矿石处理工创新方法竞赛考核试卷含答案

矿石处理工创新方法竞赛考核试卷含答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.某铜矿浮选回路原矿含Cu0.72%，精矿含Cu24.5%，尾矿含Cu0.12%，则其理论回收率最接近下列哪一数值？A.83.1% B.85.7% C.87.3% D.89.5%答案：B解析：理论回收率ε=（βθ）/（αθ）×α/β×100%，代入α=0.72%，β=24.5%，θ=0.12%，得ε=85.7%。2.高压辊磨机（HPGR）在细碎阶段取代传统圆锥破，下列哪项不是其创新优势？A.产生更多微裂纹 B.降低后续球磨能耗 C.提高最终精矿品位 D.降低钢耗答案：C解析：HPGR通过层压破碎增加矿物解离面，可降低球磨能耗10–25%，但对精矿品位无直接提升作用。3.某金矿采用“粗粒重选+细粒浮选”联合流程，重选回收率35%，浮选回收率82%，则总回收率为：A.35% B.82% C.88.3% D.117%答案：C解析：总回收率=1–(1–0.35)(1–0.82)=0.883。4.在锂云母焙烧转型工艺中，最适宜的焙烧温度区间是：A.450–550℃ B.650–750℃ C.850–950℃ D.1050–1150℃答案：C解析：850–950℃可使锂云母晶格中的K+被Na+充分置换，生成可溶性锂盐，温度过低转型不完全，过高则导致硅铝酸盐玻璃相包裹锂。5.某磁铁矿采用SLon2500立环高梯度磁选机，背景场强1.3T，给矿粒度–0.074mm占85%，其创新操作参数“脉动冲程”主要作用是：A.提高磁性物回收率 B.减少机械夹杂 C.降低线圈电流 D.增加处理量答案：B解析：脉动冲程使磁介质簇产生微振动，破坏非磁性颗粒机械夹杂，提高精矿品位。6.在铜钼分离中，采用“氮气保护+电位调控”创新工艺，其控制电位区间（vs.SHE）应为：A.–50~0mV B.0~+100mV C.+150~+250mV D.+300~+400mV答案：C解析：+150~+250mV可抑制黄铜矿，同时保证辉钼矿天然可浮性，实现无氰分离。7.某磷矿反浮选脱镁，采用改性脂肪酸与磷酸酯组合捕收剂，其最佳摩尔比为：A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.3:1答案：C解析：磷酸酯提供选择性亲水基团，摩尔比1:2时可在白云石表面形成稳定水化层，提高脱镁率至92%。8.在尾矿干排创新工艺中，下列哪种絮凝剂最适合高含泥尾矿快速沉降？A.阴离子型PAM（1800万） B.阳离子型PAM（1200万） C.非离子型PAM D.聚合氯化铝答案：B解析：阳离子型PAM对层状硅酸盐负电尾泥电荷中和能力强，形成致密絮团，沉降速度提高3–5倍。9.某铅锌矿采用“粗铅再磨+闪速浮选”技术，闪速浮选机创新点在于：A.采用超音速喷嘴 B.矿浆停留时间<5s C.气泡直径0.5–1mm D.自吸式给气答案：B解析：闪速浮选机利用<5s极短停留时间，优先回收已解离粗粒方铅矿，减少过磨。10.在红土镍矿高压酸浸（HPAL）中，为降低游离酸，创新采用“石膏晶种循环”技术，其原理是：A.同离子效应降低硫酸钙过饱和度 B.提高铁矾沉淀率 C.降低氧分压 D.提高镍浸出率答案：A解析：石膏晶种提供表面，诱导硫酸钙结晶，减少换热器结垢，维持酸平衡。11.某钨矿采用“离心重选+浮选”联合，离心机转速创新设定为180G，其目的为：A.回收–0.010mm细粒钨矿 B.抛尾提高品位 C.降低水耗 D.减少浮选药剂答案：A解析：180G高离心力可克服细粒钨矿表面油膜阻力，实现–10µm颗粒有效分选。12.在氰化尾液“电催化臭氧”协同深度除氰工艺中，创新电极材料为：A.Ti/RuO₂ B.Ti/SnO₂Sb C.Ti/IrO₂Ta₂O₅ D.