矿物加工技术范文

导语：如何才能写好一篇矿物加工技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：矿物　加工　技术

所谓现代测试技术，一般是指用现代分析测试仪器对物质的成分、结构、表面特征以及各种理化性能测试的技术。根据测试内容可以分为三大方面：结构分析现代测试技术、成分分析现代分析测试技术、理化性能现代测试技术。矿物加工工程学科是根据自然界矿物原料性质的差异，运用物理、化学、物理化学和生物化学的原理和方法对矿物资源进行加工和综合利用的学科。矿物加工学科涵盖选矿工程、资源综合利用、矿物材料、粉体工程及矿物深加工和精加工(如洁净煤技术、矿物金属化直接还原技术、矿物改性和复合加工)等多项工程学科领域。随着研究的深入进行，对现代分析测试技术的需求愈来愈迫切。

一、扫描电镜(SEM)测试技术

扫描电镜的工作原理是以入射电子为激发源，在材料表面进行扫描，同时同步探测入射电子和研究对象相互作用后从样品表面散射出来的电子和光子。获得相应材料的表面形貌和成分分析。从材料表面散射出来的二次电子的能量一般低于50eV，其大多数的能量约在2～3 ev。因为二次电子的能量较低，只有样品表面产生的二次电子才能跑出表面，逃逸深度只有几个纳米，所以常用来观察材料的表面形貌。在煤气化方面，运用扫描电镜对不同制焦温度制得的煤焦进行观察发现：由于制焦温度的提高，矿物质从初始的随机分散分布发展到呈团聚分布，从小簇矿物质微团演变成大颗粒团，从而得出结论：高温下灰份的熔融使矿物质的催化作用减弱，使气化活性相应下降，从而成为对煤焦气化速率造成影响的最重要的原因之一。在煤的燃烧方面，通过扫描电镜观察分析燃烧后煤粉残碳颗粒的形态和孔隙结构。研究煤粉的燃烧过程、燃烧程度及不同工艺条件下、不同催化剂对燃烧效果的影响，从而研究粉煤燃烧机理，研究催化剂对煤粉燃烧特性的影响。在型煤研究方面，通过扫描电镜对无机粘结剂工业型煤微观结构进行研究发现。煤粒表面及孔隙间均有大量的粘结剂水化形成的凝胶体和各种形态的结晶体，由于各种形态的晶体相互交插，连接形成晶体网络，可以将煤粒牢固地粘结在一起。因而得出结论：型煤强度与其微观结构有着密切的关系；凝胶体分布越均匀，晶体越发育，型煤强度越高。利用扫描电镜，连同能谱分析、x射线分析等现代测试技术，研究了型煤燃烧时，添加铁、硅、锶等以钙为主的几种固硫剂后，灰渣的物相变化及硫的走向。从微观形态、化学组成和结构3个方面入手，研究了固硫机理，结果表明，钙系化合物在型煤燃烧时，煤中的硫以硫酸钙的形式进人渣中；硫酸钙被高熔点硅酸盐矿物所包裹是高温下硫酸钙不易分解的重要原因。而碳酸锶的添加，不仅使硫形成硫酸钙和硫酸锶，还形成一种在高温下难以分解的复合相，大大提高了固硫率。在选矿方面，应用扫描电镜及x射线衍射分析了黄铁矿的表面氧化产物。研究了黄铁矿表面氧化机理及黄铁矿表面状态对煤浮选脱硫的影响。碳素材料是煤加工利用领域的重要组成部分。碳纳米管，作为一种新奇的纳米碳素材料，近年来在中国取得令人瞩目的进展。通过扫描电镜。观察到大量的一团团棉絮一样的纤维状碳纳米管，从而证实了使用优质烟煤，采用电弧等离子体法可制备碳纳米材料。

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1.1现代产业发展与非金属矿物材料及环境保护密切相关

传统产业的技术进步或技术改造与非金属矿物材料密切相关，而且节能降耗是现代化产业发展的主要趋势之一，现代产业化的发展迫切需要非金属矿物的开发加工，与此同时也需要协调好生态环境的保护力度。非金属矿产物的深加工技术对于现代新兴产业发展具有促进作用而且提出了发展非金属矿物深加工技术的方向和措施，例如许多非金属矿物，硅藻土、珍珠岩等加工后具有较高的活性及选择性吸附的特性；膨润土、沸石、石墨、石棉等都与航空航天技术及生物技术有关；云母、金红石、滑石等与信息技术及产业有关；现代的高技术及环境保护等均与非金属矿物密切相关。

1.2我国的非金属矿物加工与环境保护形式严峻

我国非金属矿物的种类繁多，而其中有一部分的非金属矿物本身或者是经过加工处理后而具有适合用于环保材料的性质，再者，我国的非金属矿物的储藏量非常丰富，价格也比较低廉，它具有处理效果好、投资少以及重复使用的一系列优点，所以受到各个开发商的青睐并且投入了大量的资金进行开发加工非金属矿物。包括我国在内的世界上许多国家对非金属矿物的开发都格外的重视，这就在一定程度上导致了对我国非金属矿物的过度开发与利用，不注重保护环境质量，造成了对于水体以及空气土壤等的不科学合理污染。因此，我国的非金属矿物加工与环境保护的现状在经济飞速发展的同时也曰益严峻，遭受着挑战，需要迫待解决。

2.我国非金属矿物加工与环境保护的关系

我国非金属矿物加工与环境保护的关系是对立统一、相互依存、相辅相成的。相关的企业单位在进行非金属矿物加工的同时也要兼顾生态环境的保护，二者缺一不可，如果一味的只对于非金属矿物无节制的开发、加工与利用而忽视了环境的保护，那么经济的发展只是短暂的繁荣并不能够得到长远的发展。非金属矿物加工的发展对于我国经济发展具有重大的影响意义，我国未来非金属矿物开发加工的发展将以全面提升非金属矿物材料的功能或者是应用性能为s的，以环境保护为导向，以高效综合利用和清洁生产为宗旨，注重环境保护与非金属矿物加工的充分结合、齐头并进，从而为我国经济的可持续发展提供源源不断的不竭动力。

3.我国非金属矿物加工运用的科学技术与设备

我国现代的高新技术、高科技设备、新材料产业以及环境保护等都与非金属矿物材料的开发利用有着密切的联系。我国非金属矿物加工运用的科学技术与设备主要分为粉碎技术与设备、分级技术与设备、表面改性技术、干燥技术与设备、造粒技术与设备、材料复合技术。非金属矿物加工主要是指凭借一定的技术设备与工艺而制造出满足市场需求的具有一定粒度大小和物理化学性质等性能的功能性产品。

我国生产的超细粉碎设备基本与国外的相当，但是其技术研究的起步比较晚，基础较为薄弱且发展层次良莠不齐，超细粉碎设备仍然存在一系列的问题；控制产品粒度处于所需的分布范围内，使得混合粉料中粒度已经达到要求的产品及时地被分离出去；表面改性工艺依据表面改性的方法与设备及粉刷制备方法而异；干燥是用热能将湿物料中的湿分气化为蒸气，再利用抽吸或气流将蒸气移走而达到去湿的操作；对于粉状产品进行造粒的深度加工，不仅有利于满足生产工艺的需求，而且有利于降低粉尘污染以改善劳动操作条件；复合材料的成型方法按照基本材料不同各异，各种材料在性能上相互取长补短进而产生协同效应，让复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

4.我国非金属矿物在环保工程中开发与应用所存在的问题

4.1非金属矿物环保材料应用的范围较窄

我国的矿物研究人员对于非金属矿物在环保工程中的开发与应用做了大量的工作，也取得了一系列的贡献与成就，但是也把我国在这一领域中存在的许多问题反映了出来。工程化转化不高、非金属矿物环保材料应用的范围较窄等缺点，要把这些实验室的研究成果成功的应用于实际工业生产中。我国的许多非金属矿环保材料更多的是利用非金属矿的原矿或对原矿进行简单的初级加工，这是与非金属矿物深加工领域的技术水平不高等原因有关，拓宽非金属矿物环保材料应用的范围仍然有很长的一段路要走，进而改进非金属矿物环保材料应用范围窄的特点。

4.2非金属矿物的产品档次不高且品种单一

非金属矿物的产品档次低使得许多矿物资源不能最大限度地发挥功效，而且还会造成资源的浪费，在一些重要领域中的应用处理还未见有更多的新的研究成果。要想改善非金属矿物的产品档次不高与品种单一的现状就要提高非金属矿物的加工技术，使得我国的非金属矿物开发与利用朝着设备大型化、加工精细化、产品功能化的方向进一步前进。只有功能明确且满足相关应用领域技术进步和产业发展要求与环保要求的非金属矿物才能够赢得稳定的市场，避免非金属矿物资源的主观浪费，节约矿产资源与保护环境，促进经济的快速发展进步。

