2025年礦物加工學(xué)實驗操作考試題及答案一、實驗操作題部分（一）浮選實驗操作（40分）1.實驗?zāi)康模和ㄟ^浮選實驗，從給定的礦物混合樣品中分離出有用礦物，測定浮選回收率和品位，并分析實驗結(jié)果。2.實驗材料與設(shè)備-礦物混合樣品（含方鉛礦、閃鋅礦和脈石礦物）-浮選機、電子天平、攪拌桶、各種浮選藥劑（黃藥、硫酸銅、起泡劑等）、容量瓶、移液管等。3.實驗步驟-樣品準(zhǔn)備：用電子天平稱取200g礦物混合樣品，放入攪拌桶中，加入適量的水，攪拌均勻，配制成濃度為20%的礦漿。-調(diào)整礦漿pH值：使用pH試紙檢測礦漿的初始pH值，根據(jù)需要加入適量的氫氧化鈉或鹽酸溶液，將礦漿pH值調(diào)整到10。-添加藥劑-首先加入200g/t的硫酸銅，攪拌3分鐘，活化閃鋅礦。-接著加入150g/t的黃藥作為捕收劑，攪拌5分鐘。-最后加入80g/t的起泡劑，攪拌2分鐘。-浮選操作：將調(diào)好的礦漿倒入浮選機中，啟動浮選機，進(jìn)行充氣浮選。刮泡5分鐘，收集泡沫產(chǎn)品作為精礦，剩余的礦漿作為尾礦。-產(chǎn)品處理：將精礦和尾礦分別過濾、烘干、稱重，并記錄重量。-分析檢測：采用化學(xué)分析方法測定精礦和尾礦中有用礦物（鉛、鋅）的含量。4.問題與解答-問題1：在浮選過程中，為什么要先添加硫酸銅？（5分）-答案：硫酸銅是一種活化劑，在浮選含閃鋅礦的礦物時，閃鋅礦表面會形成一層難以被黃藥捕收的氧化膜。添加硫酸銅后，銅離子會與閃鋅礦表面的鋅離子發(fā)生交換反應(yīng)，在閃鋅礦表面生成一層易于被黃藥吸附的硫化銅薄膜，從而提高閃鋅礦的可浮性，使閃鋅礦能夠更好地被黃藥捕收，實現(xiàn)與脈石礦物的分離。-問題2：如何判斷礦漿pH值是否調(diào)整到了目標(biāo)值10？（5分）-答案：可以使用精密pH試紙進(jìn)行檢測。將pH試紙浸入礦漿中，待試紙變色穩(wěn)定后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行比對，若顏色與pH值為10對應(yīng)的顏色一致，則說明礦漿pH值調(diào)整到了目標(biāo)值。也可以使用pH計進(jìn)行精確測量，將pH計的電極插入礦漿中，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取顯示的pH值，若讀數(shù)接近10，則說明達(dá)到了目標(biāo)值。-問題3：如果在浮選過程中泡沫層不穩(wěn)定，可能是什么原因?qū)е碌?？?0分）-答案：泡沫層不穩(wěn)定可能由以下原因?qū)е拢?藥劑添加量問題：起泡劑添加量不足，會導(dǎo)致泡沫的穩(wěn)定性差，容易破裂；而起泡劑添加量過多，會使泡沫過于黏稠，也可能導(dǎo)致泡沫層不穩(wěn)定。此外，捕收劑添加量不合適也會影響泡沫的性質(zhì)，例如捕收劑過多可能會使泡沫變得脆弱。-礦漿性質(zhì)問題：礦漿濃度過高，會使泡沫的上升阻力增大，導(dǎo)致泡沫層不穩(wěn)定；礦漿中細(xì)粒礦物含量過多，會吸附在泡沫表面，破壞泡沫的穩(wěn)定性。礦漿的pH值不合適也會影響泡沫的穩(wěn)定性，不同的礦物浮選需要合適的pH環(huán)境。-設(shè)備問題：浮選機的充氣量不均勻或過大，會使泡沫層受到?jīng)_擊，導(dǎo)致不穩(wěn)定。浮選機的攪拌強度過大，也會破壞泡沫的結(jié)構(gòu)，使泡沫層不穩(wěn)定。-問題4：根據(jù)你記錄的精礦和尾礦重量以及分析檢測得到的有用礦物含量，計算鉛和鋅的回收率和品位。