2008年, 第28卷, 第3期　
刊出日期：2008-06-25

  

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采矿
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  三维可视化建模技术在某铜矿中的应用

  龚元翔, 王李管, 冯兴隆, 尚晓名, 宋明军

  矿冶工程. 2008, 28(3): 1-4.

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  以某铜矿为例, 基于地质统计学理论和方法, 应用能够反映区域化变量特征的变异函数, 利用矿业软件, 建立了矿山矿床的数学模型和工程实体模型。结果表明, 建立的实体模型更加逼真地反映了矿山开采现状, 储量计算结果与用传统方法计算的储量接近, 为采矿工作者进行工程设计提供了可靠的依据。
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  人工神经网络在应力波数据采集中 处理噪音信号的应用研究

  汪学清, 单仁亮, 赵统武, 陈锡桃

  矿冶工程. 2008, 28(3): 5-9.

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  采用人工神经网络方法处理冲击凿岩过程应力波数据采集中出现的噪音信号(即“毛刺”现象), 依据局部脉冲噪声的分布特征, 利用人工神经网络进行噪声检测并实现噪声滤除。结果表明, 利用人工神经网络处理冲击凿岩过程应力波数据采集中出现的“毛刺”现象效果理想, 能很好的去除噪音, 使不可用信号成为可用信号。
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  模糊数学模型在金属矿山开采沉陷安全评估中的应用

  滕冲, 程峰, 莫时雄, 王杰光, 朱寿增, 王星华

  矿冶工程. 2008, 28(3): 10-13.

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  运用模糊数学理论建立了金属矿山开采沉陷危险性综合评估模型, 对金属矿山开采沉陷的影响因子进行了综合评估预测, 以确定金属矿山开采沉陷的危险级别。结合具体金属矿山实例, 对模型进行了应用检验, 结果表明, 模型与实际情况基本一致。
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  露天转地下崩落法开采对高陡边坡影响的数值模拟

  李扬, 梅林芳, 周传波

  矿冶工程. 2008, 28(3): 14-18.

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  针对大冶铁矿采用无底柱分段崩落法形成的塌陷区问题, 采用ANSYS和FLAC^3D联合建立了三维模型, 研究了塌陷区回填和不回填两种情况对露天转地下开采形成的高陡边坡的影响。通过对位移场、塑性区和应力场的计算结果分析, 得出了影响规律。并设立位移监测点, 分析高陡边坡的变形规律, 将计算结果与实测结果进行了对比。结果表明, 数值模拟分析结果与实际情况比较吻合, 对塌陷区的回填限制了高陡边坡岩体的位移, 改善了边坡岩体的应力状态, 使边坡更加趋于稳定。
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  AE-HLC型乳化炸药热分析研究

  吴泽尧

  矿冶工程. 2008, 28(3): 19-21.

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  利用DuPont 1090B热分析仪对AE-HLC型乳化炸药进行了差示扫描量热分析(DSC), 通过动力学模型对测试结果进行了数据分析处理, 求得了所测样品热分解的非等温反应动力学参数, 并补充了等温DSC试验, 以此为依据, 对样品的热稳定性和内相容性以及炸药体系的反应释能特性进行了评价。
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  深井采场凿岩硐室稳定性模糊综合评价

  刘湘平, 古德生, 罗一忠, 谢学斌

  矿冶工程. 2008, 28(3): 22-25.

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  对影响深井采场凿岩硐室稳定性的因素进行了全面分析, 并将影响因素分为4类。运用模糊数学中的综合评判法建立了硐室稳定性的评价模型, 该模型包含二级模糊综合评判, 共考虑了18个影响因子。此外, 还建立了相关因子的隶属函数。以铜陵冬瓜山深井开采为实例, 对采矿方法试验采场凿岩硐室的稳定性进行了评价, 其结果与现场实际情况相吻合。
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  考虑施工过程的加筋路堤受力分析

  李树云

  矿冶工程. 2008, 28(3): 26-30.

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  采用有限元方法分析了加筋路堤的施工过程对加筋路堤内力及变形的影响, 通过算例证实, 考虑施工过程后, 填土的等效应力减少, 而筋带应力增加, 这一现象将随着路堤的增高表现得更加明显。
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  栾川三道庄钼矿地下采空区三维模型的建立与可视化研究

  曾凌方, 李夕兵, 刘希灵, 石得凤, 黄敏

  矿冶工程. 2008, 28(3): 31-33.