5.改进提高非金属矿物加工与环境保护的措施

①在非金属矿物存放方面。非金属矿物的种类繁多且数量不一，_将大量矿样堆积在一起给翻找造成了困难且容易造成粉尘污染，若将它们分类存放就能节省空间，便于查找矿群进而减少粉尘造成的环境污染。②在环境保护意识培养方面。随时随地进行非金属矿物环保的宣传与教育工作，使得公众从内心深处意识到矿物加工这一过程产生的废弃物不利于环境；使用设备之前要牢固掌握操作规程以避免发生伤害事故，建立健全严格的监管体系。③在非金属矿产物实验室的布置安排方面。为了方便及时将实验室过程中所产生的有害气体排出室外，就必须要对非金属矿产物实验室的布置安排科学合理。可以把大型重型设备统一安放在一楼实验室，在单个的实验室内部尽可能完成一个相对独立的工作内容。④在化学药品使用方面。因为在矿物加工实验这一过程中结合使用的化学药品会产生有毒气体，所以要对于有毒药品进行严格的分级管理，需要按时按量使用，进而减少对人体及环境造成的危害。

6.结束语

综上所述，人们在享受着社会经济发展带来的新产品、新物质的同时，其所赖以生存的生态环境状况却日益恶化，不合理的非金属矿物加工导致的环境恶化问题已经成为现代社会

普遍关注的重大问题之一。目前我国的自然生态环境破坏与污染十分严重，其发展趋势尚未得到有效的控制，一些传统的环保工艺及环保材料已经不能有效的解决大量的需求，所以非金属矿物环保材料在环保工程中有着广泛的应用前景。但是我国非金属矿物在环保工程中开发与应用仍然存在许多的问题，因此探究非金属加工及环境之间的问题具有指导性的意义。希望在开发与加工非金属的同时要兼顾对水体、空气、土壤等环境因素的污染治理与保护，促进我国环境质量的改善与经济的迅猛健康发展。

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关键词：套建增层 框架结构 施工技术

Abstract: This article from the general, general provisions, structure, material selection, limit value of axial compression ratio of column and beam section, the other 6 aspects of the outer-jacketing prestressed concrete frame structure building design and construction methods, and also analyzed the domestic and foreign increasing layer engineering practice, for the existing building with prestressed concrete frame of outer-jacketing reference.

Key words: outer-jacketing frame structure; construction technology;

中图分类号：TU3 文献标识码：A文章编码：

1.引言

框架结构房屋套建增层，不但可使土地上房屋容积率增大几倍到十几倍，达到有效利用国土资源的目的，而且可使房屋的造型与周围新建房屋相协调，达到对既有房屋进行现代化改造的目的，提升城市现代化的整体水平。

我国虽然开展了一些既有房屋的套建增层实践，但系统的理论与试验研究尚需进一步深入。例如，东南大学宋健阐述了外套框架加层设计的一些基本要求并给出了外套一支撑框架加层结构、外套框架一剪力墙加层结构、外套框架一旧框架短梁连接加层结构弹性设计方法和施工方法。

另外，四川省建筑科学研究院主持编制了《砖混结构房屋加层技术规范》(CECS78:96)。在该规范中论述了加层的基本原则、直接加层法和外套结构加层法等内容。其中外套结构加层法中论述了可采用的几种结构体系:如可采用在原房屋外套“底层框架一剪力墙，上部各层为砖混结构”、“底层框架一剪力墙，上部各层为框架结构”、“底层及上部各层均为框架结构”等，并对外套结构房屋总高度和总层数进行了限制。但所提限值是根据全国各地已建成的分离式加层结构的实践经验并参考相关规范而制定的，没有可靠的理论依据。

2.套建增层预应力混凝土框架结构房屋设计与施工建议

2.1总则

为了在预应力混凝土框架套建增层结构设计中贯彻国家的技术经济政策，做到技术先进，安全适用，经济合理，确保质量，提出本方案。

2.2一般规定

（1）对既有房屋进行套建增层改造必须在充分论证的基础上进行。

（2）对既有房屋进行套建增层改造原则上应能保证在套建增层施工过程中原房屋的正常使用。

（3）对既有房屋进行套建增层改造应尽可能实现结构受力与施工措施的一体化。

（4）经套建增层改造的房屋结构的安全性、耐久性和适用性原则上不低于现行设计标准。

2.3结构型式

（1）套建增层预应力混凝土框架柱仍可采用普通钢筋混凝土框架柱。

（2）套建增层结构一层顶框架梁采用内置钢析架预应力混凝土组合框架梁，通过在(预应力)钢桁架下侧挂底模，并以底模为支承设置侧模，来实现在浇筑混凝土过程中由(预应力)钢桁架承担梁自重和施工荷载。待混凝土达到设计强度等级值的75%以上时，张拉梁体内曲线布置的预应力筋，形成预应力钢析架一混凝土组合框架梁。

（3）框架节点仍按普通预应力混凝土框架节点对待。

（4）套建增层结构一层顶的次梁采用内置钢箱——混凝土组合梁，内置钢箱可由二槽钢对焊而成。通过在钢箱下侧挂底模，并以底模为支承设侧模来实现施工过程中由钢箱来承担次梁自重和施工荷载，在使用阶段内置钢箱与其钢筋混凝土以组合梁的形式开展工作。

（5）板为普通混凝土板，但垂直于次梁内置钢箱焊接槽钢作主楞，在主楞上布置木方作次楞，在次楞上铺放板底模，这样在施工过程中板的荷载直接传给次梁。

2.4材料选择

（1）套建增层预应力混凝土框架结构房屋的材料选择原则上与新建预应力混凝土框架结构房屋相同。

（2）新增套建增层结构一层顶的内置钢析架与钢箱用型钢及焊缝用焊条应符合《钢结构设计规范》(CB50017一2003)的要求。

2.5柱轴压比限值与梁板截面尺寸选择

（1）关于套建增层框架抗震构造等级的划分原则上与新建房屋用预应力混凝土框架相同，但对于8度抗震设防区处于11类、111类场地土的套建增层预应力混凝土框架结构房屋，当新增套建结构底层结构层高为7.0m、7.5m，上部套建增层层数为2层时，其柱的内力增大系数按一级抗震框架柱取用柱的内力增大系数，相应的梁、柱及节点的抗震构造等级也按一级对待。

（2）套建增层混凝土框架柱的轴压比应按照下表选用

表1 套建增层混凝土框架柱轴压比限值

（3）梁板尺寸选择与新建房屋结构相同

2.6其它

（1）在设计内置钢析架预应力混凝土组合框架梁和内置钢箱混凝土组合梁时要合理考虑型钢的两阶段受力。

（2）次梁的内置钢箱通过连接焊板与框架梁应有可靠的连接。

（3）框架梁的内置钢析架及次梁的内置钢箱的安装就位应符合《钢结构工程施工质量验收规范》(CB50205一2001)的要求。

（4）套建增层预应力混凝土框架的抗震构造等级的划分应符合上述第61条要求。各抗震构造等级的套建增层预应力混凝土框架应符合《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ140一2004)的相关计算要求和构造要求。

3.我国增层工程实践案例

原纺织工业部办公楼 (由三层增至五层)。为解决外套框架上刚下柔问题，在原砖混结构局部横墙处采用钢筋混凝土夹板墙加固，夹板墙直通到顶，在上部新增楼层变成钢筋混凝土剪力墙。原楼梯间也采用夹板墙加固，直通顶层形成筒体。通过该方法将增层与对原结构加固有机地结合起来。

阳泉市信托投资公司红楼加层工程，将四层框架加至十三层。原建筑为4层框架结构房屋，总高度为17.5m，外轮廓尺寸为29m*26.60m，位于阳泉闹市区。业主要求在建设期间不能影响下部4层商场正常营业。最终方案为在五层和九层设承托转换层，每个转换层分别承担上部3层子框架荷载，每侧各设4个巨型柱，周边采用裙梁相连接，形成框筒体系抗侧力结构，并适当增大屋面梁的刚度，从而形成外套巨型框架内部为子框架的结构体系。底层转换层施工时利用原建筑框架柱和基础的富余部分承载力，通过简支在原框架柱上的钢析架来承托底层转换层及其子框架的自重及施工荷载。第二个转换层及子框架的自重及施工荷载通过设置层层支撑传递给底层转换层。

北京市建筑设计研究院设计的北京日报社综合业务楼接层工程采用了在原四层砖混办公楼外套建四层的组合框架。原建筑地上四层，地下一层，建筑面积为6150m2。为减轻自重，套建框架结构房屋的主次梁均采用钢结构。利用原屋面做新增楼层的楼面，以一层主梁托两层楼盖。主梁为钢板组合焊接工字梁，梁高1m。托层梁用I40工字钢。柱子采用了钢骨混凝土柱。

铁道部第四勘测设计院设计的某科研设计大楼加层工程采用在原四层砖混结构房屋外套两层预应力巨型框架，其巨型框架内含六层子框架。结构剖面其中考虑了分期分批张拉预应力筋及模拟施工过程对结构计算的影响，但针对罕遇地震下的结构性能未涉及。

中南建筑设计院的曾华卿和许敏尝试将外套钢筋混凝土空腹析架用于既有房屋套建增层中，其空腹部分作为楼层，可降低层高，减小工程造价，但文中对上刚下柔的空腹析架式框架未考虑抗震设计。

此外，国内其他单位也开展了一定的套建增层工程实践，这里就不一一列举。

参考文献：

[1]张雷明，刘西拉.钢筋混凝土结构倒塌分析的前沿研究[J]，地震工程与工程振动，2003，23(3):47一52.

