冶金设备模拟题

1.金属矿物在进入冶金过程出来之前，都必须经过一系列物理准备过程（如物料的干燥、配料，混合、润湿、制粒、制团、破碎、筛分等）和化学准备过程（如焙烧，烧结、挥发、焦结等。

2.有色金属冶金块状散料采用机械输送，而粉状散料则采用皮带输送和气力输送。 

3.液体和气体都表现出易于变形和流动的性质统称为流体。

4. 冶金工程中普遍遇到流体输送的情况与大多数金属的提取和精炼过程有着密切的联系。

5. 容积损失一般为0.85~0.95。水力损失一般为0.8~0.9。机械损失一般为0.96~0.99.

6. 离心泵的主要性能参数：流量，扬程，效率和功率。

7. 一般在离心泵的铭牌上都标注有允许吸上真空高度或气蚀余量，借此可确定泵的安装高度。

8. 很多冶金的化学反应都需要控制在一定的温度下进行，为了维持所要求的温度，物料在进入反应器之前往往需要预热或冷却。

9. 硫化锌精矿的流态化焙烧过程，由于反应放出大量的热，炉子外面需要设置冷却水套，及时移走多余的热量。

10. 热量的传递是由系统或物体内部的温度差引起的。

11. 热传导的基本方式有热传导、对流传热、 热辐射。

12. 在钢的连铸过程中，对钢液的搅拌有利于促进凝固传热和提高铸坯质量。

13. 两种物料加入搅拌槽后，其混合机理为主题对流扩散、涡流扩散和分子扩散。

14. 混合效果的偏离程度确定：调匀度。

15. 稠度系数K用以界定该流体黏度的高低，流变指数n表征流体变形的特性。

16. 沉降槽是用来提高悬浮液浓度并同时得到澄清液体的重力沉降设备。

17. 焙烧大多为下步的熔炼或浸出等主要冶炼作业做准备。

18. 根据工艺的目的不同，焙烧大致分为氧化焙烧，盐化焙烧，还原焙烧，挥发焙烧和烧结焙烧。

19. 氧化焙烧是为了获得金属氧化物，因而是在氧化气氛下完成的，并大多数以空气为氧化剂。

20. 还原焙烧是一种在还原性气氛下进行的焙烧过程。还原剂可用固体，液体或气体等碳质还原剂。

21. 烧结是在完成氧化，盐化，或还原等焙烧目的的同时，还要使粉（粒）状炉料生成一定量的液相。

22. 有效的控制和调节颗粒循环速率是实现循环流化床稳定操作的关键

23. 流态化技术可用于铁矿石的直接还原，贫铁矿的磁化焙烧，有色金属的氯化，氟化焙烧

24. 溶剂萃取用于湿法冶炼 。

25.离子交换法是水溶液中分离，提取较稀溶质的常用方法。

26. 凡流入同一级的水相和流入同一级的有机相中北萃组分的浓度状态点，都在此直线上，这条直线即为操作线。

27. 离子交换树脂的化学结构：可分为不溶性树脂母体和活性基团两部分。树脂母体为由有机化合物和交联剂组成的高分子共聚物。交联剂的作用是使树脂母体形成主体的网状结构。交联剂与单体质量比的百分数称为交联度。活性集团由起交换作用的离子和与树脂母体联接的固定离子组成。

28. 离子交换过程包括交换和再生两个步骤。

29.树脂的预处理：泡胀，洗涤，转化。

30.离子交换法通常有运动树脂床和固定树脂床两种操作方法。

31.从交换开始到穿透为止，树脂所达到的交换容量称为工作交换容量。

32.在穿透以前，树脂分别属于失效区，交换区和未用区。

33.固定床再生包括：反洗，再生和正洗。

34.离子交换树脂法具有交换，选择，吸附和催化等功能。

35.电解是从矿石中提取有色金属的主要方法，是大多数有色生产的必要工作.

36.电解按照过程的目的和特点不同可分为电解沉积和电解精炼，电解沉积用不溶性阳极，电解精炼用可溶性阳极

37.按电解过程中所使用的介质不同，电解冶金可分为：水溶液电解冶金和熔盐电解冶金

38. 当电位极化到-1.8—-2.2V（氢标电位）时，氢猛烈析出。

39. 电解阴极板表面的反应包括离子在阴极的还原和结晶过程

40. 铜的电解精炼：阳极是粗铜，阴极是纯铜

41.电极表面同时进行着电化学反应以及电溶或电结晶过程

42. 机械搅拌的目的：机械搅拌是通过浸入到液体中旋转的搅拌器（桨）来实现液体的循环流动，均匀混合、反应速度的加快以及反应效率的提高。

简答题

1. 液—液萃取的必要条件

1）与水不相容2）具有萃取能力的有机溶剂3）与被萃取的水溶液混合4）充分搅拌5）两者相对密度不同6）经过澄清而分层

2. 有色金属散料的特点

1）粒度大小不一，有大块，有粉料。2）含水范围广，有的是浓泥浆，有的不含水。3）黏度大，如烟尘或浓泥；4）温度较高，如烧结块温度高于400℃。

    3. 稀相气力输送的特点是

固气比低，压缩空气耗量大，动力消耗大，而且物料流速快，致使管 道磨损严重，维修费用高，物料破损率高。

4. 超浓相输送的特点

1）体系为水平或倾角很小的输送，输送距离长时需要中继站。2）物流速度小，设备磨损少，寿命长，维修费低。3）固气比高，输送相同固体所需的压缩气体少，动力消耗低。4）系统排风自成体系，完成粉体输送，无机械运动。5）输送的粉体摩擦破碎少，粉尘率低。

