选矿学1课后习题总结

1.什么是矿石、矿物、岩石？三者关系如何?

岩石是组成地壳的天然矿物集合体。矿物就是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的具有固定化学成分和物理性质的天然化合物或自然元素。凡是地壳中的矿物自然集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必需的金属或其他矿物产品者，称为矿石。其中无用的矿物称为脉石。选矿就是把矿石加以破碎,使之彼此分离，然后将有用矿物加以富集，无用的脉石抛弃的工艺过程。

第一章碎散物料的粒度组成与粒度分析

1．常用的粒度分析方法有哪几种?各方法的用途和适用的粒度范围如何

筛粉分析法:利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分,N层子可把物料分成(N+1)个粒级.测定0.04~100mm的散粒的粒组成。

水力沉降分析法:根据不同粒度在水介质中沉降速度不同而分成若干粒级.测定1~75um细粒物料的粒度组成.

显微镜分析法:利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状,可检查分选产品或校正水力沉降分析结果.适应于0.1~50um的物料。

2．累积粒度特性曲线的形状有几种类型?它们对粒度组成的大致判断情况如何?

有三种：上凹进,下凸起，直线。

由曲线的形状可大致判断物料的组成的情况,对于正累积曲线的粒度特性曲线,若曲线想向左下角凹进,表明物料中细粒级含量多；若曲线向右上角凸起,表明粗粒级含量多;若曲线近似直线,则表示粗细粒度的分布均匀。

3．正、负累积粒度特性曲线的交点所对应的产率是什么?

正负累积粒度特性曲线是相互对称的,若绘制在一张图纸上,它们必交于物料产率为50%的点上。

第二章筛分及筛分机械

1．试叙述在不同生产工艺流程中筛分作业的作用和工艺目的。

(1)独立筛分:生产不同粒级的筛分,产品可直接供给用户使用。

(2)准备筛分:提供不同粒级的入选矿.对于煤炭工业,选煤设备供应给适应粒级的原煤,,过粗的大块不能分选,,过细的微粒难以回收.

(3)预先筛分与检查筛分：为了避免物料的过度破碎,提高破碎设备的生产能力和减少动力消耗.检查筛分从破碎设备的产物中,将粒度不合格的大块筛出,以保证产品不超过要求的粒度上限.

(4)脱水筛粉:将拌有大量的碎散物料筛分,以脱除其中液相.

(5)脱泥筛分和脱介筛分:提高产品质量,减少运输.

(6)选择性筛分,将碎散物料按几何尺寸分离.

2．按工艺目的的不同筛分作业有哪儿种?

1)辅助筛分，这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。

2)准备筛分，其目的是为下一作业做准备。

2)独立分筛，其目的是得到适合于用户要求的最终产品。

4)脱水筛分，其目的是脱除物料的水分，一般在洗煤厂比较常见。

5)选择筛分，如果物料中有用成分在各个粒级的分布差别很大，则可以筛分分级得到质量不同的粒级，把低质量的粒级筛除，从而相应提高了物料的品位，有时又把这种筛分称为筛选。3．动力煤粒级的划分及相应名称是什么?主要动力煤的用户对产品粒度的一般要求如何？常用选矿方法对入选原矿的粒度要求如何?

大于100为特大快T，50到100为大块D，25到50中块Z，13到25为小块X，6到13为粒煤L，小于6为粉煤F。（单位：mm）

4．有几种筛分顺序?它们的特点及应用情况如何?

由粗到细的流程。优点:筛面的磨损较小；细级别的物料筛分效率较高；粗级别的物料在筛分过程中的破碎现象较小；筛分装置的布置比较紧凑。缺点：观察下层筛面工作情况时很不方便，更换筛面困难，筛面布置过于密集，只能从筛子的一端排出各级别的物料。

由细到粗的流程。优点：检修方便，容易观察各层筛面的工作情况；各筛分级别可以沿整个筛面长度分别排出，运送方便。缺点：筛面磨损很快，筛分效率较低；脆性物料的大块可能在筛面上破碎。

