矿山资源综合end复习题安徽理工大学

一、名词解释1.固体废弃物:是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。2.热活化:煤矸石具有稳定的结晶结构，其主要成分为高岭类层状结构,化学成分稳定。经过热处理后的煤矸石，内部的晶核结构和无定型化发生了变化，活性得到了改善。3.可塑性:煤矸石和水调和后，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂，外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。4.工程复垦:根据采矿后形成废弃地的地形、地貌现状，按照规划的新复垦地利用方向的要求，并结合采矿工程特点，采用采矿设备，纳入采矿工艺，对破坏土地进行顺序回填、平整、覆土及综合整治。5.粉煤灰加气混凝土：含钙材料、含硅材料、发泡剂，按一定比例配合，经过料浆浇注，再经过发气成型、坯体切割、蒸压养护等工艺制成的一种轻质、多孔建筑墙体材料。6.尾矿：选矿中分选作业的产品之一，在此作业的产品中，其有用成分的含量最低。在当前的技术经济条件下，不宜再进一步分选的矿，称尾矿。7.漂珠：是一种薄壁的空心玻璃微珠，壁上常有针孔，能浮于水面的粉煤灰空心球，呈灰白色，重量很轻，表面封闭而光滑，热导率小，是优良的保温耐火材料。密度小于1g/cm3，粒径30μm—100μm；数量少，占总灰渣质量1%；绝热和绝缘性能良好。8.固体废弃物处理与资源化：是指采取管理和工艺措施从固体废弃物中回收物质和能源，加速物质和能量的循环，创造经济价值广泛的技术方法。9.机械活化：矿物在机械力作用下会产生晶格畸变和局部破坏，并形成各种缺陷，导致其内能增大，反应活性增强，从而可以实现矿物在较低浸取剂浓度和温度下的浸出，这一效应或现象又称为“机械活化”。10.火山灰材料:天然或人工含有以活性氧化硅、活性氧化铝为主的矿物质材料，经磨成细粉后与石灰加水混合，不但能在空气中硬化、而且能在水中继续硬化者，都称为火山灰质混合材料.11.生物复垦：利用生物措施，恢复土壤肥力与生物生产力的活动，是工程复垦的延续。12.粉煤灰陶粒：粉煤灰、粘结剂和水按一定的比例混合，经过加工成球，高温焙烧形成的。13.沉珠：空心沉珠——厚壁的空心玻璃微珠，珠壁密实无孔；密度接近2g/cm3，粒径30μm—80μm；数量较多，占总灰渣质量50%；绝热和绝缘性能良好，强度较高实心沉珠——含有钙较多，基本不含氧化铁（乳白色）富含铝硅元素，并以玻璃体形式存在，主要是铝硅酸盐的玻璃体。密度2.8g/cm3左右,粒径小于45μm，可沉于水底；占灰渣总量的85%。二、简答题1.简述固体废物无害化处理的基本任务？就是将固体废物通过工程处理，达到不危害人体健康，不污染周围自然环境（包括原生环境和此生环境）2.矿山固体废物可以造成的主要环境与生态问题是什么？矿山固体废物作为我国固体废物的重要来源，是周边区域环境污染的重要贡献者。矿山固体废物因其含有多种化学成分及有机物等可能引发环境污染及危害的物质，若处理不当则可能引发各类环境污染与生态问题，从而造成对生态环境或人体健康的危害。一．侵占土地----由于大量采矿废石和选矿尾矿的排放和堆置，致使侵占土地问题成为矿山固体废物首要突出的危害。另外，由此带来的对地表的损伤和对土壤、水体及大气等一系列的危害也越来越严重。二．引发地质与工程灾害----规模较大的废石堆在风力、水力、重力等自然力的作用下，容易引起滑坡、塌落，雨水量大时易导致泥石流的发生。可见，矿山固体废物的危害之一就是对生态环境造成难以恢复的破坏。三．污染环境，破坏生态平衡-----矿山固体废物成分十分复杂，含有多种有害成分甚至放射性物质，在堆置、处理等过程中均可对矿区及周边地区的大气环境、水环境及土壤环境等各子系统产生污染，破坏生态平衡和环境质量，构成严重的社会公害。四．