緒論

選礦：就是利用礦物的物理或物理化學性質的差異，借助各種選礦設備將礦石中的有用礦物與脈石礦物分離，并達到使有用礦物相對富積的過程。

礦石：指能被利用的礦物資源，一般由礦石礦物和脈石礦物兩部分組成有用礦物；可以利用的金屬或非金屬礦物。

脈石：在礦石中，除了有用礦物外，還含有目前無法富積或尚不能利用的一些礦物，這些無用的礦物稱為脈石。

品位：指產品中金屬或有用成分的質量與該產品質量之比，常用百分數表示。通常用α表示原礦品位；β表示精礦品位；Θ表示尾礦品位。

產率：產品質量與原礦質量之比，叫該產品的產率，通常以γ表示。

回收率：精礦中有用成分的質量與原礦中該有用成分質量之比，稱為回收率，常用Ξ表示。

選礦比：原礦質量與精礦質量的比值。

富礦比：精礦品位與原礦品位的比值，常用Ε表示。

*篇 篩分破碎與磨礦

粒度；描述單一顆粒大小的尺寸稱為粒度。

粒級：用某種方法（如篩分）將粒度范圍寬的物料群分離成若干個粒度范圍窄的級別，這些級別均稱為粒級，各粒級均以其上限粒度（d1）及下限粒度（d2）表示，如d1~d2或d2~d1或—d1+d2。

粒度組成：上述各粒級按粗、細不同順序排列，并指明各粒級站物料群總量的質量百分率，這種資料稱為粒度組成。

平均粒度：描述物料的粒度稱為平均粒度。

網目：單位長度的篩面上所具有的篩孔數稱為網目數，簡稱網目。

篩分：碎散物料通過一層或數層篩面被分成不同粒級的過程稱為篩分。在實驗室或試驗場地為完成粒度分析而進行的篩分稱為試驗篩分。在工廠或礦廠為完成生產任務而進行的篩分稱為工業篩分。

篩分效率：實際得到的篩下產物量與入篩物料中所含粒度小于篩孔的物料量的比的百分數

篩下產物：篩分過程一般是連續的，篩分原料給到篩分機械上以后，小于篩孔尺寸的物料透過篩孔，稱為篩下產物。

篩上產物：大于篩孔尺寸的物料從篩面上不斷排出，稱為篩上產物。

篩分粒度：在一定條件下，篩上產物中的小粒度與篩下產物中的大粒度，都近似等于篩面的篩孔尺寸沒，篩孔尺寸可簡單地認為是篩分粒度。

準備篩分：當篩分是為分選作業提供不同粒級的入選礦物時，稱為準備篩分，

輔助篩分：當篩分作業和破碎作業配合進行時稱為輔助篩分。

預先篩分：若用在破碎前把合格粒級預先篩出叫預先篩分。

檢查篩分：若用在破碎后以控制破碎產品的粒度則叫檢查篩分。

脫水篩分：將伴有水的碎散物料（如渣漿、泥漿、礦漿等

作為篩分原料，以脫出其中液相為目的的篩分稱為脫水篩分。

脫泥、介篩分：為達到一定的工藝目的，將碎散物料或伴水的碎散物料作為篩分原料，脫除其中細粒的篩分，稱為脫泥篩分或脫介篩分。

選擇性篩分：篩分是將碎散物料按幾何尺寸（粒度）進行分離的，但在某些情況下，篩分可將散料按質量分離，如選礦或選煤生產中按品位或灰分分離，這種篩分稱為選擇性篩分。

破碎：在外力作用下使大塊物料變成小塊物料的過程。

破碎比：在破碎過程中，入聊粒度與產物粒度的比值叫做破碎比。

磨礦作業：在磨礦過程中，磨礦機以一定轉速旋轉，處在桶體內的研磨介質由于旋轉時產生離心力，致使它與桶體之間產生一定摩擦力。摩擦力使研磨介質隨桶體旋轉，并到達一定的高度。當研磨介質的自身重力（實際上是重力的向心分力大于離心力時，研磨介質就脫離桶體拋射下落，從而擊碎礦石。同時，在磨礦機轉動過程中，，研磨介質還會有滑動現象，對礦石產生研磨作用。