联合流程。是上述两种筛序的组合，兼有两者的优缺点

5．试说明透筛概率的基本定义和P(A)＝1／N式的物理意义。

每一组试验透过筛孔的颗粒数，在数学上称为事件成功的频度，实验组数越多，所得频度平均起来就越接近某个常数，这个常数就是该试验的透筛概率。

如果颗粒透筛概率越大，那么为显现这个概率值所需要的试验次数就越少；反之，概率值越小，试验次数就越多。如果需要重复N此试验才能显现透筛概率P(A)，则N与P(A)成反比：N=1/P(A)。

第三章破碎及破碎机械

2．说明破碎作业在选煤和选矿生产中的作用和意义。

①满足选煤机械和选矿机械对入选物料最大入选粒度的要求。

②满足夹矸煤中的煤与矸石的解离、有用矿物与脉石的解离要求。

③满足用户对选后产品粒度的要求。

3．试说明机械能破碎的五种基本方式的原理、特点和适用矿物。

挤压破碎：物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。多用于脆性.坚硬物料的粗碎。

劈裂破碎：用一个尖棱(或平面)和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石将沿压力作用线的方向劈裂。

折断破碎：矿石受弯曲作用而破碎,当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度而破碎。

研磨破碎：矿石与运动的工作表面之间存在相对运动而受一定的压力和剪切应力作用,当剪切应力达到矿石的剪切强度而破碎, 多生产细粒。其效率低,能耗大。

冲击破碎：物料受到足够大的瞬时冲击里而破碎,其破碎效率高,破碎比大,能耗少。

4．试说明主要破碎设备的类型及相应的破碎方式。

设备分为破碎机和磨矿机。破碎机的破碎部件在工作中不直接接触,破碎面之间总有一间隙,破碎物料夹在这些间隙中;磨矿机的工作部件是相互接触的,工作时可能被物料隔开.破碎机比磨矿机的产物粒度大。

6．评价煤炭破碎效果的指标有哪些?写出其物理定义式，要求用文字，而不是字母。

破碎效率为主要指标，细粒增量为辅助指标。

第四章磨矿及磨矿机械

2．简述球磨机的基本构造和工作原理。

球磨机主要6个部分组成:筒体部,给矿部,排矿部,轴承部，传动部,润滑系统.

磨矿机以一定转速旋转,处在筒体内的研磨介质由于旋转时产生离心力,致使它与筒体之间产生一定摩擦力.摩擦力使研磨随着筒体旋转,并到达一定的高度.当研磨介质的自身重力大于离心力时,研磨介质就脱离筒体抛射下落,从而击碎矿石.同时,在磨矿机转动过程中,研磨

介质还会有滑落现象,对矿石产生研磨作用,所以在研磨介质产生的冲击力和研磨里联合作用下的到粉碎.

3．试说明球磨机下列参数的意义：(1)临界转速；(2)：工作转速；(3)最大降落高度；（4）球荷运转周期和循环次数。

临界转速：使最外层球不发生离心的最高转速。

工作转速:使钢球在最有利的条件下工作。

最大降落高度:钢球升起愈高冲击愈强,当钢球达到最大降落高度时,起冲击矿石的作用最强。

球荷运转周期和循环次数：当球磨机筒体转速不变时,不同层次钢球的循环次数是不一样的.同一层次钢球的循环次数,随转速改变而变化,转速愈高,在筒体转一周的时间内,循环的次数也愈少.达到临界角时筒体转一周,钢球也循环一次。

4．说明磨矿作业在选矿和选矿生产中的作用和意义。

在选矿工业中，当有用矿物在矿石中呈细粒嵌布时，为了能把脉石从矿石中除去，并把各种有用矿物相互分开，必须将矿石磨细至0.1~0.3mm，甚至有时磨至0.05~0.074mm以下。磨矿细度与磨矿指标有着密切的关系。在一定程度上，有用矿物的回收率随着磨矿细度的减小而增加。因此，适当减小矿石的磨碎细度能提高有用矿物的回收率和产量。磨矿所消耗的动力占选矿厂动力总消耗的30%以上。因此，磨矿作业在选矿工艺流程中占有很重要的地位。