石墨答案：B解析：Ti/SnO₂Sb电极具有较高析氧过电位，可生成·OH，将氰根矿化为N₂与CO₂，电流效率提升40%。13.某铁矿采用“微波磁化焙烧”创新技术，其微波频率优选：A.915MHz B.2.45GHz C.5.8GHz D.18GHz答案：B解析：2.45GHz工业磁控管成熟，对Fe₂O₃介电损耗因子最大，可快速升温至750℃，完成γFe₂O₃→Fe₃O₄转化。14.在铝土矿选尾制备“地质聚合物”创新利用中，激发剂模数（SiO₂/Na₂O）最佳为：A.0.8 B.1.2 C.1.6 D.2.0答案：C解析：模数1.6时，地聚反应形成NASH凝胶抗压强度达65MPa，且体积稳定。15.某铜矿采用“粗精矿在线激光品位分析仪”创新控制，其激光波长为：A.532nm B.785nm C.1064nm D.1550nm答案：C解析：1064nm近红外激光可穿透矿浆，避免铜离子吸光干扰，信噪比高。16.在钾盐矿“无浮选”创新工艺中，采用“冷结晶热溶”耦合，其热溶温度控制在：A.20℃ B.40℃ C.60℃ D.80℃答案：C解析：60℃接近KClNaCl共饱和点，热溶后冷却至20℃，KCl结晶率>85%，无浮选药剂。17.某金矿浮选采用“纳米气泡”技术，纳米气泡直径范围：A.50–200nm B.1–10µm C.10–50µm D.50–100µm答案：A解析：50–200nm气泡可稳定存在24h，提高超细金颗粒碰撞概率，回收率提升5–8%。18.在钛铁矿“选择性絮凝磁选”中，创新絮凝剂为：A.羧甲基纤维素 B.壳聚糖季铵盐 C.聚丙烯酸钠 D.淀粉磷酸酯答案：B解析：壳聚糖季铵盐在pH6.5时对钛铁矿表面Fe³⁺产生螯合，实现钛铁矿与长石选择性絮凝。19.某铜钼矿采用“海水+石灰”创新调浆，海水主要影响哪类药剂？A.捕收剂 B.起泡剂 C.调整剂 D.抑制剂答案：A解析：海水中Mg²⁺、Ca²⁺与黄药生成难溶黄原酸盐，降低捕收剂有效浓度，需增加用量10–15%。20.在尾矿库“可液化风险”智能监测创新指标中，最关键的原位测试参数是：A.剪切波速Vs B.标准贯入击数N₆₀ C.电阻率 D.孔压答案：A解析：Vs与尾矿相对密度Dr相关性R²=0.92，可实时评估液化势，实现毫米级预警。二、多项选择题（每题2分，共20分；每题至少两个正确答案，多选少选均不得分）21.下列哪些属于“干法选煤”创新技术？A.光电智能分选 B.空气重介质流化床 C.干式高梯度磁选 D.热风脉动跳汰 E.干法浮选柱答案：A、B、D解析：干法浮选柱需水生成泡沫，不属于完全干法；空气重介质流化床与光电分选已实现工业应用。22.某铅锌矿废石采用“微生物矿物碳酸化”固碳创新工艺，其关键控制因素包括：A.菌液pH B.CO₂分压 C.温度 D.矿样粒度 E.光照强度答案：A、B、C、D解析：光照对化能自养菌影响小，其余均影响碳酸化速率。23.在“超临界水氧化”处理浮选废水中，创新优势有：A.无二次污染 B.分解黄药<30s C.可回收重金属 D.反应器材质要求低 E.可自热运行答案：A、B、C、E解析：超临界水对反应器腐蚀极强，材质要求极高。24.某铜矿采用“粗粒闪速浮选+塔磨机”创新流程，其节能机理包括：A.减少再磨量 B.降低循环负荷 C.提高磨矿介质利用系数 D.降低磨机填充率 E.减少尾矿泵功耗答案：A、B、C解析：塔磨机高能量密度降低再磨量，但对填充率与尾矿泵功耗无直接关系。25.下列哪些技术可用于“低品位铝土矿脱硅”创新？A.生物浸出 B.微波碱焙烧 C.酸性絮凝脱泥 D.反浮选 E.高梯度磁选答案：A、B、C、D解析：铝土矿无磁性矿物，磁选无效。26.在“铜镍渣直接还原磁选”回收铁镍创新工艺中，还原剂可采用：A.褐煤 B.天然气 C.废塑料 D.氢气 E.焦炭答案：A、C、D、E解析：天然气需裂解制氢，直接喷吹效率低。27.某磷矿采用“双反浮选”创新流程，其药剂制度包括：A.酸性介质反浮选白云石 B.碱性介质反浮选硅酸盐 C.阳离子捕收剂 D.