[2]傅学怡.整浇钢筋混凝土建筑结构抗震设计理念探究—来自台湾、阪神和阿拉斯加等地震震害的启示[J].建筑结构.2005，(5).

[3]杨红，韦峰，白绍良，王珍.柱增强系数取值对钢筋混凝土抗震框架塑性铰机构的控制效果[J]，工程力学，2005，22(2):155一161.

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关键词：框架结构；房屋建筑；外墙渗漏；施工技术

从框架结构房屋建筑外墙方渗漏的问题上可以看出，现浇混凝土框架结构是比较普遍的。其中以多孔砖和空心砖结构为主。在施工的过程中，施工人员会出现严重的误解，认为非承重墙就是填充墙，因此，在施工的过程中往往会留下严重的安全隐患。框架结构的外墙渗漏逐渐成为人们关注的重点和热点，只有有效地解决外墙渗水问题，才能不断延长建筑的使用寿命。本篇文章中，笔者主要以具体的工程实例为主，对框架结构建筑外墙渗漏的问题进行分析和研究。

1 工程实例

本工程主要是某高校的公寓楼，总体占地面积为700m2，属于南北通透。建筑结构主要以框架结构为主，投入使用已有5年。在其外墙处出现了渗漏的现象，而且相应的砌体已经出现了严重的变形现象，另外，砂浆结构也出现了挤压下沉的问题。现如今，施工人员要对外墙渗漏问题进行研究和修复，因此，学生已经搬出此公寓。

2 常见的渗漏部位和原因

2.1 框架梁下部分和砌体的交接位置出现了严重的渗漏现象。一般来说，填充墙结构接近梁体和板底部位，如果施工方式没有严格地按照要求来进行，必然会对砂浆结构造成严重的挤压。如果挤压程度比较严重，气体就会出现严重的变形现象。砌体部位会出现裂缝。

2.2 建筑外墙的找平层很容易出现开裂，空鼓以及渗漏的现象。由于施工人员在对找平层进行抹灰施工的过程中，由于规范程度不达标，出现了渗水的现象。这种情况是比较常见的。

2.3 脚手眼渗漏。从这点上看，施工人员在进行外墙抹灰的工作中，由于对脚手眼堵抹方式不科学，或者是堵抹不严，造成脚手眼的渗水和开裂的问题。

2.4 建筑阳台的根部出现了严重的渗漏现象。从现浇混凝土阳台结构上可以看出，其和墙体的连接部分如果受到温度的影响，必然会出现严重的变形现象。不仅造成抹灰层出现严重的裂缝，还会出现雨水渗漏的问题。

3 外墙渗漏防治措施

3.1 保证墙体的砌筑质量

有效防止外墙渗漏的主要方式就是保证砌体结构的质量。在实际的施工过程中，工作人员应该保证砌体结构裂缝达到一定的密实程度，不仅如此，还应该避免出现渗水通道现象的出现。

3.1.1 禁止干砖上墙。这一规定可谓是硬性规定，如果采用干砖上墙，砖体必然会吸收砂浆中的水分，砂浆的平整度就会受到严重地影响。另外，砖缝处的砂浆也会存在着不饱满的现象。另外，由于砌体的粘结性相对较差，因此，抗剪程度明显偏低。在采用砖体进行砌筑的过程中，应该用水浇筑砖体，保证砖体达到一定的湿润程度就可以应用到施工工程中。

3.1.2 严格控制填充墙的沉缩裂缝。如果砌体结构和框架柱之间出现了裂缝的现象，就应该用砂浆填充，并且保证一定的密实程度。框架柱中的拉结筋结构需要完全地砌进到砖缝中。填充墙砌到梁体和板体的底部时，需要留有一定的空隙结构，补砌工程和填充墙的砌筑之间需要间隔一周左右的时间。

3.1.3 采用揉压法进行砌筑。在砌筑的过程中，采用揉压法是一种比较常见的施工方式。在应用这一砌筑方式的过程中，工作人员需要在掌握揉压法工作原理的基础上进行。一般来说，主要选择的是“三一法”，具体来说就是应用一铲灰，一块砖和一揉压的其中方式。

3.2 堵塞墙体渗水通道

在建筑工程的外墙结构投入施工之前，墙体应该有专业的检测人员来进行检测。其中包括空头缝、孔洞以及填充墙的缝隙结构。检测人员在进行检测之后，需要做好检测记录，然后，施工人员按照施工原则来做好堵塞工作，在检查合格之后，可以进行装饰施工工作。

3.2.1 堵塞墙体的空头缝和孔洞。清除空头缝中酥松的砂浆，瞎缝要剔凿，宽度大于8mm，深度大于30mm。铲除脚手架穿楞洞中的砂浆。堵塞孔隙前先用水泥浆涂刷一遍，随即用掺10%UEA膨胀剂的1：2.5水泥砂浆嵌补密实，深度大的孔隙要分层嵌补，每层厚度不大于8mm。施工脚手眼补砌时，灰缝应填满砂浆，不得用干砖填塞。

3.2.2 填充墙上口的缝隙填嵌密实。框架结构的柱边、梁底缝隙处，先要削除灰疙瘩，洗刷干净，随即用干硬性1：2.5水泥砂浆填嵌密实。

3.2.3 处理好门窗周边的缝隙。清扫门窗周边及接触处墙体，冲水湿润、刷水泥素浆一遍。随即用掺10%UEA膨胀剂的1：2.5水泥砂浆分二次嵌塞，嵌好后外边留5mm深的凹槽，待外装饰完成后，缝内嵌防水密封胶。窗台下砌体的灰缝必须饱满。不得将抹灰抹到窗框下槛口以上，必须从下口坐进2-3mm，无遮阳板的窗台均做10mm×10mm的滴水线。

3.2.4 防止阳台渗漏水。挑阳台在荷载作用下变形，常使其与墙相接触处产生裂缝而漏水，有的阳台面因倒泛水而漏水。施工时应注意靠墙边的阳台板灌缝要比板面低20mm，待干硬后用柔性防水密封膏密封嵌平。找平层施工要从水落口面标高拉坡度线，清扫冲洗板面，先刷一遍素水泥浆，用细石砼或砂浆找平，拍实抹光，隔24h浇水养护，检查排水情况，不得有倒泛水和积水现象。

3.3 确保外墙抹灰质量

3.3.1 抹灰前对基层进行浇水湿润。外墙抹灰到一步脚手架甩搓时，在搓端抹实压平、定浆后，用尺板贴着，用铁抹子切成反搓。当下层接搓抹灰前，向搓内充分洒水浸润，然后刷一道素水泥浆，待浆液吸入墙体后再抹灰。

3.3.2 抹灰工程应分层进行。为了增强抹灰层的抗裂能力，在砂浆中掺入一定量的聚丙烯纤维。

3.4 确保外墙面砖的施工质量

3.4.1 镶贴面砖前，先检查找平层有无空鼓、起壳、裂缝和不平处，如有应及时修补合格，然后用纯水泥浆满刷一遍。

3.4.2 面砖采用1：1水泥细砂浆镶贴，并压紧搓挤到位，浆缝饱满，确保面砖无空鼓。

3.4.3 为提高外墙砖缝防水能力，采用掺加水泥用量20%益胶泥的水泥砂浆勾缝，并做到接缝平直、光滑，填嵌连续密实，宽度和深度应符合设计要求。

结束语

施工人员对这类建筑物的外墙渗漏问题进行了较为认真调研，分析了造成外墙渗水的可能原因，并结合工程实际有针对性地提出了相应的预防及治理措施，同时在施工中严格按照规范要求，严把工程质量关。因此这几项工程竣工使用以来，经受了台风暴雨的考验，外墙无发现一处渗漏，达到了预期的效果。

参考文献

[1]孙素景，张京辉.住宅防渗漏施工实例[J].科技创新导报，2010（15）.

[2]刘大航.浅析建筑施工中防渗漏的控制措施[J].中国房地产业，2011（2）.

[3]史康.住宅楼房建造中防渗漏工程的合理实施[J].经营管理者，2014（7）.