第二章重选的基本原理

1．简述介质阻力个别公式有哪些？各自的意义和适用条件是什么？

层流区,斯托克斯公式,当矿粒尺寸微小或矿粒相对于介质的运动速度较小，且其形状易于流体绕流，附面层（boundary layer）没有分离时，摩擦阻力占优势，压差阻力可忽略，即Re≤1时，摩擦阻力可用斯托克斯公式计算

过渡区,阿连公式,当矿粒尺寸较粉尘大，速度也稍大时，且颗粒沉降时后部开始出现附面层分离，其粘性摩擦阻力和压差阻力是相同的数量级。即当雷诺数（1

牛顿-雷廷智公式,当矿粒尺寸或矿粒的相对速度较大，且其形状又不易使介质绕流，导致其较早发生附面层分离，在颗粒尾部全部形成旋祸区（500＜Re＜2×105）。此时压差阻力占优势，摩擦阻力可以忽略不计。压差阻力可用牛顿-雷廷智公式来计算

2．自由沉降末速的个别公式有哪些？各自的意义和适用条件是什么？

介质阻力以摩擦阻力为主，此时可用斯托克斯沉降末速公式计算

中间尺寸矿粒的沉降末速，可用阿连沉降末速公式计算

介质阻力以压差阻力为主，此时用牛顿-雷廷智沉降末速公式计算

3．什么是自由沉降等沉比，等沉比对矿物分选有什么指导意义。

等沉颗粒中，小密度矿粒的粒度与大密度矿粒的粒度之比，称为等沉比。

4．叙述干扰沉降实验方法。

里亚申柯干扰沉降试验：李亚申柯将一组粒度和密度均一的粒群置于上升介质流中悬浮。当粒群从总体上看位于空间某固定位置时，按照相对性概念，此时介质在净断面上的上升流速可以视为粒群中任一颗粒的干扰沉降速度。由测压管内的液面上升高度可以读出连接点处介质内部的静压强。

5．简述干扰沉降等沉比与自由沉降等沉比的关系。

干扰沉降等沉比总是大于自由沉降等沉比，且可随容积浓度的减小松散度的增大而降低。6．两种密度、粒度均不相同的矿粒混合物，其粒度比大于等沉比，在不同等速上升水流作用下，出现悬浮分层现象。简述悬浮分层学说及重介质作用分层学说的基本观点。

悬浮分层学说：将混杂的床层视作由局部重矿物悬浮体和局部轻矿物悬浮体构成，在密度方面具有与均质介质相同的性质。在重力作用下，悬浮体存在着静力不平衡，就象油与水混合在一起，最终导致按密度分层，即在上升水流作用下，密度高的悬浮液集中在下层，而密度低的集中在上层。

重介质作用分层学说：轻矿物粗颗粒的浮沉，取决于重矿物细颗粒与水所构成的悬浮液的物理密度，即与重介质分选原理相同。

7．简述层流斜面流和紊流斜面流中矿粒群松散机理。

在层流斜面流中，固体颗粒连续受到剪切运动的作用时，在垂直于剪切方向上将产生一种斥力，使矿粒群具有向两侧膨胀的倾向。这种层间斥力随剪切速度梯度的增大而增加，当它的大小足以克服颗粒在介质中所受的重力时，粒群即呈悬浮松散状态。

紊流中水流质点的扰动运动是松散床层的主要作用因素，称为“紊动扩散作用”。

将槽内某点的瞬时速度分解为沿槽纵向、法向和横向三个分量，每个方向上的瞬时速度偏离时均速度的值称为瞬时脉动速度。对松散床层来说主要是依靠法向的瞬时脉动速度。

法向脉动速度沿水深分布并不一致，在下部初始旋涡形成区，脉动速度较强，向上逐渐减弱。矿粒群在紊动斜面流中借法向脉动速度维持松散和悬浮。

第四章重介质选矿

1．工业生产中重介质选矿所用的重介质悬浮液其加重质主要有哪些？在选择加重质时，主要应考虑哪些因素?

