矿物加工106级资料

1、矿物加工复习题一 名词解释：1 什么叫矿物加工？P1答：矿物加工是利用矿物的物理化学性质的差异，借助各种分离、加工的手段和方法将矿石中有用矿物和脉石分离，达到有用矿物相对富集并进行其加工和利用的方法。2 什么叫破碎比？P55答：在破碎过程中，入料粒度与产物粒度的比值。3 什么叫回收率？P2答：精矿中有用成分的质量与原矿中该有用成分质量之比。4 什么叫比磁化率?P312答:物料的体积磁化率与其本身密度的比值（体积磁化率：指磁介质中某点的磁化强度与该点的磁感应强度的比值）。5 什么叫筛面开孔率？P16答：指筛孔面积与筛面面积之比。6什么叫矿石品位?P2答：产品中金属或有用成分的质量与该产品质量之比

2、。7 什么叫粒度组成？P5答：将粒度范围宽的物料群分成若干个粒度范围窄的级别，并指明各粒级占粒群总量的质量百分比，这种资料称为粒度组成。8 什么叫做磁滞回线？P327答：当磁场强度H在正负两个方向上往复变化时，材料的磁化过程所形成的闭合曲线叫做磁滞回线。9 什么叫解离度？ppt答:指矿物中呈单体的矿物量占矿物总量的百分数。10 什么叫摩擦电选?P366答：利用两种矿物相互接触，碰撞和摩擦，或使之与某种材料做成的给矿槽摩擦，产生大小不同而符号相反的电荷，然后给入到高压电场中，由于矿粒带电符号不同，产生的运动轨迹也明显不同，从而使两种矿物分开。11 什么叫矿物的解理？答：矿物晶体在外力作用（如敲打

3、、挤压等）下严格沿着一定结晶方向破裂，并能裂出光滑平面的性质称为解理。12 什么是相对粒度？P16答：矿物颗粒直径与筛孔边长的比值。13 什么是磁化强度?P312答：指单位体积内的磁矩，是表征磁介质磁化强度的物理量。14 什么是矫顽力？P316答：消除剩磁所施加的退磁场强度。二 填空题1 矿物的形态是指矿物单体和同重矿物集合体的形状特点，主要与矿物的化学成分和内部结构有关。2 散状物料的筛分过程，由两个阶段组成：一是小于筛孔尺寸的细颗粒通过粗颗粒所组成的物料层到达筛面，简称分层；二是细颗粒透过筛孔成为筛下物，简称透筛，同时粗颗粒留在筛面上成为筛上物。3矿物在带电场中的带电方式有传导带电，感应带

4、电，电晕场中带电，复合场中带电，摩擦带电五种。4破碎对硬物料采取折断配合冲击，对脆性物料采取劈裂与冲击。5 磁选机设备剩余磁感Br指表征提供永磁体磁感应强度的能力;矫顽力Hc值表征保持磁感应强度不衰减的能力。6 扫选的目的提高精矿的回收率，精选的目的提高精矿的品味。7 形成矿物的地质作用根据作用的性质和能量来源的不同分为内生作用、外生作用及变质作用。8 颗粒透筛率与筛面开孔率成正比，与相对粒度成反比。9 破碎物料块所消耗的功，一部分使被破碎的物料变形，并以热的形式散失于周围空间；另一部分则用于形成新表面，变成固体的自由表面能。10 磨矿介质在筒体中的运动状态有泻落式运动，抛落式运动，离心式运动

5、。11 电选机电场形式有静电场，电晕电场，复合电场。12 磁选机作用在磁选颗粒上的磁力决定于颗粒的磁性和磁选设备的磁场力梯度（HgradH）。13 影响矿物破碎难易程度的是矿物的硬度。14 机械能破碎的物种方式：挤压破碎，劈裂破碎，折断破碎，研磨破碎，冲击破碎。15 磁铁矿的磁性特点有： 磁铁矿的磁化强度和磁化率很大，存在磁饱和现象； 磁铁矿的磁化强度、磁化率和磁场强度间具有曲线关系,磁化率不是常数；磁铁矿存在磁滞现象，当它离开磁化场后，仍保留一定的剩磁；磁铁矿的磁性与矿石的形状和粒度有关。16 从磁畴在磁化过程中的变化规律看，在磁化前期，以磁畴壁移动为主，后期以磁畴转动为主。磁畴壁移动所需的

