浮選工理論考試題庫及答案一、礦物可浮性基礎(chǔ)與潤濕理論1.【單選】當(dāng)水滴在方鉛礦新鮮裂解面上的接觸角為78°，在石英新鮮裂解面上的接觸角為8°，下列判斷正確的是（）。A.方鉛礦天然疏水性優(yōu)于石英，可浮性更好B.石英天然疏水性優(yōu)于方鉛礦，可浮性更好C.接觸角與可浮性無關(guān)，需測定ζ電位D.二者均需添加黃藥才能體現(xiàn)差異答案：A解析：接觸角越大，潤濕性越差，疏水性越強(qiáng)，天然可浮性越好；78°遠(yuǎn)大于8°，故A正確。2.【單選】根據(jù)Young方程，固體表面自由能γ_SG、液體表面自由能γ_LG及固液界面自由能γ_SL滿足（）。A.γ_SG=γ_SL+γ_LG·cosθB.γ_SL=γ_SG+γ_LG·cosθC.γ_LG=γ_SG+γ_SL·cosθD.γ_SG=γ_SL?γ_LG·cosθ答案：A解析：Young方程描述三相平衡，γ_SG=γ_SL+γ_LG·cosθ，θ為接觸角。3.【判斷】礦物表面金屬離子價(jià)態(tài)升高，其表面自由能一定增大，可浮性一定提高。（）答案：錯(cuò)誤解析：價(jià)態(tài)升高可能增強(qiáng)極性，使表面自由能增大，但極性增強(qiáng)反而降低疏水性，可浮性可能下降。4.【填空】根據(jù)擴(kuò)展DLVO理論，顆粒間總作用能VT=________+________+________。答案：范德華作用能、靜電作用能、疏水作用能解析：擴(kuò)展DLVO在經(jīng)典DLVO基礎(chǔ)上引入疏水作用項(xiàng)，用于解釋疏水聚團(tuán)。5.【計(jì)算】已知某黃銅礦表面自由能γ_SG=38mJ·m?2，水表面張力γ_LG=72mJ·m?2，測得接觸角θ=63°，求固液界面自由能γ_SL。答案：γ_SL=γ_SG?γ_LG·cosθ=38?72×cos63°≈38?72×0.454≈5.3mJ·m?2解析：直接代入Young方程，cos63°取0.454。二、浮選藥劑結(jié)構(gòu)與作用機(jī)理6.【單選】乙基黃藥（C?H?OCSSNa）在pH=8.5的礦漿中，與黃鐵礦作用的主要活性組分是（）。A.ROCSS?B.ROCSSHC.(ROCSS)?D.Na?答案：A解析：pH=8.5高于乙基黃藥pKa≈5.2，幾乎完全解離為ROCSS?。7.【單選】下列捕收劑中，屬于硫氨酯類并能實(shí)現(xiàn)銅硫高選擇性分離的是（）。A.Z200（乙基硫氨酯）B.丁基黃藥C.異丙基黃藥D.黑藥答案：A解析：Z200對(duì)黃銅礦捕收強(qiáng)，對(duì)黃鐵礦弱，可實(shí)現(xiàn)銅硫高選擇性。8.【多選】下列關(guān)于巰基苯駢噻唑（MBT）的說法正確的是（）。A.屬于雜環(huán)硫醇捕收劑B.對(duì)黃銅礦有較強(qiáng)螯合作用C.在堿性礦漿中易氧化失效D.可與Cu2?形成五元環(huán)螯合物答案：A、B、D解析：MBT為雜環(huán)硫醇，S、N可與Cu2?形成穩(wěn)定五元環(huán)；堿性條件下氧化速度并不顯著快于中性，C錯(cuò)誤。9.【填空】脂肪酸類捕收劑在礦漿中溶解度低，常通過________皂化生成________鹽以提高分散性。答案：氫氧化鈉；脂肪酸鈉解析：皂化反應(yīng)：RCOOH+NaOH→RCOONa+H?O。10.【判斷】起泡劑MIBC的臨界膠束濃度（CMC）高于松醇油，故其用量一般低于松醇油。