2009年, 第29卷, 第6期　
刊出日期：2009-12-25

  

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采矿
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  隧道穿越断层破碎带塌方失稳的突变模型研究

  方建勤, 胡居义

  矿冶工程. 2009, 29(6): 1-4.

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  建立了隧道穿越断层破碎带的力学模型, 根据所建立的力学模型, 利用突变理论建立了耦合地下水、系统几何参数、介质刚度等因素的尖点突变模型来进行隧道穿越断层破碎带的稳定性突变分析, 并建立了隧道穿越断层破碎带突发失稳的判据。
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  大规模采场开采稳定性模拟预测与实测验证

  罗周全, 罗贞焱, 刘晓明, 黄志国, 王国焘

  矿冶工程. 2009, 29(6): 5-8.

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  针对某地下金属矿山采场采用大直径深孔分步爆破开采的实际, 为了掌握采场围岩稳定性情况, 运用二维有限元模拟软件Phase²对采场回采过程进行了分步数值模拟, 分析采场的稳定性, 对采场可能发生冒落或垮塌处进行预测。运用空区三维激光探测系统(CMS)对采场进行了现场探测, 以CMS实测数据为基础生成采空区三维模型, 提取采空区二维实际边界与数值模拟的结果进行对比分析, 进而实现对采场稳定性模拟预测结果的实测验证。实践表明, 实测结果与预测结果基本一致, 验证了这种模拟预测方法的可靠性和有效性。该方法能有效地预计到大规模采场开采稳定性情况, 并据此进一步改进大爆破回采工艺, 从而实现安全、高效率开采。
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  低掺量水泥土抗剪强度试验研究

  贺建清, 曾娟, 孙希望

  矿冶工程. 2009, 29(6): 9-12.

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  利用静三轴CU试验研究了水泥掺入比低于5%的低掺量水泥土的应力-应变关系及强度特性, 探讨了在不同水泥掺量情况下水泥土抗剪强度指标的变化规律, 分析了素土和水泥土的变形破坏模式。试验结果表明, 水泥土强度随水泥掺量增加而提高, 当水泥掺入比大于1.5%时, 水泥土的强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强。研究结果对于深入认识低掺量水泥土的加固机理和现场施工合理选择水泥掺入比具有指导意义。
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  非饱和土边坡降雨入渗过程及最大入渗深度研究

  陈伟, 莫海鸿, 陈乐求

  矿冶工程. 2009, 29(6): 13-16.

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  系统分析了降雨入渗对土体基质吸力、土体应力、位移的影响, 并对非饱和土边坡降雨入渗过程进行了总结分析, 首次从能量角度提出了降雨入渗最大深度的概念, 认为雨水能够在土体中下渗, 主要是因为存在一定的驱动势能差, 通过推导, 得出了最大入渗深度的计算公式, 该公式与土体的孔隙水压力有关。由于降雨而引起的边坡土体滑坡中, 绝大多数滑动面都在边坡土体的最大入渗深度的范围之内, 通过对最大入渗深度和滑动面的关系研究, 可以初步估计滑坡规模, 从而在滑坡治理中计算确定滑动面, 合理地确定治理方案的参数, 如锚杆或土钉的长度、抗滑桩的长度等。
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  四川省矿产资源规划开采区的泥石流和滑坡危险度评价

  杨媛媛, 韦方强, 王青

  矿冶工程. 2009, 29(6): 17-21.

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  根据四川省的地质环境特征和泥石流、滑坡灾害现状, 将四川省泥石流分区和滑坡分区专题图与矿产资源规划开采区进行空间耦合, 按照定量评价标准分别对每个规划开采分区赋值, 进行矿产资源规划开采区泥石流和滑坡灾害危险度分析与预测, 再采用多目标线性加权函数评价模型, 进行危险度综合分析与预测。结果显示:  30个规划开采区中, 10个属于地质灾害极高度危险区, 主要位于川西高山高原区、横断山区和盆周山区; 11个属于地质灾害高度危险区, 主要位于川南喀斯特区、川西高山高原区、横断山区和盆周山区; 5个属于地质灾害中度危险区, 主要位于川南喀斯特区、横断山区和川中丘陵区; 4个属于地质灾害轻度危险区, 主要位于川中丘陵区和川西高山高原区。评价结果对预防和控制矿区地质灾害有一定参考价值。
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  香炉山阳坳尾矿库设施现状调查与安全分析

  陈顺良, 柳厚祥, 吴度希

  矿冶工程. 2009, 29(6): 22-24.

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  对江西香炉山钨矿阳坳尾矿库进行了实地调查, 基本查清该尾矿库的概况。重点考察了坝体排渗设施, 并进行了安全分析, 最后针对其现状提出了拟采取的措施。
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  应力波峰值变化与岩体结构关系的试验研究

  王观石, 李长洪, 戴志胜, 李世海

  矿冶工程. 2009, 29(6): 25-28.

