用《选矿药剂一览表》《表面活性剂在能源和选矿工业中的应用》《矿用药剂(pdf) 》《1999-2007年浮选药剂的进展(朱建光)(论文合集)》《有机浮选药剂分析》【工艺与实践类综合书籍】《选矿理论与实践》《单矿物分选》《矿石可选性半工业试验》《选矿试验研究与产业化》04年版《选矿厂生产技术检验》《浮选厂生产检验》《选矿方法与工艺实践》《选矿方法与工艺实践》(高清+三级书签+水印)《选矿厂脱水集尘》《矿石的预处理》《矿产综合利用工程1995》《尾矿库工程分析与管理》《中国西部重要共伴生矿产综合利用》刘亚川,丁其光,汪镜亮等编著《常见选矿知识问答》《选矿知识问答》《选矿知识问答》《选矿知识问答(word版)》《选矿操作技术解疑》《选矿操作技术解疑》《选矿厂磨矿工》《选矿厂的快速检修》《矿山废水处理》2.2 选矿各论(按矿种分类)《锰矿选矿及其创新技术(图书节选)》《锰矿选矿技术文献合集》《铁锰选矿学(上下册)》《世界锰矿加工技术》《稀土金属提取手册》《稀土选矿与提取技术》《中国稀土理论与应用研究》《稀有金属选矿》《稀有金属选矿》《黄金选矿技术》《黄金生产技术大全》《溜槽选矿采金》《金矿石选别资料(论文集)》《金-砷矿石及其精矿的选冶技术和工艺》《炭浆法提金工艺与实践》《伴生金银综合回收》《金银提取技术》《黄金生产工艺指南》《氰化炭浆法提金生产技术》《金的氰化与冶炼》《金和银氰化厂生产实践》《黄铁矿烧提金》《金的找矿与选冶技术》《黄金选矿设备资料图》《含金矿砂和砾岩的选矿》《多金属硫化矿浮选》《多金属硫化矿浮选分离》《有色金属硫化矿选矿》《新版:有色金属硫化矿选矿》《非金属矿采矿选矿工程设计与矿物深加工新工艺新技术实用实务全书》《非金属矿加工与应用》《非金属矿产加工机械设备》《非金属矿加工技术与应用手册》《中国非金属矿产资源及其利用与开发》《非金属矿加工技术与设备》《非金属矿超细磨与分选》《矿物原料选矿及深加工》《工业矿物及其应用--手册与公式图表集(英文)》《高岭土选矿》《石墨选矿》《金刚石选矿》《硅酸盐矿物浮选原理》《磷浮选》《磷矿选矿》《磷矿选矿资料》《钼矿选矿与深加工(林春元主编,1997)》《钼矿选矿(第2版)》《钼矿选矿工艺和深加工》《钼矿的选矿工艺》《锡石浮选(超星)》《云南铜选厂技术资料》《氧化铜矿的处理》《铜的选矿》钱鑫张文彬《铜矿选矿》《铜锌快速浮选经验》《氧化铅锌矿的浮选》《氧化铜矿浮选研究与实践》《4本关于铅锌矿选矿的(PDF+详细书签)》《黑色金属矿石选矿试验》《中国钒钛磁铁矿选矿+详细书签》《关于赤铁矿选矿的书籍》《中国铁矿选矿技术》《中国铁矿选矿技术》《世界铁矿石选矿实践》《铁矿石选矿理论与实践》《鞍山式贫铁矿选矿实践》《铁矿石精选技术与经济》《铀、金、铜矿石堆浸原理与实践》《溶浸采铀(矿)技术》《铀矿加工工艺学》(杨伯和版)《重砂矿物分选及鉴定》任迎新朱宝华编著《钴矿选矿试验报告》《拜耳法与混联法氧化铝生产工艺物料平衡计算》《铝土矿反浮选和铝土矿选别方法综述》《氧化铝生产工艺学(修订版)》3. 手册与工具书3.1 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1.试简述泡沫浮选的过程,分析并讨论颗粒与气泡的相互作用机理及其动力学行为。
答:泡沫浮选是一个颗粒分选过程,是以各种颗粒或离子表面的物理、化学性质的差别为基础,在气-固-液三相流体中进行分离的技术。
浮选时不但要求物料单体解离,而且要求适宜的入选粒度。
颗粒太粗,即使已单体解离,因超过气泡的承载能力,而不能被有效收回。
