搜索
第一章问答题1.什么是无机非金属材料？如何分类？无机非金属材料是以某些元素的氧化物，碳化物，氮化物，卤素化合物，硼化物以及硅酸盐，磷酸盐，硼酸盐等物质组成的材料，是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异。因此，还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属两大类。其中传统可分为：水泥，陶瓷，耐火材料，玻璃，搪瓷磨料等，而新型的有：先进陶瓷，非晶态材料，人工晶体，无机涂层，无机纤维等。2.试简述无机非金属材料生产过程的共性与个性。无机非金属材料的特性：①耐高温；②化学稳定性高；③高强度、高硬度；④电绝缘性好；⑤韧性差。共性：1，原料：水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的非金属矿物2，粉料的制备与运输：因原料大多来自天然的硬质矿物，必须进行矿物的破粉碎。粉体颗粒的大小、级配、形状及其均匀性往往直接影响产品的质量和产量。3，高温加热（热处理）由于无机非金属材料工业所用原料的稳定性和耐高温性，要使它们相互反应生成新的高度稳定的物质或使其形成熔融体，必须要在较高的温度下进行（一般都在1000C以上），4，成形由粉体变成产品都有一个成形过程。5，干燥由于有些天然原料如粘土、砂等常含有水分而不好加工，需要烘干。各种浆体都要脱水烘干，成形后的制品必须经过于燥，才能进入烧成。个性：粉体的制备过程以P来表示，热处理过程用H来表示，成形以F来表示（一）胶凝材料类这类产品首先要经过热处理，合成能水化的矿物，然后磨成细粉，最后成形。因此，它的生产过程组合应是H－P－F。（二）玻璃、玻璃纤维、铸石、入工晶体类玻璃，它是利用硅酸盐高粘度的熔融体急冷而成。因此它是属P－H-—F系列。铸石是在玻璃工艺的基础上，再加一晶化过程，可写成P－H－F－H。（三）砖瓦、陶瓷、耐火材料类砖瓦、陶瓷，耐火材料的工艺过程的组合应为P－F－H。第二章一．名词解释1.燃料的低位热值：指燃料完全燃烧后，其燃烧产物中的水蒸气仍为气态时所放出的热量。二．填空1.高岭石的理论化学分子式Al2O3.2SiO2.2H2O，叶腊石的分子式Al2O3.4SiO2.H2O。2.钾长石的化学组成是K2O.Al2O3.6SiO2，钙长石的化学组成Cao.Al2O3.2SiO23.燃料的发热量有高位发热量和低位发热量之分，高位发热量是指燃料完全燃烧且产物中的水蒸气全部冷凝为水时所放出的热量；低位发热量是指燃料完全燃烧后，其燃烧产物中的水蒸气仍为气态时所放出的热量。4.煤的标准发热量（低位发热量，收到基）为7000kcal/kg或29270kJ/kg5.按照粘土的主要矿物类型可将其分为高岭石类粘土、伊利石类粘土和蒙脱石类粘土6.由于粘土形成的复杂性，一般粘土都为多种矿物的混合物，既无固定熔点又无固定的化学组成。7.煤中的硫可以三种形式存在，有机硫,硫化物硫,硫酸盐硫8.煤中不可燃的氢是化合氢，不可燃的硫是硫酸盐中的硫。三．问答题总收缩——两种收缩总和。Ｓ总－Ｓ干Ｓ烧＝—————×１００％１００－Ｓ干2.粘土类原料如何分类？答：粘土是一种或多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。主要由铝硅酸盐类岩石，经过长期地质年代的自然风化或热液蚀变作用而形成，含有杂质。无一定熔点，也没有固定的化学组成。常见的粘土分类方法：a，按粘土的成因分类可分为原生粘土和次生粘土；b，按粘土可塑性分类可分为高塑性土和低塑性土；c，按粘土耐火度分类可分为耐火粘土，难熔粘土，易熔粘土；d，按粘土的主要矿物类型分类可分为高岭石类粘土，蒙脱石类粘土，伊利石类粘土和水铝石类粘土。3.粘土的主要化学成分和矿物组成是什么？（答案提示）答：化学组成：主要化学成分为SiO2和Al2O3和结晶水，还有少量氧化钾、钠，碱土金属氧化物（CaO、MgO），着色剂氧化物（Fe2O3、TiO2）等。矿物组成：常见粘土主要为高岭石类、蒙脱石类和伊利石类三大类别。高岭石（Al2O3?2SiO2?2H2O）是最常见的粘土矿物，由其作为主要成分的纯净粘土称为高岭土。