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矿物加工研究方法第1章 绪言基本概念：1）矿石可选性研究：矿石可选性研究的目的是根据矿石的特点，在实验室内试验，确定矿石选别所用的方法、工艺和参数的科学试验。重点问题：1）矿石可选性研究的分类：具体矿产的矿物加工工艺研究；新工艺、新药剂、新设备的试验；矿物加工基础理论的研究。2）矿石可选性研究的特点：在实验室或试验厂中进行：一般通过样品或模型来研究整体或原型；可以用少量的试验，较少的人力物力；样品或模型要与原型一致。可以再广泛的范围内进行研究和探索：实验室研究可以不受生产条件的限制，运用各种方法控制和改革研究对象的过程；可以了解在生产实践中不易取得甚至不能取得的知识；可以为矿物加工的发展提供理论基础和开辟新的途径。3）矿石可选性研究的目的：可以根据矿床开发的三个阶段（找矿勘探、设计建设、生产利用）分为三种为进行矿床工业评估、选矿厂设计的依据、工业生产的改进。4）矿石可选性研究的程序和阶段：程序：委托单位提出任务，说明要求，编制试验任务书，或签订合同；调查研究，制定研究计划，进行试验的准备；试样采取和制备；进行矿石组成特性的研究，并制定方案；按试验要求进行选矿试验，根据试验结果对方案进行适当的修改；整理试验数据，编写研究报告。 阶段：实验室试验阶段、中间试验（扩大试验）阶段、工业试验阶段。5）实验室研究阶段的特点：规模小，所需物料小；试样的物质组成和物化性质一致，数据的重现性及可比性较好；分批操作，条件易控制；影响因素较少，指标稳定；人力、物力、财力少；灵活性大，可在大范围内探索。6）矿石可选性研究的计划的主要内容：研究题目、任务和要求等；试验方案、技术关键和预期效果；试验内容，工作量和进程表；试验人员组成及所需物质条件，包括仪器、设备、经费等；需要其他人员及部门配合的工作，要提出相应的工作量及进程表。对矿物加工非常重要。第2章 试样的采取和制备基本概念：试验的代表性：所取试样必须具有充分的代表性，同时，试样量应满足试验的要求。研究或试验的内容不同，对试样的要求也不同。围岩：矿体以外和矿体相连的岩石。夹石：夹在矿体内部的体积较大的岩石。采样点：每个化学分析单样所代表的区段即为采样点。岩心劈取法：将地质部门的岩心钻的钻孔岩心中劈取的1/2或1/4作为样品的方法。流动物料取样：指取像皮带输送机类运输过程中的物料，包括用矿车运输的原矿、皮带运输机以及其他各种运输设备上的干矿，给料机和溜槽中的料流，以及流动中的矿浆。试样最小重量：为保证一定粒度散粒物料试样代表性所必需取用的最小试样量。移锥法混匀：把已破碎、筛分过的样品用平板铁揪铲起堆成圆锥体，再交互地从样品堆两边对角贴底逐揪铲起堆成另一个圆锥。四分法缩分：物料堆成均匀的圆锥形，并压成圆台状，而后用十字形架分成四等分的一种缩分操作方法。重点问题：1）试样的代表性要求包括的内容：试样质量要求：试样的性质应与研究的矿体基本一致；采样方案应符合矿山生产时的实际情况；要注意到不同性质的试验对试样的不同要求。试样的重量要求：试样的数量应该满足试验的要求。2）试样性质与研究矿体基本一致包括的内容：主要化学组分的平均含量和变化特征应该与矿体基本一致；主要组分赋存状态应与矿体一致；试样的理化性质与所研究的矿体基本一致。3）影响试样重量的因素：试验工作量：工作量越大，试样量也越大；需要的选矿方法和流程：一般重选最大、磁选次之、浮选最少；入选粒度：粒度越大试样越多；试验设备规格：规格越大试样越多；矿石性质的复杂程度：越复杂越多；研究人员的经验与水平：水平越高越少。4）选矿方法如何影响所需试样的重量：5）矿床采样点的布置原则：在分析研究矿床地质资料的基础上，要使矿样具有充分代表性。6）矿床采样的4种方法及适用条件：刻槽法：适用于矿体暴露面小，取样点多的情况； 剥层法：适用于贵金属、稀有金属及分布不均匀矿体和薄矿体取样； 爆破法：适用于采样量大，矿石品位分布不均匀的情况，多为工业试验样； 钻孔岩心劈取法：适用于采样量小或无法从矿床取样的实验室取样。