浮选粒度上限因物料的密度不同而异,如硫化物矿物一般为0.2~0.25mm,其他矿物为0.25~0.3mm,煤为0.5mm。
泡沫浮选主要包括以下单元过程:(1)磨碎。
磨碎的目的是使固体物料达到单体解离,这是实现分选的前提条件,使欲浮的物料易于浮出。
(2)调浆。
浮选要求矿浆浓度为25%~30%的固体质量分数,使矿浆处于湍流状态,以保证颗粒悬浮,并以一定的速度运动。
(3)加药。
悬浮颗粒与浮选药剂作用,是目的颗粒的表面呈强疏水性。
(4)充气。
加入起泡剂,使矿浆中产生气体并弥散,颗粒与气泡接触,疏水性颗粒黏着在气泡上,随气泡浮生。
(5)分离。
将浮到液面的矿化泡沫层刮出,得到泡沫产品和槽中产品。
A.浮选过程中颗粒与气泡的相互作用表现为颗粒附着于气泡上,即气泡矿化。
在强迫对流或机械搅拌系统中,气泡的尺寸由剪切应力确定,这些应力既影响气泡离开形成点的气泡尺寸,也影响在流场中静止的最大的气泡尺寸。
矿粒与气泡的碰撞与粘附可从物理和化学两方面进行机理分析:(1)物理机理物理机理包括感应时间、动接触角、动量等因素。
a)感应时间是指矿粒突破气泡的水层而相互接触这段时间。
克拉辛认为,颗粒愈大,所需感应时间愈长,感应时间过长则较难浮。
爱格列斯曾以此评判药剂作用及可浮性;b)动接触角是指在惯性冲击作用下,气泡弹性变形,矿粒回跳并粘附所形成的角度。
菲力波夫曾求出不同粒度矿粒所需的动接触角: 200微米的矿粒为0.7°,而1微米的需1.7°,并且推断细泥难浮的原因是由于所需动接触角较大;c)动量机理是克拉辛首倡,他认为粗粒动量大,容易突破水化膜而粘附,细粒动量小不易突破水化膜,故粘附概率也小。
太原理工大学化工设备基础复习资料(你懂的)1.浮选过程涉及三相.液相是分选介质,一般是水,气相空气,煤粒选择性运输工具;固相是欲分离的矿物,煤和矸石。
在充气矿浆中,矿粒与气泡碰撞接触。
煤表面润湿性比较小,碰撞后能粘附在气泡上随气泡升浮;矸石润湿性强,碰撞后不能与气泡附着,作为尾矿留在矿浆,实现二者分离。
2.极性强度:离子键大于共价键大于金属键大于分子键。
3.矿化:指矿浆中被浮物目的矿物有选择性向气泡粘附,形成矿粒——气泡一体化的过程。
4.实现浮选的过程组成:接触阶段粘着阶段升附阶段泡沫层形成阶段5.微泡作用:与微粒形成气絮团使与大气泡更易吸附6.附着条件:诱导时间小于接触时间8.气泡矿化条件:1煤粒与气泡接触是前提;2排开气泡与煤粒间水化膜是关键;3.煤粒与气泡附着的程度最终决定它能否到达泡沫层。
9.浮选药剂作用:改变相界面性质调节矿物可选性调整矿浆浮选性质改善气泡质量提高气泡矿化的选择性和浮选性。
10.搅拌作用:切割空气流生成气泡使矿粒处于悬浮状态促进难溶药剂的溶解和分散促使矿粒.气泡.药剂在槽内均匀分布为矿粒和气泡的碰撞,粘附提供能量。
11.XPM-8工作特点:大量微泡析出药剂被乳化直流式槽体结构气泡粉碎程度高槽内矿浆紊流程度低。
1.浮选:是利用矿物表面物理化学性质(润湿性)的差异,并借助浮选药剂的作用从矿浆中浮出某种固体,从而使不同矿物有效分离的一种选矿方法2.泡沫浮选:是在矿浆中引入气泡,使疏水性矿粒与气泡附着着并借助气泡的升浮运动,使其在矿浆液面得到富集3.浮选基本过程:①磨矿—即先将矿石磨细,使有用矿物与其他矿物或脉石矿物解离;②调浆加药—调整矿浆浓度适合浮选要求,并加入所需的浮选药剂,以提高效率③浮选分离—矿浆在浮选机中充气浮选,完成矿物的分选;④产品处理—浮选后的泡沫产品和尾矿产品进行脱水分离。
