矿冶工程

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秦健春, 王新民, 骆小芳, 吴鹏, 陈五九, 陈宪龙

矿冶工程. 2012, 32(4): 1-4.

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后观音山铁矿露天转地下交接工作已基本完成, 为了选取合理的采场结构参数, 根据矿岩与充填体力学参数, 运用ANSYS有限元分析软件, 对充填法两步回采的采场结构参数进行了优化。利用ANSYS模拟不同采场的结构参数、采场顶板厚度及多采场回采模式下的采场应力状态和变形情况, 综合分析模拟结果, 最终确定最优方案。模拟结果表明: 采场结构参数为20 m矿柱、30 m矿房的模型为最佳方案。该结果在矿山应用中取得了很好的效果, 确保了地下矿产资源回采的安全性和高效性。

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HCSA膨胀剂对喷射混凝土微观结构的影响

李伏虎, 马芹永

矿冶工程. 2012, 32(4): 5-7.

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在喷射混凝土中适量加入HCSA膨胀剂配制成喷射补偿收缩混凝土, 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和水泥稠凝测定仪等对喷射补偿收缩混凝土中主要胶凝材料的微观形貌、晶体结构及初凝时间等进行了测试。研究结果表明, 8%HCSA膨胀剂与5%速凝剂、硅酸盐水泥形成的三元胶凝材料, 具有初凝时间短、抗压强度高的特性; 掺加适量HCSA膨胀剂明显促进了水化产物钙矾石和CaCO₃晶体的生长, 钙矾石晶体的生长填充了胶凝材料的微孔洞和缝隙, 形成相互交错的网状结构, 有利于提高混凝土的密实度和抗压强度。

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露天矿配矿优化方法研究

吴丽春, 王李管, 彭平安, 王喆, 陈忠强

矿冶工程. 2012, 32(4): 8-12.

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针对露天矿山规划与矿石质量管理的配矿需求, 在爆堆品位分布预测的基础上, 利用0-1整数规划模型, 研究了露天矿配矿的优化方法, 进而将其嵌入到DIMINE软件中, 并以某水泥灰岩矿配矿设计为例, 验证该技术的性能。结果表明, 该露天矿配矿优化方法应用简单、配矿效率高、效果好, 可有效提高企业的经济效益, 对于指导矿山企业的有效生产与决策具有重要的意义。

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堆载预压联合强夯加固软土地基机理及效果综合评价

李永红, 刘祥光, 曾令谦, 路必恩

矿冶工程. 2012, 32(4): 13-15.

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首先对堆载预压联合强夯法加固软土地基机理进行了深入分析, 然后结合深圳盐田工程2号纳泥塘重箱堆场工程, 采用土工试验、十字剪切试验和平板载荷试验对该场地加固效果进行了评价, 结果表明: 堆载预压联合强夯法能在较短时间内有效加固软土地基, 缩短工期, 消除工后沉降, 达到节省成本的目的。

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基于Kelvin解的拉力型锚杆锚固段的受力分析

张健超, 贺建清, 蒋鑫

矿冶工程. 2012, 32(4): 16-19.

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基于Kelvin位移解, 根据拉力型锚杆实际工作状态, 推导出拉力型锚杆锚固段轴向应力和剪应力分布的理论解, 并分析拉力型锚杆的受力特点, 为拉力型锚杆的力学分析和设计提供理论依据。在此基础上讨论张拉荷载、孔径、外界岩土体弹性模量对锚固段轴力与剪应力分布的影响, 并得出了一些有意义的结论。

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采场轮廓预裂爆破成缝数值模拟及应用

朱兆文, 徐敏, 黄治成, 许杰

矿冶工程. 2012, 32(4): 20-23.

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结合山东新城金矿矿岩的物理力学性质和凿岩爆破参数, 运用非线性有限元软件LS-DYNA建立了16组预裂爆破成缝模型, 模拟了预裂爆破成缝的整个过程。选取五组预裂成缝效果较好的模拟参数, 运用Lsopt软件拟合出试验采场关于孔径和孔间距的预裂孔线装药密度公式, 并根据此公式在该矿试验采场结合生产进行预裂爆破试验。爆破后的采场两帮平整光滑, 预裂炮孔清晰可见, 验证了通过预裂成缝控制采场轮廓的可行性和有效性。该研究为其它矿山对采场轮廓的控制提供了一条新途径, 具有广阔的推广应用前景。

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加压泵管道输送充填技术研究与实践

郭三军

矿冶工程. 2012, 32(4): 24-26.