6、能量较小，磁畴转动所需的能量较大。三问答题1 什么叫做解离度？解离方式有几种?在矿物加工中的作用有哪些？ppt（2种；分选前提：解离成单体是有用矿物和无用矿物分开;有利于提高精矿的品味）答：解离度：指矿石中呈单体的矿物占该矿物总量的百分数。解离方式有粒间解离和穿粒解离。粒间解离这一概念系指在晶粒边界上而非横穿晶粒碎裂。因此，解离大致发生在矿物晶粒周围，但因任一种矿物都有一个晶粒范围，碎磨仍需将颗粒粉碎至平均晶粒粒度以下。粒间解离的出现可由碎磨产品的频率筛析推断出；在筛析曲线上有两个峰值，其中第二个峰值表示晶粒边界上的优先碎裂。 2矿物加工常用的破碎机有那几种?任选一种说明其结构，原理，功能，特

7、点及应用条件。（4种）答：a. 颚式破碎机；b圆锥破碎机和旋回破碎机；c辊式破碎机；d冲击式破碎机。辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子。辊子表面可以带齿牙，称为齿辊式破碎机。选煤厂常采用齿辊式破碎机，它以劈裂破碎为主兼有挤压折断破碎。齿辊式破碎机的工作原理如图所示：双齿辊破碎机由两个相对回转的齿辊组成；单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个弧形的破碎板组成。辊式破碎机的规格以辊子的直径D与长度L表示，即DL（mm）。齿辊式破碎机长度与其直径的关系为L=（113）D。 齿辊式破碎机的特点是能耗小，产品多呈立方形。单齿辊破碎机与双齿辊破碎机相比，在齿辊尺寸相同时，单齿辊破碎机所允许的给料粒度大，

8、但生产量小，单位处理能力的动力消耗多。只有当破碎原料的粒度很大时，才采用单齿辊破碎机，否则宜采用双齿辊破碎机。通常齿辊式破碎机的破碎比可达10153什么叫做筛分效率? 总筛分效率公式的推导。P20+ppt答：筛分效率是评价筛分过程进行的完全程度的技术指标。筛分效率由下式计算：（5-2-2）（5-2-3）（5-2-4）式中筛分效率，；Ec粗粒物正配效率，；Ef细粒物正配效率，；0筛上产品产率，；Oc筛上产品中粗粒物含量（占本级），；Fcr计算入料中粗粒物含量，；Ffr计算入料中细粒物含量，；Of筛上产品中细粒物含量（占本级），。筛分总效率:4破碎理论有哪几种假说？简述任一种的基本原理及应用价值。

9、（3个假设，注意要把公式写上）P59答：a、面积假说破碎理论的面积假说是由德国学者PR雷廷格（PRRittinger）于1867年提出的 。雷廷格认为：破碎过程是以减小物料颗粒尺寸为目的的，破碎过程将使物料的表面积不断增加。为此，物料破碎时，外力所做的功用于产生新表面，即破碎功耗与破碎过程中物料新生成表面的面积成正比，或内力的单元功dA1与物料的破断面的面积增量dS成正比。即： dA1K1 dS（421） 假设物料块的形状为立方体，边长为D，如顺着一个面把它破碎开，则新生成表面的面积为S=D2，上式可写为；dA1K1dS=K1dD22K1DdD（422）破碎Q 立方米物料时所作的单元功为：（4

