工艺矿物学矿物定量
矿物定量
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
矿物定量
矿石是由天然矿物组成的集合体。
对矿石进行的化学分析, 只能了解其中化学元素的组成, 而无法掌握其中的矿物组成。
研究人员习惯于用化学分析的结果来计算矿物含量, 这种方法对于矿物组成比较简单的矿石可以, 但对组成比较复杂、矿物种类比较多的矿石就不适用了。
选矿工艺分高的对象是矿物, 矿石中同一种元素往往会以不同的矿物形式产出, 这些含有同种元素的不同矿物, 其物理化学性质和选矿工艺性质相差悬殊, 其选矿方法和选矿工艺流程也截然不同, 有的甚至在目前的经济技术条件下还难以利用。
比如铜矿石中铜矿物有原生硫化铜矿物(黄铜矿、斑铜矿),也有次生硫化铜矿物(铜蓝、辉铜矿、蓝辉铜矿),还有氧化铜矿物(赤铜矿、黑铜矿)、碳酸铜矿物(孔雀石、蓝铜矿)。
此外还有硅孔雀石、假孔雀石、胆矾、水胆矾等。
较常见的铜矿物就有几十种,含铜矿物有三百多种; 铝土矿中含铝的矿物也有几十种。
因此, 矿石的矿物组成研究对矿物加工工艺的选择具有重要意义。
通过对选矿工艺流程中产品的组成矿物的定量, 可以从矿物学角度详细分析各选矿作业的效率, 这有助于分析目的矿物和有害矿物在流程中的走向及其行为的规律。
这对于分析选矿的流程结构和工艺条件的合理性, 以指导选矿工艺的优化具有重要意义。
矿物定量的方法较多, 常用的矿物定量方法有分离矿物定量法、显微镜下矿物定量法、化学分析矿物定量法、选择溶解矿物定量法、自动图像分析矿物定量法等。
1 分离矿物定量法
分离矿物定量法是一个传统的方法,它是利用矿石中某种矿物或某些矿物的特殊性质或者利用某种矿物与其他矿物性质上的差异, 将某种矿物或某些矿物从。
工艺矿物学
工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展，地球上的矿石资源越来越少，易选铁矿石日益减少，难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。
工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系，矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。
因此，选矿试验前，必须进行详细的工艺矿物学研究，查清各种元素的状态，才能对症下药，选择合理的工艺流程。
工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说，它的任务及其应用范围是比较广泛的，可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。
对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有：矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布；有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态，在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。
综合这些方面的研究，一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。
含铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。
工艺矿物学分析是指导矿物加工试验研究和工业生产的一项基础性工作，对于矿物加工工艺方法的选择、工艺故障的分析和资源综合利用评级等方面具有重要意义。
采用的方法，有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定，化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析；用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析；用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系；用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律；用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质；用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定；用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。
工艺矿物学
Gongyikuangwuxue (proeess mineralogy) 的一个分支。
它是一门以研究处理和矿物原料加工为主要内容的。
