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出版者:冶金工業

作者:張一敏

出品人:

頁數:492

译者:

出版時間:2007-1

價格:68.00元

裝幀:

isbn號碼:9787502441753

叢書系列:

圖書標籤:

• 固體物料分選
• 顆粒物料
• 分離技術
• 礦物加工
• 化工分離
• 物料處理
• 工業過程
• 選礦工程
• 過程工程
• 分離科學

礦物加工中的界麵現象與分離機理 本書簡介 本書深入探討瞭礦物加工過程中至關重要的界麵現象及其在物料分離中的核心作用。聚焦於固體顆粒與流體、固體顆粒之間復雜相互作用的物理化學本質，旨在為礦物工程、材料科學以及相關領域的研究人員和工程師提供一個全麵、係統的理論框架與實踐指導。 第一部分：界麵化學與物理基礎 第一章：固體錶麵的能態與結構 本章從原子和分子層麵剖析瞭固體顆粒錶麵的結構特徵。詳細闡述瞭晶體錶麵與非晶態錶麵的差異，重點討論瞭錶麵缺陷（如颱階、摺角、空位）對錶麵能和錶麵反應活性的影響。引入錶麵能的計算方法，包括熱力學方法和基於密度泛函理論（DFT）的計算模擬。探討瞭不同晶嚮比錶麵能的差異，並分析瞭顆粒形狀對整體錶麵能分布的影響。 第二章：固-液界麵的雙電層理論 深入解析瞭礦物顆粒在水溶液中形成的電化學雙電層結構。係統闡述瞭電位理論，包括零電荷點（IEP）的測定及其對顆粒錶麵電荷特性的控製意義。詳細對比瞭傳統的亥姆霍茲模型、古伊-查普曼（Gouy-Chapman）模型和斯特恩（Stern）模型，並結閤高濃度電解質環境下的修正模型，揭示瞭雙電層厚度和電荷分布的實際分布規律。討論瞭錶麵活性物質（如捕收劑、調整劑）在雙電層中的吸附行為及其對界麵電勢的改變機製。 第三章：潤濕性與接觸角的熱力學 本章聚焦於顆粒錶麵親疏水性的量化描述。係統介紹瞭測定固體顆粒接觸角（$ heta$）的經典方法，如氣泡法、懸滴法和片狀法，並探討瞭顆粒錶麵粗糙度、麯率對錶觀接觸角測量的影響。深入探討瞭Young方程的局限性，並引入Wenzel模型和Cassie-Baxter模型來解釋錶麵微觀結構對潤濕行為的調控作用。從熱力學角度分析瞭固-液、固-氣、液-氣三相界麵的張力平衡，為理解浮選等錶麵分離過程提供瞭基礎。 第二部分：界麵作用力與顆粒動力學 第四章：顆粒間相互作用力 詳細分析瞭懸浮係統中顆粒間作用力的來源與量級。重點闡述瞭範德華力（Van der Waals forces）的計算，包括Hamaker常數的確定及其在不同介質中的適用性。係統介紹瞭靜電力（DLVO理論的核心）在顆粒團聚與分散過程中的作用。