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锰矿生产工艺研究论文

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锰矿生产工艺研究论文

给你一篇论文吧,还有几篇,想要联系我 两矿法浸出低品位软锰矿的工艺研究 贺周初, 彭爱国, 郑贤福, 余长艳, 刘昱霖 X (湖南化工研究院功能材料所,湖南长沙 410007) 摘 要:介绍了两矿法浸出低品位软锰矿的原理及工艺条件,在一定的工艺条件下,以硫铁 矿作还原剂,用硫酸直接浸出Mn 含量为25 %左右的低品位软锰矿,浸出率达93 % ,该工 艺具有能耗少,成本低,实用性强,锰回收率高等特点,为低品位软锰矿的利用开辟了新的 途径。 关键词:两矿法;软锰矿;硫酸锰;工艺研究 中图分类号: TF111. 31 文献标识码:A 文章编号:1002 - 4336 (2004) 02 - 0035 - 03 近10 年来,随着我国锰冶金及锰化工的飞 速发展,对锰矿的需求量越来越大,高品位的锰 矿日渐减少,锰矿的出厂价近年也在不断攀升, 给锰冶金及锰化工行业的生产成本控制提出了 严峻挑战。我国的锰矿储量十分有限,而大部 分是低品位的。低品位的菱锰矿已在电解锰及 电解二氧化锰中得到广泛利用,低品位的软锰 矿一直无法直接利用,只有通过选矿来提高品 位,这样既提高了成本又浪费了资源。为克服 传统法生产硫酸锰转化率低、能耗大、成本高, 且劳动强度大,对环境污染严重的缺点,充分利 用我省低品位软锰矿,作者开展了两矿法浸出 低品位软锰矿制硫酸锰及其下游产品的工艺研 究。实验表明:该法原料来源广,工艺及设备简 单,操作稳定,能耗低,生产成本低,具有广泛的 实用性,显著的经济效益和社会效益。 1 基本原理 两矿法浸出软锰矿制硫酸锰的研究较多, 但直接利用锰含量低于30 %的低品位软锰矿 制备硫酸锰还未见报道。软锰矿中锰是以二氧 化锰的形式存在的,不能被硫酸直接浸出,必需 要有还原剂的存在,才能将Mn4 + 还原成Mn2 + 再与H2SO4 生成MnSO4 。还原剂有多种,如硫 铁矿、硫酸亚铁、二氧化硫及其它还原剂。作者 选用原料来源广,价格便宜,操作方便,还原效 果好且便于大规模工业生产中使用的硫铁矿作 还原剂,即两矿法。就是将软锰矿、硫铁矿、硫 酸按一定比例混合,在一定条件下反应生成硫 酸锰,然后再将同时被硫酸浸出的其它杂质除 掉,得到硫酸锰。一般认为,两矿法的主反应方 程式为: 15MnO2 + 2FeS2 + 14H2SO4 15MnSO4 + Fe2 (SO4) 3 + 14H2O 选定的硫酸锰生产工艺流程见图1 。 2 实 验 2. 1 原料及规格 软锰矿:本研究采用湖南省衡阳地区某矿 未经选矿的低品位软锰矿,粒度为01150 mm , 其主要成分如下: MnO2 39181 % ,Mn 25117 % , Fe 7125 % , MgO 0174 % ,CaO 1718 %。 硫铁矿: 采用湖南省某矿硫铁矿,粒度为 01150 mm ,其主要成分如下: S 3517 % , Fe 35186 % ,其中FeS∶1414 % , FeS2∶5711 % 硫酸:采用湖南省某厂93 %的冶炼回收酸 2. 2 实验研究 实验以2 000 mL 的烧杯为反应器,带搅拌 器。首先将一定量的水注入反应器,开启搅拌, 按一定比例准确加入软锰矿、硫酸,升温,然后 慢慢加入硫铁矿粉。加热升温至95 ℃左右,保 温3~6 h ,反应完毕后加入除铁剂,待pH > 5 时,将反应料浆过滤,洗涤,洗水作下次浸取用, 得到的硫酸锰溶液加入除杂剂,在搅拌的条件 下保持一定时间,然后过滤,滤液经静置后再过 滤,以除去硫酸锰溶液中的杂质,干净的硫酸锰 溶液可作为金属锰或二氧化锰、碳酸锰等下游 产品的原料,也可浓缩结晶再干燥得到硫酸锰 产品。 3 实验结果及讨论 3. 1 条件实验 条件实验采用正交试验的方法进行,固定 软锰矿、液固比及反应温度,选择硫铁矿用量、 硫酸用量和反应时间作为3 个因子来设计正交 试验,每个因子取3 个不同的水平,正交试验各 因子的水平设计见表1 。 表1 正交试验因子水平设计表 水平 因 子 A ( FeS2 ,g) B (H2SO4 ,g) C(时间Ph) 1 A 1 B1 C1 2 A 2 B2 C2 3 A 3 B3 C3 正交试验方案及结果见表2 。 表2 正交试验方案及结果 序号 A B C 1 2 3 浸取率P% 1 A 1 B 1 C1 75. 5 2 A 1 B 2 C2 85. 2 3 A 1 B 3 C3 68. 6 4 A 2 B 1 C1 92. 7 5 A 2 B 2 C2 93. 5 6 A 2 B 3 C3 83. 2 7 A 3 B 1 C1 83. 7 8 A 3 B 2 C2 84. 3 9 A 3 B 3 C3 79. 4 K1 229. 3 251. 9 243. 0 K2 269. 4 263. 0 257. 3 K3 247. 4 231. 2 245. 8 K1 76. 4 84. 0 81. 0 K2 89. 8 87. 7 85. 8 K3 82. 5 77. 1 81. 9 R 13. 4 10. 6 4. 8 因子主次A > B > C 较优水平A 2 B 2 C2 从表2 看出, A 因子中, k2 = 8918 为最大, 说明A 因子中A 2 水平最好,同样, B 因子和C 因子中, B2 水平和C2 水平最好。因此, A 2 、 B2 、C2 为较优水平。由表中R 值看出,对浸出 率影响的因子主次为A 因子最大, B 因子次 之, C 因子较小。 3. 2 最优工艺条件验证 根据正交试验结果, 选取因子中A 2 、B2 、 C2 为工艺条件,固定软锰矿用量,反应温度取 95 ℃,液固比取5∶1 ,进行循环试验,试验的其 中3 组连续数据见表3 。 表3 最优工艺条件循环试验结果 序号 项 目 软锰矿Pg 硫铁矿Pg 硫酸Pg 液固比温度P℃ 反应时间Ph 浸出率P% 1 200 S 110 5∶1 95 4 93. 48 2 200 S 110 5∶1 95 4 93. 60 3 200 S 110 5∶1 95 4 92. 12

我只知道让高锰酸钾在酸性条件下被还原可以制得,比如乙烯+硫酸+高锰酸钾 之类

1 黄祖强 黎铉海 潘柳萍,机械活化对锌焙砂浸出的影响,矿产综合利用;VOLNO03; 黄祖强 黎铉海 粟海锋 潘柳萍,机械活化强化锌精矿焙烧的研究,化工矿物与加工;VOLNO05;2002;3 黄祖强 黎铉海 童张法 粟海锋 潘柳萍,机械活化及其在湿法炼锌中的应用,广西大学学报(自然科学版);NO4;;4 黎铉海,黄祖强,刘雄民,王淀佐,邱冠周,机械活化作用下载金矿的形貌特征;金属矿山; ; 2001,论文5 黎铉海,粟海锋,黄祖强,邱冠周,王淀佐,次氯酸钠一步法浸金的原理与试验研究;化工矿物与加工; ; 200101; CA,,论文6 黄祖强 ,董毅宏,黎铉海,“软锰矿湿法常压催化分解黄铜矿的研究”广西化工;;;19967 黎铉海,黄祖强,潘柳萍;Applications of flocculant in bleaching and washing of kaolin,Journal of Central South University of Technology (English Edition)1999,6(2):120-123;8 黎铉海、粟海锋、黄祖强、王淀佐*、邱冠周*,“机械活化强化浸出过程的理论分析机器应用”,《有色金属》 黎铉海、黄祖强、潘柳萍、童张法,“膨润土酸活化工艺的试验研究”,《化工矿物与加工》年10月;10 黎铉海、黄祖强、潘柳萍、童张法,“宁明膨润土湿法提纯工艺研究”,《化工矿物与研究》;, 黄祖强,童张法,黎铉海, 等. 机械活化对木薯淀粉糊粘度的影响[A]. 第九届全国化学工艺年会论文集[C]. 北京:中国石化出版社, 黄祖强,胡华宇, 童张法, 等. 机械活化法制备冷水可溶性玉米淀粉的工艺研究[J]. 食品与发酵工业, 2005, 31(12): 1-3(核心期刊)13 黄祖强,童张法,黎铉海, 等.冷水可溶性机械活化淀粉制备工艺研究[J]. 兰州理工大学学报,2006,32(1):76-78(核心期刊)14 黄祖强,胡华宇, 童张法, 等.玉米淀粉的机械活化及其流变特性研究[J]. 食品与机械, 2006, 22(1): 50-52, 65(核心期刊)15 黄祖强,童张法, 胡华宇, 等.机械活化对木薯淀粉冻融稳定性的影响[J]. 食品工业科技, 2006,27(3):58-60(核心期刊)16 黄祖强,童张法,黎铉海,等. 机械活化对木薯淀粉的溶解度及流变学特性的影响[J]. 高校化学工程学报, 2006, 20(3):449-454 (EI收录: EIP063210056142)17 黄祖强,胡华宇, 童张法, 等. 机械活化对木薯淀粉糊透明度的影响[J]. 过程工程学报, 2006, 6(3): 427-430 (EI收录:EIP06289997348)18 钱维金,黄祖强,胡华宇,等.淀粉的预处理方法对其接枝共聚的影响[J].化工科技,2006,14(3):49-5319 黄祖强.化工工艺学教学与企业技术改造对接的实践与体会[J].中国教育导刊,2006,(14):50-5120 尚小琴, 童张法, 廖丹葵, 黄祖强, 等.反相乳液五元体系淀粉接枝共聚动力学[J]. 化工学报, 2006, 57(5):1220-1224 (EI收录: EIP063110043301)21 尚小琴, 童张法, 廖丹葵, 黄祖强, 等. 反相乳液法淀粉丙烯酰胺接枝共聚反应的研究[J]. 高校化学工程学报, 2006, 20(3):460-463(EI收录: EIP063210056144)22 黄祖强,胡华宇, 童张法, 等. 玉米淀粉的机械活化效果分析[J]. 化学工程,2006, 34(10): 51-54(EI收录: EIP070110349106)23 黄祖强, 黎铉海, 粟海锋, 童张法. 化工工艺专业生产实习模式的改革与实践[J]. 广西大学学报(哲学社会科学版), 2006, 28(增刊): 101-10225 黄祖强,陈渊,童张法,黎铉海. 机械活化对玉米淀粉的直链淀粉含量及老化特性的影响[J].食品与机械,2007,23(1):12-14,30(核心期刊)26 黄祖强, 陈渊, 钱维金, 等. 机械活化对玉米淀粉结晶结构与化学反应活性的影响[J].化工学报, 2007,58(5):1307-1313(核心期刊,EI收录:EIP072410652304)27 黄祖强, 陈渊, 梁兴唐, 等. 机械活化对木薯淀粉的直链淀粉含量及抗性淀粉形成的影响[J]. 高校化学工程学报, 2007, 21(3): 471-476 (核心期刊,EI收录:EIP072810697851)28 黄祖强, 陈 渊, 钱维金, 等. 机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用[J]. 过程工程学报, 2007, 7(3): 501-505 (核心期刊,EI收录:EIP072910703176)29 谭义秋,钱维金,黄祖强,等. 机械活化玉米淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应的研究[J]. 食品与机械,2007,23(5):37-40 (核心期刊)31 王茂林,黄祖强,谭义秋,童张法,周龙昌.机械活化玉米淀粉与苯乙烯接枝共聚的研究.粮油加工, 2008,(1):102-105(核心期刊)32 袁建微,黄祖强,胡华宇,童张法,周龙昌.机械活化对木薯淀粉与真菌α-淀粉酶糖化效果的影响. 粮油加工, 2008,(2):105-109(核心期刊)33 谢新玲,童张法,黄祖强,张友全,廖丹葵.机械活化淀粉与丙烯酰胺反相乳液接枝共聚反应的研究.高校化学工程学报, 2008, 22(1): 44-48(核心期刊,EI收录)34 胡华宇,黄祖强,童张法,袁建微.机械活化强化木薯淀粉液化的动力学研究. 食品与机械,2008,24(1):25-28,31(核心期刊)35 胡华宇,黄祖强,童张法,袁建微.机械活化强化玉米淀粉液化处理的研究. 食品与发酵工业,2008,34(4):31-35(核心期刊)36 谢新玲,白守礼,黄祖强,张友全,廖丹葵,童张法.丙烯酰胺接枝活化淀粉共聚物的结构表征.北京化工大学学报,2008,35(3):60-64(核心期刊,EI收录)37 谢新玲,童张法,黄祖强,张友全,廖丹葵.机械活化木薯淀粉丙烯酰胺反相乳液接枝共聚反应.食品科技,2008,(5):34-37(核心期刊)38 谭义秋,黄祖强,王茂林等.机械活化木薯淀粉干法制备深度氧化淀粉的研究.食品科技,2008,(6):32-36(核心期刊)39 胡华宇,黄祖强,童张法,袁建微.双酶协同水解机械活化玉米淀粉的研究.粮油加工, 2008,(6):92-95(核心期刊)40 胡华宇, 黄祖强, 袁建微, 童张法.双酶协同作用机械活化玉米淀粉的水解规律.广西大学学报(自然科学版),2008,33(2):159-16241 谢威,黄祖强,胡华宇.机械活化预处理对木薯淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应的影响.粮油加工,2008,(8):97-100(核心期刊)42 胡华宇,黄祖强,童张法,袁建微.机械活化木薯淀粉无液化直接糖化的研究.粮油加工,2008,(9):97-100(核心期刊)43 张立颖, 黄祖强, 胡华宇,等. 机械活化木薯淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂的研究. 化工新型材料, 2008, 36(10): 90-92(核心期刊)44 谭义秋,黄祖强,农克良. 机械活化预处理对木薯淀粉氧化产物理化性质的影响.食品与机械,2008,24(6):20-24(核心期刊)45 童张法,田保华,黄祖强,廖丹葵.机械活化玉米淀粉制备磷酸酯淀粉及其结构表征.广西大学学报(自然科学版), 2008,33(4):413-41746 陈渊,黄祖强,谢祖芳,朱万仁.机械活化乙酰化淀粉用作尿素缓释膜的研究.安徽农业科学,2009,37(2):714-717(核心期刊)47 陈渊,黄祖强,谢祖芳,朱万仁,韦庆敏.机械活化对玉米乙酰化淀粉理化特性的影响.粮食与饲料工业,2009,(1):16-19(核心期刊)48 熊开朗,黄祖强,胡华宇,张立颖,梁兴唐.机械活化淀粉/PVA共混制备聚乙烯醇缩甲醛的研究.粮油加工,2009,(3):98-101(核心期刊)49 谢新玲,童张法,黄祖强,张友全,廖丹葵. (NH4)2S2O8/NaHSO3 引发机械活化木薯淀粉/丙烯酰胺反相乳液接枝共聚的研究.粮油加工,2009,(4):106-110(核心期刊)50 陈渊,谢祖芳,朱万仁,黄祖强.机械活化玉米淀粉乙酰化反应的研究.食品工业科技,2009,30(3):217-219,222(核心期刊)51 谢新玲,童张法,黄祖强,张友全,廖丹葵.机械活化淀粉反相乳液聚合动力学及机理探讨.高分子材料科学与工程,2009,25(4):12-15(核心期刊,EI收录)52 陈渊, 黄祖强, 谢祖芳, 朱万仁, 杨家添. 机械活化醋酸酯淀粉包膜缓释尿素的制备. 湖北农业科学, 2009, 48(4): 823-826(核心期刊)53 陈渊, 黄祖强, 谢祖芳, 朱万仁, 庞雪花. 机械活化玉米淀粉微生物降解性能. 农业工程学报, 2009, 25(4): 293-298( 核心期刊, EI收录)

