采选概论1

教材及主要参考书•教材：•中国矿业大学出版社《矿业工程概论》汪理全等编•参考书：•1、冶金工业出版社《采选概论》李广才编•2、中国矿业大学出版社《采煤概论》孙广义郭忠平编•3、中国矿业大学出版社《煤炭加工利用概论》解京选武建军编•4、中国矿业大学出版社《矿物加工学》王淀佐等编•5、科学出版社《矿物资源加工技术与设备》胡岳华、冯其明编；•6、中国矿业大学出版社《煤化学》张双全编•7、煤炭工业出版社《选煤基本知识》吴式瑜岳胜云编•8、冶金工业出版社《选矿知识问答》杨顺梁、林任英编•9、化学工业出版社《煤炭加工利用知识问答》陈文敏粱大明编•课程主要内容•第一章绪论•第二章煤田地质知识•第三章井田开拓•第四章采煤方法•第五章矿井煤质管理•第六章矿物加工基本概念•第七章筛分、破碎与磨矿•第八章重力选矿•第九章浮游选矿•第十章磁电选矿•第十一章选后产品的处理第一章绪论•一、矿物加工的基本概念和术语•二、矿物加工学在国民经济和社会发展中的作用•三、能源基本知识•四、煤炭是我国的主要能源•五、洁净煤技术一、矿物加工的基本概念和术语•1、矿物：是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的具有•固定化学成分和物理性质的天然化合物或自然元素。•2、岩石：是在各种不同的地质作用下，由一种或多种矿物组成的矿物集•合体。•3、矿石：是指在目前的技术经济条件下，在质和量两方面都能为国民经•济所利用的矿物集合体。•有用矿物：能直接被利用或能从中提取一种或多种元素的矿物。•矿石•脉石：与有用矿物伴生的，目前无法富集或尚不能利用的一些矿物。•⑴原矿：矿山采出的原始产品，其中含有大量的脉石。•⑵精矿：经分选后富集了有价成分的最终分选产品。•⑶中矿：分选过程中产出的中间未完成产品，需要返回原分选流程中处理或•单独处理。•⑷尾矿：经过分选后残余的可弃去的物料。一、矿物加工的基本概念和术语•⑸品位：给矿或产品中有价成分的质量分数，常以百分数表示。•α—原矿品位；β—精矿品位；θ—尾矿品位。•⑹产率：在选矿过程中，得到的某一产品的重量与原矿重量的百分比。•精矿产率•中矿产率•尾矿产率•Q—原矿重量(t);Q1—精矿重量(t);Q2—中矿重量(t);Q3—尾矿重量(t)。•⑺回收率：精矿中有价成分质量与原矿中有价成分质量之比，总的回收率通常以ε表示。对单一有用组分矿石，有%10022QQ%10033QQ%100)()(%10011QQ%100)()(1一、矿物加工的基本概念和术语•4、矿产资源：是指由地质作用形成的，赋存于地壳内部或地表的具有利用•价值的，呈固态、液态或气态的自然资源。它即包括在当前•技术经济条件下可以开发利用的物质，又包括在未来条件下•具有潜在利用价值的物质。•5、矿物资源加工：用物理、化学的方法，对天然矿物资源和其它资源进行•加工（包括分离、富集、提纯、提取、深加工等），•以获取有用物质的科学技术。一、矿物加工的基本概念和术语矿物资源加工包括四大学科领域：矿物加工；矿物材料加工；金属提取加工；二次资源加工。学科概念矿物加工用物理、化学的方法，对天然矿物资源（通常包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选别、分离、富集其中的有用矿物，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。矿物材料加工通过提纯、超细粉碎、表面改性、掺杂等物理和化学方法，对天然及非传统矿物资源进行分离、纯化、改性、复合等加工，制备矿物材料、矿物复合材料、矿物—聚合物复合材料、功能矿物材料等。