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1.结合一种重选设备分析在其分选过程中松散和分层之间的相互关系。结合细粒溜槽分析其在分选过程中松散和分层的相互关系。物料在细粒溜槽中呈多层分布，其分选过程首先是物料在水流中按密度分层，然后再按不同层的运动速度差分离。在紊流斜面浆体流中，固体颗粒一方面受紊动扩散作用而不断地被向上推起，另一方面又在自身的重力作用下沉向槽底，固体颗粒在液流深度方向上的分布即受这2种因素支配。由于固体颗粒的消紊作用，使得斜面浆体流中的脉动速度减弱，各流层间的动能交换也减弱，因此流速沿深度的分布曲线向层流的形式靠近。下面为其松散机理：当悬浮液中的固体颗粒连续受到剪切力的作用，斥力的大小随速度梯度的增大而增大。当剪切力的速度梯度足够大，以致使斥力达到与物料在介质中的有效重力平衡时，颗粒即呈悬浮状态。分层：在表流层中，存在着不大的脉动速度，沉降末速小于脉动速度的颗粒，难以进入底层，始终悬浮在表流层中，随液流一起进入低密度产物中。弱紊流浆体流中的悬移层借较大的脉动速度悬浮着大量的固体颗粒，并形成上稀下浓，颗粒粒度上细下粗的悬浮体。密度大，粒度粗的颗粒较多地分布在下部，同时大尺度漩涡又不断使上下层中的颗粒相互交换，高密度颗粒被送到下面的流变层中，而从流变层中被排挤出的低密度颗粒则被提升到悬移层中。经过一段运行距离后，悬疑层中的将主要剩下的低密度颗粒。随液流一起排到槽外。弱紊流浆体流中的流变层中，基本不存在漩涡扰动，固体浓度很高，速度梯度较大，靠层间斥力维持物料松散。与此同时，由于颗粒在下降过程中受到的机械阻力较小，所以分层后处在同密度粗颗粒的下面。层流浆体流中的高密度微细颗粒，进入底层与槽底相粘结，很难再运动，聚集起来形成沉积层。重选的实质概括起来就是松散一分层一分离过程。置于分选设备内的散体矿石层（称作床层），在流体浮力、动力或其他机械力的推动下松散，目的是使不同密度（或粒度）颗粒发生分层转移，就重选来说就是要达到按密度分层。故流体的松散作用必须服从粒群分层这一要求。分层后的矿石层在机械作用下分别排出，即实现了分选。故可认为松散是条件，分层是目的，而分离则是结果。2.现有一种含方铅矿、黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿的多金属硫化物矿石，脉石矿物主要是石英和方解石，矿石中的硫化物矿物共生关系密切，呈集合体浸染。依据你所掌握的浮选知识，拟定一个原则分选流程，并说明理由。原则分选流程如下：该多金属硫化物矿石，呈集合体侵染，石英和方解石是其主要脉石矿物，所以先加黄药类捕收剂捕获多金属硫化物矿石，石英和方解石作为尾矿扔掉。对于含铜，铅，锌的多金属硫化物矿石，由于他们呈集合体侵染，可以在分离前加入一段磨矿，然后进行浮选。目前普遍采用铜铅混选，然后依次选锌，选硫和铜铅混合精矿的分离的工艺流程。浮选过程中的药剂制度如下：（1）铜铅锌硫混合浮选：捕收剂：黄药；起泡剂：2#油。理由如下：黄铜矿，方铅矿，闪锌矿，黄铁矿均为硫化矿，均可被黄药捕收，而黄药对石英和方解石却无捕收作用，所以石英和方解石会以尾矿的形式排出，从而达到分离的目的。（2）铜铅混合浮选：PH调整剂：石灰，调至10；抑制剂：硫酸锌；捕收剂：黄药；起泡剂：2#油。理由如下：在碱性介质中，黄铁矿表面生成氢氧化铁亲水薄膜，当有黄药存在时，OH与黄药阴离子发生竞争吸附，2Ca可在黄铁矿颗粒表面生成难溶化合物4aSOC,也可以起到抑制作用；在碱性条件下，2424n2nSOOHZOHSOZ,2nOHZ胶粒吸附在闪锌矿表面，阻碍黄药阴离子的吸附，且亲水胶粒的亲水性大于捕收剂的疏水性，从而颗粒受到抑制。加入捕收剂和起泡剂后可得铜铅混合精矿。（3）铜铅分离浮选：脱药剂：SN2a；抑制剂:32SOH;捕收剂：黄药；起泡剂：2#油。理由如下：为了提高铜铅分离效果，常常在分离浮选前，对混合精矿进行脱药，以提高分离作业的选择性。