矿物原料的破碎与选矿
一、粉碎与分级
粉碎是人类向大自然获取赖以生存的矿物资源及高性能矿物原料的有效手段。依据粉碎过程中的施力方式（挤压、弯曲、剪切、劈碎、研磨、打击、冲击），人们发明了不同类型的粉碎设备，如颚式破碎机、反击式破碎机、球磨机、辊压磨、振动磨、搅拌磨、气流磨等，它们的工作特点见表25-1。
表25-1 不同类型粉碎设备的工作特点
大块物料粉碎几乎不能一步到位，而是分阶段进行的，大致分为4个阶段：破碎、磨矿、超细粉碎和超微粉碎，各阶段产物的粒度特征见表25-2。
表25-2 块状物料粉碎各阶段产物的粒度特征
注：1.据王淀佐等（2005）修答纤棚改；2.粉碎比是指被粉碎物料粉碎前的粒度与粉碎后粒度的比值。
破碎后的粉体往往是不同粒级颗粒组成的混合物料，通常需要进行分级。目前采用的分级方式主要有筛分分级、水力分级和气流分级3种。
筛分分级是将粒度不同的混合物料通过单层（单级）或多层（多级）筛子分成若干不同粒级粉体的过程。实验室常用国际标准筛和泰勒标准筛进行筛分分级。前者筛孔直径以mm为单位；后者以“目”（每英寸长度上的孔数）作为筛号，以200目为基筛，其筛孔尺寸为0.0075mm，筛丝直径为0.053mm。工业上常用振动筛和摆动筛进行筛分。前者筛面有垂直振动，振动次数在600r/min以上，适于附着性较差的毫米级粗料的筛分；后者的摆动沿筛面进行，摆动次数在400r/min以上，适于附着性较强的0.5mm以下的细物料的筛分。
水力分级是利用颗粒在水介质中沉降的速度差或运动轨迹的不同进行分级的过程。其特点为：微细颗粒在液体中易分散，分级精度高；颗粒沉降速度小，分级范围狭窄；供料输送等操作简单。一般用来处理1mm以下的细粒级物料。
气流分级是利用颗粒在气流中沉降速度差，或者说利用颗粒运动轨迹的不同进行分级的过程，可归纳为分散、分离、捕集和卸出4个步骤，主要用于超细粉体的分级。
粉碎及分级后粉体的粒度，可采用表25-3列举的清则方法进行测定。
表25-3 粉体粒度测定方法
二、选矿
从自然界中开采的矿物原料，无论是金属矿物，还是非金属矿物，其有用组分的含量（品位）大多不能满足工业使用的要求，需要做富集（选矿）处理。
矿物原料的选矿方法主要有物理分选法、表面物理分选法和化学分选法三类。
1.物理分选法
物理分选法是采用物理方法对具有不同物理性质的固体物料进行分选的过程，包括重力分选、磁场分选、电场分选等方法。
2.表面物理分选法
表面物理分选法是利用颗粒间的表面物理化学性质差异进行分选的过程，也称界面分选。这类分选方法中，最重要的是浮选法，它是利用矿物表面物理化学性质的差异（特别是竖键表面润湿性），在固-气-液三相界面，有选择性地富集一种或几种目的物料，从而达到与废弃物料分离的一种选别技术。浮选过程中，通常添加能够改变矿物润湿性的特定浮选药剂（包括捕收剂、起泡剂及调整剂），从而改变矿物的可浮性，提高浮选效率和效果。
图25-1 化学分选过程框架图
（据王淀佐等，2005）
捕收剂的分子结构一端是亲矿基团，另一端是烃链疏水基团，主要作用是使目的矿物表面疏水，增加可浮性，使其易于向起泡附着。起泡剂的作用是促使泡沫形成，增加分选界面，与捕收剂也有联合作用。调整剂主要用于调整捕收剂的作用及介质条件。其中，促进目标矿物与捕收剂作用的为活化剂；抑制非目的矿物可浮性的为抑制剂；还有调整介质pH的调整剂。
3.化学分选法
化学分选是基于物料组分的化学性质的差异，利用化学方法改变物料性质组成，然后用其他的方法使目标组分富集的资源加工工艺，通常包括化学浸出与化学分离两个过程。化学浸出主要是依据物料在化学性质上的差异，利用酸、碱、盐等浸出剂选择性地溶解分离有用组分与废弃组分。化学分离则主要是依据化学浸出液中的物料在化学性质上的差异，利用物质在两相之间的转移来实现物料分离的方法。典型的化学分选过程如图25-1所示。
化学分选法更适合于品位低、嵌布粒度细、组成复杂的矿物原料的分选。
化学分选法既可直接得到有价金属或金属化合物（属于湿法冶金工艺），也可得到非金属材料及陶瓷材料粉末（李洪桂等，2002）。
植株样品怎样制备？
答：植株样品制备方法如下：
（1）新鲜植株样品的处理
