資源加工課后答案

1、礦石可選性研究重點(diǎn)一 、名詞解釋化學(xué)多元素分析：是對(duì)礦石中所含多個(gè)重要和較重要的元素的定量化 學(xué)分析，包括有益和有害元素，還包括造渣元素。嵌布粒度特性：指礦石中礦物顆粒的粒度分布特性。氧化度：指TFe與FeO含量的比值。全鐵（TFe）：指金屬礦物和非金屬礦物中總的含鐵量。可溶鐵（SFe）：指化學(xué)分析時(shí)能用酸溶的含鐵量。試樣的代表性：該樣品能夠在規(guī)定的取樣和分析的總誤差范圍 內(nèi)，反映物料所被控制的特征。分級(jí)效率：分級(jí)后某一粒級(jí)的重量與給入分級(jí)機(jī)的原礦中該 粒級(jí)的重量百分比。連生體的三種結(jié)構(gòu)：包裹連生，原礦呈乳濁狀，參與結(jié)構(gòu)等   穿插連生：原礦具交代熔蝕結(jié)

2、構(gòu)、結(jié)狀結(jié)構(gòu)等  毗鄰連生：原礦具粗粒自形、半自形晶結(jié)構(gòu)，格狀結(jié)構(gòu)等試驗(yàn)方法的分類，從如何處理多因素的問題出發(fā)，分為：一次一因素法和多因素組合試 驗(yàn)法。如何處理多水平問題出發(fā) 分為：同時(shí)試驗(yàn)法，序貫試驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)：利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，在一定的意義下，對(duì)變差的性質(zhì)進(jìn)行識(shí)別。比重組成分析：在接近理想的條件下，將礦粒分離為不同比重組分，根據(jù)不同比重組分的稱                 &#

3、160;量和化驗(yàn)結(jié)果，算出該礦樣的比重組成以及有用和有害成分在不同比重組分的分布率。礦石的貧化率：（采區(qū)礦石地質(zhì)品位采出礦石品位）/（采區(qū)礦石地質(zhì)品位廢石品位）×100% 試樣最小必需量：為保證一定粒度散粒物料試樣代表性所必需取用的最小試樣量。 礦石結(jié)構(gòu)：是指某礦物在礦石中的結(jié)晶程度，礦物顆粒的大小、形狀及相互結(jié)合關(guān)系 篩分分析：用篩分的方法將物料按粒度分成若干級(jí)別的粒度分析方法。 堆比重：堆積的礦粒(塊)群與同體積水的重量比。   堆重度：單位體積的礦粒(塊)群的重量。 液固比：用礦漿中液體質(zhì)量與固體質(zhì)

4、量之比來表示，稱為液固比。 單體解離度:有用礦物的單體含量與該礦物的總含量的百分率。 物相分析：根據(jù)礦石中的各種礦物在各種溶劑中的溶解度和溶解速度不同，采用不同濃度的各種溶劑在不同條件下處理所分析的礦樣，使礦石中各種礦物分離，從而測(cè)出試樣中某種元素呈何種礦物存在和含量的多少。  1.什么是表面活性劑？ 【解】溶質(zhì)加入到溶劑中可使其表面張力發(fā)生變化，有三種情形：有的物質(zhì)如強(qiáng)電解質(zhì)等物質(zhì)使溶劑表面張力升高，有的物質(zhì)如低碳醇等有機(jī)化合物使溶劑表面張力逐漸降低，另一些物質(zhì)如油酸鈉在其加入少量時(shí)會(huì)使溶劑表面張力急劇下降，但降到一定程度后便下降得很慢，或不再發(fā)生變化，并可能出

5、現(xiàn)表面張力的最低值。通常，把能使溶劑表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性（對(duì)此溶劑而言）。而具有表面活性的物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。少量物質(zhì)即能明顯降低溶劑的表面張力，而且在某一濃度下表面張力曲線出現(xiàn)水平線，這類物質(zhì)稱為表面活性劑。 2.表面活性劑有何主要用途？浮選表面活性劑主要有哪些？ 【解】表面活性劑主要有潤濕、增溶、起泡、乳化、分散和去污作用。浮選表面活性劑，根據(jù)其用途并結(jié)合藥劑的屬性以及解離性質(zhì)等，分為捕收劑、起泡劑兩大類。 作為捕收劑的這類浮選表面活性劑，其極性基（親固基）以羧酸基及胺基為主。這類藥劑對(duì)礦物晶格表面有O原子的氧化物礦物有選擇性捕收作用，同時(shí)也有較強(qiáng)的起泡性。 作為起泡劑的浮選表