（）答案：錯(cuò)誤解析：MIBC極性高，CMC遠(yuǎn)高于松醇油，需更高濃度才能形成穩(wěn)定泡沫，但因其純度高、泡沫脆性好，實(shí)際用量反而略低，邏輯不成立，故判錯(cuò)。11.【簡答】說明氰化物作為閃鋅礦抑制劑的作用機(jī)理，并寫出主要化學(xué)反應(yīng)式。答案：CN?與閃鋅礦表面Cu2?活化離子形成穩(wěn)定Cu(CN)??絡(luò)合物，剝離Cu2?，恢復(fù)ZnS純表面，阻礙黃藥吸附。反應(yīng)式：Cu2?(表面)+2CN?→Cu(CN)??解析：Cu2?是閃鋅礦被活化的核心，氰化物通過絡(luò)合剝離Cu2?實(shí)現(xiàn)抑制。三、泡沫穩(wěn)定性與三相泡沫流變12.【單選】下列參數(shù)升高會(huì)導(dǎo)致泡沫含水率降低的是（）。A.氣泡直徑減小B.泡沫層高度增加C.表面粘度降低D.氣速增加答案：B解析：泡沫層增高，重力排水時(shí)間延長，含水率下降；其余選項(xiàng)均使含水率升高或不變。13.【計(jì)算】實(shí)驗(yàn)室測得某三相泡沫的屈服應(yīng)力為4.2Pa，泡沫密度85kg·m?3，求其最大靜持水高度（取g=9.81m·s?2）。答案：h=τ_y/(ρ·g)=4.2/(85×9.81)≈0.005m=5mm解析：屈服應(yīng)力平衡重力，τ_y=ρgh。14.【填空】GibbsMarangoni效應(yīng)指出，泡沫液膜受到拉伸時(shí)，表面活性劑分子濃度局部降低，導(dǎo)致表面張力________，從而產(chǎn)生________力抵抗破裂。答案：升高；回縮解析：局部濃度降低→表面張力升高→產(chǎn)生回縮力，穩(wěn)定液膜。15.【判斷】三相泡沫中，固體顆粒濃度越高，泡沫穩(wěn)定性一定越好。（）答案：錯(cuò)誤解析：顆粒濃度過高會(huì)導(dǎo)致液膜剛性增強(qiáng)、排液受阻，但顆粒橋聯(lián)作用過強(qiáng)反而易使泡沫脆裂，存在最優(yōu)區(qū)間。四、浮選動(dòng)力學(xué)與速率建模16.【單選】經(jīng)典一級(jí)浮選動(dòng)力學(xué)模型dC/dt=?kC中，k與下列哪項(xiàng)無關(guān)（）。A.氣泡顆粒碰撞效率B.氣泡直徑C.礦漿溫度D.浮選槽深度答案：D解析：k反映表觀速率，與槽深度無直接關(guān)系。17.【計(jì)算】某銅粗選給礦Cu品位1.25%，精礦Cu品位22.5%，尾礦Cu品位0.18%，求銅回收率。答案：ε=(1.25?0.18)/(22.5?0.18)×22.5/1.25≈0.885=88.5%解析：利用金屬量平衡公式。18.【填空】Klimpel模型指出，浮選速率常數(shù)k與氣泡直徑db的n次方成反比，即k∝db??，一般n取值范圍________。答案：1.0–2.0解析：實(shí)驗(yàn)擬合常見1.0–2.0，取決于顆粒大小及湍流強(qiáng)度。19.【簡答】闡述“快速浮選”理念在大型銅礦的應(yīng)用優(yōu)勢，并給出兩條關(guān)鍵設(shè)備改進(jìn)。答案：快速浮選通過高能量輸入、高氣泡數(shù)密度，在粗顆粒未沉降前完成捕集，縮短流程，降低過磨。關(guān)鍵改進(jìn)：1.采用高轉(zhuǎn)速RFC轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生微泡；2.設(shè)置階梯式窄槽體，減少短路流。五、浮選回路設(shè)計(jì)與仿真20.