阴离子捕收剂 E.磷酸酯抑制剂答案：A、B、C、D解析：磷酸酯为白云石抑制剂，非硅酸盐抑制剂。28.在“金矿浮选尾矿制备发泡陶瓷”创新利用中，发泡剂可选：A.SiC B.CaCO₃ C.Fe₂O₃ D.白云石 E.废玻璃答案：A、B解析：SiC氧化产气，CaCO₃分解产CO₂，Fe₂O₃与白云石无发泡作用。29.某铁矿“悬浮焙烧”创新技术中，其焙烧产物包括：A.γFe₂O₃ B.Fe₃O₄ C.FeO D.αFe E.Fe₂O₃答案：B、C、D解析：悬浮焙烧控制弱还原气氛，生成Fe₃O₄、FeO及少量金属Fe。30.在“铜精矿生物搅拌浸出”创新工艺中，下列哪些参数需在线监测？A.氧化还原电位 B.pH C.溶解氧 D.温度 E.泡沫高度答案：A、B、C、D解析：泡沫高度为浮选指标，与浸出无关。三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）31.高压辊磨机辊面采用studs钉式结构，可延长辊套寿命至25000h。答案：√解析：studs钉式辊面可更换，寿命较光滑辊面提高3倍。32.微波加热对黄铁矿具有选择性，因其介电损耗角正切值低于石英。答案：×解析：黄铁矿介电损耗远高于石英，微波选择性加热黄铁矿。33.在锂云母硫酸熟化工艺中，熟化温度超过300℃将导致锂被铝硅酸盐玻璃相包裹，降低浸出率。答案：√解析：>300℃生成惰性莫来石相，锂包裹率增加20%。34.采用“海水+CO₂”碳酸化法可一步将蛇纹石尾矿转化为MgCO₃，实现永久固碳。答案：√解析：蛇纹石中MgO与CO₂反应生成稳定菱镁矿，碳酸化率>90%。35.在铜钼矿电位调控浮选中，采用Na₂S作为调整剂，其作用机理是降低矿浆电位至–200mV。答案：×解析：Na₂S将电位降至–50~–100mV，–200mV过度抑制辉钼矿。36.某铁矿“氢基竖炉直接还原”产品DRI金属化率可达95%，可直接用于电炉炼钢。答案：√解析：氢基竖炉还原温度低，金属化率>92%，满足电炉原料要求。37.在钾盐“冷结晶”工艺中，添加0.5%MgCl₂可显著提高KCl结晶粒度。答案：√解析：Mg²⁺吸附于KCl晶面，抑制成核，晶体平均粒径由0.2mm增至0.8mm。38.采用“离子液体”从低品位稀土矿中浸出，其最主要缺点是黏度低。答案：×解析：离子液体黏度高，导致固液分离困难。39.某铜矿浮选采用“纳米TiO₂光催化”降解黄药，其最佳光源为可见光LED（420nm）。答案：×解析：TiO₂需紫外光（<387nm）激发，可见光效率低。40.在“深锥浓缩机”中加入适量阴离子PAM可实现尾矿膏体浓度>70%。答案：√解析：阴离子PAM桥联尾矿颗粒，形成三维网络，膏体浓度可达72%。四、填空题（每空1分，共20分）41.某铜矿采用“粗粒闪速浮选”技术，其闪速浮选机矿浆停留时间设计为________s，气泡直径控制在________mm。答案：3；1.2解析：极短停留时间优先回收粗粒黄铜矿，1.2mm气泡兼顾负载能力与上升速度。42.在“红土镍矿高压酸浸”中，为抑制铁水解，维持溶液________系数（Fe/Ni摩尔比）<________。答案：分离；0.3解析：Fe/Ni<0.3可降低后续中和负担，提高镍萃取得率。43.某金矿“浮选生物氧化”联合工艺，生物氧化段温度控制在________℃，pH________，溶解氧>________mg/L。答案：45；1.5；4解析：中度嗜热菌最适45℃，低pH1.5抑制杂菌，溶解氧>4mg/L保证氧化速率。44.采用“微波磁化焙烧”处理赤铁矿，其微波功率密度为________W/g，焙烧时间________min，冷却方式采用________，防止________相生成。答案：50；15；氮气淬冷；γFe₂O₃解析：氮气淬冷可抑制γFe₂O₃重新氧化，保证磁选效率。45.某铜尾矿“地质聚合物”制备中，激发剂Na₂O·nSiO₂模数n=________，养护温度________℃，养护时间________h。