中南大學(xué)2013年研究生入學(xué)考試礦物加工學(xué)真題及詳解

1、中南大學(xué)2013年碩士研究生入學(xué)考試礦物加工學(xué)真題及詳解考試科目及代碼名稱：915礦物加工學(xué)注意：1、所有答案（含選擇題、填空題、判斷題、作圖題等）一律答在專用答題紙上寫在試題紙上或其他地點(diǎn)一律不得分。2、作圖題可以在原試題圖上作答，然后將“圖”撕下來貼在答題紙上相應(yīng)的位置。3、考試時(shí)限：3小時(shí)；總分；150分注：選礦考生做一、二、三、四、五大題共150分：燒結(jié)球團(tuán)考生做一、六、七、八、九大題，共150分一、專業(yè)基礎(chǔ)題（每題15分，共45分）1請(qǐng)分別敘述熱力學(xué)第一、第二及第三定律，并就各自所能解決的問題予以簡(jiǎn)要說明。答：（1）熱力學(xué)第一定律也就是能量守恒定律。即一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界

2、向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做功之和。能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中，能量的總和不變。熱力學(xué)第一定律宣告了第一類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楦鶕?jù)第一定律的表述，任何機(jī)械不可能源源不斷的向外做功，而不需要從外界獲取能量。（2）熱力學(xué)第二定律指熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較低的物體，但不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體；熱力學(xué)第二定律宣告了第二類永動(dòng)機(jī)（效率為100%）不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗m然不違反能量守恒定律，但熱機(jī)都不可能只有一個(gè)熱源，熱機(jī)要不斷地把吸取的熱量變成有用的功，就不可避免地將一部分熱量傳給低溫

3、物體，因此效率不會(huì)達(dá)到100%。第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律。（3）熱力學(xué)第三定律通常表述為絕對(duì)零度時(shí)，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零?；蛘呓^對(duì)零度（T=OK）不可達(dá)到。它說明了任何系統(tǒng)都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0K,既0K不能達(dá)到原理。2扼要說明下列各概念（1）丁達(dá)爾效應(yīng)；（2）電泳和電滲；（3）表面活性物質(zhì)的臨界膠束濃度；（4）以KI為穩(wěn)定劑的Agl的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)（示出膠核、膠粒、膠團(tuán)及可滑動(dòng)面的位置）；（5）乳狀液及其兩種基本類型。答：（1）當(dāng)一束光線透過膠體,從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的“通路”,這種現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象。（2）帶電顆粒在電場(chǎng)作用下,向著與其

4、電性相反的電極移動(dòng),稱為電泳。電滲指在電場(chǎng)作用下液體相對(duì)于和它接觸的固體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。（3）表面活性劑分子濃度增加,其結(jié)構(gòu)會(huì)從單分子轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙?、棒狀和層狀膠束.,其在水中形成膠束所需的最低濃度稱為表面活性物質(zhì)的臨界膠束濃度。（4）以KI為穩(wěn)定劑的AgI的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)：膠粒的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,先有一定量的難溶物分子聚結(jié)形成膠粒的中心,稱為膠核。然后膠核選擇性的吸附穩(wěn)定劑中的一種離子,形成緊密吸附層；由于正、負(fù)電荷相吸,在緊密層外形成反號(hào)離子的包圍圈,從而形成了帶與緊密層相同電荷的膠粒。膠粒與擴(kuò)散層中的反號(hào)離子,形成一個(gè)電中性的膠團(tuán)。(Agl).(5)乳狀液是指某種液體以液珠形式分散在另一種與它不相混

5、溶的液體中而形成的分散體系稱為乳狀液。它包括兩種類型一種是油相分散在水中，稱為水包油型(o/w型)，另一種是水相分散在油相中，稱為油包水型(w/o型)。DOLV理論()微小液滴蒸汽壓(2)Arrhenius方程()溶液表面的吸附(3)Gibbs吸附等濕式()反應(yīng)速度常數(shù)與溫度的關(guān)系(4)Debye-Huckel極限公式()強(qiáng)電解質(zhì)的溫度系數(shù)計(jì)算(5)Kelvin公式()膠體的穩(wěn)定與黑沉答：(1)DOLV理論(5)微小液滴蒸汽壓(2)Arrhenius方程(3)溶液表面的吸附(3)Gibbs吸附等濕式(2)反應(yīng)速度常數(shù)與溫度的關(guān)系(4)Debye-Huckel極限公式4)強(qiáng)電解質(zhì)的溫度系數(shù)計(jì)算(

6、5)Kelvin公式(1)膠體的穩(wěn)定與黑沉3請(qǐng)將以下理論、公式或方程與它們研究的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來(用相同的編號(hào)表示)二、填空題(每空1分，共32分)1常用的顎式破碎機(jī)有兩種，分別為和。【答案】簡(jiǎn)擺式顎式破碎機(jī)；復(fù)擺式顎式破碎機(jī) HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2機(jī)械破碎方式有，?！敬鸢浮繑D壓；打擊；剪切；研磨、沖擊3礦物的磁性計(jì)算公式為，根據(jù)磁性率的大小，可將礦物分為三類和。m【答案】X=VH；強(qiáng)磁性礦物；弱磁性礦物；非磁性礦物4浮選過程中，捕收劑、調(diào)整劑、起泡劑的添加順序?yàn)椋?。【答案】調(diào)整劑；捕收劑；起泡劑5浮選工藝發(fā)展到現(xiàn)在經(jīng)歷了，三個(gè)階段