工业上所用的加重质常用的有硅铁、磁铁矿粉、重晶石、高炉灰、铅精矿、黄铁矿、石英和矸石粉等。选煤使用最多的是磁铁矿粉。

选择的加重质，应具有足够高的密度，且在使用过程中不易泥化和氧化，来源广泛，价格低廉，便于制备与再生。

3．什么是悬浮液的稳定性?影响悬浮液稳定性的因素及保持悬浮液稳定性的措施有哪些？悬浮液的稳定性是悬浮液维持自身密度不变的性质。

影响悬浮液稳定性的因素：降低加重质密度，悬浮液稳定性好。一般悬浮液的粘度越高，悬浮液表现得越为稳定。密度低、粒细的的泥质物混入悬浮液，稳定性增加。

保持悬浮液稳定性的措施：机械搅拌；机械振动；使悬浮液上下流动

4．简述斜轮重介质分选机两股介质流的作用以及斜轮重介质分选机的优、缺点。

水平介质流不断给分选带补充合格悬浮液，防止分选带密度降低。

上升介质流造成微弱的上升介质速度，防止悬浮液沉淀。

斜轮重介质分选机的优点：

(1)分选精确度高。(2)分选粒度范围宽，处理能力大。(3)该机悬浮液循环量少。(4)由于分选槽内有上升悬浮液流使悬浮液比较稳定，分选机可使用中等细度的加重质，即小于325目(<0.04mm)占40%~50%已达到细度要求。

缺点：排矸轮采用中心传动，使制作槽宽5米以上的大型设备受到限制。

5．重介质旋流器按给料方式可分为几种?每一种的具体含义是什么?

有压给料式和无压给料式两种。

有压给料：被选物料和悬浮液预先混合好，用泵或定压箱压入旋流器。

无压给料：被选物料和悬浮液分别给入。

6．旋流器的安装方式及重介质旋流器的给料方式有哪些?

安装方式：重介质旋流器一般倾斜安装，旋流器轴线与水平夹角为100，便于旋流器入料、溢流和底流管路系统的的安装。日本涡流旋流器，采用粗粒磁铁矿粉作加重质，在结构上有所改变，采用倒立安装方式。

给料方式：

第一种是将物料与悬浮液混合后用泵打入旋流器，比较少用。

第二种是利用定压箱给料，物料和悬浮液在定压箱中混合后靠自重进入旋流器，生产上广泛采用这种方式。

第三种给料方式，即悬浮液用泵以切线方向给入圆筒旋流器下部，而物料靠自重从圆筒顶部给入，称为无压旋流器。

8．悬浮液的回收与净化包含哪几方面内容?悬浮液中泥质的来源有哪些?怎样保证悬浮液中泥质物含量的平衡？

一是从产物中将悬浮液分离出来；二是分离出来的稀悬浮液进行浓缩；三是清除混入悬浮液中的泥质物。

泥质来源：1、由原料煤所带入的原生煤泥；2、在分选过程中产生的次生煤泥。

进入系统的煤泥量应该与系统中排除的煤泥量平衡，即动平衡。一般通过分流量的大小来调节悬浮液中煤泥含量。分流量增加时：1、进入系统的煤泥不变；2、由分流带出的煤泥增加，即从磁选机尾矿中排出的煤泥量增加。于是，从系统中排出的煤泥量大于进入系统中的煤泥量。结果是：1、合格悬浮液中煤泥量减少，悬浮液流变性变好，脱介筛工作状况变好，更多的煤泥在一段脱除进入合格介质；2、同样由产品带走的煤泥量减少。于是，从系统中排出的煤泥量逐渐与进入系统中的煤泥量趋于平衡

9．重介质旋流器工作时，悬浮液在其中密度分布不均匀，分布规律如何?最终为何还能按某一密度分选，试做简要说明。若已知旋流器入料口重介质密度，问实际分选密度和底流口悬

浮液密度如何估算?若已知采用重介质选煤时，要求分选密度为1．40 g ／cm 3，那么配制悬

浮液密度范围应为多少?