6、面活性劑，極性基通常是羥基OH、醚氧基O等，一般用異構(gòu)烷基、萜烯基、苯基和烷氧基作烴基，碳原子數(shù)多在69個(gè)左右。 3.異極性浮選捕收劑的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？主要有哪些類型？ 【解】它們的分子結(jié)構(gòu)類似于表面活性劑，均由非極性的親油（疏水）基團(tuán)和極性的特定親固基團(tuán)構(gòu)成，形成既有親固性又有親油（疏水）性的所謂“雙親結(jié)構(gòu)”分子。異極性浮選捕收劑的疏水基通常是26個(gè)碳原子的脂肪族烴基、脂環(huán)族烴基和芳香族烴基，常寫成R；異極性浮選捕收劑的親固基團(tuán)中的親固原子一般為S，這類藥劑對(duì)礦物晶格表面有S原子的硫化礦物有選擇性吸附捕收作用。主要有硫代化合物、硫代化合物的酯、多硫代化合物。 4.浮選捕收劑的親固基團(tuán)的鍵合原子

7、有哪些？其與礦物表面的吸附遵循什么原則？ 【解】浮選捕收劑的親固基團(tuán)的鍵合原子主要有：O、S、N、P、As等，其與礦物表面吸附遵循“相似者相吸”的原則。 5.有機(jī)抑制劑的抑制機(jī)理是什么？ 【解】有機(jī)抑制劑對(duì)礦物發(fā)生抑制作用的原因大致有： a. 改變礦漿離子組成及去活作用。在浮選礦漿中存在的各種難免離子，有一些將會(huì)使礦物受到活化，從而破壞礦物浮選的選擇性。如含有次生銅礦物或氧化蝕變的銅鋅礦石浮選時(shí)，溶解的銅離子將對(duì)閃鋅礦產(chǎn)生活化作用而使抑鋅浮銅難于實(shí)現(xiàn)。含有多羧基、多羥基、胺基、巰基等高化學(xué)活性基團(tuán)的有機(jī)抑制劑，許多都能沉淀或絡(luò)合金屬離子，從而減少礦漿中這些難免離子的濃度，起到防止活化的作用。

8、b. 使礦物表面親水性增大。 有機(jī)抑制劑分子中都帶有多個(gè)極性基，其中包括對(duì)礦物的親固基和其它親水基，當(dāng)極性基與礦物表面作用后，親水基則趨向水使呈較強(qiáng)的親水性，降低可浮性。例如羥基白藥對(duì)方鉛礦的抑制作用。當(dāng)羥基白藥吸附后二個(gè)親水性的羥基向外，使礦物表面親水性提高。 c. 使吸附于礦物表面的捕收劑解吸或防止捕收劑吸附。如水楊酸鈉對(duì)長石的抑制作用就是阻止油酸捕收劑在礦物上吸附。 6.萃取機(jī)理如何表述？試比較萃取劑與浮選捕收劑的結(jié)構(gòu)。 【解】萃取機(jī)理可表述為：萃取劑可極少量地溶解于水中，并與水中的金屬離子生成難溶于水的沉淀。這種具有疏水基團(tuán)的難溶于水的有機(jī)沉淀，根據(jù)“相似者相溶”的物理溶解原則，易溶于

9、全為疏水基的非極性油（如煤油）有機(jī)相，從而將金屬離子從水相選擇性地萃入有機(jī)相中。 萃取劑均由非極性的親油（疏水）基團(tuán)和極性的特定親金屬離子基團(tuán)構(gòu)成，形成既有親金屬離子性又有親油（疏水）性的所謂“雙親結(jié)構(gòu)”分子。顯然，萃取劑與浮選捕收劑的結(jié)構(gòu)是極相似的，有些萃取劑就可作為浮選捕收劑使用。 7.什么是HLB值？它主要有何應(yīng)用？ 【解】HLB值（Hydrophile-Lipophile Balance Number）稱親水疏水平衡值，也稱水油度。它既與表面活性劑的親水親油性有關(guān)，又與表面活性劑的表面（界面）張力、界面上的吸附性、乳化性及乳狀液穩(wěn)定性、分散性、溶解性、去污性等基本性能有關(guān)，還與表面活性

10、劑的應(yīng)用性能有關(guān)。 8.查表7-4 計(jì)算十二烷基硫酸鈉C12H25 SO4Na的HLB值。 【解】C12H25 SO4Na中含有1個(gè)-SO4Na, 12個(gè)CH2（或CH3），查表7-4，根據(jù)Davies公式 HLB = （親水基值）+（疏水基值）+ 7 =38.4+12×（-0.475）+7=39.7 9.什么是臨界膠團(tuán)濃度CMC ？ 【解】表面活性劑溶液的某些性質(zhì)在某一濃度范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生突變，如圖7-9所示。這一濃度范圍稱為表面活性劑的臨界膠團(tuán)區(qū)域。在這一范圍內(nèi)，通常選取一個(gè)濃度，稱為臨界膠團(tuán)濃度，以CMC表示。 10. 簡述表面活性劑的潤濕、增溶、起泡性、乳化性、分散性和去污性等表