10、23）设原矿和破碎产物的平均直径为Dpj和dpj。将式（4-2-3）积分，即得破碎Q立方米物料时所需要的功。式（4-2-4）的右边取负号。因为外力功与内力功的绝对值相等，但符号相反。（424）由式（4-2-4）可知，当原矿的平均直径Dpj一定时，破碎功与破碎比减1之值成正比；如原矿的平均直径不同而破碎比相同，则破碎功与原矿的平均直径成反比。实践证明，当破碎比一定时，原矿粒度越小，破碎所需的能量越大。面积假说只能近似地计算破碎比很大时的破碎总功耗，也就是只能近似地用在磨矿机的磨矿中，因为它只考虑了生成新表面所需的功。b、体积假说破碎的体积假说是由俄国学者吉尔皮切夫与德国学者基克（kick）提出的

11、。体积假说认为：将几何形状相似的同类物料破碎成几何形状也相似的产品时，其破碎功耗与被破碎物料块的体积或质量成正比，或内力的单元功dA2与破碎物料块的变形体积的微量dV成正比。即：dA2K2dVK2dD33K2D2dD （4-2-5）破碎Q 立方米物料时的单元功：（4-2-6）破碎Q立方米物料所需之功：（4-2-7）由式（4-2-7）可见，根据体积假说，破碎功只与破碎比有关。体积假说只能近似地计算粗碎和中碎的破碎总功耗，因为它只考虑了变形。c、裂缝假说 裂缝假说是由FC榜德（FCBond）于1952年提出，它介于面积假说和体积假说之间的一种破碎理论。裂缝假说认为破碎矿石时，外力首先使物料块产生变

12、形，外力超过强度极限以后，物料块就产生裂缝而破碎成许多小块。榜德提出的一个计算破碎功耗的公式为：(4-2-8)Wi 是理论上无限大的粒度破碎到80%可以通过100m筛孔宽时所做的功，它在一定程度上表示物料粉碎的难易程度，即可碎性或可磨性。榜德认为：破碎物料时外力所做的功先是使物体变形，当变形超过一定限度后即产生裂缝，储存在物体内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。输入功的有用部分成为新生表面上的表面能，其它部分成为热损失。因此，破所需的功，应考虑变形能和表面能两项，变形能和体积成正比，而表面能与表面积成正比。因此，根据榜德所作的解释，将质量m的矿物从D破碎到d所需的功耗A3为：（4-2-9）榜德假

13、说适用于破碎和磨碎。以上所介绍的三种破碎理论都有局限性和误差，都从某一个角度解释了破碎的某一阶段。面积假说只注意了新生表面积所需要的能量，而忽视了物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。体积假说只考虑了破碎时的变形能，没有考虑到新生表面积的增加，同样具有片面性。裂缝假说是介于面积假说与体积假说之间，提出破碎功耗与 D5/2成正比，但没有充足的理论根据，而且由于它是根据实际资料整理出的经验公式，所以具有一定的适用范围。根据试验研究证实：粉碎时新生表面积不多，体积假说较为准确，裂缝假说结果不可靠；细碎时（破碎到10m以下时）裂缝假说求得的数据过小，此时新生表面积增加，表面能是主要的，面积假说

14、较为准确；在粗碎与细碎之间的广泛范围内，裂缝假说比较适用，因为榜德的经验公式是根据一般破碎设备得出结论，所以在中等破碎比情况下与它大致相符。各假说在适合各自的粒度范围内与实际情况的误差不大，因而在应用时，应正确加以选择。其中，裂缝假说较有实际意义与应用价值。5振动筛面的运动形式有哪几种？对分层，透筛及筛分效果有何影响？（3种）p25答：在振动筛中，筛面的运动形式有圆振动、直线振动和椭圆振动几种。a.圆振动形式: 能使物料充分松散，抗堵孔能力强，但筛上物料的抛射角大，输送能力小。为提高输送能力，不得不加大筛面倾角，这使得筛分粒度不太严格，料层呈加速度输送，减少了接近筛孔尺寸的颗粒在筛面排料端透筛