在方面，工艺矿物学主要研究的成分，，矿石的和及其物理、化学性质和矿物在选矿过程的，为途释选矿、制定选矿工艺方案和实现选矿过程提供矿物学依据。
简史1830年问世，人们即借此进行岩矿，为早期的选矿工艺提供了某些矿石性质的资料。
20世纪初，结合选矿研究低铁、的矿物组成、特性和选矿的，为选矿提供半定量和定量。
1939年，. Gaudin)所著《选矿》，总结了岩矿鉴定在选矿学科中的应用与。
1940年，高登及桃崎顺二郎等应用和原理，研究矿物晶格与浮游度的，研究和与矿物性的关系，为理提供论据。
中国于1919年开始应用光学显微镜方法为提供的岩矿鉴定资料。
1960年由一般的岩矿鉴定过渡到对矿石物质组成的研究。
70年代以后，随着现代技术的迅猛发展，近代物理、化学的、配位场理论、、以及各种谱学手段、微束、计算等引人了矿石物质组成研究领域，使对矿石的化学成分、矿物组成、矿物嵌布粒度、矿物理化性质及矿物解离等的得到新的发展，从而能够为的综合利用和选冶工艺提供深入的矿物学资料，并发展成为一门独立的工艺矿物学学科。
1979年，选矿学术委员会成立工艺矿物学学组，并于1980年举行首届全国工艺矿物学学术会议，1981年首次《工艺矿物学论文集》。
也是在1979年美国成立了隶属、冶金和工程师协会(TMS一AIME)的工艺矿物学委员会，举行了首届工艺矿物学学术研讨会，并于1981年出版《工艺矿物学论文集》。
1991年，中国的《选矿》中，专门列入“工艺矿物学”篇。
这些工作均促进了工艺矿物学研究成果的，推动着该学科的发展。
研究内容工艺矿物学的基本研究内容为: (l)矿石和矿物的化学、与选矿工艺的关系; (2)矿物表面性质和工艺特性;(3)矿石化学成分、矿物组成、及其的研究，选矿理论;(4)矿石结构和构造、组成及;(5)矿物在选矿过程中的行为和选矿产品的矿物学分析;(6)工艺矿物学的研究方法。
浅析工艺矿物学在矿物加工中的应用
浅析工艺矿物学在矿物加工中的应用发布时间：2023-01-11T01:58:06.564Z 来源：《工程建设标准化》2022年8月16期作者：刘红军胡利业[导读] 工艺矿物学在矿物加工中能够解决许多问题，例如提高产品质量、降低成本、改善工艺条件等。
工艺矿物学能对矿物成份进行有效检测和性质分析，是目前国际上公认的最有效的矿物分析方法之一。
刘红军胡利业黑龙江省多宝山铜业股份有限公司161400摘要：工艺矿物学在矿物加工中能够解决许多问题，例如提高产品质量、降低成本、改善工艺条件等。
工艺矿物学能对矿物成份进行有效检测和性质分析，是目前国际上公认的最有效的矿物分析方法之一。
在做选矿试验研究和选矿厂设计以前对标的有用矿物进行工艺矿物学研究，可以确定选矿方法，选矿主要工艺流程，选矿厂设计方案，选矿设备选型等，大大提高选矿项目的成功率，大幅降低选矿生产各项成本。
它的优点是灵敏度高、准确度高、重复性好、操作简便，适用于各种金属、非金属，及有机化合物的分析。
本文将重点分析于工艺矿物学在矿物加工中的应用，并探讨其发展趋势，以期为今后的研究提供参考。
关键词：工艺矿物学；矿物加工；性质分析；发展趋势工艺矿物学则是对诸多矿物性质的研究，从而选择矿物加工方面的最优方案进行操作，对各种不同类型的矿物进行分类，并根据其特性，制定合理的加工工艺；同时，还可以对不同类型的矿物进行综合利用。
工艺矿物学使矿物加工水平大幅提升。
这些特性使得金属表面的氧化膜得以形成，从而提高了材料的机械性能和电性能，还可以基于矿物的种类，对矿物元素传递进行分析、找出规律，从而提高了选矿产品的质量，提高了选矿产品的技术经济指标。
一、工艺矿物学在矿物加工中的应用（一）辅助作用矿产加工时，矿产选择是非常关键，不同的矿产品所包含的有用矿物的含量是明显的不同，如石油、天然气、煤炭、金属、非金属等。
这些矿产品的品位、产量、价值等因素对其立项研究的影响很大。
而且有用矿物的数量也会因环保因素而有所变动，在一定程度上，这些矿物可以作为判断某种矿产品是否具有开采价值的依据。
工艺矿物学
工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展，地球上的矿石资源越来越少，易选铁矿石日益减少，难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。
工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系，矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。
因此，选矿试验前，必须进行详细的工艺矿物学研究，查清各种元素的状态，才能对症下药，选择合理的工艺流程。
工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说，它的任务及其应用范围是比较广泛的，可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。