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  利用英国MDL公司研制的三维空区探测系统(C-ALS)对栾川三道庄矿1438水平和1414水平2个空区进行了扫描探测, 通过对探测的结果进行分析, 得到了空区境界的最终三维坐标、形状、体积等数据, 探测结果与空区的实际形状完全吻合。该系统能够对地下空区进行自动的、全方位的扫描, 并依据所得到的数据自动生成空区的三维立体模型, 为工作人员对地下空区的后续分析和预测提供了可靠的科学依据, 从而确保矿山安全生产。
选矿
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  高硫铝土矿反浮选除硫试验研究

  陈文汨, 谢巧玲, 胡小莲, 彭秋燕

  矿冶工程. 2008, 28(3): 34-37.

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  研究了用反浮选的方法降低铝土矿中硫的含量。以碳酸钠为pH调整剂, 六偏磷酸钠为抑制剂, 硫化钠和硫酸铜为组合活化剂, 丁基黄药和戊基黄药为组合捕收剂, 对高硫铝土矿进行反浮选除硫试验研究, 取得了高硫尾矿中硫含量为13.44%, 硫回收率为56%, 低硫铝土矿产率为96%, 硫含量为0.44%试验指标。
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  硫铁矿烧渣综合回收系列铁红产品研究

  恭明玺

  矿冶工程. 2008, 28(3): 38-40.

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  以某典型硫铁矿烧渣为研究对象, 采用分级-反浮选-化学处理除杂-超细磨-闪蒸干燥-氧化焙烧工艺, 实现烧渣中的氧化铁与杂质矿物的分离, 获得不同等级的系列铁红产品, 研究成果达到国际先进水平, 对同类企业的烧渣综合利用有重大的应用推广价值。
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  用赤铁矿制备聚硅氯化硫酸铁的研究

  史继斌, 许兴友, 钱保华, 李树安, 樊肖军

  矿冶工程. 2008, 28(3): 41-44.

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  以低品位赤铁矿、盐酸、硫酸和硅酸钠为原料, 制备了聚硅氯化硫酸铁(PSFCS)混凝剂, 对合成过程及工艺条件进行了研究。通过正交实验考查了混合酸的温度及浓度、浸出时间和液固比对铁浸出率的影响。并讨论了硅酸活化pH值、硅酸活化时间、Fe/Si摩尔比、陈化时间等因素对合成产物PSFCS的絮凝性能的影响。结果表明, PSFCS絮凝性能良好, 能有效去除印染废水中的浊度和COD_Cr, 最高去除率分别为95.5%和80.2%。
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  凡口矿选矿废水处理与利用试验研究

  张艳, 戴晶平, 张康生

  矿冶工程. 2008, 28(3): 45-48.

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  介绍了凡口选矿废水的来源特点。研究了DPA150、PAM-I、PAM-IV、SH930、3^#絮凝剂和氯化铁6种药剂对凡口选矿废水的沉降效果的影响以及经上述药剂处理后的废水对铅浮选的影响。结果表明, 除氯化铁外, 其它5种药剂都能作为凡口选矿废水的加速沉降澄清药剂, 但只有经过3^#絮凝剂和SH930絮凝剂处理的废水对铅浮选的影响较小, 且3^#絮凝剂的效果要优于SH930絮凝剂的效果, 可以有选择的少量使用。
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  聚合物耐磨防腐涂层材料及其应用

  吴国振

  矿冶工程. 2008, 28(3): 49-51.

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  简要介绍了聚氨酯改性环氧聚合物耐磨防腐材料的合成工艺及其影响因素。对比了聚氨酯改性环氧聚合物涂料、丁腈改性环氧耐磨涂料和国外同类产品的抗磨损性能。结果表明, 该聚合物涂料的耐磨防腐性能明显高于同类型其它涂层材料, 具有良好的市场前景。
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  胶质芽孢杆菌JXF菌株代谢产物与脱硅作用研究

  孙德四, 万谦, 赵薪萍, 张强

  矿冶工程. 2008, 28(3): 52-56.