【單選】在JKSimFloat仿真中，若將再磨細(xì)度P80由75μm降至45μm，不調(diào)整藥劑，則模擬結(jié)果顯示（）。A.銅回收率升高，銅品位升高B.銅回收率升高，銅品位下降C.銅回收率下降，銅品位升高D.銅回收率下降，銅品位下降答案：B解析：細(xì)度升高，解離度增加，回收率升；但過細(xì)導(dǎo)致非選擇性夾帶增加，品位下降。21.【多選】下列措施可有效降低精選循環(huán)負(fù)荷的是（）。A.提高粗選精礦品位B.降低再磨細(xì)度C.增加精選次數(shù)D.采用階段磨礦階段選別答案：A、D解析：提高粗選精礦品位直接減少精選量；階段磨選可早拋尾，降低循環(huán)負(fù)荷；降低再磨細(xì)度導(dǎo)致連生體增加，循環(huán)負(fù)荷反而升高；增加精選次數(shù)不直接降低負(fù)荷。22.【填空】在浮選回路優(yōu)化中，采用“________曲線”可直觀評(píng)估品位回收率權(quán)衡關(guān)系。答案：升級(jí)（或升級(jí)曲線，UpgradeCurve）解析：升級(jí)曲線橫軸為回收率，縱軸為精礦品位，用于多方案比較。23.【計(jì)算】某鉛鋅礦采用“粗掃精選”流程，原礦Pb4.5%，Zn6.2%。粗選精礦Pb35%，Zn8.5%；掃選尾礦Pb0.3%，Zn0.9%。若粗選回收率占全流程Pb85%，求粗選作業(yè)Pb富集比。答案：富集比=精礦品位/原礦品位=35/4.5≈7.78解析：富集比定義即品位比，與回收率無關(guān)。六、氧化礦浮選與晶體化學(xué)24.【單選】白鎢礦（CaWO?）浮選常用731氧化石蠟皂作捕收劑，其活性基團(tuán)為（）。A.COO?B.SO??C.PO?2?D.NH??答案：A解析：731為脂肪酸皂，活性基團(tuán)羧酸根。25.【單選】孔雀石表面硫化需先形成________層，才能與黃藥作用。A.CuSB.Cu?SC.CuOD.Cu(OH)?答案：A解析：硫化鈉與孔雀石表面Cu2?反應(yīng)生成CuS薄膜，提供硫原子與黃藥作用。26.【填空】赤鐵礦反浮選中，常用________淀粉作抑制劑，其抑制機(jī)理為________羥基與Fe位點(diǎn)形成氫鍵，阻礙________吸附。答案：陰離子；葡萄糖；胺類捕收劑解析：淀粉鏈上羥基與Fe3?形成氫鍵，覆蓋表面，阻礙胺類陽離子吸附。27.【簡答】說明磷灰石與方解石浮選分離難點(diǎn)，并提出一條基于晶體缺陷的解決思路。答案：二者同屬含鈣礦物，表面Ca2?活性位點(diǎn)相似，可浮性接近；磷灰石晶體存在通道缺陷，易吸附PO?3?自穩(wěn)定，而方解石無此缺陷。解決思路：利用PO?3?預(yù)吸附磷灰石，擴(kuò)大二者表面電位差，再采用陰離子捕收劑選擇性捕收方解石。七、選礦廢水回用與藥劑降解28.【單選】浮選回水中，COD主要來源于（）。A.殘余黃藥B.殘余MIBCC.殘余淀粉D.礦泥答案：A解析：黃藥及其氧化產(chǎn)物占COD比例最大。29.【單選】采用Fenton法降解廢水中丁基黃藥，最佳pH范圍為（）。A.1.5–2.5B.3.0–4.0C.6.5–7.5D.9.0–10.0答案：B解析：Fenton反應(yīng)需酸性，但pH過低會(huì)抑制Fe2?再生，3–4最佳。30.【填空】浮選廢水中，殘余起泡劑可通過________曝氣________吸附聯(lián)合工藝去除，其中________炭對(duì)MIBC吸附容量可達(dá)________mg·g?1。答案：微納米；顆?；钚?