15、的机会。b.直线振动形式：不能使物料充分松散和重新排列，故细粒物料不易接近筛面而透筛，已经堵塞筛孔的颗粒不易抛出，使筛分过程恶化。但筛上物料的抛射角小，输送能力较大，筛面一般呈水平或接近水平安装，筛分粒度严格，料层呈匀速输送，有利于接近筛孔尺寸的颗粒透筛。c.椭圆振动形式:筛面作椭圆运动，“轨迹长轴”是强化筛上物料输送的分量，“轨迹短轴”是促进物料松散的分量，因而兼有圆振动和直线振动的优点，并克服二者的缺点，故筛分质量较高。6简要分析矿物的分离过程，及决定因素。（回答要点：正相应，负相应，矿物分选，任务，目的，过程；决定因素：矿物特性，分选机性能，分选品味和回收率的要求;依据：粒度，形状，密度

16、，磁化率，导电性，表面特性）Ppt答：分离过程：一般包括原料（混合物）、分离剂（能量或物质）及产品三部分。a.主要依据：的矿物的各种物理化学性质及表面性质所存在的差异。主要有密度、磁性、导电性、润湿性等。b.决定因素：矿物的特性、分选机的性能、生产对品位和回收率的要求。c.分离的任务：把矿石加以破碎，使之彼此分离（解离），然后将有用矿物加以富集提纯，无用的脉石被抛弃。d.分离的目的：使矿物之间彼此分离，将有用的部分与无用部分彼此进行分离，从而达到分选的目的。7 为什么随粒度的减小，磁铁矿的比磁化率减小，而矫顽力增加？p319答：大粒度矿粒的磁性是由磁畴壁的移动和磁畴壁的转动产生的，其中以磁畴壁

17、移动为主。随着粒度减小，每一个矿粒中包含的磁畴数减少，磁化时，磁畴壁的移动相对减少，磁畴转动逐渐起主导作用。当粒度减少到单磁畴状态时，就没有磁畴壁移动了，此时矿粒的磁性完全由磁畴转动来产生。磁畴转动所需要的能量比磁畴壁移动要大得多，所以，随着粒度的减小，磁铁矿的比磁化率减小，矫顽力增加。8 常用的振动筛根据筛面振动形式不同分为哪几种？举一例说明其结构，功能和原理。（激振器和传动装置要说上）答：筛分机依筛面的运动形式，振动筛可分为直线振动、圆振动、旋转筛、辊轴筛、摇动筛等。以直线共振筛为例双轴惯性激振器3由两个单轴惯性激振器组合而成。当电动机5通过传动装置4带动其中一根激振轴转动时，另一根激振轴

18、也同步但异向转动。两根激振轴所产生的离心惯性力在xx方向总是完全抵消：Fx=0；而在 yy方向总是完全叠加：显然，双轴惯性激振器所产生的合激振力的大小是按余弦规律变化的，其幅值为2mr2；Fy的方向取决于激振器相对筛面的安装方位。为了使筛箱只在yy方向上振动，而不产生附加力矩，并且使其在平行于筛箱侧板的平面内摆动，yy线必须穿过振动。9 简述球磨机主要工作参数，磨介，转速对过程的影响。(回答要注意：A 临界转速，工作转速，钢球提升高度，运动周期，装球质量，矿浆浓度，所需功率等。B临界转速指研磨介质的离心力等于研磨介质的重力再该方向上的分力。研磨介质随粗磨时.C 磨介的性质及装球量。其他条件不变

19、，介质密度越大，球磨机功率和处理能力越高，一般选用钢球和棒铁球。)P82答：临界转速与磨矿机转速 当磨矿机筒体的转速达到某一数值时，作用在研磨介质上的离心力等于研磨介质的重力在径向上的分力时，研磨介质开始随筒体一起回转，这时的磨矿机转速叫临界转速。 设质量为m、重量为G的研磨介质钢球对筒壁的正压力为N，钢球以速度V随筒体一起旋转而受到的离心力为F，钢球不下落（也就是钢球不离开筒壁）的条件是：代入式（4-3-1），将得（4-3-2）当=0时，也就是因筒体转动而产生的离心力恰好能将钢球带到筒体的最高点A。（=0）不致下落时，式（4-3-2）取最大值（筒体达到临界转速）：（r/min）(4-3-3)

