《矿物加工颗粒学》求取 ⇩

前言1

基础篇1

1 绪论1

1.1 颗粒与颗粒学1

1.2 颗粒的分类1

1.2.1 按成因分类1

1.2.2 按粒度大小分类2

1.3 颗粒学的应用2

参考文献3

2 颗粒几何特征4

2.1 颗粒的大小4

2.1.1 粒径和粒度4

2.1.2 粒度分布8

2.2 颗粒的形状16

2.2.1 颗粒形状的定性分析17

2.2.2 颗粒形状的定量分析17

2.2.3 形状系数的应用23

2.3 颗粒表面25

2.3.1 颗粒表面的形貌25

2.3.2 颗粒的比表面积与理论计算29

参考文献31

3 颗粒测量33

3.1 测量方法的分类33

3.2 测量方法的选择33

3.3 采样与处理35

3.3.1 取样规则36

3.3.2 大量物料中的取样36

3.3.3 悬浮液取样37

3.3.4 试样的制备38

3.3.5 被测物料的分散处理42

3.4 颗粒粒度的测定45

3.4.1 粒度测量方法分类45

3.4.2 粒度测定方法46

3.5 比表面积测定62

3.5.1 气体吸附法63

3.5.2 气体渗透法66

3.5.3 压汞法67

3.6 孔径大小的测定68

3.6.1 孔尺寸分类68

3.6.2 显微照相法68

3.6.3 压汞法69

3.6.4 气体吸附法70

3.7 颗粒在线分析71

3.7.1 HIAC颗粒计数器71

3.7.2 超声波衰减测定71

参考文献73

4 颗粒堆积75

4.1 典型的堆积参数75

4.2 球体的堆积76

4.2.1 等径球体的有规则排列76

4.2.2 等径球体的随意堆积76

4.2.3 异径球体的堆积77

4.3 颗粒的堆积78

4.3.1 不连续尺寸颗粒的堆积78

4.3.2 连续尺寸颗粒的堆积81

4.3.3 空隙率的理论计算82

4.4 颗粒紧密堆积理论83

4.4.1 Horsfield和Fuller的紧密堆积理论83

4.4.2 Alfred方程84

4.4.3 隔级堆积理论85

4.4.4 紧密堆积的经验85

4.5 影响颗粒堆积的因素86

4.6 堆积理论的应用88

4.6.1 指导流程和设备选择88

4.6.2 指导研究和生产88

4.6.3 控制工艺和产品质量88

参考文献89

5 颗粒物理91

5.1 颗粒的磁性91

5.1.1 物质的磁性91

5.1.2 矿物颗粒的磁化96

5.1.3 颗粒体的堆积率与磁性98

5.1.4 超微细磁性颗粒的应用实例99

5.2 颗粒的光学性质99

5.2.1 光在分散体系中的传播99

5.2.2 光的散射100

5.2.3 光的反射103

5.2.4 光的吸收103

5.2.5 光的衰减105

5.3 颗粒的电性105

5.3.1 颗粒的带电现象105

5.3.2 颗粒带电的机理106

5.3.3 颗粒带电量的测量108

5.3.4 颗粒体的电性109

5.4 颗粒的热学性质112

5.4.1 能量分析和热力学关系112

5.4.2 颗粒的熔点和溶解度114

5.4.3 热容116

5.5 颗粒的其它物理性质118

参考文献119

6 颗粒的界面化学121

6.1 表面现象和表面能121

6.1.1 表面现象121

6.1.2 固体的表面能和表面应力121

6.1.3 固体表面能的估算122

6.1.4 固体表面能的实验测定124

6.1.5 表面活性127

6.2 颗粒界面的吸附特性128

6.2.1 概述128

6.2.2 颗粒对气体和水蒸汽的吸附128

6.2.3 颗粒在溶液中的吸附130

6.3 矿粒表面的润湿性136

6.3.1 润湿的物理意义和宏观判别指标136

6.3.2 矿物的亲水性和疏水性137

6.3.3 颗粒润湿性的测量138

6.4 颗粒的分散与凝聚141

6.4.1 状态及类型142

6.4.2 气体中粒子的凝聚142

6.4.3 液体中颗粒的分散与凝聚147

参考文献151

7 颗粒的机械力化学153

7.1 机械力化学的概念153

7.2 机械力诱发矿物结构的变化153

7.2.1 晶体矿物的结构变化153

7.2.2 非晶体矿物结构的变化161

7.3 物理化学性质的变化161

7.3.1 分散度161

7.3.2 溶解度和溶解速率162

7.3.3 密度165

7.3.4 电性166

7.3.5 颗粒表面的吸附能力167

7.3.6 离子交换和置换能力169

7.3.7 表面自由能170

7.4 机械力化学反应170

7.4.1 断裂形变伴随的化学现象171

7.4.2 机械力化学分解反应172

7.4.3 相间机械化学反应173

参考文献176

8 颗粒力学178

8.1 概述178

8.2 颗粒接触点上的间力178

8.2.1 固体表面间的摩擦力178

8.2.2 颗粒间的内聚力178

8.3 颗粒体的摩擦角特性180

8.3.1 内摩擦角180

8.3.2 安息角181

