化学选矿复习题Word文件下载.docx
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采用碱性络合剂使某些金属阳离子组分呈可溶性络合物的形态留在溶液中，而溶液中的其他金属阳离子则水解沉淀析出，从而达到浸出和分离的目的。
全容量：
指单位体积（或重量）树脂所具有的交换基团的总数目（或可交换离子的总数）。
硫酸化焙烧：
硫化矿物在氧化气氛条件下加热，将部分硫脱除转变为相应硫酸盐的过程。
协同萃取：
两种或两种以上的萃取剂混合物，萃取某些被萃物的分配系数大于其在相同条件下单独使用时的分配系数之和的现象称为协同效应。
萃余率：
萃余液中被萃物的剩余质量分数称为萃余率。
渗滤浸出：
浸出剂在重力作用下自上而下或在压力作用下自下而上通过固定物料层的浸出过程
萃取率：
萃取平衡时被萃物从水相转入有机相的质量百分数。
电极电位：
当金属板放入电解质溶液中，将在电极板和电解质溶液间形成双电层，双电层间的电位差称为该金属的电极电位。
电能效率：
电解生产中获得一定量的金属在理论上所需的电能量与实际消耗的电能量的比值的百分数。
槽电压：
电解槽内两相邻阴阳电极之间的电位差。
二、填空题：
1、焙烧多相化学反应过程大致可分为气体的扩散与吸附—化学反应两个步骤。
2、浸出方法和浸出试剂的选择主要取决于被浸原料的矿物组成和化学组成、浸出目的、原料的结构构造、浸出剂的价格、对矿物原料的反应能力及对设备材质的要求等。
3、常用的碱性浸出试剂有碳酸钠、苛性钠、氨水、硫化钠四种。
4、高价铁盐浸取铋中矿的pH值控制在2以下的原因是防止氯化铋水解呈氯氧铋和氢氧化铋沉淀析出。
5、所谓萃取过程的三相现象是指萃取过程正常时只存在两个液相，若在两相之间或水相底部出现第二个有机相，则认为萃取过程出现了三相。
6、根据捕收剂与金属离子作用产物的形态，离子浮选可分为泡沫离子浮选和浮渣离子浮选两种类型。
7、多级萃取流程按有机相和水相的流动接触方式可分为错流萃取、逆流萃取、
和分馏萃取、回流萃取四种流程。
8、影响氧化焙烧和硫酸化焙烧的主要因素是焙烧温度和炉气成分。
9、还原焙烧常用的还原剂为固体炭、一氧化碳气体和氢气。
10、所谓浸出是指浸出剂选择性地溶浸矿物原料中某矿物组分的工艺流程。
11、离子交换技术制备高纯水的基本工艺过程包括阳柱、除气塔、阴柱、混合柱四个过程。
12、依被浸物料和浸出试剂运动方向的差别可分为顺流浸出、逆流浸出和错流浸出三种流程。
13、化学选矿主要包括原料准备，焙烧，浸出和固液分离，浸出液的净化，制取化学精矿等六个主要作业。
14、浸出原料为高价金属氧化物和氢氧化物时，应采用常压还原酸浸。
15、按药剂配方和技术条件控制的不同，载金炭解吸的方法有常压碱-氰化物解吸法，常压碱-乙醇（甲醇）-氰化物解吸法，高浓度碱-氰化钠水溶液预处理，去离子水或软化水洗涤解吸法，加压碱-氰化物解吸法，预先酸洗，然后碱-氰化物解吸法和非氰化物解吸法六种。
16、氰化浸金宜在pH值为9-12的介质中进行。
三、简答题
1、何为氧化焙烧，何为硫酸化焙烧，控制焙烧产物的主要因素有哪些？
其判据是什么？
答：
硫化矿物在氧化气氛条件下加热，将全部（或部分）硫脱除转变为相应金属氧化物（或硫酸盐）的过程，称为氧化焙烧（或硫酸化焙烧）。
由于各种金属硫酸盐的分解温度和分解自由能不同，控制焙烧温度和炉气成分即可控制焙烧产物。
判据：
当炉气中的三氧化硫分压大于金属硫酸盐的分解压时，产物为金属硫酸盐，过程为硫酸化焙烧；
反之，金属硫酸盐分解，焙烧产物为金属氧化物，过程为氧化焙烧。
因此，在一定温度下，硫化矿物氧化焙烧产物取决于气相组成和金属硫化物、氧化物及金属硫酸盐的离解压。
2、简述氰化浸金的作用机理，氰化浸金为什么要使用保护碱？
机理：
①金的平衡电位较银低，金更容易被氰化物浸出。
同时，金银的平衡电位皆随氰根浓度的增大而降低即溶液中游离的CN-浓度越大，金银的平衡电位下降越大，金银越易被浸出。