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针对金川集团龙首矿的特点, 通过技术改造与工艺创新, 提出了浅层矿区加压充填技术、细砂搅拌管道充填与加压泵送砼体相结合的充填工艺, 解决了原有充填输送工艺中存在的问题, 提高了充填生产能力和充填强度。

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基于三维仿真的大型露天矿生产能力动态优化

杨彪

矿冶工程. 2012, 32(4): 27-30.

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为获得更为优越的露天矿生产能力, 提出了基于三维仿真的矿山产能动态优化方法。首先在传统产能验证方法基础上, 综合考虑矿山实际情况制定多组产能方案, 再利用三维仿真方法完成各方案进度计划的快速编制, 经统计基建剥离量、出矿品位、矿岩采剥量等基础数据, 计算获得各方案动态经济效益指标, 最终得到技术上可行、经济上最优的矿山生产能力。以某大型铜矿为例, 利用国内外普通验证方法获得了该矿山的估算日生产能力为10万吨, 参照预选的选矿设备要求制定了6种产能方案, 利用三维可视化的进度计划编排软件MineSched实施各方案, 通过比较内部收益率(IRR), 确定矿山最优日生产能力为15万吨, 较传统生产能力验证所得提高了约50%, 内部收益率增加了约3个百分点。

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黑钨矿、白钨矿与含钙矿物异步浮选分离研究

于洋, 孙传尧, 卢烁十, 祁宗

矿冶工程. 2012, 32(4): 31-36.

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通过单矿物浮选及人工混合矿浮选试验, 研究了黑钨矿、白钨矿与含钙矿物异步浮选分离。采用XPS及AAS测试手段并结合晶体化学与溶液化学分析, 初步探讨了异步浮选的作用机理。结果表明, 苯甲羟肟酸是黑钨矿、白钨矿与其它含钙矿物分离的选择性捕收剂, 矿物可浮性顺序为黑钨矿>白钨矿>其它含钙矿物。柠檬酸可作为黑钨矿优先浮选的选择性调整剂, 其选择性抑制作用在于: 柠檬酸在黑钨矿表面吸附并不牢固, 难以阻碍苯甲羟肟酸在其表面吸附; 柠檬酸能选择性络合白钨矿与其它含钙矿物表面Ca²⁺离子, 导致矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少, 使矿物浮游受到抑制。

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新疆某选铁尾矿选钛试验研究

刘振辉, 张崇辉, 卜显忠, 谢建宏

矿冶工程. 2012, 32(4): 37-40.

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新疆某选铁尾矿中TiO₂品位6.30%, TFe品位10.45%, 针对该矿物采用重选-磁选-重选的联合工艺流程, 最终获得TiO₂品位48.27%、回收率56.07%的合格钛精矿和TFe品位54.60%、回收率11.81%的铁精矿。

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新型药剂MG-7用于胶磷矿反浮选脱镁的研究

张国松, 葛英勇, 曾李明, 熊学恒

矿冶工程. 2012, 32(4): 41-43.

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采用MG-7作为捕收剂, 硫酸、磷酸作为抑制剂, 对宜昌地区中、低品位胶磷矿进行了反浮选脱镁试验研究。常温条件下, 原矿P₂O₅品位20.65%, MgO含量7.95%时, 经一粗一扫得到磷精矿P₂O₅品位29.92%, MgO含量0.93%, 回收率92.55%的良好指标, 表明MG-7对胶磷矿和白云石具有很好的分选效果。

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某铁闪锌矿浮选试验研究

聂光华, 李帅, 邱盛华

矿冶工程. 2012, 32(4): 44-47.

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某铁闪锌矿中硫化矿主要为铁闪锌矿和磁黄铁矿, 对此矿物进行了浮选试验研究。通过优先浮锌条件试验, 确定了粗选扫选最佳条件为: 磨矿粒度-0.074 mm粒级占70%、石灰用量6 000 g/t、硫酸铜用量1 000 g/t、丁黄药用量125 g/t。实验室小型闭路试验获得锌精矿品位为48.41%, 回收率为92.42%, 达到预期效果。

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-38 μm粒级钛铁矿高效回收试验研究

曹玉川, 黄光耀, 刘星

矿冶工程. 2012, 32(4): 48-50.

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对-38 μm粒级钛铁矿进行了试验研究。结果表明, 通过强磁-浮选联合流程, 能够有效的回收-38 μm粒级钛铁矿, 对含TiO₂ 9.16%的原矿, 获得了最终钛精矿含TiO₂ 44.89%, 强磁作业回收率75.42%, 浮选闭路作业回收率70.59%, 综合回收率53.24%的较好指标。

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建水某铅锌矿选矿工艺研究

乔吉波, 简胜, 王少东, 文书明

矿冶工程. 2012, 32(4): 51-55.