分布规律-径向上：悬浮液的密度由旋流器的中心向外随半径增加而增高；轴向上：半径相同处，由上到下，悬浮液的密度逐渐增高。

总的来说，越接近器壁，越接近底流口，悬浮液密度越大，底流的密度比溢流的密度高得多。 旋流器内存在一个低密度与高密度物体的分离界面，这个界面是轴向零速面和径向零位面的综合面，其形状基本上是锥形，该界面上的介质密度一般等于矿粒的分离密度。

10．简述介质损失的原因，如何降低介质损失？

由产品带走和磁选机尾矿流失的加重质（磁铁矿粉）之和，折合成每吨原煤的介质损失量，称为磁铁矿粉的技术损失。

由于运输、转载和添加方式不佳等管理不善而造成的损失，称为管理损失。

控制加重质的损失：

1）加强对脱介筛的维护及改善其工作效果；2）有条件的选煤厂可采用直接磁选工艺；3）提高分选设备的回收率；4）保持各设备液位平衡，防止堵、漏事故发生；5）减少进入稀介质中的加重质数量，并尽量保持稀介质的质量稳定；6）保证加重质粒度的要求；7）严格控制从重介质系统中向外排放矿浆；8）采用最佳的加重质储运及添加方式

第五章 跳汰选矿

1．简述跳汰过程中物料分层经过。

分层前颗粒混乱堆积，上升水流将床层托起，颗粒在水流中沉降分层，水流下降，床层密集，重矿物进入底层。

2．矿粒在垂直交变水流中可以建立以下运动微分方程：

dt d j u d g dt

d c V c υδρδρδπρψυδρδυ

-±--=?26

(1)分析上式，指出矿粒运动加速度由哪几项组成。

(2)试对上式诸项进行简要分析，并指出如何使得跳汰过程更突出体现按密度分层。

第一项，是与矿粒及介质密度有关的重力加速度项。应该尽量减小相对运动速度v c，从而削弱粒度及形状的不利影响。在一个跳汰周期中，只有当水流自上升转变为下降的阶段v c 才较小，此时床层也最松散，故应尽量延长这段时间。

第三项，反映了介质的加速度对矿粒的影响。当介质密度一定时，该项对低密度颗粒的影响更为显著。

第四项，反映了附加质量惯性阻力对矿粒运动的影响。该项对低密度矿粒的影响要大于对高密度矿粒的影响。

3．评价跳汰周期待性是否合理主要看哪三方面?为使跳汰过程更好地按密度分选，对跳汰周期四个阶段水流特性如何要求为好，请简要分析。

一是对床层的尽快松散是否有利；二是对按密度分层作用的效果；三是针对原料性质的特点，对吸啜作用的影响。

在水流上升初期和水流下降末期，附加惯性阻力所产生的加速度使低密度矿粒上升比高密度矿粒快，而下降又比高密度矿粒慢，这对分层有利。

而在水流上升末期和下降初期，附加惯性阻力所产生的加速度，使低密度矿粒比高密度矿粒提前开始由上升转为下降或具有更快的下降趋势，这对分层不利。

基于这种情况，要求水流在上升初期要加速快升，上升末期及下降初期应从缓而行，下降末期从快减速。

4．简述具有垂直升降交变水流的跳汰机的两股水流及其作用。

水平流：对矿粒分层有一定影响，但主要起润、运输物料作用。

垂直脉动水：决定跳汰分层。

6．如何理解跳汰周期中的短而速和长而缓?

长和短，指时间，主要基于相对速度对分层的影响；速和缓，指速度变化，主要基于水流加速度对分层的影响。

这样的跳汰水流周期即可使床层尽快松散；加强了按密度分层作用的效果；又针对原料性质的特点，有吸啜作用进行补充。理想的水流特性：水流上升期应是开始短而速，而后长而缓；跳汰水流下降期应是初期适度长而缓，末期就尽量短而速。

7．筛下空气室跳汰机与筛侧空气室跳汰机相比较有哪些特点?

