2011年, 第31卷, 第5期　
刊出日期：2011-10-25

  

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采矿
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  充填体对地表沉降控制的研究

  王新民, 吴鹏, 刘晓玲, 赵建文

  矿冶工程. 2011, 31(5): 1-3.

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  基于某煤矿使用煤矸石胶结充填开采的工程实例, 对充填工作面的上覆围岩的移动变形进行了模拟研究。运用Midas GTS建立了三维模型, 采用有限元分析方法研究了充填采场的稳定性状态。研究结果表明: 充填后的工作面上覆围岩的位移为0.0314398 m, 远小于采空区顶板的位移0.101611 m;充填后的顶板基本不产生拉应力, 而空区的最大拉应力达3.47156 MPa。由此可知充填体的加入, 有效的控制了工作面上覆岩层的位移, 使煤层上方650 m的地表不发生沉降;对地应力的控制效果非常明显, 使地应力重新恢复到稳定状态。
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  基于探地雷达原位试验的空区探测研究

  金解放, 赵奎

  矿冶工程. 2011, 31(5): 4-8.

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  选用露天矿山边坡已揭露的空区进行探地雷达原位试验, 利用媒质的介电常数以及电磁波在地下介质中的反射和衰减特性, 结合空区露头的实际情况以及钻探资料对探测结果进行识别解释;进而归纳出该矿山边坡不同地质条件下电磁波反射特征。将原位测试得到的规律应用到该矿山其他位置处的空区探测, 并用现场钻孔和地质资料对其可靠性进行检验。研究结果表明, 基于原位试验获取拟探测矿山的雷达资料解释电磁波在同一矿山空区及其围岩中的传播规律的方法可行。
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  海下矿区三维地应力测量及分布规律研究

  马春德, 徐纪成, 陈枫, 罗一忠

  矿冶工程. 2011, 31(5): 9-12.

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  为解决复杂地质结构条件下的海下开采所面临的安全问题, 对LUT地应力测试系统进行了一些技术改造, 克服了矿区井下地下水氯离子含量极高、腐蚀严重的困难, 对矿区地应力分布进行了准确测量与分析, 揭示了矿区内海底三维地应力场的分布规律, 并结合矿区地质构造特征对断裂带涌水量影响进行了分析。测试结果表明: 矿区最大主应力值随深度增加而增大, 最大达到34.17 MPa;最大主应力的方向为北北西向, 以水平构造应力为主, 平均倾角约23.76°, 最小倾角仅0.81°, 有利于减小断裂带的涌水量。测试结果为新立金矿海下开采工艺设计与安全生产提供了重要的基础数据。
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  近充填体崩矿过程爆破振动控制研究

  刘优平, 龚敏 赵江倩, 黄刚海

  矿冶工程. 2011, 31(5): 13-17.

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  采用ANSYS/LS-DYNA分析凡口铅锌矿间柱采场近充填体炮孔的爆炸应力场, 提取充填体内一系列节点的振动速度, 加以对比分析, 以优化炮孔装药结构, 控制爆破对充填体的影响。研究结果表明: 炸药在炮孔内分布越均匀, 爆破对充填体的破坏效应越小;采用空气间隔装药时, 爆破能量分布更为均匀, 能更有效地控制爆破振动。
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  碎裂矿段层间采动应力规律与优化

  胡建华, 罗先伟, 周科平, 张绍国, 黄应盟

  矿冶工程. 2011, 31(5): 18-21.

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  应用Phase2D对高峰矿100号延伸矿体进行了空区充填影响下的碎裂矿段层间开采应力研究, 获取了在碎裂矿段中的上向和下向不同开采顺序下的采动应力迁移规律。数值模拟结果显示, 下向式开采主要表现出明显的压应力效应, 最大压应力达到18 MPa, 低于其抗压强度, 最大拉应力值为0.47 MPa, 低于顶板充填体的抗拉强度1.2 MPa, 能够获得较高的安全系数, 其值为1.57;而在上向式的采矿过程中, 开采过程主要表现出拉应力效应, 最大的拉应力为0.79 MPa, 低于顶板矿石的抗拉强度, 大于顶板弱结构面的抗剪强度, 因而会导致弱结构面受拉破坏, 形成顶板失稳。研究结果表明, 在不同的开采顺序中, 上向式开采的拉应力效应, 有利于顶板矿体中弱结构面的发育与扩展, 形成上层顶板的冒落, 影响采场的采矿安全生产作业。为合理优化开采应力, 改善采场的拉应力状态和承载结构, 应选择下向式回采对碎裂矿段进行回采。
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  两相流水力输送试验系统的设计及关键技术研究

  王英杰, 阳宁, 金星

  矿冶工程. 2011, 31(5): 22-25.

