資源加工學(xué)1~8章課后習(xí)題答案第一章、資源加工學(xué)概述1．簡述從選礦學(xué)、礦物加工學(xué)到資源加工學(xué)三者之間的發(fā)展關(guān)系?！窘狻抠Y源加工學(xué)是由傳統(tǒng)的選礦學(xué)、礦物加工學(xué)發(fā)展演變形成的新的學(xué)科體系。研究手段選礦學(xué)是用物理、化學(xué)的方法，對(duì)天然礦物資源（通常包括金屬礦物、非金屬礦物、煤炭等）進(jìn)行選別、分離、富集其中的有用礦物的科學(xué)技術(shù)，其目的是為冶金、化工等行業(yè)提供合格原料。礦物加工學(xué)是在選礦學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是用物理、化學(xué)的方法，對(duì)天然礦物資源進(jìn)行加工（包括分離、富集、提純、提取、深加工等），以獲取有用物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。其目的已不單純是為其它行業(yè)提供合格原料，也可直接得到金屬、礦物材料等。資源加工學(xué)是根據(jù)物理、化學(xué)原理，通過分離、富集、純化、提取、改性等技術(shù)對(duì)礦物資源、非傳統(tǒng)礦物資源、二次資源及非礦物資源進(jìn)行加工，獲得其中有用物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)研究對(duì)象傳統(tǒng)選礦學(xué)、礦物加工學(xué)的研究對(duì)象均以天然礦物資源為主。資源加工學(xué)的研究對(duì)象涉及以下幾方面：（1）礦物資源。包括金屬礦物、非金屬礦物、煤炭等； （2）非傳統(tǒng)礦物資源。包括：①工業(yè)固體廢棄物：冶煉化工、廢渣、尾礦、廢石。②海洋礦產(chǎn)：錳結(jié)核、鉆結(jié)殼、海水中金屬、海底熱液硫化礦床。③鹽湖與湖泊中的金屬鹽、重金屬污泥。□（3）二次資源。包括：①廢舊電器：電視機(jī)、冰箱、音響等?！酡趶U舊金屬制品：電纜、電線、易拉罐、電池等。③廢舊汽車?！酰?）非礦物資源。城市垃圾、廢紙、廢塑料、油污水、油污土壤等。2．資源加工學(xué)學(xué)科包括那些領(lǐng)域？它的學(xué)科基礎(chǔ)及與相鄰學(xué)科的關(guān)系如何？【解】學(xué)科領(lǐng)域資源加工學(xué)包括四大學(xué)科領(lǐng)域：礦物加工（MineralProcessing）；礦物材料加工（MineralMaterialProcessing）；二次資源力口工（SecondaryMaterialProcessing）；金屬提取加工（MetalMetallurgicalProcessing）?？珊喎Q為4-MP。礦物加工是根據(jù)物理、化學(xué)原理對(duì)天然礦物資源進(jìn)行加工，以分離、富集有用礦物；礦物材料加工是根據(jù)物理、化學(xué)原理，對(duì)天然及非傳統(tǒng)礦物資源進(jìn)行分離、純化、改性、復(fù)合等加工，制備功能礦物材料；二次資源加工是根據(jù)物理、化學(xué)原理，對(duì)二次資源進(jìn)行加工，分離回收各種有用物質(zhì)；金屬提取加工是根據(jù)物理、化學(xué)原理，對(duì)各種資源進(jìn)行化學(xué)溶出、生物提取、離子交換、溶劑萃取等加工，以獲取有價(jià)金屬。學(xué)科基礎(chǔ)資源加工過程中物料的碎解、分離、富集、純化、提取、超細(xì)、改性、復(fù)合等過程，涉及礦物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)與化學(xué)工程、冶金工程、材料科學(xué)與工程、生物工程、力學(xué)、采礦工程及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，體現(xiàn)不同的學(xué)科基礎(chǔ)，形成不同的研究方向。①工藝礦物學(xué)。與礦物學(xué)、巖石學(xué)的交叉，研究資源物料組成的分析、鑒別、表征，物料的基本物理、化學(xué)特性，為“加工”提供基本信息；②粉碎工程。以巖石力學(xué)、斷裂力學(xué)、晶體化學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)所處理資源進(jìn)行選擇性碎解，解離或進(jìn)行超細(xì)加工；③重力場、流體力場中的分離。以流體力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)所處理的物料的密度、粒度及形狀差異，分離、富集不同物料。