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  采用摇瓶振荡培养和电镜分析, 研究了胶质芽孢杆菌JXF菌株在发酵培养过程中产生代谢产物的种类、能力及其对钾长石中硅的浸出效果。结果表明, 在含有石英粉的培养基中, JXF菌株可合成有机酸、氨基酸、多糖等代谢产物并析释于发酵液中。发酵液中4种有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸)的含量随发酵时间延长逐渐降低, 说明细菌又以它们为营养物进行生长繁殖; 在不同发酵期JXF合成的氨基酸种类不同, 而无氮或含石英粉的培养基有利于细菌大量合成多糖类物质。代谢产物摇瓶浸矿试验表明, 有机酸、氨基酸、多糖等均具有配合矿物中各种金属离子的有机基团并有一定的酸溶作用, 均可破坏钾长石晶格结构, 并释放出其中的铝、硅。在浸出硅酸盐矿物时, 代谢产物具有协同作用, 三者的混合物的浸矿效果明显优于它们单独作用时的效果。
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  选别鞍山地区贫磁铁矿石的合理工艺流程研究

  杨晓峰, 宋均利, 苏兴强

  矿冶工程. 2008, 28(3): 57-59.

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  通过大孤山矿石、眼前山矿石及弓长岭贫磁铁矿石的工艺矿物学研究和选别试验研究, 认为采用“阶段磨矿, 单一磁选-细筛再磨流程”处理鞍山贫磁铁矿石是先进的、合理的。该流程具有流程简单、运行成本低、铁回收率高、工艺可靠等优点。
冶金
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  洗涤冶炼烟气产生的含砷酸性废水的利用及处理

  王勇, 赵攀峰, 郑雅杰, 罗园

  矿冶工程. 2008, 28(3): 60-63.

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  以洗涤冶炼烟气含砷酸性废水为原料, 采用CaO和NaOH分段中和后加入硫酸铜制备得到亚砷酸铜。一段中和时每升废水加入氧化钙16g, 二段中和时加入氢氧化钠调节废水pH值为6.0, 中和后废水中Pb、Cu、Fe、Mg杂质去除率达到90%以上, 砷损失率约为7%。按照铜砷物质的量之比2∶1, 在中和后废水中加入硫酸铜, 采用氢氧化钠溶液调节溶液pH值为8, 经过过滤、洗涤、干燥得到亚砷酸铜, 其砷转化率达到98.2%。制备亚砷酸铜后的废水采用石灰-聚合硫酸铁絮凝处理, 当石灰调节废水pH值为9.0、铁砷物质的量之比为8∶1时, 处理后废水中砷含量为0.30 mg/L, 达到了国家废水排放标准(GB 8978-1996)。
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  石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学

  陈铁军, 邱冠周, 朱德庆

  矿冶工程. 2008, 28(3): 64-67.

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  含钒石煤是我国重要的钒矿资源, 钒的焙烧氧化是石煤提钒的基础。以湖北某地钒矿为研究对象, 首先采用电位滴定对氧化焙烧过程中钒的价态变化进行了研究。在此基础上, 探索了钒氧化过程中控制反应速率的步骤, 测定了动力学参数——表观活化能。研究表明, 石煤中钒主要赋存在伊利石中, 焙烧过程中钒的氧化过程是逐级氧化过程(V(Ⅲ) →V(Ⅳ)→ V(Ⅴ)), 钒的氧化反应属扩散动力学控制, 其动力学表观活化能为E₁=81.19 kJ/mol。
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  超细镍粉制备的前驱物真空热分解研究

  刘志强, 陈怀杰, 李杏英

  矿冶工程. 2008, 28(3): 68-70.

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  采用TG、XRD等手段对草酸镍热分解过程进行研究, 确定了草酸镍的热分解步骤; 研究了真空热分解温度、升温速度、草酸镍形貌对镍粉的影响; 采用充入氩气对镍粉进行钝化处理, 制得氧含量小于0.64%, 573 K前氧化率小于2%, 粒度小于1 μm的超细镍粉。
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  350 kA预焙阳极铝电解槽磁场分布研究

  刘杰, 李劼, 赖延清, 刘伟, 王志刚, 伍玉云

  矿冶工程. 2008, 28(3): 71-75.