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针对建水某铅锌硫矿石, 采用混选铅硫-选硫化锌矿-再选(浮选或重选)氧化锌矿的流程, 可以得到铅品位55.71%、铅回收率63.11%的硫化铅精矿, 锌品位48.28%、锌回收率28.71%的硫化锌精矿, 及锌品位31.24%、锌回收率52.88%的氧化锌精矿, 有价元素得到了有效回收。

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攀枝花密地选钛厂细粒钛精矿生产线优化改造

王洪彬

矿冶工程. 2012, 32(4): 56-58.

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分析了攀枝花密地选钛厂细粒钛精矿生产线存在的主要问题, 对浮选准备作业和选别作业提出了相应的优化措施。经过优化改造, 细粒钛精矿实际产率和回收率分别提高到3.28%与18.55%, 同时生产成本大幅降低, 取得了良好的经济效益。

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都龙矿区细粒锡石浮选实验研究

莫峰, 何庆浪, 兰希雄

矿冶工程. 2012, 32(4): 59-61.

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为了提高细粒锡石的回收率, 对都龙矿区细粒锡石进行了浮选实验研究。在实验研究的基础上进行了工业试验, 结果表明采用预先脱硫+除铁+三段脱泥+二次脱硫流程, 处理含锡0.3%～0.5%的原料, 可得到含锡4%～5%、回收率大于80%的锡粗精矿。新型捕收剂GY-C₃对都龙矿区细粒锡石具有较好的回收效果。

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某地赤铁矿提铁降硅选矿试验研究

赵荣艳, 范娜

矿冶工程. 2012, 32(4): 62-65.

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针对某地赤铁矿硅含量高的特点, 进行了提铁降硅试验研究。采用抑铁浮脉石的单一反浮选工艺流程, 使用调整剂氢氧化钠、铁抑制剂淀粉、脉石活化剂HJ、脉石捕收剂TZ33^#组合药剂, 获得的闭路试验指标为: 铁精矿TFe品位65.67%, 铁精矿中SiO₂含量5.45%, 铁回收率88.67%。对铁精矿浓缩脱泥可使铁精矿TFe品位提高2%左右、SiO₂ 含量降低1%左右。

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还原剂种类对高磷鲕状赤铁矿直接还原提铁降磷的影响

李永利, 孙体昌, 徐承焱

矿冶工程. 2012, 32(4): 66-69.

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以褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭为还原剂, 使用直接还原-磨矿-磁选的方法, 对高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原提铁降磷过程进行了详细研究。结果表明: 不同温度条件下, 不同还原剂对还原铁的铁品位、铁回收率和磷品位影响趋势相同。在1 150 ℃时, 焦炭对直接还原提铁降磷并没有明显优势, 调节不同煤或者焦炭的用量都可以达到铁品位90%以上, 磷品位0.1%以下, 铁回收率80%以上的指标; 另外煤的变质程度越高, 所需煤用量越少。

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低品位氧化锰矿硫磺还原焙烧技术条件研究

张元波, 游志雄, 段道显, 李珍珍, 罗伟, 李光辉, 姜涛

矿冶工程. 2012, 32(4): 70-72.

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采用硫磺为还原剂, 对氧化锰矿的还原焙烧过程进行了研究, 重点考查了焙烧温度、焙烧时间和硫/锰摩尔比对锰浸出率的影响。研究结果表明, 在封闭体系中, 当焙烧温度为550 ℃、焙烧时间为10 min、S/Mn摩尔比为0.5时, 还原焙烧产物采用稀硫酸浸出, 锰的浸出率可达95%以上。该研究可为低品位氧化锰矿的高效利用提供理论和技术指导。

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润磨预处理改善赤铁矿粉球团矿性能的研究

席玉明

矿冶工程. 2012, 32(4): 73-76.

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对1^#、2^#两种细粒度铁矿粉的造球及焙烧性能进行了研究。结果表明, 1^#铁精矿为以赤铁矿为主并含有少量磁铁矿的混合矿粉, 而2^#铁精矿为以磁铁矿为主的铁矿粉。同1^#铁矿粉相比, 2^#铁矿粉容易生产球团矿。1#铁矿粉用于生产球团矿时, 预热焙烧性能较差, 需在较高的预热温度及较长的预热时间下才能获得满足链篦机-回转窑生产要求的预热球。采用润磨预处理工艺可以显著改善1#铁精矿球团预热焙烧性能, 结果表明, 润磨预处理后的1^#铁精矿球团在适宜的预热焙烧工艺制度下, 预热球的强度达到400 N/个以上, 可满足未来工业生产的要求。

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高硫难浸金精矿氧化渣中单质硫的深入氧化研究

李泽茂, 刘国伟, 夏星, 陈坚, 肖松文

矿冶工程. 2012, 32(4): 77-79.