SN2a可解析吸附于颗粒表面的黄药类捕收剂，所以常用SN2a作为浮选产物的脱药剂。32SOH抑制表面氧化的方铅矿机理：3232/PbSOSOPbPbS，加入捕收剂和起泡剂后可分别得铜精矿和铅精矿。（4）锌硫分离浮选：活化剂：4uSOC;捕收剂：黄药；起泡剂：2#油。理由如下：在铜铅混合浮选时，硫锌均被抑制，要实现分离浮选，需活化，4uSOC是闪锌矿的有效活化剂：2uC在闪锌矿表面固着，增加了对黄药离子的吸附，从而强化了闪锌矿的浮选过程。而黄铁矿仍被抑制，加入黄药类捕收剂后，闪锌矿被浮选上来，而黄铁矿被留在下面，从而达到分离的目的。3.用阴离子捕收剂对弱磁性铁矿石的强磁选粗精矿进行反浮选脱硅时，既需要对铁矿物进行抑制，又需要对石英进行活化，试分析抑制剂、活化剂和捕收剂的合理添加顺序。合理的加药顺序为：抑制剂-活化剂-捕收剂。弱磁性铁矿石的强磁选粗精矿主要是赤铁矿，菱铁矿，褐铁矿，脉石矿物主要是石英，活化剂常用石灰，抑制剂常用淀粉，常用脂肪酸类捕收剂。若先加入活化剂即CaO，在浮选过程中，真正起到活化作用的是2Ca，但2Ca在活化脉石矿物的同时，金属矿物也会吸附2Ca而被活化，从而也会被捕收剂捕收，这样石英与金属矿物会一起上浮而恶化浮选指标。若先加脂肪酸类捕收剂，由于脂肪酸及其皂与大多数金属离子的化学亲和力很强，形成的脂肪酸盐的溶度积很小，所以脂肪酸类捕收剂可以捕收绝大部分铁矿物，然而对石英却无捕收作用，没有实现反浮选脱硅的目的。因此应首先加入抑制剂。淀粉对矿物的抑制机理,一般认为氢键的作用是最重要的。因为淀粉分子很大。每个葡萄糖单体有3个羟基,变性淀粉还带有羧基或胺基,这些极性基团既能通过氢键的作用与水分子结合,又能在含有电负性大的元素(如氧)的矿物表面吸附,从而使矿物亲水,或吸附在若干个矿粒表面,借助高分子桥联,使细粒矿物絮凝。根据静电作用原理,阳离子型变性淀粉因在溶液中荷正电,比较容易在荷负电的矿物表面吸附,使之受到抑制或絮凝。反之,阴离子变性淀粉在溶液中荷负电,较容易在荷正电的矿物表面吸附,使之受到抑制或絮凝。若加入抑制剂后，加入捕收剂。由于铁矿物已被淀粉抑制，且脂肪酸类捕收剂对石英无捕收作用，因此这是加入捕收剂无实际作用。因此活化剂应在抑制剂之后加入。石英在水溶液中受到水的作用，使得石英表面带负点，具体带电过程如下：H和OH离子的吸附：电离：根据相关文献得知：当pH值为3-9时，2Ca对石英浮选的回收率影响不大，在pH值为11-12时，石英浮选的回收率呈直线上升，主要是因为随pH值的升高，2Ca在石英的表面沉积急剧增加，试验当pH〉10时，由于OH浓度的增多，使得2Ca在石英表面产生沉淀，这种现象是一种特性吸附，能起到活化石英浮选的作用。随着活化剂用量增加，石英回收率随之增加，但对铁矿物的回收率影响相对较小。说明在pH=11.2的强碱性条件下，随2Ca浓度的增加，2Ca开始从Stem层内生成了2OHCa沉淀在石英的表面，从而对石英活化并上浮。正因为2Ca对赤铁矿与石英的浮选当中的差异，这使反浮选试验将目的矿物与脉石矿物的分离非常有利。脂肪酸类捕收剂最后加入。因为铁矿物已经被抑制，而且石英也已被2Ca活化，加入脂肪酸类捕收剂后，脂肪酸类捕收剂与2Ca结合，生成脂肪酸钙沉淀。从而起到反浮选的作用。合理的加药顺序为：抑制剂-活化剂-捕收剂。4.依据你掌握的知识，分析矿物加工技术的发展趋势。发展方向1)根据社会对矿物富集、分离与综合利用的发展要求，主要针对复杂贫细矿物资源的处理，矿业环境保护、“三废”治理及二次资源的再生利用，与工程应用相结合开发新的技术、工艺和装备，积极鼓励科研人员从事新的基础理论研究和高新技术的开发与工程研究，为我国的矿冶事业发展的可持续发展作出重大贡献。2)积极拓宽技术研究和工程应用范围，探求选矿技术研究和工程应用发展新方向。面对21世纪待处理资源的变化及相关技术上存在的问题，这要求矿物加工工程进一步加强与冶金、材料、生物、化学与化工、环保和计算机等相邻学科的相互交叉、渗透和融合，产生新的科研领域，寻求新技术和工程应用的新发展与新突破。