露天矿生产工艺设备管理研究论文

你去矿业大学看招生简章啊那什么都有

机械的发展 据悉我国煤炭行业“十一五”期间将新建煤矿规模3亿吨左右,将对工业结构进行调整,大力整合、改造现有煤矿、关闭小煤矿、淘汰落后的生产能力,加快大型煤炭基地和现代化大型煤矿的建设,这为我国矿山机械企业的发展提供了良好的机遇。 一、煤炭在我国能源结构中的重要作用 煤炭是我国的主要能源,是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。我国煤炭资源丰富,煤炭资源分布面积约60多万平方公里,占国土面积的6%。根据第三次全国煤炭资源预测与评价,全国煤炭资源总量万亿吨,煤炭资源潜力巨大,煤炭资源总量居世界第一。已查明资源中精查资源量仅占25%,详查资源仅占17%。探明储量达到10202亿吨。其中可开采储量1891亿吨,占18%,人均占有量仅145吨,低于世界平均水平。 国务院制订的《能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》(草案)指出“要大力调整优化能源结构,坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展的战略”。鉴于我国“多煤、贫油、少气(天然气)”的特点,在今后一段相当长的时间内,能源结构仍然以煤炭为主,煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我国一次能源生产的70%以上,在我国能源结构上占主要地位,有举足轻重的作用。 根据我国全面建设小康社会的需求,煤炭消费的趋势将有明显上升。在煤炭消费用户的构成中,电力、冶金、建材、化工4个行业煤炭消费量占煤炭消费总量从1990年的50%提高到2004年的84%,其中电力占,冶金,年占27%提高到2004年的51%,将近增长一倍。 二、我国煤炭工业发展现状 进入21世纪,我国煤炭工业快速发展,2000年全国产煤亿吨,2001年产煤亿吨,2002年亿吨,2003年亿吨。2004年全国产煤亿吨,占全国一次性能源生产总量的,当年煤炭销售量为亿吨,占全国一次性能源消费总量的65%,生产力水平显着提高,产业结构调整取得重大进展。一些企业开始跨地区、跨行业的产业联合,煤、电、化、路、港、航产业链开始形成,形成了一批在国内领先、在国际上具有一定竞争力的大集团,如神华集团、山西焦煤集团、兖州矿业集团等。我国煤炭产量急剧上升,得到了全世界的关注。 煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业,我国的煤炭产量已是世界第一位,是煤炭生产大国,现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。同时,我国煤炭开采技术装备总体水平低,煤炭生产技术装备是机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构。技术和装备水平低。全国煤矿非机械化采煤60%。大中型国有重点煤矿装备水平较先进,但设备老化程度较大;小型矿井生产技术装备水平极低,煤矿生产工艺落后,作业人员过多、效率低。保障煤炭供应是国家加强煤炭工业宏观调控的重点之一,挖掘煤炭生产潜力,加快大型煤炭基地建设,是重要措施。为此,只有大幅提高大中型煤矿产量,才能在保障煤炭稳定供应的前提条件下,遏制小煤矿发展和淘汰小煤矿,完成煤炭生产结构优化调整。1998年12月以来,国家对煤炭产业结构进行了重大调整,关闭了五万多处小煤矿,淘汰了一批落后的生产能力,通过宏观调控,煤炭生产形势好转,供求关系趋于平衡。目前我国煤炭生产企业万多家,其中规模以上的企业约占60%左右,2005年计划关闭2000多家小煤矿。 三、我国煤炭工业存在的问题和与国际先进产煤国家的差距 1、 我国煤炭企业规模小、产业集中度低 我国煤炭企业的突出特点是,规模小、效率低、安全状况不好,产业集中度低。据煤炭行业统计数据分析,2002年国有重点煤矿占52%,国有地方煤矿占18%,乡镇煤矿占30%。按井型划分,大型矿井占32%,中型矿井占18%,小型矿井(含乡镇煤矿)占48%。2004年,全国约有煤矿万处,95%以上的小煤矿,矿井年产能力不足3万吨的矿井约占40%,煤炭产业的集中度只有15%,远远低于世界主要产煤国家的水平。国际先进的产煤国家,煤炭产业规模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心竞争力,做强做大,提高了全球煤炭产业的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭产量约占全球产量的,有5家公司的煤炭产量超过1亿吨,其中排名第一的皮博迪公司达到亿吨,力拓公司达到亿吨,美国前4家企业的煤炭产量占本国煤炭总量的。 2、我国煤炭装备落后,机械化、自动化程度低、缺少大型成套设备. 我国煤矿生产基础薄弱、国有煤矿连续紧张生产的矿井占总数的近50%,矿井主要生产设备严重老化,超期服役的占30-40%,部分乡镇煤矿设备简陋、生产条件差,有的根本没有机械设备,仅为人工开采,不符合有关煤炭法规要求,当前我国资源破坏和浪费严重。部分煤炭企业存在着“采厚弃薄”、“吃肥丢瘦”等浪费资源现象,全国煤矿平均资源回收率为30-35%左右,资源富集地区的小型矿井资源会回收率只有10-15%。据煤炭行业统计数据分析,2002年我国国有重点煤矿采煤机械化程度为,综合采煤机械化为,掘进机械化程度为,综合掘井机械化程度为,地方国有煤矿机械化程度更低。当前全国采煤机械化程度仅为42%,除国有大中型煤矿采掘机械化程度达到75%之外,大多数煤矿生产技术水平低,装备差、效率低。特别是乡镇煤矿,基本上是非机械化开采。2004年乡镇煤矿产量占我国煤炭总产量的39%。对不适宜用放顶采煤的米以上煤层,要采用一次采全高是最合理有效的采煤方法,但目前国内没有相适应的高产高效的综采成套设备。而国外美国久益(JOY)公司、德国德伯特(DBT)公司和德国艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤层一次采全高的高产、高效综采成套设备。神华集团引进的成套设备年产突破1085万吨,工作面长度突破300米,最长的工作面已超过400米,工作面总装机功率已超过5000kw。而国际先进的产煤国家,煤炭生产呈现出大功率重型化、自动化、集约化、按照环保的特点。国外先进的采煤设备向大功率、重型化发展,设备储备系数大、运行可靠性高。DBT(德国德伯特)、JOY(美国久谊)和Eickhoof(德国艾克夫)等采矿设备公司都制造出具有自动化功能的产品。美国联邦2号矿在工作面实现了跟机自动移架。澳大利亚Batana煤矿实现了自动割煤和跟机自动移架。特别是信息技术在煤矿生产中得到广泛应用,先进煤矿广泛采集工作面设备运行参数和环境安全检测信息,在工作面集中显现并通过以太网传输到地面计算机,实现远程运输和故障诊断。运输系统、供电系统和通风系统均无人值守。实行集中远程操作、视频监视,辅助有专人巡视。井巷布置集约化,生产系统和环节少、实 现了生产高度集中。通常是一矿、一井、一面生产。有些先进的长壁工作面每班 只需6人,其中采煤机司机2人,维修工1人,机头集中操作工1人,另外2人替换休 息。高度重视工作环境的改善和人体安全防护。实现计算机监测安全信息,监测 探头遍布整个矿井。液压支架具有跟机自动喷雾和移架自动喷雾功能;采煤机上 方安装导风板,减少煤尘进入人行空间。采煤机运行的下风侧几乎无人作业。 3、煤矿安全生产事故多 我国煤矿安全生产方面,重大瓦斯事故多发,煤矿 事故的总死亡人数达到了高峰,2004年我国生产约20亿吨煤,事故死亡约六千人 ,这几年煤炭产量大幅度增长,煤矿百万吨死亡率还是下降的。由1994年的 人下降到2004年人,美国生产约10亿吨煤死27-31人,百万吨死亡率约为 ;波兰百万吨死亡率为;南非百万吨死亡率为;俄罗斯百万吨死亡 率为。我国百万吨死亡率是美国的约100倍,俄罗斯的约10倍,印度的约12倍 ,大大超过煤炭先进生产国家。据有关专家讲,矿井安全检测仪表,安全设备均 在设计中作了考虑,多数事故都是矿井管理问题,真正因设备问题而发生事故较 少。先进产煤国家依靠大型、强力综采技术装备已经完成从普通综采机械化向矿 井高效集约化和自动化生产的过渡。高产高效煤矿的建设不仅提高煤炭生产效率 ,实现煤矿集约化生产,并为煤矿生产过程中的安全监测、监控创造条件,从而 有效的预防和控制煤矿安全生产事故。先进产煤国家安全生产上十分重视,不仅有健全的安全生产法规体系,还有严细的生产安全措施,严格的煤矿生产准 入制度,而且实现了计算机监测安全信息,监测探头遍布整个矿井,保证了安全生产。 四、煤炭工业发展对矿山机械设备的需求 1、我国煤炭工业发展趋势 据煤炭行业发展规划相关内容,“十一五”期间,我国将新建煤矿3亿 吨左右,其中投产2亿吨。国家将在“十一五”期间,对煤炭行业的工业结构进行 调整,大力整合、改造、关闭小煤矿,同时适度加快大型煤炭基地的建设,开工 一批现代化大型煤矿、置换落后的生产能力。“十一五”期间煤炭行业现代 企业制度要进一步得到完善,大型煤炭企业集团基本形成,到2010年要形成5-6个 亿吨级生产能力的特大型企业集团,5-6个5000万吨级生产能力的大型企业,产量 将占全国煤炭总产量的60%左右。通过新建和老矿井技术改造,全国将建成300处 高产高效矿井,高产高效的矿井产量将占全国总产量的50%左右。“十一五” 期间,国家将建设神东、晋北、晋东、蒙东(东北)、云贵、河南、鲁西、晋中 、两淮、黄陇(华亭)、翼中、宁东、陕北等13个大型煤炭基地,这些基地的储 量,占全国储量的70%以上,作为煤炭供应规划和建设的核心。初步预测全国 煤炭需求量:2010年为25-27亿吨、2020年为30-32亿吨,均占能源需求量的60%以 上。据相关部分统计,2004年国有重点煤矿原煤产量亿吨,超过其核定生产 能力50%以上,煤炭生产能力严重不足。经测算,到2020年,新建和在建的国有煤 矿的生产能力约为亿吨。如果届时中国小煤矿的产量仍保持目前的6亿吨,按 需求预测的高端方案,未来20年中国需新增煤矿产能17亿吨,年均8500万吨;按 需求预测的低端方案,未来20年中国需新增煤矿产能13亿吨,年均6500万吨。 2、对矿山机械设备的需求 “十一五”期间,煤炭工业的生产技术水平将明 显提高。