；顆粒活性；120–150解析：微納米氣泡提高傳質(zhì)，顆粒活性炭（GAC）對(duì)MIBC吸附容量實(shí)驗(yàn)值120–150mg·g?1。31.【計(jì)算】某選廠回水殘余乙基黃藥濃度12mg·L?1，采用臭氧氧化，實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)為一級(jí)動(dòng)力學(xué)，k=0.18min?1，求降至0.5mg·L?1所需時(shí)間。答案：t=ln(C?/C)/k=ln(12/0.5)/0.18≈17.8min解析：一級(jí)動(dòng)力學(xué)積分式。八、設(shè)備放大與流場測試32.【單選】在50m3浮選槽放大到200m3時(shí)，保持幾何相似，若按功率數(shù)Np不變放大，則單位容積功率P/V將（）。A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B解析：P/V∝Np·ρ·N3D?/V，V∝D3，故P/V∝N3D2；保持Np不變，N需隨D?2/3調(diào)整，最終P/V∝D?2/3，減小。33.【填空】PIV測試表明，浮選槽內(nèi)湍流動(dòng)能k最大區(qū)域位于________與________之間的高剪切環(huán)，該區(qū)域________碰撞效率最高。答案：轉(zhuǎn)子；定子；顆粒氣泡解析：高剪切環(huán)提供高湍流動(dòng)能，增加碰撞概率。34.【簡答】說明采用CFDDEM耦合模擬浮選時(shí)，為何需引入“滑移系數(shù)”，并給出其物理意義。答案：滑移系數(shù)用于修正顆粒與流體間的相對(duì)速度，物理意義為顆粒表面氣體邊界層滑移程度，影響氣泡顆粒碰撞角及誘導(dǎo)時(shí)間，耦合模型中通過滑移系數(shù)將微觀界面力與宏觀流場聯(lián)系，提高預(yù)測精度。九、智能化與在線檢測35.【單選】基于機(jī)器視覺的泡沫速度檢測中，采用LucasKanade光流法，其假設(shè)前提是（）。A.灰度恒定B.高斯白噪聲C.泡沫各向同性D.光照突變答案：A解析：光流法基本假設(shè)為灰度恒定。36.【多選】浮選泡沫圖像特征中，與品位相關(guān)度最高的特征有（）。A.泡沫平均尺寸B.泡沫穩(wěn)定度C.泡沫顏色（RGBB值）D.泡沫紋理熵答案：A、C解析：工業(yè)大數(shù)據(jù)表明，泡沫尺寸大、顏色偏暗（B值高）對(duì)應(yīng)高品位；穩(wěn)定度、紋理熵與品位相關(guān)性弱。37.【填空】采用________傳感器可在線檢測礦漿中殘余黃藥濃度，其原理基于________反應(yīng)產(chǎn)生________電流，檢測限可達(dá)________μg·L?1。答案：酶生物；黃藥酶氧化；微納安級(jí)；5解析：固定化黃藥酶電極，酶氧化黃藥生成CS?和醇，釋放電子形成電流，檢測限5μg·L?1。十、綜合案例與故障診斷38.【案例分析】某銅鉬礦分選現(xiàn)場，鉬精選尾礦Mo品位由0.08%突升至0.25%，同時(shí)泡沫發(fā)粘、顏色發(fā)綠?；?yàn)顯示回水Cl?濃度由450mg·L?1升至2800mg·L?1。請(qǐng)給出兩條可能原因及對(duì)應(yīng)解決措施。答案：原因1：回水鹽度升高，導(dǎo)致精選抑制劑（Na?S）消耗增加，抑制力下降，鉬上浮減少。措施：增設(shè)反滲透脫鹽單元，控制回水Cl?<1000mg·L?1。原因2：高Cl?促進(jìn)黃藥氧