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  使用有限元法建立了铝电解槽三维静电磁场耦合计算模型。该模型考虑了槽内导体、母线系统、铁磁材料及空气漏磁等因素对磁场解析的影响; 采用六面体单元对模型进行网格划分; 先求解得到电场结果, 再在该结果基础上采用常规标量法(GSP)分三步对磁场进行求解。以350 kA预焙阳极铝电解槽为例, 分别计算了同厂房中不同相邻槽数和不同的相邻厂房对磁场的影响情况, 发现上下游各选用3台相邻槽和两侧都有相邻厂房的设计较为合理, 并用在此条件下建立的模型计算并优化了该电解槽系列的电磁场分布情况, 得出垂直磁场范围在-2.87×10^-3 T至2.15×10^-3 T之间, 并与工厂实际测量得到的结果进行对比, 数值接近, 证明了模型和结果的合理性。
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  从含铜铁的生物浸出液中选择性萃取铜的试验研究

  陈爱良, 邱冠周, 赵中伟, 余润兰

  矿冶工程. 2008, 28(3): 76-80.

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  采用Lix984作萃取剂, 从含铜铁的生物浸出液中选择性萃取铜。通过考察溶液pH、相比O/A、初始铜浓度、萃取温度、搅拌速度及搅拌时间、萃取级数等因素对萃取率、分配比、分离系数的影响, 结果表明: 对不加铜的初始生物浸出液, pH大于2.22, 相比O/A=1∶1, 搅拌速度为200 r/min, 搅拌时间为4 min, 萃取级数为3级, 铜的萃取率能达到99.8%以上, 铜分配比能达到600以上, 铁分配比小于1, 铜铁分离系数能达到1 900以上, 同时发现低初始铜浓度及高萃取温度对萃取有利, 可见生物浸出液中铜铁能达到很好的分离效果。
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  低品位氧化铜矿石常温常压氨浸工艺影响因素研究与工业应用结果

  方建军, 李艺芬, 鲁相林, 张文彬

  矿冶工程. 2008, 28(3): 81-83.

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  为了确定常温常压氨浸工艺的最佳浸出条件, 在试验室采用搅拌浸出的方法, 研究了云南东川汤丹难处理氧化铜矿常温常压氨浸的影响因素。其常温常压氨浸适宜的浸出条件是: 氨浓度1～2 mol/L, 矿石粒度-0.074 mm占80%～85%, 液固比2∶1, 浸出时间2 h。这一结论在生产实践中得到了验证。
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  碳酸铵溶液浸出非洲氧化铜矿的研究

  宋志鹏, 胡国荣, 彭忠东, 周玉琳

  矿冶工程. 2008, 28(3): 84-87.

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  以碳酸铵作浸出剂, 利用其受热分解产生氨气的性质, 对非洲低品位氧化铜矿进行氨性浸出, 考察了矿石粒度、碳酸铵浓度、液固比、反应温度、反应时间、搅拌速度等因素对浸出效果的影响。研究表明, 最佳浸出条件为矿石平均粒度0.150 mm、碳酸铵浓度1.55 mol/L、液固比4∶1、反应温度65 ℃左右、反应时间2 h、搅拌速度350 r/min, 此时铜浸出率达到92.4%, 氨回收率达到95.5%。
材料
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  Al₂O₃-SiO₂/AZ91D镁基复合材料的制备及其性能研究

  陈志彦, 李文芳, 尧建刚, 彭继华

  矿冶工程. 2008, 28(3): 88-91.

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  采用硅酸铝纤维和镁合金制备出结构紧密的Al₂O₃-SiO₂/AZ91D镁基复合材料。介绍了复合材料的制备工艺, 适宜的挤压铸造工艺为: 基体温度650 ℃、模具温度550 ℃、浇注温度760 ℃和压力30～50 MPa。XRD、SEM、EDS和光学金相显微镜OM等分析结果表明: 复合材料主要由Mg、β-Mg₁₇Al₁₂、MgO 、AlPO₄、3Al₂O₃·2SiO₂和Mg₂Si等结晶相组成; 镁与硅酸铝纤维反应生成MgO 和汉字状Mg₂Si等产物; 基体镁与硅酸铝纤维的界面形成比较紧密的结合层。与镁合金相比, 复合材料的硬度和油摩擦性能有较大提高。
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  制备方法对硫/活性炭复合材料性能的影响

  张勇, 张仕华, 桂阳海, 张爱勤, 王力臻, 郑勇

  矿冶工程. 2008, 28(3): 92-94.