11、面物理化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用。 11. 簡述Langmuir型吸附等溫線及其應(yīng)用。 【解】當(dāng)溶液較稀時(shí)，吸附量增大得很快，到一定濃度后吸附量達(dá)到平衡，吸附等溫線上出現(xiàn)水平線。這種類型吸附等溫線稱為Langmuir型等溫線。其方程式為Langmuir吸附等溫方程。Langmuir型吸附等溫線主要應(yīng)用于溶質(zhì)在界面的吸附方式與吸附過程。 12. 什么是大分子藥劑？浮選中主要應(yīng)用的有哪些？ 【解】一般的有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量Mr（舊稱分子量M）約在500以下，而某些有機(jī)化合物如纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量很大，由許多結(jié)構(gòu)單元連結(jié)而成，這就是大分子化合物。一般把相對(duì)分子質(zhì)量大于10,000的物質(zhì)稱為大分子。 浮選中，

12、大分子化合物主要用作絮凝劑、分散劑及抑制劑，如淀粉、聚丙烯酰胺等。 13. 大分子藥劑的抑制、絮凝和分散作用的機(jī)理分別是什么？ 【解】大分子藥劑的抑制機(jī)理 大相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)抑制劑因分子較長大，支叉和彎曲程度較高，不但本身在物料表面形成親水層，而且能對(duì)已經(jīng)吸附于物料表面的捕收劑疏水膜發(fā)生掩蓋作用，不必使吸附的捕收劑解吸就能使礦物受到抑制。 大相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)抑制劑大多兼具絮凝作用，使礦粒發(fā)生絮凝而改變浮選性質(zhì)，其機(jī)理主要為橋聯(lián)作用。 大相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)抑制劑在礦物表面吸附親固的主要方式有：在礦物表面雙電層中靠靜電力吸附，氫鍵及范德華力吸附，化學(xué)吸附和表面化學(xué)反應(yīng)。 大分子藥劑絮凝作用的機(jī)理 靠

13、靜電力在雙電層中吸附橋連 離子型絮凝劑離子符號(hào)與礦物表面電荷符號(hào)相反時(shí)，易于吸附發(fā)生橋連作用，并同時(shí)改變礦物表面電荷大小，發(fā)生絮凝作用。 靠氫鍵力吸附橋連 當(dāng)絮凝劑在礦物表面吸附是通過氫鍵力時(shí)，作用與藥劑離子及礦物表面的電性質(zhì)關(guān)系不明顯。氫鍵力對(duì)非離子型絮凝劑（若無化學(xué)活性基時(shí)）常為主要作用方式。 靠化學(xué)吸附橋連 絮凝劑中帶有化學(xué)活性高的基團(tuán)時(shí)，可以在礦物表面發(fā)生化學(xué)吸附，此時(shí)的作用也不太受礦物表面電性質(zhì)的影響，因?yàn)榛瘜W(xué)吸附力比靜電吸附力更高。 大分子藥劑的分散作用的機(jī)理 （1）增大顆粒表面電位的絕對(duì)值以提高粒間靜電排斥作用。靜電排斥勢(shì)能Ue1項(xiàng)增大； （2）通過高分子分散劑在顆粒表面形成的吸

14、附層，產(chǎn)生并強(qiáng)化空間位阻效應(yīng)，使顆粒間產(chǎn)生強(qiáng)位阻排斥力?？臻g排斥勢(shì)能Ust項(xiàng)增大； （3）增強(qiáng)顆粒表面的親水性，以提高界面水的結(jié)構(gòu)化，加大水化膜的強(qiáng)度及厚度，使顆粒間的溶劑（水）化排斥作用顯著提高。水化排斥勢(shì)能Usol項(xiàng)增大。 14. 應(yīng)用于浮選中的無機(jī)鹽類藥劑有哪些類型？ 【解】應(yīng)用于浮選中的無機(jī)鹽類藥劑有: （1）活化劑,一些無機(jī)鹽類化合物，如Pb(NO3)3、FeCl3等，本身不具有捕收活性，但能改善捕收劑的性能增加其對(duì)礦物的捕收活性，在礦物加工中將這樣一類藥劑稱作活化劑。 （2） 抑制劑, 如有效成分為陰離子的有：氟化物、氰化物、硅酸鹽、及磷酸鹽等，有效成分為陽離子的有：鋅鹽、鐵鹽、鋁