如黑鎢礦與石英的分離，聚氯乙烯和聚乙烯的分離，城市垃圾中重物料與輕質(zhì)物料的分離，銅線與橡膠的分離等。④電磁場中的分離。以電磁學(xué)、靜電學(xué)為基礎(chǔ)的磁力分選和靜電分選，根據(jù)所處理物料的磁性質(zhì)或?qū)щ娦缘牟町?，分離不同物料。如磁性礦物與非磁性礦物的分離，導(dǎo)電礦物與非導(dǎo)電礦物的分離，磁性炭粉與廢紙的分離，紅血球與白血球的分離，帶電塑料與不帶電塑料的分離，銅線與鋁線的分離等。⑤浮選。是資源加工中最重要的技術(shù)，可加工處理各種礦物資源、二次資源及非礦物資源，涉及無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、表面化學(xué)、電化學(xué)、物理化學(xué)等幾乎整個(gè)化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，形成了浮選電化學(xué)、浮選溶液化學(xué)、浮選劑分子設(shè)計(jì)、浮選表面化學(xué)等交叉研究領(lǐng)域。如硫化礦及非硫化礦的浮選、廢紙及廢塑料的浮選、廢水中的離子浮選、油污水及油污土壤處理等。⑥生物提取。涉及生物工程、冶金反應(yīng)工程、礦物工程及采礦工程等多個(gè)交叉學(xué)科，主要處理各種低品位礦物資源、難選難冶礦物資源、海洋礦物資源及非傳統(tǒng)礦物資源，直接從這些資源中提取有價(jià)金屬。如銅、金礦的生物堆浸、地下溶浸，重金屬污泥、海洋錳結(jié)核的處理等。⑦化學(xué)分離。包括溶劑萃取、離子交換、膜分離、化學(xué)浸出等，涉及化學(xué)與化學(xué)工程、冶金反應(yīng)工程等。處理復(fù)雜礦物資源、海洋礦物資源、工業(yè)廢水等。⑧化學(xué)合成。涉及化學(xué)與化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，包括礦物材料的化學(xué)合成、礦物復(fù)合材料，礦物一一聚合物復(fù)合材料等?！酡岜砻娓男浴Ｍㄟ^表面化學(xué)反應(yīng)、選擇性溶解、溶蝕、刻蝕、涂層等對(duì)礦物表面進(jìn)行化學(xué)處理、制備功能礦物材料，涉及化學(xué)工程與材料科學(xué)與工程領(lǐng)域。⑩聚集與分散。細(xì)顆粒的聚集與分散，礦物膠體體系的穩(wěn)定與分散，溶劑萃取，球團(tuán)、型煤、水煤漿制備等。涉及表面化學(xué)、顆粒學(xué)等領(lǐng)域。資源加工過程計(jì)算機(jī)技術(shù)。涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。研究資源加工過程的數(shù)學(xué)模型、仿真、優(yōu)化與自動(dòng)控制?！?．資源加工學(xué)的研究對(duì)象及研究方向有那些？【解】資源加工學(xué)的研究對(duì)象涉及以下幾方面：（1）礦物資源。包括金屬礦物、非金屬礦物、煤炭等；（2）非傳統(tǒng)礦物資源。包括：①工業(yè)固體廢棄物：冶煉化工、廢渣、尾礦、廢石?！酡诤Ｑ蟮V產(chǎn)：錳結(jié)核、鉆結(jié)殼、海水中金屬、海底熱液硫化礦床?！酡埯}湖與湖泊中的金屬鹽、重金屬污泥。 （3）二次資源。包括：□①廢舊電器：電視機(jī)、冰箱、音響等?！酡趶U舊金屬制品：電纜、電線、易拉罐、電池等。③廢舊汽車?！酰?）非礦物資源。城市垃圾、廢紙、廢塑料、油污水、油污土壤等。研究方向①工藝礦物學(xué)。與礦物學(xué)、巖石學(xué)的交叉，研究資源物料組成的分析、鑒別、表征，物料的基本物理、化學(xué)特性，為“加工”提供基本信息；粉碎工程。以巖石力學(xué)、斷裂力學(xué)、晶體化學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)所處理資源進(jìn)行選擇性碎解，解離或進(jìn)行超細(xì)加工；重力場、流體力場中的分離。以流體力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)所處理的物料的密度、粒度及形狀差異，分離、富集不同物料。如黑鎢礦與石英的分離，聚氯乙烯和聚乙烯的分離，城市垃圾中重物料與輕質(zhì)物料的分離，銅線與橡膠的分離等。電磁場中的分離。以電磁學(xué)、靜電學(xué)為基礎(chǔ)的磁力分選和靜電分選，根據(jù)所處理物料的磁性質(zhì)或?qū)щ娦缘牟町?，分離不同物料。如磁性礦物與非磁性礦物的分離，導(dǎo)電礦物與非導(dǎo)電礦物的分離，磁性炭粉與廢紙的分離，紅血球與白血球的分離，帶電塑料與不帶電塑料的分離，銅線與鋁線的分離等。