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  以升华硫和活性炭为原料, 分别采用机械固相混合、液相混合和高温固相法制备了硫/活性炭复合正极材料, 并用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、交换电流密度(j⁰)和恒流充放电测试考察了所得材料的结构及电化学性能。发现制备方法对复合材料的放电比容量和循环性能有明显影响, 高温固相法制备的材料有更好的电化学性能, 在0.1 C倍率下充放电, 其首次放电比容量为465.3 mAh/g, 分别是机械固相混合和液相混合所得样品放电比容量的5.8倍和2倍; 10次循环后放电比容量仍然大于100 mAh/g。
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  生物模板法制备纳米Ni粒子的研究

  熊雪良, 陈坚, 陈再冉, 陈泽宗

  矿冶工程. 2008, 28(3): 95-98.

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  研究了沉积环境、pH值、沉积时间、铁蛋白浓度对生物模板法制备纳米Ni粒子的影响。研究结果表明, 最佳制备条件为: 在N₂保护环境下, 向含2 mg/mL脱铁铁蛋白, pH=8.0的Tris缓冲溶液中加入Ni(Ac)₂, 沉积2.5 h后, 加入还原剂NaBH₄, 得到黑色溶液。将溶液在pH=8.0的Tris缓冲溶液中透析除杂, 就可以制备出黑灰色的含Ni的铁蛋白溶液。利用Zeta激光粒度仪测试、TEM检测和EDX分析, 表明制备的纳米Ni样品具有平均粒径5 nm, 粒度分布均匀, 分散性好的特点。
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  AZ91镁合金型材挤压工艺研究

  杨忠旺, 陈振华, 夏伟军, 陈鼎

  矿冶工程. 2008, 28(3): 99-101.

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  采用自行设计的平面分流挤压模, 研究了铸锭固溶处理、挤压温度和挤压速度等工艺参数对AZ91镁合金型材成形性能的影响规律。研究结果表明, 铸锭固溶处理可消除铸造组织中的枝晶偏析, 减少析出相的数量并使其由片状连续网状分布变为点状随机分布, 合适的固溶温度为460 ℃, 固溶时间10～15 h。挤压温度和挤压速度是影响镁合金型材挤压成形的关键工艺参数, AZ91镁合金型材的合适挤压温度为380 ℃左右, 挤压速度为5 mm/s, 此时型材表面光滑且焊合良好。
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  纳米CaCO₃/PVA复合材料的制备与表征

  胡章文, 李瑞菲, 卓甲明

  矿冶工程. 2008, 28(3): 102-105.

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  以亲油化度为考察指标, 运用单因子实验和正交实验得到纳米碳酸钙表面改性的最佳条件为: 改性剂的摩尔比(硬脂酸∶月硅酸钠)1∶1, 改性剂总量0.75 g, 改性时间1.5 h, 改性温度80 ℃。在优化条件下, 改性后的纳米碳酸钙的亲油化度达到55.67%。将改性的纳米碳酸钙与聚乙烯醇(PVA)相溶, 制得纳米CaCO₃/PVA复合材料。同时用红外光谱及TEM等测试手段, 对改性前后CaCO₃及CaCO₃/PVA复合材料的结构及微观形貌进行了表征。结果表明, 纳米CaCO₃在PVA中分散性良好, 粒径为30 nm左右。
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  固液混合铸造高铬铸铁合金的耐磨性能的研究

  何建军, 陈振华, 陈荐, 陈葵

  矿冶工程. 2008, 28(3): 106-109.