20、如果以上式计算的临界转速为100，则一般球磨机的转速率大约在7686之间。钢球的提升高度钢球升起的高度与其脱离角的大小有关。从理论上讲，钢球有一个最有利的升起高度。在这个高度下，其冲击矿石的作用最强，对应于这个最有利的升起高度脱离角叫钢球最有利的脱离角。由于升起高度H是脱离角的函数，通过求H的极大值，可得到最有利的脱离角为：a5444运转周期球磨机筒体运转一周时，钢球的循环次数为： （4-3-4）当5444时，i1.444次。可见，钢球的循环次数取决于脱离角a。当球磨机筒体转速不变时，不同层次钢球的循的环次数是不一样的。同一层钢球的循环次数，随转速改变而变化，转速愈高，角愈小，在筒体转和周的时

21、间内，循环的次数也愈少。达到临界转速时，为零。球磨机工作条件的确定A研磨介质的性质 一般选用钢球或铸铁球作为研磨介质。给矿中有粗细不等的各个粒度级别，就应配备不同直径的钢球，各种钢球的质量比例应与物料粒度特性相适应。对粒度范围宽的一段磨矿，一般装67种钢球。钢球直径D可按下式计算： （4-3-5） B钢球的充填率:（4-3-6） 球磨机中钢球的充填率一般为4050%。 C矿浆浓度球磨机的矿浆浓度，一般取其排矿浓度。矿浆浓度对磨矿效果影响很大。一般处理粒度粗、硬度大以及密度大的矿石，应用较浓的矿浆；处理粒度细、硬度小及密度小的矿石应用较稀的矿浆。 功率球磨机在抛落工作状态下所需全部有用功率为：（

22、4-3-7）球磨机有用功率是使介质运动而发生磨矿作用的功率，约为总功率的7580。磨矿机的处理能力磨矿机生产能力的计算一般按新形成级别的方法进行。此方法一般采用-0074 mm（一200网目）作计算级别。设计的磨矿机生产能力可按下列公式计算：（4-3-8）式中，V为磨矿机有效容积，m3；1为产品中小于0074 mm级别含量，； 2为给矿中小于0074 mm级别含量，；q为按新形成级别（-0074 mm）计算的单位生产能力，t/（m3h）。10 简述湿法介电分选的基本原理。P378答：不同于上述各种干式电选机，湿式介电分选机是在介电液体中进行的。在介电液体中电场对介电矿粒产生的电场力为：当mL时

23、，F0，电极吸引矿粒；当mL时，F0，电极排斥矿粒。 只要选择的介电液体的介电常数介于两种矿物的介电常数之间，根据矿粉所受电场力方向的不同，就可将两种矿物分开。四 简答题1 简述机械能破碎的五种方式，及每一种的原理，特点，使用矿物，任何一种破碎机却不有能只能一种方式来破碎，需要联合使用。P51答:a挤压破碎；b劈裂破碎；c折断破碎；d研磨破碎；e冲击破碎。挤压破碎物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。主要用于坚硬或脆性物料的粗碎。劈裂破碎矿石受尖劈作用。劈裂平面上的拉应力达到或超过矿石拉伸强度极限时而破碎。折断破碎矿石受弯曲作用而破碎。研磨破碎当剪切应力达到矿石的剪切强度时，矿石即

24、被粉碎。冲击破碎物料受到足够大的瞬时冲击力而破碎。其破碎效率高、破碎比大、能量消耗少。主要用于脆性物料的破碎。2什么叫筛分效率？影响因素有哪些? （物料性质；设备性质；操作条件）P23-26答：定义见问答题3.a入筛原料性质的影响表面水分。 筛分效率与物料湿度的关系见图。含泥量。粘土物料在筛分中会粘结成团，使细泥混入筛上产物中；此外，粘土也很容易堵塞筛孔。粒度特性。影响筛分过程的粒度特性主要是指原料中含有对筛分过程有特定意义的各种粒级物料的含量。密度特性。当物料中所有颗粒都是同一密度时，一般对筛分没有影响。但是当物料中粗、细颗粒存在密度差时，情形就大不一样。b筛子性能的影响 筛面运动形式：筛面