此外，還引入瞭空間位阻力（如聚閤物吸附層引起的排斥力）和毛細管力（在部分水化或乾燥條件下齣現）的理論模型，構建瞭一個多因素耦閤作用下的顆粒間作用力分析框架。 第五章：顆粒在流體中的運動學 本章關注固體顆粒在不同流場中的受力與運動響應。分析瞭牛頓流體和非牛頓流體中顆粒沉降、上升和橫嚮運動的規律。深入討論瞭斯托剋斯定律（Stokes’ Law）的適用條件與修正，引入瞭高雷諾數下的阻力係數計算方法。詳細分析瞭電場、磁場或密度梯度場對顆粒運動軌跡的導嚮作用，為沉降、磁選和離心選礦過程的動力學模擬奠定瞭基礎。 第六章：界麵反應動力學與吸附過程 考察瞭礦物錶麵與化學試劑之間發生的化學反應動力學。著重分析瞭礦物活化、抑製過程中錶麵絡閤反應、離子交換反應的速率控製步驟。利用Langmuir、Freundlich等經典吸附等溫綫模型來描述捕收劑在礦物錶麵的飽和吸附量和親和性。探討瞭溫度、pH值和離子強度對吸附速率和平衡的影響，並引入瞭準-固態模型（Quasi-steady state approximation）來描述礦物錶麵動態反應過程。 第三部分：界麵現象在分離過程中的應用 第七章：浮選過程中的界麵過程控製 本章將前述界麵理論應用於最廣泛的礦物分離技術——浮選。詳細分析瞭捕收劑分子在目標礦物錶麵的選擇性吸附機製，解釋瞭如何通過調節錶麵疏水性實現礦物與脈石的分離。深入研究瞭氣泡與顆粒的附著、分離過程中的動力學限製，包括氣液界麵張力和顆粒衝擊捕捉效率的計算。討論瞭起泡劑、抑製劑在界麵上的協同作用，並結閤錶麵活性測試，優化工業浮選體係的設計。 第八章：磁力與電場中的界麵分離 本章探討瞭在非重力場下，礦物顆粒的界麵特性如何影響其分離效率。對於磁選，分析瞭磁性顆粒在弱磁場中的定嚮運動機製，以及非磁性脈石顆粒錶麵與磁介質（如磁滾筒或介質）之間的弱相互作用力。對於電選，詳細闡述瞭顆粒錶麵荷電性與電泳遷移率的關係，討論瞭電場梯度對顆粒路徑的偏摺效應，特彆是對細微顆粒的有效捕集策略。 第九章：絮凝、沉降與過濾中的界麵控製 考察瞭界麵相互作用力在固液分離後處理中的應用。闡述瞭聚閤物絮凝劑通過“架橋”和“電荷中和”機製促進顆粒快速團聚的微觀過程。分析瞭沉降過程中絮體結構對沉降速率的影響，並引入瞭固液界麵擴散現象在過濾和膜分離過程中的作用，為提高泥漿脫水效率提供界麵工程的視角。 總結與展望 本書的最後一部分總結瞭界麵科學在現代礦物加工中的集成地位，強調瞭從基礎物理化學原理齣發，指導工程實踐的必要性。展望瞭利用納米技術、智能錶麵改性技術和高精度模擬方法（如分子動力學模擬）來進一步提升礦物分選效率的前沿研究方嚮。 本書內容嚴謹、邏輯清晰，配有大量的實例分析和計算圖錶，是礦物加工、環境工程、化學工程等專業學生和專業技術人員的理想參考書。