（20分）-答案：假設(shè)精礦重量為$m_1$（g），尾礦重量為$m_2$（g），精礦中鉛的含量為$\beta_1$（%），尾礦中鉛的含量為$\theta_1$（%），原礦中鉛的含量為$\alpha_1$（%）；精礦中鋅的含量為$\beta_2$（%），尾礦中鋅的含量為$\theta_2$（%），原礦中鋅的含量為$\alpha_2$（%）。-鉛的品位：精礦中鉛的品位就是$\beta_1$（%）。-鉛的回收率：根據(jù)回收率計算公式$\varepsilon_1=\frac{m_1\beta_1}{(m_1+m_2)\alpha_1}\times100\%$進(jìn)行計算。-鋅的品位：精礦中鋅的品位就是$\beta_2$（%）。-鋅的回收率：根據(jù)回收率計算公式$\varepsilon_2=\frac{m_1\beta_2}{(m_1+m_2)\alpha_2}\times100\%$進(jìn)行計算。（二）重選實驗操作（30分）1.實驗?zāi)康模豪脫u床對給定的礦物樣品進(jìn)行重選分離，測定精礦、中礦和尾礦的重量和品位，分析重選效果。2.實驗材料與設(shè)備-礦物樣品（含錫石和脈石礦物）-搖床、電子天平、放大鏡、篩子等。3.實驗步驟-樣品預(yù)處理：將礦物樣品進(jìn)行破碎和篩分，使粒度范圍在0.2-2mm之間。-搖床操作：將篩分好的樣品均勻地給入搖床的給礦槽，同時打開水龍頭，調(diào)節(jié)水流大小和給礦速度，使礦粒在搖床上進(jìn)行分選。-產(chǎn)品收集：分別收集搖床上的精礦、中礦和尾礦，并記錄各自的重量。-品位分析：使用放大鏡觀察精礦、中礦和尾礦的礦物組成，大致判斷有用礦物（錫石）的含量。4.問題與解答-問題1：在重選實驗中，為什么要對樣品進(jìn)行破碎和篩分？（5分）-答案：破碎和篩分是重選實驗前的重要預(yù)處理步驟。破碎的目的是將礦物樣品的粒度減小，使有用礦物與脈石礦物盡可能地單體解離。只有當(dāng)有用礦物和脈石礦物實現(xiàn)單體解離后，才能在重選過程中根據(jù)它們的密度差異進(jìn)行有效分離。篩分則是將破碎后的樣品按粒度大小進(jìn)行分級，使進(jìn)入搖床的礦粒粒度范圍相對均勻。因為在重選過程中，礦粒的粒度會影響其在介質(zhì)中的沉降速度和分選效果。粒度均勻的礦粒在搖床上的分選效果更好，能夠提高重選的效率和精度。-問題2：搖床操作時，水流大小和給礦速度對分選效果有什么影響？（10分）-答案：-水流大小的影響：水流大小直接影響礦粒在搖床上的運動狀態(tài)和分選效果。水流過大，會使礦粒在搖床上的停留時間過短，礦粒來不及充分分層就被沖走，導(dǎo)致有用礦物和脈石礦物不能有效分離，降低分選效果。同時，過大的水流還可能將精礦中的有用礦物沖走，使精礦品位降低。水流過小，礦粒在搖床上的流動性變差，容易堆積在一起，也不利于礦粒的分層和分選，會使分選效率降低。合適的水流大小能夠使礦粒在搖床上形成穩(wěn)定的礦流，促進(jìn)礦粒按密度分層，提高分選效果。-給礦速度的影響：給礦速度過快，會使搖床上的礦層過厚，礦粒之間的相互干擾增大，不利于礦粒按密度分層，導(dǎo)致分選效果變差。而且過快的給礦速度可能會使搖床的負(fù)荷過大，影響搖床的正常運行。給礦速度過慢，雖然礦粒有更充分的時間進(jìn)行分層，但會降低搖床的處理能力，生產(chǎn)效率低下。合適的給礦速度能夠保證搖床上的礦層厚度適中，使礦粒在搖床上有足夠的時間和空間進(jìn)行分層，從而提高分選效果和生產(chǎn)效率。-問題3：根據(jù)你收集的精礦、中礦和尾礦重量，計算重選的富集比。（假設(shè)原礦中錫石含量為10%，精礦中錫石含量通過觀察估計為60%）（15分）-答案：富集比是指精礦品位與原礦品位的比值。