8.3.3 壁摩擦角和滑动摩擦角182

8.3.4 运动角182

8.3.5 空隙率对颗粒体角特性的影响183

8.4 颗粒体的剪切强度和剪切试验185

8.5 颗粒体的抗拉强度188

8.5.1 颗粒体抗拉强度的测量188

8.5.2 抗拉强度分析191

8.6 颗粒体的压制193

8.6.1 颗粒体的压制机理193

8.6.2 颗粒体容积随压制压力的变化194

8.6.3 压制状态下颗粒体的密度分布196

参考文献197

9 颗粒与流体混合物的流动199

9.1 颗粒在流体中运动的基本概念199

9.1.1 微细颗粒在流体中的扩散199

9.1.2 流体对颗粒运动的阻力203

9.1.3 颗粒的沉降速度204

9.2 颗粒悬浮液的流变学209

9.2.1 牛顿流体和粘度209

9.2.2 非牛顿流体按流变特点的分类209

9.2.3 与时间无关的非牛顿流体210

9.2.4 与时间有关的非牛顿流体212

9.2.5 流变特性测量和数据解析212

9.3 颗粒与流体混合物管道流动的基本概念214

9.3.1 颗粒物料管道输送概述214

9.3.2 机械能量平衡和压力降的关系216

9.3.3 流动型态和转变速度217

9.4 水平管流动流型的转变速度218

9.4.1 固-液混合物不对称悬浮流速V？2219

9.4.2 固-气混合物不对称悬浮流速V？2220

9.5 水平管流动中的压力降220

9.5.1 压降的一般表达式220

9.5.2 对称悬浮流动的压降(V？>Vml)222

9.5.3 不对称悬浮流动的压降(m2223

9.6 非牛顿流体在圆管内的流动225

9.6.1 过渡流速的确定226

9.6.2 层流的摩阻损失227

9.6.3 套流的摩阻损失229

参考文献232

10 颗粒的流态化234

10.1 概述234

10.2 气-固流化状态234

10.2.1 气--固流化床的基本装置234

10.2.2 气流通过床层的状态235

10.3 流化床的似流体特性236

10.4 流化床的基本参数238

10.4.1 临界流化速度与终端流化速度238

10.4.2 流化床的特征数239

10.4.3 流化床的空隙率240

10.4.4 流化床的压降240

10.4.5 流化床的密度241

10.5 流态化的分类与判别244

10.5.1 流态化的分类244

10.5.2 流化状态的判别245

10.6 流化床中的气泡行为及不稳定现象246

10.6.1 气-固流化床的物相组成246

10.6.2 流化床中气泡的产生与合并247

10.6.3 流化床中的几种不稳定现象249

参考文献251

应用篇253

11 超细粉碎设备及工艺253

11.1 概述253

11.2 冲击式超细粉碎设备及工艺253

11.2.1 高速机械冲击式磨机253

11.2.2 气流磨255

11.3 磨介运动式磨机262

11.3.1 搅拌磨262

11.3.2 振动磨263

11.4 无磨介运动式磨机265

11.4.1 雷蒙磨266

11.4.2 胶体磨266

11.4.3 高压辊磨机267

11.4.4 行星磨268

11.5 微细分级设备及工艺269

11.5.1 概述269

11.5.2 干式分级机269

11.5.3 湿式分级机271

11.6 超微粉碎与分级设备的选择及应用273

11.6.1 工艺设备的选择273

11.6.2 微细粒粉碎及分级设备的应用273

11.7 助磨剂276

11.7.1 概述276

11.7.2 助磨剂的分类及应用277

11.7.3 助磨剂的作用机理279

参考文献281

12 磁选新技术在细粒物料分离中的应用283

12.1 概述283

12.2 高梯度磁分离技术的原理284

12.3 高梯度磁分离设备286

12.3.1 周期式高梯度磁分离机286

12.3.2 连续式高梯度磁分离机287

12.3.3 高梯度磁分离机的发展287

12.4 高梯度磁分离技术的应用289

12.4.1 弱、顺磁性矿物的分选289

12.4.2 钢铁工业用水的HGMS处理289

12.4.3 电厂用水的处理290

12.4.4 HGMS在化学工业中的应用292

12.4.5 HGMS在医学方面的应用292

12.5 磁絮凝分选法293

12.5.1 强磁性矿物粒子的磁絮凝分选293

12.5.2 弱磁性矿物微粒的磁絮凝分选294

12.6 磁种分选法298

12.6.1 磁种分选法基本原理298

12.6.2 磁种的类型及其制备300

12.6.3 磁种分选法的应用301

参考文献303

13 微细粒难选矿物及物料的分离技术305

13.1 概述305

13.2 选择性疏水聚团分选法305

13.2.1 选择性疏水聚团分选的基本原理305

13.2.2 选择性疏水聚团工艺的特点及应用306

13.3 剪切絮凝浮选309

13.4 载体浮选311

13.5 双液分离分选法314