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关键词：电子政务；工作流；框架；XML Web Services

0　引言

政务是指政府部门的管理和服务活动，而电子政务是借助电子信息技术而进行的。一般来讲，电子政务系统应包括三个组成部分：一是政府部门内部的电子化和网络化办公；二是政府部门之间通过计算机网络进行的信息共享和实时通信；三是政府部门通过网络与民众之间进行的双向信息交流。具体来讲，目前各级政府部门所广泛使用的办公自动化系统，属于电子政务第一部分的范畴。

力公自动化系统在各级政府部门的普及，在一定程度上促进了电子政务的发展。但同时也越来越多地表现出多版本、异构、分布、松散耦合的特点。正是这些版本各异的计算机应用系统的存在，使得政府部门难以协调工作，成为制约政务工作效率的瓶颈。

针对这些问题，如文献[1]提出了一种一站式服务框架的解决方案，该方案能够从理论上将电子政务服务集成一体，但其需要统一的电子政务应用系统标准与规范，这点制约着该方案的推广实施；文献[2，3]将工作流技术与Web服务技术引入电子政务应用系统领域中，解决了某些部门的办公自动化问题。本文在参考国内外同行关于电子政务和工作流技术的研究成果的基础上，提出了一种基于工作流技术的电子政务支撑系统(EGSS，E-Government Support System)框架，建立了一种支持多过程定义方法的工作流管理系统模型，并在文章最后介绍了基于XMLWeb Services技术的工作流管理系统的设计与实现。

1　基于工作流技术的EGSS框架

依据电子政务的特点，本文提出工作流支撑下的EGSS由工作流管理系统、对外宣传平台、与其他机构接口、系统管理平台和各部门力公自动化系统几大部分组成，具体框架如图1所示。

工作流管理系统是底层操作核心，相当于一个业务级别的操作系统，负责工作流的管理，向周边的四个模块提供服务；对外宣传平台负责政府部门通过网络与民众之间进行双向信息交流；对其他机构的系统接口负责实现政府部门之间通过计算机网络而进行的信息共享和实时通信；系统管理平台主要负责对工作流管理系统的运行状态进行监控与管理；各部门办公自动化系统负责各政府部门内部的电子化和网络化办公。

2　EGSS框架下的工作流管理系统模型――支持多过程定义方法的模型

EGSS系统框架中，工作流管理系统是核心，工作流管理系统的设计与实现，直接影响着ESSG系统的性能。工作流的管理系统是运行在一个或多个工作流引擎上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，它与工作流执行者(应用程序)进行交互，推进工作流实例的执行，并监控工作流的运行状态。

关于工作流管理系统的模型，WfMC给出了一个参考模型。但电子政务受政策影响较大，WfMC给出的参考模型无法适应EGSS系统。为此，本文提出了一种基于多过程定义的工作流管理系统模型，如图2所示。可支持多种过程建模方法，从而使系统具有良好的可成长性与代谢性。EGSS工作流管理系统模型各个主要组成部分的作用描述如下：

(1)过程建模：业务流程的形式化描述，包括流程的起始和终止条件、组成过程的活动、活动之间的关系、活动调度规则、活动的参与者、与流程相关的应用程序以及其他流程流转时需要用到的相关数据。

(2)任务描述：工作任务的形式化描述，主要负责向工作流管理系统提交所需要完成的任务和其调用的工作流实例。

(3)任务解析：对任务描述进行解析，得到对应的工作流实例和任务描述。

(4)工作流引擎管理：由解析后的任务描述和过程建模模型，调用相对应的工作流引擎。

(5)工作流引擎：是一个为工作流实例提供运行执行环境的软件服务。主要功能是：负责对过程定义进行解释；控制过程实例的生成、激活、挂起、终止等；控制过程活动间的转换(依据工作流相关数据)；维护工作流相关数据；为监控各个活动的运行 情况提供查询数据；

(6)数据格式转换：将不同的工作流引擎所调用的数据格式，通过XML技术转换为统一的数据格式。

(7)工作流状态数据：用来控制流程流转的数据如活动实例当前状态、活动参与者、角色等；

(8)工作流应用数据：在活动实例被处理时产生的与具体应用相关的业务数据；

(9)权限控制数据：根据工作流的参与者和过程模型，来获取工作流参与者的权限。

与参考模型相比，EGSS下的工作流管理系统模型提供了对多种过程建模方法的支持。这种支持从实现角度可以分析为数据支持和调度方法的支持。数据支持即为图2中所描述的“数据格式转换”模块，该模块通过XML技术可以方便地实现。

为实现对调度方法的支持，做如下定义。

定义：关系R(A->B)为A到B的映射。其中集合A={a|a为过程定义方法的描述}；集合B={b|b为工作流引擎的描述}。

关系R即为调度方法的实现：“工作流引擎管理”模块通过关系R而得知如何从多个工作流引擎中调用正确的工作流引擎。

3　应用实例

在此，以科技奖励网络评审平台为实例，介绍EGSS系统框架下的电子政务系统的实现。其具体实现步骤如下。

(1)对多个单位的奖励网络评审业务进行分析调查，并收集当前已经投入运行的系统信息。

(2)综合奖励网络评审业务的流程特性，定制基于EGSS系统框架的统一数据模型。

(3)分析原有系统的数据格式，定制原有系统的数据与步骤2制订的数据模型之间的转换约定。

(4)分析奖励评审业务，建立评审业务流程过程模型。

(5)设计并实现工作流管理系统。

(6)规范工作流管理系统对外接口，提供对外接口文档。

上述步骤中，最核心的工作是工作流管理系统的设计与实现，其核心类设计如图3所示。应用程序类提出任务描述，经解析后将解析结果提交工作流管理类，工作流管理类获取其需要调用的引擎以及对当前工作流状态进行分析后调用工作流类，来实现具体的流程操作。工作流类在执行的过程中需要填写工作流日志并允许用户对工作流状态进行监控，工作流日志类与内部监控类实现了这些功能。

有关工作流管理系统放入具体实现，可采用.NET框架中的XML Web Services技术来向各应用级程序提供服务。其具体过程为：

(1)使用.net平台开发Web Services应用；

(2)为该服务创建服务描述文件WSDL；

(3)在应用服务器中布置Web Services；

(4)将Web Services到本地注册中心UDDI。

应用程序可通过检索WSDL文件生成一个客户对象，实现对工作流管理系统所提供服务的调用。

篇6

关键词： 高职院校 矿物加工专业课程 教学改革

矿物加工是研究自然界矿石中有用矿物与脉石矿物的共生关系,并利用矿物之间物理化学性质的不同，采用磁电选矿、重力选矿及泡沫浮选等实现矿物的分离，达到富集和提纯有用矿物的学科，还涉及矿物材料的制备、加工和利用［1］。现代化工业的迅速发展和科学技术水平的不断提高对矿物加工专业提出了新的要求。由于我国现代化高职教育的办学时间较短，在管理体制、实施模式等方面还有很多不足之处［2］。另外，高职教学的改革也处在进一步完善之中，存在着不少急需解决的问题。目前，高职院校的矿物加工专业课程还不能较好地体现出高职教育应具备的技术技能特点，也不能满足企业对矿物加工技术的需求。为了适应现代化企业的发展，需要对矿物加工专业课程的教学做进一步改进。

1.高职矿物加工课程教学主要存在的问题

1.1教材及教学内容陈旧，满足不了工业发展的新要求。

对于大多数高职院校来说，矿物加工专业建设的时间较长，大部分已有五十多年的历史了，很多矿物加工方面的教材是上个世纪七八十年代出版的，内容比较陈旧，有些内容甚至与实际选矿情况不相符，课程内容远远落后于工业发展的新变化。虽然也有少量新的教材出版，但是它们仍然跟不上现代化企业的步伐，且对于矿物加工的教学内容，仍然是磁电选矿、重力选矿及泡沫浮选等一些传统的选别方法，很少涉及一些新的内容，例如生物―细菌选矿等，造成高职生毕业后，对企业的发展变化很不适应。

1.2教学设置呆板，体现不出专业技术特点。

当前大部分高职院校矿物加工专业课程教学设置存在的一大问题是重系统轻专业、重理论轻实践。矿物加工专业主要是将高职生培养成能从事矿物的分选、加工及矿产资源综合利用的技术应用型人才。而在矿物加工专业课程教学设置中，却过分强调知识的系统性、全面性及理论性，导致高职生在教学过程中能学到的实用性专业知识较少，在今后的实验操作中难以掌握技能。这是因为：第一，大多数教学设置只注重扩大知识面，却忽视了知识的实用性。第二，可以体现出矿物加工技术特点的知识内容仍然明显不足。第三，所设置课程的性质单调，与矿物加工专业相关的选修课程太少，而公共选修课任课老师讲授的内容由于不能与矿物加工相互挂钩，使得大多数学生学习没有动力，更不用谈与本专业相结合。

1.3教学方式单调，实践教学环节薄弱。

课堂教学和实验教学是高职课程内容的主要教学方式。课堂教学是以教师讲授的方式一味地给学生传授知识，缺乏灵活性和多样性，且教师很少在指导学生自学，要求学生独立思考上下工夫。长期以来，学生便对教师的讲课产生了依赖性，在学习上几乎是被动接受。教师过分注重教学内容的重点和难点，而忽视了采用不同的教学方法提高学生学习的兴趣，逐渐形成了一种填鸭式的教学方法。这种教学方法会使教师的教变得枯燥无味，也使学生的学变得被动无趣。在实践教学中，高职生参与能力没有得到充分锻炼。在大部分实验课中，大多数学生只是观看了一遍，仅有少数学生能有亲自动手的机会。另外，安排的实习时间较短、次数较少，大部分学生在生产实习和毕业实习时，来不及思考，感觉似乎什么都知道，但在真正遇到问题的时候，却不能从实际生产中找到解决问题的答案，使实习没有发挥出真正的作用。

