资源加工与利用[文]

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1、word可编辑实用文档资源加工与利用一、 资源加工利用的主要内容1非金属矿的主要类型、性能与用途2非金属矿加工技术（原理、方法和设备）： 磨矿（粉体加工）； 选矿（提纯） 煅烧（热加工）； 表面改性（复合材料） 化学合成（化工）3非金属矿加工技术在地矿行业的应用二、资源加工利用对地质专业的意义1有利于提高 “矿物勘察”的主动性和成果的实用性。2有利于提高矿产的综合利用意识（和能力）。3该学科的技术和方法在地质勘察领域有着重要作用。4有利于改善地矿行业的产业结构。5有利于地质专业学生就业和创业。第一章 非金属矿产的种类、特性与用途非金属矿产：除去矿床学讲述的矿产以外的几乎所有矿物和岩石几乎都是非

2、金属矿产或者说矿床学上提到的脉石矿物几乎都是非金属矿产。非金属矿的工艺物理性能：1硬度2密度3.白度和亮度 ,4.粒度5.可塑性6.结合性7.悬浮性.8.分散性9.触变性10.干燥收缩11.耐火性12.烧结性13.可选性14.磁性15.电性16.红外性质17.激光性质18.化学稳定性19.离子交换性和离子吸附性20.表面性质一、 方解石的加工利用 1.主要类型：岩石类型方解石脉、大理岩、石灰岩 主要矿物方解石2.特性和用途：主要特性：成分、白度（1）生产水泥（2）生产白灰（3）建筑涂料的填料（325600目）（4）油漆的填料（1250目）（5）塑料的填料（3251250目 ,改性产品）（6）造

3、纸填料（325600目）和造纸涂料（6250）（7）轻质碳酸钙（石灰岩煅烧成生石灰加水生成熟石灰过筛或沉淀除去杂质加入CO2炭化 ,生成CaO3脱水干燥轻质碳酸钙产品）（8）生产化工产品:氯化钙、碳酸钠等二、石英加工利用1.主要类型：岩石类型石英脉、石英岩、石英砂 主要矿物石英2.特性与用途 主要特性：成分、化学稳定性、硬度（1）生产玻璃和石英玻璃的原料（2）生产陶瓷的原料（100目）（3）耐磨油漆（例如地板漆）的填料（2500目）（4）生产耐火材料（硅砖）的原料（5）合成水晶（块）（6）过滤材料（801250目）（7）制作陶瓷球磨机用内衬和球石三、铝土矿的加工利用1.种类：岩石类型铝土矿、铝

4、矾土、铁铝矾土 主要矿物1水硬铝石、1水软铝石、三水铝石2.特性和用途 主要特性： Al2O3 （1）生产氧化铝和氢氧化铝（2）冶炼金属铝的原料（3）生产铝质耐火材料（4）生产沸石四、高岭土的特性与用途1. 种类：岩石类型高岭土、高岭岩、埃洛石、多水高岭石、羊油矸、舒永石、焦宝石等主要矿物高岭石、7A多水高岭石、 10A多水高岭石、珍珠陶土2.高岭土的特性：主要特性：性状 ,颜色 ,成分 ,晶体结构随温度变化（规律如下）：在110左右排出各种吸附水；600- 860大量脱除结晶水 ,转变为偏高岭石；880 -1000生成Si-Al尖晶石；1200开始转化为莫来石和方石英。 3.高岭土的用途陶瓷

5、原料、白水泥原料、油漆填料、塑料填料、橡胶填料电缆填料、造纸填料、造纸涂料、合成A、X和Y型沸石偏高岭土（混凝土矿物外加剂）、生产耐火纤维等。宝玉石的概念1.宝石好看、耐久 ,可以做装饰用途的单晶矿物（好像是各种颜色的玻璃）。2.玉石好看的岩石 , 3.有机宝石珍珠、贝壳、珊瑚、虎泊、煤精、龟甲等。 综合：上述三种之和 ,就是广义的宝石。所以 ,宝石是一种可以作为装饰用途的矿物、岩石或其他天然材料。 第三 章 非金属矿粉体加工1 非金属矿粉体及其加工的特点非金属矿加工的大部分产品都是粉体材料如分子筛、纸张填料和涂料、橡胶填料、塑料填料、油漆填料、粘合剂、白水泥等。 另一部分也要经过粉体加工过程