4.影响浮选的因素(1)矿石和矿物的性质(2)浮选的化学方面因素(捕收剂强弱,PH,水质)(3)浮选机的特性(充气量,气泡尺寸)(4)操作因素(矿浆浓度,温度)2.矿泥的危害:a.易夹杂泡沫中上浮,降低精矿质量。
1.试简述泡沫浮选的过程,分析并讨论颗粒与气泡的相互作用机理及其动力学行为。
答:泡沫浮选是一个颗粒分选过程,是以各种颗粒或离子表面的物理、化学性质的差别为基础,在气-固-液三相流体中进行分离的技术。
浮选时不但要求物料单体解离,而且要求适宜的入选粒度。
颗粒太粗,即使已单体解离,因超过气泡的承载能力,而不能被有效收回。
浮选粒度上限因物料的密度不同而异,如硫化物矿物一般为0.2~0.25mm,其他矿物为0.25~0.3mm,煤为0.5mm。
泡沫浮选主要包括以下单元过程:(1)磨碎。
磨碎的目的是使固体物料达到单体解离,这是实现分选的前提条件,使欲浮的物料易于浮出。
(2)调浆。
浮选要求矿浆浓度为25%~30%的固体质量分数,使矿浆处于湍流状态,以保证颗粒悬浮,并以一定的速度运动。
(3)加药。
悬浮颗粒与浮选药剂作用,是目的颗粒的表面呈强疏水性。
(4)充气。
加入起泡剂,使矿浆中产生气体并弥散,颗粒与气泡接触,疏水性颗粒黏着在气泡上,随气泡浮生。
(5)分离。
将浮到液面的矿化泡沫层刮出,得到泡沫产品和槽中产品。
A.浮选过程中颗粒与气泡的相互作用表现为颗粒附着于气泡上,即气泡矿化。
在强迫对流或机械搅拌系统中,气泡的尺寸由剪切应力确定,这些应力既影响气泡离开形成点的气泡尺寸,也影响在流场中静止的最大的气泡尺寸。
矿粒与气泡的碰撞与粘附可从物理和化学两方面进行机理分析:(1)物理机理物理机理包括感应时间、动接触角、动量等因素。
a)感应时间是指矿粒突破气泡的水层而相互接触这段时间。
克拉辛认为,颗粒愈大,所需感应时间愈长,感应时间过长则较难浮。
爱格列斯曾以此评判药剂作用及可浮性;b)动接触角是指在惯性冲击作用下,气泡弹性变形,矿粒回跳并粘附所形成的角度。
菲力波夫曾求出不同粒度矿粒所需的动接触角: 200微米的矿粒为0.7°,而1微米的需1.7°,并且推断细泥难浮的原因是由于所需动接触角较大;c)动量机理是克拉辛首倡,他认为粗粒动量大,容易突破水化膜而粘附,细粒动量小不易突破水化膜,故粘附概率也小。
(2)化学机理化学机理包括吸附速率,矿粒表面寿命,表面能、溶解度、吸附罩盖度等因素。
a)吸附速率:指药剂向矿粒吸附的速率,药剂从溶液中扩散到表面,并且和表面发生反应,如果表面反应是决定速率的过程,则粒度没有影响,由此推论,粗细粒一样易浮。
如药剂扩散是决定速率的过程,则式中Q/S为单位面积的吸附速率,D为扩散系数,C为吸附剂在溶液中的浓度,C’为吸附剂在矿粒表面的浓度,r为矿粒半径, T为边界层厚度。
在搅拌条件下,估计T值界于20至40微米。
比此小的矿粒,则吸附速率Q/S增快,这点目前需要进一步研究;b)矿粒表面寿命:高登认为,粗粒在破碎磨细过程中有“自护作用”,暴露寿命较短;而细粒表面暴露时间较长,因而细粒表面被污染罩盖氧化等的机会较多。
但有人认为在磨矿分级循环中,粗细粒表面寿命不会有很大差别;c)表面能:粗细粒总表面能大小不一样。
细粒表面能大,水化度增加。
对药剂失去选择吸附作用磨细过程中,应力集中,裂缝、位错、棱角等高能地区增多,对药剂的吸附量增加;d)溶解度:粒度愈小,溶解度愈大,关系式为:式中R为气体常数,T为绝对温度,r为矿粒半径,Sr指半径为r的细粒溶解度,S∞为无穷大颗粒(即体相)的溶解度,σS-L为单位面积中固液界面自由能,V为摩尔体积。