1.4教学手段陈旧。

矿物加工专业课程通常采用教师讲授为主，学生被动地接受灌输的教学方式，即“满堂灌、注入式、一刀切”。教师通过对教材的讲解分析，得出一些相关的结论。这样的课堂看上去教师讲得头头是道，学生听得津津有味，但实际上却是教师在演戏，学生在看戏，得到的只是一些抽象的理论，实际的东西学生什么都不会。这些陈旧的教学手段用教师的讲代替了学生的学，甚至削弱了学生学习的自主性。如果继续沿用这样陈旧的教学手段，就会使学生对学习感到枯燥无味，缺乏能动性。

2.矿物加工专业课程教学改革的建议

2.1精简教学设置，突出专业技术特点。

教学是职业技能的根本，矿物加工专业课程教学应根据矿物加工职业的特点进行设置。矿物加工专业的培养目标是为企业提供具备现代选矿工技术方面知识的应用型专业人才，因此，应从两个方面进行教学：首先，在教学过程中应把与矿物加工专业培养目标不相关或是不重要的内容进行删减和压缩，增加与矿物加工专业密切相关的内容；其次，应根据矿物加工高职生的就业情况和培养目标，增加一些实用性较强的课程，如《重力选矿》、《浮游选矿》、《选矿厂设计》、《矿石分析》等实践性内容较多的课程。除此之外，还应根据培养方向的不同，结合学生的兴趣及特长，开设一些与选矿相关的选修课程，如非金属矿的选矿、金属矿的选矿、选煤工艺、冶金等，使得教学更具有针对性，突出专业的技术特点，培养出具有不同特长的高职生。

2.2加强实践教学,提高高职生的技能素质。

矿物加工专业高职教育的特征是为企业提供具有从事矿物的分选、加工和矿产资源综合利用领域内的应用型技术人才。因此，在教学过程中引入与教材知识相关的生产实践知识和选矿技术，有利于不断提高高职生的技能素质［3］。高职职业教育主要是为企业提供服务，教学应结合高职教育、专业的特点及企业的要求进行培养，教师应尽可能了解现代化企业对矿物加工技术新的要求，以及矿物加工行业的发展变化，并把这些新的要求和变化融入课堂和实验教学中，让高职生更好地学到新的知识和技能。在教学过程中，要合理及时地安排实践教学，这样有助于学生及时巩固课堂知识。在实验和实习过程中，让尽可能多的学生有机会亲自动手操作，并对他们进行适当指导，尽可能多地针对一段时间的学习内容或某个矿物加工方法开展实习工作，如浮选，可以从矿石的处理、药剂的选择、浮选设备的特点、相关辅助设备的介绍、浮选车间的整体布局等方面，有重点、有层次地展开，让学生们循序渐进地学习，在实习的过程中，真正把实习内容学会、学懂、学透，达到举一反三的效果。

2.3加强校企合作，推行“订单培养”教学。

随着现代化企业的快速发展，企业对矿物加工专业人才的需求也在不断增加，从而促进了高职教育的发展。校企合作是学校与有关企业之间通过合同形式建立起一种长期合作的关系。加强校业合作，不仅有利于高职教育教学质量的提高和高职生综合素质的培养，还可以把学校与企业联系起来，沟通人才市场上的供需主体，使学校对人才培养的目标更加明确，企业也可获得更加满意的人才，是实现“双赢”的一种教学模式。在传统的教学过程中，教师是整个教学的主角，几乎没有企业专家和经验丰富的技术人员与教师进行角色互补。通过加强校企合作，在教学过程中可以邀请合作企业的专家和经验丰富的技术人员到学校授课或进行座谈会等，也可不定期地组织学生到不同的企业进行短期的参观和学习，使得教学方式多样化，教学内容更加丰富和充实。实行“订单培养”高职教育，有利于根据不同企业对人才的要求，定向培养符合企业发展所需要的人才，这样不仅可以提高高职生的就业率，而且能提高教学质量，为企业和社会服务。2008年我校分别与广西金河矿业股份有限公司、广西堂汉锌铟有限公司、柳州华锡集团有限责任公司凤凰矿业分公司等签订了《订单培养协议书》，这些企业委托我校定向培养矿物加工技术专业学生。通过与企业的合作，学校采用以工学交替、顶岗实习为主的教学模式。第一二学期在校内学习理论和专业基础课，第三四学期在校内实训基地及合作企业进行工学交替教学，由教师带教、实行现场教学；第五六学期实行顶岗实习制度，让学生与企业工人同吃、同住、同劳动。学生以准员工的身份进入企业顶岗实习，做中学、学中做，采用“任务到班、责任到人、教师指导、学生管理、阶段考核、联产计分(酬)”［4］的办法管理考核学生。这样不但培养了学生浓厚的学习兴趣，而且让学生在企业中学到了一定的技能，并把自己所学的理论知识与实践结合起来。除此之外，学生还拿到了一定的经济报酬，大大激发了他们学习的主动性与工作的积极性，甚至等到毕业的时候，部分学生和企业之间通过双向选择便留在了企业工作，达到了校企双赢的效果。

2.4将多媒体教学与传统教学相结合。

虽然粉笔加黑板的传统教学方法具有不可代替的作用，但是部分教学内容，如选矿仪器设备分析、选矿厂设计等则比较适合采用多媒体教学。随着现代教育技术水平的快速发展，多媒体教学在高等教育中已被广泛应用［5］。采用多媒体教学可以将课堂上不易讲解甚至根本没法在黑板上画出的选矿仪器设备及选矿厂的设计图制作成幻灯片、Flas等。把教学内容将文本、图像、声音与动画相结合，将抽象、陌生的知识直观化、形象化，激起学生各种感官的参与，使枯燥的内容变得生动，深奥的理论变得易懂，从而调动学生强烈的学习欲望及主动学习的积极性，激发动机和兴趣，使学生由被动听讲转变为主动求知。但在多媒体教学过程中，教师不能过分地强调课件的重要性，埋头于操作电脑，却忽视了与学生的沟通。在多媒体教学中引入手写板书，有助于教师更好地表达部分知识内容，从而使教学比粉笔加黑板的传统教学模式拥有更大、更广的教学空间。在多媒体教学过程中，学生可以直观地学习仪器设备、选矿厂设计等，教学效果事半功倍。

总而言之，我们应通过确定矿物加工专业培养目标，改进课程教学方法，加强实践教学，培养学生的动手操作能力，强化校企合作，采用灵活多样的教学方式，提高学生的综合素质，促进高职矿物加工专业教学的不断发展，以满足现代化企业矿物加工技术的要求，适应社会发展的需要。

参考文献

［1］刘惠杰，崔广文.矿物加工工程专业校外实践教学基地建设［J］.中国冶金教育，2011,2：53-55.

［2］吕玮，吕文静.高职高专教学方法改革现状及对策［J］.职教论坛，2010，（29）：23-24，27.

［3］赵艳，王以华．高校实践教学工作的形势分析与改进探讨［J］．重庆职业技术学院学报，2003，17，（2）：32-33.

篇7

我国稀有金属资源丰富，随着近年来新技术的发展，需求量的增大，稀有金属研究和应用迅速发展，冶金新工艺不断出现，在电气工业、化学工业、原子能工业及火箭技术等方面得到广泛应用；并且，稀有金属作为战略储备资源在我国正在逐步建立全备的工业体系。

北京有色金属研究总院矿物资源与冶金材料研究所作为国内最早从事稀有金属冶金技术开发的单位，在所长车小奎的带领下，在选矿技术、冶金工艺流程研究和冶金材料制备技术及产品开发中积极创新进取，在技术中领前沿，在产业上谋发展，为我国重有色金属工业体系的技术进步贡献了举足轻重的力量。

物华天宝为我用

利用现有的矿物加工技术和选冶工程经验进行金属的分离提取及优化工艺技术，以实现清洁生产并开发与环境友好的选冶技术，是车小奎所在的矿冶所主要研究工作，此外他们还将成熟的选冶技术用于环保领域，如回收固体废弃物的有用元素和废水处理。在矿物加工及矿物材料制备等领域，矿冶所凭借自身优势多年来为企业解决了大量复杂难题。近几年主要开展了传统资源、二次资源开发利用和环境治理（如废纸脱墨）研究，完成了加拿大稀土矿、巴新红土镍矿和国内钨矿、铁矿、金矿等多种类型的工艺开发研究。