金属提取加工是根据矿物加工、冶金工程、化学工程、生物工程等学科知识，针对选精矿、复杂难处理低品位矿石、海洋资源等进行化学溶出、生物提取、离子交换、溶剂萃取、还原焙烧等加工处理，获得有用物质的方法。二次资源加工是利用矿物加工分选原理和技术，对非传统矿物资源和二次资源进行分选分离回收各种有用物质。非传统矿物资源包括工业固体废弃物（冶炼化工废渣、尾矿、废石等）、海洋矿产（锰结核、海水中金属等）、盐湖中的金属盐、重金属污泥；二次资源包括废旧电器（废电脑、电视等）、废旧金属制品（电缆、电线、易拉罐）、城市垃圾（废纸、废塑料、油污水等）。一、矿物加工的基本概念和术语6、常见的选矿方法：选矿方法依据重力选矿矿物间密度的差异磁力选矿矿物间磁性差异的大小浮游选矿矿物间润湿性的差异电选矿物间导电性差异的大小特殊选矿矿物的形状、粒度、颜色、光泽、放射性等差异二、矿物加工学在国民经济和社会发展中的作用•1、矿物加工是矿物资源利用的一个重要的工业生产过程•2、无论是金属、非金属矿产资源与煤炭资源，在地球上都是有限的，而且是不可再生的。必须依靠矿物加工技术，使其得到合理、有效的利用。•3、随着矿物加工技术的发展，在现有技术经济条件下认为没有开采利用价值的矿物资源，也将变为可用的资源。现有工业与生活废弃物，采用矿物加工技术也可以回收再生。•所以，矿物加工学在为人类开发利用自然矿物资源、减少环境污染、保持国民经济的可持续发展方面做出了重要贡献。••锅炉和气化炉产生的灰渣与粉煤灰如不能及时利用，会占用大片土地并造成大气和水体污染。•作为燃料和气化原料时，煤中的某些低熔点灰分易造成锅炉和气化炉的结渣和堵塞；•高灰分煤制得的焦炭强度差。•作为燃料时，动力煤的灰分每增加1%，大约要多消耗2%~2.5%的煤炭；•作为炼焦原料时，焦炭灰分每增加1%，炼铁焦比增加2%~2.5%，石灰石增加4%，高炉产量下降3%。•约有70%的铁路运输能力用于煤炭运输，每年因煤中矿物质含量过高造成的无效运输十分惊人。①增加运输负荷②增加煤炭消耗③造成环境污染④影响生产操作条件和产品质量三、能源基本知识•㈠能源及其分类•1、能源：可以提供能量和做功的自然资源。•2、能源的分类太阳的辐射能•①来自地球以外天体的能量•各种宇宙射线的能量•地球内部的热能•⑴按来源②地球本身蕴藏的能量•地壳及海洋存有的矿物资源和原子能••③地球和其他星球相互作用而产生的能量：潮汐能•一次能源：自然界天然存在、直接开采可以利用•⑵按能源开发和制取方式的能源。如：煤、石油、天然气、水力等•二次能源：由一次能源加工转换成另一种形态的•能源产品。如：焦炭、煤气、电力等三、能源基本知识•⑶按能源在当代人类社会生活中的地位及利用史：•常规能源•一次能源•新能源•①常规能源：在不同的历史时期和科学技术水平下，已经被人们长期广泛•应用的能源。如：水力、煤炭、石油、天然气、核裂变能•②新能源：许多古老的能源，若采用先进技术和方法能广泛应用的能源。•如：太阳能、海洋能、生物质能等。•⑷按能源的形式和存在特性：•常规能源再生能源•新能源非再生能源•①再生能源：自然界里，存在一些可以不断再生、循环使用，并有规律地•得到补充的能源。如：风力、水力、地热等。•②非再生能源：经过亿万年形成的，开采后短期内无法恢复，不能循环•再生的能源。如：煤炭、石油、天然气等。三、能源基本知识•⑸综上所述，能源分类可归纳为：•再生能源：水力•常规能源•非再生能源：煤、石油、天然气•一次能源•能源再生能源：太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能•新能源•非再生能源：核聚变能••二次能源：焦炭、电力、煤气、热；煤油、重油等石油制品；余热、蒸汽等三、能源基本知识•㈡国际能源度量单位•国际上采用两种标准燃料：•⑴标准煤：发热量为7000大卡/(29.27MJ)的任何能源均可折算1Kg标准•煤。