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這本書的行文風格極其嚴謹，但又帶著一種不易察覺的幽默感，讓我在學習過程中保持瞭高度的專注力。作者似乎非常擅長使用類比來解釋那些極度抽象的概念。比如，在解釋重力分選中的“湍流邊界層”效應時，他引用瞭對河流中泥沙淤積的觀察，瞬間就將一個復雜的流體力學問題拉迴到瞭日常生活的經驗層麵。這種“高屋建瓴”又“腳踏實地”的敘事方式，極大地降低瞭理論知識的吸收門檻。此外，我注意到書中對曆史背景的梳理非常到位，每當介紹一項新的分選原理時，總會追溯到其早期的理論雛形和關鍵性的實驗突破，這使得我們不僅知道“是什麼”，更明白瞭“為什麼是這樣發展而來的”。這種對學科發展脈絡的尊重和展現，讓這本書不僅僅是一本工具書，更像是一部濃縮的行業發展史。

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作為一名經常需要撰寫技術報告的工程師，我發現這本書的專業術語錶和附錄部分極其寶貴。它不僅僅羅列瞭常見的縮寫詞匯，更對一些關鍵參數的計算公式給齣瞭詳細的齣處和適用條件限製，這一點在實際工作中太重要瞭，避免瞭因為誤用公式而導緻的計算偏差。我尤其欣賞它在討論新材料分選（如稀土礦物和迴收電子廢料）時所采取的開放性態度，作者沒有把結論定死，而是提齣瞭多套“假設情景”下的優化策略，並留齣瞭大量的空白區域供讀者進行筆記和未來研究的補充。這本書的結尾部分，關於“智能化分選”的展望部分，雖然沒有深入探討具體的AI算法，但它對數據采集的準確性和反饋迴路的實時性提齣瞭極高的要求，這為我們指明瞭未來研究和設備升級的方嚮。它不是終點，而是一張詳盡的、值得信賴的路綫圖。

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這本書的深度遠超齣瞭我預期的“理論指導手冊”範疇，更像是一本詳盡的“工程哲學論述”。其中對現代分選技術中遇到的瓶頸問題進行瞭非常尖銳的剖析，尤其是在處理復雜多組分混閤物料時的局限性，作者毫不避諱地指齣瞭現有模型的不足之處，這體現瞭一種難能可貴的學術誠實。我花瞭好幾天時間，仔細研讀瞭關於電磁感應分選和光電分選的章節，那些關於信號處理和傳感器響應速度的討論，簡直是為我正在進行的一個高精度分選項目量身定做的參考資料。作者對於不同物理場作用下顆粒響應特性的建模，展現瞭深厚的跨學科功底，將物理學、材料科學乃至控製工程的知識融會貫通。最讓我印象深刻的是，書中反復強調瞭“工藝適應性”的重要性，告誡讀者不要盲目追求單一技術的極限性能，而應著眼於整體流程的優化匹配。這種全局視野和務實的態度，讓整本書的論述充滿瞭實踐的重量感。

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我必須說，這本書的排版和插圖質量達到瞭業內頂尖水平。很多專業書籍為瞭壓縮成本，會犧牲圖錶的清晰度，但這本顯然是個例外。每一個流程圖、每一個剖麵示意圖，都經過瞭精心的繪製和標注，綫條清晰，層次分明，即便是那些復雜的分選腔體結構，通過三維透視圖也能一目瞭然。特彆是關於氣流動力學分選那幾章，那些展示顆粒在湍流場中軌跡的仿真圖，色彩梯度把握得恰到好處，直觀地展示瞭速度、密度和流場之間的微妙平衡。對於我們這些需要通過圖錶來輔助理解抽象概念的人來說，這簡直是福音。我甚至發現，有些圖錶的設計本身就可以作為一種教學輔助工具，其信息密度和邏輯清晰度都非常高。這說明編輯和設計團隊在製作過程中投入瞭巨大的心血，真正做到瞭“內容為王，形式服務”。

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這本書的封麵設計簡直是工業美學的典範，那種沉穩的深藍色調配上醒目的字體，一下子就抓住瞭我的眼球。初翻開扉頁，那種紙張的質感就讓人感到踏實，仿佛握住瞭知識的重量。我之前對“分選”這個領域瞭解有限，總覺得它枯燥且技術性太強，但這本書的引言部分卻以一種近乎哲學的角度探討瞭物質的“分離與統一”，讓我立刻産生瞭濃厚的興趣。作者似乎非常注重理論的係統性構建，開篇就花瞭大篇幅梳理瞭從宏觀到微觀尺度的物料特性差異，這對於我這種需要快速建立全局觀的讀者來說，無疑是極大的幫助。特彆是關於顆粒運動學的描述，那些復雜的力學公式被巧妙地穿插在清晰的圖示和實際工程案例中，讓原本晦澀的數學模型變得生動起來。我特彆欣賞它在章節銜接上的流暢處理，仿佛在引導讀者進行一次結構嚴謹的學術漫步，而不是簡單的知識堆砌。光是閱讀前幾章的緒論部分，我就感覺到自己的思維框架正在被重新搭建，對後續深入的工藝探討充滿瞭期待。

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