对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有：矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布；有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态，在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。
综合这些方面的研究，一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。
含铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。
但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。
其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。
工艺矿物学分析是指导矿物加工试验研究和工业生产的一项基础性工作，对于矿物加工工艺方法的选择、工艺故障的分析和资源综合利用评级等方面具有重要意义。
采用的方法，有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定，化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析；用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析；用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系；用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律；用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质；用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定；用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。
工艺矿物学6元素赋存状态
➢以微细包裹体状态存在的元素，其分布通常极不均匀， 其特点是在一点、几点或某一微小区域内非常富集。
工艺矿物学课件
矿物加工工程专业
2.矿床中有害杂质的查定，利用电子探针分析也起到了良 好的作用。
工艺矿物学课件
矿物加工工程专业
6.2.2 选择性溶解法
1.酸碱浸出法
选择合适的溶剂，在一定条件下，对载体矿物进行溶 解或浸出，根据矿物中有关组分的可溶性，以及待测元 素与主元素可溶性的相关性，分析判断元素在载体矿物 中的赋存状态。 分析原理
当对载体矿物进行分解时，随着矿物的不断分解，矿 物中的主元素的溶出率逐渐增加，其溶解曲线是一条平 滑连续的曲线，矿物中待测元素的溶解行为分为2种情况：
2.溶剂浸出法一般用于那些在载体矿物中含量较低、可 能以类质同象、微细包裹体或吸附状态存在的元素的 赋存状态研究。
工艺矿物学课件
矿物加工工程专业
2.无机盐或有机酸浸出法
当有用元素以离子吸附形式被吸附在黏土或其他 矿物中时，可用无机盐或有机酸浸出。
常用的选择性浸出试剂有：无机盐类、有机酸类、 无机酸、碱等。
当元素呈独立矿物形式产出时，该元素构成矿物的主要和稳定 的成分，并占据矿物晶格的特定位置。
例如，在铁矿石中，铁元素主要呈磁铁矿(Fe304)的形式产出， 铁构成了磁铁矿这种矿物的主要和稳定的成分(铁在磁铁矿中的理论 含量为72.41％)，而且在磁铁矿中铁元素的2种价态的离子Fe2+和 Fe3+分别占据了磁铁矿晶体结构的特定位置,1／2的三价离子占据四 面体位置，剩余的1／2三价离子和二价离子共同占据八面体位置， 构成典型的反尖晶石型晶体结构。
选矿工艺矿物学研究内容
立志当早，存高远
选矿工艺矿物学研究内容
选矿工艺矿物学主要研究矿石工艺性质和选矿过程产品的矿物特征参数(含量、解离度及粒度等) 的变化规律，为制定合理的选矿工艺流程以及优化选矿生产工艺流程提供理论依据，实现矿产资源利用的优化。
原矿中组成矿物的分选性与矿物的解离性是决定矿石可选性的内因。
矿物的分选性取决于矿石中各组成矿物的物性差(如密度、润湿性、磁性、介电性等)，矿物的解离性取决于矿物的嵌布特征与嵌布粒度。
因此，在制定选矿工艺流程前必须对矿石的工艺性质进行详细的研究，掌握矿石中各组成矿物的解离性及分选性，利用目的矿物与其他矿物性质的差异，选择相适应的分选方法。
在选矿过程中，为了检查选矿分离效果，査明精矿品位低、杂质含量高、尾矿金属流失或粒级回收率差异的原因，究竟是分选效果不佳还是尚未单体解离，以便采取相应措施，就必须对选矿流程中的产品进行工艺矿物学研究。
总体来说，选矿工艺矿物学研究的任务，是为选矿工艺流程的研究制定与改进选矿厂工艺流程，提供所需的关于矿石的组成矿物及其工艺性质方面的资料。
选矿工艺矿物学研究的主要内容如下：
(1)查明矿石及其流程产物的组成元素和含量。
通常是借光谱分析、化学分析等方法进行的，用以査明矿石中所含元素的种类和含量，以便确定回收的主元素、伴生元素和选矿产品中有害元素对选矿工艺、产品质量和环境的影响等。