它的吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少，白度高，耐火度高。蒙脱石（Al2O3?4SiO2?nH2O，n2）遇水体积膨胀形成胶状物，具有很强的吸附和阳离子交换能力，以蒙脱石为主要矿物的粘土称为膨润土，其颗粒细小，可塑性极强，能提高坯料可塑性和干坯强度，但杂质多、收缩大、烧结温度低。4.什么是粘土的可塑性，离子交换性，触变性，膨化性，耐火度和烧结范围？答：a，可塑性是指粘土与适量水混练后形成的泥团，在外力作用下，可塑造成各种形状而不开裂，当外力除去以后，仍能保持该形状不变的性能。通常用塑性指数或塑性指标来表示。b,粘土粒子因表面层的断键和晶格内部离子的不等价置换而带电，它能吸附溶液中的异性，这种被吸附的离子又可被其他离子所置换。这种性质称为粘土的离子交换性。c，粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固，当受到搅拌或振动时，粘度降低而流动性增加，再放置一段时间后又能恢复原来状态，这种性质称为触变性。颗粒表面荷电是粘土产生触变性的主要原因。d，粘土加水后体积膨胀的性质称为膨化性。膨化性产生的原因，主要是由于粘土颗粒层间吸水膨胀和颗粒表面水膜的形成而引起的团相体积增大。膨化性的大小可用膨胀容来表示。e，耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度。它反映了材料抵抗高温作用的性能。耐火度一般随氧化铝含量的增加而提高，随杂质含量增加，尤其是随Fe2O3和碱金属氧化物含量的增加而显著降低。f，当粘土试样加热到8000C以上时，体积开始剧烈收缩，气孔率明显减少，其对应温度称为开始烧结温度T1；温度继续升高，液相量增加，气孔率降至最低，收缩率最大，其对应温度称为烧结温度T2。若继续升温，试样将因液相太多而发生变形，其对应的最低温度称为软化温度T3。T3与T2的温度差即烧结范围。5.石英类原料主要有哪些种类？有何品质要求？答：1．石英砂:又称硅砂，质地纯净的硅砂为白色；一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质，故多呈淡黄色、浅灰色或红褐色。优质硅砂是理想的玻璃工业原料。硅砂的成分主要是SiO2，并含有少量的Al2O3、Fe2O3等杂质，而Fe、Cr和TiO2等是极其有害的成分，它们均能使玻璃着色而影响其透明度。2.脉石英SiO2含量高达99％，是生产日用细瓷、耐火硅砖的良好原料。品质要求：在玻璃工业中：含SiO2≥98%，Fe2O3含量小于等于0.2%;在耐火材料工业中：SiO2≥96%,碱性氧化物等杂质总量2%在陶瓷工业中：SiO2≥90%在水泥工业中：SiO2含量70%～90%，含少量燧石。6.石英有哪几种晶型转变和体积变化？答：石英类原料在加热过程中会发生复杂的多晶转变，同时伴随体积变化。重建性转变即a一石英、a一鳞石英、a一方石英间的转变，尽管体积变化大，但由于转化速度慢，对制品的稳定性影响并不大。位移性转变，其转变速度快，较小的体积变化就可能由于不均匀应力而引起制品开裂，影响产品质量。7.长石的种类和作用是什么？答：长石是一种常见的造岩矿物，是架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐。自然界中长石大多是几种基本矿物（钾长石、钠长石、钙长石、钡长石）的固溶物。长石在陶瓷和玻璃工业中的作用长石类矿物是玻璃和陶瓷工业的主要原料之一。在玻璃中，长石的引入，减少了纯碱的引入，在陶瓷坯料中，长石是促进坯体烧结的主要熔剂性矿物，在釉料和色料中，它又是形成玻璃体的主要成分。8.什么是燃料发热量？高位发热量和低位发热量的主要区别是什么？什么是标准燃料？其热值是多少？答：燃料发热量：燃料完全燃料，且燃料产物冷却到燃料前的温度，所放出的热量。高位发热量是指燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸气完全冷凝成水所放出来的热量;低位发热量是指燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸气仍为气态时所放出来的热量。