②在氰化液中溶解氧的氧化能力可使金银氧化而转入溶液中，同时生成过氧化氢，过氧化氢又可促进金银的溶解。
③浸出矿浆经固液分离后常用锌置换法从贵液中回收金银，溶炼置换所得金泥可得合质金。
使用保护碱的原因：
①为了维持氰化物在水溶液中的稳定性，减少其水解损失加入足够量的碱。
②加入碱可中和矿物氧化及二氧化碳溶解产生的酸，以及促进一些金属矿物氧化产物水解沉淀。
③pH=9.0时氰化溶解金银的推动力最大，加入碱使溶液的pH维持在8-10，以稳定操作。
④保护碱对细粒物料的絮凝作用，于脱水作业也是有利的。
2、某氧化铋矿浸出矿浆的液固比R=3，浸液含铋10克/升，采用一次过滤三级逆流洗涤流程进行固液分离。
已知D=0.6，L=1.8，CW=0。
试计算错流洗涤和逆流洗涤时洗涤液中的铋含量，洗渣液相中的铋含量，洗涤效率以及过滤洗涤铋的总回收率。
3、稀释剂、添加剂、盐析剂和络合剂在萃取过程中各起什么作用？
A稀释剂的作用主要是降低有机相的密度和黏度，以改善分相性能、减少萃取剂损耗,同时可以调节有机相中萃取剂的浓度，以达到较理想的萃取效率和选择性；
B加入添加剂是为了改善有机相的物理化学性质，增加萃取剂和萃合物在稀释剂中的溶解度，抑制稳定乳浊液的形成，防止形成三相和起协萃作用；
C盐析剂的作用是多方面的：
同离子效应；
盐析剂离子的水化减小了自由水分子浓度，抑制了被萃组分的水化或亲水性；
盐析剂还可降低水相的介电常数，增加了带电质点间的作用力；
可以抑制被萃组分在水相中的聚合等。
D萃取时加入络合剂是为了提高分离系数。
4、氟碳铈矿—独居石混合型稀土矿碱法浸出的工艺流程、原理及步骤？
原理：
一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀，在高温下熔融反应，稀土精矿即被分解，稀土变为氢氧化稀土，把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱，然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解，稀土被溶解为氯化稀土溶液，调酸度除去杂质，过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。
步骤：
1、酸浸（化选）除钙2、液碱分解3、盐酸溶解4、盐酸溶解回调5、硫酸全溶
5、树脂的预处理步骤如何？
①先将树脂放入水中浸泡24h让其充分膨胀；
②再用水反复漂洗以除去色素、水溶性杂质和灰尘；
③将水排净后再用95%乙醇浸泡24h以除去醇溶性杂质，将乙醇排净后用水将乙醇洗净；
④经充分溶胀并除去水溶性和醇溶性杂质后的树脂，用湿筛或沉降分级法得到所需粒级的树脂。
6、氯化离析加入炭粒的作用有哪些？
（1）炭粒与水反应产生H2。
（2）H2吸附于炭粒表面，将氯化亚铜蒸汽还原为金属铜粒。
（3）炭粒则为金属铜沉积和发育的核心。
7、固液分离流程分为哪两大类，其采用的设备分别为什么？
（1）制取清液流程：
洗涤作业可在沉淀池中间断的进行，也可在浓缩机中连续逆流洗涤。
浓缩可在搅拌槽，沉淀池或浓缩机中进行。
（2）粗砂分级流程：
常用流态化塔或螺旋分级机进行分级和粗砂洗涤，采用水力旋流器进行控制分级和进行细砂洗涤。
8、电位—pH图对于研究浸出过程的热力学具有什么意义？
它可指明反应自动进行的条件、指明组分在水溶液中稳定存在的区域和范围。
它可为浸出、分离和电解等作业提供热力学依据，成为研究浸出、分离和电解等作业热力学的常用工具。
方便地推断出反应的可能性，及生成物的稳定性，可形象直观地描述溶液中化学平衡条件，反应进行方向，反应限度及某种组分的优势区域，同时也可对现有生产工艺进行理论剖析，改善完善现有生产方法，另外还有预测新方法，新工艺。
9、金的化学提取方法有哪几种，其适用场合如何？
①氰化法：
收率高达90%以上，对矿石适应性强，方法简单，成本低，能就地产金