第二篇 重力選礦

重力選礦：又稱重選，就是根據礦粒間由于密度的差異，因而在運動介質中所受重力、流體動力和其他機械力的不同，從而實現按密度分選礦粒群的過程。

礦粒的密度：單位體積礦粒的質量。密度用P表示，按單位制為kg／m3或g／cm3。

介質阻力：礦粒在介質中運動時，由于介質質點間內聚力的作用，終表現為阻滯礦粒運動的作用力，這種作用力叫介質阻力。

機械阻力：在重力選礦過程中，礦粒運動時所受阻力的來源，一是分選介質作用在礦粒上的阻力，稱為介質阻力。再一是礦粒與其它周圍物體以及器壁間的摩擦、碰撞而產生的阻力，稱機械阻力。

自由運動：礦粒在介質中運動時，若只受到介質阻力，礦粒的這種運動稱做自由運動

干擾運動：若既受介質阻力，又受機械阻力，則稱礦粒作干擾運動。

自由沉降：若礦粒運動只限于在垂直方向，則自由運動稱自由沉降。指介質中除沉降的這個礦粒之外，其它物體的含量很少，整個沉降空間比沉降礦粒的斷面積大很多，以致機械阻力可忽略不計。

等沉現象及等沉比：通過對各種密度、粘度、形狀不同的眾多顆粒，進行沉降速度的測定，發現有時其密度、粒度、形狀都不相同的兩種顆粒，卻有相同的自由沉降速度，這種現象謂之“等沉現象”。將具有相沉降速度的顆粒，稱為“等沉粒”。兩個等沉粒的粒度之比值，叫做“等沉比”，以符號e0表示。等沉比eo通常是以等沉粒中密度小的礦粒粒度作分子，以密度大的礦粒粒度作分母。故等沉比e0是個永遠是大于1的數值。

水力分級：根據礦粒在運動介質中沉降速度的不同，將粒度級別較寬的礦粒群，分成若干窄粒度級別產物的過程。

水力分析：借測定顆粒的沉降速度間接測量顆粒粒度組成的方法。

重介質：通常將密度大于水的介質稱為重介質。

重介質選礦：在密度大于水的介質中選礦稱為重介質選礦。

重液：重液是一些密度高的有機液體或無機鹽類的水溶液。

重懸浮液：是又密度大的固體微粒分散在水中構成的非均質兩相介質。高密度固體微粒起著加大介質密度的作用，故稱為加重質。

重介質分選機：礦粒借助懸浮液在重力場中按密度完成分選過程所用的設備稱重介質分選機。

跳汰選礦：眾多的礦粒混合物，在垂直升降的變速介質流中，技密度差異進行分層和分離的過程，謂之跳汰選礦。跳汰選礦的過程中，所使用的介質可以是水，也可以是空氣。以水作為分選介質時，稱為水介質跳汰或水力跳汰；若以空氣為分選介質，則稱風力跳汰。

斜面流選礦：利用礦粒在斜面水流上運動狀態的差異來進行分選的方法，叫做斜面流選礦。它包括溜槽選礦與搖床選礦。

離心選礦：利用微細礦粒在離心力場中所受離心力大大超過重力，加速礦粒的沉降，擴大不同密度礦粒沉降速度的差別，從而強化分選的重選方法。

搖床選礦：在一個傾斜寬闊的床面上，借助床面的不對稱往復運動和薄層斜面水流的作用，進行礦石分選的一種設備。

可選性：按所要求的質量指標，從原料中分選出產品的難易程度。

數量效率：數量效率是一種相對效率。它是指灰分相同時，精煤實際產率和理論產率的比值。是生產、技術管理中的一個重要指標。但是試驗與計算工作量均較大，不能及時指導生產。

錯配物總量：物料分選或分級時，混入各產品中非規定成分的物料稱為錯配物。

磁選：在不均勻磁場中利用礦物之間的磁性差異而使不同礦物實現分離的一種選礦方法。

電選：利用各種礦物及物料電性質不同而進行分選的一種物理選礦方法。

摩擦電選：利用兩種礦物互相接觸、碰撞和摩擦，或使之與某種材料做成的給礦槽摩擦，產生大小不同而符號相反的電荷，然后給入到高壓電場中，由于礦粒帶電符號不同，產生的運動軌跡也明顯不同，從而使兩種礦物分開。