已知原礦中錫石含量$\alpha$=10%，精礦中錫石含量$\beta$=60%。根據(jù)富集比計算公式$E=\frac{\beta}{\alpha}$，可得富集比$E=\frac{60\%}{10\%}=6$。這表明通過重選實驗，有用礦物（錫石）在精礦中得到了6倍的富集。（三）磁選實驗操作（30分）1.實驗?zāi)康模豪么胚x機對給定的礦物樣品進(jìn)行磁選分離，測定磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品的重量和品位，分析磁選效果。2.實驗材料與設(shè)備-礦物樣品（含磁鐵礦和脈石礦物）-磁選機、電子天平、磁性強度測試儀等。3.實驗步驟-樣品準(zhǔn)備：用電子天平稱取150g礦物樣品。-磁選操作：將樣品放入磁選機中，調(diào)節(jié)磁選機的磁場強度為1500Gs，啟動磁選機，進(jìn)行磁選分離。-產(chǎn)品收集：分別收集磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品，并記錄各自的重量。-品位分析：使用磁性強度測試儀檢測磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品的磁性強度，大致判斷磁鐵礦的含量。4.問題與解答-問題1：磁選實驗中，磁場強度的大小對磁選效果有什么影響？（10分）-答案：磁場強度是磁選過程中的一個關(guān)鍵參數(shù)，對磁選效果有重要影響。磁場強度過小，磁性較弱的磁鐵礦顆?？赡軣o法受到足夠的磁力作用而不能被有效地吸附到磁選機的磁極上，導(dǎo)致磁性產(chǎn)品中磁鐵礦的回收率降低。同時，一些磁性較強的脈石礦物可能會混入磁性產(chǎn)品中，影響精礦的品位。磁場強度過大，會使一些弱磁性的脈石礦物也被吸附到磁性產(chǎn)品中，降低精礦的品位。而且過大的磁場強度還可能使磁性產(chǎn)品在磁極上吸附過緊，難以脫落，影響磁選機的正常運行。因此，需要根據(jù)礦物樣品中磁鐵礦的磁性特性和含量，選擇合適的磁場強度，以達(dá)到最佳的磁選效果。-問題2：如果在磁選過程中發(fā)現(xiàn)磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品的分離不明顯，可能是什么原因?qū)е碌模浚?0分）-答案：磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品分離不明顯可能由以下原因?qū)е拢?磁場強度不合適：如前面所述，磁場強度過大或過小都可能導(dǎo)致分離效果不佳。如果磁場強度與礦物的磁性特性不匹配，就無法有效地將磁性礦物和非磁性礦物分開。-礦物性質(zhì)問題：礦物樣品中磁鐵礦的磁性不均勻，或者存在一些磁性介于磁性礦物和非磁性礦物之間的過渡礦物，會使分離變得困難。此外，礦物的粒度大小也會影響分離效果，粒度過細(xì)的礦物可能會因為團(tuán)聚等原因而難以分離。-設(shè)備問題：磁選機的磁極表面不平整或有雜質(zhì)，會影響磁場的分布，導(dǎo)致磁力不均勻，從而影響分離效果。磁選機的傳動部件故障，可能會使礦漿在磁選機中的流動不穩(wěn)定，也會導(dǎo)致分離不明顯。-問題3：根據(jù)你記錄的磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品的重量，計算磁選的產(chǎn)率。（假設(shè)磁性產(chǎn)品重量為$m_3$（g），非磁性產(chǎn)品重量為$m_4$（