国家将建成140个高效安全现代化矿井,国家将加大对煤矿建设项目的支 持力度,已先后有17个煤炭建设项目,由国家开发银行出具贷款承诺,还将100多 个高档普采工作面升为综采工作面,100多个普采工作面升为高档普采工作面。这 样,中国大型煤矿采掘机械化程度将达到95%。中型煤矿的机械化程度将达到80% 以上;大型煤矿国内先进水平装备率达到20%,国际先进水平装备率达到6%,中型 煤矿国内先进水平装备率达到10%,小型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上。 据此分析,煤炭需求的急剧增长,上述煤矿采掘机械化指标还会有所突破,这为 煤矿装备的发展提供了广阔的市场前景。 (1)井下综采重点设备 我国煤 炭开采90%以上的井工开采的,井工开采占煤炭开采的主导地位。为迅速提高我国 综合装备水平,要以科学发展观为指导,采取跨越式发展模式。在“十一五”期 间应以日产万吨(年产1000万吨左右)的综采成套设备国产化为突破口,全 国实现综采成套设备国产化,推动我国矿山机械工业的发展。 预计从2004年 到2020年,每年新增综采工作面成套设备为30套、普采工作面成套设备50套,每 年设备更新量约为现有的基数的六分之一。粗略估算,2010年采煤成套设备年需 求量将达到500台套左右。高产高效综采技术的核心是井下工作面综合机械化 采煤输送设备,主要有采煤机、刮板输送机、液压支架和带式输送机。急需开发研究的电牵引采煤机:装机总功率为2000kw左右,供电电压为 KV、采高 范围为5-6m,生产能力达3000t/h左右。 重型刮板输送机:输送能力3000- 5000t/h,铺设长度250-400m,链速,装机功率3×700或2×1000kw,供电 电压为。 液压支架:最大工作阻力12000 KN,立柱最大缸径ф480mm, 支护高度6m,架间距,支架降移升时间8-12s,采用电液控制系统。 大型带式输送机:装机功率1500-4000KN,电压,带宽≥,带速≥5m/s ,运量≥5000t/h,距离50000m以上,托辊寿命5万小时以上,减速器寿命7万小时 以上。 (2)井下综掘设备 我国目前综掘机械化程度比较低,仅为 ,远远跟不上综采机械化的发展,其中掘进机虽有较大的发展,但整体技术水平 仍比国际先进水平有较大差距。 需研究开发先进的掘进机:其截割功率300kw 以上,截割断面最大可达42m2,经济截割硬度达f12,可靠性要求,齿轮寿命在 20000h以上,轴承寿命在30000h以上,力争整机掘进10000米无故障。 同时要 结合我国国情和煤矿实际工矿,开发研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载 、除尘等功能为一体的掘锚联合装备机组,可大大提高掘进速度。 (3) 全自动刨媒设备 我国薄煤层储量约占总储量的21%左右,但是由于煤层薄,作 业空间小,工作条件恶劣,薄煤层高产高效开采技术一直是我国煤炭工业研究探 讨的重要难题。刨煤机作为一种“浅截深、多循环”的采煤设备,是实现薄煤层 高产高效的有效途径。提高薄煤层机械化水平加快薄煤层资源的开采进度,不仅 可以充分利用有限的资源,提高矿井整体生产能力,同时,也有利于保障煤矿的 安全生产。开发研制大功能、高强度、高效率、紧凑型的全自动刨煤成套设备势 在必行。全自动刨煤成套设备(采高),主要包括刨煤机、配套刮 板输送机、薄煤层液压支架、顺槽转载机、破碎机等产品。我国目前主要从 德国DBT进口主机——刨煤机及配套刮板输送机,由北京煤炭机械厂配套薄煤层液 压支架,张家口煤矿机械有限公司配套转载机和破碎机。到目前已进口六套(铁 法2套、晋城、西山、阳泉、大同各1套)。开发研制的全自动刨煤成套设备 :其生产能力1000吨/小时,铺设长度250-300米,适应煤层厚度米,适应煤 质硬度F≤,适应煤层倾角≤25度,功率2×400kw(刨头部分)、刨煤方式为 双速混合式,上行速度米,下行速度米,刨深≤120毫米,上行90毫米, 下行30毫米、下链牵引,牵引链38毫米D级,刨煤机采用智能控制系统,能自动监 视故障性质和位置。 (4)矿井提升设备 目前我国约90%的原煤是靠井工 开采的,矿井提升设备是井工开采的咽喉设备,它不仅关系到矿井的产煤量,而 且直接影响到人身和整个矿井的安全。我国煤炭产量到2020年将达20-32亿吨 ,估计每年需新增大型、特大型矿井提升机约30台套,考虑到更新改造,综合估 算在“十一五”期间平均年需各类提升机150-180台套,其中大型和特大型约占 20%,中小型约占80%,每年新增提升机产值亿元左右。开发研制适用于年 产1000万吨的特大型矿井提升设备,其规格为6×4、7×4多绳提升机、最大拖动 功率单机为6000KW、双机为2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒,整机使用寿 命为25年。 采用恒力矩、恒减速液压控制系统:采用计算机数字控制自动化 运行,提升速度及容器位置的监控全由电气自动检测、反馈、调整。实现提升机 的全自动化监控运行。 (5)露天矿井开采成套设备 露天开采占我国煤炭 总开采量的10%左右。露天开采与井工开采相比具有煤炭资源利用率高,开采成本 低,作业现场和工作人员更加安全等优点。所以,发展露天开采更有其井工开采 无法相比的作用和意义。大型露天矿设备从设计、制造到使用的技术性强,世界 各国都争相把最先进的技术成果用在大型露天矿设备上,因此发展大型露天矿设 备可以带动机械、电气、液压、信息等行业的发展,推动和促进我国民族工业的 发展。当前世界露天矿开采特点是:高度集中化开采与集约化经营;开采工 艺的多样化;企业管理的计算机化与智能矿山;合理充分利用资源,重建生态环 境保持可持续发展等几个方面。在我国大型煤炭基地建设总体规划方案中, 神东、晋北、蒙东(东北)、云贵、黄陇(华亭)、陕西等基地都建有大型露天 煤矿,仅霍林河、伊敏河、胜利、平朔哈尔乌苏2000万t采选项目中16-45m3矿用 挖掘机市场需求量就可达30-50亿元;哈尔乌、武家塔、马家塔采选项目等需大型 拉铲15-20亿元,又比如对半连续开采工艺设备仅蒙东要建7个5000万t级煤炭基地 ,建设一批保证胜利一二三号、百音花、伊敏河、宝日希勒一号和二号等超过千 瓦吨级大型露天煤矿,加上神府、哈尔乌苏和原有五大露天煤矿的改建及二、三 期扩建,移动式、半移动式破碎站需求量在40-60台(套)之间,要求移动式(半 移动式)破碎站的生产能力达到每小时2000-4000吨(碎煤),最高达到每小时 6000吨(碎岩)。在上述煤矿建设中对矿用卡车的需求量,估计,“十一五”期 间需100t级矿用车在250辆左右。当前需要开发研制斗容28m3、45m3的大型机 械式正铲,斗容70m3、90m3、100m3臂长约为100m的大型拉铲,降低电能消耗17% ,减少机械零部件应力载荷约30%,提高零部件使用寿命,使平均无故障时间达到国际先进水平。开发研制斗轮挖掘机,争取与国外合作制造3600m3大型斗轮 挖掘机,达到国际先进水平。开发研制移动式、半移动式大型破碎站,其生 产能力t/h,破碎物料强度≤150Mpa,给料粒度1500×1500× 1500-2500×2500×2500mm,排料粒度≤350mm,立机形式新型双齿辊破碎机(中 心距1500-1800mm,辊长2500-4000mm,功率2×300-2×500KW)。开发研制带宽2m的大型带式输送机,功率3×1400KW,运输量12000t/h,半固定式单机长 8820m,移置式单机长5270m,在-45℃低温下能正常运行。争取与国外合作, 开发研制载重170-360t的大型电动轮自卸车,并达到国际同类产品的先进水平。 (6)煤炭洗选加工设备 煤炭清洁洗选加工技术是资源综合利用的基础, 是提高煤炭热效率的有效途径,也是保障国民经济可持续发展和环境保护的需要 ,煤炭洗选加工业在政策扶持、科技进步、市场拉动、投资增加和环保要求的推 动下,呈现出快速发展、总体推进、扩量提质、增效降污的可喜局面,原煤入洗 比例不断提高。到2004年末,全国共有年入洗3万吨及以上的选煤厂2000余座,设 计能力亿吨以上,原煤入洗量为5亿吨左右。2005年,全国原煤入洗能力将突 破8亿吨,入洗量将达到6亿吨,入洗比例达40%,根据煤炭工业规划,到2010年原 煤入洗率达50%,原煤入洗量提高到11亿吨,炼焦煤全部入洗,动力煤入洗率达到 40%以上。据此计算,每年将新增8000-10000万吨原煤入洗,按400万吨规模洗选 煤厂计算,每年将新增25座大型洗选煤厂,加上现有洗选煤厂的技术改造每年约 需洗选煤设备250套左右,洗选煤设备的发展潜力很大。为适应煤洗选加工的 要求,应开发研制单机处理能力为1000-2000m3/h的新型浮选机,其主要参数能够 实现自动控制。开发研制筛子面积≥28m3的高可靠性大型直线振动筛。开发研制入料粒度25-400mm、处理能力为300-400T/h的高效液压动筛淘汰机。 开发研制筛篮直径≥米,处理能力≥300T/h的大型卧式振动离心脱水机和 400m2高效精煤压滤机、处理能力≥35T/h的沉降式离心脱水机等高效脱水设备。 开发研究并解决300-400万吨/年的大型选煤厂的集中控制和智能化管理技术 与装备,实现选煤的全过程的主要工艺参数,煤炭灰分、水分、发热量、悬浮液 密度、入料浓度、流量、旋流器入口压力、跳汰机床层厚度、松散度、浮选加药 量、耙工浓缩机溢流水的浊度、皮带输送机的煤流量等指标的在线检测、实现跳 淘机、浮选机、重介旋流器、压滤机等主要分选设备单机自动化控制系统和选煤 厂全厂的综合自动化控制系统。 另外,随着煤炭工业大力发展和推广洁净煤 技术,煤的焦化、液化、气化等二次转化设备也必将得到迅速发展,开发研制大 型炼焦设备、大型煤液化容器,大型煤气化炉势在必行。 为此,矿山机械企 业要抓住目前我国产业结构调整和企业深化改革之机,在国家政策的指导下加快 矿山机械企业改组、联合、兼并、破产、重组和股份制改革的步伐,组建以矿山 机械制造企业为主体,有煤炭生产企业入股、科研院所参与的大型矿山工程装备 集团,如中国煤矿工程机械装备集团、太原重型机械集团煤机有限公司等,形成 具有制造和开发能力、工程成套能力、有创新能力的企业实体。把企业建成具有 市场竞争能力和抗风险能力的现代化矿山工程企业集团,努力向煤矿提供成套设 备,减少用户的风险,为我国煤炭工业的发展做出积极贡献。