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  为了掌握粒状物料管道输送规律, 设计建造了两相流水力输送试验系统, 实践证明, 该系统操作简便, 自动化程度高, 测量数据准确可靠, 可模拟长距离输送管道的运行工况, 对于理论研究和工程应用都具有较大意义。
选矿
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  国外部分选矿厂介绍及细粒级磨机的应用对比

  余永富, 余侃萍, 陈雯

  矿冶工程. 2011, 31(5): 26-31.

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  介绍了国外三个铜、铅、锌、钼选矿厂的工艺及生产现状。分析和比较了塔磨机、Isa磨机的性能, 比较了两种磨机在铅锌矿和磁铁矿选矿中的生产应用情况和节能效果。
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  经铜离子活化后的某铅锌硫混合精矿中闪锌矿的浮选分离研究

  冯其明, 周荣

  矿冶工程. 2011, 31(5): 32-34.

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  针对经铜离子活化后含有大量捕收剂和起泡剂的某铅锌硫混合硫化矿精矿, 采用方铅矿和黄铁矿混浮、抑制闪锌矿的部分混合浮选工艺, 在活性炭脱药、硫化钠和硫酸锌联合抑锌的药剂制度下, 实现了闪锌矿从硫酸铜活化后的铅锌硫混合精矿中的有效分离。对于铅、锌品位分别为9.32%和20.01%的原矿, 闭路试验分离出了锌品位为36.04%、回收率为89.41%的锌精矿。
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  还原焙烧-磁选回收氰化尾渣中铁的试验研究

  尚德兴, 陈芳芳, 张亦飞, 曾鸣

  矿冶工程. 2011, 31(5): 35-38.

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  以褐煤为还原剂, 采用还原焙烧-磁选的方法回收氰化尾渣中的铁, 考查了褐煤添加量、焙烧温度、焙烧时间、磁场强度等工艺参数对铁品位及回收率的影响规律。结果表明, 在褐煤添加量为18%, 焙烧温度800 ℃, 焙烧时间50 min, 磁场强度0.24 T的条件下, 精选后的铁精矿TFe品位可达到59%, 铁回收率可达到80%。
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  金宝山铂钯矿选矿工艺研究

  杨玉珠, 简胜, 张旭东, 梁溢强, 乔吉波

  矿冶工程. 2011, 31(5): 39-42.

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  针对云南弥渡金宝山铂、钯矿矿石的工艺矿物学特点, 研究确定了阶段磨矿、阶段选别, 浮选与磁选相结合的工艺流程及相关工艺参数, 得到好的选矿指标。但鉴于精矿中铂、钯的品位并不与铜、镍的品位完全同步变化, 不能完全依靠铜镍品位的变化来确定选矿工艺。
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  某贫细鲕状赤铁矿直接还原-磁选新工艺

  何洋, 王化军, 原文龙, 胡文韬

  矿冶工程. 2011, 31(5): 43-45.

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  针对贵州某贫细鲕状赤铁矿难选的特点, 开发了直接还原焙烧-磁选新工艺。采用箱式电阻炉加热, 煤基直接还原工艺, 经磨矿-磁选, 得到高品位的铁精粉, 为开发利用细粒嵌布复杂低品位铁矿提供了理论依据。通过L₉(3⁴)正交试验, 确定试验的最佳条件为还原剂用量40%、助还原剂用量15%、焙烧温度1 050 ℃、焙烧时间180 min、磨矿浓度50%、磨矿产品粒度在-0.037 mm粒级含量达90%以上, 磁选场强为112 kA/m。在最佳条件下可得到TFe品位为90.80%、回收率为89.58%、且有害杂质含量少的铁精粉。该工艺所得高品位铁精粉可代替废钢直接作为电炉炼钢的原料。
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  某含铜菱铁矿综合回收铜的选矿试验研究

  李贤

  矿冶工程. 2011, 31(5): 46-49.

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  对某含铜0.31%的菱铁矿进行了综合回收铜的选矿试验研究。采用优先浮选工艺可以获得铜精矿产率1.25%、品位20.71%、回收率83.51%的指标。
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  从低品位多金属矿中回收细粒级黑白钨矿的研究

  李晓东, 周晓彤, 黄伟生, 邓丽红

  矿冶工程. 2011, 31(5): 50-52.