6、如日用陶瓷、建筑陶瓷、特种陶瓷、耐火材料等 ,所以 ,粉体加工是非金属矿产加工最基本工艺。 粉体加工必须分段进行 ,主要包括破碎、粗磨和超细磨矿等加工过程。2 非金属矿加工的主要过程破碎一般来说 ,从原矿破碎到8-20mm称为破碎。 初磨从8-20mm粉碎到325目（-43um）或更粗的磨矿称之为初磨。 超细磨矿加工到1250目（-10um）或更细的作业称之为超细磨矿。3 非金属矿粉体加工的辅助作业为了提高粉碎效率、控制产品质量 ,通常配以以下几个加工过程： 分 级 固液分离 干 燥 解 聚 粒度检测 助磨剂、分散剂、抗结剂4 初加工和深加工初加工只进行破碎和初步磨矿 ,把粒度磨到1000目以

7、内 ,进行或不进行表面改性、煅烧等作业 ,此类产品一般都称为初加工产品 ,其加工过程叫做初加工。深加工是指改变矿物化学成分的加工作业过程 ,如将非金属矿制成4A沸石分子筛和群青颜料的加工过程；而只改变矿物形态和大小 ,不改变其矿物化学成分和结构的作业应属于精加工。但是 ,由于多数人习惯上将初加工以后 ,能较大幅度地提高产品附加值的作业都称为深加工 ,所以 ,我们也将精加工和深加工统称为深加工。种类：1、颚式破碎机：这类碎矿机的一个显著特点是它有两块颚板 ,颚板的张开和合拢似动物的上下颚 ,所以 ,叫做颚式破碎机。此外 ,主要破碎设备还有锤式破碎机和对辊机。2、雷蒙磨3、湿法球磨机磨矿效果的主要

8、影响因素：（1）球磨转速 （2）研磨介质（球体）（3）用水量 （4）加料粒度 （5）球磨机的装载量第二节 干法超细磨矿1.气流磨2高速机械冲击式超细磨机第三节 湿法超细磨矿1. 搅拌磨2.砂磨机第四节 非金属矿粉体加工的辅助作业一、超细物料的分级1卧式螺旋离心分级机2水力旋流器3离心机二、固液分离固液分离（俗称脱水） ,它是指把生产中含水的中间产品或最终产品（包括排出物）的液相和固相分离的作业。固液分离主要有筛分脱水、重力浓缩、离心沉降、过滤、压滤等多种方法和相应的分离设备及辅助设备。三、干燥（1）物料中水分的赋存状态化学结合水 物理化学结合水 机械结合水 （2）物料的干燥过程整个过程可分为三

9、个阶段：加热阶段。等速干燥阶段。降速干燥阶段2干燥设备（1）喷雾干燥（2）闪蒸干燥第五章、高性能注浆材料制备与应用技术(矿产加工技术在加固工程中的应用)注浆材料：有机浆体材料、无机化学材料、水泥和黄泥浆等 ,以水泥为主。注浆工艺：钻孔、清洗、压水试验、注浆。注浆设备 ：钻孔机 、注浆泵 、搅拌机 、混合器 、输浆管 。1.给水泥浆中添加以偏高岭土为主要组分的增强剂 ,使其中的Al2O3和SiO2与水泥水化时产生的Ca(OH)2反应 ,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙(把白灰变成水泥) ,提高强度： 2(3CaOSiO2)+6H2O=3CaO2 SiO23H2O + Ca(OH)23CaOAl2O3+

10、6H2O = Al2O33H2O +3Ca(OH)2xCaO+SiO2+yH2O xCaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)22.给水泥浆中添加减水剂,减少用水量,提高强度。概念：水泥浆的稳定性是指新搅拌水泥浆析出水的特性 ,析出水越少 ,稳定性越好。一般用析水率表示。结石率是指水泥浆凝固后体积占新水泥浆体积的百分比。二者有极强的相关性 ,因此 ,可以看作一个问题。原理：提高水泥浆稳定性和结石率的措施是给水泥浆中添加无机和有机悬浮剂。亲油性水泥浆原理：煤是亲油性表面 ,普通水泥浆是亲水性表面 ,二者表面性质不同 ,不能结合。所以 ,保护煤柱加固用水泥浆的制作方法是在普通水泥浆中添加适合的