15、鹽及鈣鹽 （3）分散劑,常用的無機(jī)鹽分散劑包括主要起調(diào)節(jié)pH作用的堿及水玻璃、六偏磷酸鈉。 （4）氧化還原劑, 凡具有獲得電子能力的化合物均可用作氧化劑，而具有失去電子能力的化合物均可用作還原劑。 （5）凝聚劑, 無機(jī)電解質(zhì)的凝聚作用是在粒子表面雙電層中吸附將表面電位降至不穩(wěn)電位，使粒子彼此聚凝 （6）沉淀劑,凡能與被分離對(duì)象發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成難溶物的化合物通稱為沉淀劑。 15. 如何應(yīng)用浮選溶液化學(xué)中的濃度對(duì)數(shù)圖來解釋浮選作用機(jī)理？ 16. 如何應(yīng)用浮選電化學(xué)中的Eh-pH圖來解釋浮選作用機(jī)理？第8章 化學(xué)分選 1. 什么是化學(xué)分選？它與物理分選和表面物理化學(xué)分選相比有何特點(diǎn)？ 2. 簡述焙

16、燒過程的分類及其在化學(xué)分選中的作用。 【解】焙燒過程的分類：氧化焙燒與硫酸化焙燒，還原焙燒，氯化焙燒，鈉鹽燒結(jié)焙燒，煅燒。 在化學(xué)分選中的作用：在適宜的氣氛和低于原料熔點(diǎn)的溫度條件下，使原料目的組分礦物發(fā)生物理和化學(xué)變化，轉(zhuǎn)變?yōu)橐捉蛞子谖锢矸诌x的形態(tài)。 3. 常用的化學(xué)浸出劑有哪些？各自的適應(yīng)面如何？ 4. 試?yán)帽?-6的數(shù)據(jù)，計(jì)算用鐵屑從硫酸銅溶液中置換金屬銅的反應(yīng)平衡常數(shù)K。 5. 簡述溶劑萃取的基本原理及影響萃取平衡的主要因素。 【解】基本原理：在萃取過程中，有機(jī)相主要以萃取劑和稀釋劑為主，當(dāng)有機(jī)相與水相接觸時(shí)，萃取劑能夠與被萃金屬相結(jié)合，并以萃合物形式轉(zhuǎn)入有機(jī)相中。 影響萃取平衡的

17、主要因素： （1） 溫度的影響，（2） 萃取劑濃度的影響，（3） pH的影響，（4） 水相組分的影響，（5） 金屬離子濃度的影響。 6. 試推導(dǎo)多級(jí)錯(cuò)流萃取和逆流萃取的過程計(jì)算式。 7. 在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)離子交換樹脂有什么要求？ 8.影響離子交換反應(yīng)速度有哪些？ 【解】樹脂顆粒 離子交換的外擴(kuò)散速度與樹脂顆粒大小成反比，而粒子的內(nèi)部擴(kuò)散速度與粒徑倒數(shù)的高次方成正比，因此粒度減少，交換速度都是加快。 樹脂的交聯(lián)度 交聯(lián)度低，樹脂易膨脹，樹脂內(nèi)擴(kuò)散較容易。所以當(dāng)擴(kuò)散控制時(shí)，降低交聯(lián)度，能提高交換速度 。 溶液流速 外擴(kuò)散隨溶液過柱流速（或靜態(tài)攪拌速度）的增加而增加，內(nèi)擴(kuò)散基本不受流速或攪拌的影響。

18、溶液濃度 當(dāng)溶液中的離子濃度較低時(shí)，對(duì)外擴(kuò)散速度影響較大，而對(duì)內(nèi)擴(kuò)散影響較小，當(dāng)溶液中的離子濃度較高時(shí)，對(duì)內(nèi)擴(kuò)散影響較大，而對(duì)外擴(kuò)散影響較小。 溫度 溶液的溫度提高，擴(kuò)散速度加快，因而交換速度也增加。 離子的大小 小離子的交換速度比較快。大分子由于在擴(kuò)散過程中受到空間的阻礙，在樹脂內(nèi)的擴(kuò)散速度特別慢。 離子的化合價(jià) 離子在樹脂擴(kuò)散時(shí)，與樹脂骨架間存在庫侖引力。離子的化合價(jià)越高，這種引力越大，因此擴(kuò)散速度就愈小。 9舉例說明重要膜分離過程的應(yīng)用第9章 粉體制備 1. 微細(xì)顆粒、納米顆粒、粉體顆粒一般是如何劃分的？ 【解】微細(xì)顆粒：105 107的顆粒； 納米顆粒：107109的顆粒； 粉體顆粒：

19、103105 的顆粒； 2. 納米顆粒的納米效應(yīng)包括哪些方面？為什么納米顆粒具有這樣的特殊效應(yīng)？ 【解】納米顆粒的納米效應(yīng)： （1）表面效應(yīng)：納米顆粒尺寸小，表面大，位于表面的原子占相當(dāng)大的比例；表面原子的影響不能夠忽略，所以納米顆粒具有高的比表面積和比表面能，會(huì)使納米顆粒表面成為極活潑的表面，大大增強(qiáng)了納米顆粒的活性和化學(xué)反應(yīng)性； （2）體積效應(yīng)：納米顆粒體積極小，所包含的原子數(shù)很少，相應(yīng)的質(zhì)量極小。因此，許多現(xiàn)象就不能用通常有無限個(gè)原子的塊狀物質(zhì)的性質(zhì)加以說明，這種特殊的現(xiàn)象通常稱之為體積效應(yīng)； （3）小尺寸效應(yīng)：當(dāng)納米顆粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度等物理

