矿物加工学真题及详解
考试科目及代码名称：915 矿物加工学
留意：1、全部答案〔含选择题、填空题、推断题、作图题等〕一律答在专用答题纸上， 写在试题纸上或其他地点一律不得分。
2、作图题可以在原试题图上作答，然后将“图”撕下来贴在答题纸上相应的位置。 3、考试时限：3 小时；总分；150 分
注：选矿考生做一、二、三、四、五大题共150 分：烧结球团考生做一、六、七、八、九大题，共 150 分
一、专业根底题〔每题 15 分，共 45 分〕
1.
请分别表达热力学第一、其次及第三定律，并就各自所能解决的问题予以简要说明 。答：
〔1〕热力学第肯定律也就是能量守恒定律。即一个热力学系统的内能增量等于外界 向它传递的热量与外界对它所做功之和。能量既不能凭空产生，也不能凭空消逝，它只能从 一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移和转化的过程中， 能量的总和不变。热力学第肯定律宣告了第一类永动机不行能实现，由于依据第肯定律的表 述，任何机械不行能源源不断的向外做功，而不需要从外界猎取能量。
（2） 热力学其次定律指热量可以自发地从温度高的物体传递到较低的物体，但不行能
自发地从低温物体传递到高温物体；热力学其次定律宣告了其次类永动机〔效率为100%〕 不行能实现，由于它虽然不违反能量守恒定律，但热机都不行能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变成有用的功，就不行避开地将一局部热量传给低温物体，因此效率不会到达 100%。其次类永动机违反了热力学其次定律。
（3） 热力学第三定律通常表述为确定零度时，全部纯物质的完善晶体的熵值为零。或
者确定零度〔T=0K〕不行到达。它说明白任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低 到 0K，既 0K 不能到达原理。
2.
扼要说明以下各概念
（1） 丁达尔效应； （2） 电泳和电渗；
（3） 外表活性物质的临界胶束浓度；
（4） 以 KI 为稳定剂的 Agl 的胶团构造〔示出胶核、胶粒、胶团及可滑动面的位置〕； （5） 乳状液及其两种根本类型。
答：〔1〕当一束光线透过胶体，从入射光的垂直方向可以观看到胶体里消灭的一条光亮的“通路”，这种现象叫丁达尔现象。
（2） 带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳。
电渗指在电场作用下液体相对于和它接触的固体作相对运动的现象。
（3） 外表活性剂分子浓度增加，其构造会从单分子转变为球状、棒状和层状胶束.，其
在水中形成胶束所需的最低浓度称为外表活性物质的临界胶束浓度。
（4） 以 KI 为稳定剂的 AgI 的胶团构造：胶粒的构造比较简单，先有肯定量的难溶物
分子聚结形成胶粒的中心，称为胶核。然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧 密吸附层；由于正、负电荷相吸，在严密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带与严密层一样电荷的胶粒。胶粒与集中层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。
（5） 乳状液是指某种液体以液珠形式分散在另一种与它不相混溶的液体中而形成的分
散体系称为乳状液。它包括两种类型一种是油相分散在水中，称为水包油型〔o/w 型〕，另一种是水相分散在油相中，称为油包水型〔w/o 型〕。
3.
请将以下理论、公式或方程与它们争辩的相关内容联系起来〔用一样的编号表示〕
〔 〔 〔 〔
〕微小液滴蒸汽压 〕溶液外表的吸附
〕反响速度常数与温度的关系 〕强电解质的温度系数计算
（1） DOLV 理论 （2） Arrhenius 方程 （3） Gibbs 吸附等湿式 （4） Debye-Huckel 极限公式 （5） Kelvin 公式 〔 〕胶体的稳定与黑沉 〔5〕微小液滴蒸汽压
〔3〕溶液外表的吸附
〔2〕反响速度常数与温度的关系 〔4〕强电解质的温度系数计算 〔1〕胶体的稳定与黑沉
答：〔1〕DOLV 理论