车小奎所长主持及参加完成了多项选矿工艺研究试验工作及现场工业试验，研究项目包括国家科技攻关项目、部委研究项目及企业委托研究项目，主持的闪速浮选机技术引进及工业试验在我国黄金矿山工业试验首次取得成功，技术指标达到国际先进水平。研究成果“鸡笼山金矿提高金回收率生产与实践”、“黄金洞金矿浮选工艺优化研究与应用”、“锂离子电池及其电极材料的研究及产业化”均获得部级科技进步一等奖；“选一冶联合稀盐酸加压浸出攀枝花钛精矿制取人造金红石半工业试验”、“新型光学镀膜材料的制备技术及产业化”、“高品质海锦钛制备新工艺应用研究”分获部级二等奖；“月山铜矿提高铜钼回收率工业试验”、“鸡笼山金矿闪速浮选工业试验”、“山东荣成银矿选矿工艺研究”，“连续卷式泡沫镍的研制开发”分获部级科技进步三等奖。

人杰地灵产业新

科学研究不能只停留在实验室，更需发展产业、服务社会，科研成果与产业完美融合才是科学研究的终极目标，车小奎所长带领矿冶所始终探寻着科学研究与产业发展这二者之间的最佳契合点，把自身的发展与国家与社会的需要紧密联系在一起，使得矿冶所在产业化领域上也取得赫赫成就。

矿冶所现有光学镀膜材料、陶瓷靶材、钛锰电极、金属粉未、贵金属化合物、贵金属加工贸易等生产线，生产产品涉及的行业比较多，销售的产品以光学镀膜材料（包括靶材）、钛锰电极金属粉末和贵金属类产品为主，高纯金属材料作为矿冶所的另一个产业重点在十二五期间也将得到较快的发展。

其中，靶材在传统应用光学、微电子、磁记录、光盘、半导体、表面修饰、太阳能光伏和光热、硬盘等方面应用分布非常广泛，未来随着国内在溅射薄膜领域的快速发展，将迎来对于靶材的需求稳步快速增长。矿冶所立足这样的实际需求，不断地探索着最新的科研成果，以为相关的产业发展提供支撑。其次，钛锰电极主要用于电解二氧化锰（EMD）用钛阳极，近年来矿冶所所产出的钛锰合金涂层阳极已成功大型化，与纯钛阳极相比可节约电耗20％，或在电耗相当的情况下提高产能20％，并且成本与纯钛阳极相当。在金属粉领域，矿冶所主要生产钛、锆、镍、钴粉；贵金属化合物主要生产氯铱酸、氯铂酸及钌系化合物，用于电极防腐。另外，在“镍钴湿法高效分离”的技术领域，矿冶所处于国内领先地位，拥有专利技术，在国内多个企业进行了技术转让，该技术目前仍可以提供服务。

创新技术及成果的不断涌现，使得矿冶所成为了我国在该领域有着重要影响力的科技创新团队。在车小奎的带领下，矿冶所整个科研团队始终着眼于产业应用，将他们的科研智慧充分释放在这个充满活力的平台上，也体现了团队上下一致的社会责任感和历史使命感。

钟灵毓秀团队优

依托北京有色金属研究总院，矿冶所于1998年由原稀冶所、选冶所、能源中心合并成立，后冶金物理化学中心也并入矿冶所。以矿产资源开发、冶金过程及冶金材料研究开发为主要研究方向，承担原有研究领域包括矿物加工、冶金工艺过程、锂离子电池及材料，稀有金属提取技术、稀有金属材料制备等，有钛锰电极、光学镀膜材料、锂带、钽材加工、钛粉、镍钴粉、贵金属化合物、贵金属加工等生产线。2006年生物冶金国家工程实验室成立，矿冶所选矿组大部分人员进入国家工程实验室，同年锂离子电池研究组也从矿冶所分离进入新成立的能源材料研究所。

时代责任感使车小奎所长立志在领域内建立起一个创新团队，为此他广纳人才，吸收了大量具有交叉学科性质的的团队成员。矿冶所有从业人员108人，其中正式职工44人（其中教授16人，高工10人），返聘8人，下设矿物加工技术、有色金属冶金、新型冶金材料、高纯金属制备四个研究室。目前主要以稀有金属冶金工艺研究为主要方向之一，同时开展重有色金属、贵金属冶金工艺研究。

篇8

关键词：视频案例，矿物加工，本科生，课程教学，过程检测与控制

【中图分类号】G434

作者简介：高志勇，博士，讲师，

一、引言

课堂教学是高校教师的主要职责之一，高校教师理应在优化课堂教学上下功夫。优化课堂教学需要教师的多方面努力。首先，教师要提高各方面的素质，正所谓“要给学生一滴水，教师要有长流水”；其次，教师要认真备好课，收集相关的资料，写好教案和课件，做好课前准备；再次，教师要注重教学方法的改进和优化，注重培养学生的实践和创新能力，即常言所说的“授人以鱼，不如授人以渔”。

《矿物加工过程检测与控制》是中南大学矿物加工工程专业本科必选课程，主要研究矿物加工过程参数的自动检测技术与原理，及参数检测仪器仪表和设备等，是一门实践性很强的课程。在以往的课堂教学过程中，多采用文字、讲述等方式的文字案例教学[1]，即用生产与管理中实际案例，通过讨论来进行学习的一种教学方法，让学生通过自己的思考和与其他师生交换观点来拓宽自己的视野，从而促进学生对知识点的理解和掌握。

中南大学矿物加工工程专业是首批进入国家“卓越工程师教育培养计划”的专业，目标是培养一批创新能力、独立思考和自学能力强，适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。这也对本门课的课堂教学提出了更高的要求。传统的文字案例教学已显得有些落伍，单纯的PPT课件也显不足。作为高校教师，应该努力思考和实践，创新和完善自己的教学方法，使用本科生所熟悉的多媒体方法如动画、视频[2-5]等，提高同学们的学习兴趣，提高课程教学的信息含量和教学效果。为此，笔者在《矿物加工过程检测与控制》课程教学过程中，尝试应用了视频案例的启发讨论式教学方法，取得了良好的效果。

二、《矿物加工过程检测与控制》课程在矿物加工工程学科中的重要性

矿物加工工程学科是根据自然界矿物原料性质的差异，综合运用物理、化学、物理化学和生物化学等原理和方法对矿物资源进行加工和综合利用的学科。矿物加工过程检测与控制技术是保证矿物加工工艺生产过程正常稳定进行的关键技术，对提高生产技术经济指标有着重要意义。在改革传统的矿物加工技术和改善工作条件方面，过程检测与控制技术的重要性越来越受到重视。特别是，现今处于互联网+及工业4.0的时代，在矿物加工的生产实践中，通过传感器在线检测并实时了解企业生产数据，分析企业生产中的各种主要参数变化，并相应地优化生产过程，可大幅提高企业的生产效率和资源的综合利用效率，增加企业利润，提升企业核心竞争力。

因此，《V物加工过程检测与控制》这门课的开设显得尤为重要，对于培养能够从事矿物加工新工艺、新装备和新技术开发、工程项目设计，也可从事企业管理、生产技术管理及企业市场经营等工作的本科生培养目标具有重要的支撑作用。根据矿物加工工程学科方向的特点，拟定课程教学学时为32学时，教学大纲内容参见表1。

《矿物加工过程检测与控制》课程开出后，由于教学内容能充实丰富本科生的知识体系，契合学生将来工作的需要，故一直广受欢迎。如何教授好课程，让学生在学习过程中能始终保持兴趣和最终受益，则是笔者时时思考和在备课中细致考虑的问题。

三、《矿物加工过程检测与控制》课程的视频案例教学

笔者在《矿物加工过程检测与控制》课程教学过程中，尝试应用了视频案例的启发讨论式教学方法，取得了良好的效果。

首先，根据教学大纲和教学进度安排，规划设置教学视频案例类型，设计其对应知识讨论点，评估预期效果。其次，有针对性地收集整理剪辑教学视频案例。对于教学视频案例，要求其具备典型性、生动性和时效性，能够对照、印证和拓宽课程教学知识点，引发学生的思考和共鸣。笔者的教学视频案例资源，主要收集下载自近期的电视专题讨论片、文献纪录片、新闻报道、企业网站宣传视频等，也有自拍自制的专业资料。教学视频案例资源需要教师本人在自己的科研和生活过程中有心收集与长期积累、并与其他教师及同行加强交流，才能不断丰富更新。

原始教学视频案例资源往往内容庞杂，节奏较慢，不适合直接用于教学，需要进行契合教学知识点和突出重点的剪辑组合。“会声会影”视频编辑软件是一款比较好的应用软件，功能强，适用于剪辑多种格式的视频文件，并可附加解说声音和字幕。某些特殊格式的视频文件可先采用“格式工厂”之类的软件进行通用格式转换处理。笔者的处理制作方法是将相关的视频资源，按照教学要求，采用视频编辑软件剪辑拼接成特定的教学视频案例，一般时间长度在5分钟左右，以不超过10分钟为宜。