对此式的估算表明,只有0.1微米矿粒的溶解度才比较明显地增加,而0.5~10微米的矿粒的溶解度基本相同;e)吸附罩盖度:克来门曾试验测定各种粒度的赤铁矿被油酸罩盖度与浮选回收率关系。
在同一表面罩盖度条件下,粗粒(60~40,40~20微米)比微粒(10~0微米)的回收率高得多。
但安妥内(1975年)试验铜离子对闪锌矿的活化时,认为同一表面罩盖度条件下,粒度对回收率影响不显著,这方面还需继续研究。
B.浮选过程中矿粒与气泡作用的动力学分析:大多数分选过程是在湍流或局部湍流中进行的。
充分利用湍流特性的分选过程便是浮选。
在工业机械搅拌浮选机中,矿浆运动的雷诺数Re为106~107,处于发育的湍流状态。
湍流的主要作用为:(1)实现矿粒在矿浆中的悬浮;(2)实现充气并使空气均匀弥散为小于2mm的气泡;(3)搅拌充气矿浆,以保证药剂的分散和混和及矿粒与气泡的碰撞。
在浮选中,颗粒附着在气泡上的现象称之为气泡矿化。
矿化过程包括三个阶段:颗粒和气泡的碰撞、颗粒与气泡粘附和非稳固附着颗粒的脱附。
颗粒和气泡发生碰撞后,只有那些表面疏水的颗粒才能粘附到气泡上,并且其粘附强度应足以阻止浮选槽内流体动力学的破坏作用。
浮选过程的速率常数,即颗粒被气泡捕集的概率P由颗粒与气泡的碰撞、粘附及脱附概率决定,浮选过程的速率常数可表示为:P=PcPa(l-Pd)颗粒与气泡的碰撞是形成颗粒—气泡集合体的前提,但碰撞并非一定导致粘着。
在二者的距离达到表面力的作用范围时,进一步的靠拢以及粘着与否取决于总作用势能的走向。
图b 表示疏水矿粒—气泡作用势能的可能区域。
曲线1表示双电层静电作用具有较大正值的情况,此时在一定间距处出现一能垒;曲线2表示双电层静电作用变为负值时的情况。
曲线1及2包络的区域表示疏水矿粒一气泡粘着的全部可能范围。
在湍流状态下,浮选过程中颗粒与气泡的粘着概率Z P,b 可表示为:b p b p ac b p n n R R a f P P Z 2/132/1,][))(()98(υεπ+=⋅= 碰撞频率与颗粒和气泡的浓度、粒度、密度及湍流强度有关。
2、粉磨过程中的机械力化学效应主要表现在哪些方面?并论述粉磨机械力化学作用机理。
答:A. 粉磨过程中的机械力化学效应主要表现在以下几个方面:1、颗粒粒径和形状的变化:罗驹华研究了高岭土和氢氧化铝共同粉磨时颗粒粒径的变化,发现粉磨5h 颗粒形貌发生明显变化,由原来的形状不规则转变为球形颗粒,粒径逐渐变小。
继续粉磨,大颗粒转变为小颗粒的同时小颗粒发生团聚,出现二次颗粒。
许多研究都反映了此现象: 矿物在受到机械力作用下,最初表现出直观的颗粒细化,相应的比表面积增大, 而后继续粉磨,颗粒粒径不再减小,比表面积也达到极限,体系出现粉碎平衡;2、密度变化:超细粉碎矿物后,矿物的密度会不同程度地改变,表观密度的变化是由于颗粒大小级配不一造成的,而真密度的变化,则是由于晶体物质结构的变化或是发生了化学反应。
高岭土和含水高岭土经干法和湿法磨矿后,矿物的密度都随之减小;石英经一定时间粉磨后转变为无定形的SiO 2,密度会下降,而方解石经粉磨后密度会增大。
由此可知经机械粉磨后物料密度变化因物质的结构、性质的不同而不同;3、电性的变化:机械力化学作用在改变颗粒导电性、表面电动行为以及半导体性质等方面也有不可忽视的作用,如烧结钛酸钡时,若将原料预先在适当的条件下再细磨,可使最终产物的介电常数在室温下提高2~ 3倍,在居里点温度下提高1.5倍。
干磨萤石和方解石的半导体时,其性质也会发生改变,即N型半导体变为P型半导体;4、颗粒表面的吸附能力和离子交换、置换能力的变化:矿粒在超细粉碎过程中,产生大量的断裂面,并在断裂面上出现了不饱和键和带电结构单元,导致颗粒处于不稳定的高能状态,从而增加了颗粒反应活性,提高了颗粒表面的吸附能力。