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煤炭专业:地质勘探 安全通风 采煤掘进 煤化工艺 等相信最近的雾霾你也听过 煤炭行业作为环保的重头戏必然要受牵连个人觉得煤改气还是相当有前途的 比较对天然气的需求还是很高的 污染也比较小如果需要找工作 建议上煤炭英才网看看 毕竟现在就业压力也好大 希望你工作顺利 有问题可以追问 采纳我吧

烧结矿生产工艺论文范文

序言烧结工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度。它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。本工艺按照烧结过程的内在规律选择了合适的工艺流程和操作制度,利用现代科学技术成果,强化烧结生产过程,能够获得先进的技术经济指标,保证实现高产、优质、低耗。本生产工艺流程有原料的接受,兑灰,拌合,筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分,配料,混料,点火,抽风烧结,抽风冷却,破碎筛分,除尘等环节组成。具体工艺流程.见附图 烧结生产工艺的过程就是将准备好的矿粉、燃料和溶剂,按一定的比例配料,然后再配入一部分烧结机尾筛分的返矿,送到混合机混匀和造球。混好的料由布料器铺到烧结机台车上点火烧结,烧成的烧结矿经破碎机破碎筛分后,筛上成品烧结矿送往高炉,筛下物为返矿,返矿配入混合料重新烧结,烧结过程产生的废气经除尘器除尘后,由风机抽入烟囱,排入大气。 原料的准备 1、矿石:原料进厂后由质检人员取样,送化验室化验,根据化验成分, 计算生石灰配加量,然后由料场组织铲车兑灰打堆,24小时后堆大堆,10天后进行筛分破碎。编辑本段矿石的加工工艺矿粉 铲车 <150mm <20mm 条筛 振动筛 配料仓 >150mm 20-150mm <20mm 颚破 锤破 多余存放备料场 2、焦粉的粒度要求在㎜之间,一般要求四辊破出的<3㎜的>90%。 焦粉的破碎工艺: 0-3mm 碎焦 四辊破 转运站 存配料仓 <15mm 0-3mm 备料 燃料粒度大时由于其比表面积小,使燃烧速度变慢,燃烧层厚度增加,透气性降低,垂直烧结速度下降,生产率降低。同时,燃烧粒度大,烧结料层中燃料周围温度高,还原性气氛强,液相过多而且流动性好,容易形成难还原的薄壁粗孔结构,强度也降低。反之,在远离燃料颗粒的周围,温度低,烧结不均匀,易出现夹生料,强度差,此外大颗粒燃料在布料时易产生自然偏析,使下层燃料多,温度过高,容易过熔和粘接炉箅;为保护炉箅,许多工厂不敢烧透,结果返矿增多,质量变坏,抽损增加,恶化除尘及风机转子的工作条件。由于烧结矿中含有较多的残碳,在冷却段上继续燃烧而降低冷却效果。 燃料粒度过细对烧结也不利,它使燃烧速度过快,燃烧层过窄,温度降低,高温反应来不及进行,导致烧结矿强度变坏,返矿增加,生产率降低。 3、熔剂:生石灰的粒度要求小于3㎜,以利于加水消化和混匀造球。 4、返矿:是筛分烧结矿的筛下物,由强度差的小块烧结矿和未烧透及未 烧结的烧结料组成。返矿成分与烧结矿成分相近,但TFe和FeO稍低,并含有残碳。返矿粒度大,孔隙多,可改善料层透气性,提高垂直烧结速度。合适粒度为0~10㎜。 5、其他物料粒度要求:附加物如炉尘、水渣选料应将杂物筛除干净,粒 度小于10㎜。 综上所述,熔剂破碎的技术操作标准是粒度小于3㎜的达到90%以上;燃料破碎的技术操作标准是煤粉小于3㎜的大于85%,焦粉小于3㎜的部分大于90%。编辑本段烧结配料工艺技术操作规程烧结配料是按烧结矿的质量指标要求和原料成分,将各种原料(含铁料、熔剂、燃料等)按一定的比例配合在一起的过程。它是整个烧结工艺中的一个重要环节,精心配料是获得优质烧结矿的前提。适宜的原料配比可以生产出数量足够的性能良好的液相,适宜的燃料用量可以获得强度高、还原性良好的烧结矿。从而保证高炉顺行,使高炉生产达到高产、优质、低耗。 对配料的基本要求是准确。即按照计算所确定的配比,连续稳定地配料,把实际下料量的波动值控制在允许的范围内。当燃料配入量波动时,就足以引起烧结矿强度与还原性的变化;当矿粉或熔剂配入量发生变化时,烧结矿的含铁量与碱度即随之变化,都将导致高炉炉温、炉渣碱度的变化,对炉况的稳定、顺行带来不利影响。为保证烧结矿成分的稳定,生产中当烧结机所需的上料量发生变化时,须按配料比准确计算各种料在每米皮带或单位时间内的下料量;当料种或原料成分发生变化时,则应按规定的要求,并准确预计烧结矿的化学成分。 一、配料方法: (一) 验算法:该法首先应根据实际生产经验假定配料比,并根据各种物 料的水分、烧损、化学成分等项原始数据,计算烧结矿的化学成分,看其是否满足规定的指标的要求。 1、在进行配料计算前,必须已知下列数据: 1)各种原燃料的有关物理性能与化学成分; 2)烧结矿的技术条件; 3)烧结矿的循环量; 4)原料的贮存与供应量; 5)配料设备的能力。 2、步骤为: (1) 确定配料比:根据烧结矿技术的要求及原料供应计划、化学成分来 确定各种原料的配料比。 (2) 计算干料量: 干料量(%)=湿料配比X(100-水分) 总干料量Σ干料=各种干料量之和 (3) 计算残存量(烧成量): 残存量(%)=干料量X(100-烧损) 焦粉残存量(%)=焦粉干料配比X(100-烧损) =焦粉干料比X灰分 总残存量Σ残存量=各种原料残存量之和 (4) 计算进入配料中的各种组分: 进入配料中各种原料的含铁量(%): W(TFe)=某原料含铁量X某原料干料配比 总含铁量ΣW(TFe)=各原料含铁量之和 进入配料中各种原料的SiO2含量(%) W(SiO2)=某原料SiO2的质量分数X某原料干料配比 总SiO2含量ΣW(SiO2)=各原料含SiO2量之和 进入配料中各种原料的CaO含量(%): W(CaO)=某原料CaO的质量分数X某原料干料配比 总CaO含量ΣW(CaO)=各原料含CaO量之和 (5) 验算烧结矿R(碱度): ∑W(CaO) R= ∑W(SiO2) (6)计算烧结矿的化学成分: W(TFe)=各种原料带入的TFe之和÷总残存量 W(SiO2矿)=各种料带入的SiO2之和÷总残存量 W(CaO矿)=各种料带入的CaO之和÷总残存量 若验算的烧结矿碱度和烧结矿成分达到要求,则预定的配料比即为实际配料比。 (二)、单烧法:它是以一种含铁原料,按烧结矿技术要求,配加适当的熔剂和燃料,使其碱度或MgO的含量达到预定的规格,这样所得出的烧结矿的含铁量称为该种含铁原料的单烧值。然后把实际烧结矿看作是各种含铁原料的单烧烧结矿的机械混合物。 二、配料量的计算: 某种原料每小时的上料量: G=60X料批(kg/m)X配料比(%)X带速(m/min) 式中G—某种原料每小时的上料量,kg/h。 某种原料每班消耗量:M=TXG 式中M—某种原料每班消耗量,t; T—当班上料时间,h。 三、配料设备要求: 1、配料使用的设备要求:下料通畅、给料量均匀、稳定和便于调节。 配料系统设备主要有配料矿槽,给料设备和皮带电子称或核子称等。 给料设备: 烧结厂有多种多样的给料设备,它们是根据使用计划,按比例将原料从贮矿槽给出,比如有圆盘给料机、圆辊给料机、板式给料机、电振给料机、螺旋给料机和摆式给料机等。 2、配料设备: 由圆盘给料机和皮带电子称或核子称组合而成的装置,是目前常用的配料设置。皮带给料机适用于黏性不大的物料;定量螺旋给料机以及定量圆盘给料机用于配料少的粉状细粒物料。 圆盘给料机给料量波动的原因: (1)圆盘和料槽不同心。 (2)盘面不水平。 (3)盘面衬板磨损程度不同。 (4)原料水分变化。 (5)物料粒度变化。 (6)矿槽内料位的变化。 电子皮带称用于皮带运输机输送固体散粒性物料的计量上,可直接指示皮带运输机的瞬时送料量,也可累计某段时间内的物料总量,如果与自动调节器配合还可进行输料量的自动调节,实现自动定量给料。它具有计量准确、反映快、灵敏度高、体积小等优点。 电子皮带秤基本工作原理如下:按一定速度运转的皮带机有效称量段上的物料重量P,通过称框作用于传感器上,同时通过测速头,经测速单元转换为直流电压U,输入到传感器,经传感器转换成△U电压信号输出,电压信号△U通过仪表放大后转换成0-10MA的直流电I0信号输出,I0变化反映了有效称量段上物料重量及皮带速度的变化,并通过显示仪表及计数器,直接显示物料重量的瞬时值及累计总量,从而达到电子皮带称的称量及计算目的。 该设备灵敏度高,精度在左右,不受皮带拉力的影响。由于采用电动滚筒作为传动装置,电子皮带称灵敏、准确,结构简单,运行平稳可靠,维护量小,经久耐用,便于实现自动配料。 三、配料工艺技术操作要点: 即使配料计算准确无误,如果没有精心操作,烧结矿的化学成分也是难以保证的。生产上配料工艺操作要点如下: 1、正常操作: 1)严格按配料单准确配料,圆盘给料机闸门开口度要保持适度,闸门开口的高度要保持稳定,保证下料稳定,下料量允许波动范围铁矿粉小于±,熔剂与燃料小于±,其他原料小于±,使配合料的化学成分合乎规定标准。 2)配碳量要达到最佳值,保证烧结燃耗低,烧结矿中FeO含量低。 3)密切注意各种原料的配比量,发现短缺等异常情况时应及时查明原因并处理。 4)在成分、水分波动较大时,根据实际情况做适当调整,确保配合料成分稳定。配料比变更时,应在短时间内调整完成。 5)同一种原料的配料仓必须轮流使用,以防堵料,水分波动等现象发生。 6)某一种原料因设备故障或其他原因造成断料或下料不正常时,必须立即用同类原料代替并及时汇报,变更配料比。 7)做好上料情况与变料情况的原始记录。 2、异常情况: 1)在电子称不准确,误差超过规定范围时,可采用人工跑盘称料,增加称料频次。 2)在微机出现故障不能自动控制时,应采用手动操作。 3)当出现紧急状况,采取应急操作后,要马上通知有关部门立即处理。应急操作不可长时间使用,岗位工人应做好记录,在交接班时要核算出各种物料的使用量,上料时间参数,并记入原始记录。 四、配料操作的注意事项: 1、随时检查下料量是否符合要求,根据原料粒度,水分及时调整。 2、运转中随时注意圆盘料槽的粘料、卡料情况,保证下料畅通均匀。 3、及时向备料组反映各种原料的水分,粒度杂物等的变化。 4、运转中经常注意设备声音,如有不正常音响及时停机检查处理。 5、应注意检查电机轴承的温度,不得超过65℃。 6、圆盘在运转中突然停止,应详细检查,确无问题或故障排除后,方可重新启动,如再次启动不了,不得再继续启动,应查出原因后进行处理。 五、影响配料准确性的因素: 1、原料条件:原料条件的稳定性、原料粒度和水分等,对配料的准确性都有不同程度的影响。原料粒度的变化会使堆积密度发生变化,特别是当原料粒度范围大时,会使圆盘给料机在不同时间的下料量出现偏差。当采用容积配料时,影响更大。 原料水分的波动,不仅影响堆积密度,还影响圆盘给料的均匀性,使配料的准确性变差。当原料水分提高时,物料在矿槽内经常产生“崩料”、“悬料”现象,破坏了配料的连续性和准确性。 2、设备状况:设备性能的好坏对保证均匀给料,准确称重是很重要的。安装给料机时,如果圆盘中心与料仓中心不吻合,或盘面不水平,就会使圆盘各个方向下料不均匀,时多时少。特别是物料含水分高时,其摩擦系数更小,配料的误差更小。此外,电子皮带秤的精度,配料皮带的速度等都会影响配料的质量。 3、操作因素:操作不当和失职同样会影响配料作业。比如,生产过程中,矿槽料位不断变化,将引起物料静压力的下降,物料给出量少,因此,矿槽内存料量的变化会破坏圆盘给料的均匀性;而当原料中有大块物料或杂物时,会使料流不畅,以至堵塞圆盘的出料闸门。所以,在料槽中应装设料位计,料线低时就发出信号,指挥进料系统自动进料,以保持料位的稳定。对于热返矿来说,热返矿在配料计算中视为常数,当烧结操作失常,产生返矿恶性循环时,对配料的准确性将会带来极大的影响。此外,配料操作人员的技术水平对配料准确性的影响就更大了。为克服上述因素的影响,必须加强对原料和设备的管理,做到勤观察、勤分析、勤称量、勤调整

烧结工艺流程: 1、原料准备与配料:含铁原料、熔剂、燃、附加物及返矿。 2、混合布料: 配好的各种粉料进行混匀制粒,以保证获得质量比较均一的烧结矿,在混合过程中加入必须的水分使烧结料充分润湿,以提高烧结料的透气性。 3、采用二次混合工艺,在一次混合主要是混匀并加入适当水润湿,二次混合时补足到适宜水分使混合料中细粉造成小球。 4、点火控制:烧结台车上的物料,经点火炉进行料面点火,从料面开始烧结,并在强制通风的情况下使混合料中配入的燃料从上至下燃烧达到烧结的目的。 5、烧结矿的处理:对烧结矿进行破碎筛分,使烧结矿粒度均匀和除去部分夹生料,为高炉冶炼创造有利条件,筛子选用双层筛,其中6毫米以下的作为返矿进入配料,6毫米至20毫米的作为铺底料,20毫米以上的进入高炉矿仓。

烧结生产主工艺流程为配料、混合制粒、烧结、冷却分级,在此基础下,为了达到原料条件的稳定减少原料中二氧化硅及铁品位的标准偏差,在配料前增加一个原料混匀过程(即预配料),烧结工序可以增加铺底料工序、采用热风烧结、双料层料结来改善烧结过程中反应热效应,通过改善反应过程中的相变提高烧结矿理化性能,在冷却分级时合理的选择不同尺寸的筛子,其一可以分级出部分铺底料,其二可对下道工序的分级入炉创造好的条件。配料方法,目前基本均采用的重量配料法,以电子秤来达到自动控制的目的,由中控室来具体操作不同配比下各物料的给定值。在配料过程中,目前的热点及难点为:生石灰的消化及其区域的除尘。