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黄铁矿包裹型难浸金精矿-软锰矿氧化处理过程中, 生成单质硫, 影响了后续氰化浸金效果, 为此进行了含单质硫氧化渣的深入氧化研究。结果表明, 在碱性环境下, 用过氧化钠作氧化剂实现了单质硫的高效氧化; 当渣中单质硫含量低于1.5%时, 氰化浸出时金的浸出率达到90%以上。

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用菱锰矿直接制备电池级四氧化三锰

许彬, 李先柏, 陈涛, 陈一波, 段兴无

矿冶工程. 2012, 32(4): 80-82.

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用硫酸溶液浸出菱锰矿制得硫酸锰溶液, 对硫酸锰溶液进行净化提纯, 用氨水沉淀得到氢氧化锰, 氢氧化锰沉淀经脱硫处理、洗涤后, 用空气或氧气对洗涤后的氢氧化锰沉淀进行氧化, 最后经洗涤、烘干得到四氧化三锰成品; 进行了副产品硫酸铵回收工艺研究。该工艺简单易行, 所制得的产品纯度高、比表面积大。

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含锡铁精矿CO还原分离锡铁的行为研究

李光辉, 贾志鹏, 张元波, 姜涛

矿冶工程. 2012, 32(4): 83-86.

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以含锡铁精矿(Sn: 0.26%, TFe: 65.7%)为研究对象进行还原焙烧。在分析还原焙烧过程中锡、铁氧化物行为的基础上, 重点研究了预氧化、焙烧温度、焙烧时间以及还原气氛(气相中CO含量)对锡脱除效果的影响。实验结果表明, 锡的脱除主要发生在弱还原气氛焙烧阶段。在优化条件下(焙烧温度925～950 ℃, 焙烧时间30 min, 还原介质中CO体积浓度为40%～50%), 球团矿中锡的残余量为0.031%, 锡的挥发率达到88.88%。

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InCl₃富铟溶液的置换及置换后液的处理工艺

郑子恩, 赵婷

矿冶工程. 2012, 32(4): 87-89.

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论述了采用锌板或铝板置换InCl₃富铟溶液的工艺过程及置换效果, 并简要介绍了两种不同置换后液的处理工艺。

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钴白合金在弱酸溶液中的选择性浸出工艺研究

张志华, 王东, 薛生晖

矿冶工程. 2012, 32(4): 90-92.

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在稀盐酸体系中, 采用空气作氧化剂选择性浸出钴白合金中有价金属。结果表明, 在反应温度85 ℃, 固液比1∶10, 搅拌强度1 000 r/min, 浸出时间为12 h, 体系酸过量15%, 空气通入量为4 L/min, 添加剂NL用量为4%(相对钴白合金)的优化浸出条件下进行连续浸出实验, 钴、铜、镍的浸出率分别为95.27%、95.14%和94.28%。

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多相氧化还原法制备钴酸锂前驱体的研究

习小明, 廖达前

矿冶工程. 2012, 32(4): 93-96.

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通过多相氧化还原法制得钴酸锂前驱体。XRD分析表明: 合成的前驱体具有钴酸锂的晶型特征, 与标准钴酸锂XRD的特征峰完全一致; 扫描电镜(SEM)分析结果表明: 二次粒子非常均匀, 分散状态良好。同时研究了反应温度、反应时间和Li⁺浓度等工艺条件对合成钴酸锂前驱体的影响, 得出合成该前驱体的最佳条件为: 反应温度75～85 ℃, 反应时间6～8 h, Li⁺浓度20～30 g/L。此条件下, 可以合成比表面积(BET)20～50 m²/g, 粒径100 nm左右, Li、Co摩尔比为0.7～1.0的钴酸锂前驱体。

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湿法机械活化法提高磷酸铁锂均一性的实验研究

李华成, 钟胜奎, 陈平, 李普良, 王春飞, 唐跃波

矿冶工程. 2012, 32(4): 97-100.

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采用湿法机械活化混料、喷雾干燥、固相烧结法制备了磷酸铁锂。实验结果表明, 在合适的球料比、液固比下, 经过3 h机械活化的物料烧结后, 产品的0.2C首次放电容量为151.8 mAh/g, 30次循环衰减为0.80%, 明显优于干法混料产品的电性能。

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RRA热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能和抗剥落腐蚀性能的影响

高利芳, 刘志义, 夏鹏, 林茂, 陈旭, 曾苏明

矿冶工程. 2012, 32(4): 101-105.