7、?！敬鸢浮縿?dòng)植物油捕收劑；離子型捕收劑；螯合捕收劑6浮選過程可以分為四個(gè)階段，分別為，。【答案】調(diào)漿；加藥；充氣；刮泡。7螺旋分級(jí)機(jī)作為常用的分級(jí)設(shè)備，一般分為，三種形式?！敬鸢浮扛哐呤剑坏脱呤?；沉沒式TOC o 1-5 h z8干涉沉降等降比比自由沉降等降比?！敬鸢浮看?破碎及破碎理論的三個(gè)假說是，?！敬鸢浮矿w積粉碎模型；表面粉碎模型；均一粉碎模型10寫出下列極性基團(tuán)：黃原酸基；黑藥的極性基；氮基二硫代甲酸；磷酸類。【答案】一C(S)SH；02P(S)SH；NC(S)SH；PO3H2三、名詞解釋(每題3分，共21分)1破碎比答：設(shè)固體物料原顆粒尺寸為D,經(jīng)過破碎機(jī)或粉磨機(jī)粉碎后，其物料顆料尺

8、寸變?yōu)閐,把D/d=i這一比值定為物料的破碎比，也就是物料經(jīng)過一次破碎機(jī)破碎后其粒度減小的倍數(shù)。2篩分答：篩分是將粒度不同的混合物料，通過單層或多層篩子分成若干不同粒度級(jí)別的過程。3篩礦效率答：磨礦效率是指每消耗1千瓦時(shí)電能所得到的新生成的指定級(jí)別(常以-200目)磨礦產(chǎn)品的噸數(shù)。4粒度組成答：粒度組成又稱粒度級(jí)配，是指礦石中各種粒度(大小不同級(jí)別顆粒)的含量，通常以百分?jǐn)?shù)來表示5回收率答：回收率是指精礦中有價(jià)成分質(zhì)量與原礦中有價(jià)成分質(zhì)量之比。6選礦答：選礦是根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)以后，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生（伴

9、生）的有用礦物盡可能相互分離，除去或降低有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過程。7萃取率答：萃取率是指被萃取到有機(jī)相中的溶質(zhì)總量與原始料液中溶質(zhì)總量之比。它表示物質(zhì)被萃取的難易程度。四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共32分）1選礦廠常用的磨礦機(jī)按不同的方式如何分類？答：（1）按磨礦介質(zhì)不同來劃分的：介質(zhì)是金屬球的為球磨機(jī)，介質(zhì)是鋼棒的為棒磨機(jī)，以被磨礦石本身為介質(zhì)的為自磨機(jī)，以礦石或礫石為介質(zhì)的為礫磨機(jī)。（2）按筒體形狀可將磨礦機(jī)分為圓筒形和圓錐形兩種。目前國(guó)內(nèi)已很少制造圓錐形磨機(jī)，所以實(shí)際上主要制造圓筒形磨機(jī)，其中又包括短筒形和管形的。短筒形磨機(jī)的筒體長(zhǎng)度與直徑之比小于1，自磨機(jī)即屬于這種類型；

10、管形磨機(jī)（簡(jiǎn)稱管磨機(jī)）的筒體長(zhǎng)度與直徑之比大于2。普通水泥磨機(jī)即屬于這種類型。（3）按排礦方式可將磨礦機(jī)主要分為3種：溢流型磨礦機(jī)：磨礦產(chǎn)品經(jīng)排礦端的中空軸頸自由溢出。格子型磨礦機(jī)：磨礦產(chǎn)品經(jīng)位于排礦端的格子板的孔隙排出后，再經(jīng)中空軸頸流出。周邊型磨礦機(jī)：磨礦產(chǎn)品通過排礦端筒體周邊的孔隙排出。此外，還有棒磨機(jī)的開口型低水平排礦方式以及干式磨礦時(shí)的風(fēng)力排礦方式。（4）按筒體傳動(dòng)方式可分為周邊齒輪傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)和中央傳動(dòng)三種，其中周邊齒輪傳動(dòng)方式應(yīng)用最多，中央傳動(dòng)多用于管磨機(jī)。（5）按筒體支承方式可分為軸承支承、托滾支承、軸承和托滾混合支承3種，其中軸承支承方式最為通用，而后兩種僅用于筒體較短的球