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矿产元素单项提纯工艺研究论文

(一)破碎与磨矿 据调查,我国选金厂多采用颚式破碎机进行粗碎,采用标准型圆锥碎矿机中碎,而细碎则采用短头型圆锥碎矿机以及对辊碎矿机。中、小型选金厂大多采用两段一闭路碎矿,大型选金厂采用三段一闭路碎矿流程。 为了提高选矿生产能力,挖掘设备潜力,对碎矿流程进行了改造,使磨矿机的利用系数提高,采取的主要措施是实行多碎少磨,降低入磨矿石粒度。(二)重选 重选在岩金矿山应用比较广泛,多作为辅助工艺,在磨矿回路中回收粗粒金,为浮选和氰化工艺创造有利条件,改善选矿指标,提高金的总回收率,对增加产量和降低成本发挥了积极的作用。山东省约有10多个选金厂采用了重选这一工艺,平均总回收率可提高2%~3%,企业经济效益好,据不完全统计,每年可得数百万元的利润。河南、湖南、内蒙古等省(区)亦取得好的效果,采用的主要设备有溜槽、摇床、跳汰机和短锥旋流器等。从我国多数黄金矿山来看,浮—重联合流程(浮选尾矿用重选)适于采用,今后应大力推广阶段磨矿阶段选别流程,提倡能收、早收的选矿原则。(三)浮选 据调查,我国80%左右的岩金矿山采用浮选法选金,产出的精矿多送往有色冶炼厂处理。由于氰化法提金的日益发展和企业为提高经济效益,减少精矿运输损失,近年来产品结构发生了较大的变化,多采取就地处理(当然也由于选冶之间的矛盾和计价等问题,迫使矿山就地自行处理)促使浮选工艺有较大发展,在黄金生产中占有相当的重要地位。通常有优先浮选和混合浮选两种工艺。近年来在工艺流程改造和药剂添加制度方面有新的进展,浮选回收率也明显提高。据全国40多个选金厂,浮选工艺指标调查结果表明,硫化矿浮选回收率为90%,少数高达95%~97%;氧化矿回收率为75%左右;个别的达到80%~85%。近年来,浮选工艺流程的革新改造以及科研成果很多,效果明显。阶段磨浮流程,重—浮联合流程等,是目前我国浮选工艺发展的主要趋势。如湘西金矿采用重—浮联合流程,进行阶段磨矿阶段选别,获得较好指标,回收率提高6%以上;焦家金矿、五龙金矿、文峪金矿、东闯金矿等也取得一定的效果。又如新城金矿,原流程为原矿直接浮选,由于含泥较高(矿石本身含泥高,再加采矿尾砂胶结充填强度不够,带入部分泥砂)使选矿指标连续下降。经考查试验,采用了泥砂分选工艺流程,回收率由提高到,精矿品位135g/t提高到140g/t,稳定了生产。金厂峪金矿由于原矿品位逐年下降,因此使浮选指标降低,经与沈阳黄金学院等单位合作试验研究采用分支浮选工艺,提高了浮选指标和精矿品位。这一科研成果(于1988年1月黄金总公司通过了技术鉴定),为浮选工艺改造得到了新的启示。当然,浮选法和其他方法一样不是万能的,不可能对所有含金矿石都有效,主要还要考虑矿石性质,在选择工艺流程时,需进行多方面的论证和试验。 近几年来,为提高分选效果,在工艺不断改进的同时,对药剂添加制度和混合用药方面也作了不少改进和研究,在加药实现自动控制方面也有新的进展。(四)化选-水冶提金工艺 1.混汞法提金 混汞法提金工艺是一种古老的提金工艺,既简便,又经济,适于粗粒单体金的回收。我国不少黄金矿山还沿用这一方法。随着黄金生产的发展和科学技术进步,混汞法提金工艺也不断得到了改进和完善。由于环境保护要求日益严格,有的矿山取消了混汞作业,为重选、浮选和氰化法提金工艺所取代。 在黄金生产中,混汞法提金工艺仍有其重要的作用,在国内外均有应用实例。目前河北张家口、辽宁二道沟、吉林夹皮沟、山东沂南等不少金矿应用了此工艺。辽宁二道沟金矿原为单一浮选流程,根据矿石性质改为混汞加浮选联合流程,总回收率提高(混汞回收率达),尾矿品位由降到,年获效益为158万元。混汞法提金工艺关键在于如何采取防护措施,消除汞毒污染。2.氰化法提金工艺 氰化法提金工艺是现代从矿石或精矿中提取金的主要方法。氰化法提金工艺包括:氰化浸出、浸出矿浆的洗涤过滤、氰化液或氰化矿浆中金的提取和成品的冶炼等几个基本工序。我国黄金矿山现有氰化厂基本采用两类提金工艺流程,一类是以浓密机进行连续逆流洗涤,用锌粉置换沉淀回收金的所谓常规氰化法提金工艺流程(CCD法和CCF法),另一类则是无须过滤洗涤,采用活性炭直接从氰化矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺流程(CIP法和CIL法)。 常规氰化法提金工艺按处理物料的不同又分两种:一种是处理浮选金精矿或处理混汞、重选尾矿的氰化厂。采用这种工艺的多是大型国营矿山。如河北金厂峪;辽宁五龙、河南杨寨峪;山东招远、新城、焦家、三山岛金矿。另一种是处理泥质氧化矿石,采用全泥搅拌氰化的提金厂。如吉林海沟;黑龙江团结沟;安徽新桥金银矿等矿山。 我国早在30年代已开始使用氰化法提金工艺。台湾金瓜石金矿在1936~1938年期间,采用氰化-锌粉置换工艺提取黄金,年产黄金15万两。 进入20世纪60年代后,为了适应国民经济的发展,大力发展矿产金的生产,在一些矿山先后采用间歇机械搅拌氰化法提金工艺和连续搅拌氰化法提金工艺取代渗滤氰化法提金工艺。1967年,首先在山东招远金矿灵山和玲珑选金厂实现了连续机械搅拌氰化工艺生产黄金,氰化法提金由70%提高到,从此连续机械搅拌氰化法提金工艺在全国各大金矿迅速获得推广。1970年金厂峪金矿、1977年五龙金矿氰化厂相继建成投产,此后国内又陆续建成投产了一批机械搅拌氰化厂,氰化法提金工艺进入了一个新的发展阶段。 黄金生产的不断发展和金矿资源的迅速开发,自20世纪80年代起泥质高的含金氧化矿石大量增加,开发对这类矿石进行全泥氰化搅拌浸出的研究,并在黑龙江团结沟金矿建设一座日处理500t矿石的氰化厂,1983年投入生产。从此,全泥氰化法提金工艺日渐推广应用,先后在河南、吉林、河北、陕西、内蒙古等地采用此法建厂提金。与此同时,为解决泥质氧化矿石在浓密过滤固液分离上的困难,于1979年11月长春黄金研究所开始对团结沟金矿的矿石采用无过滤的炭浆法提金工艺,进行了历时两年的试验研究,获得了成功。在此基础上,于1984年8月在河南灵湖金矿自行设计利用国产设备建成我国第一座日处理50t矿石的炭浆法提金厂。使我国氰化法提金工艺向前迈进了一大步。炭浆法提金工艺成为处理泥质氧化矿石的岩金矿山就地产金的重要方法之一。此后在吉林、河南、内蒙古、陕西等地建起了炭浆法提金厂。1984年末,冶金工业部黄金局为推动炭浆法提金工艺在我国的应用,移植消化国外先进技术和设备,与美国戴维麦基公司合作,在陕西省西潼峪金矿、河北省张家口金矿,分别建起了一座日处理矿石250t(西潼峪)和一座450t(张家口)的炭浸提金厂。据调查张家口金矿达到(1988年炭浆回收率为)的回收率。 依*科学大搞技术革新的试验研究,使我国黄金生产技术水平有较大提高。如金厂峪金矿研究采用锌粉代替锌丝置换金泥成功,使置换率达到,金泥含金品位明显提高,锌耗量由原锌丝置换的降到,生产成本大幅度降低。继而在招远、焦家、新城、五龙等矿山推广应用也取得明显效果。低品位氧化矿石的堆浸工艺,在丹东虎山金矿试验成功后,相继在河南、河北、辽宁、云南、湖北、内蒙古、黑龙江、吉林、陕西等省区推广应用,经济效果明显,为低品位氧化矿的开发利用开辟了道路。据不完全统计,我国目前采用堆浸法生产的黄金年产量达到万两以上(仅河南省堆浸生产的黄金累计为万两),但与发达国家相比,我国堆浸规模较小,一般为1×103~3×103t/堆,万t/堆的较少,在技术上也存在较大的差距,1988年陕西太白县双王金矿大型万吨级堆浸场投产,取得可喜的成果(矿石品位)。 国外先进技术和设备的引进消化(如美国的高效浓密机,双螺旋搅拌浸出槽,日本的马尔斯泵,带式过滤机等),使我国黄金生产在装备水平和技术水平上又有了进一步的提高,同时也促进了我国黄金生产设备向高效、节能、大型化、自动化方向发展。在硫脲提金、硫代硫酸盐提金,预氧化细菌浸出,加压催化浸出,树脂吸附等新工艺的科学研究方面,近年来也有新的进展。1979年长春黄金研究所进行硫脲提金试验获得成功,并于1984年在广西龙水矿建成一座日处理浮选金精矿10~20t的硫脲提金车间(1987年通过部级鉴定)。其他工艺虽处于试验研究阶段和正准备建厂投产,足以说明我国提金技术已发展到一个新的水平。(五)金的冶炼与回收 黄金冶炼是黄金生产中最后一道工序,其产品为成品金。冶炼有粗炼和精炼之分。精粗炼产品为合金(俗称合质金),我国黄金矿山就地产金多为合质金,直接交售给银行。黄金富矿块和各种金精矿运往有色冶炼厂加工提炼成品金(俗称含量金)。建国40年来,黄金冶炼和综合回收发展较快,冶炼技术和工艺装备水平不断提高,冶炼成本日益降低,促进了黄金生产的发展。

廖立兵

1 材料科学与工程学简介

基本概念

材料(Material):人类用以制成用于生活和生产的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质。

材料是物质,但不是所有的物质都可以称为材料,如燃料、化学原料、工业化学品、食物和药物,一般不算是材料。

材料是科学技术发展水平的标志,是国家现代化程度的标志。

材料科学、能源科学、信息科学是现代科学技术的三大支柱。

新材料、信息和生物技术是新技术革命的主要标志。材料科学(Material Science)是以晶体学、固体物理学、热力学和动力学、冶金学和化工等学科为基础,对材料的内在规律和应用进行探讨的科学。材料工程学(Material Engineering or Technology)是根据材料应用中所需要的性能,应用已知的规律和理论,从成分、结构、性质等直到工程中的具体应用进行设计和实施的科学。

材料科学与工程(Material Science and Technology)是研究和应用材料的成分、组织、结构、制备工艺与材料性能和用途之间关系的一门学科。

材料的分类

(1)根据材料的成分、显微结构和性质划分:无机非金属材料(Inorganic Nonmetallic Materials)、有机高分子材料(Organic Polymers)、金属材料(Metals and Alloys,Metallic Materials)和复合材料(Composites)。

(2)根据材料的性质和用途划分:①工程(结构)材料(Structural Materials)。由其结构特点而决定材料的强度、硬度等力学性能能够满足工程技术结构上的需要,主要应用于工程技术方面的一类材料。包括金属材料、陶瓷材料、高聚物材料、复合材料。②功能材料(Functional Materials)。具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料;是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料;同时对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等起着重要作用。在全球新材料领域中,功能材料约占85%。特种功能材料对高技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是新世纪生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料,成为各国新材料领域发展的重点,是各国高技术发展中的战略竞争热点。功能材料按使用性能分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料、机敏(智能)材料。

(3)纳米材料(Nano-Materials):是关于原子团簇、纳米颗粒、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。原子团簇:包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子,是介于原子与固体之间的原子集合体。纳米颗粒:尺寸大于原子团簇,小于通常的微粒,一般尺寸为1~100nm。纳米薄膜:指含有纳米粒子和原子团簇的薄膜、纳米尺寸厚度的薄膜、纳米级第二相粒子沉积镀层、纳米粒子复合涂层或多层膜。具有准三维结构与特征,性能异常。纳米固体:由纳米尺度水平的晶界、相界或位错等缺陷的核中的原子排列来获得具有新原子结构或微结构性质的固体。纳米晶体材料(有高密度缺陷核,超过50%的原子位于缺陷核内),纳米结构材料(由弹性畸变结晶区所分隔的许多缺陷核心区所组成),纳米复合材料(O-O复合:不同种类纳米粒子复合;O-2复合:纳米粒子分散到二维薄膜材料中;O-3复合:纳米粒子分散到三维固体中)。纳米微粒的基本性质:电子能级不连续(准连续能级离散化)、量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应。由于纳米粒子具有特殊性质,导致纳米材料具有一系列特殊性质。

(4)多孔材料(Porous Materials):具有高比表面积、高吸附性、离子交换性等性质。在吸附、分离、催化、纳米技术、分子识别、石油化工、精细化工和分子电子器件等领域广泛应用。根据国际纯粹与应用化学学会(IUPAC)的分类方案,将多孔材料依孔径大小分为:微孔材料(d<2nm)、介孔材料(2nm<d<50nm)、宏孔材料(d>50nm)。

(5)材料研究的四要素:性质与性能(Property and Performance)、成分(Composi-tion)、结构(Structure)和合成与加工(Process)

2 矿物材料学简介

基本概念

矿物材料(Mineral Material):以天然矿物或岩石为主要原料,经不以提纯金属和化工原料为目的的加工、改造所获得的材料或者能直接应用其物理、化学性质的矿物或岩石。矿物材料学(Mineral Material Science):是研究矿物材料的成分、结构、性质、性能、加工制备工艺及相互间的关系和矿物材料的工程应用技术的一门综合性边缘学科。

矿物材料学的研究内容

基础理论研究:矿物材料的性质与其矿物成分、非晶质成分、化学成分、微量元素等物质组分的关系;矿物材料的性质与其所含矿物的晶体结构、晶体化学、多型、结晶度、有序度等以及岩石结构、构造等的关系;矿物材料的性质与其晶界、表面、粒度等的关系;矿物材料的性质与其使用的原料种类、矿石类型、原料产地等的关系;矿物材料的性质与其加工改造温度、压力、气氛、矿化剂、黏结剂、乳化剂、偶联剂等加工工艺条件的关系;等等。

生产技术和应用研究:矿物材料的生产工艺路线、流程、设备、最佳配方等工程技术问题,以及矿物材料的应用领域、适用条件和保存方法等。

矿物材料的分类

按矿物材料的成分、结构和性质划分(一元系、二元系……);

按矿物材料的用途划分(陶瓷、玻璃、耐火材料……);

按矿物材料的状态划分(单晶、多晶、非晶、复合、分散);

按加工工艺特点划分:天然矿物材料、深加工矿物材料、复合及合成矿物材料;

综合分类:熔浆型材料(熔注结晶、玻璃釉料纤维等)、烧结型材料(耐火材料、陶瓷等)、保温材料、胶凝型材料、其他材料(建筑石材、粉体材料等);

建议的分类方案(按材料性质和用途划分):结构矿物材料(石材、结构陶瓷、矿物增强聚合物复合材料等)、功能矿物材料(环境矿物材料、纳米矿物材料、生物医用矿物材料、特种功能矿物材料等)。

矿物材料研究的意义

非金属矿产在国民经济中具有十分重要的作用,几乎应用于国民经济的各个领域,随着科学技术的不断发展,非金属矿产的应用领域还在不断扩大。在经济发达国家,非金属矿产的总产值大于金属矿产的总产值,因此一些学者把非金属矿产值是否大于金属矿产值作为衡量一个国家是否达到工业化国家的标志,并预言21世纪将进入“新石器时代”。非金属矿产的开发应用不仅在于是否掌握有非金属矿产资源,更在于是否掌握了非金属矿产开发应用的先进技术。我国非金属矿产资源非常丰富,已探明储量的就有87种,产地6000多处。但由于我国非金属矿产开发应用技术落后,大多数非金属矿产均为粗加工制品,因此总产值很低。

开展并加强矿物材料学研究对提高我国非金属矿物资源利用水平,提高人民生活质量,推动经济和社会发展具有重要意义。

3 我国矿物材料学研究现状

非金属矿物原料深加工研究

研究主要朝着超细粉碎、精细分级、提纯改性和多品种方向发展。由于在粉碎技术、超细粉碎和分级设备研制方面取得进展,我国目前已能进行多种粒度的粉碎和分级,个别矿种的粉碎分级水平已达国际先进水平。提纯研究也取得很大进展,主要表现在:针对新矿种的提纯新工艺大量涌现,传统非金属矿提纯工艺有了改进,微细粒提纯及高纯加工工艺设备有显著发展。

总之,在理论、方法、设备、选矿工艺、选矿药剂的应用研究方面都取得了可喜的成果。我国目前已基本具备成熟的加工高纯石墨、石英、硅藻土、高岭石、膨润土、金红石等的技术。

