《矿物加工工程》PPT课件.ppt

矿物加工工程,Contents,一、专业基本情况,二、专业培养目标及要求,三、专业教学计划,四、本校矿物加工工程专业简介,专业基本情况,1992年于原焦作矿业学院采矿工程系成立矿物加工工程教研室，并于1993年并招收第一届矿物加工工程专业实用人才培训班，学制2年，在采1995级三个班中，将其中的3班设为矿物加工方向培养。1997年10月矿物加工工程专业申报获批，在此基础上，矿物加工工程专业教师进行了大量的调研工作，并制订出1998级矿物加工工程专业的教学计划，学科定为选矿和煤化工两个方向。1998年开始招收第一届本科生一个班。2001年获硕士学位授予权，并于2002年招收第一届矿物加工工程专业硕士生。2005年获博士学位授予权，并于2007年招收矿物加工工程专业博士生。2007矿业工程一级学科博士后流动站申请成功,矿物的定义：由地质作用形成的，一般为结晶态的天然化合物或单质。也包括极少数由地质作用形成的均一的非晶质天然化合物或单质及液态的自然汞。,专业成立背景,地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体，具有特定的化学组成和物理性质矿物根据形成原因可分为：原生矿物（由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物）和次生矿物（由原生矿物进一步风化形成的新的矿物）。如：方解石是碳酸钙溶液沉淀而来的；高岭石是由钾长石风化来的。世界上矿物有3000多种，常见的有50多种。,矿物,-大自然的杰作,绿柱石(祖母绿),Beryl,砷钇铜石,Agardite,-大自然的杰作,黄铁矿晶体,Pyrite,稀世珍宝,Star-a,六射星光蓝宝石,孔雀石,肾状磁铁矿,-大自然的赏赐,人类赖以生存的资源,酷似枯死的枝根,自然银,自然金,Gold,人类对矿物资源的利用,人类所利用的物料大多直接或间接地来自岩石圈，人类文明史也可看作一部矿物资源利用的历史。随着文明的进步，人类所利用矿物资源的种类与数量都不断增加。,石器,青铜器,铁器,远古的人类只会利用石头作为工具，经历了漫长的石器时代；大约公元前6000年人类首次学会从矿石中提炼金属，从铜开始，进入青铜时代；到了公元前1600年又学会了提炼更坚硬的铁，进入铁器时代；又过了3000多年，到了公元1709年英国人达比（AbrahamDarby）发明了用焦炭作燃料熔炼铁，进入了近代的钢铁时代，钢铁成为当代一切工业的基础。,人类对矿物资源的利用,人类利用矿物资源的数量与日俱增 原始人一生可能只需几公斤至几十公斤石头打制石器；农业社会的农民一生也只需几公斤的铁和铜制造简单的农具，现在许多发展中国家的农民仍然利用着极简单的农具；70年代一个美国公民每年要消费钢铁9.4吨、有色金属约6吨（其中铅7.25公斤，主要用于汽油添加剂，现已减少）、砂和砾石3.55吨、水泥227公斤、粘土91公斤、盐91公斤，总计各种物料约20吨。,人类在漫长的生存与发展过程中所需要的金属、非金属矿物以及一次能源，大部分是从地下资源中获取的。各种金属在地壳中储量的估计值见表12,专业成立背景,矿物加工利用,由于各种地质作用与自然现象的作用，使其中一些金属矿物富集成为可供开采利用的矿床。但是，只有少数富含有价矿物的原矿，即“富矿”可直接冶炼、燃用或处理。大部分由于矿山采出的原矿品位太低，满足不了冶炼技术的需要，或者从技术角度虽可行，但是这将使矿石的运输费用和冶炼、处理设备的负荷大大增加，在经济上显然是不合理的。而且有许多矿物是共生在一起的，只有将它们分别选出才能加以利用。