11、磨機(jī)和礫磨機(jī)。（6）按磨礦生產(chǎn)方式將磨礦機(jī)分為干式和濕式兩種，目前在選礦生產(chǎn)中一般使用濕式磨礦機(jī)，干式磨礦機(jī)極少使用。2當(dāng)給礦粒度增大或礦石變硬時(shí)，磨礦會(huì)出現(xiàn)什么情況，如何調(diào)整？答：（1）會(huì)出現(xiàn)的情況：排礦粒度變粗；返砂量增大。（2）調(diào)整方法：提高排礦濃度、增加分級(jí)機(jī)溢流濃度能使返砂量降下來；如果細(xì)度達(dá)不到工藝要求，可適當(dāng)減少磨機(jī)給礦量3影響篩分效率的因素有哪些？答：（1）物料的性質(zhì)：粒度組成：含易篩粒愈多，物料愈容易篩分；含難篩粒愈多，物料愈難篩分。粒徑d=11.5a（a為篩孔尺寸）的顆粒易卡在振動(dòng)篩篩孔中，叫阻礙粒，影響物料通過篩孔。因此，物料含難篩粒、阻礙粒愈多，篩分效率愈低。顆粒形狀：

12、球形顆粒容易通過方孔和圓孔振動(dòng)篩，條形、片狀以及多角形物料較難通過方孔和圓孔篩，但較易通過長(zhǎng)方形孔振動(dòng)篩。含水量：干法篩分時(shí)，物料含水眾多及濕潤(rùn)性與粘附性愈好的物料愈容易凝聚、結(jié)塊，堵塞篩孔，使篩分效率大大降低。堆積密度:在物料堆積密度比較大的情況下,振動(dòng)篩篩分能力與堆積密度成正比關(guān)系。（2）篩面的性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)狀況：開孔率:振動(dòng)篩篩孔面積與篩面面積之比值稱為開孔率。開孔率大的篩面篩分效率高、生產(chǎn)能力大。但篩面強(qiáng)度低、壽命短。篩孔形狀：篩孔形狀不同，物料的通過能力相差很大。在選擇振動(dòng)篩篩孔型式時(shí)，應(yīng)與物料的顆粒形狀相適應(yīng)，通常采用方形篩孔。篩面尺寸：篩面的長(zhǎng)寬比過大時(shí)，物料層通過時(shí)間太長(zhǎng)；長(zhǎng)寬比過

13、小時(shí)，篩分時(shí)間短。這兩種情況都會(huì)使篩分效率降低。所以，振動(dòng)篩篩面的長(zhǎng)寬比應(yīng)在合適范圍內(nèi)，一般為2.53。篩面傾角：傾角過小，生產(chǎn)能力低；傾角過大，篩分效率低。因此，篩面傾角要選擇合適，振動(dòng)篩傾角一般為025，固定篩傾角一般為4045。（3）操作情況：加料均勻性：連續(xù)均勻地加料，使物料沿篩面均勻分布，才能保證較高的生產(chǎn)能力和篩分效率。加料量：加料量增大時(shí)，生產(chǎn)能力增大，但振動(dòng)篩篩分效率降低。因此，要處理好這一對(duì)矛盾。4簡(jiǎn)述機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）機(jī)械攪拌式浮選機(jī)優(yōu)點(diǎn)：選別難選礦石或復(fù)雜礦石，或者希望得到高品位精礦時(shí)，可以保證得到較好和比較穩(wěn)定的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。礦漿攪拌強(qiáng)烈，可以保證密度

14、較高、粒度較粗的礦粒呈懸浮狀態(tài)。攪拌強(qiáng)烈,促進(jìn)難溶藥劑在礦漿中的均勻分散與乳化，有利于藥劑與礦物表面的作用。對(duì)選別多金屬礦石的復(fù)雜流程，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，可以依靠葉輪的吸漿作用，實(shí)現(xiàn)中礦返回，省去大量砂泵。（2）機(jī)械攪拌式浮選機(jī)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單位處理量的設(shè)備費(fèi)用較高。為保持礦粒懸浮并起到吸氣、吸漿的作用，運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)速較高，因此磨損嚴(yán)重，維修費(fèi)用高，由此造成的動(dòng)力消耗較大。五、計(jì)算題1某硫化礦浮選實(shí)驗(yàn)中，每一次實(shí)驗(yàn)給礦500克，黃藥用量為100克/噸原礦，黃藥配成100毫克/100毫升濃度溶液添加，請(qǐng)計(jì)算每一次實(shí)驗(yàn)要加的黃藥溶液毫升數(shù)。解：qQ10MV：添加藥劑體積ml；q：?jiǎn)挝凰巹┯昧縢/t；Q：礦石質(zhì)量kg；M；所配藥劑濃度g/100ml；由題知，Q=500g=0.5kg；q=100g/t；M=100mg/100ml=0.1g/100ml“100 x0.5代入上式的V二=50ml10 x0.12某硫化鉛鋅礦日處理量10000噸，其原礦鉛品味5%，鋅品味4%，經(jīng)分選后分別得到鉛精礦、鋅精礦和尾礦三個(gè)產(chǎn)品，其中鉛精礦中鉛品味70%，鋅品味4%，鋅精礦中鋅品位60%，鉛品位5%。尾礦中鉛鋅品位分別為0.1%、0.2%，試計(jì)算生產(chǎn)過程中鉛鋅精礦產(chǎn)率、分選回收率以及富集比。解：(1)設(shè)原礦量為Q=10000噸、鉛精礦質(zhì)量為Q鋅精礦質(zhì)量為Q2、尾礦質(zhì)量為Q3。由分選前后總