(2)元素的化学物相分析。
对矿石中主要回收元素进行化学物相分析，例如：铜矿要进行原生硫化铜、次生硫化铜、氧化铜、水溶铜、与铁结合氧化铜和与硅结合氧化铜等物相中铜含量的分析，可以大致了解该元素的赋存状。
浅谈工艺矿物学在矿物加工中的应用
浅谈工艺矿物学在矿物加工中的应用摘要：随着社会经济的发展和资源需求的增长，对于高品质、高效率的矿产资源开采与利用提出了更高要求。
而工艺矿物学作为一门关于从原始石英到市场可销售产品整个过程中所涉及到的所有阶段和问题进行系统分析、科学规划以及优化设计等方面知识体系，在解决这些问题上具有重要意义。
本文将就其在难处理金矿领域内所扮演的角色进行深入探讨，并通过对我国未来发展趋势进行分析，进一步挖掘其潜力。
关键词：工艺矿物学；矿物加工；应用；发展趋势引言矿物加工是将矿石经过一系列物理、化学和冶金过程，提取出有用矿物和附带资源的过程。
而工艺矿物学作为矿物学与矿物加工的结合，研究矿石中的矿物特性、结构与性质，探索矿物加工的科学方法和技术途径，对于提高矿石资源利用率、降低能耗、减少环境污染具有重要作用。
1矿物加工应用工艺矿物学的现状1.1 辅助作用工艺矿物学在矿物加工中发挥着重要的辅助作用。
它通过对矿石的成分、结构和性质进行详细的分析，为后续的选矿过程提供了基础数据。
通过对矿物组成和特性的深入了解，可以确定最佳的加工流程和条件，从而提高选别效率和产品品质。
工艺矿物学还能够帮助识别和处理有害杂质。
在一些复杂的矿产资源中，常常存在着与有价元素相伴随的有毒或无用元素。
通过工艺矿物学技术的应用，可以准确地鉴定这些杂质，并采取相应措施进行去除或降低其含量，以保证产品符合市场需求并满足环境保护要求。
在新型矿产资源开发中，如海底沉积物、深海多金属结壳等方面，由于缺乏充分了解其成因和特性的经验数据，在开发过程中面临更大挑战。
而借助工艺矿物学手段对这些新型资源进行全面调查和研究，可以为其开发提供科学依据和技术支持。
1.2 指导作用工艺矿物学在矿物加工中还具有重要的指导作用。
通过对矿石的微观结构和宏观特性进行分析，可以为加工过程中的操作参数提供准确的指导。
例如，在选别过程中，根据不同矿物的密度、颜色、形态等特点，可以选择合适的选别方法和设备，并确定最佳操作条件。
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1比较好，而且分选 粒度在0.15-0.02mm
5.1.1 重力分离 机动淘洗盘(手动）
5.1.1 重力分离
重液分离
原理：阿基米德定律
常用的重液有： （1）三溴甲烷(2.89) （2）四溴乙烷(2.97) （3）二碘甲烷(3.32) （4）克列里奇溶液(4.25)
应用矿山：煤矿山及宝钢集团
介质中，在外力作用下，促使矿样产生不同的运 动效果，从而使不同密度的矿物构成不同的层次 或条带，进而达到矿物分离的目的。
重力分离
振摆溜槽
机动淘洗盘
重液分离
电磁重液分离
5.1.1 重力分离
▪ 重力分离的判断依据：
E＝（ρ2－ρ）/(ρ1－ρ）
E >5 时,极易重力分离,有效分离的粒度下限为5µm； 2.5<E< 5，易重力分离，分离粒度下限38µm； 1.75< E<2.5，较易重力分离，分离粒度下限75µm； 1.5<E<1.75，较难重力分离,分离粒度下限0.5mm； 1.25<E<1.5，难重力分离,只能处理数毫米的物料； E<1.25，极难处理物料，不宜采用重力分离法。
Contents
1 前言 2 分离矿物定量 3 显微镜下矿物定量 4 化学多元素分析矿物定量
本章重点及难点
重点： ⑴ 分离矿物定量 ⑵ 显微镜下矿物定量的测量 ⑶ 化学多元素分析矿物定量的计算 难点： ⑴ 化学多元素分析矿物定量的计算
前言 ▪ 固体原料与产物的有哪些矿物组成?
铬铁矿
磁铁矿
钛铁矿
铁矿物
5.1.1 重力分离
振摆溜槽
分选糟振动频率360 次／min，振幅5mm， 摆动频率28次／min， 摆幅70mm。分离矿 物时，水流量400mL ／min左右。然后将 样品注入选槽上端， 每次给矿样量30～ 50g。
5.1.1 重力分离
振摆溜槽(摇床）
5.1.1 重力分离
机动淘洗盘
⑴ 将固液比1：9注入 ⑵ 前后变速摆动（3r/min) ⑶ 摆动幅度为15度 ⑷ 振动频率为120次/min
▪ 因此，正确判定组成矿物类别，是开展
定量工作的前提和基础。定量测定之前必 须认真准确地做好矿物鉴定工作。
前言
Phase 1
Phase 2
Phase 3
矿物鉴定 矿物定量 选矿试验
选矿工艺流程
前言
因此分离矿物的主要方式：
1
分离矿 物定量
2
镜下矿 物定量
3
化学多元 素分析矿 物定量
特点：操作简单，简单易行
5.2 镜下矿物定量
这个原理由法国的Delesse提出，1963年Weibel又 用数学分析的方法证明了这一原理。用点测法、线测法 或面测法测定出矿物的体积百分含量后，即可按下式计 算矿物的重量百分含量：
W= Pp(ρ1/ρ)=L l(ρ1/ρ)=A a(ρ1/ρ)= V v(ρ1/ρ)
ρ1待测矿物的密度 ρ原料的密度
稀土盐类效果较理想.