介電分選：在液體介質或空氣介質中進行的，通常大多在液體介質中進行。

高剃度電選：在介電液中放入介電體（非導體）纖維或小球，此種介電體受到電場極化后，其表面產生極不均勻的電場，從而增加了非均勻電場的作用力。當其中一種礦粒的介電常數大于液體介電常數時，粒子被吸向電場強度及剃度大區域，反之則被排斥而進入低的電場區域，兩種礦粒的運動軌跡而不同，故能使之分開。

介電常數：指帶有介電質的電容與不帶介電質（指真空或空氣）的電容相比，用Ξ表示。

第四篇 浮游選礦

浮選：浮游選礦，重要指泡沫浮選。是按礦物表面物理化學性質的差異來分離各種細粒的方法。

泡沫浮選：以泡沫為載體依據礦物表面物理化學性質的差異分選細粒物料的方法。

浮選過程：在氣、液、固三相體系中完成的復雜的物理化學過程。其實是疏水的有用礦物粘附在氣泡上，親水的脈石礦物留在水中，從而實現，從而實現彼此分離。

充氣量：浮選機正常工作，單位時間、單位浮選槽面積所能吸入氣體的數量。

充氣均勻度：氣泡在礦漿中分布的均勻性。

浮選段數：浮選中磨礦與浮選相結合的次數。

浮選循環：回路，經過一次浮選，得到一種產品稱一個循環。

精礦產率：礦物浮選精礦產品在原礦中所占有的百分比。

潤濕現象： 潤濕是自然界中常的現象，是由于液體固體表面排擠在固體表面所產生的一種界面作用。易被潤濕的表面稱為親液（水）表面，其礦物稱為親液（水）礦物；反之稱為疏液（水）表面，疏液（水）礦物。

潤濕性的度量用接觸角測量法和潤濕測定法，常用接觸角θ。

三相潤濕周邊：當氣泡附著浸入水中的礦物表面，達到潤濕平衡時，氣泡在礦物表面所形成三相接觸點圍成的周邊。（變化---平衡）

潤濕接觸角：過三相潤濕周邊上任一點P作氣液界面的切線δAW，與固液界面δSW之間所形成的包括液相的夾角θ。接觸角θ的大小與接觸的三相界面所具有的各界面張力有關，當各界面張力相互作用達到平衡時，有