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  采用一种新型的材料制备技术——固液混合铸造技术制备了高铬铸铁合金坯料, 研究了固液混合铸造高铬铸铁与普通铸造的合金在退火和淬火处理后的硬度和耐磨性能。结果表明, 固液混合铸造制备的高铬铸铁合金经退火处理后硬度较普通铸造合金有所提高,但各种工艺制备的合金淬火处理后硬度差别不大; 固液混合铸造工艺提高了高铬铸铁合金的耐磨性; 退火合金中采用固液混合试样的耐磨性较普通铸造试样明显提高, 淬火处理的合金中固液混合铸造试样的耐磨性略好于普通铸造。
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  钎焊单层金刚石薄壁钻头钻削工程陶瓷的研究

  张国青, 黄辉, 徐西鹏

  矿冶工程. 2008, 28(3): 110-113.

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  利用高频感应钎焊技术, 制备3种粒度的单层金刚石薄壁钻头。采用恒压的方式, 在不同的载荷条件下, 对工程陶瓷进行钻削实验, 记录钻削过程中的扭矩, 并观察钻削后钻头端面金刚石磨粒的磨损状态。结果发现, 钎焊金刚石薄壁钻头在钻削过程中, 材料的加工效率不是简单的随磨粒粒度、外载荷的增减而增减, 而是存在一种动态的关系; 工程陶瓷的加工效率同磨粒的具体形貌关系密切, 在特定的加工条件下, 磨粒发生磨平磨损, 则陶瓷材料将以塑性变形为主, 加工效率低, 钻削过程中扭矩增大; 磨粒发生微观破碎, 则陶瓷材料将以断裂破碎方式去除, 加工效率高, 钻削过程中扭矩较小且平稳。
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  TiN、Ti(C, N)和(Ti, Al)N涂层的结构和性能研究

  周兴灵, 彭卫珍, 周书助, 陈利

  矿冶工程. 2008, 28(3): 114-116.

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  借助EPMA、XRD、SEM、纳米压痕和划痕仪研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的TiN、Ti(C, N)和(Ti, Al)N涂层的组织结构和力学性能。研究表明, TiN涂层的晶粒形貌为典型的喇叭口结构, 呈(220)生长织构;  Ti(C, N)与(Ti, Al)N涂层为平直的柱状晶结构, 但表现出不同的取向。Ti(C, N)涂层表现出最高的硬度, TiN涂层则表现出与基体更好的结合力, (Ti, Al)N涂层由于其好的高温稳定性表现出最好的切削性能。

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  La_1-xCe_xMnO₃微波吸收特性

  周克省, 刘宝刚,黄可龙, 尹荔松, 刘利强

  矿冶工程. 2008, 28(3): 117-120.

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  用溶胶-凝胶法制备了La_1-xCe_xMnO₃(x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)样品, 用微波矢量网络分析仪测试了该样品在2～18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率, 根据测量数据计算了电磁损耗角正切及微波反射率与频率的关系。结果表明, 在x=0.4时, 样品微波吸收效果最好。当样品厚度为2.20 mm、x=0.4时, 吸收峰值为27 dB, 10 dB以上频带宽度达3.2 GHz。 初步探讨了该材料的电磁损耗机理, 发现损耗吸收来自磁损耗和介电损耗的共同作用, 吸收峰所在频率介于介电损耗角正切最大值与磁损耗角正切最大值对应的频率之间,即在13.2 GHz附近。对样品的电阻率测试表明, 其室温范围内电导在半导体范围内, 有利于降低微波在样品表面的反射率。
企业经济与管理
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  我国有色金属矿产资源安全现状及对策

  马伟东, 古德生

  矿冶工程. 2008, 28(3): 121-123.

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  针对我国常用有色金属矿产资源供需矛盾和对外依存度越来越高的问题, 提出了提高我国有色金属资源安全应采取的对策, 即加强矿产资源的保护力度; 加大矿产资源勘探投入; 提高科技水平和自主创新能力, 提高有色金属矿产资源和再生资源综合利用率; 积极参与海外资源开发、建设稳定的供应基地等。
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  商业生态系统的复杂适应性研究

  李志坚, 颜爱民, 徐晓飞

  矿冶工程. 2008, 28(3): 124-128.

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  研究了商业生态系统的概念和特征, 分析了复杂适应系统的基本特征, 在此基础上, 对商业生态系统的复杂适应性进行了探讨, 并构建了商业生态系统复杂适应性的初步分析模型。结果表明商业生态系统是一个典型的复杂适应系统, 具有适应性、协同进化、自组织、涌现、反馈和有意识选择的复杂适应性特征。