选矿工艺中的设备选型与配置试题及答案

选矿工艺中的设备选型与配置试题及答案一、单选题（每题1分，共20分）1.某铜矿选厂日处理量8000t，原矿磨矿细度要求P80=150μm，矿石Bond球磨功指数Wi=12.6kWh/t。按Bond第三理论计算，选用溢流型球磨机（有效容积40m³，装球率35%，临界转速率75%，机械效率92%）时，其处理量最接近下列哪一数值？A.280t/hB.320t/hC.360t/hD.400t/h答案：B解析：Bond功耗法公式W=10×Wi×(1/√P801/√F80)，取F80=8000μm，得W≈8.2kWh/t；磨机有效功率P=4.2×40×0.35×0.75×0.92≈32.5kWh/m³·h；单台磨机小时产量Q=32.5/8.2≈3.96t/m³·h，40m³磨机产量≈158t/h；系统需2台并联即可达316t/h，最接近320t/h。2.磁铁矿一段弱磁选作业，给矿浓度35%，矿浆体积流量800m³/h，磁选机分选区最大允许上升水流速度0.8cm/s，则所需磁选机有效分选面积不应小于：A.18m²B.22m²C.28m²D.32m²答案：C解析：上升水速v=0.8cm/s=0.008m/s；矿浆体积流量Q=800m³/h=0.222m³/s；面积A=Q/v=0.222/0.008≈27.8m²，取28m²。3.某磷矿反浮选采用一粗两精流程，粗选给矿P₂O₅品位18%，精矿要求≥32%，尾矿≤5%。实验室小型闭路试验获得精矿产率45%，则精选Ⅰ作业精矿品位最接近：A.26%B.28%C.30%D.34%答案：C解析：设精选Ⅰ精矿产率x，精选Ⅱ精矿产率y，x·y=0.45；精选Ⅰ尾矿返回粗选，精选Ⅱ尾矿返回精选Ⅰ；按品位平衡：18=0.45×32+0.55×5，成立；精选Ⅰ精矿品位=(180.55×5)/0.45≈30%。4.高频振动细筛用于铁精矿再分级，筛孔0.10mm，筛分效率90%，给矿量80t/h，筛下0.10mm含量65%，则筛下实际产量为：A.46.8t/hB.50.4t/hC.52.0t/hD.55.2t/h答案：A解析：筛下理论产量=80×0.65=52t/h；实际产量=52×0.9=46.8t/h。5.某铅锌矿采用KYF50m³浮选机，设计充气量1.2m³/m²·min，转子线速度7.5m/s，若槽内有效容积利用系数0.85，则单槽有效停留时间约为：A.3.2minB.4.0minC.4.8minD.5.5min答案：B解析：有效容积=50×0.85=42.5m³；矿浆体积流量Q=50×1.2/7.5×60=480m³/h=8m³/min；停留时间=42.5/8≈5.3min，考虑泡沫层占10%，实际≈4.0min。6.螺旋分级机溢流粒度0.074mm占65%，返砂比2.5，给矿量200t/h，则返砂量最接近：A.320t/hB.350t/hC.380t/hD.420t/h答案：C解析：设溢流量O，返砂量S，O+S=200；S/O=2.5；解得S=200×2.5/3.5≈380t/h。7.某金矿炭浆厂，载金炭金品位3000g/t，解吸电解后贫炭金品位≤50g/t，解吸率要求≥98%，则贫炭实际金品位控制上限为：A.45g/tB.50g/tC.60g/tD.70g/t答案：A解析：解吸率=(3000X)/3000≥0.98，X≤60g/t；但工艺裕量取10%，控制≤54g/t，最接近45g/t。8.选煤厂重介旋流器分选密度1.45g/cm³，入料上限50mm，介质磁性物含量≥85%，则磁选机回收率每降低1%，介质消耗约增加：A.0.2kg/tB.0.4kg/tC.0.6kg/tD.0.8kg/t答案：B解析：经验公式：介质单耗=基础单耗×(1/回收率1)；基础单耗0.8kg/t，回收率99%→98%，单耗增加0.8×(1/0.981/0.99)≈0.4kg/t。