浮選。是資源加工中最重要的技術(shù)，可加工處理各種礦物資源、二次資源及非礦物資源，涉及無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、表面化學(xué)、電化學(xué)、物理化學(xué)等幾乎整個(gè)化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，形成了浮選電化學(xué)、浮選溶液化學(xué)、浮選劑分子設(shè)計(jì)、浮選表面化學(xué)等交叉研究領(lǐng)域。如硫化礦及非硫化礦的浮選、廢紙及廢塑料的浮選、廢水中的離子浮選、油污水及油污土壤處理等。生物提取。涉及生物工程、冶金反應(yīng)工程、礦物工程及采礦工程等多個(gè)交叉學(xué)科，主要處理各種低品位礦物資源、難選難冶礦物資源、海洋礦物資源及非傳統(tǒng)礦物資源，直接從這些資源中提取有價(jià)金屬。如銅、金礦的生物堆浸、地下溶浸，重金屬污泥、海洋錳結(jié)核的處理等。化學(xué)分離。包括溶劑萃取、離子交換、膜分離、化學(xué)浸出等，涉及化學(xué)與化學(xué)工程、冶金反應(yīng)工程等。處理復(fù)雜礦物資源、海洋礦物資源、工業(yè)廢水等?；瘜W(xué)合成。涉及化學(xué)與化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，包括礦物材料的化學(xué)合成、礦物復(fù)合材料，礦物一一聚合物復(fù)合材料等?！醣砻娓男浴Ｍㄟ^表面化學(xué)反應(yīng)、選擇性溶解、溶蝕、刻蝕、涂層等對(duì)礦物表面進(jìn)行化學(xué)處理、制備功能礦物材料，涉及化學(xué)工程與材料科學(xué)與工程領(lǐng)域。聚集與分散。細(xì)顆粒的聚集與分散，礦物膠體體系的穩(wěn)定與分散，溶劑萃取，球團(tuán)、型煤、水煤漿制備等。涉及表面化學(xué)、顆粒學(xué)等領(lǐng)域。on資源加工過程計(jì)算機(jī)技術(shù)。涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。研究資源加工過程的數(shù)學(xué)模型、仿真、優(yōu)化與自動(dòng)控制?！?．資源加工學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位和作用如何？【解】礦物資源是人類社會(huì)發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，礦業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是人類社會(huì)發(fā)展的前提和動(dòng)力。從石器時(shí)代到青銅器、鐵器時(shí)代，到煤、石油、天燃?xì)狻⒃幽艿睦?，人類社?huì)生產(chǎn)的每一次巨大進(jìn)步，都伴隨著礦物資源利用水平的飛躍發(fā)展，礦物資源是冶金、化工、航天、建材、電力、輕工、核工業(yè)等行業(yè)的主要原料來源。雖然礦業(yè)在國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）中所占比重很小，但它作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)支撐著其它行業(yè)生產(chǎn)對(duì)原料的需求。在世界上，90%以上的能源、80%以上的工業(yè)原料和70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料來自礦產(chǎn)資源。隨著天然礦物資源地不斷被開發(fā)利用，天然礦物資源量逐步減少，而人口增長、社會(huì)發(fā)展，對(duì)資源的需求又不斷增大，因此，必須尋找開發(fā)利用新的資源。非傳統(tǒng)礦物資源、二次資源、非礦物資源必將成為未來人類社會(huì)發(fā)展的重要資源，對(duì)這些資源的加工利用，不僅可以滿足人類社會(huì)發(fā)展對(duì)資源的需求量的增加，還可減少環(huán)境污染，促使國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展?！醯诙隆⑽锪系幕疚锢砘瘜W(xué)特性1．什么是礦石、礦物、巖石？三者關(guān)系如何？【解】礦物（Mineral）是指：由地質(zhì)作用所形成的結(jié)晶態(tài)的天然化合物或單質(zhì)，他們具有均勻且相對(duì)固定的化學(xué)成分和確定的晶體結(jié)構(gòu)；它們在一定的物理化學(xué)條件范圍內(nèi)穩(wěn)定，是組成巖石和礦石的基本單元。