矿物孔道或层间域的离子、分子交换、插入有关的研究

已成为矿物材料研究的热点。研究对象主要是沸石等具孔道结构的矿物、岩石和以蒙脱石为主的各种粘土矿物和石墨等层状结构矿物。研究内容包括:孔道或层间离子交换技术及其应用;粘土矿物层间“柱撑”、插层技术及其应用等。目的是利用这些矿物孔道或层间域中的物质可交换性和层间域的可膨胀性质,或通过对这些性质加以改造,使其具有新的可利用的优异特性。比如通过对粘土矿物、沸石或膨胀石墨进行改性处理,使其具有吸附不同有害组分的性能,制备可用于各种环境治理的吸附剂。这方面的研究和应用领域很广,除在污水治理方面的应用外,改性过的孔道结构和层状结构矿物岩石还广泛用作催化剂载体、肥料增效剂、防水剂、膨胀剂、防沉降剂、凝胶剂、黏结剂、增塑剂、增稠剂、悬浮剂、脱色剂、导电材料、快离子导体材料、染色剂、干燥剂、过滤剂等。

矿物表面改性技术及其应用研究

即利用物理、化学方法对矿物表面进行处理,改变其表面性质,如表面原子结构和功能团、表面疏水性、电性、化学吸附和反应特性等,达到改善或提高矿物应用性能的目的。主要是为将矿物作为填料加到各种有机聚合物中时,使矿物与聚合物间有好的相容性,同时也提高矿物填料在聚合物中的分散效果。研究内容主要包括:表面改性剂的选取,不同表面改性剂对不同矿物的作用效果,表面改性工艺,表面改性效果等。

表面改性剂分有机和无机两类:①有机表面改性剂:偶联剂(硅烷类、钛酸酯类、锆类和络合物类等)、高级脂肪酸及其盐类、聚烯烃低聚物、不饱和有机酸、有机胺;②无机表面改性剂:氧化钛、氧化钠、氧化铁、氧化锆、氧化铝、氧化硅等金属氧化物。

目前应用最广泛的表面改性剂是偶联剂,其中又以硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂应用最多。硅烷偶联剂对表面有活性羟基的矿物作用效果较好,对硼、铁、碳的氧化物作用效果次之,对表面不含羟基的碳酸盐、碱金属氧化物几乎无效。

钛酸酯类偶联剂对矿物适用范围广,对表面有活性羟基的石英以及表面呈中性或碱性的碳酸钙、二氧化钛、长石、角闪石等大多数非金属矿物都有较好的偶联效果。

以非金属矿物为原料的新型建材研究

非金属矿物作为建材原料是矿物材料最传统的研究领域。随着科学技术的发展,这一领域的研究水平也随之提高,新技术不断涌现,仍然是矿物材料研究的一个重要领域。

研究内容主要集中在三个方面:传统原料矿物的应用新工艺研究、新原料矿物的发现和代替传统原料矿物的研究、新型建材开发研究。

应用领域极为广泛,涉及各种涂料、耐火材料、水泥、玻璃、陶瓷制品等。

非金属矿物中有用元素综合利用研究

一般而言,非金属矿产开发利用不以提取和利用其中的某种元素为目的,这是与金属矿产最大的区别。

由于资源紧缺和一些非金属矿物、岩石具有特殊的成分、结构,综合利用非金属矿物中某些元素的研究越来越受重视。

例如,由于我国钾资源严重短缺,已成为影响我国农业发展的一大因素,而很多非金属矿物岩石又富含钾元素,因此开发利用非金属矿物岩石中的钾,引起矿物材料研究者的关注,钾长岩、含钾页岩、伊利石等富钾矿物岩石相继被进行过活化、制备成矿物钾肥。

合成矿物材料研究

合成矿物材料的研究包括两个方面:利用某种天然矿物合成另一种矿物;用化学试剂合成矿物。

主要新成果:用凹凸棒石与磷酸反应生产活性二氧化硅、用天然沸石生产超轻硅酸钙、用叶蜡石合成沸石、人工合成金刚石、人工合成皂石、人工合成黄铜矿型太阳电池材料、以石英、粉煤灰等为原料,合成氮化硅、sialon等。

环境矿物材料研究

环境矿物材料是指以天然矿物岩石为主要原料,在制备和使用过程中能与环境相容和协调或在废弃后可被环境降解或对环境有一定净化和修复功能的材料。

利用天然矿物开发研制环境矿物材料具有得天独厚的条件,因为:矿物材料原料是天然矿物,与环境有很好的相容性;矿物材料生产能耗小、成本低;矿山尾矿综合利用本身即属于环境材料学研究内容;很多矿物材料有很好的环境修复、环境净化的功能。

因此,大力开展和加强矿物环境材料研究符合矿物材料的特点,建立环境矿物材料学科分支是时代的要求,是矿物材料的重要发展方向。

根据矿物材料的特点和在环保领域的应用情况,环境矿物材料的主要发展方向是:①环境工程矿物材料——即具有环境修复(如大气、水污染治理等)、环境净化(如杀菌、消毒、过滤、分离等)和环境替代功能(如替代环境负荷大的材料)的矿物材料;②环境相容矿物材料——即与环境有很好相容协调性的矿物材料(如生态建材等)。

矿物材料用于环保目的很早以前就开始,近年来更是备受关注,新技术、新材料、新应用成果层出不穷。

矿物材料除了在传统的污水处理、大气吸附、过滤脱色等方面应用水平不断提高外,在生态建材(如低温快烧陶瓷,具有保温、隔热、吸音、调光等功能的建材等)、杀菌、消毒剂、矿山尾矿综合利用等方面有新的应用技术和产品。

纳米矿物材料研究

这是矿物材料研究新领域,与以上很多研究领域相关。例如,非金属矿物深加工中的超细粉碎,正向纳米级方向发展,已制备出一些纳米级非金属矿制品;通过柱撑,将层状结构硅酸盐矿物剥离至纳米级颗粒用于橡塑制品增强等已成为层状结构矿物改性应用的新方向;微孔、介孔矿物材料的合成、充填(自组装)也将越来越受到人们的重视,等等。

生物医用矿物材料研究

包括生物医学材料和矿物药。

生物医学材料:用于和生物系统接合,以诊断、治疗或替换生物机体中的组织、器官或增进其功能的材料。又称生物材料。

矿物药:以天然矿物为原料或原料之一制备的各种药材。

特种矿物功能材料研究

例如发现光子晶体具有蛋白石型结构、有序方石英用于制备非线性光学晶体或作为制备光子晶体的模板、改性蒙脱石用于制备复合电极,具有高稳定性、可重复性和催化性的特点、纤维状海泡石作为增强材料用于制备摩擦材料。

矿物材料的其他应用研究

矿物材料研究还包括宝石加工和改善、矿物材料的基础理论研究等诸多方面,很难简单概括。宝石加工和改善已发展成一个专门领域,不作重点介绍。

4 矿物材料的重要发展方向

重要非金属矿物在不同物理场和化学环境中的各种效应研究

金属矿产主要是以应用它的某一元素为主,而非金属矿产主要是应用它的物化性质与工艺特性。工艺特性又主要取决于非金属矿物的化学组成、结构、构造和它的光学性、电性、热学性、磁性、声学性以及溶解、吸附、催化、扩散等物化特性。

因此,非金属矿物开发应用的基础是对非金属矿物的成分、结构及各种物化性能的研究。开展非金属矿物场效应及应用基础研究,将可获得重要非金属矿物完整的物化性能参数并查清这些参数与矿物成分、结构、外界环境间的关系,可建立起非金属矿物数据库,有利于开展矿物材料设计研究等。对改进已有的选矿工艺、改进现有的以这些矿物为原料的材料制备工艺、开拓这些非金属矿物新的应用途径和新的应用领域、开展矿物材料设计研究等都有十分重要的意义。

研究内容:在电场、磁场、光波、声波等作用下,或在各种化学环境中,对非金属矿物的各种参数(即非金属矿物的物化性能)进行测试;探讨这些参数与矿物成分、结构的关系,与外界条件的关系。

目的是获取重要非金属矿物全面的物理化学参数,为其有效应用或开拓其应用新领域奠定基础。

非金属矿物表面及界面学研究

矿物表面是指矿物和真空或气体的界面,表面有很多活跃的化学性质以及与体内不同的物理性质。

矿物材料界面是指矿物材料中相与相之间的接触表面。界面对多相矿物材料的性能起着极其重要的作用,甚至控制作用。表面与界面既有区别又有联系。矿物原料的表面是矿物材料界面的基础,对矿物材料界面有重要影响。因此矿物表面和界面的研究不能截然分开。矿物材料的表面及界面问题尚未获得足够的重视。随着矿物材料学的发展和研究的深入,表面、界面及其工程学研究将会成为矿物材料学研究的一个前沿领域。比如矿物超细、超纯加工、纳米矿物材料研制等都离不开表面、界面及其工程学。研究内容利用高分辨电子显微术、衍射衬度电子显微术、扫描隧道电子显微术、X射线能谱、电子能量损失谱、同步辐射连续X射线能量色散衍射等先进的分析测试技术,对矿物、矿物材料的表面、界面的层相组成及成分变化、位错类型及分布、残余应力等进行研究,在各种微观尺度上揭示表面、界面成分、结构细节及其与材料性能间的关系;重点研究架状、层状矿物的孔道结构特征、层间结构特征、孔道与层间域的各种化学、物理学特性等;研究各种产状、各种粒级矿物粉体的表面特性及与加工工艺间的关系。重点探讨矿物的超纯、超细工艺及其对矿物粉体表面、界面特性的影响;利用对矿物表面、界面的研究成果,利用已有的表面与界面工程学手段,研究开发以层状矿物为主的一系列重要非金属矿物的深加工新工艺技术,研制出一系列具优异性能的新型矿物材料。

矿物新材料设计研究

材料设计是近年来迅速形成和发展起来的一门材料学分支学科,是材料学理论和现代计算机技术相结合的产物,是社会经济发展对材料学研究提出的要求,因为传统的“试错”法已无法制备出能满足时代要求的新材料,只有在理论指导下进行“理性设计”,即根据对材料的具体要求,对材料配方、制备工艺、材料性能和行为机理进行预测。

矿物材料设计还未有人明确提出,但与此有关的工作已有一些报道。可以预料,随着矿物材料设计的开展,矿物材料研制水平将会提高到新的层次,矿物新材料也将不断出现。这项工作应注意吸引材料化学、材料物理学和计算机专业的专家学者广泛参与。

环境矿物材料学研究

近年来,环境矿物材料虽然发展迅猛,成果丰硕,但是环境矿物材料学作为一门学科分支还没有建立,环境矿物材料、环境工程矿物材料、环境相容矿物材料、环境降解矿物材料、环境负担性评估、生命周期评估(LCA)等概念尚未被广泛接受。

今后应进一步加强环境矿物材料学研究,提高环境矿物材料的研究和应用水平,扩大环境矿物材料的应用领域,发展环境矿物材料的相关理论(生态设计、生态加工、生态评价),扩大环境矿物材料在学术界、产业界的影响。

因此,发展环境矿物材料学仍然任重而道远。

农用矿物资源的高效应用理论及应用工艺研究

我国是人口大国、农业大国,面临着用少量土地养活众多人口的巨大压力。解决的途径只能是依靠科学种田,提高产量,保持生态平衡。天然非金属矿物在这些方面均可发挥重要作用。非金属矿物在农业上的应用主要包括:生产化肥,包括氮、磷、钾肥;微量元素化肥;稀土元素化肥、有机肥等;作饲料原料或添加剂;作为药剂矿物和载体矿物用于生产农药或直接用作农药;用于土壤改良。

以上应用均已有所开展,但应用技术水平低,范围窄,远远不能满足农业发展的需要,也远远没有充分发挥非金属矿物在这方面的应用潜力。比如我国是钾肥资源紧缺的国家,对含钾矿物岩石中的不可溶钾进行开发研究,可解决我国钾肥资源紧缺的问题。但目前这方面研究仍没有大的突破,主要问题是尚未寻找到高效、低成本、环境负担小的工艺技术。

研究内容包括:含钾矿物岩石钾元素活化、提取和综合利用新工艺研究;非金属矿物中微量元素、稀土元素和其他有用元素的综合利用研究;非金属矿物岩石在水土改良、生态环境改善方面的应用研究。

纳米矿物材料研究

由于纳米材料具有独特的成分、结构、性能及制备方法,这方面的研究仍将是材料学的前沿领域。纳米矿物材料与其他纳米材料相比,研究深度、广度均需提高。因此,除其他纳米材料所面临的共性问题外,纳米矿物材料更应加强以下方面研究:纳米矿物材料制备新技术、新型纳米矿物材料研制、纳米矿物材料有关理论研究。