（1）筛下空气室跳汰机的空气室在跳汰室筛下，结构紧凑、重量轻、占地面积小。

（2）筛下空气室跳汰机的空气室沿跳汰室的宽度布置，能使跳汰室内沿宽度各点的波高相同，有利于物料均匀分选，适于跳汰机大型化。这是筛下空气室跳汰机的主要优点。

（3）筛下空气室跳汰机的空气室的面积为跳汰室的面积的二分之一。

（4）筛下空气室跳汰机的脉动水流没有横向冲动力。

第六章溜槽与摇床选矿

2．试述螺旋选矿机的分选原理和影响工作效果的因素。

结构因素：螺旋直径，槽的横断面形状，槽距和螺旋槽圈数

操作因素：给矿体积，给矿浓度，冲洗水量，矿石性质。

3．简述摇床选矿的特点。

摇床选矿是在一个倾斜的宽阔床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的作用，进行矿石分选过程。

4．简述摇床分选的基本原理。

首先，由于床面上床条在床面激烈摇动时，加强了斜面水流扰动作用，产生的水流垂直分速

对物料的悬浮作用。使物料悬浮并按密度和粒度进行分层。与此同时，由于床面的激烈摇动还将产生按粒度和密度的析离作用。

摇床床面作差动运动的惯性力和水流的冲刷作用，使不同粒度和密度的矿粒具有不同的运动速度和方向，这是使产品得以分离的原因。

5．粒群在摇床床面上，松散、分层作用(按δ及d)是怎样发生的?在分层过程中最易混淆和最易分清的是哪些矿粒?用示意图表示床面上的格条间物料最终分层结果。

上部轻颗粒，阻力小，在横向水流下，快速横向运动；下部粗颗粒，阻力大，在横向水流下，缓慢横向运动；最重的，在最底部，无法越过槽，沿槽运行。

第八章物料的可选性及重选工艺效果评定

1．何为物料的密度组成、研究其意义何在？简述物料密度组成的几种测定方法。

测定物料的密度组成，是指将有代表性的试样，用不同密度的重液分成不同密度级，计算各密度级物料产率，再按工业要求进行各密度级物料的化学分析或矿物分析。这样就可以确定物料中各成分的质与量的关系。

3．简述可选性及可选性曲线的定义。可选性曲线绘制方法及各条曲线的名称、意义、用途及各曲线间的图解关系。

可选性：按所要求的质量指标，从原料中分选出产品的难易程度。

根据物料浮沉试验结果而绘制出的一组曲线，称为可选性曲线。

H-R曲线和M曲线

4．简述中国煤炭可选性评定标准。

MT56—81是我国第一个煤炭可选性评定方法的行业标准，1982年1月1日开始执行。经修订，并将其升格为国家标准，GB/T16417—1996,国家技术监督局1996.06—14批准,1997年2月1日实施。

中国煤炭可选性评定标准GB/T16417—1996

5．简述矿粒在产物中的分配规律。

理想分选结果是高密度物料和低密度物料应该百分之百分离到相应的产物中去，但是实际上高密度级别物料只能是大部分进入重产物，低密度级别物料必然会有一少部分混入重产物中去。同样，低密度级别物料也只能是大部分地进入轻产物中去，高密度级别物料也必然会有一少部分误入到轻产物中去。

6．简述分配曲线定义及用途，绘制分配曲线应具有的原始数据和绘制方法。

以密度级别的平均密度值为横坐标，分配率为纵坐标，将各密度级别的相应数值标在坐标系中，将各点连成曲线，该曲线称为分配曲线。

7．简述分配曲线的特性参数及其意义。并分析影响分配曲线形状的因素。

一、呈正态分布的特性参数。根据脱拉的理论，认为分配曲线符合按密度分布的正态累积概率曲线，故用分选密度作为表示曲线位置的特性参数，用可能偏差E值作为衡量分配曲线形状的特性参数。

二、呈非正态分布的特性参数。一是取有效分选密度的数学期望E(δ)，即它的分布中心δc作为实际的分选密度；二是取它的标准误差σ作为分选误差参数；三是用偏度系数S P反映

分选密度两侧分选误差分布的不对称程度。

9．重力选煤工艺效果的评定指标有哪些，其物理意义如何？

1、可能偏差E与不完善度I。

2、数量效率。它是指灰分相同时，精煤实际产率和理论产率的比值。

3、错配物总量。物料分选或分级时，混入各产品中非规定成分的物料称为错配物。10．简述错配物总量的计算方法及错配物曲线的绘制方法。

错配物总量按下式计算：m0=m h+m1式中

m0——错配物总量，%，精度取到小数点后第一位；

m h——轻产品中大于分选密度的数量占原料的百分数，%；

m1——重产品中小于分选密度的数量占原料的百分数，%；

11．简述可能偏差E在不同坐标下的表示方法及推导过程.