巖石（Rock）是天然產(chǎn)出的由一種或多種礦物（包括火山玻璃、生物遺骸、膠體）組成的固體集合體。礦石（Ore）指天然產(chǎn)出的由一種或多種能被利用的礦物組成的固體集合體。一般由礦石礦物和脈石礦物兩部分組成。2．二次資源包含哪些物料？【解】二次資源是指人類社會(huì)活動(dòng)（生產(chǎn)和生活）產(chǎn)生的含有有價(jià)成份并有回收再利用的經(jīng)濟(jì)或環(huán)保價(jià)值的廢棄物料，或稱可再生資源。主要包括廢舊電器（如電視機(jī)、電冰箱、音響等）；廢舊金屬制品（如電纜、電線、易拉罐和電池等）；廢舊機(jī)器、廢舊汽車；工廠“三廢”（廢渣、廢液、廢氣）；生活廢物（如垃圾、廢紙）等。3．工藝礦物學(xué)研究的內(nèi)容是什么？【解】（1）物料的物相組成；（2）物料中元素賦存狀態(tài)； （3）物料中物相嵌布特征；（4）工藝產(chǎn)品的研究。4．物料的幾何特性包括那三項(xiàng)？【解】顆粒的幾何特征主要包括顆粒的大小、形狀、表面積等。5．物質(zhì)的磁性可以分為那幾類，其磁性強(qiáng)弱如何？【解】固體物質(zhì)的磁性可分為五類：逆磁性、順磁性、反鐵磁性、鐵磁性和亞鐵磁性。□6．簡述鐵磁質(zhì)物質(zhì)的磁化過程?！窘狻吭诖呕艌龅淖饔孟拢F磁質(zhì)的磁化包括兩個(gè)過程：疇壁的移動(dòng)和磁疇的轉(zhuǎn)動(dòng)。疇壁移動(dòng)時(shí)，與外磁場方向相近的磁疇的體積擴(kuò)大，其他方向磁疇的體積縮小，以致消失這一過程，實(shí)質(zhì)上，是疇壁附近的原子磁矩在外磁場的影響下逐漸轉(zhuǎn)向，由體積縮小的磁疇方向轉(zhuǎn)到體積擴(kuò)大的磁疇方向的結(jié)果，壁移所需的外加磁場強(qiáng)度較小，所以在低磁場中，磁化以壁移為主，磁化曲線的OA段為疇壁的可逆位移，即磁場強(qiáng)度減到零時(shí)，磁化強(qiáng)度可沿OA曲線回降到零。AB段疇壁的位移是不連續(xù)的、跳躍式的、不可逆的。疇壁位移的不可逆性，是由于磁晶中的雜質(zhì)和晶格缺陷阻礙疇壁的移動(dòng)，這種阻力相當(dāng)于一種摩擦力，當(dāng)疇壁越過這些障礙后，退磁時(shí)，它又妨礙疇壁回到原來的位置，因而產(chǎn)生磁滯現(xiàn)象。磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)是磁疇逐漸轉(zhuǎn)到與外磁場方向一致。疇轉(zhuǎn)所需的外磁場強(qiáng)度較高，因此，在較高磁場中，磁化以疇轉(zhuǎn)為主。當(dāng)所有磁疇都轉(zhuǎn)到外磁場方向時(shí)，磁化即達(dá)到飽和狀態(tài)。磁化曲線的BC段是以疇轉(zhuǎn)為主的磁化過程?！酢?．簡述礦物磁性的分類，及其分選特點(diǎn)?！窘狻扛鶕?jù)磁性，按比磁化率大小把所有礦物分成強(qiáng)磁性礦物、弱磁性礦物和非磁性礦物。強(qiáng)磁性礦物：這類礦物的物質(zhì)比磁化率X>3.8X10-5m3/kg（或CGSM制中X>3X10-3m3/g）,在磁場強(qiáng)度H0達(dá)120kA/m（~1500奧）的弱磁場磁選機(jī)中可以回收。屬于這類礦物的主要有磁鐵礦、磁赤鐵礦（Y―赤鐵礦）、鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦和鋅鐵尖晶石等。這類礦物大都屬于亞鐵磁性物質(zhì)。弱磁性礦物：這類礦物的物質(zhì)比磁化率X<7.5X10-6m3/kg?1.26X10-7m3/kg（或CGSM制中X=6X10-4cm3/g?10X10-6cm3/g）,在磁場強(qiáng)度H0800kA/m?1600kA/m（10000奧~20000奧）的強(qiáng)磁場磁選機(jī)中可以回收。屬于這類礦物的最多，如大多數(shù)鐵錳礦物一赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、水錳礦、硬錳礦、軟錳礦等；一些含鈦、鉻、鎢礦物一鈦鐵礦、金紅石、鉻鐵礦、黑鎢礦等；部分造巖礦物一黑云母、角閃石、綠泥石、綠簾石、蛇紋石、橄欖石、柘榴石、電氣石、輝石等。這類礦物大都屬于順磁性物質(zhì)，也有屬于反鐵磁性物質(zhì)。非磁性礦物：這類礦物的物質(zhì)比磁化率X=1.26X10-7m3/kg（或CGSM制中乂<10*10-6^34）,在目前的技術(shù)條件下，不能用磁選法回收。屬于