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  采用新型选矿药剂TAB-3、浮-磁-浮工艺流程, 从多金属矿中回收细粒级黑白钨。工业试验获得白钨精矿WO₃品位68.06%、回收率50.03%, 黑钨精矿WO₃品位35.85%、回收率25.80%, 总钨回收率75.83%, 取得了黑白钨共生矿的较好选矿指标。
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  云南某铜钴矿的选冶试验研究

  汤玉和, 汪泰, 李杏英, 胡真, 陈志强, 李汉文

  矿冶工程. 2011, 31(5): 53-55.

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  采用选冶联合工艺流程处理云南某铜钴矿石, 最终可获得铜精矿含铜16.95%、铜回收率60.28%, 铁精矿含铁62.25%、铁回收率90.3%, 钴精矿含钴13.02%、钴回收率86.5%的技术指标。
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  河南某钼铅多金属矿综合回收试验研究

  周新民, 宋翔宇, 高志

  矿冶工程. 2011, 31(5): 56-59.

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  针对河南某彩钼铅多金属矿矿石性质, 采用优先浮选流程, 综合回收了氧化钼、方铅矿和白铅矿。原矿钼品位0.20%、铅品位2.40%时, 在磨矿粒度为-0.074 mm粒级占80%, 闭路流程最终得到钼精矿产率2.15%、钼品位7.12%、钼回收率76.54%、铅品位60.04%、铅回收率53.12%, 铅精矿产率1.01%、铅品位65.62%、铅回收率27.27%。其中钼的总回收率为78.81%, 铅的总回收率为80.39%, 选矿指标理想。
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  新疆某大型红铁矿的选矿试验研究

  王海滨

  矿冶工程. 2011, 31(5): 60-62.

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  对新疆某大型难选红铁矿进行了选铁试验研究。采用弱磁-强磁-阳离子反浮选闭路流程, 针对TFe品位39.85%的红铁矿, 获得了混合精矿产率41.89%、TFe品位62.65%、TFe回收率65.08%的较好选矿指标。
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  陶瓷过滤机真空系统常见问题分析

  吴伯明, 许锋

  矿冶工程. 2011, 31(5): 63-65.

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  介绍了陶瓷过滤机的工作机理、真空系统构成及特点, 并对陶瓷过滤机真空系统中出现的常见问题进行了全面分析。
冶金
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  钛铁矿碳热还原动力学

  王玉明

  矿冶工程. 2011, 31(5): 66-68.

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  利用热重分析法对钛铁矿的碳热还原机理进行了研究。结果表明, 温度是影响钛铁矿还原程度的重要因素, 温度升高导致钛铁矿的还原速率加快、还原程度加深。通过XRD、SEM及EDS等分析手段对碳热还原样品的相变化、化学组成及表面形貌等进行了分析。分析表明, 巴马钛铁矿中高含量杂质阻碍了钛铁矿的还原, 主要在于Mn²⁺形成了富集区限制了Fe²⁺的完全还原。还原样品中的相主要为还原Fe、金红石、还原金红石、Ti₃O₅和假板钛矿固熔体。动力学研究表明还原温度是控制反应速率的关键因素。
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  G8315从湿法炼锌沉矾后液中萃取锗(Ⅳ)的性能研究

  楚广, 周兆安, 杨天足, 吴江华

  矿冶工程. 2011, 31(5): 69-72.

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  对新型萃取剂G8315从湿法冶金系统的含锗沉矾后液中萃取回收锗的性能进行了研究。结果表明, 有机相中G8315的浓度、相比、萃取时间、沉矾液中硫酸浓度等因素对锗的萃取都有显著的影响。常温下萃取工艺条件为: G8315的浓度(体积分数)为10%, 相比O∶A=1∶2, 料液的硫酸浓度为45 g/L, 萃取时间为3 min。在此条件下进行单级萃取, 锗的萃取率为83.46%;反萃的最佳条件为: 氢氧化钠的浓度为6 mol/L, 相比为O∶A=2∶1, 反萃时间为2 min, 在此条件下进行两级错流反萃, 锗的反萃率高达96.5%。
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  鞍钢烧结配加澳洲MAC铁矿粉的试验研究

  刘杰, 周明顺, 翟立委

  矿冶工程. 2011, 31(5): 73-76.