5. 伯努利方程的运用

伯努利方程描述了流体各种形式能量之间的相互转化规律，其在分析和解决流体的平衡，流动，输送等实际问题中运用广泛，如确定管道中流体流量，输送设备的有效功率及轴功率，设备间的相对位置，管路中流体的压强，炉内气体运动状况的分析等，均以此为依据。

6. 往复泵工作原理

往复泵是利用活塞的往复运动将能量传递给液体，以完成液体输送任务。往复泵主要由泵缸，活塞和单向活门构成。活塞由曲柄连杆机构带动做往复运动。活塞由于外力的作用向右移动时，泵体内造成低压，上端的单向活门被压而关闭，下端的单向活门便被泵外液体的压力推开，将液体吸入泵体内。相反当活塞向左移动时，泵体内造成高压，吸入活门被压而关闭，排出活门受压而开启，由此将液体排出泵外。活塞如此不断进行往复运动，就将液体不断地吸入和排出。

7. 往复压缩机的工作原理

利用曲柄连杆机构，将驱动机的回转运动变为活塞的往复运动，使气体在气缸内完成进气，压缩，排气等过程，由进气阀，排气阀控制气体进入和排出气缸，达到提高气体压力的目的。

8. 蓄热式热风炉的工作原理

在燃烧过程中由热风炉内的格子砖将热量储备起来，当转入送风阶段后，格子砖又将热量传递给冷风，把冷风加热后送至高炉炼铁，其实质是将煤气燃烧的热量以格子砖为媒介传递给高炉鼓风的过程。

9. 蓄热室工作的好坏，风温，和传热效率的高低，与格子孔大小，形状砖量，等有很大的关系。对格子砖的要求

1）单位体积格子砖具有最大的受热面积；

2）有和受热面积相适应的砖量来储热，以保证在一定的送风周期内不引起过大的风温降落；

3）尽可能的引起气流扰动，保持较高流速，以提高对流传热速度；

4）有足够的建筑稳定性

5）便于加工制造，安装，维护，成本低。

10. 与外燃式热风炉相比，顶燃式热风炉具有的优点

1）投资小，可节约大量的钢材和耐火材料；

2）砌砖结构简单，节省大量的异型砖，对于砖的制造和施工都有利；

3）拱顶结构简单，而且均匀对称，稳定性好，能够充分适应高温和高压的要求；

4）钢结构简单，可避免集中应力，因而可以避免或减少晶间应力腐蚀的可能性。

11. 捏合操作的特点

1）捏合比其他任何操作都更困难,要经过更长时间才能达到统计上的完全混合状态。2）捏合操作要在单位容积中输入很高的功率值才能有效,所以捏合机消耗功率大、工作容积小。3）捏合机设计时应设置很小间隙的强剪切区,这样才能产生强的切应力,使物料分散;4）设计捏合机驱动零部件的形状时,要能使物料在捏合机内的运动路径和运动范围不断通过小间隙的强剪切区,以反复承受强剪切力而分散。

 12. 斯托克斯公式，艾式，牛顿公式表现的特点以及斯托克斯公式的适用范围

在同一流型中，颗粒的直径和密度越大，自由沉降速度就越大;对于同一直径和密度的颗粒在不同的流型中，自由沉降速度也不同。在层流与过渡流中，自由沉降速度与流体的黏度有关；而在湍流中，自有沉降速度则与黏度无关。由于沉降过程中所涉及的颗粒直径d一般很小，Re通常在0.3以内，所以斯托克斯公式是很常用的。

13. 焙烧，煅烧，烧结的目的含义和意义

1）焙烧，矿石，精矿在低于熔点的高温下，与空气，氯气，氢气等气体或添加剂起反应改变其化学组成与物理性质的过程

2）煅烧，将固体物料在低于熔点的温度下，加热分解，去除二氧化碳，水分，或三氧化硫等挥发性物质的过程

3）烧结固体矿物粉配加助溶剂，燃料和其他必要反应剂，并添加适当水分，在炉料熔点温度，发生化学反应，生成一定量的液相，冷却后使颗粒黏结成块的过程。

通常矿石烧焙之后接湿法冶金过程，煅烧产出冶金产品或半产品，矿石烧结之后接火法冶金过程，在冶金中，煅烧的设备主体，与焙烧相同。烧结的重要意义：

1）通过烧结可为高炉提供化学成分的稳定，粒度均匀，还原性好，冶金性能高的优质烧结矿，为高炉优质，高产，低耗，长寿创造了良好的条件

2）可以除有害杂质，如硫，锌等

3）可以利用工业生产的废弃物，如高炉炉尘，轧钢皮，硫酸渣，钢渣

4）可回收有色金属，特别是稀有，稀土金属

14. 鼓泡流态化的特点

1）大量固体颗粒可以方便的在床内和床间往来输送2）气泡的存在提供了，床内颗粒反混合搅动的动力，使得气固之间的热传递效率很高，床层温度均匀。3）气泡促成了气固之间较高的传递速率4）可以硫化的固体颗粒尺寸分布范围很广5）流化床结构简单，适用于大规模操作