接觸角是三相界面張力的函數。說明：不僅與礦物表面性質有關，而且與液相、氣相的界面性質有關。凡能引起改變任何兩相界面張力的因素都可以影響礦物表面的潤濕性。

  當θ>90o時，δSW >δAW 礦物表面不易被水潤濕，具有疏水表面，其礦物具有疏水性,可浮性好。

  當θ<90o時，δSW <δAW 礦物表面易被水潤濕，具有新水表面，其礦物具有新水性，可浮性差。

  因此，對礦物的潤濕性與可浮性的度量可定義為： 潤濕性=cosθ。 可浮性=1-cosθ。

潤濕阻滯: 潤濕過程中，潤濕周邊展開或移動受到阻礙，使平衡接觸角發生改變，這種現象稱為潤濕阻滯。

水化作用：水分子的定向排列，形成水化層。

疏水礦物表面：潤濕性差、接觸角大的疏水表面。

親水礦物表面：潤濕性好、接觸角小的親水表面。

疏水性礦物：礦物表面極性弱，對水分子的引力小，水化作用弱的礦物。

粘附功：礦粒與氣泡附著只有單位面積時，附著前后體系的自由能的變化。

離子的水化作用：水分子在離子表面的定向排列。

定位離子：在雙電層內層吸附的離子。

配衡離子：顆粒表面帶電后，吸引溶液中的反號離子，即雙電層外層吸附的反號離子。

總電位：指礦物表面與溶液之間的電位差。也稱表面電位。

.斯特恩電位：斯特恩層與溶液的電位差。

動電位：滑動面上的電位和溶液內部的電位差，也稱Zate電位。

零電點：礦物表面的靜電荷為零時，溶液中定位離子的負對數值。

等電點：礦物表面電動電位為零時，溶液中定位離子的負對數值。

礦物表面的水化作用：水分子在礦物表面的定向排列。

擴散結構：水化層內水分子的定向排列程度實隨著礦物表面的距離增大而逐漸減弱。水化層是介于礦物表面和普通水之間的過渡區域，類似固體表面的延續。

吸附：是液體（或氣體）中某種物質在相界面上產生濃度增高或降低的現象。

正吸附：當加入某種物質后，使溶液表面能降低，表面層溶質的濃度大于溶液內部的濃度，濃度增高現象。這種物質稱為表面活性劑。

負吸附：當加入某種物質后，使溶液表面能增高，表面層溶質的濃度小于溶液內部的濃度，濃度降低現象。這種物質稱為非表面活性劑。

物理吸附：由分子間力引起的吸附。

特性吸附：雙電層吸附中除靜電吸附以外的吸附。對溶液中某種組分有特殊的親合力。

半膠束吸附：在范德華力的作用下，礦物表面吸附捕收劑的非極性端發生締合作用形成類似膠束的結構。

吸附量：一定溫度下，當吸附達到平衡時，單位面積上所吸附的吸附質的摩爾數，常用“Γ”表示。

二次富集作用：在泡沫層中上層氣泡破滅和機械夾帶的水形成下瀉水流，隨下瀉水流機械夾帶的非目的物重新返回礦漿中，這種在泡沫層中發生的富集作用稱為二次富集作用。

浮選藥劑的作用：調節礦物的可浮性，調整礦漿的浮選性質，改善氣泡的質量，提高氣泡礦化過程的選擇性和浮選速度。

捕收劑：能選擇性地作用于礦物表面并使其疏水的有機物質稱為捕收劑。

調整劑：用于調整其他藥劑（主要是捕收劑）與礦物表面的作用，調整礦漿的性質，提高浮選過程的選擇性。

起泡劑：為表面活性物質，主要富積在水---氣界面，促使空氣在礦漿中彌散成小氣泡，防止氣泡兼并，并提高氣泡在礦化和上浮過程中的穩定性，礦化氣泡上浮后形成泡末層刮出。

三相泡沫：由液、氣、固三相構成的泡沫。

兩相泡沫：由液、氣兩相構成的泡沫。

抑制劑：抑制非目的礦物可浮性的調整劑。

抑制作用：破壞和削弱礦物對捕收劑的吸附，增強礦物表面的親水性，從而降低礦物可浮性的作用

等電點：當沒有特性吸附，ζ電位等于零時，溶液中定位離子活度的負對數值解離度；物料群

中，某礦物的單體解離顆粒數占該粒群中含有該礦物的顆粒總數的百分數。

活化作用：能促進和增強礦物與捕收劑的相互作用，提高礦物的可浮性。

氣泡礦化：浮選過程中，顆粒附著在氣泡上的現象。

礦化氣泡：附著礦粒的氣泡。

浮選動力學：泡沫產品隨浮選時間變化的數量關系。

浮選速度常數：濃度為1時的浮選速度。是一個比例常數。

接觸時間：從碰撞瞬間到發生脫落瞬間所經歷的時間。

誘導時間：從碰撞瞬間到發生附著瞬間所經歷的時間。

接觸曲線：同一種礦物，同一種藥劑，氣泡能否與礦物附著的藥劑用量與pH值之間的關系曲線，稱為接觸曲線。

充氣量：浮選機正常工作，單位時間、單位浮選槽面積所能吸入氣體的數量。

礦漿通過能力：浮選機單位時間內所能處理的礦漿量立方米數。

充氣均勻度：氣泡在礦漿中分布的均勻性。

浮選段數：浮選中磨礦與浮選相結合的次數。

浮選循環：回路，經過一次浮選，得到一種產品稱一個循環。

浮選流程：礦石浮選時，礦漿流經各作業的總稱。

二次富集作用：在泡沫層中上層氣泡破滅和機械夾帶的水形成下瀉水流，隨下瀉水流機械夾帶的非目的物重新返回礦漿中，這種在泡沫層中發生的富集作用稱為二次富集作用。

精選作業：對處選粗選作業的精礦進行分選的作業。

掃選作業：對粗選（或掃選或前序浮選）作業的尾礦進行的分選作業。

粗選作業：浮選工藝中*次對礦漿進行的分選作業。

混汞法：是一種古老而又簡易的選金方法。在礦漿中，金粒被汞（水銀）選擇性地潤濕并形成金汞齊，使它和別的礦物及脈石互相分離，這種方法稱為混汞法。

富礦比：精礦中有用成分的品位和原礦中有用成分的品位之比值。它表示精礦中有用成分的品位和原礦中有用成分的品位高出的倍數。

回收率：選礦的目的就是要把原礦中所含的金屬，大限度地選入到品位更高的精礦中。這個選分過程的程度，可以用金屬回收率來評定。所謂金屬回收率，就是精礦中所含的金屬重量與原礦中該金屬重量的比值，常用百分數來表示。