20、特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態(tài)納米顆粒表面層附近原子密度減小，這將導(dǎo)致聲、光、電磁、熱力學(xué)等特性均會(huì)出現(xiàn)新的小尺寸效應(yīng)； （4）量子尺寸效應(yīng)：當(dāng)粒子尺寸下降到某一值時(shí)，金屬費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象，納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的最高被占據(jù)分子軌道和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí)，以及能隙加寬而發(fā)生發(fā)光帶或吸收帶由長波長移向短波長的“藍(lán)移”現(xiàn)象； （5）宏觀量子隧道效應(yīng)：微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力。 3. 為什么納米顆粒具有特殊吸附行為、特殊化學(xué)反應(yīng)活性和催化性質(zhì)？ 【解】納米顆粒因其粒徑小，比表面積大，表面原子數(shù)多及表面原子配位不飽和性導(dǎo)致大量的懸空

21、鍵和不飽和鍵存在，使得納米顆粒的具有特殊吸附行為，特殊化學(xué)反應(yīng)活性和催化性質(zhì)。 4. 超細(xì)顆粒和納米顆粒有哪些方面的應(yīng)用？ 【解】超細(xì)顆粒應(yīng)用：一般可以利用其熔點(diǎn)降低、燒結(jié)溫度降低、溶解度增大、反應(yīng)能力提高及催化活性增大等特性，以強(qiáng)化和加速生產(chǎn)過程的進(jìn)行，并改善產(chǎn)品性能。納米顆粒應(yīng)用：（1）在復(fù)合材料中使用納米顆粒，組成微復(fù)合材料或納米級(jí)復(fù)合材料，使復(fù)合材料的性能顯著得到加強(qiáng)；（2）將剛生成的納米顆粒與氣體混合，從運(yùn)送管末端的噴嘴噴出到基板上，即可形成致密的薄膜；（3）近年納米顆粒已推廣到醫(yī)療中使用。將鐵納米顆粒和藥物混在一起，用對(duì)身體適應(yīng)性良好的高分子包裹，成為微膠囊。經(jīng)過血管向體內(nèi)投放這種

22、藥物，然后從體外對(duì)微膠囊進(jìn)行磁控制，將藥物引到選擇性疾病的部位；（4）用納米顆粒檢測(cè)細(xì)胞活性。 5. 粉體的物理制備方法主要有哪些？ 【解】粉體的物理制備方法：機(jī)械粉碎法，蒸發(fā)凝聚法，離子濺射法，冷凍干燥法，火花放電法，活化氫熔融反應(yīng)法等。 6. 粉體的化學(xué)合成法主要有哪些？ 【解】粉體的化學(xué)合成法：氣相法包括氣相化學(xué)反應(yīng)法（氣相分解法，氣相合成法），激光誘導(dǎo)氣相化學(xué)反應(yīng)法，等離子體加強(qiáng)氣相化學(xué)反應(yīng)法；液相法包括沉淀法（共沉淀法，均勻沉淀法，水解沉淀法），水熱合成法，噴霧熱解法（噴霧干燥法，噴霧水解法，噴霧焙燒法，噴霧燃燒法），溶膠凝膠法，射線輻照法電子輻照法，相轉(zhuǎn)移法；固相法包括化合或還原化

23、合法，制取硼化物的碳化硼法，自蔓延高溫合成法，固相熱分解法。 7. 試比較粉體的物理制備方法于化學(xué)合成法的特點(diǎn)和應(yīng)用？ 【解】粉體的化學(xué)合成是從物質(zhì)的原子、離子或分子入手，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成晶核以產(chǎn)生晶粒，并使晶粒在控制之下長大到其尺寸達(dá)到要求的大小。化學(xué)合成粉體的優(yōu)點(diǎn)是能得到極微細(xì)的顆粒，即納米顆粒，且顆粒尺寸比較均勻，顆粒的純度高；其不足之處是制備過程比較復(fù)雜，產(chǎn)量較低，成本較高。物理方法制備粉體主要涉及到蒸發(fā)、熔融、凝固、形變、粒徑變化等物理變化過程。制備接近理想的超微顆粒材料，一般采用各種高技術(shù)開發(fā)制備粉體的新方法，如利用激光技術(shù)、等離子體技術(shù)、電子束技術(shù)和離子束技術(shù)制備了一系列高質(zhì)量的