例如,干法研磨黑云母后,可显著提高它对十二烷基胺的亲和力。
机械力作用还可以改变矿物表面离子的交换或置换能力,尤其对硅酸盐矿物效果显著;5、微型结构变化:矿物颗粒在粉碎过程中,在所施加的机械力作用下,矿物微型结构也经历量变到质变的过程。
所谓量变,是颗粒在细化过程中,晶粒尺寸不断变小,比表面积不断增大,表面和内部缺陷、非晶化逐步加剧,最终可导致晶体物质变成非晶物质。
机械冲击力、剪切力、压力等变形力使矿物颗粒的微型结构和性质发生的变化主要有:晶格畸变和缺陷、非晶化(无定形) 、晶型转变、非晶质位错运动和振动。
6、物质成分的变化:矿物颗粒在超细粉磨中,颗粒的微型结构断裂形变、破坏,并形成无定形物质,这就改变了其性质,降低了反应的活化能。
颗粒局部承受较大应力或反复应力作用区域会发生分解反应、氧化还原反应、溶解反应、水合反应、金属与有机物的聚合反应、固溶化等。
常见的有三水铝土矿与石膏的脱水;碳酸盐类矿物的机械力化学分解;褐煤分解出甲烷。
总的反应类型还可归纳为相间机械力化学,即固体与气体、固体与液体以及固体之间在机械力作用下产生的化学反应。
粉磨机械力化学作用机理:矿物受机械力作用复杂的过程大体可分为两个阶段:颗粒受击而破裂、细化、物料比表面积增大,这阶段矿物表面自由能增大;随后矿物表面自由能减小,因而体系化学势能减小,微粉发生团聚作用,比表面积减小,同时表面能释放,物质可能再结晶,也可能发生其他机械力化学效应。
陈鼎等人把机械力化学反应机理概括为三方面,即界面反应机制、自蔓燃反应机制和固溶分解机制,三方的主导因素视球磨工艺条件和反应体系而定,从影响机械力化学反应过程的工艺因素如球磨温度、球磨时间、球径、球料比、过程控制剂来说明粉磨过程的机械力反应机制。
并提出界面反应是渐变式的,自蔓燃反应是突发式过程的观点具有科学性。
郝保红对不同超细粉碎条件下的粉石英进行机械力化学效应研究,把矿物表面无定形层形成和增厚、化学键的断裂与重组归为机械力化学效应的实质原因。
李振兴等人认为机械力化学法合成粉末的过程实际上是机械扩散和界面反应共同作用的结果。
在磨矿过程中,机械扩散的基本特点表现在当无机固体颗粒的尺寸在微米级时,颗粒就会出现微塑性的特征。
由于机械作用导致粉末间也发生一定的界面之间反应的现象,这就会涉及到界面反应。
Rusanov 和Butyagin 研究了超细过程粉体热性能变化及其相关的机理,从热力学角度探讨了超细磨过程粉体发生变化的原因。
B.粉磨机械力化学作用机理:粉磨过程包含一系列的作用,如断裂、破碎、高弹性形变等。
在粉磨过程中颗粒吸收机械能后,比表面积首先发生变化,随着比表面积和比表面能的增大,晶体的晶格能减小,在损失晶格能的位置将产生晶格缺陷,并出现机械化学激活作用。
在粉碎后形成的新表面上键合力很自然的被激活。
粉磨之初,新表面倾向于沿颗粒内部原生微细裂缝或强度减弱的部位生成,因此新表面的键力较弱,随着粉磨时间的延长及粒度的减小新表面的键力也将增大。
粉磨过程中的机械化学作用可以分成两个阶段:第一阶段,系统能量增加,被磨物料反应性和活性增强,导致系统的物化参数发生显著的变化,即机械活化,它包括颗粒的形变和错位及由此引起的热振加剧等;第二阶段,机械化学作用发生在粉磨之中或粉磨之后,包括以下几个方面:(1)颗粒的聚结和结块;(2)表面层的重排;(3)颗粒表面与外来分子的作用;(4)被磨物料之间的化学作用;(5)被活化颗粒原子结构的重组和重结晶。