•⑵标准油：发热量为10000大卡/(41.8MJ)的任何能源均可折算1Kg标准•油。•能源折算系数E为：•例如：若某矿的原煤发热量为5000大卡，则）标准燃料发热值（）（某种燃料的实际发热量KgMJKgMJE//741.070005000E四、煤炭是我国的主要能源•㈠中国能源组成及能源消费构成•⑴中国能源组成•富煤贫油少气，是我国能源资源的鲜明特点。我国煤炭资源总量5.9万亿吨，占一次能源资源总量的94%，而石油、天然气资源仅占6%。•⑵中国能源的生产及消费构成•煤炭是我国的主要能源，现阶段分别占一次能源生产和消费总量的77%和70%四、煤炭是我国的主要能源•尽管有石油、天然气等化石能源，还有太阳能、风能等新兴能源，但•是，在我国的能源消费结构中，煤炭依然占到70%以上。我国的煤炭产量从建国初的3000万吨，到1990年突破10亿吨，用了40多年；而从10亿吨到2004年达到20亿吨，仅用了14年；从20亿吨到2009年超过30亿吨，更是仅仅用了5年。2013年全国煤炭产量、消费量均超过37亿吨，占世界煤炭总产量和总消费量的50%左右。据专家研究分析，在未来相当长时期内，煤炭作为我国主体能源的地位不会改变。预计到2020年，在一次性能源消费中，煤炭的比重仍为60%以上；到2030年，煤炭的消费比重为55%；到2050年，煤炭所占比例不会低于50%。可以预见，煤炭工业在国民经济中的基础地位，将是长期的和稳固的，具有不可替代性。尽管有页岩气、可燃冰等非常规能源出现，煤炭仍然是最廉价、最安全的能源。1998中国和世界能源消费总量及构成四、煤炭是我国的主要能源•㈡中国煤炭资源状况•⑴煤炭储量•根据第三次煤炭资源预测与评价数据，全国煤炭资源总量为5.57万亿吨。保有资源量（已查明的）1.02万亿吨，居世界第三位。可采储量2040亿吨，位居世界第二。•根据《中国可持续能源发展战略》研究报告和国务院经济发展中心举办的《中国能源发展与改革论坛》有关专家论证，在未来几十年内，煤炭仍将是中国的主要能源。到2050年这一比例不会低于50％。•⑵煤炭储量分布•主要分布在华北、西北地区，集中在昆仑山－秦岭－大别山已北的北方地区。以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。四、煤炭是我国的主要能源•占全国保有储量按地区计算：•华北地区49．25％，•西北地区30．39％，•西南地区8．64％•华东地区5．7％•中南地区3．06％•东北地区2．97％•按省、市、自治区计算：•山西25.71%•内蒙22.42%•陕西16.15%•新疆9.50%•贵州5.23%•宁夏、安徽、云南、河南、山东和黑龙江分别居全国储量的第6~11位四、煤炭是我国的主要能源•⑶煤炭的消费构成及分布①煤炭消费中心：主要在东部、中部和南部沿海城市。•②煤炭的消费构成：电力、冶金、建材、化工四大行业分别占到56%、16%、13%、4.5%。四、煤炭是我国的主要能源•⑷煤种分布•中国炼焦煤在地区上分布不平衡，四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。五、洁净煤技术•㈠概念•煤炭从开发到利用全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的煤炭加工、燃烧、转换及污染控制等新技术的总称。•㈡分类绪论•复习题：•1.名词解释：矿石、矿物加工、标准煤、标准油、洁净煤技术•2.简述能源的分类•3.为什么说煤炭是我国的主要能源