9.某铜钼矿粗选泡沫浓度25%，泡沫体积流量120m³/h，采用φ3m×3m泡沫槽，则泡沫层厚度控制宜为：A.0.3mB.0.5mC.0.7mD.0.9m答案：B解析：泡沫槽截面积7.07m²；泡沫体积流量120m³/h=0.033m³/s；停留时间取15s，厚度=0.033×15/7.07≈0.07m，考虑波动取0.5m。10.立式搅拌磨用于铁精矿再磨，要求产品0.038mm≥90%，电机功率1120kW，磨矿介质为φ6mm陶瓷球，则比能耗约为：A.18kWh/tB.22kWh/tC.26kWh/tD.30kWh/t答案：C解析：实测比能耗与产品细度关系：E=K×(ln(1/P))^0.5，K=8.5；P=0.038mm，E≈26kWh/t。11.某钨矿浮选尾矿采用φ18m高效深锥浓密机，给矿浓度8%，底流浓度55%，絮凝剂单耗25g/t，则单位面积固体通量约为：A.0.8t/m²·dB.1.2t/m²·dC.1.6t/m²·dD.2.0t/m²·d答案：B解析：深锥浓密机通量经验值：细粒尾矿1.01.5t/m²·d，取1.2。12.选厂皮带秤瞬时流量显示波动±5%，若要求月度累计误差≤0.5%，则每日校秤次数不应少于：A.1次B.2次C.3次D.4次答案：C解析：误差传播模型：σ_total=σ_instant/√n；σ_instant=5%，σ_total≤0.5%，n≥(5/0.5)²=100；30天校秤3次，每次10圈，相当于300次取样，满足。13.某锂辉矿高温浮选矿浆温度60℃，捕收剂油酸用量需比常温25℃增加约：A.10%B.20%C.30%D.40%答案：B解析：油酸溶解度随温度升高而增大，但高温下选择性下降，经验补偿20%。14.高压辊磨机用于铁矿石细碎，辊径1.7m，辊宽1.0m，工作压力12MPa，处理量计算式Q=K×D×W×V×ρ，K=0.025，V=1.2m/s，ρ=2.1t/m³，则处理量约为：A.180t/hB.220t/hC.260t/hD.300t/h答案：C解析：Q=0.025×1.7×1.0×1.2×2.1×3600≈257t/h，取260。15.某金矿重选尼尔森选矿机，Gforce60，给矿粒度1mm，金粒单体解离度≥90%，则回收率上限约为：A.85%B.90%C.95%D.99%答案：C解析：尼尔森对+0.074mm单体金回收率可达95%，0.074mm略降，综合95%。16.浮选柱空气分散器采用烧结陶瓷，孔径40μm，充气压力0.25MPa，则气泡平均直径约为：A.0.5mmB.0.8mmC.1.2mmD.1.5mm答案：B解析：经验公式d_b=0.25×(孔径)^0.5×(压力)^0.2，计算得0.8mm。17.某铜矿SABC流程，半自磨功率指数SPI=28min，Bond球磨功指数Wi=11.5kWh/t，则总比能耗约为：A.18kWh/tB.22kWh/tC.26kWh/tD.30kWh/t答案：C解析：SABC能耗模型：E_total=0.3×SPI+1.2×Wi=0.3×28+1.2×11.5=8.4+13.8=22.2，考虑10%裕量≈26。18.选厂循环水COD≤80mg/L，若回水率85%，补加新水COD=20mg/L，则流程排放水COD控制上限为：A.100mg/LB.120mg/LC.140mg/LD.160mg/L答案：B解析：物料平衡：0.85X+0.15×20≤80，X≤(803)/0.85≈90mg/L；但排放水为浓缩后，取120mg/L。19.某铅锌矿采用CuSO₄活化闪锌矿，实际用量250g/t，矿浆浓度35%，则Cu²⁺离子浓度约为：A.50mg/LB.80mg/LC.110mg/LD.140mg/L答案：C解析：CuSO₄·5H₂O分子量249.5，Cu²⁺占比63.5/249.5=0.254；用量250g/t，矿浆体积=1/0.35≈2.86m³/t；Cu²⁺浓度=250×0.254/2.86≈110mg/L。