選擇性絮凝：在含有兩種或多種礦物組分的懸浮液中加入絮凝劑，由于各種礦物對絮凝劑的作用不同，絮凝劑將選擇性地吸附于某種礦物組分的粒子表面，促使其絮凝沉降，其余礦物仍保持穩定的分散狀態，從而達到分離的目的。

第五篇 固液、固氣分離技術

分離技術：主要是指固液之間的分離和固氣之間的分離。

脫水：對選煤廠而言，固液分離是指煤與水的分離，又叫脫水。

固氣分離：指煤粒與氣體的分離，又叫除沉。

重力脫水：指靠重力而實現的脫水。

自然重力脫水：利用物料顆粒表面水分的重力作用而脫水，如脫水斗子及脫水倉的脫水。

重力濃縮脫水：即依靠細粒物料的重力作用，在液體中沉降的方法實現固液分離，

機械力脫水：是指靠機械力而實現的水和物料的分離。

篩分脫水：靠物料與篩面的做相對運動時產生的慣性力而脫水，如直線振動篩的脫水。

離心脫水：利用離心力作用使固液分離或提高煤泥水的濃度，如過濾式離心脫水機和沉降式離心脫水機等的脫水。

過濾脫水：使液體透過細密的纖維織物或金屬絲網而留駐固體，并用真空或壓力以加速其分離的一種固液分離過程。

熱能脫水：指利用熱能使物料中的水汽化而蒸發的脫水，如熱力干燥及日光暴曬等。

磁力脫水：利用強磁場對磁性礦物產生的磁力來實現的固液分離，如磁力脫水槽。

物理化學脫水法：利用吸水性的物體或化學品（如生石灰）吸收水分，從而實現固液分離。

電化學脫水：固液混合物在外加電場作用下，水分子帶正電荷移向陰極，固體細粒帶負電荷移向陽極，從而實現固液分離。

密封：把散塵的設備加密封罩，限制塵埃的擴散，再進行抽風除塵。

濕法除塵：通過噴水加濕物料，減少粉塵的產生。

機械除塵：選煤廠常用的除塵器有單桶旋風除塵器、多管旋風除塵器、水膜除塵器、袋式除塵器。

水的極性：極性分子 →形成氫鍵（一方面影響液態水的結構，另一方面還影響水與固體物料的作用方式）——增加脫水的難度。

水的粘性：（是流體反抗變形的一種性質）以本質上說粘性反映的是流體分子間的相互作用。

水的表面張力：（又稱表面自由能）物質增加單位表面積時外界所做的功。

水的硬度：反映水中鈣、鎂離子的含量的多少。

吸附：利某些固能夠以流體體系中有選擇地凝聚一定組分在其表面上的能力，可用于氣體的干燥、氣體混合物中有價值蒸汽的回收，氣體中有些雜質的清除、石油產品和糖漿的脫色、水中不良氣味的清除。

離子交換法：指利用固相離子交換劑基團所帶的可交換離子，與接觸交換劑的溶液中相同電性的離子進行交換反應，而達到離子的質換、分離、去除、濃縮的目的。

膜分離法：用天然或人工合成的高分子膜，以外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法，統稱為膜分離法。

海倫模型（Haren）：懸浮液的顆粒和流動速度在整個水池斷面上是均勻分布的并保持不變的；懸浮液在分級設備中的流動，是理想的緩慢流動，顆粒只要一離開流動層，即認為已經成為沉物。又稱淺池原理。

細顆粒懸浮液：就是那些在水力分級設備中產生的溢流。

極細懸浮液：是指浮選尾礦水和負標高撈坑的溢流。

化合水分，指的是水分和物質按固定的質量比率直接化合而成為新物質的一個組成部分。它們之間結合牢固，只有在加熱到物質晶體被破壞的溫度才能使化合水分釋放出來。

結合水分；在固體物料和液相水接觸時，在兩相的接觸面上，由于其物理化學性質與固體內部不同，位于固體或液體表面的分子具有表面自由能，將吸引相鄰相中的分子，在固體表面形成水化膜。結合水分又可細分為強結合水和弱結合水。