②硫脲法：
硫脲法浸金一般在酸性介质中进行，通常用Fe3+作氧化剂。
③多硫化物法：
用多硫化物浸取含金硫化精矿,金的浸出率为93%。
④硫代硫酸盐法：
硫代硫酸盐可用作浸金溶剂来直接浸金
⑤氯化法⑥溴法⑦碘法⑧热酸盐提金法
10、简述氰化浸金的作用机理，如何控制氰化浸出的过程？
金的平衡电位较银低，金更容易被氰化物浸出。
影响因素：
氰浓度和氧浓度、矿浆PH值、金矿物的原料组成、浸出温度、金粒大小、矿泥含量、矿浆浓度及浸出时间
①控制矿浆的pH在9-12为宜。
②控制浸出温度，一般在大于15-20℃常温下进行浸出。
③控制矿浆浓度，一般小于30%-33%。
含泥多时应小于22%-25%。
④控制氰化浸出时间，一般搅拌浸出时间常大于24h。
11、提高二段浸出流程浸出率有哪些措施？
（1）难浸物料与易浸物料分开浸出；
第一段浸出难浸物料，利用第一段浸出矿浆中的剩余浸出剂进行第二段易浸物料的浸出。
（2）低酸浸出和高酸浸出分开进行；
第一段进行低酸浸出以浸出易浸物料，第一段浸渣制浆后进行第二段高酸浸出，浸出难浸物料，浸出液返回一段进行低酸浸出。
（3）氧化浸出和还原浸出分开进行；
第一段进行氧化浸出，矿浆进行固液分离作业，一段浸出液送第二段进行还原浸出，加入被浸物料以还原第一段浸出液中的剩余氧化浸出剂。
12、请回答钨矿物原料除杂的原理及除杂的流程。
13、请简答低品位钨矿物原料的化学处理原则流程及原理。
14、何谓电解沉积法？
与金属置换法相比有什么特点？
电解沉积法是指在电解条件下阳极不溶，只使目的组分不断在阴极析出。
直至溶液中的目的组分降至一定值后正常电极作业无法进行为止。
特点：
金属置换法可从浸出液中直接沉析出海绵状的粗金属，它需送冶炼加工才能获得纯金属。
电解沉积法可直接得到供用户使用的纯金属。
15、简述细菌浸出的原理，以细菌浸出黄铜矿为例说明。
原理：
利用细菌或其代谢产物使矿物组分氧化、还原等化学反应破坏矿物结构，使有关组分转入浸出液中的浸出过程。
1细菌的直接作用：
硫化矿床的酸性水中生活的氧化铁硫杆菌等细菌，在氧化过程中，直接破坏了黄铜矿矿物晶格，使矿石中的铜及其它金属组分呈硫酸盐的形态转入溶液中。
②细菌的间接催化作用：
在氧和硫酸的存在下，细菌可起到催化作用，黄铜矿可在细菌的催化作用下被氧化。
16、按萃取机理将萃取过程分为哪几种萃取方法？
①中性萃取②离子缔合萃取③酸性配合萃取④协同萃取
17、推导分步水解法分离浸出液中各种金属离子的原理。
Men+＋nOH－→Me（OH）n↓
18、影响金属置换的主要因素有那些？
溶液中的氧浓度、溶液中的pH值、被置换金属离子浓度、溶液温度、置换剂与被置换金属的电位差
置换剂的粒度、溶液流速、搅拌强度
19、写出浸出过程的四种典型化学反应方程及其平衡表达式，指出它们的受控因素。
（1）有氢离子参加的氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示:
aA+mH++ne→bB+cH2O
（取决于平衡还原电位和溶液的PH值）
（2）无氢离子参加的氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示:
aA+ne→bB
（取决于平衡电位）
（3）有氢离子参加的非氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示:
aA+mH+→bB+cH2O
（决定于溶液的PH值）
（4）无氢离子参加的非氧化还原反应A物质变为B物质的反应可用下式表示:
aA→bB
（取决于反应平衡常数）
20、某铜矿浸出液含有铜15克/升，拟采用逆流萃取流程进行净化富集，已知相比R=1/3,D=9,萃余液中含铜小于0.15克/升，求萃取理论级数是几级？
21、铜电积的工作原理是什么？
影响铜电积的主要因素有那些？