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  根据澳大利亚MAC粉矿性能和原料条件, 研究了不同燃料配比及不同MAC粉矿加入量条件下, MAC粉矿对转鼓强度、利用系数、燃耗、合理粒级、-5 mm粒级含量的影响,提出了最优的原料配比方案。分析了烧结矿的冶金性能与矿物组成, 结果表明配加20%的MAC粉矿使矿物的组成更加合理。
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  滨海型钛铁砂矿生产高端金红石的分析研究

  熊雪良, 杨智, 欧阳红勇, 王康海

  矿冶工程. 2011, 31(5): 77-79.

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  利用X射线衍射和化学分析方法对滨海型钛铁砂矿进行了检测分析。结果表明: 滨海型钛铁砂矿主要由18.1%的钛铁矿和77.4%的铁金红石组成, 原钛铁矿中的Fe(Ⅱ)大部分氧化成Fe(Ⅲ)。利用还原-流态化浸出法, 从滨海型钛铁砂矿制备了人造金红石, 利用X射线衍射、光学显微镜、化学分析和粒度筛分对产物人造金红石进行了检测分析。结果表明: 该人造金红石是金红石型TiO₂, 其中TiO₂含量(质量分数)为96.12%, CaO+MgO含量为0.21%, 多孔空心结构, +150 μm粒级占96.5%, 属于高端人造金红石产品, 是氯化钛白和海绵钛生产的理想原料。
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  EDTA和精氨酸对锌电积过程影响的研究

  陈泽元, 邓锐杰, 黄华强, 吴建达, 朱晨, 陈启元, 尹周澜

  矿冶工程. 2011, 31(5): 80-83.

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  考察了EDTA和精氨酸对Zn-H₂SO₄-ZnSO₄体系锌电积过程电流效率、单位能耗和表面形貌的影响, 并运用线性扫描、循环伏安法研究了EDTA和精氨酸对锌电积过程电化学行为的作用。结果表明: EDTA和精氨酸均能提高电流效率、降低单位能耗、改善锌板表面形貌, 二者的最佳加入浓度分别为1 mg/L和3 mg/L, 锌电积单位能耗均已降到2 900 kW·h/t以下。通过电化学和表面形貌分析可知, EDTA促进锌的析出, 精氨酸抑制氢的析出, 两者对锌电积过程影响机理是不同的。
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  含砷锑金精矿的生物预氧化-氰化浸金研究

  邓琼, 李骞, 白云汉, 蔡峰鹏, 许斌, 姜涛

  矿冶工程. 2011, 31(5): 84-87.

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  采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对含砷锑金精矿的生物预氧化-氰化浸金进行了研究。预氧化结果表明最佳生物氧化工艺参数为: 初始pH值范围为1.8～2.0, 矿石粒径-0.074 mm, 氧化温度为25～30 ℃, 摇床转速为140 r/min, 细菌接种量为20%, 液固比100∶2, 矿浆浓度1%～2%, 氧化时间12 d。浸出结果表明, 含砷、锑分别为10.37%和36.81%的金精矿如不经生物预氧化处理, 金浸出率仅41%左右;而经过12 d的生物氧化预处理, 金浸出率可达76.55%左右, 提高了35.62个百分点。生物预氧化可以脱除金精矿中的砷, 金的浸出率与砷的氧化率成正相关关系。研究结果能为生物预氧化含砷难处理金矿氰化浸金提供理论和技术指导。
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  含稀土磷精矿中RE₂O₃浸出工艺研究

  文伟, 张覃

  矿冶工程. 2011, 31(5): 88-90.

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  针对贵州某含稀土磷精矿, 研究了影响稀土浸出的主要因素,得到的浸出工艺条件为: 磷酸浓度为23%, 硫酸化学计量比1.1, 温度75 ℃, 浸出时间1 h, 液固比4∶1, 在此浸出工艺条件下, RE₂O₃浸出率为65.59%。
材料
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  β-Si₃N₄含量对Y₂O₃-MgO-α-Si₃N₄陶瓷性能的影响

  李荐, 李淳伟, 周宏明, 黄祖琼, 刘凡, 李艳芬, 杨俊, 杨亮

  矿冶工程. 2011, 31(5): 91-93.