（2） Arrhenius 方程 （3） Gibbs 吸附等湿式 （4） Debye-Huckel 极限公式 （5） Kelvin 公式
二、填空题〔每空 1 分，共 32 分〕 1．常用的颚式裂开机有两种，分别为 和 。
【答案】简摆式颚式裂开机；复摆式颚式裂开机
2．机械裂开方式有 ， ， ， ， 。
【答案】挤压；打击；剪切；研磨、冲击
3. 矿物的磁性计算公式为 ，依据磁性率的大小，可将矿物分为三类 ，
和 【答案】X=
。
m VH
；强磁性矿物；弱磁性矿物；非磁性矿物
4. 浮选过程中，捕收剂、调整剂、起泡剂的添加挨次为 ， ， 。
【答案】调整剂；捕收剂；起泡剂
5. 浮选工艺进展到现在经受了 ， ， 三个阶段。
【答案】动植物油捕收剂；离子型捕收剂；螯合捕收剂
6. 浮选过程可以分为四个阶段，分别为 ， ， ， 。
【答案】调浆；加药；充气；刮泡。
7. 螺旋分级机作为常用的分级设备，一般分为 ， ， 三种形
式。
【答案】高堰式；低堰式；漂浮式
8. 干预沉降等降比比自由沉降等降比 。
【答案】大
9. 裂开及裂开理论的三个假说是 ， ， 。
【答案】体积粉碎模型；外表粉碎模型；均一粉碎模型
10. 写出以下极性基团：黄原酸基 ；黑药的极性基 ；氮基二硫代甲酸
；磷酸类 。
【答案】—C〔S〕SH；—O P〔S〕SH；—NC〔S〕SH；—PO H
2
3 2
三、名词解释〔每题 3 分，共 21 分〕 1．裂开比
答：设固体物料原颗粒尺寸为 D，经过裂开机或粉磨机粉碎后，其物料颗料尺寸变为 d， 把 D/d=i 这一比值定为物料的裂开比，也就是物料经过一次裂开机裂开后其粒度减小的倍数。
2. 筛分
答：筛分是将粒度不同的混合物料，通过单层或多层筛子分成假设干不同粒度级别的过程。
3. 筛矿效率
答：磨矿效率是指每消耗 1 千瓦时电能所得到的生成的指定级别〔常以-200 目〕磨矿产品的吨数。
4. 粒度组成
答：粒度组成又称粒度级配，是指矿石中各种粒度〔大小不同级别颗粒〕的含量，通常以百分数来表示
5. 回收率
答：回收率是指精矿中有价成分质量与原矿中有价成分质量之比。
6. 选矿
答：选矿是依据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石裂开磨细以后，承受重选法、浮选法、磁选法、电选法等，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生〔伴生〕的有用矿物尽可能相互分别，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。
7. 萃取率
答：萃取率是指被萃取到有机相中的溶质总量与原始料液中溶质总量之比。它表示物质被萃取的难易程度。
四、简答题〔每题 8 分，共 32 分〕 1．选矿厂常用的磨矿机按不同的方式如何分类？
答：〔1〕按磨矿介质不同来划分的：介质是金属球的为球磨机，介质是钢棒的为棒磨机，以被磨矿石本身为介质的为自磨机，以矿石或砾石为介质的为砾磨机。
（2） 按筒体外形可将磨矿机分为圆筒形和圆锥形两种。目前国内已很少制造圆锥形磨
机，所以实际上主要制造圆筒形磨机，其中又包括短筒形和管形的。短筒形磨机的筒体长度 与直径之比小于 1，自磨机即属于这种类型；管形磨机〔简称管磨机〕的筒体长度与直径之比大于 2。一般水泥磨机即属于这种类型。
（3） 按排矿方式可将磨矿机主要分为3 种：
①溢流型磨矿机：磨矿产品经排矿端的中空轴颈自由溢出。
②格子型磨矿机：磨矿产品经位于排矿端的格子板的孔隙排出后，再经中空轴颈流出。 ③周边型磨矿机：磨矿产品通过排矿端筒体周边的孔隙排出。
此外，还有棒磨机的开口型低水平排矿方式以及干式磨矿时的风力排矿方式。
（4） 按筒体传动方式可分为周边齿轮传动、摩擦传动和中心传动三种，其中周边齿轮
传动方式应用最多，中心传动多用于管磨机。
（5） 按筒体支承方式可分为轴承支承、托滚支承、轴承和托滚混合支承3 种，其中轴
承支承方式最为通用，而后两种仅用于筒体较短的球磨机和砾磨机。
（6） 按磨矿生产方式将磨矿机分为干式和湿式两种，目前在选矿生产中一般使用湿式
磨矿机，干式磨矿机极少使用。
2. 当给矿粒度增大或矿石变硬时，磨矿会消灭什么状况，如何调整？
答：〔1〕会消灭的状况： ①排矿粒度变粗； ②返砂量增大。 〔2〕调整方法：