11、表面活性剂 ,将水泥浆具有一定的亲油性。第四章 选矿提纯选矿提纯方法：拣选、重选、浮选、电法选矿、磁选和化学提纯选矿法。重点：拣选、重力选矿、浮游选矿一、 人工拣选 概念人工拣选是依据矿石和脉石之间的外观特征差异 ,用手拣出矿石或脉石 ,使有用的矿石和无用的脉石分离的一种方法。 正手选若物料中矿石易于拣出 ,就用手工将矿石拣出放在一起 ,脉石留在矿物料堆中 ,这种拣选称为正手选； 反手选若物料中的脉石数量不多或易于拣出 ,就用手工拣出脉石弃掉 ,这种拣选称为反手选。二、机械拣选机理图主要步骤： 排队、检测、排除 三、重力选矿 1.重力选矿原理式中：Dh 重矿物的比重；Dl 轻矿物的比重； Df

12、流体介质的比重。当上式的商大于2.5时 ,为极易选矿石； 商在1.752.5时 ,为易选矿石； 商在1.51.75时 ,为中等可选矿石； 商在1.251.5时 ,为难选矿石；商小于1.25时 ,为极难选矿石。 2.跳汰机3.摇床四、浮游选矿1.浮游选矿的概念和原理浮游选矿是利用不同矿物颗粒表面物理化学性质的差别 ,使表面性质亲油（气）的颗粒粘附在气泡表面 ,随气泡升至液面 ,利用刮板把气泡刮出 ,实现不同矿物的分离。正浮选在浮选过程中 ,有用矿物通常进入泡沫 ,脉石留在矿浆中（称作尾矿） ,这是正浮选。反浮选脉石选入泡沫 ,产品留在矿浆中 ,就是反浮选。2. 与浮选有关的几个表面化学问题（1）

13、润湿一般情况下 ,润湿是指液体分子在固体表面展开的现象。 （2）亲水性和亲油性物质表面容易被水润湿的性质叫亲水性；物质表面容易被油润湿的性质叫亲油性。 （3）非极性矿物分子键晶格 ,因键力较弱 ,仅借助于范德华力聚集在一起 ,没有极性；共价键晶格 ,原子没有电子的得失 ,也没有极性；上述两类物质属于非极性矿物。非极性矿物表面不易附着水的偶极 ,因而是疏水的。属这种类型的矿物有石墨、自然硫、金刚石、煤和滑石等 ,它们有很高的天然可浮性 ,不用捕收剂就可以浮选 ,但是在工业生产中 ,为了提高选矿效果 ,还是要添加烃油和起泡剂 ,以增强其疏水性。 （4）极性矿物离子键晶格的形成以电子的转移为特征 ,

14、所以具有离子键晶格的矿物属于极性矿物。由于他们表面带电 ,所以容易吸引水的偶极 ,所以 ,他们是亲水的。 由于水和油的表面性质相反 ,气和油的性质相同 ,所以 ,亲水也叫疏油（气） ,疏水也叫亲油（气）。（5）等电点使矿物表面电荷为0的PH值称为该矿物的等电点。（6）矿物表面的电性及其变化规律 环境PH值高于矿物的等电点时 ,矿物表面带正电；环境PH值低于矿物的等电点时 ,矿物表面带负电。例：把PH值调整到3 ,绢云母的等电点是1.5 ,绢云母带正电；石英的等电点是5 ,石英带负电。此时 ,利用阴离子型捕收剂吸附在绢云母表面 ,使绢云母容易随气泡上浮 ,而石英不上浮 ,二者分离。3、浮选药剂 （1）捕收剂捕收剂能够以某种方式吸附在矿物颗粒表面 ,使其变得更为亲油（气）的一类物质 ,主要是高分子化合物。 捕收剂的分类 阴离子捕收剂本身是一种带负电的离子团。以黄药为代表。 阳离子捕收剂本身是一种带正电的离子团。以胺类为代表。非离子型捕收剂本身不带多余电荷 ,如煤油和焦油。 捕收剂在矿物表面的吸附规律 阴离子型捕收剂可以吸附在带有阳离子的矿物表面阳离子型捕收剂可以吸附在带有阴离子的矿物表面非离子型捕收剂可以吸附亲油型矿物的表面。（2）调整剂调整剂调节矿浆PH值的化学物质叫做（PH）调整剂。主要是酸、