24、粉體顆粒。采用高科技手段制備超微顆粒具有很大的優(yōu)越性,可以制備出粒度均勻、高純、超細(xì)、球狀、分散性好、粒徑分布窄、比表面積大的優(yōu)良粉體。然而，高技術(shù)制粉也同樣面臨著一個(gè)嚴(yán)重的問題，就是如何提高產(chǎn)品產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 8. 表面改性的目的是什么？它主要針對(duì)何種粉體材料？ 【解】表面改性定義及目的： （1）對(duì)無機(jī)礦物填料表面進(jìn)行改姓，以改善其表面的物理化學(xué)特性，增強(qiáng)其與基質(zhì)，即有機(jī)高聚物或樹脂等的相容性，提高其在有機(jī)基質(zhì)中的分散性，以提高材料的機(jī)械強(qiáng)度及綜合性能； （2）提高涂料或油漆中顏料的分散性并改善涂料的光澤、著色力、遮蓋力和耐候性、耐熱性、保光性、保色性等； （3）對(duì)一些粉體原料進(jìn)行表面處

25、理，使其賦予制品良好的光澤和裝飾效果； （4）為了保護(hù)環(huán)境，滿足健康法的要求，對(duì)某些對(duì)健康有害的原料進(jìn)行表面處理，使得對(duì)人體無害的和對(duì)環(huán)境不構(gòu)成污染，又不影響其使用性能的其他化學(xué)物質(zhì)覆蓋、封閉其表面活性點(diǎn), 以維持在未來礦產(chǎn)品市場(chǎng)上的位置; 對(duì)某些用作精細(xì)鑄造、油井鉆探等的石英砂進(jìn)行表面涂敷以改善其粘結(jié)性能; 對(duì)用作保溫材料的珍珠巖等進(jìn)行表面涂敷以改善其在潮濕環(huán)境下的保溫性能; 對(duì)膨潤土進(jìn)行陽離子覆蓋以改善其在非極性溶劑中的膨脹、分散、粘結(jié)、觸變等應(yīng)用特性； （5）對(duì)藥物膠囊改性。 針對(duì)的粉體原料： （1）無機(jī)礦物填料，如碳酸鈣、高嶺土、滑石、氧化鋁、石英、硅灰石、石棉等； （2）鈦白粉、鋅鋇

26、白、碳酸鈣、碳酸鋇、重晶石、石英粉、白炭黑、云母、滑石、高嶺土、硅灰石、氧化鋁、石墨等作為涂料的無機(jī)粉體； （3）白云母粉等用于化妝品、塑料、淺色橡膠、油漆、特種涂料； （4）藥物膠囊； （5）對(duì)健康有害的原料如石棉等。 9. 表面改性的基本方法主要有哪些？ 【解】表面改性的基本方法：將表面改性分為包覆處理改性、表面化學(xué)包覆、沉淀反應(yīng)包膜、膠囊化處理、機(jī)械化學(xué)改性，接枝改性，酸堿處理化學(xué)氣相沉淀（CVD）和物理沉淀（PVD）等方法。 10. 粉體表面改性劑主要有哪些品種？ 【解】表面改性劑： （1）偶聯(lián)劑（硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸脂偶聯(lián)劑，鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑，有機(jī)鉻偶聯(lián)劑）； （2）有機(jī)酸及其鹽類改性劑(

27、高級(jí)脂肪酸及其鹽, 胺鹽, 不飽和有機(jī)酸); （3）有機(jī)低聚物; （4）覆膜用樹脂涂層劑( 酚醛樹脂, 呋喃樹脂); （5）沉淀反應(yīng)改性;第10章 粉體成型 1. 什么叫粉體成型？粉體成型的目的是什么？基本方法有哪些？ 【解】粉體成型：粒度較細(xì)的粉體物料加水潤濕后，借助于外力將其加工成具有一定尺寸和形狀的塊狀物體的過程； 目的： （1） 使粉末成為具有一定尺寸和形狀的塊狀物體； （2） 成型制品具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，以保證制品在工藝流程中轉(zhuǎn)運(yùn)和進(jìn)一步加工時(shí)，其尺寸與形狀不會(huì)破壞； （3） 賦予制品進(jìn)一步加工的良好加工性能。 基本方法：按照外力施加方式的不同，可以將其分為滾動(dòng)成型、壓力成型兩大類。

28、按照潤濕程度的不同，可以將其分為半干法（物料水分5%左右）；可塑法（物料水分15%左右）；注漿法（物料水分40%左右）三大類。 2. 試敘述粉體成型過程中，物料中各種形態(tài)水形成的原因及其在成型過程中的作用？ 【解】（1）吸附水：粉體顆粒表面帶有電荷，在靜電引力作用下具有偶極結(jié)構(gòu)的水分子被吸附在固體顆粒的表面而形成的水；作用：細(xì)磨物料呈粘土狀態(tài)時(shí)（顆粒直徑約為1m），如果只含有吸附水，可以成為堅(jiān)硬的固體； （2）薄膜水：當(dāng)固體顆粒表面達(dá)到最大吸附水層后，再進(jìn)一步潤濕顆粒時(shí)，在吸附水的周圍就形成薄膜水，作用：薄膜水有比普通水更大的粘滯性，粘滯性越大，顆粒就越不容易發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。對(duì)成型制品來說，制品

