(1.1.3)--矿物加工学的形成.ppt
矿物加工学的形成矿物加工学的形成第 2页定定义：矿物加工学是由传统的选矿学发展演变形成的学科体系第 3页传统选矿学学研究对象以天然矿物资源为主第 4页传统传统选矿学选矿学软锰矿（MnO2）磁铁矿（Fe3O4）铬铁矿（FeCr2O4）用物理、化学的方法对天然矿物资源（金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选别、分离、富集其中的有用矿物的科学技术目的：为冶金、化工等行业提供合格矿产品第 5页非金属矿非金属矿萤石矿硅灰石重晶石第 6页非金属矿非金属矿煤炭第 7页非金属矿非金属矿铁精矿粉铅精矿粉萤石精矿第 8页矿物加工学矿物加工学p在选矿学的基础上发展，用物理、化学的方法，对天然矿物资源进行加工p包括分离、富集、提纯、提取、深加工等，以获取有用物质的科学技术目的：目的：不单纯是为其他行业提供合格矿产品，也可直接得到金属制品，矿物材料等产品第 9页古人炼金图第 10页古埃及第 11页古罗马帝国第 12页中国古代第 13页锡石在河水中重选古希腊人通过洗矿的方式富集黄金第 14页u我国古代将原始的重选、浮选总结为“澄、淘、飞、跌。”第 15页矿物加工学矿物加工学殷朝废墟出土的釉陶含SiO2达到76%,而CaO，MgO，Na2O含量相对较低，制成的白陶含Fe量也较普通粘土低大约3600多年前已经对制陶原料进行捡选处理第 16页矿物加工学矿物加工学约3000多年前，大型青铜铸件“司母戊大鼎”重875kg元素含量为Cu84.77%,Sn11.64%,Pb2.79%,并含有少量的Fe,Cr,Zn,As,Si,Ca等当时已掌握了识别并拣选多种矿物，合理利用它们从而达到控制合金成分比例的技术司母戊大鼎第 17页矿物加工学矿物加工学吴越春秋记载“干将吴人也，能为剑，采五山之铁精，六合之金英”，介绍了2500年前收集和挑选各种合金矿物，用于制造精良兵器的情况出土的越王勾践青铜剑，历经数千年，依然闪烁明亮，异常锋利，经检测剑刃含少量Cr等合金成分考古学家认为：4000多年前，古代中国就已经掌握了区分、拣选并利用天然金属和矿物的技术第 18页矿物加工学矿物加工学u19世纪末至20世纪20年代，世界工业生产快速发展，对矿物原料的需求增大，加上18世纪产业革命的推动，使机械化成为可能，选矿技术从古代的手工作业向工业技术的真正转变u近代大部分的选矿工艺与设备属于这一时期选矿领域的技术发明u19世纪20年代初，黄药、黑药在浮选硫化矿中的工业应用，使选矿技术（包括破碎、筛分、磨矿、重选、电选、磁选、浮选等）能处理大部分天然矿物原料1858年发明了颚式破碎机1883年发明了旋回破碎机1876年德国人Brckner发明了球磨机黄药第 19页随着选矿技术的大规模工业应用，对各种选矿工艺过程机制及基础理论的研究也随之展开第 20页重选重选19世纪下半叶，奥地利人Rittinger提出了“等降现象”，Monroe等人进一步提出“干涉沉降”20世纪40年代，苏联学者提出跳汰是在上升水流中“按悬浮体的相对密度分层”的学说德国学者从床层位能降的角度解释了分层过程英国学者在50年代观察到了剪切运动下层流斜面流中多层粒群的松散分层现象第 21页磁磁电选矿由于物理学的发展，人们早就认识到可用永久磁铁选别磁铁矿石，当电磁铁被用作磁选机的磁场并有了各种工业生产的电磁选矿机后，电磁选矿理论也初步确立第 22页浮选浮选捕收剂的“化学反应假说”或“溶度积假说”矿物的润湿性与可浮性的关系浮选剂的吸附作用机理浮选的活化矿物表面电性与可浮性的关系60年代前后，浮选的三大基本理论，润湿理论，吸附理论及双电层理论已初步形成第 23页学科方向学科方向选矿已具备了较为独立的工程科学体系，有其明确的学科方向：工业技术手工作业基础理论实际经验选矿学科电磁选浮选重选第 24页重重选以流体力学为学科基础，根据不同矿物的密度差异在一定的介质中进行不同矿物的分选第 25页电磁磁选以电磁学为学科基础，根据不同矿物磁性的差异分选不同矿物第 26页浮浮选以表面化学为学科基础，根据不同矿物表面物理化学性质的差异，实现不同矿物的分选第 27页从天然矿石、金属矿、非金属矿、煤炭等中分离富集其中的有用矿物，为冶金化工建材提供原料国外所用“选矿”词汇多为OreDressing”，或“MineralDressing”第 28页u人类对矿物资源的需求不断增加u矿物资源中富矿减少、贫细矿物资源增加u矿山、冶炼厂排出的废水、固体废弃物等对环境的污染与治理问题也开始受到重视u传统选矿技术与理论已不能完全适应解决这些问题矿物加工学矿物加工学20世世纪60年代以来年代以来 第 29页n不仅仅是传统的选矿技术不能有效的解决贫细矿物资源的分离问题资源的源的综合利用是更重要的合利用是更重要的问题第 30页浮选浮选综合利用多学科的知识与新成就，寻找新的学科起点，开发新的科学技术，以实现矿物资源的综合利用分离、富集贫细矿物资源的新技术、工艺和设备对矿物的提纯与精加工环境的综合治理矿物新用途的开发等矿物资源的利用不单纯是通过选矿得到矿产品的问题，而是综合“加工”利用的问题第 31页近几十年来，选矿及相邻学科的科技工作者在选矿学科及交叉学科领域，进行了大量的基础理论与工艺技术的研究u电化学u量子化学u表面及胶体化学u材料科学u紊流力学u生物工程u冶金学u工程及计算机科学与技术第 32页矿物加工学科无论从其学科基础，学科领域及其研究对象方面远比传统选矿学科更广、更深国外从20世纪60年代开始就逐步采用“MineralProcessing”代替“OreDressing”