采集到的新鲜叶片、枝条等，要按田间编号、样品号、样品名称、取样日期、部位、取样地点、树的健康状况、取样人等填写标签和田间采样考察表。新鲜树叶和枝条可用尼龙纱袋或纱布袋装盛，必须迅速从田间带回实验室立即处理。若不能及时处理，可换上塑料袋，放在-5℃的冰箱里冷藏直至洗涤，这样可保持叶片、枝条新鲜，养分不致被淋洗掉。测定易起变化的成分，如硝态氮、铵态氮等勿需烘干，应用新鲜样株。鲜样如需短期保存，必须在冰箱中冷藏，以抑制其变化。
（2）清除表面污物
如果样株表面仅有薄层尘埃的污染，需用湿布仔细擦净其表面即可。如果样株被肥料或农药等喷雾的残余物污染，则必须在样株尚未萎蔫时，用0.1%～0.3%的去污剂洗涤，然后用清水淋洗。因为洗涤对铁、锰、锌等微量元素的分析尤为重要，但是不能用过多的水长时间的洗涤，以免引起组织内易溶性养分的渗出。
（3）植株样品的烘干
洗净的样株必须尽快烘干，以使植株体内化学与生物化学变化降低至最低限度。一般先将鲜样在80～90℃烘箱（最好用鼓风箱）中烘15～30分钟杀酶，然后降温至65℃，逐尽水分，烘烤时间约需12～24小时，可随样株含水量而定。
（4）植株样品的粉碎与筛分
干燥的样株可用孝知庆研钵或磨样机粉碎，并全部过筛。样株粉碎细度可视称样多少而定。在样品均一情况下，通过40目筛子（即0.42毫米）即可。用于微量元素测定的植株样品必须注意二次污染的可能性猛氏。在烘干后先放在塑料袋内揉碎，然后置瓷研钵或玛瑙研钵中研磨，用塑料制的尼龙网筛进行筛别巧握。
（5）植株样品的保存
干燥磨细的样品，混合均匀后放在灭菌密闭的塑料瓶子里贮存，或贮存于-5℃的冰箱里，则可永久保存而不变质。美国国立标准局贮存的标准植物样品是用γ射线灭菌后贮存于密闭的聚乙烯袋中。我国制备的果树标准叶样，是装入塑料瓶内置于85℃烘箱中干燥12小时，封盖后用钴60-γ射线4.9×10-5戈瑞照射后，在室温下（10～30℃）封存于暗处。
贮存样品时，要特别注意霉变、虫害、鼠害。因放在塑料袋或塑料瓶中的样品，最易遭受老鼠的损害。样品过筛后充分混匀，保存于磨口的广口瓶中，贴好标签保存。
分析称样前，要把样品再次混匀，装在称量瓶里，在70～80℃条件下烘干8小时（果实在65℃下）取出，放在干燥器中冷却后再称样。
答：花卉植株样品制备的方法：
（1）新鲜植株样品的处理采集到的新鲜叶片、枝条等，要按田间编号、样品号、样品名称、取样日期、部位、取样地点、花卉植株的健康状况、取样人等填写标签和田间采样考察表。新鲜叶片和枝条可用尼龙纱袋或纱布袋装盛，必须迅速从田间带回试验室立即处理。若不能及时处理，可换上塑料袋，放在-5℃的冰箱里冷藏直至洗涤，这样可保持叶片、枝条新鲜，养分不致被淋洗掉。测定易起变化的成分，如硝态氮、铵态氮等勿需烘干，应用新鲜样株。鲜样如需短期保存，必须在冰箱毁租颂中冷藏，以抑制其变化。（2）清除表面污物如果样株表面仅有薄层尘埃的污染，需用湿布仔细擦净其表面即可。如果样株被肥料或农药等喷雾的残余物污染，则必须在样株尚未萎蔫时，用0.1%～0.3%的去污剂洗涤，然后用清水淋洗。因为洗涤对铁、锰、锌等微量元素的分析尤为重要，但是不能用过多的水长时间的洗涤，以免引起组织内易溶性养分的渗出。（3）植株样品的烘干洗净的样株必须尽快烘干，以使植株体内化学与生物化学变化降低至最低限度。一般先将鲜样在80～90℃烘箱（最好用鼓风箱）中烘15～30分钟杀酶，然后降温至65℃，逐尽水分，烘烤时间约需12～24小时，可随样株含水量而定。（4）植株样品的粉碎与筛分干燥的样株可用研钵或磨样机粉碎，并全部过筛。样株粉碎细度可视称样多少而定。在样品均一情况下，通过40目筛子（即0.42毫米）即可。用于微量元素测定的植株样品必须注意二次污染的可能性。在烘干后先放在塑料袋内揉碎，然后置瓷研钵或玛瑙研钵中研磨，用塑料制的尼龙网筛进行筛别。（5）植株样品的保纤郑存干燥磨细的样品，混合均匀后放在灭菌密闭的塑料瓶子里贮存，或贮存于-5℃的冰箱里，则可永久保存而不变质。
贮存样品时，要特别注意霉变、虫害、鼠害。因放在塑料袋或塑料瓶中的样品，最易遭受老鼠的损害。样品过筛后充分混匀，保存于磨口的广口瓶中，贴好标签保存。
分析称样型敏前，要把样品再次混匀，装在称量瓶里，在70～80℃条件下烘干8小时（果实在65℃下）取出，放在干燥器中冷却后再称样。