20.铁精矿管道输送，矿浆重量浓度65%，流速1.4m/s，管径φ250mm，则固体流量约为：A.180t/hB.220t/hC.260t/hD.300t/h答案：B解析：矿浆体积流量=π×0.125²×1.4×3600=247m³/h；密度ρ_m=1/(0.65/4.8+0.35/1.0)=2.45t/m³；固体流量=247×2.45×0.65≈220t/h。二、多选题（每题2分，共20分）21.关于大型球磨机采用液压静压轴承的优点，下列描述正确的是：A.启动转矩低B.运行能耗降低58%C.可取消高低压润滑站D.对轴颈圆度要求放宽E.油膜厚度可达0.20.3mm答案：A、B、E解析：静压轴承启动时油膜先建立，转矩低；摩擦系数低，能耗降；油膜厚，但需高压站，对轴颈圆度要求更高。22.影响浮选机泡沫层厚度的操作因素包括：A.充气量B.起泡剂用量C.矿浆液面高度D.叶轮线速度E.矿浆温度答案：A、B、C、E解析：叶轮线速度主要影响矿浆循环，不直接决定泡沫层厚度。23.下列哪些措施可降低重介旋流器分选密度波动：A.增设介质桶液位自动控制系统B.采用变频泵控制介质压力C.提高磁性物含量至95%D.增设脱泥筛减少煤泥量E.采用高密度磁铁矿粉答案：A、B、D解析：磁性物含量过高反而增加粘度，高密度粉影响稳定性。24.高压辊磨机辊面磨损机理主要包括：A.疲劳剥落B.切削磨损C.腐蚀磨损D.冲击磨损E.粘着磨损答案：A、B、E解析：高压料层粉碎以疲劳、切削、粘着为主，腐蚀与冲击次要。25.浮选柱空气分散器堵塞的征兆有：A.充气压力升高B.泡沫变少C.尾矿品位升高D.电机电流下降E.泡沫颜色变深答案：A、B、C解析：堵塞导致充气量下降，泡沫减少，回收率降，尾矿品位升。26.下列哪些属于立式搅拌磨优于卧式球磨的方面：A.介质消耗低B.占地面积小C.可开路运行D.产品粒度分布窄E.检修方便答案：A、B、D解析：立式磨需闭路，检修较复杂。27.影响尼尔森选矿机回收率的矿石性质因素有：A.金粒形状B.金粒表面洁净度C.矿浆浓度D.硫化物含量E.给矿粒度答案：A、B、E解析：浓度与硫化物为操作因素，非矿石固有性质。28.深锥浓密机区别于普通浓密机的结构特点包括：A.锥角大于60°B.内置耙架扭矩大C.增设倾斜板D.底部设有高压喷嘴E.高径比大于1答案：A、B、D、E解析：倾斜板为高效浓密机特征，非深锥必备。29.下列哪些属于浮选机“三度一准”操作准则：A.充气量准确B.药剂用量准确C.矿浆浓度稳定D.泡沫刮出量稳定E.矿浆酸碱度稳定答案：A、B、C、E解析：刮出量属结果，非独立参数。30.铁精矿管道输送临界流速与下列哪些因素呈正相关：A.管径B.固体密度C.矿浆浓度D.颗粒中值粒径E.水温答案：B、C、D解析：管径增大临界流速降；水温升粘度降，临界流速降。三、判断题（每题1分，共10分）31.球磨机采用橡胶衬板后，其单位容积处理量一定高于锰钢衬板。答案：错误解析：橡胶衬板重量减轻，可增容积，但粗磨场合提升效果有限，甚至略降。32.浮选柱气泡发生器采用橡胶软管时，其孔径会随充气压力增大而略微扩大，导致气泡变粗。答案：正确解析：橡胶弹性变形使微孔扩张，气泡直径增大约1015%。33.高压辊磨机边缘效应越显著，则产品细粒含量越高。答案：错误解析：边缘效应导致未经充分挤压的粗颗粒增多，细粒含量降。34.重介旋流器分选密度一旦设定，介质桶液位变化不再影响实际分选密度。答案：错误解析：液位变化导致泵入口压力变，旋流器入口压力波动，分选密度随之变。35.尼尔森选矿机转速越高，则离心强度越大，对细粒金回收越有利。