在外电场作用下，溶液中的硫酸铜分解成铜离子和硫酸根，铜离子在阴极上获得电子还原成金属铜，并沉积在阴极上。
溶液中的水，则在电场作用下分解成氢离子和氢氧根离子而氢氧根则在阳极上失去电子，析出氧气。
即：
CuSO4+H2O→Cu↓+H2SO4+
O2↑影响因素：
①电解液组成②电解液温度③电解液循环速度④电流密度⑤极间距⑥添加剂
22、简述氰化浸金的优缺点。
优点：
工艺成熟、技术经济指标稳定收率高达90%以上，对矿石适应性强，方法简单，成本低，能就地产金
缺点：
氰化物剧毒，处理不当会对环境造成严重污染
23、简述流态化塔作为浓缩分级设备的工作原理。
生产中常用流态化塔进行逆流浸出和处理浸出矿浆，以除去粗砂和进行粗砂洗涤。
它是利用固体颗粒和液体在垂直系统中逆流相对运动的广义流态化理论，以达到无级连续逆流洗涤和固液分离的目的。
24、请简答风化壳淋积型稀土矿提取的三代工艺流程。
（1）氯化钠浸取工艺
（2）硫酸铵浸出工艺（3）原地浸出工艺
25、某氧化铜矿浸出矿浆的液固比R=3，浸液含铜5克/升，采用一次过滤三级逆流洗涤流程进行固液分离。
已知D=0.6，L=1.5，CW=0。
试计算错流洗涤和逆流洗涤时洗涤液中的铜含量，洗渣液相中的铋含量，洗涤效率以及过滤洗涤铜的总回收率。
化学选矿复习题目和答案
一、填写题（每题1分，共10分）
1、混汞法是一种古老的提金方法，主要用来回收矿石中呈游离状态或单体解离的自然金。
，适合于混汞的金粒粒度一般在0.2－0.015mm之间。
2、离子交换树脂是一种具有三维结构多孔网状的不溶不熔的高分子物。
合成树脂可有聚合和缩合两种方法。
3、化学选矿中的脱水常较物理选矿产品脱水困难。
化学选矿中的悬浮液（矿浆）常具有腐蚀性。
4、吸附和淋洗（解吸或洗提）是离子吸附净化法的两个基本作业。
一般在吸附和淋洗作业后均有洗涤作业。
5、氯化浸出实施各种氯化即使目的组分呈可溶性氯化物形态转入溶液的浸出过程。
常用的试剂为：
盐酸、氯盐、氯气、电氯化等。
6、氧化焙烧温度应高于相应硫化物的着火温度，而硫化物的着火温度与其粒度有关。
7、铝土矿生产氧化铝的目前主要用碱法，碱法中有拜耳法、烧结法和联合法
8、拜耳法是目前生产氧化铝的主要方法，但拜耳法只适用于铝硅比高（A/S≥9）的优质铝土矿，这是因为在溶出过程中铝土矿中的主要杂质SiO2生成水合铝硅酸钠进入赤泥，造成氧化铝和碱的消耗。
9、烧结法将高硅铝土矿（A/S＝3－5）在碱浸出前进行焙烧预处理，高温下SiO2与配入的石灰反应生成硅酸钙，在碱浸时硅酸钙进入赤泥，矿石中的SiO2原则上不造成三氧化铝和碱的消耗。
10、活性炭的预处理，活性炭在使用前的预处理包括用清水搅拌浸泡和筛分除屑两个过程。
二、名词解释（每题4分，共40分）
1、焙烧：
目的是使有用组分转变成容易浸出或容易用物理选矿方法分选的状态。
焙烧产物有焙砂、粉尘、湿法收尘液或泥浆，根据产物组成及性质采用相应的方法从中回收有价成分。
焙烧可分为还原焙烧、氧化焙烧和氯化焙烧等。
2、固液分离采用沉降倾析、过滤和分级等方法处理浸出矿浆，以便获得供后续作业处理的澄清液或固体物料。
化学选矿常常需要固液分离作业，使悬浮物与溶液分离。
3、净液：
为了获得高品位的化合物或金属产品，浸出液常常采用化学沉淀、离子交换、有机溶剂萃取、离子浮选、两液浮选、沉淀浮选等方法，除去有害杂质，获得最终产品。
4、化学选矿：
基于矿物和矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物化学组成，然后用相应的方法使目的组分富集的矿物加工工艺。
5、离子交换容量：
单位质量的干离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价离子的物质的量（mmol）。
6、盐浸：
盐浸是用无机盐水溶液或其酸性液（或碱性液）作浸出剂的浸出方法。
7、浸出液净化方法：
离子沉淀（包括水解沉淀、硫化沉淀）法、置换沉淀法、加压气体还原法、共沉淀法等净化法