造成严重资源浪费与经济损失----金属矿山固体废物的排放给环境增加了严重的压力，打破了原始的生态平衡，对地球环境、生态环境、人类健康及生命财产安全造成了极大危害和潜在危险，给国民经济带了的直接和间接损失十分巨大。3.开展矿山固体废物综合利用有哪些重要意义？鉴于矿产资源在人类生存和社会发展中的重要物质基础作用，加上随着社会发展对矿产需求的与日俱增，矿产资源日趋减少，甚至枯竭，致使原材料紧张，资源供需矛盾加剧。同时随着矿山开发力度的增大，矿山产生的废石、尾矿等固体废物将大量增加，对生态环境造成的影响日趋严重。因此，如何综合利用矿山固体废物，在改善矿山生态环境的同时，又达到变废为宝的目的，即充分利用矿山固体废物中的有用成分，缓解矿产资源供需紧张矛盾，是人类社会面临的重要课题。随着人们环境意识的提高，矿山固体废物综合治理及应用研究成为矿山发展中的一个重要问题。几十年来中国矿山出现了许多有借鉴意义的治理废石、尾矿的经验和做法，特别是本世纪以来，一些矿山企业从提高经济效益考虑开始从尾矿中回收有价金属元素，并取得明显效果。但是，我国矿产资源综合利用的整体水平还比较低，矿山固体废物处置面临问题仍然十分严峻，国家应出台一些相关法规和固体废物排放标准，矿山企业要进一步解放思想，建立与市场经济接轨的固体废物管理与运行机制，多方筹集资金，实现企业化经营，走产业化道路，发展中国的矿山经济，全面改善矿山环境。1解决资源短缺伴生矿，单打一，取主弃副2延长矿山使用年限3保护环境、节约土地4提高经济效益4.煤矸石分类、性质及其现状？（一）按煤矸石的来源来分掘进矸石、选煤矸石、自然矸石（二）按矿物种类来分砾岩、砂岩、砂质泥岩、页岩、泥质砂岩、石灰岩（三）按煤矿排出年限分风化矸石、新矸石、陈矸石等（四）按煤矸石组成来分碳含量（一类、二类、三类、四类煤矸石）铁化合物含量（少铁煤矸石、低铁煤矸石、中铁煤矸石、次高铁煤矸石、高铁煤矸石、特高铁煤矸石）铝硅比（铝硅比0.5、0.5~0.3、0.3）（五）按煤矸石颜色分（白、灰、黑、绿矸石）（六）按煤矸石的用途来分（热值0~500kj/kg，回填修路造地制骨料；热值500~1000kj/kg，烧内燃砖等）一）煤矸石的发热量单位质量的煤矸石完全燃烧所能放出的热量二）煤矸石的活性煤矸石获得活性：煤矸石经过自燃或煅烧，矿物相发生变化，具有火山灰活性。三）熔融性四）膨胀性五）可塑性六）硬度七）收缩性八）强度大量煤矸石长期堆放不仅占用土地，而且造成环境污染。开展资源综合利用，是实施节约资源基本国策的重要途径。我国已从税收、电力调度等方面扶持煤矸石发电，“十一五”规划需增加煤矸石发电装机2000万千瓦。“十一五”期间中国煤炭工业将大力发展循环经济，按照减量化、再利用、再循环的原则，重点治理和利用煤矸石、矿井水和粉煤灰。2010年，煤矸石综合利用量3.9亿吨以上，利用率达到70％以上。其中，煤矸石等低热值燃料电厂年利用2亿吨，煤矸石砖利用0.9亿吨；煤矸石复垦造田筑路和井下充填消纳1亿吨以上。产生矿井水50亿立方米，利用36亿立方米，利用率达到70％。5.影响煤矸石活性和可塑性的因素有哪些？1）温度最佳煅烧温度区间：600-900℃中温活性区；1200-1700℃高温活性区2）养护条件对煤矸石活性的影响自然养护、蒸汽养护、蒸压养护3）化学组分对煤矸石活性的影响（1）氧化硅（SiO2）（2）氧化铝（Al2O3）（3）氧化钙(CaO)（4）氧化镁（MgO)（5）氧化铁（Fe2O3）4）煤矸石活化方式的影响热活化、机械活化、化学活化、机械与热活化相结合、微波辐照活化1）吸力2）斥力3）塑性指数4）液限5）塑限6.煤矸石资源化利用途径有哪些？（一）煤矸石制砖，我国利用煤矸石烧结砖，一般采用全内燃焙烧技术，即用煤矸石自身的发热量提供的热能来完成干燥和焙烧的工艺过程，基本不需加燃料。（二）煤矸石生产肥料，以煤矸石为载体可生产无机复合肥和微生物肥料。据不完全统计，全国有微生物化肥厂50余座，年生产能力40多万t，大部分以煤矸石为载体。（三）利用煤矸石发电，除岩巷掘进矸石外,煤矸石或多或少都有一些煤或可燃成分,因此可作为燃料使用。热值在400kJ/kg以上的煤矸石可作为沸腾炉的燃料直接燃烧,用作矿区供热或发电。