7）块状料堆取样的影响代表性的因素： 取样点的个数； 每点的取样量；物料的组成沿料堆不同方向上的分布情况。7）静置物料取样的方法及适用情况：块状料堆的取样方法为舀取法和探井法；细粒料堆的取样方法为钻孔取样。8）运输皮带上的取样方法及特点：采用横向截流法。用一定长度的刮板每隔1530min，在垂直于料流运动方向，沿料层全宽全厚均匀刮取一份物料作为样品，然后将各样品累积起来作为总样。试样量较大，较少采用。9）矿浆取样时的注意事项：10）试样最小必须量的经验公式及影响公式中k值的因素：Ms = kd 11）单份试样制备前需要确定的条件：单元试样的种类和重量；共需每种试样的份数；原矿检查的项目；原始试样的基本性质；确定经验公式中k值；了解实验室的设备。12）试样加工操作包括的内容和目的：破碎：改变矿样的粒度；筛分：保证矿样的粒度；混匀：使矿样尽可能均匀；缩分：把矿样分成重量相同的多份；称量：保证试样的重量。13）不同混匀方法的操作过程、特点和适用范围：移锥法：把已破碎、筛分过的样品用平板铁揪铲起堆成圆锥体，再交互地从样品堆两边对角贴底逐揪铲起堆成另一个圆锥。每揪铲起的样品不应过多，并分两三次撒落在新锥顶端，使之均匀的落在新锥的四周。适用于大量物料，特别是粗粒物料的混匀。 环锥法：也是移锥法的一种，只是移锥前先把矿堆变成环状，然后从环的一端或对称的两端移锥。要注意每次都选圆环的一段。适用于大量物料。 翻滚法：适用于少量物料。 机械混匀法：把需要混匀的试样装入专门的机械中，混匀一定时间后取出；注意物料一次装入。适用于少量物料。14）各种缩分方法的操作过程、特点和适用范围：四分法对分：混匀后的试样堆成圆锥状；把圆锥压成圆台状，高度要合适；把圆台矿堆分成尽可能相等的四等分；取相对的两部分合并成一份试样。用于把试样分为大致相等的两份，如果需要分成多份，需要重复进行。 多槽分样器法：两边先用盒接好，再将矿样沿二分器上端沿整个长度垂直倒入，从而使矿样分成两份，取其中一份作为需要矿样。用于把物料分成大致相等的两份，分成多份需重复进行。 方格法：将试样混匀以后摊平为一薄层，划分为许多小方格，然后用平铲逐格取样。用于从大量物料中取出单份试样，可以同时取出多份试样。 割环法：将用移锥或环锥法混匀的试样，耙成一圆环，然后沿圆环依次割取小份试样。用于把一份物料分为重量相等的多份试样，可以同时取多份。15）会根据给定的条件编制出试样的缩分流程： d = (Ms/k)1/2 选择破碎筛分的设备确定各次混匀和缩分的次数画出流程图第3章 根据矿石性质拟定选矿试验方案基本概念：物相分析：根据矿石中的各种矿物在各种溶剂中的溶解度和溶解速度不同，采用不同浓度的各种溶剂在不同条件下处理所分析的矿石，从而测出试样中某种元素呈何种矿物存在及含量是多少。多元素分析：对矿石中所含多个重要和较重要的元素的定量化学分析。主要是有益元素、有害元素、造渣元素。独立矿物：有用和有害元素组成独立矿物存在于矿石中。类质同象：化学成分不同，但相互类似而结晶构造性同的物质，在结晶过程中原子、离子、分子等可以相互替换但结晶构造不受破坏的现象。吸附形式：某些元素以离子状态被另一些带异电荷的物质所吸附，存在于矿石或风化壳中。矿石的结构：是指某矿物在矿石中的结晶程度，矿物颗粒的大小、形状及结合关系。矿石的构造：矿物集合体的形状大小和相互结合关系。连生体的连生特性：包括连生体的类型、数量和结构特征。重点问题：1）矿石化学组成研究的目的和方法；目的是研究矿石中所含化学元素种类、含量及相互结合关系。 方法：光谱分析、化学多元素分析、物相分析、试金分析。2）矿石中矿物组成研究内容和方法；内容为研究矿石中所含的各种矿物的种类和含量、有益及有害元素的赋存状态。 方法：显微镜、X-射线粉晶衍射、电子探针、电子显微镜、热分析、放射性检测等。