29、的強(qiáng)度就越好； （3）毛細(xì)水：當(dāng)細(xì)磨物料被潤濕，并超過最大分子結(jié)合水時(shí)，物料層中就出現(xiàn)毛細(xì)水，它是顆粒表面引力作用范圍以外的水分；作用：在造球過程中，毛細(xì)水起著主導(dǎo)作用。當(dāng)物料潤濕到毛細(xì)水階段，物料的成球過程才獲得應(yīng)有的發(fā)展，因?yàn)槊?xì)力將水滴周圍的顆粒拉向水滴中心，而形成了小球。 （4）重力水：當(dāng)細(xì)磨物料層完全為水所飽和，即超過最大毛細(xì)水含量之后，超過的水分子不能為毛細(xì)管引力所保持，而受重力的支配，沿著顆粒間大孔隙向下移動(dòng)，這種水分叫做重力水；作用：在成球過程中是有害的。 3. 試敘述細(xì)磨物料在成球過程的行為及其對(duì)成型過程的影響。 【解】細(xì)磨物料在成球過程中的行為： （1）成核：核的形成是造球

30、的第一步，因此，核的形成速度與強(qiáng)度將影響生球的產(chǎn)質(zhì)量。 （2）成層：在毛細(xì)力的作用下，在滾動(dòng)時(shí)粘附上顆粒，使球的粒度連續(xù)增大； （3）聚結(jié)：球以聚結(jié)方式長大時(shí)，其長大速度比成層長大的快，成品的粒度范圍比成層長大的寬。 （4）粉碎（散開）：往往導(dǎo)致造球過程不能順利進(jìn)行； （5）破損：碎片往往形成球核或同其它的球聚結(jié)，若出現(xiàn)大量的球破碎，則說明造球機(jī)的工藝參數(shù)不適宜，必須加以調(diào)整； （6）磨損：損下來的粒子，又粘附到其它的球上； （7）磨剝轉(zhuǎn)移：影響不大，一般都會(huì)出現(xiàn)的情況。 4. 試敘述實(shí)驗(yàn)室造球過程的三個(gè)階段。 【解】實(shí)驗(yàn)室采用一般采用批料造球：成核階段，球核形成后，緊接著是過渡階段，最后長大

31、階段。 5. 試敘述制粒效果的幾種評(píng)價(jià)方法。 【解】（1）混合料粒度分布：把制粒后的混合料烘干至殘留水2%3%，停放1小時(shí)后，在不破壞小球形態(tài)的情況下，用人工篩分分級(jí)，計(jì)算不同粒級(jí)的出量。一般認(rèn)為燒結(jié)混合料的制粒小球中，25mm粒級(jí)應(yīng)大于50%，其平均直徑d為2.42.6mm為宜。（2）準(zhǔn)顆粒指數(shù)GI：GI值愈大，則制粒效果愈好；（3）透氣性指數(shù)：透氣性指數(shù)越高，制粒效果愈好；（4）制粒效率1：制粒效率1越大，制粒效果愈好。 6. 什么叫壓團(tuán)法、壓團(tuán)過程的彈性后效及壓縮比？ 【解】壓團(tuán)法：在一定壓力下，使細(xì)粒物料在型模中受壓后成為具有確定形狀與尺寸、一定密度和強(qiáng)度的成型方法；彈性后效：壓制物料

32、出模型后的壓塊體積增大，使顆粒間接觸面積減少；壓縮比：粉體壓縮前后的體積的比值。 7. 細(xì)粒物料壓團(tuán)團(tuán)力主要消耗在何處？如何克服沿團(tuán)塊高度高度物料密度不均勻的情況？ 【解】模型中細(xì)粒物料施加的壓力主要消耗在兩部分： 一部分消耗于內(nèi)摩擦力（p1），又稱靜壓力；另一部分消耗于外摩擦力（p2），又稱壓力損失。采用雙面加壓時(shí)可以克服沿團(tuán)塊高度物料密度不均勻的情況。第11章 粉體固結(jié) 1.“燃燒前沿”與“傳熱前沿”，“傳熱前沿速度”于“燃燒前沿速度”有什么區(qū)別？ 【解】傳熱前沿：在沒有內(nèi)部熱源時(shí)，規(guī)定當(dāng)料層溫度開始均勻上升時(shí)傳熱前沿即已到達(dá)，一般以100等溫線為準(zhǔn)； 燃燒前沿：當(dāng)配有燃料時(shí)，規(guī)定當(dāng)料層溫