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  选择了3种有代表性的岩体结构进行冲击试验, 分析研究了波形最大峰值变化与岩体结构的关系。试验结果表明: 震动峰值随空间衰减、震动峰值延时及其离散性变化均能有效反映岩体结构特点和受扰动程度, 也能反映岩体的各向异性。
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  刚性抗滑桩随机可靠性分析

  黄伟, 肖尊群, 李志平

  矿冶工程. 2009, 29(6): 29-32.

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  为了计算刚性抗滑桩稳定性可靠度指标及失效概率, 首先建立了抗滑桩锚固段内桩侧土体受压稳定性的功能函数, 然后引入验算点法(JC 法)对失效模式进行计算, 得出了可靠度指标和相应的失效概率。通过实例对比了JC法与安全系数法计算结果, 结果表明, 在安全系数满足要求的条件下, 失效概率仍偏高, 故在抗滑桩的设计计算中有必要引入可靠度理论。
选矿
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  印尼某海滨砂矿合理选矿工艺流程的研究

  胡真, 张慧, 李汉文, 陈志强, 张凤华

  矿冶工程. 2009, 29(6): 33-35.

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  对印度尼西亚某海滨砂矿进行了详细的工艺矿物学及选矿工艺流程研究。由于矿石经历风化淋滤, 各种矿物磁性范围重叠, 矿样属难选矿石。采用分级-重选-磁选-焙烧联合流程进行多次选别, 使铁、钛矿物得到了较好的分离, 在原矿含TiO₂和Fe分别为6.38%和21.91%时, 获得了铁精矿含Fe 56.27%、Fe回收率为63.95%, 钛铁矿精矿含TiO₂ 46.91%、TiO₂回收率为22.42%的技术指标。
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  大西沟菱铁矿选矿厂工艺改造实践

  李吉利

  矿冶工程. 2009, 29(6): 36-38.

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  分析了大西沟菱铁矿选矿工艺指标不高的原因和主要影响因素, 针对存在的问题, 从矿石性质、流程结构、药剂制度等方面进行了研究, 通过生产调试和工业改造, 获得铁精矿TFe品位60.63%, 回收率75.42%的技术指标。
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  中和度和Ca²⁺、Mg²⁺对GE-609浮选酒钢焙烧矿的影响

  葛英勇, 朱鹏程, 陈毅琳, 唐晓玲, 余俊

  矿冶工程. 2009, 29(6): 39-42.

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  针对酒钢磁选精矿的特性, 对新型阳离子浮选药剂GE-609进行了铁矿反浮选脱硅的试验研究。结果表明: 中和度为25%时, GE-609的选矿指标较好, 且乙酸中和效果比盐酸中和效果好。Ca²⁺、Mg²⁺对GE-609的影响很微小。硬水条件下一粗一精四扫闭路试验获得了TFe品位61.83%、回收率93.47%的良好指标。GE-609对硬水有较好的适应性。
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  某氧化铁矿全反浮选流程新工艺的研究

  李贤, 罗良飞

  矿冶工程. 2009, 29(6): 43-45.

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  某铁矿中铁矿物嵌布粒度微细, 但脉石矿物组成简单, 主要为石英, 其含量高达45.81%。采用对SiO₂选择性很强的高效阴离子捕收剂, 通过阶磨全浮选流程, 取得了铁精矿品位65.50%, 回收率81.62%的指标。
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  某含银复杂多金属硫化矿的选别工艺研究

  马忠臣, 陈新林, 于雪

  矿冶工程. 2009, 29(6): 46-49.

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  针对某含银多金属硫化矿的矿石性质和现场所存在的问题, 进行了选别工艺研究, 确定了优先浮铜、锌砷混选再分离、重选回收钨的工艺流程。选用了选择性强、对银矿物捕收力强的捕收剂SK9011, 使铜、银、砷的回收率大幅度提高。同时, 采用分级重选方法, 提高了钨矿物的回收率。
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  嗜酸氧化亚铁硫杆菌对低品位磷矿的生物浸出研究

  刘俊, 龚文琪

  矿冶工程. 2009, 29(6): 50-52.

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  从安徽省某煤矿酸性水中分离培养出嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At f), 研究了不同能源物质对其产酸能力的影响。采用微波物理诱变的手段对氧化亚铁硫杆菌进行育种, 并与原菌进行了浸矿对比试验。结果表明, 使用经过诱变的微生物浸出低品位磷矿可以达到比原菌更好的浸出效果。采用Zeta电位测定的方法分析了At f菌对产酸和浸矿的影响。
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  国内外高梯度磁分离技术的发展及应用

  曾尚林, 曾维龙

  矿冶工程. 2009, 29(6): 53-56.