3）矿石中元素物相分析的目的和方法；元素分析的目的：研究矿石的化学组成，查明矿石中所含元素的种类、含量及主次关系。方法：光谱分析、化学分析（化学全分析、化学多元素分析、试金分析、主要元素化学分析）、仪器分析。物相分析的目的：分析矿石中某种元素有何种矿物的形式产出。4）元素分析、矿物分析、物相分析之间的联系与区别，研究结果说明的问题；矿石物质组成研究包含化学组成和矿物组成，分别用元素分析和矿物分析，而物相分析则属于矿物分析。5）元素的独立矿物存在形式与可选性的关系：单质矿物；呈化合物形式存在于矿石中（选矿主要对象，难以单体解离而影响选别效果，提高磨矿细度又易造成过粉碎）；呈胶状沉积的细分散状态（很难回收，有害成分也不易用机械方法去除）。6）元素以类质同象形式存在对可选性的影响；影响矿物浮选行为；某些稀有及分散元素本身不成独立矿物形式而是以类质同象形式赋存于矿物之中，选矿时应注意综合回收；可以影响精矿品位。7）构成矿石结构的因素及对可选性的影响；矿物的粒度及粒度特征：粗粒嵌布（202mm，一般采用重介质、跳汰及干式磁选或手选进行选别）、中粒嵌布（20.2mm，一般采用摇床、磁选、电选、重介质及表层浮选进行选别）、细粒嵌布（0.20.02mm，一般采用摇床、溜槽、浮选、湿式磁选、电选等进行选别，复杂时可采用化学选矿进行处理）、微粒嵌布（202m，一般可采用浮选、化学法等进行处理）、次显微（亚微观）嵌布（20.2m，一般采用化学方法进行处理）、胶体分散（-0.2m，一般采用化学、火法冶金等进行处理）； 晶粒形状（结晶程度）（自形晶、半自形晶、它形晶）； 嵌鑲方式。8）矿物的嵌布粒度特征及对选矿流程的影响；等粒嵌布：粗粒好选，只要将有用矿物磨到全部单体解离即可选别，细粒则难选，越细越难。 粗粒为主的不等粒嵌布：阶段磨矿，阶段选别。 细粒为主的不等粒嵌布：阶段磨矿、阶段选别。 极不等粒嵌布：最难选，需多段碎磨，多段选别。9）选矿产品考察的目的和方法；方法：目的：10）连生体的连生特性及对选别过程的影响；包括连生体的类型、数量和结构特征。对选别过程的影响：11）对新矿石能够提出矿石性质研究的内容并根据研究结果制定研究方案 第6章 浮选试验基本概念：磨矿细度：通常用小于200网目粒级的百分含量表示。分批浮选试验：开路流程试验：研究开路流程中选别阶段和选别循环对浮选效果的影响及规律的方法。没有中矿。闭路流程试验：考查循环物料的影响的分批试验，是在不连续的设备上模仿连续的生产过程。 连选试验：重点问题：（1）浮选试验的指标都受到哪些因素的影响；主要受工艺流程、工艺条件和药剂制度等因素影响。（2）浮选试验的主要内容和程序；程序：拟定试验原则方案：进行试验前的准备；预先试验（探索试验）；条件试验；流程试验；闭路试验；半工业和工业试验。（3）浮选试验前需要做的准备工作有哪些，都有哪些注意事项；资料收集：了解类相同或类似矿石的研究、生产情况；了解未来应用矿山的情况。试样的重量确定：矿石的性质、试验的目的、实验室的设备条件。（4）浮选条件试验的目的和包括的主要内容；主要内容：磨矿细度试验；调整剂种类和用量试验；捕收剂种类和用量试验；起泡剂种类和用量试验；矿浆浓度试验；矿浆温度试验；水质影响试验。（5）磨矿细度试验的目的、内容和试验方法；具体方法：（6）磨矿细度试验以及结果判断应注意的问题；磨矿细度试验注意的问题：结果判断应注意的问题：（7）浮选药剂种类和用量试验研究的方法；调整剂：a、pH值调整剂：b、活化剂：与抑制剂类似。 c、抑制剂：d分散剂 e絮凝剂 捕收剂：起泡剂：（8） 确定最佳的浮选时间的研究方法；多份矿样对比法和单份矿样试验法。（9）闭路浮选试验的流程和计算方法。 重量和产率：精矿产率 = 精矿重量W/原矿重量，尾矿产率类似。 金属量和品位：品位重量 = 金属量P。 回收率：精矿金属量/原矿金属量第10章 中间试验和工业试验基本概念：中间试验（半工业试验）：介于实验室小型试验和工业试验之间的中间规模试验。