在21世纪，矿物加工工程及科技发展将围绕高效、低耗、无(低)污染及洁净矿物加工新技术的开发与应用来展开，除在传统的矿物富集、分离与综合利用技术上寻求新的技术和增长点外，可在以下几个方面寻求新的技术研究和工程应用发展机会，以便形成传统矿物加工工程专业与矿物材料、资源综合利用、二次资源加工利用、矿业环保、矿业经济、无机非金属材料、水资源处理及加工技术和生态恢复及修复等专业或方向为一体的综合学科研究领域。3)把矿物加工工程技术应用于环保、三废处理与利用、水资源加工与利用、城市垃圾回收利用、河流及湖泊污泥的综合利用、水资源处理及加工、生态恢复及修复工程等领域，可大大拓宽矿物加工工程的研究和应用领域，这也是目前许多发达资本主义国家矿物加工工程研究的主要方向。目前，国内许多大学和科研院所已把矿物加工工程向粉体工程、矿物材料、无机非金属材料、环保等领域进行延伸或拓展。二次资源的综合回收利用和非传统矿物资源的开发利用将成为21世纪矿物加工工程要处理和研究的主要对象。重视固体废弃物、城市垃圾以及二次资源和其他一次资源等非传统矿产资源的开发利用，重视农用矿产资源、饲用矿产资源、环保矿产资源和节能矿产资源等的开发利用，以及矿产资源的非传统应用方面的新技术研究，建立非传统矿业经济及矿物加工技术研究与工程应用新领域。现代科技的迅猛发展，矿物加工工程由于自身的优势和特点，能够在采矿、冶金、材料、粉体、环境等学科中得到新的发展和应用;同时，矿物加工工程也能吸收和利用这些学科领域的实际经验、研究成果及相关技术来促进矿物加工工程技术研究与工程应用的进一步发展。因此，矿物加工工程研究单位在未来仍是肩负着历史发展的重任，其任务任重而道远新领域1)复杂难选多金属矿的有效综合利用技术与工程问题。复杂贫细大型多金属矿资源的特点是金属品种及伴生稀有及贵金属品种多、品位低、嵌布细和难处理。目前，国内大多数矿山选矿能耗高、产品单一，矿产品含杂较高，矿山综合利用率低，矿山利润受市场影响大。急需开发出各种贫细矿物资源的综合利用技术，提高资源综合利用率和矿山效益。2)洁净煤技术与工程问题。由于我国煤中含硫含灰分较高，特别是西南地区许多煤中含硫含砷较高，燃煤给环境带来严重污染。煤炭的洗选加工、深加工和煤化工技术是矿物加工工程和环保需要解决的重要问题。3)高效低耗新工艺、新设备及新药剂的研究。能耗、水耗、药耗高及原材料消耗高一直是阻碍矿山生产高效低耗的难题，这需要矿物加工工程技术的综合发展和高新技术的应用来解决这些问题，如复合力场选矿新技术与设备、微细粒选矿新技术与设备、高效复合选矿药剂、生物及化学选矿新技术与设备等。4)矿物深加工及精加工技术与工程问题。为了提高矿物加工工程产品的附加值，提高矿山经济效益和矿山服务寿命，同时由于现代科技的发展及人类社会的进步，需要开发超纯、超细及具有特殊功能的矿物原料及矿物材料，以满足现代科技发展对矿物材料性能要求愈高的需求。5)矿物材料的开发及利用与工程问题。如环保矿物材料、工业矿物材料、日用化工矿物材料、农用矿物材料、饲用矿物材料、生命科学矿物材料、建筑矿物材料、高新技术矿物材料等方面的开发利用。6)各种非金属矿的开发及利用技术。21世纪将是非金属材料的时代，社会对非金属矿物资源和材料的需求将与日俱增，如何综合利用金属矿山的非金属资源和开发利用非金属矿物资源，生产非金属矿物材料将是矿物加工工程需要迫切解决的重要问题。7)海洋资源的开发、加工与利用与工程问题。如从海水中提取可溶性盐类和微量元素，海洋锰结核的开发与利用，从海产品中提取化学品，海产品废物的加工与利用等。8)非传统矿产资源的非传统方法的开发利用技术与工程问题，如农用矿产品、环保矿产品、饲用矿产品等方面的开发利用技术与工程问题。9)矿冶废水处理技术与工程问题。我国矿山和冶炼企业水环境污染问题日趋突出，社会对矿业和矿冶行业环境保护要求日趋严格，加之我国人均水资源拥有率低，要求矿冶企业废水进行处理后循环利用。10)城市固废物再生利用及环保技术与工程问题。由于一次