（四）煤矸石代替粘土生产水泥，煤矸石和粘土的化学成分相近并能释放一定的热量，用其代替部分或全部粘土生产普通水泥能提高熟料质量。（五）提取化工产品，煤矸石中可利用的矿物元素主要是SO3、Al2O3、FeS2和Mn、P、K等。Al2O335%的高铝煤矸石可用来制炼钢高效脱氮剂硅铝铁合金、水玻璃、氢氧化铝、碱式氯化铝净水剂、制造硫酸铝和铵明矾的烧结料等。（六）煤矸石复垦绿化，对于不好处理或处理价值较低的，可以考虑充填塌陷区或填埋造地，其方法是：在造地的片区上先将熟化表土转移，然后垫铺岩石及自燃矸石至一定厚度，碾压整平再将熟化土覆盖，如此分片区逐年扩展，可造就大面积平地和台阶地，同时结合土壤改良，再造优质农田。（七）回填矿井采空区或铺路料，采用煤矸石不出井的采煤生产工艺，填充采空区，减少矸石排放量和地表下沉量，采用煤矸石充填废弃矿井。在道路、堤坝等工程建设中采用以煤矸石代替粘土作基料，增加稳固性。（八）其他应用生产化工原料：聚合铝、分子筛等。用作农用肥料：钼、锌、锰、铜、硼等元素，可作为农作物生长的刺激剂回收硫化铁：有的煤矸石含有较多的硫化铁，可通过分选回收作为制取硫酸的原料。回收能源：作为大型沸腾炉燃料供热或发电：热值8360kJ/kg。7.煤矸石燃烧热能转化形式？先将煤矸石等（中煤、煤泥）加工成适于现代动力锅炉燃用的形式（如把煤矸石的破粉碎），再借助热风送入锅炉（CFBC）内充分燃烧，使储存于燃料中的化学能转变为热能；锅炉内的水吸热后在一定压力下变为饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器内继续加热成过热蒸汽，沿新汽管道进入汽轮机，在汽轮机内膨胀做功，驱动汽轮发电机组旋转，将蒸汽内能转换成汽轮发电机组转子系统旋转的机械能；发电机转子旋转时，在发电机转子内由励磁电流形成的磁场也随之旋转，使定子线圈所交链的磁通发生周期性的变化，在定子线圈中产生感应电势，发出电能。8.煤矸石回填与复垦的主要工艺过程？采用煤矸石不出井的采煤生产工艺，填充采空区，减少矸石排放量和地表下沉量，采用煤矸石充填废弃矿井。在道路、堤坝等工程建设中采用以煤矸石代替粘土作基料，增加稳固性。填充工艺：1.原料选择---凡是烧失量大于16%的煤矸石不得用作场地填充料。2.填充程序---填筑前将原地表进行清理、平整、压实，达到规范要求的压实度。先填筑护肩土，后填筑煤矸石，同步压实，增强整体结构。3.煤矸石填筑-用推土机摊铺、平整。煤矸石的松铺厚度不超过30cm。4.洒水碾压---摊铺平整后，要检测煤矸石的含水量，根据最佳含水量确定是否洒水及洒水量。若洒水量适中，可以直接进行碾压；若含水量偏低，一般要分两次洒水。对于不好处理或处理价值较低的，可以考虑充填塌陷区或填埋造地，其方法是：在造地的片区上先将熟化表土转移，然后垫铺岩石及自燃矸石至一定厚度，碾压整平再将熟化土覆盖，如此分片区逐年扩展，可造就大面积平地和台阶地，同时结合土壤改良，再造优质农田。9.漂珠、沉珠、复珠的形成机制及其异同点？灰粒在高温和空气的湍流中，可燃物烧失，灰分聚集、分裂、熔融，在表面张力和外部压力等作用下形成水滴状物质，飘出锅炉后骤冷，就团结成玻璃微珠。粉煤灰中一些细小的玻璃微珠，是由极细的煤粉燃烧后形成的一氧化硅硅雾，骤冷后凝固成的微粒，还有少量薄壁空心玻璃珠，能漂浮在水面上，所以又叫做“漂珠”。形成空心的主要原因是矿物质转变过程中产生的co2、co等气体，被截留于熔融的灰滴之中，成为空心微珠。粉煤灰中含有50%~70%的空心微珠是厚壁的，置于水中能够下沉，叫做“空心沉珠”。还有一些黏连在一起的形态不同的玻璃微珠，叫做“复珠”。相同：都属于珠状颗粒不同：1）漂珠薄壁的空心玻璃微珠，壁上常有针孔；密度小于1g/cm3，粒径30μm—100μm；数量少，占总灰渣质量1%；绝热和绝缘性能良好。2）空心沉珠厚壁的空心玻璃微珠，珠壁密实无孔；密度接近2g/cm3，粒径30μm—80μm；数量较多，占总灰渣质量50%；绝热和绝缘性能良