类似设备：磁选柱
5.1.1 重力分离 电磁重液 类似设备：磁选柱
5.1.2 磁力分离
永久磁铁分离法
⑴ 分离原理：磁力与重力 ⑵ 分离场强：2000～2500 Oe
主要分离的矿物是强磁性 矿物。（磁铁矿、磁黄铁矿、 自然铁、铁铂矿等）
类似设备：弱磁选机
5.1.3 介电分离
原理
5.1.4 选择性溶解步骤
1 用精密天平称取适量样品
2 将样品倒入一定容积的烧杯或坩锅内
3
将预先选择并配置好的溶剂按液固比4：1 加入烧杯或坩锅中
4 加热搅拌使易溶矿物充分分解
溶解反应完全后，用清水洗涤、过滤、 5 烘干，最后将残留物称重
5.2 镜下矿物定量
▪ 定义：是指从待测矿物原料中选
取少量有代表性的样品，加工制备 成光片或薄片，在显微镜下通过测 定不同矿物在光片或薄片上所占比 例，达到矿物定量的目的。
F12r311222 E1ddEx1
注意：在使用中频介电分离仪的条件下，只要两种矿物
的介电常数相差1.5～2，即可达到使矿物分离的目的。
5.1.4 选择性溶解
原理：利用矿物化学性质的差异， 特别是矿物在不同溶剂中的选择 性的差异，使不同矿物溶解或使 其中某些矿物溶解，而将某一种 矿物留在残渣中，达到矿物定量 的目的。
缺点——限于方法倍数和分辨率，对微粒微量
矿物的定量尚很困难。
5.2 镜下矿物定量
▪ 原理：显微镜下矿物定量是在光片或薄片上的 矿物颗粒只显示出二维尺寸的大小，而不能直接观 测到立体三维尺寸。因此，须将显微镜下测定的二 维数据转化为三维数据。 点数百分含量＝线段百分含量＝面积百分含量＝ 面积百分含量＝体积百分含量 Pp=Ll=Aa=Vv
5.2 镜下矿物定量
▪ 5.2.1 面积法
原理：根据光片或
介电分离是在具有一定介电常数的介电 液中进行的，介电分离仪的电磁振荡电极插 入介电液中，在电极周围将形成一交变的非 均匀电场，将适量样品放入介电液中，则介 电常数大于介电液的矿物颗粒被吸附于电极， 介电常数小于介电液的矿物颗粒则被电极排 斥，从而使介电常数不同的矿物彼此分离。
5.1.3 介电分离
此时被极化的矿物颗粒受到一介电泳力作用。 其大小为：
褐铁矿
菱铁矿
赤铁矿
前言
铜矿物
硫化铜矿
黄铜矿 斑铜矿 辉铜矿
氧化铜矿
赤铜矿 孔雀石 蓝铜矿
前言
钨矿物
黑钨矿 (Mn,Fe) WO4
白钨矿 CaWO4
前言
湖南祁东铁矿 江西铁坑铁矿 南京吉山铁矿
铁矿 山
磁铁矿(磁选)--赤铁矿(离心) 褐铁矿（Slon强磁选）ε50%
单一磁选：ε76%
前言
▪ 矿石中各组成 矿物相对含量直接 影响选矿工艺流程！
概述
但是定量也会使用如下技术：
1
2
3
4
5
X
示
射
重
线
热
红 外
电
激 光
子显衍差光 Nhomakorabea探
微
射
分
析
谱
针
光 谱
5.1 分离矿物定量
▪ 它是人工和天然重砂常用的一种矿物定量法。
▪ 按照工作性质可以分成如下几个阶段：
试样准备
分离
整理计算
四分法称取1kg矿样
运用某种机械及方法
通过公式进行计算
5.1.1 重力分离
▪ 重力分离：根据矿物密度的差异，于水或其他
梅山铁矿等。
5.1.1 重力分离 重液分离 应用矿山：斜轮重介质选煤机
5.1.1 重力分离 重液分离 应用矿山：宝钢集团梅山铁矿
5.1.1 重力分离
电磁重液
⑴ 分离原理：磁力与重力 ⑵ 分离优点：比重大于4.27 的矿物;磁流体的磁化系数大、 无色透明、强度小、无毒、 来源充足、价格低廉以及便 于回收等特点。