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  介绍了国内外高梯度磁分离技术的发展历程。综述了高梯度磁分离技术在细粒弱磁性物料、有色金属及硫化矿磁分离及环境工程、生物工程及其他领域的应用状况。
冶金
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  二氧化硅在铝酸钠溶液中的反应行为

  彭志宏, 王浩宇, 刘桂华, 周秋生, 李小斌

  矿冶工程. 2009, 29(6): 57-60.

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  采用两种纯硅矿物(白炭黑和高岭土)为原料, 研究二氧化硅在铝酸钠溶液中的反应行为。结果表明: 硅矿物在铝酸钠溶液中的反应行为包括硅矿物分解和硅渣析出两个过程, 两者之间存在动态平衡, 温度升高, 硅矿物反应率升高; 在高温(280 ℃)条件下, 影响硅矿物反应率的主要因素是溶液游离Na₂O_k浓度, 随着游离Na₂O_k的升高, 硅矿物反应率下降; 溶液中氧化铝浓度对硅矿物反应率影响不大; 溶液游离碱和氧化铝浓度升高可阻碍硅渣析出反应的进行, 不利于钠硅渣的形成。研究结果可为低铝硅比铝土矿的铝硅分离提供理论依据。
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  含钒粘土矿两段浸出提钒工艺

  杨用龙, 田学达, 杨康, 钟仁华, 谢畅

  矿冶工程. 2009, 29(6): 61-63.

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  采用碱浸预处理-酸浸提钒的两段浸出工艺从含钒粘土矿中浸出钒, 考察了碱浸预处理工序中NaOH用量和浸出时间、预处理后酸浸工序中H₂SO₄用量、浸出温度、浸出时间、液固比等因素对钒浸出率的影响。碱浸预处理能部分溶解Si、Al矿物, 从而破坏含钒矿物晶体结构, 为酸浸提钒时提高钒浸出率并降低酸耗创造条件。实验结果表明, 在95 ℃温度下用20%NaOH对矿样浸出24 h后, 酸浸工序中H₂SO₄用量30%, 温度95 ℃, 液固比1.5∶1, 浸出时间12 h, 钒浸取率达到了80%以上。
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  碱性体系下As(Ⅲ)的催化氧化及其机理研究

  李启厚, 李莉, 刘志宏, 张鹏, 刘智勇, 李玉虎

  矿冶工程. 2009, 29(6): 64-67.

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  研究了碱性体系下以高锰酸钾为催化剂空气氧化As(Ⅲ)的方法, 考察了溶液pH值、总砷浓度、空气流量、反应温度和反应时间等因素对As(Ⅲ)氧化效果的影响, 采用X射线衍射、扫描电镜、化学物相分析等方法对反应产物进行了表征。结果表明, 高锰酸钾具备超计量氧化的特点, 在As/Mn摩尔比升至21∶1时仍能高效地将As(Ⅲ)氧化; 溶液pH值通过影响产物性质而对氧化效果有显著的影响; 溶液总砷浓度升高, 氧化速率变慢; 增加空气流量或者升高温度会显著加快As(Ⅲ)的氧化速率。
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  云母纸厚度的红外检测

  张翼, 张小伟, 程亮, 钱玉鹏, 朱瀛波

  矿冶工程. 2009, 29(6): 68-70.

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  利用红外光对云母纸进行厚度检测, 根据云母纸对红外光的吸收特性, 建立了相应的测试数学模型。结果表明, 利用该模型所得的预测值与实际测试值之间误差较小, 红外光检测法可应用于云母纸厚度的在线检测系统中。
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  铝土矿浮选尾矿盐酸浸出除铁工艺研究

  王耀武, 孙挺, 冯乃祥, 尤晶, 彭建平, 秦剑

  矿冶工程. 2009, 29(6): 71-74.

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  铝土矿浮选尾矿含铁量较高, 不能直接作为电热法生产一次铝硅合金的原料。采用盐酸对铝土矿浮选尾矿进行了除铁。考察了浸出时间、浸出温度、浸出液固比及盐酸浓度对尾矿氧化铁和氧化铝浸出率的影响。实验结果表明, 在浸出温度80 ℃、浸出时间120 min、浸出液固比5∶1、盐酸浓度21%的条件下, 尾矿的除铁率可达95%以上, 氧化铝的损失率在4.3%以下。
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  红土矿含碳球团还原富集镍铁的工艺研究

  邱国兴, 石清侠

  矿冶工程. 2009, 29(6): 75-77.