如下表所示：,几种常见金属矿物可采的矿石品位与冶炼或加工前所需的品位,专业成立背景,众所周知地壳由岩石构成，岩石是矿物的集合体。岩石中有价矿物成分的含量在当前技术经济条件下，可以提取利用者称为“矿石”，矿石中除含有一定量的有价成分外，还含有大量暂时“无用或无价”的其他矿物，通称为“脉石”。矿山采出的原始产品称“原矿”，其中含有大量的脉石。把矿石加以破碎，使有价矿物与脉石矿物彼此解离开。然后，将有价矿物富集起来，供冶金、化工、建材工业用作原料、材料及燃料，并抛弃其中绝大部分脉石和有害杂质的工艺过程，称“选矿”、“矿物加工”或“矿物处理”。选出、富集了有价矿物的产品供作冶金、化工原料时称“精矿”，分出的可暂时抛弃的无价部分称“尾矿”或“矸石”。,选矿过程,选矿（矿物加工）,原矿,精矿,2,尾矿,1,3,选矿定义,选矿是利用矿物的物理或物理化学性质的相对差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。,直接与选矿有关的矿物性质,物理性质,磁性,颜色、光泽,3,导电性,密度,1,2,4,物理化学性质,物理化学性质,表面润湿性,亲水性疏水性,1、金属矿物,2、非金属矿,3、煤炭,可选矿物,1、破碎，分离，提高原矿品位,2、生产不同的产品供不同的用户,选矿的目的,1、除杂降灰，提高原煤质量,2、除杂降灰，降低运营成本,3、除杂降灰，保护环境,4、适销对路，合理运用煤炭，节约能源,选煤的目的,煤炭是我国的主要能源,中国能源结构,煤炭68.0%,天然气3.4%,石油20.2%,在相当长的时间内，煤炭仍为中国的主要一次能源,水电6.9%,其它1.5%,选煤的目的,钢铁厂需要低灰的炼焦精煤，以便生产高质量的焦炭。资料表明，精煤灰分每降低1%，焦炭灰分可降低1.33%，而焦炭灰分每降低1%，炼焦比（Fe/C）就降低2%。高炉利用系数可提高3%；同时，还提高生铁的质量。,1、提高原煤质量,除去原煤中的杂质还可以减少铁路、公路及码头等的无效运输。原煤中有20-30%的含矸量，若通过洗选就可以减少的无效运输。,选煤的目的,2、降低运营成本,煤燃烧是煤炭利用的主要方式，中国每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%1、2。煤在燃烧过程中会形成烟尘、SO2、NOX、CO2和微量重金属等多种有毒、有害的物质，从而造成环境污染。硫是煤中最常见的有害元素，燃煤烟气中的SO2是产生大气污染的主要因子之一。,燃煤过程中的硫污染,酸雨的形成,燃煤过程中的硫污染,燃煤过程中的硫污染,酸雨的危害,燃煤过程中的硫污染,危害人体健康引起水体酸化破坏土壤植被腐蚀材料,除去原煤中的杂质，还可以减少煤炭燃烧时对大气的污染，以保护环境。,选煤的目的,3、保护环境,通过对煤炭的洗选加工，把煤炭分成不同的质量、规格的产品，满足不同用户的需求，以便合理地利用煤炭，节约能源。后：,选煤的目的,4、适销对路，合理利用煤炭,矿物加工学是在选矿学的基础上发展起来的，是用物理、化学的方法，对天然矿物资源进行加工（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。