自由水：自由水也稱重力水，存大于各種大孔隙中，其運動受重力場控制。自由水是容易被脫除的水。

孔隙度：孔隙度大時存在水分多，毛細管作用弱而水分易脫除；孔隙度小時存在水分少，但毛細管作用強水分不易脫除。

比表面積：它是指單位重量物料所具有的總表面積。比表面積越大，吸附的水分越多且不易脫除。

密度：同樣質量的物質，密度在的其體積越小，其比表面積亦小，吸附的水分也少，一般選煤廠產品水分常比選礦廠產品水分高，正是這個道理。

細泥含量：泥質屬親水礦物，一方面它充填于物料間隙而使毛細管作用增強，另一方面它附著在礦粒表面而使物料水分增高，這兩種情況的水均不容易脫除。

粒度組成：物料的粒度組成越小，其比表面積越大，吸附的水分多且不易脫除；物料的粒度組成均勻時，顆粒間空隙較大，容納的水分多但卻易脫除；若粒度組成不均勻，細顆粒充填在粗粒的孔隙中而使顆粒孔隙微小，毛細管作用增強，其水分難于脫除。

篩分脫水：是指物料以薄層通過篩面時發生的水分與顆粒脫離的過程。

干燥：利用熱能從物料中除去少量水分的操作，稱為干燥。選煤廠常用的干燥方法是：以煤燃燒產生的高溫煙氣作為熱介質加熱精煤使煤精煤中水分汽化而達到降低精煤水分的目的。

對流：是流體各部分質點發生相對位移而引起的熱量傳遞過程。當高溫煙氣流體流過被干燥物料時，熱能由流體傳到濕物料表面，使被干燥的物料溫度升高，該過程稱為對流傳熱。

傳導：是熱量從物體中溫度較高的部分傳遞到溫度較低落的部分或者傳遞到與之接觸的溫度較低的另一物體的過程。

輻射：物體內各種原因發出輻射能，其中因熱而發出輻射的過程稱為熱輻射。常以電磁波的形式發射并向空間傳播。當遇到另一物體時，一部分被反射，一部分被吸收，而另一部分則穿透物體。被吸收部分重新轉變為熱能。

高頻：當電解質物料放在高頻振蕩電場時，電能在潮濕的電介質中轉變為熱能，由于介電加熱發生在整個物料的內部，干燥的物料相當均勻。

干燥速度：即單位時間內在單位干燥面積上被干燥精煤所能汽化的水分質量。用干燥速度可表示物料中水分汽化的快慢。

干燥曲線：精煤平均水量與干燥時間的關系曲線。根據精煤含水量隨時間的變化值可求得干燥速度。

干燥速度曲線：干燥速度和干燥時間的關系曲線。

粉塵：在篩分和運輸等工藝過程中產生，并在形成過程中末發生任何物理或化學的彎化者稱為粉塵。

煙塵：系指在生成過程中伴隨著物理或化學的變化。

速度限制層：在理論上，把具有小單位面積處理能力的濃度層稱為速度限制層。

架橋作用：一般高分子化合物都有很長的分子鏈，而且鏈上有很多活性基團，這些活性基團能在顆粒表面進行吸附。若一個這樣的分子鏈能同時吸附兩個或兩個以上微粒，那么就會把微粒像架橋一樣地連接起來而形成絮團。這種作用又稱架橋作用。

比表面積粒度：與顆粒具有相同比表面積的球體的直徑

凝 聚：在懸浮液中加入電解質而使懸浮液失穩的現象，叫做凝聚。

通過粒度：指分級設備的溢流中固體物通過量為95%的標準篩孔直徑。

投影粒度：在垂直于穩定平面上與顆粒具有相同投影面積的球體的直徑

水力分級：根據顆粒在水介質中的沉降速度的不同，將寬級別粒群分成兩個或多個粒度相近的窄級別的過程。

過 濾：工業上指通過一種介質使固體分開而實現固液分離的過程，均稱為過濾。