答案：1.4；80；24解析：模数1.4时地聚反应速率与强度最佳，80℃加速缩聚。46.在“铜钼矿海水浮选”中，为消除Ca²⁺影响，添加________g/t________作为络合剂。答案：200；柠檬酸解析：柠檬酸与Ca²⁺形成稳定络合物，减少黄药沉淀。47.某磷矿“双反浮选”脱镁脱硅，第一段反浮选pH=________，第二段pH=________。答案：5.5；9.5解析：酸性介质反浮白云石，碱性介质反浮硅酸盐。48.在“锂云母焙烧水浸”工艺中，焙烧添加剂Na₂SO₄与锂云母质量比为________，水浸液固比________，浸出温度________℃。答案：0.8:1；3:1；90解析：Na₂SO₄提供Na⁺置换K⁺，高温高液固比提高锂扩散系数。49.某铁矿“氢基竖炉”还原气H₂/CO比为________，还原段压力________bar，产品金属化率>________%。答案：6:1；4；92解析：高H₂分压加速还原，4bar抑制析碳。50.在“铜镍渣还原磁选”回收铁镍，还原温度________℃，还原时间________min，磁选场强________kA/m。答案：1250；60；80解析：1250℃使铁镍合金粒径长大至20µm，80kA/m可高效回收。五、简答题（每题6分，共30分）51.简述高压辊磨机（HPGR）在铜矿细碎回路中的创新应用及其对后续球磨能耗的影响机理。答案：HPGR通过层压破碎在矿物颗粒内部产生大量微裂纹，降低Bond球磨功指数12–18%；同时辊面采用stud钉式耐磨衬板，寿命提高至25000h；闭路配置边料循环，使–0.074mm粒级在细碎段提前释放20%，球磨处理量提高15%，系统能耗降低9–12%。52.说明“纳米气泡”强化低品位金矿浮选的机制，并给出工业实施要点。答案：纳米气泡（50–200nm）在疏水金表面自发形成三层水化膜破裂，降低诱导时间至0.1ms；其高内压（>30atm）促进疏水离子缔合，提高细粒金（–10µm）碰撞效率3倍；工业实施采用加压溶气文丘管释放系统，控制溶气压力0.6MPa，pH8.5，纳米气泡浓度≥5×10⁷个/mL，配合异辛基黄药20g/t，金回收率提升5–8%。53.阐述“海水+CO₂”碳酸化法固化蛇纹石尾矿的化学反应路径及工艺参数优化策略。答案：蛇纹石（Mg₃Si₂O₅(OH)₄）先经650℃焙烧脱羟基生成活性MgO；随后在NaHCO₃催化下，MgO与CO₂在水溶液中生成MgCO₃·3H₂O，再脱水为稳定菱镁矿；优化策略：CO₂分压1.5MPa，温度120℃，液固比5:1，添加0.5mol/LNaCl提高离子强度，碳酸化率>90%，固碳量达0.45tCO₂/t尾矿。54.分析“铜精矿生物搅拌浸出”中微生物群落演替规律及控制策略。答案：初始阶段（0–5d）以Acidithiobacillusferrooxidans为主，氧化Fe²⁺→Fe³⁺；中期（5–15d）Leptospirillumferrooxidans占优，耐低pH1.2；后期（>15d）Sulfobacillusthermosulfidooxidans成为优势菌，耐42℃；控制策略：在线ORP700–750mV，pH1.3–1.5，溶解氧>4mg/L，添加0.02%酵母粉促进菌群稳定，铜浸出率>95%。55.描述“深锥浓缩+膏体胶结充填”一体化系统实现尾矿零排放的关键技术环节。答案：深锥浓缩机采用60m深锥角，加入阴离子PAM25g/t，底流浓度>72%；膏体与水泥质量比4:1混合，坍落度22cm，管道输送压力<4MPa；充填体28d强度>2.5MPa，满足井下自立要求；系统回水率>90%，实现尾矿库零排放。六、计算题（每题10分，共20分）56.某铜矿浮选原矿含Cu0.82%，精矿含Cu25.2%，尾矿含Cu0.12%，现场实测精矿产率3.2%，求实际回收率，并计算与