教学视频案例应与PPT教学课件放置在同一电子文件夹内，须绑定在一起方可使用。在制作PPT教学课件时，可在相应的知识点页面上，采用超链接的方式插入教学视频案例，播放时点超链接符号。也可以在PPT教学课件以窗口图片方式直接插入视频，窗口大小可调，播放时点窗口即可。教学电脑中应预先安装视频播放器软件，常用的如“暴风影音”播放器软件。上课之前应预先测试投影和音响是否正常，视频文件能否正常播放。准备妥当后，教师即可挥洒自如的进行教学发挥了。

笔者在《矿物加工过程检测与控制》课程教学中，相应章节内容对应准备设置的教学视频案例，见表1。

结合授课进度播放教学视频案例后，应即时提问几名学生，让其谈及看法或观感，教师适当引导归纳总结，并布置相关课外作业或思考题，以获得更佳的教学效果。在课程后期，采用专题研讨会seminar的方式进行课程考核，每个学生结合自己感兴趣的课程内容和教学案例，收集资料制作专题发言，可促使学生进一步学习。

《矿物加工过程检测与控制》课程教学实践表明，应用视频案例的启发讨论式教学方法后，学生的学习兴趣度和思维活跃度均很高，学习效果得到显著提高，取得了良好的教学效果。

四、结语

（1）卓越工程师培养计划主要培养高层次工程技术人才，对学生的独立思考和自学能力要求较高。对应的课程教学应重点考虑采用分析式、启发式和拓展式的教学方法。

（2）《矿物加工过程检测与控制》课程教学实践表明，应用视频案例的启发讨论式教学方法后，学生的学习兴趣和思维活跃度均很高，学习及教学效果得到显著提高。

参考文献

[1] 王根顺， 李立明. 从案例教学看研究生教学改革方向[J]. 中国电力教育， 2011（4）： 44-45

[2] 霍宏. 三维动画课件在案例教学中的应用[J]. 厦门大学学报（自然科学版）， 2003， 42（增刊）： 148-150

[3] 李巍， 席小涛. 视频案例教学及其应用策略分析[J]. 兰州教育学院学报， 2013， 29（9）： 63-64

篇9

Abstract：Summarizes the characteristics of green machining technology， the paper analysis and discusses its development and application， and looks forward to the prospect of the development of it.

【关键词】机械加工；切削液；绿色机械加工

前言

据有关数据统计，机械制造加工零件时切削、磨削的比例很大，大约占加工总量的30～40%。在切削、磨削的过程中，对刀具的损害很严重，一方面刀具和工件的表面温度会升高，另一方面会影响加工表面的质量。所以为了延长刀具使用寿命，提高生产效率，学术界提出了机械加工时要使用切削液的观点。一般的切削液为了达到降温和的作用，常会添加一些化学试剂，这些化学试剂对环境污染很严重。其危害大致表现在以下几个方面：①配制切削液需要消耗大量资源；②切削液的排放和处理会造成严重的环境污染；③切削液的化学成分会对人的身体造成极大的危害。

当今社会可持续发展问题已经成为当前的热门问题，所以机械加工中使用的切削液也要实现可持续发展的目的。很多学者开始研究“绿色机械加工技术”，此技术的发展趋势是资源利用率高，各种污染少，对人体危害小。

1、绿色机械加工技术的特点

绿色机械加工技术是以资源能源及环境为重，在不影响加工生产效率的前提条件下，做到节省资源、减少污染并且对人体无害。机械加工中使用的切削液，需要消耗大量的劳动力、化工制造原料、油料和水等，根据各项资料说明，单单加工中使用的切削液的费用大约占机械制造中零件加工总成本的16%，而刀具费用只占4%。因此，节省能源和资源是绿色机械加工技术的首要特点。

机械加工中使用的切削液还会造成严重的环境污染，切削液一般都是由若干种化学原料制成，若把没有经过污染物处理的机械加工切削液排入江河中，会污染水源，严重的甚至会破坏生态环境，不利于可持续发展战略的实施。

2、绿色机械加工技术的应用

当前，随着人们环保意识的增强和可持续发展战略的提出，绿色机械加工技术成为制造领域的焦点。目前，国内外学者专家正努力对绿色机械加工技术进行深入地探讨和研究，主要包括三方面，一是高速与超高速干式切削技术，具有无污染、低耗能切削特点；二是绿色切削液的研制；三是在完全实现高速与超高速干式切削的切削过程中采用低污染与无污染的冷却技术。

2.1高速与超高速干式切削技术

在20世纪90年代世界各地研究出了干式切削技术，是在机械制造加工中不使用任何冷却和液体，是一种很理想的切削状态。如果不使用切削液，又要达到在机械加工中对工件和刀具的冷却和作用，所有干式切削就要具备很高的技术基础，这个问题涉及到很多方面的数据，比如刀具、工件、切削方式和切削环境等。

德国Carl.J.Salomon博士1931年提出了高速切削的概念，高速切削具有降低切削力、减小热变形、提高加工表面质量和生产效率等一系列优点，为最终实现干式切削提供了必要条件，但高速切削在现阶段制造领域里普遍推广仍存在一定困难。

2.2绿色机械加工切削液的研制

在机械加工中不使用切削液是最终的方向，即干式切削，但因为国内各种相关的技术还不完善，故在当前，机械加工中还要使用切削液。切削液要满足“绿色机械加工技术”，在研制的过程中要考虑可持续问题，它的研制包括：①基础油的选择；②切削液添加剂的选择；③极压抗磨剂的选择；④抗烟雾剂的选择；⑤防腐剂的选择。

基础油是切削剂的主要成分，包括矿物油，合成油，合成脂和植物油。植物油来自取之不尽，用之不竭的太阳能，且生物降解性能好，无毒，我国是农业大国，植物油储备丰富，所有植物油是一种环保而丰富的制造切削液的原材料。绿色切削液要求添加剂无毒。极压抗磨剂主要选用猪血清。选用聚异丁烯类作为抗烟雾剂。

2.3低污染与无污染的冷却技术的应用

目前，干式切削技术还不成熟，其应用范围也很有限。而传统的温式切削又有诸多不足。因此介于两者之间的最小量技术MQL有着极为广阔的应用前景。

最小量（MQL）切削（即近干切削）是一种双赢加工模式，它可以大幅度减少冷却液用量、相关设备和能源成本、散发到空气中的冷却液飞沫及刺激操作工人皮肤的可能性，同时，它还能潜在地提高生产率和工件加工质量。

最小量技术MQL的优点有：①无需废液处理；②对人体无危害；③对环境无污染；④节约资源：供给的油量可达每小时2～30mL，为传统湿式方法用量的万分之一左右；⑤大大减小了刀具—工件、刀具—切屑的摩擦，从而延长了刀具寿命，提高了加工表面质量；⑥系统简单，体积小，易布局。

3、绿色机械加工技术的发展前景

目前，利用冷风、微量可自然降解油剂和少量水经复合喷雾法形成的绿色机械加工液即微量油膜附水滴（OoW）技术是一种改善环境的零排放生产技术，将有利于促进传统机械加工行业。绿色机械加工液使用量为微少量，其中微量油起作用，微少量水和冷风起冷却作用，多余的水被加工产生的热带走或蒸发而无废液排放，因而可实现零排放加工与生产。

绿色机械加工与传统机械加工相比，对环境的负担几乎为零，特点有：①机械加工废液零排放；②降低切削液制作过程中化学原料的成分；③利用冷风、可自然降解油剂和水，切屑液可完全回收利用；④不需要使用传统冷却装置及废液处理设施，可节能20%以上；⑤可使刀具使用寿命延长两倍以上；⑥提高了零件加工表面质量，同时提高了加工效率。

可以说，绿色机械加工液是对传统加工液的巨大挑战。据统计资料显示，我国具有430多万台机床设备，其中80%需要机械加工液，切削液中的化学物质对操作人员有很大的危害，同时也对环境破坏严重。显然，绿色机械加工液是一种生态加工液，它的应用开发和产业化具有重大的经济、社会、环境效益与长远的经济前景。具有巨大的经济、社会、环境效益与长远的经济前景。

篇10

关键词：高纯石英砂；硅石浮选；提纯工艺

中图分类号：TD873 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0013-03

硅石的化学成分是二氧化硅，其物理性质和化学性质十分稳定，是一种重要的工业矿物原料，用途十分广泛，经加工的粉料可应用在玻璃制造、机械铸造、陶瓷、化工、橡胶以及耐火材料上。纯度高的硅石经过提纯所制的高纯石英砂则可应用于电子技术、航空航天、光纤通信以及军工等领域，随着这些领域的发展，对高纯石英砂的要求也越来越高，且需求量也越来越大，我国每年需进口大量的高纯石英砂。因此，不断改进提纯技术，研究提纯工艺，获得高纯石英砂，是满足高新技术产业对高纯石英砂需求的有效途径。本研究通过对江海某石英企业生产高纯石英砂的工艺流程进行了跟踪，旨在通过采集数据，研究机理，为企业优化工艺流程和保证产品品质提供保障。