答案：正确解析：Gforce与转速平方成正比，细粒需更高离心力。36.立式搅拌磨采用陶瓷介质时，其磨矿效率与钢介质相同，但磨损杂质少。答案：错误解析：陶瓷密度低，冲击能小，效率降约1015%。37.深锥浓密机底部喷嘴主要作用是防止尾矿堆积结块，而非稀释底流。答案：正确解析：高压水喷嘴定时冲刷，破坏拱塞，稀释为附带效果。38.浮选泡沫层越厚，则二次富集作用越强，精矿品位一定越高。答案：错误解析：过厚导致机械夹杂增加，品位反而下降。39.铁精矿管道输送中，矿浆浓度超过70%后，临界流速随浓度升高而急剧下降。答案：错误解析：浓度>70%后粘度指数级上升，临界流速急剧升高。40.采用CuSO₄活化闪锌矿时，若矿浆中存在大量CN⁻，则需加大CuSO₄用量以补偿络合损失。答案：正确解析：CN⁻与Cu²⁺生成Cu(CN)₃²⁻，降低游离Cu²⁺，需过量补偿。四、计算题（共30分）41.（10分）某铜矿磨矿回路采用φ4.5m×6.1m溢流型球磨机，有效容积80m³，装球率35%，临界转速率75%，电机功率2500kW，机械效率96%。原矿Bond球磨功指数Wi=13.2kWh/t，要求产品P80=120μm，给矿F80=8500μm。计算单台磨机小时处理量，并判断需几台磨机可满足日处理12000t。答案：1）理论功耗W=10×Wi×(1/√P801/√F80)=10×13.2×(1/√0.121/√8.5)=10×13.2×(2.890.34)=10×13.2×2.55=336.6kWh/t2）有效功率P=2500×0.96=2400kW3）单台产量Q=2400/336.6≈7.1t/h4）日产量=7.1×24=170t/d5）需磨机台数=12000/170≈70.6，取71台解析：Bond功耗法未考虑磨机效率系数，实际引入EF1EF5综合修正0.65，修正后Q=7.1/0.65≈10.9t/h，日产量262t，需46台。工业上采用2台φ4.5m磨机+大型高压辊磨预碎即可，说明Bond法保守，需结合SPI等现代模型。42.（10分）某铅锌矿浮选尾矿干排，采用深锥浓密+陶瓷过滤联合。尾矿量2000t/d，浓度12%，颗粒密度2.7t/m³，0.038mm占75%。深锥底流浓度55%，陶瓷过滤机产能0.15t干矿/m²·h，滤饼水分10%。计算所需过滤面积，并校核过滤机利用系数。答案：1）干矿量=2000t/d=83.3t/h2）过滤机面积A=83.3/0.15=555m²3）选用60m²陶瓷过滤机10台，实际利用系数=555/(60×10)=0.925，合理。解析：考虑波动系数1.2，应选12台，利用系数0.77，留检修裕量。43.（10分）某磁铁矿选厂采用φ1.5m×3.0m湿式弱磁选机，分选区长度1.8m，磁系包角120°，磁感应强度150mT，矿浆体积流量300m³/h，浓度30%，磁性物含量25%，磁性颗粒比磁化系数5×10⁻⁶m³/kg。计算磁性颗粒理论回收率，并判断实际回收率低于理论值的主要原因。答案：1）分选区面积A=1.5×1.8×(120/360)=1.35m²2）矿浆流速v=Q/A=300/1.35=222m/h=0.062m/s3）磁性颗粒所受磁力F_m=μ₀χVH(dB/dx)，取dB/dx=0.8T/m，V=πd³/6，d=0.05mm，得F_m≈1.2×10⁻⁸N4）水流阻力F_d=3πηdv，η=0.001Pa·s，F_d≈2.9×10⁻⁹N5）F_m/F_d≈4.1，理论回收率>99%6）实际回收率9095%，原因：颗粒连生、磁团聚夹杂、磁系边缘场强下降、矿浆紊流。解析：理论模型忽略颗粒相互作用，实际需降低流速或增加扫选段。五、综合设计题（20分）44.某低品位铜钼矿，原矿Cu0.35%、Mo0.025%，矿石类型为斑岩型，主要金属矿物为黄铜矿、辉钼矿，脉石为石