33、度迅速上升時(shí)表明燃燒前沿到達(dá)，一般以600或1000等溫線為基準(zhǔn)。 傳熱前沿速度既不決定于氣固相的原始溫差，也不決定于傳熱系數(shù)，而是決定于氣體的質(zhì)量流速，比熱以及固體的比熱、堆積密度和料層空隙率。 燃燒前沿速度主要制約： （1）空氣中含氧量； （2）固體燃料的可燃性和粒度； （3）固體燃料用量； （4）風(fēng)量。 2. 分析各因素對(duì)“燃燒前沿速度”和“傳熱前沿速度”的影響。 【解】影響傳熱前沿速度的因素： （1）料層空隙率越大，速度越大； （2）固體的堆積密度越大，速度越少； （3）氣體的比熱越高，速度越大； （4）固體的比熱越高，速度越少； （5）氣體的質(zhì)量流速越快，速度越大。 影響燃燒前沿速度

34、的因素： （1）空氣中含氧量越大，燃燒前沿速度越大； （2）固體燃料的可燃性越好、粒度越小，燃燒前沿速度越大； （3）固體燃料用量與燃燒前沿速度間的關(guān)系有極大值； （4）增加風(fēng)量會(huì)使燃燒前沿速度加快。 3. 分析固體燃料燃燒的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。 【解】動(dòng)力學(xué)燃燒區(qū)：燃燒速度受溫度的影響較大，隨溫度升高而增加，而不受氣流速度、壓力和固體燃料粒度的影響； 擴(kuò)散燃燒區(qū)：燃燒速度取決于氣體的擴(kuò)散速度，而溫度的改變影響不大。 4. 論述固相固結(jié)機(jī)理和液相固結(jié)機(jī)理，它們有什么區(qū)別？ 【解】固相固結(jié)機(jī)理：球團(tuán)被加熱到某一溫度時(shí)，礦粒晶格間的原子獲得足夠的能量，克服周圍鍵力的束縛進(jìn)行擴(kuò)散，并隨溫度升高而；加強(qiáng)，

35、最后發(fā)展到顆?；ハ嘟佑|點(diǎn)或接觸面上擴(kuò)散，使顆粒之間產(chǎn)生粘結(jié)。 液相固結(jié)機(jī)理：在高溫下產(chǎn)生的液相在冷卻過程中，析出的晶體或液相將部分未熔化的顆粒粘結(jié)起來。區(qū)別：液相固結(jié)機(jī)理液相形成及冷凝是燒結(jié)礦固結(jié)的基礎(chǔ)，決定了燒結(jié)礦的礦相成分和顯微結(jié)構(gòu)，且固結(jié)后化學(xué)成分復(fù)雜；固相固結(jié)機(jī)理主要是以球團(tuán)礦固結(jié)為主，而組成成分比較單一，球團(tuán)焙燒過程中形成少量液相，這部分液相對(duì)球團(tuán)固結(jié)起著輔助作用。 5. 試論述液相的形成過程及作用，影響液相生成量的因素。 【解】液相的形成過程： （1）初生液相：在固相反應(yīng)所生成的原先不存在的新生的低熔點(diǎn)化合物處，隨著溫度升高而首先出現(xiàn)初期液相； （2）低熔點(diǎn)化合物加速形成：這是由于

36、溫度升高和初期液相的促進(jìn)作用，在熔化時(shí)部分分解成簡單化合物，部分熔化成液相； （3）液相擴(kuò)展：使物料中高熔點(diǎn)礦物熔點(diǎn)降低，大顆粒礦粉周邊被熔融，形成低共熔混合物液相； （4）液相反應(yīng)：液相中的成分在高溫下進(jìn)行置換、氧化還原反應(yīng)，液相產(chǎn)生氣泡，推動(dòng)碳粒到氣流中燃燒； （5）液相同化：通過液相的粘性和塑性流動(dòng)傳熱，使溫度和成分均勻化，趨近于相圖上穩(wěn)定的成分位置。 液相形成在燒結(jié)過程中的作用： （1）保證燒結(jié)礦具有定強(qiáng)度； （2）使高溫熔融帶的溫度和成分均勻，液相反應(yīng)后的燒結(jié)礦化學(xué)成分均勻化； （3）液相保證固體燃料完全燃燒； （4）液相能潤濕未熔的礦粒表面，產(chǎn)生定的表面張力將礦粒拉緊，使其冷凝后具有強(qiáng)度； （5）從液相中形成并析出燒結(jié)料中所沒有的新生礦物，這種新生礦物有利于改善燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性。 影響液相形成量的主要因素： （1）燒結(jié)溫度； （2）配料堿度（CaO/SiO2）； （3）燒結(jié)氣氛； （4）燒結(jié)混合料的化