标准燃料：标准煤:是指低位发热量（收到基）为29270KJ/Kg的煤；标准油：是指低位发热量为41820Kj/Kg的油;标准气：是指低位发热量为41820Kj/Nm3的气体燃料。第三章一、名词解释1.破碎的定义：破碎是对块状固体物料施用机械方法．使之克服内聚力，分裂为若干碎块的作业过程。2.破碎比：是原料和破碎产品的粒度之比,表征破碎作业前后粒度的变化程度，亦能概略反映破碎机械的作业情况。3.粒度：表征粉体颗粒所占空间范围的几何尺度，是颗粒物料的基本性质之一。4.分级：是对由不同粒径的颗粒构成的松散物料，按粒度大小进行分选的一种单元操作。5.牛顿分级效率：当分级设备将粉状物料分为粗、细两个组分时，可以用牛顿分级效率表示和评价设备的工作效率。其定义式为：ηn=粗组分中实有粗粒量/原料中实有细粒量+细组分中实有细粒量/原料中实有粗粒量—1；如定义F为原料量；A为粗组分量，B为细组分量；a、b、c分别为原料、粗组分、细组分中的粗粒比率，则上式可表示为：ηn=Ab/Fa+B(1—c)/F(1—a)—1=ηA+ηB—16.筛分：是一种应用较广泛的分级作业，将散状颗粒物料置于具有一定尺寸筛孔的筛面上，通过筛面和物料间的相对运动，即可使物料以筛孔尺寸为标准划分为筛上料和筛下料。7.选粉机的循环负荷率:在闭路系统中,分级机(选粉机)的回料量与成品量之比,以百分数计称为循环负荷率。二、填空题1.破碎方法有挤压、壁裂、折断、磨剥、冲击五种。2.超微粉合成方法有：化学反应法、冷冻干燥法、喷雾干燥法、生成沉淀法蒸发凝聚法、气相反应法、激光合成法。3.颚式破碎机主要破碎工艺部件有动颚和定颚;其运动方式和传动结构有三种类型：简摆式、复摆式、综合摆动式。4.在闭路粉磨系统中，系统的循环负荷是指分级机的回料量T与分级机的成品量Q之比。5.破碎作业中，系统的总破碎比是由系统各级破碎设备破碎比连乘积求得。6.粉磨作业中，原料粒度一般在10-20mm，而产品料度通常在几十微米，最细可至2到3微米。7.球磨粉磨时的粉碎比可达300以上，但其有效粉磨功仅为2%左右。8.流能分级设备的主要分级机理是利用颗粒的重力沉降作用和离心沉降作用进行分级的。三、问答题1.破碎机械分为哪两大类？相应的施力方式和应用特性是什么？答：按照施力方式主要分为挤压式和冲击式两大类。挤压式破碎机包括颚式、旋回、圆锥、辊式和辊压机等类型，这些破碎机在破碎物料过程中，主要通过固定面和活动面对物料的相互挤压力，并可能兼施剪切力而实现粉碎。冲击式破碎机主要指锤式破碎机和反击式破碎机。其特点是利用高速旋转体上的锤子或冲击板来击碎物料，同时兼施剪切力和磨剥作用力。冲击式破碎机具有很大的破碎比，一般用来中细碎大块中硬或软质物料。2.按照工作速度，粉磨机械分为哪两大类？相应包括哪些粉磨设备？答：按粉磨机械的工作速度，分为慢速磨和快速磨两大类，前者包括各类球磨机、砾磨机和自磨机等，后者包括辊式磨，振动磨，行星磨，搅拌磨，冲击磨和气流磨等。3.影响磨机产量主要因素有哪些？答：1入磨物料的性质主要表现为粒度、易磨性、温度和水分四个方面①入磨物料粒度大，则研磨体的尺寸也要相应增大，而研磨体个数减少削弱了粉磨效果，从而降低了产量，增加了电耗。②易磨性是表征物料粉磨难易程度的物理参数，易磨性好产量高，反之则产量低。③入磨物料的温度如高于常温，则有多余热量带入磨内，致使磨内温度升高，物料易磨性下降。温度越高则此现象越严重。④入磨物料水分应适中。水分过大易使细颗粒粘在研磨体和衬板上，形成“物料垫”，水分过少则影响磨内散热，易产生“窜磨”跑粗现象。适宜的物料水分为l％～15％。2助磨剂在粉磨过程中添加少量助磨剂，可以消除细粉粘附和聚集现象，提高粉磨效率，降低电耗，提高产量。3．粉磨产品细度产品要求越细，则磨机产量越低。4．设备和流程设备规格越大产量越高，此外，设备内部结构配置，如各仓长度、衬板、隔仓板的形式等均对粉磨过程有影响。流程则以闭路流程为佳。5研磨体研磨体的形状、大小、装填量、级配以及补充等对磨机产量有明显的影响。6干法磨机通风良好的磨内通风可冷却磨内物料，改善易磨性，排除水蒸气，增加极细物料的流速，使之及时卸出磨机。7干法磨水冷却主要是