,矿物加工学的形成,矿物加工学的形成,1、人类对矿物资源的需求不断增加,2、矿物资源中富矿减少、贫细矿物资源增加,3、矿山、冶炼厂排出的废水、固体废弃物污染环境,4、传统技术的限制,5、选矿与相邻学科的交叉及发展,矿物加工学的主要学科方向,1、浮选化学,2、复合物理场矿物加工,3、高效低毒药剂分子设计,4、矿物资源的生化提取,5、直接还原与矿物原料造块,6、复杂分细矿物资源综合利用,7、矿物精加工与矿物材料,8、矿物加工过程计算机技术,陈清如,王淀佐,孙传尧,刘炯天,国内杰出人士,专业培养目标,本专业属于工学地矿类专业，主要培养从事矿物(包括煤炭、金属和非金属矿物、二次矿物等)的分选、加工和矿产资源综合利用领域内的生产、设计、科学研究与开发及技术改造与管理的高级工程技术人才。,本专业学生主要学习政治、数学、外语、物理、化学、力学、矿物学、选矿学、机械工程、资源综合利用等方面的基本理论和基本知识，进行实验研究、工程设计方法、生产管理，计算机应用等方面的基本训练，具有矿物加工方面的研究、设计与生产管理方面的基本能力，具有创新意识和精神。,专业培养要求,1具有较高的政治理论素质；2掌握有关物理化学、电磁学、工程流体力学等基本理论、基础知识和基本技能；3掌握本专业所必需的矿物岩石学、机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能；4掌握矿产资源分选加工和综合利用的基本原理、方法及矿物性能的检测、产品质量控制的基本知识和技能；5掌握矿物加工厂工程设计方法，并具有进行工艺设计的能力；6具有矿物加工常规机电设备的事故处理与设备维护的基本知识与能力；7初步掌握科学研究的方法，具有创新精神和工程实践能力。,毕业生应获得的能力,学生毕业后，可在矿山企事业单位从事矿物加工的工艺设计、生产和管理工作也可以在大专院校和研究机构从事教学与科研工作。,就业去向,1.主要基础、公共课程设置及其对专业的影响2.专业基础课程设置情况及衔接关系3.专业核心（特色）课程介绍4.修业年限及授予学位5.专业各学年学分、学时分布情况,专业教学计划,本科教学管理工作手册P84-981、入学与注册2、课程考核与成绩记载3、免听、免修4、修学与复学5、退学警告与退学7、考勤与纪律8、毕业与学位等,本科生的学籍管理,1992年于原焦作矿业学院采矿工程系成立矿物加工工程教研室，并于1993年并招收第一届矿物加工工程专业实用人才培训班，学制2年，在采1995级三个班中，将其中的3班设为矿物加工方向培养。1997年10月矿物加工工程专业申报获批，在此基础上，矿物加工工程专业教师进行了大量的调研工作，并制订出1998级矿物加工工程专业的教学计划，学科定为选矿和煤化工两个方向。1998年开始招收第一届本科生一个班，随着学科和学校的发展，矿物加工工程专业在在一级矿业工程大学科的带动下，也得到了很大的发展。,我校的发展情况,2001年获硕士学位授予权，并于2002年招收第一届矿物加工工程专业硕士生。2005年获博士学位授予权，并于2007年招收矿物加工工程专业博士生。目前本学科是河南省特聘教授设岗学科，是河南理工大学重点建设学科，具有博士后流动站和工程硕士授予权。目前矿物加工工程专业有16名教师，其中博士8人，教授2人2006年引进中国工程院院士，选矿专家陈清如院士。,我校的发展情况,学科研究5个方向,粉煤干法磁选脱硫技术的研究生物质型煤技术的研究水煤浆技术的研究温和条件下的煤液化技术煤基碳材料技术的研究,1、国内、河南省对该专业人才需求量较大；2、河南省唯一的一个矿物加工工程专业；3、探索和实施了旨在提高学生综合素质和创新能力的教学方法；4、在洁净煤技术方面有较好的研究基础。,本学科的主要优势与特色,矿物加工学,数学、物理学、化学、流体力学、生物学,地质学、矿床学、矿物学、晶体化学,采矿、冶金,化工、环境,计算机、控制,机械,本学科和其它学科的关系,专业教师一览,联系电话：,保持经常联系！,谢谢大家！,