8、化学选矿：
是基于矿物和矿物组成的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物组成，然后用相应方法使目的组分富集的矿物加工工艺。
9、混汞法提：
混汞法提金是基于汞能选择性地湿润金粒表面，进而向金粒内部扩散生成汞齐这一原理，使金与其它金属硫化物及脉石相分离。
10、还原度：
生产中采用还原度来衡量还有磁化焙烧过程，它是还原焙烧矿中FeO含量与铁含量比值的百分数。
三、多选题（每题2分，共20分，错选多选不得分，少选选对一个得0.5分）
1、复杂难选铁矿石的种类及性质含铁矿物种类繁多，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（）等
A磁赤铁矿B钛铁矿C褐铁矿D菱铁矿
2、铁矿石中的有害杂质是指那些对冶炼有妨碍或使冶炼不易获得优质产品的元素，通常有（）等
A磷B铅C铜D钒
3、炭浆法的优点有（）
A工艺适应性强；
B工艺流程简化C金回收率高D有利于环境保护
4、焦炉煤气中的主要还原成份有（）
ACO2BCOCH2DCH4
5、生产中常用作焙烧还原剂的是（）
A煤气B天然气C焦炭D煤粉
6、对活性炭吸附容量有影响的因素有（）
A炭粒度；
B矿浆酸碱度；
C炭的类型；
D矿浆浓度
7、矿浆除屑目的是除去木屑、砂粒、导火索、导爆管、塑胶炸药袋和橡胶轮胎等的碎片、渣子。
设备一般是用各种筛子，一般设置在（）
A分级机溢流处；
B水力旋流器前；
C脱水浓缩前；
D磨矿前
8、炭浆法的缺点有（）
A吸附需要耐磨炭；
B需要严格除渣；
C物料平衡计算困难D不适宜处理含银较高的金矿石及高品位金精矿。
9、对金的物理性质描述真确的是（）
A金具有极好的延展性B纯金具有瑰丽的金黄色C具有良好的导电性和导热性D具有很高的硬度
10、氨是金属（）的有效浸出剂。
A铜B金C钴D镍
1、ABCD2、AB3、ABCD4、BCD5、ABCD6、BC7、ABC
8、ABD9、ABC10、ACD
四、选择题（每题10分，共30分）
1、传统的选矿方法存在的缺陷
传统的选矿方法对成分复杂、嵌布粒度微细、有价成分含量较低的矿石、冶金或化工行业的中间产品、工业生产的废料以及城市生活废弃物的处理收效甚微，而化学选矿为开发利用上述资源提供了有效的、合理的、有前途的途径。
2、化学选矿和物理选矿的比较
在处理对象和目的方面化学选矿和物理选矿相同，都是处理矿物原料和使目的组分富集、分离及综合利用矿物资源，但其应用范围较物理选矿法宽，除处理难选原矿外，还可处理物理选矿的中间产品，物理选矿的尾矿、粗精矿、混合精矿及可以从三废中回收有用组分。
而在选矿原理和产品形态方面，化学选矿法与物理选矿法完全不同。
物理选矿仅利用矿物物理性质的差异而不改变矿物组成的矿物分选过程，用的是物理方法，而化学选矿则是利用矿物和矿物组分化学性质的差异而改变矿物组分的分选工艺，用的是化学方法。
3、贫硫化物金矿石的选矿处理。
答：
1）当金与硫化物共生关系密切时，可用简单的选矿工艺流程处理，便可获得较好的选矿指标；
2）当金与石英关系密切时，可浮性差，可采用不同的选矿方法；
3）对于粗粒金可用重选法和混汞法回收；
4）对于细粒金多采用浮选法得出浮选精矿，在用氰化法处理；
5）对于很难选的贫矿石，可考虑采用全泥氰化法回收6）而对于被铜、铅等矿物包裹的金，也可采用高梯度磁选法回收。
4、从载金炭上解吸金的影响因素有那些？
1解吸温度2解吸剂3有机溶剂4解吸时间5解吸液的体积和流速6其它离子
5、工业中常用的金解吸方法有那些？
1）常压碱-氰化物法（Zadra法）；
2）水溶液解吸法（AARL法）；
3）有机溶剂洗脱法（Heinen法）；
4）高压解吸法（Potter法）；
5）非氰化物解吸法。
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