矿物加工学的现状与发展幻灯片.pptVIP

(3) 重力场、流体力场中的分离。以流体力学、流体动力学为基础 , 根据所处理的物料的密度、粒度及形状差异 , 分离、富集不同物料。如黑钨矿与石英的分离、 聚氯乙烯和聚乙烯的分离、城市垃圾中重质物料与轻质物料的分离、铜线与橡胶的分离等。 (4) 电磁场中的分离。以电磁学、静电学为基础的磁力分选和静电分选 , 根据所处理物料的磁性或导电性的差异 , 分离不同物料。如磁性矿物与非磁性矿物的分离、导电矿物与非导电矿物的分离、磁性炭粉与废纸的分离、红细胞与白细胞的分离、带电塑料与不带电塑料的分离、铜线与铝线的分离等。 (5) 浮选。 矿物加工中最重要的技术，可加工处理各种矿物资源、二次资源及非矿物资源 , 涉及无机化学、有机化学、表面化学、电化学、物理化学等几乎整个化学学科领域 , 形成了浮选电化学、浮选溶液化学、浮选剂分子设计、浮选表面化学等 交叉研究领域。如硫化矿及非硫化矿的浮选、废纸及废塑料的浮选、废水中的离子浮选、油污水及油污土壤处理等。 (6) 生物提取。主要处理各种低品 位矿物资源之难选难冶矿物资源、海洋矿物资源及非传统矿物资源 , 直接从这些资源中提取有价金属。如铜、金矿的生 物堆浸、地下溶浸 , 重金属污泥、海洋锰结核的处理等), 涉及生物工程、 冶金反应工程、矿物工程及采矿工程等多个交叉学科。 (7) 化学分离。包括溶剂萃取、离子交换、膜分离、化学浸出等 , 处理复杂矿和表外贫矿生物堆浸场 物资源、海洋矿物资源、工业废水等 , 涉及化学与化学工程、冶金反应工程等领域。 (8) 化学合成 , 包括矿物材料、矿物复合材料、矿物一聚合物复合材料等的化学合成 , 涉及化学与化学工程、材料科学与工程领域。 (9) 表面改性。通过表面化学反应、选择性溶解、溶蚀、刻蚀、涂层等对矿物表面进行化学处理 , 制备功能矿物材料等 , 涉及化学工程与材料科学与工程领域。 (10) 聚集与分散。细颗粒的聚集与分散 , 矿物胶体体系的稳定与分散 , 溶剂萃取 , 球团、型煤、水煤浆制备等 , 涉及表面化学、颗粒学等领域。 (11)矿物加工过程计算机技术。研究资源、加工过程的数学模型、专家系统、人工智能、神经网络、仿真、优化与自动控制 , 涉及计算机科学与技术、自动控制等领域。 矿物加工学的现状与发展 1、学科概述 矿物加工学是在选矿学的基础上发展演变形成的学科体系。 选矿学是用物理、化学的方法，对天然矿物资源(通常包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等)进行选别、分离、富集其中的有用矿物的科学技术，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。 矿物加工学是在选矿学的基础上发展起来的，是用物理、化学、生物的方法，对天然矿物资源进行加工(包括分离、富集、提纯、提取、深加工等),以获取有用物质的科学技术。其目的已不单纯是为其他行业提供合格原料 , 也可利用其直接得到金属、矿物材料等。 2 选矿学科的形成 人类利用矿物资源已有数千年的历史。无论是公元前几千年的古埃及，还是中世纪的罗马帝国时代，或者是中国古代，由于科学技术水平整体落后，社会生产力低，人类利用的矿物资源主要是通过手工作业从天然矿石中得到的，如淘金、人工溜槽、手动跳汰筛、洗矿槽等原始重选方法及鹅毛蘸油刮取浮在水面上的金粉等原始浮选方法。我国古代将原始的重选、浮选总结为“澄、淘、飞、跌”。我国明代宋应星所著《天工开物》(1637 年 ) 一书中，对铁砂和锡砂的开采选别已有描述，见图 1-1 。这些手工作业虽然有近代“表层浮选” 、 “重选”的影子 , 但还算不上是一门工业技术 , 这种现象一直延伸到19世纪中期 。 在19 世纪末至20世纪20年代，世界工业生产快速发展，对矿物原料的需求增大，促使技术发展，特别是20世纪20 年代初，浮选药剂在浮选中的工业应用, 使选矿技术(包括破碎、筛分、磨矿、重选、电选、磁选、浮选等)能处理大部分天然矿物原料。从那时起,选矿技术已成为一门人类从天然矿石中选别、富集有用矿物原料的成熟的工业技术 , 并得到广泛的应用。 2.1选矿学科理论基础 重选的理论基础： 随着流体力学的发展，重力选矿的基础研究起步较早。19 世纪下半叶，奥地利人Rittinger提出了“等降现象”，Monroe 等进一步提出“干涉沉降”，20世纪40年代，原苏联学者施马茨柯夫提出了跳汰是在上升水流中“按悬浮体的相对密度分层”的学说；德国学者Mayer 从床层位能降的角度解释了分层过程；英国学者 Bagnoid 在 50 年代观察到了剪切运动下层流、斜面流中多层粒群的松散分层现象。 这些学说构成了重选的理论基础 电磁理论基础 在电磁选矿方面 , 由于物理学的发展 , 人们早就认 识到可用永久磁铁选别磁铁矿石。当电磁铁被用作磁