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通过力学性能、剥落腐蚀性能测试, 研究回归再时效(RRA)热处理对合金力学性能、剥落腐蚀性能的影响, 通过透射电镜观察分析微观组织与合金性能之间的关系。实验研究结果表明: T6态下, 合金的强度较高, 但其抗剥落腐蚀性能较差; 经过RRA热处理后, 合金的抗剥落腐蚀性能提高, 峰值强度较T6态没有下降; 经过RRA处理(100 ℃/24 h预时效+170 ℃/120 min回归+100 ℃/24 h再时效)后, 合金的晶内析出相较为粗大, 但其强度较高, 抗拉强度、屈服强度分别是623 MPa、554 MPa, 合金的晶界析出相η相粗大且不连续分布, 对应了较好的抗剥落腐蚀性能, 显示了较好的综合性能。

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具有多孔结构的HA/TiO₂生物材料的制备工艺研究

李敏, 张厚安, 谭香玲, 聂小武

矿冶工程. 2012, 32(4): 106-108.

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以聚氨酯为造孔支架模板, 采用有机泡沫法与高温烧结法, 制备了多孔HA/TiO₂陶瓷支架材料。讨论了烧结保温时间、PVB含量、TiO₂含量等对材料结构与性能的影响。研究表明: 较佳的烧结工艺为1 200 ℃烧结3 h, 烧结后样品主要是HA、TiO₂相。多孔HA/TiO₂陶瓷拥有大孔径300～1 000 μm, 也有50～300 μm的小孔径, 具有较好的孔连通性与孔结构, 有利于细胞和组织的生长以及营养输送。TiO₂具有增强效应, 其含量增加, 材料压缩强度提高, 但TiO2含量过高会增加其脆性, 最佳含量为5％, 此时材料力学性能接近于人体松质骨。

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Φ40 mm腔体高岭石质密封传压介质研制及金刚石合成扩大试验研究

杨炳飞, 刘杰

矿冶工程. 2012, 32(4): 109-112.

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介绍了一种高岭石质密封传压介质的制备工艺。该介质主要由密封材料和传压材料两部分组成, 密封材料主要为高岭石, 内套一传压材料白云石套环。介质外形为立方柱, 规格尺寸为56 mm×56 mm×58 mm, 内腔直径40 mm, 套环厚度3 mm, 高30 mm。该介质通过配料、混料、装模、压制成型、焙烧等工序制成。经过一定时间的扩大试验, 得出结论: 采用该密封传压介质进行金刚石合成可以达到与传统叶蜡石质介质相当的效果。产品单产95ct(19 g), 50/60目以粗晶粒所占比例达80%以上, 晶形好, 合成过程稳定, 便于操作, 而且在一定程度上可以解决我国当前合成金刚石用叶蜡石资源短缺的问题。

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连二亚硫酸钠还原制备纳米银粉

张亚辉, 周超, 李妍, 季婷婷, 施维, 孟凡东

矿冶工程. 2012, 32(4): 113-117.

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通过向银的乙二胺四乙酸络合溶液中滴加还原剂连二亚硫酸钠溶液制备了纳米尺寸的银粉。考察了硝酸银浓度、络合剂用量、还原剂浓度、pH值、反应温度、搅拌速度、还原剂溶液滴加速度对所制得银粉粒径的影响, 用X射线衍射和场发射扫描电镜对所制银粉的晶体结构和形貌进行了表征。试验结果表明, 在Ag-EDTA络合溶液浓度为0.005 mol/L, EDTA过量10%, pH值为11.5, 还原剂浓度为0.0075 mol/L, 搅拌转速为400 r/min, 反应温度为50 ℃, 还原剂滴加速度为0.06 mL/s的条件下, 所得银粉的平均粒径为58 nm。

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煤炭矿井生产系统材料成本控制方法选择与优化

张咏梅, 杨婷婷

矿冶工程. 2012, 32(4): 118-123.

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针对目前单一成本控制方法不能很好解决煤矿材料成本管理的问题, 在对煤炭矿井生产系统及材料成本构成深入分析的基础上, 提出了融合作业成本法、责任成本和标准成本差异法的多位一体的材料成本控制方法。该方法在煤矿企业中的应用有助于提高其生产管理水平、降低生产成本。

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2012年, 第32卷, 第4期　
刊出日期：2012-08-25

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