13.6 特殊浮选317

13.6.1 特殊浮选的基本原理317

13.6.2 特殊浮选的应用320

13.7 微生物冶金技术323

13.7.1 微生物冶金技术在矿物工程中的应用323

13.7.2 微生物在工业废水处理中的应用327

参考文献327

14 超纯煤的制选工艺330

14.1 概述330

14.2 化学深度脱灰法330

14.2.1 氢氟酸法330

14.2.2 常规酸碱法332

14.2.3 熔融碱沥滤法(MCL)338

14.2.4 化学煤339

14.3 物理化学深度脱灰法342

14.3.1 油团聚脱灰法342

14.3.2 油团聚脱灰机理及工艺因素346

14.4 两种深度脱灰法的对比356

参考文献357

15 流态化分离技术359

15.1 概述359

15.2 流态化分离的基本原理360

15.2.1 提高干法选煤效果的有效途径360

15.2.2 矿物颗粒在气-固流化床中的受力分析361

15.3 流化状态的控制及实验研究方法363

15.3.1 矿物分选对流化床的要求363

15.3.2 流化床实验研究系统364

15.4 高密度稳定流化床技术及静态分离365

15.4.1 气-固两相流化床散式化的途径365

15.4.2 分布器365

15.4.3 加重质及混合技术366

15.4.4 流化气速与压力的选择368

15.4.5 流化床均匀稳定性测试368

15.4.6 影响流化床的其它因素370

15.4.7 流化床模型静态分离试验研究371

15.5 流化床连续分选设备372

15.5.1 流化床分选机研究设计概况373

15.5.2 大型流化床的均匀稳定377

15.5.3 连续分选的实现379

15.5.4 流化床分选机工艺参数的合理选择380

15.6 流化床选煤工艺系统及计算方法381

15.6.1 流化床选煤工艺流程381

15.6.2 流化床分选产品计算原则384

15.6.3 介质系统计算原则385

15.7 分选过程的动态稳定性与操作386

15.7.1 分选过程动态稳定性分析386

15.7.2 流化床选煤过程中的操作388

15.7.3 流化床密度与床高的测控388

15.8 评价与展望391

15.8.1 50t/h流化床选煤系统的效果391

15.8.2 评价391

15.8.3 展望与发展393

参考文献394

16 高浓度水煤浆的制备396

16.1 水煤浆的发展概况396

16.2 水煤浆的特性及影响因素397

16.2.1 流动性397

16.2.2 稳定性407

16.2.3 燃烧性410

16.3 水煤浆的制备412

16.3.1 煤种的选择412

16.3.2 级配414

16.3.3 添加剂417

16.3.4 制备工艺426

16.4 我国发展水煤浆的前景430

参考文献430

17 颗粒物料的脱水--固液分离技术433

17.1 概述433

17.2 固液分离过程及分离效率433

17.2.1 固液分离过程433

17.2.2 固液分离效率434

17.3 颗粒物料脱水方法及流程分类438

17.3.1 颗粒物料中水分的性质438

17.3.2 脱水方法与脱水流程438

17.4 聚沉和絮凝439

17.4.1 聚沉和絮凝的作用效果439

17.4.2 无机凝聚剂和絮凝剂440

17.4.3 影响絮凝的因素440

17.5 沉降浓缩441

17.5.1 重力沉降浓缩的基本原理442

17.5.2 重力沉降浓缩的新设备443

17.5.3 离心沉降浓缩445

17.6 过滤448

17.6.1 概述448

17.6.2 过滤理论449

17.6.3 过滤机的分类及选择450

17.6.4 新型过滤设备452

17.7 电凝聚 电过滤457

17.7.1 电凝聚457

17.7.2 电过滤458

17.8 助滤剂460

17.8.1 表面活性剂型助滤剂及助滤机理460

17.8.2 絮凝剂型助滤剂及助滤机理462

17.8.3 固体颗粒型助滤剂463

参考文献464

18 矿物表面改性465

18.1 概述465

18.1.1 矿物表面改性的目的465

18.1.2 表面改性剂465

18.2 偶联剂466

18.2.1 硅烷偶联剂466

18.2.2 钛酸酯偶联剂471

18.2.3 铝酸酯偶联剂475

18.3 其它矿物表面改性剂478

18.3.1 表面活性剂改性剂478

18.3.2 聚合物改性剂479

18.3.3 无机物改性剂480

18.4 矿物表面改性的方法与装置481

18.4.1 矿物表面改性的方法481

18.4.2 表面改性装置484

18.5 表面改性效果的评定486

18.5.1 润湿性487

18.5.2 分散性488

18.5.3 红外光谱(IR)489

18.5.4 X光衍射490

18.5.5 热分析490

18.5.6 表面分析新技术491

参考文献493