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  利用扫描电子显微分析等手段, 研究了棒状β-Si₃N₄含量对Y₂O₃-MgO-α-Si₃N₄陶瓷致密度、力学性能和显微结构的影响, 确定了β-Si₃N₄和α-Si₃N₄的适宜配比。结果显示: 随着β-Si₃N₄含量的增加, Y₂O₃-MgO-α-Si₃N₄陶瓷材料致密度和力学性能均先增加后降低, 当β-Si₃N₄含量达到40%时, 陶瓷致密度和力学性能同时达到最大, 此时致密度为93%, 横向断裂强度为583.4 MPa, 断裂韧性为5.42 MPa·m^1/2。
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  粒度分布对锰酸锂极片压实密度的影响

  李华成, 李普良, 卢道焕, 韩要丛, 陈平, 胡明超

  矿冶工程. 2011, 31(5): 94-96.

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  从改善锰酸锂材料的粒度分布出发, 考察了粒度分布对锰酸锂产品压实密度的影响。实验结果表明, 产品粒度D₁₀为6.330 μm 、D₅₀为11.431 μm、D₉₀为19.424 μm、D₉₀-D₁₀=13.094 μm, 粒度分布比较集中时, 产品的压实密度最高, 达到了3.14 g/cm³, 对应的全电池1C初始放电容量为105.3 mAh/g, 50次循环容量衰减为4.26%, 能较好满足锂电厂的要求。
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  Sn对AP65镁阳极显微组织和电化学性能的影响

  金和喜, 王日初, 彭超群, 冯艳, 石凯

  矿冶工程. 2011, 31(5): 97-101.

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  采用熔炼法制备了Mg-6%Al-5%Pb-Sn镁阳极材料。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、浸泡法、恒电流极化法和动电位扫描法分别研究了不同Sn含量对AP65镁阳极显微组织和电化学性能的影响。结果表明: 加Sn后镁阳极显微组织中产生条形Mg₂Sn相, 主要分布于基体晶界, 且Mg₂Sn相含量随着Sn含量增加而增多;Mg-6%Al-5%Pb-2.0%Sn镁阳极析氢速率、失重速率、自腐蚀速率最小, 而腐蚀电位、腐蚀电流密度、工作电位和阳极使用效率最高。随着Sn含量增加, 镁阳极腐蚀微裂坑和腐蚀产物减少, 镁阳极溶解速率降低。
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  蓝宝石晶体的制备方法及特点概述

  刘杰

  矿冶工程. 2011, 31(5): 102-106.

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  简述了人造蓝宝石晶体的应用领域, 介绍了8种熔体生长方式制备人造蓝宝石晶体的过程和特点,并比较了不同制备方法的优缺点。
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  Mg-Ni合金的电沉积研究

  郝泽铭, 宋师伟, 陈冲, 邓姝皓

  矿冶工程. 2011, 31(5): 107-110.

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  采用电沉积的方法从非水体系和水体系中制备出镁-镍合金, 并且制备了氢氧化镍。X射线衍射、扫描电镜和能谱分析结果表明, 两种体系的沉积层均含有黑色非晶态的镁-镍合金, 呈结瘤状的微观形貌。初步研究了沉积机理以及镁-镍合金的电化学性能, 结果表明, 镁镍合金在两种体系中沉积析出电位均为-2.0 V(vs SCE), 沉积过程不可逆, 非水体系的沉积较水体系困难。水体系脉冲条件下沉积的镁-镍合金氧化还原可逆性良好, 其氢扩散系数很大, 与氢氧化镍组成电池的工作电压较大, 是一类良好的镍氢电池负极材料。
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  利用赤泥制备高强陶粒的试验研究

  万军, 刘恒波, 宋美, 贾韶辉, 贺深阳

  矿冶工程. 2011, 31(5): 111-113.

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  利用拜耳法赤泥、页岩和粉煤灰等原料制备了高强陶粒。赤泥掺入量为50%时, 陶粒堆积密度840 kg/m³, 筒压强度达到7.5 MPa,强度标号45 MPa, 1 h吸水率7.6%, 表观密度1 000 kg/m³,孔隙率16.0%, 放射性能够满足作为轻集料的活度要求。利用XRD、SEM等分析手段, 对赤泥陶粒烧结机理进行了探讨。
企业经济与管理
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  钒钛磁铁矿合理经济品位研究分析

  翁庆强

  矿冶工程. 2011, 31(5): 114-117.

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  以提高矿山与高炉炼铁的综合效益为目标, 从采矿、选矿、烧结、球团、炼铁各个工序着手, 得出钒钛磁铁矿合理经济品位为TFe品位55.04％。依据矿山状况、炼铁成本等因素, 综合确定精矿品位, 有助于集团公司实现经济效益最大化。