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建立矿业开发基地的目的是:依据规划,对矿产资源开发进行合理分布,加大综合开发力度,提高产业运行质量和效率,通过金属、非金属矿产探、采、冶、加工的一体化,煤、电、转一体化和新矿种及“三废”资源二次利用产业化的形成,使资源得到充分合理利用和有效保护。在规划中长期内形成以新安、洛宜、嵩栾、嵩汝、伊川、偃师、近郊七个开发加工基地为中心,辐射 66 个开发区的矿业格局。一、新安煤、电、铝开发加工基地 该基地在保障煤炭产量稳步增长的同时 , 加大铝土矿、硅矿、粘土、耐火粘土、水泥灰岩、白云岩的开发力度 , 并充分利用其交通方便 , 水资源充沛及电力开发已具一定基础 , 地处中西部经济发展区结合部等特定优势 , 加大矿产加工力度 . 以新建大型铝矿产品加工基地为龙头 , 以电力发展为纽带 , 发展煤、铝、耐火粘土、硅石、高级陶瓷综合开发加工基地 . 该基地设立规划区 9 个 , 十五期间年产原煤 340 万吨 , 铝土矿 210 万吨 , 硅质原料 40 万吨 , 硅质原料 40 万吨 ;2005 年到 2015 年产原煤 300 万吨 , 铝土矿 210 万吨 , 硅质原料 40 万吨 , 耐火粘土 10 万吨 , 白云岩 10 万吨 , 水泥灰岩 210 万吨 ; 深加工产品氧化铝 30 万吨 , 电解铝 10 万吨 , 水泥 175 万吨 , 金属镓 55 万吨 , 硅质、铝质、镁质耐火砖 亿块、奎铁 7000 万吨 , 高级陶瓷 亿件 , 白碳黑 1 万吨 , 铝盐化工制品 1 万吨 , 火电 12 亿千瓦 , 并充分利用区外市场生产金属纳 , 年产 2500 吨 .二、洛宜贵金属、建材矿产开发加工基地 该基地位于宜阳、洛宁、嵩县三县的结合部,该区黄金、花岗岩、水泥灰岩资源丰富,且有一定的工业基础。 该基地开发重点:以上宫、只雨沟大型黄金采选企业适时扩建为依托,加速兴建和扩建宜阳黄金冶炼厂项目的实施;以治理区域环境,节约土地,提高质量,降低能耗为目的,在保证生产适度增长的基础上,加快提高加工水平;促进坑口水电厂建设。规划该基地到 2015 年,水沟工业改造结束,年利用煤矸石 10 万吨,节约土地 25 亩,年产水泥 60 万吨,只雨沟、上宫大型黄金开发基地及吉家洼等中型开采基地已形成,与之配套的宜阳黄金冶炼厂已正常运行,年产成品金 万两;年产各种花岗岩板材 62 万㎡,各种用途的蛭石矿产品 40 万吨,煤电结合项目,坑口电厂年发电 67200 万千瓦,年总产值 15 亿元以上。该基地共设规划区 16 个。三、嵩栾有色金属、贵金属开发基地 基地内各种有色金属及非金属资源丰富,但由于地处栾川山区,交通不便,尽管有一定的加工工业基础,但仍不能满足矿业发展的需要,且多为初级产品,大量运费支出使企业效益低下。组建次开发基地的指导思想是:在充分综合利用资源的基础上,以经济为纽带跨行业重组产品结构,使各行业间的互补优势得到充分体现,最大限度地拉长产品链,生产成品或半成品,实现矿产品就地升值。 该基地的规划重点:在逐步扩大有色金属及硫铁矿开采规模,提高其综合回收率,并对部分尾矿进行二次回收的基础上,下世纪二十年代中期基地内矿产品 80% 以上就地加工。一是钼:年产钼铁、钼粉、钼板、钼顶头等钼加工品 8300 吨,并对加工厂进行改造,从废气中回收技术铼 140 公斤,稀硫酸( 75% ) 万吨;二是铅锌:在铅、锌冶炼的基础上进一步扩大系列高档产品的种类和产量,如活性氧化锌,利用其副产硫酸生产硫酸锌等,年产铜、铅锌、锌条等达到 8 万吨,深加工产品活性氧化锌等总计大于 3000 吨,副产硫酸 25 万吨;三是铜:将现有的 1200 吨 / 年就地冶炼加工,年产电解铜 270 吨;四是硫铁矿:硫铁资源的充分合理开发利用关键在深加工,通过加工和综合利用便留资源为其它高价值的新产品实现产品结构调整,规划二十世纪二十年代在新建 10 万吨硫酸厂和 10 万吨硫磺厂带动硫铁矿综合开发利用的通时,将钛白粉厂扩大到 5000 吨 / 年(年消耗酸 万吨),剩余的稀硫酸和工业硫酸可满足基地内 10 万吨 / 年钾镁肥生产的需要和邻近工业基地的氟化盐、率盐项目的需求;五是黄金:加大以牛头沟、谭头大型黄金矿山为龙头的栾川、嵩县南部黄金开采基地建设,实现年产黄金 万两。除此之外,硅灰石、石榴石、透辉石的综合开发利用可提供各种用途的原料 万吨,既有较好的经济效益,又有较好的社会效益,环境得到治理,也为我市一些矿产加工项目填补了原料空白。该区共设规划区 14 个。四、嵩汝非金属矿产开发加工基地 该基地包括嵩县伊河以东和汝阳河流域,该基地的开发重点以丰富的非金属资源为依托,加大综合加工力度。一是利用伊利石、高岭土资源加工系列填涂料;二是利用萤石资源加工冰晶石;三是利用含钾粘土岩或含钾岩石,加工钾镁肥等。另外考虑区域布局,适当扩大水泥灰岩、铅锌的开发加工力度,设基地共规划区 10 个,加工项目 3 个。五、伊川能源、建材矿产开发加工基地 伊川矿业开发基地玄武岩、石炭系高钙灰岩( CaO : )及寒武系粘土页岩等非金属矿产丰富,传统非金属建材水泥工业基础已具规模。该基地的开发方向,一是利用玄武岩采矿加工为基础,加大对水泥生产工艺改造的力度和公路建设支持力度;二是加快轻型建材项目的研究和工业化生产的速度;三是积极开展高钙涂料超细炭酸钙技术(纳米碳酸钙)的工业应用,四是加大煤矿的开发和电力的开发力度。该基地设规划区 7 个。六、偃师能源矿产开发加工基地 偃师矿业开发加工基地的开发方向,一是煤炭开发;二是煤层气开发;三是火电开发及粉煤灰利用。该基地设规划区 8 个。七、近郊地热、矿泉水开发加工基地 该基地一是利用我市各基地的彩釉原料,集中于郊区进行综合加工,形成系列彩釉制品。二是合理利用地热、矿泉水资源开发绿色能源和矿泉水产业。该区设规划区 2 个。第五章 矿业科技发展及地质旅游资源开发第二节 矿业科技发展 加强矿业科技发展是实现矿产资源有效保护与合理开发利用的重要手段和关键环节。积极开展矿业科技攻关及研究,加速科技成果转化,能够不断提高矿产资源保护和开发利用的科技水平,提高资源利用率,减少环境污染和破坏,加强技术储备,保障矿业经济发展后劲,实现人与自然的协调发展。一、制定矿业科技发展项目的基本原则 1 、有利于实现矿产资源的有效保护; 2 、有利于加强矿产资源的利用水平和减少损失浪费; 3 、加强共生、伴生矿产资源综合回收利用研究; 4 、注重重点矿种成矿规律的研究; 5 、有利于调整产业结构,加强新兴矿产和非金属矿产的开发利用研究; 6 、注重地质环境保护和实现矿业经济的可持续发展; 7 、突出重点、分步实施、注重实效,提高社会效益和经济效益。二、矿业技术发展项目及研究重点与方向 本规划共制定 18 项矿业科技项目,这些规划项目包括矿产资源的综合利用,“三废”资源的综合利用,新型非金属矿产的开发利用,矿产资源的开发利用与环境的协调发展,地质灾害的预防、先进的采选工艺,找矿前景和找矿理论等各个方面。根据洛阳市国民经济发展急需程度和面临的现状,对这些项目进行了时间划分,基本明确了项目的主要内容和要达到的目标,部分项目可结合公益性地质调查评价工作共同实施。 1 、栾川钼矿钨及其他有益元素综合回收工艺研究 河南栾川钼矿是我国规模较大的钼矿床之一,矿石中共含有 Cu 、 Pb 、 Zn 、 W 、 Sn 、 Mo 、 Co 、 Ni 、 Sc 、 Mg 、 Re 、 P 、 S 等 38 种有益元素,其中除主矿种 Mo 外, W 、 Co 、 Re 、 S 等含量也较高,可以综合回收利用。在目前该矿的开发利用中,由于技术工艺比较落后,这些有益的伴生元素未能得到合理利用,其中仅 W 一项,每年损失近 1000 吨,加上其他未被回收利用的有益元素,每年仅此就损失 2000 万元以上,因此,开展钼矿中 W 及其他有益元素综合回收利用研究十分必要。 本次研究以综合回收钨、铼为主,争取在实现钼回收率 90 — 95% 指标前提下,使钨的回收率达到 75% 以上,铼回收率达到 60% 以上。通过研究提出一整套工艺可行,经济合理的综合回收工艺,时间安排在 2001 — 2002 年。 2 、洛阳市铝土矿资源的整体利用研究 洛阳市铝土矿资源非常丰富,储量位居河南省首位。共探明 A+B+C+D 级储量 亿吨,占全省总储量近四分之三,现有保有储量 亿吨,是洛阳市主要优势矿产之一,铝土矿中伴生的金属镓储量 4175 吨,潜在经济价值 75 亿元,长期以来一直未得到有效的综合回收利用,一定程度上造成了资源浪费。本次研究的主要目标就是实现伴生金属镓的综合利用,时间安排在 2001—2002 年。 3 、 利用含钾岩石开发利用钾肥研究 洛阳市嵩县、栾川、汝阳、偃师、伊川、宜阳等均分步有含钾岩石,。主要有伟晶岩、斑岩、含钾碱性岩和含钾粘土岩等。其中侵入于熊耳群的碱性辉石正长岩含 K2O 最高,一般高达 — ,资源潜力较大,具备了开发利用条件,由于我国钾盐类资源紧缺,因此,制取钾肥的矿物原料势必为含钾岩石所取代,由于钾肥在农业生产中用途深广,钾肥的市场需求很大,故从含钾岩石中制取矿物钾肥的技术成果将会有广阔的开发应用前景。本项研究拟采用热法和激发活化法从含钾岩石中提取活性钾,生产农用矿物钾肥,最终提供经济可行的生产工艺,时间安排在 2001—2003 年。 4 、嵩县伊利石开发利用工艺研究 洛阳市伊利石矿产资源丰富,开发利用前景广阔,伊利石工业用途广泛,如造纸、化妆品、橡胶、油漆等,但由于洛阳市伊利石矿组分比较复杂,白度偏低等原因,直接提供工业生产使用尚有较大差距,本研究项目以伊利石的提纯,漂白为主要研究内容,主要进行工艺矿物学研究,选矿工艺研究,最终提出技术可靠,工艺可行、经济合理的工艺流程,实现伊利石矿物回收率> 80% ,伊利石晶矿品 位> 90% ,伊利石白度> 85% ,时间安排在 2001—2003 年。 5 、新型轻质建材矿产开发应用研究 洛阳市轻质建材矿产种类多,储量可观,例如汝阳、偃师等的陶粒页岩、汝阳玄武岩质浮石以及宜阳张午等地的蛭石,均可用以生产轻质建筑材料。但目前在集体的生产工业上尚不成熟,本项目即对这些轻质建材矿产的应用方向、利用方式开展研究,主要研究利用这些矿产资源生产隔音板、天花板、防火装饰材料、高层建筑混凝土填料等,通过研究提出经济可行的生产工艺,时间安排在 2002—2004 年。 6 、无氰提金技术工艺研究及推广 洛阳市现有的黄金有相当一部分采用的是利用氰化物提金技术,虽然这种技术工艺简单,技术成熟,但在生产中拍出的废水、废气和废渣中含有剧毒氰化物,对环境污染严重,生产中的安全隐患也比较多,因此,在黄金选矿中研究无毒提金技术很有必要。本项目主要利用已有的一些成熟技术,研究开发氰化物的替代物,在不降低选矿回收率的前提下降低和解除黄金生产中对环境的污染。同时,加大无氰提金技术的推广力度,对无污染处理设施和对环境污染严重的黄金矿山要强制推广,时间安排在 2002—2004 年。 7 、洛阳市地热资源分布规律及开发利用 目前,全国各地的地热开发利用非常广泛,特别在一些中心城市,地热的开发利用更为普遍,地热之所以得到广泛的开发利用,主要是地热在使用时几乎不够成对环境的任何破坏,且地热资源又可以长期使用,改善能源结构,有利于社会和经济的可持续发展。 洛阳市有较为丰富的地热资源,洛阳市西南 — 南 — 东南部均分布有地热温泉。目前被开发利用,而洛阳盆地具有形成地热水的地层条件和结构条件,本研究项目主要目的就是对洛阳市区近郊范围内进行地热资源的分布规律及开发利用的可行性研究,以期通过对地热资源的开发利用改善洛阳市的供热条件和环境状况。时间安排在 2001—2003 年。 8 、洛阳市区选矿厂、冶炼厂尾矿、废渣、废料中选矿尾矿和冶炼废渣及其它废料,其中含有较多的贵金属 Au 、 Ag 、 At 、 Pd 等,目前多被南方一些小型个体户用低价构走,用土法提炼即浪费资源、又污染环境,本项目既是针对这一问题开展研究,试验合理的贵金属提取工艺流程,要求达到主要有用组分 Au 、 Ag 、 At 、 Pd 等的回收率达到 90 %以上,大幅度降低生产废气对环境的污染,提供的工艺流程既要经济合理,又要在工业生产中切实可行,并满足建立中、小型工厂的要求,时间安排在 2002—2003 年。 9 、植物 — 微生物联合采金技术可行性研究 洛阳市黄金加工近几年发展迅速, 1998 年,黄金生产能力已达 16 万两,年处理矿石量 100 万吨,年形成尾矿近 100 万吨,在开采主矿体的同时,一些低品味矿石和围岩一起被作为费石弃掉,这些尾矿和费矿渣长期堆积在地表即浪费资源又污染环境,对此采用常规的选矿工艺成本高,回收率低,且会造成环境的再次污染。因此,采用植物 — 微生物联合采金工艺即可充分有效地回收利用黄金资源,又可改善和美化环境,并可逐步增加尾矿和废矿渣中有机质含量,使其逐步适合多种植物生长,为宽山复垦奠定了良好的基础。在我国,这项技术才刚刚起步,中国地质科学院和浙江大学的实验研究已获得一些成果。本次研究拟最终提出可供工业应用的工艺流程,时间安排在 2002—2005 年。 10 、洛阳龙门风景区地质灾害及预防研究 龙门石窟是中国三大石窟之一,是世界著名的风景名胜,现正在申报世界历史文化遗产,因此有必要在多方面进行研究保护。 龙门石窟整体刻凿在寒武系石灰岩终,改岩石硬度和耐风化能力都比较弱,且岩石中各种构造裂隙较为发育,发生各种地质灾害的可能性在一定程度上存在,本项研究将针对龙门风景区可能出现的地质灾害进行研究,通过对风景区内的地址特征进行全面深入调查,建立地址灾害形成模式,制定地质灾害预防措施,切实有效地保护龙门石窟不受地质灾害破坏。该项目安排时间为 2001—2003 年。 11 、先进采选矿技术及装备推广 洛阳市矿业经济较发达,全市共有各种类型的矿山企业 1500 余家,但大部分缺乏先进的采选技术和生产装备,矿产资源开发利用水平不高,资源效益低下,本项目的主要任务和目的,就是在所有矿山企业终推广应用国内先进的采选工艺和技术装备,提高矿产资源的开发利用水平,减轻对环境的污染,提高企业经济效益,时间安排在 2001—2005 年。 12 、煤矸石、煤炭灰综合利用技术推广 洛阳市辖区内火电厂较多,电厂每年排放的煤炭灰近 130 万吨,累计排放已达数千万吨;在煤炭的开采过程中,对方了数量巨大的煤矸石。这些废料的对方占用大量土地,又严重污染环境,同时也是对资源的一种浪费,本项目主要利用工艺比较成熟的煤矸石和粉煤炭生产建筑用砖和做水泥配料技术,在洛阳市进行推广,为洛阳市各电厂的粉煤灰找到一个合理的出路,时间安排在 2002—2006 年。 13 、硅石综合应用研究 硅石是指 SiO2 含量在 90% 上的脉石英,石英岩一类的矿产资源,洛阳市这类矿产资源比较丰富,新安、宜川、偃师等地均有分布,目前已探明的储量达 12501 万吨。硅石类矿产在洛阳市的开发利用历史较长,主要是经过粗加工生产石英砂并做为玻璃纸造的重要原料,硅石的其它用途在工艺上尚没有突破。本性研究主要是通过磁法和化学方法对硅石进行提纯,研制开发高纯度硅粉,并在此基础上发展白炭黑填料产品,时间安排在 2001—2005 年。 14 、洛阳市矿山环境综合利用研究 洛阳市矿业经济近几年发展较快,矿产资源的开发力度也逐渐变大,伴随此过程也产生了比较严重的环境污染和破坏,生产中产生的大量废渣和尾矿目前大量自然堆放在地表,若遇洪水常造成泥石流。嵩县发生的祁雨沟尾矿库跨塌事故就是典型力作,这类事故常常造成严重的环境污染和对生命财产的安全在成较大威胁,本研究项目针对大量存放的矿山废渣和尾矿进行综合治理研究,寻找矿产资源开发利用和环境协调发展的有效途径,时间安排在 2004—2006 年。 15 、洛阳市低品味金属矿产开发利用可行性研究 洛阳市是一个资源大市,矿产资源储量丰富,但富矿少、贫矿多,矿山企业在开采富矿的同时,对于在当今社会经济技术条件难以得到有效利用的低品味矿石大多作为费矿渣丢弃,资源部能得到充分利用。例如黄金矿山,品味在 3g /t 以上的矿石目前利用率较高,但品味在 3g /t 以下,甚至 1 g /t 以下者利用率很低,而低品味矿石的储量又远远大于高品味矿石储量,黄金资源的利用很补充分,针对这些问题本项目将开展专题研究,提出工艺可行,经济合理的开发利用方案,以提高矿产资源利用率,时间安排在 2005—2007 年。 16 、洛阳市煤层气开发利用研究 据权威部门预测,洛阳市新安煤田、洛宜煤田、偃龙煤田和登封煤田等四大煤田煤层气远景储量分别为: 5688120 万立方米、 1060541 万立方米、 1499650 万立方米和 1978108 万立方米,合计约 10226419 万立方米。根据其发热量每 250 立方米 甲烷(煤层气主要成分)可行当一吨标准煤,考虑到煤层气平均含甲烷 90 %,则煤层气可析算标准煤 36815 万吨,经济价值 320 亿万元。上述煤田中已探明的煤层资源约 1584660 万立方米,折合标准煤 5705 万吨,经济价值 亿元,开发利用前景极为广阔,并且煤层气开发利用成本低,运输使用方便,减少环境污染等。本项目将就此开展研究,提出可行性研究报告。时间安排在 2006—2008 年。 17 、农业地球化研究 洛阳是一个农业市,各县(市)都分布有不同的优质农特产品,为了使这些优良品种在全市得到推广,除考虑气候条件、自然地理条件外,其原产土壤的地球化学特征也需要进行深入的调查研究,为良种推广创造条件。本项目主要是对土地市场一些比较优秀的农产品原产地土壤地球化学特征(包括改地的土壤结构、构造、主要矿物成分、主要化学成分、微量元素及各种元素之间的组合规律)进行深入研究,提供适宜这类植物生长的地球化学环境,为在土壤条件差的地区进行土壤改良时提供依据,时间安排在 2006—2008 年。 18 、熊耳山地区中深部金矿成矿规律及资源预测研究 洛阳市近几年黄金采矿业发展较快,但目前资源保证程度不高,难以保证长期稳定发展,据估计,保佑储量仅能满足现有企业生产 15 年左右,而地表及浅部矿床已基本查明,地表找矿难度加大,要满足黄金企业发展需求,就必须通过深部找矿来提供资源储备。熊耳山地区是洛阳市的主要金矿成矿区,本项目即主要研究改地区金盲矿成矿规律,确定深部找矿靶区,预测金矿资源分布情况,为今后的黄金着矿工作提供理论依据。时间安排在 2010—2012 年。