15. 错流萃取流程

每级加入新鲜萃取溶剂S，因料液F自第一级加入，其萃余相R1引入第二个萃取器，又与新鲜萃取溶剂S接触而再次进行萃取，依次进行，经过若干级萃取器直到最后一级。（表示离开第n级的萃取相中溶质A的组成，表示萃余相中溶质A的组成）。

16. 理想铝电解槽的特点：1）氧化铝价格低，污染少，能生产处优质纯铝2）保持尽可能高的电流效率下最大限度降低极距 3）铝液不再受磁场力作用，阴极是干燥的，不会堆积在阴极表面 4）单位体积的电解槽应该有最大的反应面积，因此必须用双极多室电解槽 5）阳极析出氧气而不是二氧化碳，所以阳极必须是不耗阳极6）优化电解质组成和氧化铝浓度，尽量使电解过程低温进行 7为提高能量效率，电解体系与外界要安装热交换器，充分利用散发热量 

综合题

1. （综合题）ε- Re曲线可以分为3个不同的流型区域，各区域的曲线可分别用相应的关系式表达：

1） 层流区或斯托克斯定律区（＜Re＜1    ε=24/Re

2 ）过渡区或艾伦定律区1＜Re＜     ε=18.5/

3 ）湍流区或牛顿定律区（＜Re＜2x     ε=0.44

2. 图P306 均匀粒度沙粒床层的压降与气速的关系

随着流体速度的不断增大，当u达到某一临界值以后，压降与流速u之间不再遵循Ergun公式，而是在达到最大值之后略有降低，然后趋于某一定值既床层静压，此时,床层处于由固定床向流化床转变为的临界状态，相应的流体速度为临界流化速度。此后，床层压降几乎保持不变，并不随流体速度的进一步提高而显著变化，如果缓慢降低流体速度，可使床层逐步回复到固定床。

3. 多级错流萃取的步骤

根据原料液组成及溶剂的组成确定C点，以-/为斜率，自C1点作直线相交于平衡线上的D1点，坐标为（X1，Y1），即为第一个理论级的萃取相与萃余相的组成。再从X1点作直线X=X1交直线Y=Y0于C2点，自C2点以斜率-/作直线与平衡线交于D2，坐标为（X2，Y2)，依次重复至直线与平衡线交点的横坐标等于或小于生产指标即可。重复作图的次数即为所需的理论级数（图中理论级数为n=3）

4. 三塔式移动床系统的组成及工作过程：1–交换塔；2–清洗塔；3–再生塔；4–浮球阀；5–储树脂斗；6–滤通管；7–排树脂部分  经过一段时间以后，当出水离子开始穿透时，立即停止进水，并由塔下排水。排水时，树脂层下降(称为落床)，由塔底排出部分已饱和的树脂，同时浮球阀自动打开，放入等量已再生好的树脂。

5. 图示为国内某厂多辊式矫直并轧纹-装配-排列机组的总图。请参考图形回答一下问题：（P218图）

（1）写出1-10装置的名称

（2）请简述其工作程序。

（1）1-种板箱储运装置；2-种板供给装置；3-多辊式矫直装置；4-吊耳供给装置；5-导电棒供给装置；6-步进式装配台；7-钉耳机；8-翻板机；9-快速输送机；10-储备输送机。

（2）种板箱储运装置1将种板箱逐箱运至取板处,由种板供给装置2将种板从种板箱内逐块吸起,送入多辊式矫直装置3,经矫直并轧纹后送至步进式装配台6上;吊耳也由其供给装置4从吊耳箱内逐片吸起,经垂直滑道借自重落下,送入装配台6;导电棒由其供给装置5逐根转送入装配台6。步进式装配台6将三者组合后送入钉耳机7,铆接装配成阴极板;翻板机8将水平状态的阴极板变换成垂直状态;经输送系统送入链式排板机12,按105mm的间距排列,以待吊车按每槽阴极板数(一般比每槽阳极板数少一块)吊起,装入电解槽。该机组的处理能力为500块/h 

6. (1)设与其对应的内管段中的气流速度不变，则内管中的压力分布是以△p内管线呈线性变化的，推动长度为L1料流段所需的压力以△p料栓曲线变化。

(2)因为浓相气力输送的输送方式中，管道被分割成了一个个很小的小管道，压力降很小，所以相对来说也较节省能量。