25、运动形式关系到筛上物料层的松散度及需要透筛的细物料相对筛面运动的速度、方向、频率等，因而对分层、透筛过程均有影响。在振动筛中，筛面的运动形式有圆振动、直线振动和椭圆振动几种。圆振动形式:能使物料充分松散，抗堵孔能力强，但筛上物料的抛射角大，输送能力小。为提高输送能力，不得不加大筛面倾角，这使得筛分粒度不太严格，料层呈加速度输送，减少了接近筛孔尺寸的颗粒在筛面排料端透筛的机会。直线振动形式：不能使物料充分松散和重新排列，故细粒物料不易接近筛面而透筛，已经堵塞筛孔的颗粒不易抛出，使筛分过程恶化。但筛上物料的抛射角小，输送能力较大，筛面一般呈水平或接近水平安装，筛分粒度严格，料层呈匀速输送，有利于接

26、近筛孔尺寸的颗粒透筛。椭圆振动形式:筛面作椭圆运动，“轨迹长轴”是强化筛上物料输送的分量，“轨迹短轴”是促进物料松散的分量，因而兼有圆振动和直线振动的优点，并克服二者的缺点，故筛分质量较高。筛面结构参数：一般情况下，筛面宽度决定筛子的处理能力，筛面越宽，处理能力就越大；筛面长度决定筛子的筛分效率，筛面越长，效率就越高。对于振动筛，增加宽度常受到筛框结构强度的限制。 为便于排出筛上物，筛面往往倾斜安装。倾角的大小与筛子的生产率和筛分效率有密切的关系。振幅和振次筛面的振次和振幅是振动筛的主要动力学参数。在筛分干燥物料时，采用高频小振幅，在筛分干燥粗物料或潮湿细粒物料时，采用低频大振幅。c操作条件的

27、影响对一定的筛子和筛分原料而言，操作条件主要是指给料的数量和质量。前者即指筛子的负荷；后者是指应保持连续和均匀地向筛子给料，其中均匀性既包括在任意瞬时的筛子负荷都应相等，也包括物料是沿整个筛面宽度上给进。3湿法圆筒式磁选机的槽体形式有那几种？（p335）以一种形式为例来说明其工作原理。（p325）答：3种，顺流式，逆流式，半逆流式。举例：CTN永磁筒式磁选机这种磁选机的槽体结构为逆流型（见图）。磁选机的给矿方向与圆筒的旋转方向或磁性产品的移动方向相反。矿浆由给矿箱直接进人到圆筒的磁系下方，非磁性矿粒和磁性很弱的矿粒经过全部磁力区由磁系左边缘下方的底板上的尾矿孔排出，尾矿损失低，回收率高。磁性矿

28、粒逆着给矿方向移动到精矿排出端，排入到精矿槽中，但由于精矿排出端距给矿口很近，精选作用差，精矿品位低。4 论述复合磁场带电的基本过程，以及YD型电选机的工作原理。P375答：所谓复合电场是指电晕电场与静电场相结合的电场。采用复合电极是鼓筒式电选机发展史上的一个大进展。复合电极的形式一种是电晕电极在前，静电极在后；另一种则是电晕极与静电极混装在一起，图为两种电极结构示意图。不论道题还是非导体矿粒均先在电晕场场中荷电，但随着矿粒往前运动，立即受到静电极的作用，导体传走电荷后，受到静电极的感应而带电并吸向静电极方向，非导体则不同，由于所吸附电荷不能传走，受到静电极的斥力，将矿粒压于接地极，显然两者的运动轨迹很不相同，据此将导体和非导体分开。电晕极与静电极混装强化了静电场的作用，对导体加强了静电极的吸引对非导体则加强了斥力，使之紧吸于鼓面。YD4型鼓筒式电选机的结构如图 652所示。这类电选机与其他鼓筒式电选机的不同之处主要是电极结构，电晕电极不采用普通的镍铬电阻