1 硅石性质

本研究所用硅石为国内某地脉石英矿，硅石为块状，形态各异，最大块径在400mm左右，大小不等，乳白色，呈半透明状，石英颗粒细小，晶形较好。岩矿鉴定表明，含有少量杂质矿物，主要是泥石、黄铁矿、赤铁矿、长石、云母、粘土质胶结物等；在显微镜下观察，硅石中含有一些包裹体，主要以气相和气-液相为主，呈条带状分布。

2 工艺流程及结果分析

企业生产主要工艺流程如图1所示。原矿硅石经水清洗人工敲碎分选，将合格石英料投入焙烧炉中，在850℃～980℃温度下焙烧6个小时，焙烧后将石英料拖入清水中进行水淬，再经人工拣选出去除杂质后送入破碎机进行破碎并过筛，再将通过筛网的石英砂送入磁选机，磁选后石英砂投入到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再经浮选、脱水、烘焙、冷却、包装，制得高纯石英砂。根据工艺流程我们分别对某些工艺段进行跟踪，采集样品（取样点见图1），所取样品通过ICP检测，并对数据进行分析，以下对各工艺进行分析。

图1 主要工艺流程图

2.1 焙烧和水淬

硅石内有大量的裂隙，除石块表面外，杂质大多分布于裂隙与晶界间，随着温度的升高，杂质与石英颗粒的膨胀系数不一致，就会产生裂纹，而晶体内的固态包裹体，也因为与石英基体膨胀系数不一致，会产生裂纹。当温度加热至900℃左右时，石英晶型发生转变，由α-石英在573℃转化为β-石英，到870℃时β-石英再转变成β-鳞石英，此时由于石英晶体结构发生剧烈变化，晶体体积膨胀较大，促使晶内杂质进一步暴露，当焙烧过的硅石浸入冷却水中进行水淬时，石英颗粒变得更加松散，沿杂质与石英基体爆碎，有利于杂质的暴露和破碎。从表1数据可知，焙烧水淬后（取样点b）Fe、Ni、Cr、Cu、Al、K等杂质元素相比焙烧前（取样点a），均有不同程度的下降，其中Fe、Ni、Cr下降明显，Cu、Al、K等也略有下降，主要是因为铁质类杂质和表皮脏物在焙烧和水淬过程中得到了有效去除。而Na、Mg、Ca等杂质元素却有上升，这是因为用于水淬的冷却水中Na、Mg、Ca等杂质元素过高以及空气中粉尘未能有效排出有关。

2.2 磁选

磁选是利用各种矿石或物料的磁性差异，在磁力及其他力作用下进行选别的过程，磁选可以除去含铁类强磁性物质，也可以除去弱磁性物质。本次研究所采用的是高梯度强磁选机，工作时磁场强度在1500kA/m以上。根据表1的数据分析得出，磁选后（取样点d）Fe元素相比磁选前（取样点c）有大幅下降，由107.2mg/kg下降至20.15mg/kg；Ni也略有下降，由0.11mg/kg下降至0.07mg/kg。而其他杂质元素基本保持不变，说明本工艺对于去除杂质元素Fe的效果是相当显著的。

2.3 酸浸

酸浸是高纯石英砂提纯工艺中的重要工序之一，无论是制备电光源用石英玻璃，还是用于制备光伏以及半导体器件用的石英原料，都必须采用的工序。本工艺主要是为了去除溶于酸的金属氧化物和部分硅酸盐矿物。在经历焙烧水淬、拣选、强磁选后，大多数氧化物及杂质矿物已被去除，但还有部分氧化物及杂质矿物处在晶界、微裂隙及晶体内，去除有些困难，因此采用长时间的酸浸，以去除此类杂质。本工序采用一定比例的HCl和HF的混合酸进行浸泡，浸泡时间为6天。根据表1数据可知，酸浸后（取样点e）相比酸浸前（取样点d）各杂质元素均有下降，其中Al从41.4mg/kg下降至22.6mg/kg，Fe由20.15mg/kg下降至0.38mg/kg，Na由7.51mg/kg下降至1.99mg/kg，K由3.97mg/kg下降至0.24mg/kg，Ca由14.4mg/kg下降至0.45mg/kg，Mg由3.63mg/kg下降至超出检测限。以上可以说明，酸浸对于去除有害杂质效果非常明显。

2.4 浮选

浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，按矿物可浮性的差异进行分选的方法。矿物可浮选性的最直观的标志就是矿物被水润湿的程度，即疏水性与亲水性的关系。然而影响矿物浮选行为的因素众多，其中最重要的因素之一就是矿物的结构，印万忠等人研究表明，硅酸盐矿物浮选特性与不同结构矿物解离后表面电性、离子组成、化学键种类等因素有关。Fuerstenau DW认为，硅酸盐矿物的疏水与亲水性在本质上与结晶化学有关，利用这种关系给硅酸盐矿物的浮选处理提供了一定的选择。石英中的杂质多以长石、含铁矿物和云母等为主要对象，对此在本工序中，将酸浸清洗好的石英砂配比一定的水投入到浮选机中，采用阴离子捕收剂油酸钠浮选体系，矿浆温度控制在40℃～50℃，浮选好的石英砂用去离子水清洗至中性，得到表1所示数据，从中可知，浮选后（取样点f）各杂质元素相比浮选前（取样点e），Al由22.6mg/kg下降至

21.6mg/kg，而Na和K略有上升，总体效果不是很明显，主要是由于前几段工序中，硅石表面、裂隙、晶界及晶体内杂质去除干净，而晶格中杂质则难以去除，比如Al。然而Na和K的升高可能是因为浮选过程中含Na的捕收剂的影响以及未能清洗干净造成的。

2.5 烘焙

石英砂浮选清洗后进行脱水，再投入到烘焙管中，冷却装袋。从表1的数据可知，各杂质元素含量变化不大，主要是因为本工序是在单独的车间中进行，并安装大功率除尘装置，因此有效杜绝来自空气中粉尘的二次污染。

3 提纯工艺建议

如前所述，根据对提纯工艺流程的考查以及企业现场生产效果的分析，为进一步改进工艺流程，确保产品品质，分别从技术和管理两个方面进行探讨。

3.1 技术方面

在整个工艺流程中，杂质元素Fe、Cr、Ni、Na、K、Ca、Mg、Cu等下降较大，这是因为在焙烧水淬、磁选、酸浸工序中得到了有效去除。Al在经历一系列提纯工序之后，去除效果有限，这主要是因为Al3+进入晶格替代Si4+、而且离子半径也比较接近，不易提纯，类似的还有Ti4+、B3+、P3+等，因此，我们可以看到杂质元素Ti处于比较稳定状态，只在焙烧水淬之后处于晶界及裂隙上的得到部分去除，剩下在晶格内的不易去除。Li比较活泼，且半径很小，容易进入晶格间隙中，也容易扩散出去，总体去除效果不佳。因此，为提高产品质量，在采购原矿硅石时，应增加原石的化学成分检验，对于含Al、Ti、Li、B、P等杂质元素含量较高，K、Na等杂质元素含量过高的，应放弃采购。同时，笔者注意到，在焙烧水淬和浮选清洗之后，Na、Mg、Ca等杂质元素变化较大，含量不稳定，这可能是与水淬用冷却水和清洗水的水质有关，建议企业增加水处理设备，将水淬冷却水改为电阻率在15MΩ·m以上的去离子水，浮选之后清洗用水改为电阻率在18MΩ·m以上的去离子水。

另外，笔者也注意到，在磁选车间、酸洗车间、浮选车间和烘焙车间，建议应加装大功率排尘装置，如有条件的话，将这些车间改装为至少十万级以上超净间，这样可有效解决本环节出现的不确定因素。因为石英在经过溶液表面荷电过程，易吸附与表面荷电相异的有机极性物质，而且在电、磁和加热过程中，石英砂表面易产生静电，吸附空气中的异电粒子，从而造成加工过程的二次污染。

3.2 管理方面

从企业生产现场可以看到，高纯石英砂提纯生产线自动化程度低，从原矿分选、破碎、酸洗、浮选到烘焙整个工艺流程需要用到大量人工，对于生产型企业来讲会存在很多不确定因素，对人员素质要求较高，因此要求企业加强生产管理，加强人员培训，组织实施标准化管理，对于稳定产品质量是很有益的。

4 结语

（1）采用硅石通过原矿分选、焙烧、水淬、破碎、磁选、酸浸、浮选、烘焙等工艺制备高纯石英砂，对于满足高新技术产业对高纯石英砂的需求，推动高纯石英砂提纯技术进步和企业发展意义重大。

（2）通过采集数据，分析工艺流程，对各工序加工技术分别作了分析研究和有益探讨，为优化工艺流程以及保证产品品质提供了保障基础。

（3）根据工艺流程，分析各工艺段数据，建议增加原矿石的检验、增加水处理设备以及加装排尘装置或改装超净车间，以利于从技术上提高产品质量。

（4）根据企业现场生产情况，提出加强生产管理，借助管理手段稳定产品质量。

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