提高排矿浓度、增加分级机溢流浓度能使返砂量降下来；假设细度达不到工艺要求，可适当削减磨机给矿量
3. 影响筛分效率的因素有哪些？
答：〔1〕物料的性质：
①粒度组成：含易筛粒愈多，物料愈简洁筛分；含难筛粒愈多，物料愈难筛分。粒径d ＝1~1.5a〔a 为筛孔尺寸〕的颗粒易卡在振动筛筛孔中，叫阻碍粒，影响物料通过筛孔。因此，物料含难筛粒、阻碍粒愈多，筛分效率愈低。
②颗粒外形：球形颗粒简洁通过方孔和圆孔振动筛，条形、片状以及多角形物料较难通
过方孔和圆孔筛，但较易通过长方形孔振动筛。
③含水量：干法筛分时，物料含水众多及潮湿性与粘附性愈好的物料愈简洁分散、结块， 堵塞筛孔，使筛分效率大大降低。
④积存密度：在物料积存密度比较大的状况下，振动筛筛分力量与积存密度成正比关系。 （2） 筛面的性质及运动状况： ①开孔率：振动筛筛孔面积与筛面面积之比值称为开孔率。开孔率大的筛面筛分效率高、生产力量大。但筛面强度低、寿命短。
②筛孔外形：筛孔外形不同，物料的通过力量相差很大。在选择振动筛筛孔型式时，应与物料的颗粒外形相适应，通常承受方形筛孔。
③筛面尺寸：筛面的长宽比过大时，物料层通过时间太长；长宽比过小时，筛分时间短。这两种状况都会使筛分效率降低。所以，振动筛筛面的长宽比应在适宜范围内，一般为 2.5~3。
④筛面倾角：倾角过小，生产力量低；倾角过大，筛分效率低。因此，筛面倾角要选择适宜，振动筛倾角一般为 0~25°，固定筛倾角一般为 40~45°。
（3） 操作状况：
①加料均匀性：连续均匀地加料，使物料沿筛面均匀分布，才能保证较高的生产力量和筛分效率。
②加料量：加料量增大时，生产力量增大，但振动筛筛分效率降低。因此，要处理好这一对冲突。
4. 简述机械搅拌式浮选机的优缺点？
答：〔1〕机械搅拌式浮选机优点：①选别难选矿石或简单矿石，或者期望得到高品位精矿时，可以保证得到较好和比较稳定的产品技术指标。
②矿浆搅拌猛烈，可以保证密度较高、粒度较粗的矿粒呈悬浮状态。
③搅拌猛烈，促进难溶药剂在矿浆中的均匀分散与乳化，有利于药剂与矿物外表的作用。 ④对选别多金属矿石的简单流程，机械搅拌式浮选机，可以依靠叶轮的吸浆作用，实现中矿返回，省去大量砂泵。
〔2〕机械搅拌式浮选机缺点：
①构造简单，单位处理量的设备费用较高。
②为保持矿粒悬浮并起到吸气、吸浆的作用，运动部件转速较高，因此磨损严峻，修理费用高，由此造成的动力消耗较大。
五、计算题
1. 某硫化矿浮选试验中，每一次试验给矿500 克，黄药用量为100 克/吨原矿，黄药配
成 100 毫克/100 毫升浓度溶液添加，请计算每一次试验要加的黄药溶液毫升数。
qQ V 解：
10M
V：添加药剂体积ml； q：单位药剂用量g/t； Q：矿石质量kg； M；所配药剂浓度g/100ml；
由题知，Q=500g=0.5kg；q=100g/t；M=100mg/100ml=0.1g/100ml
100 0.5
代入上式的V =50ml
10 0.1
2. 某硫化铅锌矿日处理量 10000 吨，其原矿铅品尝 5%，锌品尝 4%，经分选后分别
得到铅精矿、锌精矿和尾矿三个产品，其中铅精矿中铅品尝 70%，锌品尝 4%，锌精矿中锌品位 60%，铅品位5%。尾矿中铅锌品位分别为0.1%、0.2%，试计算生产过程中铅锌精矿产率、分选回收率以及富集比。
解：〔1〕设原矿量为 Q=10000 吨、铅精矿质量为 Q 、锌精矿质量为 Q 、尾矿质量为 Q 。
3
1
2
由分选前后总质量不变以及分选前后铅、锌矿的总质量不变的，得 Q=Q +Q +Q
1 2 3
0.05Q=0.7Q +0.05Q +0.001Q 0.04Q=0.04Q ＋0.6Q ＋0.002Q
1
2
1 2 3
解以上三个方程可得：Q =659.39 吨、Q =593.55 吨、Q =8747.06 吨
3
1
Q 0.7 Q
=92% ； 富集比 〔 2 〕 铅精矿的产率 = 1 =6.5% ； 分选回收率 1 1 Q 1 Q 0.05 Q 0.6 Q =89% 2 5.9% ；分选回收率= 2 ；富集比i =0.6/0.04=15
2 2 2 Q 0.04 Q
1 2 3
i =0.7/0.05=14
锌精矿的产率
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