矿产资源综合利用试题及答案

矿产资源综合利用试题（2013）

一、名词解释（16分）

1、火法冶金：在高温下，使矿石中有用组分发生一系列的物理化学变化，使之与脉石分离，达到提取分离金属或提纯金属之目的

2、直接还原：是指铁矿石或含铁氧化物在低于熔化温度之下还原成金属产品的炼铁过程，其产品为直接还原铁（DirectReductionIron简称DRI)也称为海绵铁。

3、浸出：采用浸出剂使矿石或精矿中的有价成分（或有害成分）转入溶液中去，使金属元素得到富集或分离。

4、二次资源的概念：亦称“再生资源”。“一次资源”的对称。指工业生产中产生的废渣、废液、废气及各种废旧物资。 二、简答题（32分）

1．简述我国铁矿资源的总体情况（6分）

答：（1）符合矿占铁矿资源的1/5

(2) 贫、细、杂、散。

贫：贫矿资源多，品位低，开采量大、运输量大、加工量大、尾矿量大、金属回收率低，经济效益低。

细：堪布粒度细、磨得细，动力消耗大，且需要消耗较大的化学方法分离

杂：矿物结构复杂、组成复杂 散：分布散，分离富集困难 2.简述复合矿形成的原因及条件（6分）

答：复合矿形成的原因及规律 1）元素类质同相能力：

2) 元素及化合物的物理化学性质相似。 对以上两点展开分析，并各列举一个例子 3、简述造锍熔炼的原理（8分）

答：造锍熔炼：将硫化物精矿，部分氧化焙烧的焙砂、返料及适量熔剂，在一定温度下熔炼产生两种互不相溶的液相—熔锍和熔渣；锍即主金属硫化合物（如铜锍、镍锍等）和铁的硫化物共熔体。 2FeS（l）+3O2=2Fe(l)+2SO2（g）

2FeO（l）+SiO2(s)=2FeO：SiO2（l） 造渣 xFeS（l）+yMS（l）=(l) 造锍

4简述氯化焙烧的概念、分类，所处理的对象及其分离提取的原理（10分）

答： 1）概念：在一定的温度和气氛中，用氯化剂使矿物原料中的目的组分转变为气相或凝聚相的氯化物，而与其他组分分离的过程

2）类型： 中温氯化焙烧法生成的固态金属氯化物留在焙砂中，再用溶剂浸出，使之转入溶液，故此法又称氯化焙烧—浸出法

高温氯化焙烧法生成的金属氯化物呈气态挥发，收尘后湿法回收有价金属，故又称高温氯化挥发法。 离析法（加碳氯化法）：还原氯化

3）对象：黄铁矿烧渣、氧化矿、菱镁矿、贫镍矿、贫锡矿、复杂金矿及贫秘复合矿等

4）基本原理—氯化物的氧化 三、论述题（52分）

1. 结合图4-16，说明电位-PH绘制原理，对图中的点线面进行解释，

并举例说明在实际生产中的应用（16分）

答：1）E-PH：在指定温度和压力下，做电位、PH、活度的函数关系图，来描述水溶液中发生反应的基本特征 2）E-PH的绘制

（1）E-PH关系式的推导（三种情况）

A、若h=0，n≠0，与电子有关而PH无关的反应；B、n=0，h≠0，与PH有关而与电子无关的反应；C：若h≠0，n≠0，与PH和电子均有关的反应 （2）作图步骤

A 、判断体系可能产生的反应；B、推导E-PH关系；C、以E为纵坐标，PH横坐标作图

3）Fe-H2O系电位-PH图（图4-16） （1）水的稳定

a线以下：H2析出，水不稳定；a、b之间：水稳定区域；b线以上：O2析出 （2）图中点、线、面的意义 （3）确定稳定区的方法 4）E-PH的实际应用（图4-16）

E-PH图上区域的物理意义的应用：

Ⅳ、Ⅴ区域：净化除杂区；Ⅱ、Ⅲ区域：浸出；Ⅰ区域：金属沉淀区。

将不同的M-H20系图重迭在一个图上，指导不同金属的分离。

2、分析包头铁矿难烧难治的原因，提出强化烧结和高炉冶炼的措施（18分）

答：难烧的原因：1）F、Si含量对烧结矿宏观结构的影响；2）F、Si对粘结相矿物成分的影响

难冶炼的原因：1）F含量高，导致熔炼温度低，熔化温度区间窄等；2）高炉渣易熔、易凝

强化烧结的措施：1）强化浮选，降低精矿中的含氟量；2）添加剂调整液

相粘度，表面张力；3）配加外购矿；4）采用烧结新技术（复合造块）

强化高炉冶炼的措施：1）减少炉矿钾钠及氟的含量，强化分选，少用天然块矿；2）搭配使用钾钠及氟含量低的铁矿；3）新技术（还原烧结）

3、分析攀枝花钒钛磁铁矿难烧难冶的原因，提出强化烧结和高炉冶

炼的措施

答：1）难烧的原因：（1）粒度粗；（2）2SiO2低，为非游离态，液相量少；（3）TiO2含量高，矿物熔点低 2）难冶的原因：（1）高钛渣与脱硫能力的关系；（2）高钛渣熔点高；（3）TiO2还原后形成粘度大的渣相 3）强化烧结措施：（1）大风量（2）低水操作（3）低碳，提高料程氧位（4）采用添加剂，抑制钙钛矿（5）新工艺，富氧点火和富氧烧结 4）强化高炉冶炼措施：（1）提高炉料质量（2）严格控制生铁Si、Ti含量，控制好炉温（3）选择适宜的碱度（4）提高高炉炉缸氧势