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  为了解决低品位红土镍矿的合理利用问题, 以活性炭粉为还原剂, 采用直接还原富集-磁选分离技术, 将矿石中的镍和铁直接还原制成金属镍和铁, 并通过磁选分离使其得到富集。研究确定了最佳工艺条件为: 配炭量4%、还原温度1 350 ℃、焙烧时间120 min。此条件下, 镍和铁的回收率分别为87.6%和95.3%。
材料
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  等离子喷涂距离和氩气流量对MoSi₂涂层结构的影响

  古思勇, 张厚安, 颜建辉, 吴海江, 徐红梅

  矿冶工程. 2009, 29(6): 78-81.

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  以MoSi₂粉末为喷涂原料, 采用大气等离子喷涂技术, 在K403镍基合金表面制备了二硅化钼涂层, 考察了不同喷涂距离和氩气流量对MoSi₂涂层的相组成和微观组织的影响。结果表明, 随喷涂距离的增加, 涂层的相组成由富硅相向富钼相演变; 氩气流量的增大可减少涂层中的富钼相, 但若流量过大, 则会降低涂层的致密性; 采用喷涂功率为30 kW、喷涂距离为100 mm和氩气流量为50 L/min的喷涂工艺可制备出以MoSi₂为主相且致密性较高的涂层, 明显提高了基体的高温抗氧化性。
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  溶胶凝胶法制备La_0.8Sr_0.2FeO₃及其性能表征

  江丽娜, 黄守国, 谢瑜, 黄德冰, 卢其亮

  矿冶工程. 2009, 29(6): 82-84.

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  以溶胶凝胶法合成了La_0.8Sr_0.2FeO₃(LSF)粉体, 用于中温固体氧化物燃料电池阴极材料。分别利用热分析(TG-DTG-DTA)、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)和交流阻抗谱仪(ACEIS)对粉体和阴极进行表征。结果表明, 随着温度升高, 经过粉体失水、硝酸盐分解等过程, 在600 ℃已基本形成钙钛矿相, 1 000 ℃时为单一的钙钛矿相, 煅烧4 h后的粒径约为80 nm。在800 ℃的阴极界面阻抗为0.12 Ω·cm²。
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  Li⁺、La³⁺掺杂对尖晶石LiMn₂O₄的电化学性能影响

  习小明, 王双才, 湛中魁, 胡常波

  矿冶工程. 2009, 29(6): 85-88.

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  采用固相法制备了尖晶石LiMn₂O₄, 将Li⁺和La³⁺复合掺入到主尖晶石相LiMn₂O₄中, 研究了不同掺锂量和不同掺镧量对材料电化学性能的影响。利用XRD和SEM等对材料的物理性能进行了检测, 结果表明掺杂锂、镧的材料具有尖晶石相, 颗粒尺寸为7～8 μm。电性能测试结果显示材料具有良好的电化学性能。
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  超声波辅助水热合成MnO₂纳米线

  黄彩娟

  矿冶工程. 2009, 29(6): 89-91.

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  以二价锰化合物和高锰酸钾为反应物, 采用超声波辅助的水热合成方法, 制备了MnO₂纳米线, 并对产物进行了XRD、HRTEM分析。得到的产物与未进行超声波辅助的产物进行了对比, 结果表明: 超声波辅助的水热合成方法更容易得到形貌更好, 直径更小的二氧化锰纳米线。
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  电池级Co₃O₄前驱体的制备实践

  周健, 宁顺明, 李立君, 陈柯

  矿冶工程. 2009, 29(6): 92-95.

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  研究了合成Co₃O₄前驱体的几个影响因素。实验选用氯化钴作为原料, 碳酸钠作沉淀剂, Co离子浓度为60～70 g/L, 氯化钴/碳酸钠(摩尔比)比值在0.60～0.70之间, 加液方式选择将沉淀剂加入氯化钴液中, 沉淀时pH值控制在9.0～9.6。实验表明, 在上述条件下, 可以获得较好的Co₃O₄前驱体。
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  炭纤维表面原位生长碳纳米管/纤维及其微观结构研究

  刘磊, 陈腾飞, 顾辉, 卢超, 周建伟

  矿冶工程. 2009, 29(6): 96-98.

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  采用均匀沉淀法在炭纤维表面加载纳米Ni催化剂, 在实验室立式化学气相沉积炉中, 以天然气或甲烷为碳源气体, 氢气为稀释气, 控制温度、炉压和碳/氢比, 在炭纤维表面原位制备了碳纳米管/纤维, 并对其形貌和结构进行了初步研究。结果表明: 采用均匀沉淀法可以在炭纤维表面成功制备颗粒比较均匀的纳米级催化剂Ni。相对于纯甲烷气而言, 天然气因其组分较多, 影响炭纤维表面原位生长纳米碳管或纤维的形貌及其完整性。采用催化裂解法在炭纤维表面生长的碳纳米管/纤维与炭纤维的界面结合良好。