聚酯生产工艺研究论文

基于苯乙烯的用途广泛和需求量的不断提升,近年来世界各国苯乙烯生产发展迅速,并向着大型化发展。下面是我精心推荐的乙烯生产技术论文,希望你能有所感触!

苯乙烯生产技术研究

摘要:苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于生产聚苯乙烯树脂(PS)、丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯三元共聚物(ABS)、苯乙烯- 丙烯腈共聚物(SAN)树脂、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶乳(SBR胶乳)、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体SBS等。此外, 还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业, 用途十分广泛。

一、苯乙烯生产工艺介绍

目前,世界上苯乙烯的生产方法有乙苯气相催化脱氢法、环氧丙烷—苯乙烯联产法、乙苯脱氢选择性氧化法、热解汽油抽提蒸馏回收法、乙苯—丙烯共氧法、甲苯甲醇合成法、丁二烯合成法等。其中,常用的方法有3种:催化脱氢法、乙苯脱氢选择性氧化(SMART)法、乙苯—丙烯共氧(POSM)法。下面就重点介绍这三种方法。

1.催化脱氢法

DOW化学公司与BASF公司与1937年联合开发出催化脱氢法,在长期生产中各公司在催化剂、反应器、流程、节能等方面各具特色,典型的如:Fina/Badger法、Monsanto/Lummus/UOP法、DOW法、Cosden/Badger法、CdF法等。其中Monsanto/Lummus/UOP法被世界上生产能力最大的一些苯乙烯装置所采用,与其他方法相比,每吨苯乙烯可节约蒸汽2t,降低生产成本16%。

2.乙苯脱氢选择性氧化法

乙苯氧化脱氢技术采用三段式反应器:一段脱氢反应器中乙苯和水蒸汽在脱氢催化剂层进行脱氢反应,在出口物流中加入定量的空气或氧气与水蒸汽进入二段反应器,二段反应器中装有高选择性氧化催化剂和脱氢催化剂,氧和氢反应产生的热量使反应物流升温,氧全部消耗,烃无损失,二段反应器出口物流进入三段反应器,完成脱氢反应。当脱氢反应温度为620~645℃、压力为~ MPa、蒸汽和乙苯质量比为(1∶1)~(2∶1)时,乙苯转化率为85%,苯乙烯选择性为92 %~96 %。

3.环氧丙烷—苯乙烯(PO/SM)联产法

环氧丙烷一苯乙烯(PO/SM)联产法又称共氧化法, 在130~160℃、~下,乙苯先在液相反应器中用氧气氧化生成乙苯过氧化物,生成的乙苯过氧化物经提浓到l7%后进入环氧化T序,在反应温度为110℃、压力为 MPa条件下,与丙烯发生环氧化反应成环氧丙烷和甲基苄醇。环氧化反应液经过蒸馏得到环氧丙烷,甲基苄醇在260℃、常压条件下脱水生成苯乙烯。反应产物中苯

乙烯与环氧丙烷的质量之比为:1。将乙苯脱氢的吸热和丙烯氧化的放热两个反应结合起来,节省了能量,解决了环氧丙烷生产中的三废处理问题。另外,由于联产装置的投资费用要比单独的环氧丙烷和苯乙烯装置降低25 %,操作费用降低50 %以上,因此采用该法建设大型生产装置时更具竞争优势。该法的不足之处在于受产品市场状况影响较大,且反应复杂,副产物多,投资大,乙苯单耗和装置能耗都要高于乙苯脱氢法工艺。

4.苯乙烯生产工艺国产化进展

华东理工大学开发的乙苯负压脱氢反应器采用轴径向反应器技术和气气快速混合两大关键技术,轴径向反应器是在床层顶部采用催化剂自封式结构、以使径向床的顶部造成轴径向二维流动的新颖径向反应器。与传统的径向反应器相比,这种催化剂自封式结构取消了催化床上部的机械密封区,简化了径向床结构,有效地利用此部分反应器空间中的催化剂,消除催化剂床的滞流区,有利于提高反应转化率,催化剂装卸方便。

二、苯乙烯的毒性机理

虽然苯乙烯具有燃爆性和毒性,但是由于对爆炸危险性的重视,因此很少出现苯乙烯的爆炸事故,而职业中毒却屡见不鲜,因此需对苯乙烯的职业中毒提高警惕。苯乙烯既有急性毒性又有慢性毒性,可对人体多个系统产生损害,虽然其生殖毒性、血液毒性和致癌作用尚不能确定,也应引起高度警惕。

1.对神经系统的影响

苯乙烯具有较强的致神经衰弱作用,苯乙烯大量吸入后可引起中毒性脑病,研究表明,脂质过氧化及神经逆质波动在中毒性脑病中有重要作用。少量苯乙烯吸入仅引起轻微头晕、头痛症状。并且近年国内有研究发现,苯乙烯长期接触组心电图异常率明显高于对照组,以心率失常居多,其中又以窦性心动过缓为主。

2.对消化系统的影响

短时间大量接触高浓度苯乙烯可引起恶心呕吐、腹痛、腹泻等消化道症状。长期接触苯乙烯可引起中毒性肝病,具有起病隐袭的特点。临床上以消化道症状为主,多数为肝肿大,但肝功能检查多为正常。

3.对泌尿生殖系统的影响

长期低浓度接触苯乙烯可引起肾功能损害,主要是通过抑制肾组织中酶的活动,使细胞三羧酸循环和膜吸收转运过程受到干扰,并使近曲小管上皮受损所致,短期接触也可影响肾小球的功能。此外,苯乙烯在体内的主要中间代谢产物苯乙烯-7,8-氧化物(SO)已被研究证明为一种强直接致突变剂。工人接触苯乙烯可引起精液DNA损伤。苯乙烯为高脂溶性的小分子化合物,在体内可经胎盘转运,与宫内的胎儿直接接触,从而对发育中的胚胎产生毒性作用,干扰器官的形成和胎儿的发育。

4.对呼吸系统的影响

一次大量吸入苯乙烯可引起呼吸道腐蚀性损伤,导致中毒性肺水肿。另外,苯乙烯可通过酶系统或呼吸爆发产生自由基、启动生物膜的脂质过氧化、并有炎性介质参与造成肺弥漫性损伤。短时间接触高浓度苯乙烯可引起咳嗽、咽痛等呼吸道刺激症状,长期接触低浓度苯乙烯对作业工人呼吸道有明显的刺激作用,可引起慢性鼻炎、慢性咽炎等。

对于安全专业来说,苯乙烯的生产工艺已经非常成熟,但是我们需要在工艺中找到潜在的危险,尽可能排除或者降低危害程度。

参考文献

[1]崔小明,李明.苯乙烯生产技术及国内外市场前景[J].弹性体,2005,15(3):53~59

[2]金栋.苯乙烯的市场现状及发展前景[J].精细化工及中间体,2007,4:28~32

[3] Anno. Styrene[J].Europear Chemical News,2004,80 (2096):13

[4]史永,张新民.苯乙烯综述(上)[J].上海化工,2000,7:23~28

[5]左文明,张群,王威等.苯乙烯生产工艺及国产化技术进展[J].炼油与化工,2007,18(3):55~58

[6]任引津,王世俊,何凤生,等.我国职业中毒临床及科研工作50年进展[J].中华劳动卫生职业病杂志,1999,17 (5):4~7

[7]任引津,王世俊,何凤生,等.我国职业中毒临床及科研工作50年进展[J].中华劳动卫生职业病杂志,1999,17 (5):4~7

作者简介:王连生,男,江苏扬州人,生于1960年5月,连云港凤蝶染化有限公司。

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PET of polyester chip level of quality mainly by the foundation and the formulation of the quality performance, slice and solid-phase polycondensation viscous process of the relevant. Discusses the level of polyester chip production process, quality indicators, and the influence of the product quality and the processing use of performance factors are analysed, research, and put forward the improvement of the quality of solutions. In addition, it introduces the application of it: as for mineral water, carbonated soft drinks, hot filling drinks, beer, etc filling.

聚酯切片聚合生产得到的聚酯原料一般加工成约4*5*2毫米左右的片状颗粒,通称聚酯切片。作为生产原料主要用于纤维,各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域。聚合生产得到的聚酯原料一般加工成约4*5*2毫米的片状颗粒,通称聚酯切片。聚酯生产的工艺路线有直接酯化法(PTA法)和酯交换法(DMT法)。PTA法具有原料消耗低、反应时间短等优势,自80年代起己成为聚酯的主要工艺和首选技术路线。大规模生产线的为连续生产工艺,半连续及间歇生产工艺则适合中、小型多种生产装置。聚酯的用途现包括纤维,各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域。聚酯切片,英文简称 PET,学名:聚对苯二甲酸乙二醇酯 ,由精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)聚合而成.。聚酯切片可能是聚酯瓶片的原料,或不同用途后的二次名称。目前,聚酯切片主要用于瓶级聚酯(广泛用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装)、聚酯薄膜(主要用于包装材料、胶片和磁带等)以及化纤用涤纶.

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