单机试验：主要是指对设备进行的单台试验。实验室连续试验：包括局部作业连续试验和全流程连续试验两种。试验厂试验：是建立在专门的选矿厂供试验用。目的是进一步验证实验室或连续试验的技术指标，更准确的确定经济指标。调整剂试验：在生产条件下运行中，发现设备的不足，对参数进行必要的调整和完善。条件试验：在不同参数下进行运行，找出该设备的最佳参数。对比试验：与原有设备进行对比试验，时间应足够长，试样性质应相同。重点问题：（1） 实验室连续性试验的目的和特点；目的：考察中矿返回后的影响，验证小型试验的条件、流程和指标。 特点：实验室连续的，矿浆流态与工业生产相似，可反映中间产品返回对过程的影响；试验规模较大，持续时间较长，可在一定程度上反映矿石性质和操作的波动对指标的影响；实验结果较接近工业生产指标。（2）实验室连续性试验的常用设备；格子型球磨机、筒式磁选机、水力旋流器、电磁螺旋柱、离心砂浆泵、立式砂泵以及一些附属设备（砂泵、连续给矿设备、小型连续给药以及计量设备、中间储矿设施等）。（3）实验室连续性试验的设计方法；试样和加工； 物质组成与物理化学性质研究； 制定连续试验方案； 实验准备； 预备试验和调整：a、磨矿细度和浓度的调整，b、药剂的调整，c、调整浮选条件，d、调整中矿量，e、调整浮选时间； 正式试验； 取样和检测。（4）在哪些情况下需要进行工业试验；新设备在生产现场的定型试验；为设计新厂；正在生产的现场进行工艺改革。（5）工业试验的准备工作以及注意事项：准备工作：组织管理工作；试样的采取和代表性；调整流程和设备。 注意事项：设计新选厂的工业试验：选厂工艺改革的工业试验：第11章试验方法（试验设计）基本概念：试验设计：指的是安排和组织试验的方法。因素：需考察的条件。水平：各因素的具体数值称为该因素的水平。评价指标：用来表征试验结果的参数。单因素试验设计：只管一个因素的试验。多因素试验设计：多个因素。因素相互独立：一个因素水平的变化对指标的影响不受另一因素水平变化的影响，这种情况称为因素之间的相互独立。因素间的交互作用：一个因素水平的变化对指标的影响，或影响的程度受另一因素水平的制约的情况。变差：不同试验条件所得指标之间的差别。重点问题：（1）单因素试验设计方法及各自的特点；穷举法：对所有点都进行试验，试验次数多，有些试验是不必要的，有时因素的范围不好确定。 消去法（a、分割法，b、0.618法，c对分法）：先选定某一范围中的几个试验点进行试验，根据试验结果确定下一步试验，对不必要的试验点可以不进行。（2）单因素试验设计需前需要确定的；试验的因素、评价的指标、因素的水平范围、水平的间隔。（3）单因素消去法试验设计应用的条件；试验的因素、评价的指标、因素的水平范围、水平的间隔（只有分割法可用）。（4）统计检验的目的；说明改变试验条件后是否取得了效果。（5）变差的分类；条件变差、随机误差、系统误差、过失误差。（6）多因素试验设计法的分类及特点；穷举法：把所有因素的所有水平排列组合都进行试验，试验工作量大。 降维法（一次一因素法）：把其他因素固定不变，每次改变一个因素，直到找到所有因素的最佳值。 正交试验方法：同时考虑多个因素。 其他方法。（7）多因素试验试验设计中用降维法时应注意的问题；暂时不变的因素水平要固定在合适的值，否则可能会影响试验结果；主要因素安排在前，次要因素安排在后，但有时判断困难；不能反映因素之间的交互作用；如果某因素的最佳值是最低值或最高值，应注意范围是否合适。（8）正交表的符号及各项的意义；（9）正交表的正交性；（10）正交试验设计的程序，包括不考虑交互作用和考虑交互作用两种；不考虑交互作用时：考虑交互作用时：（11）正交试验结果的计算和极差分析方法。（12）用正交表进行试验设计时应注意的问题。第12章 试验结果的处理基本概念：精确度：指测试结果的重复性或分散程度，随机误差小，重复测量的结果就接近，即重复性好。准确度：指测试结果与真值之间的偏差程度。计算原矿品位：根据