2012年, 第32卷, 第5期 
刊出日期:2012-10-25
  

  • 全选
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    采矿
  • 胡建华, 张行成, 甯瑜琳, 周科平
    矿冶工程. 2012, 32(5): 1-3.
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    结合室内岩石力学实验, 对岩石内聚力、内摩擦角等力学参数进行了统计分析, 针对矿山工程现状进行了参数折减, 实现了在采空区影响下的边坡稳定性分析。研究结果表明: 选取截面边坡平均安全系数为0.75, 失稳概率达到99.7%;边坡的失稳概率随着随机参数cφ均值、变异系数的增大而减小, 其中风化围岩带的内摩擦角φ变化对失稳概率的影响较为明显, 在进行边坡稳定性分析时应考虑风化围岩带内聚力和内摩擦角力学参数的随机变化, 以便更科学合理的进行安全评价。
  • 屈春来, 乔兰, 李远
    矿冶工程. 2012, 32(5): 4-6.
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    在详细的地质调查的基础上, 采用赤平极射投影和三维离散元计算方法相结合的方式, 确定了某露天矿高陡边坡潜在的破坏模式, 并较真实地、动态地模拟了边坡块体在开挖过程中位移和变形状态的变化特征及破坏过程, 为边坡稳定性计算提供可靠依据。
  • 聂善文, 张端良, 樊帅, 杨大林, 陈赟
    矿冶工程. 2012, 32(5): 7-10.
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    根据某高速公路非对称连拱隧道衬砌结构形式, 针对地表平、地表顺倾斜和地表逆倾斜等地表倾斜情况建立了相应的有限元分析模型, 选取围岩稳定性、衬砌安全性和偏压情况等反映隧道稳定性的性能指标, 采用数值模拟方法综合分析了不同地表倾斜情况下不同开挖方案对隧道稳定性的影响。结果表明, 地表倾斜状况显著影响非对称连拱隧道围岩和衬砌的受力和变形情况, 非对称连拱隧道地表平时应采用先大洞后小洞的开挖方案, 地表倾斜时必须综合考虑地表倾斜情况和大小洞的跨度差异, 才能合理确定开挖方案。非对称连拱隧道隧洞开挖时, 先开挖一侧的围岩应力释放会引起另一侧未开挖岩体的竖向应力增大, 导致另一侧岩体开挖时释放的荷载也相应增大, 使后开挖一侧隧洞的围岩位移和应力增大;开挖过程中应使左右洞的应力释放量尽量接近, 降低最终拱顶沉降和拱顶围压拉应力, 确保隧道围岩稳定及衬砌结构安全。
  • 周亮
    矿冶工程. 2012, 32(5): 11-14.
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    根据某矿西部贫矿开采条件, 借助ANSYS和FLAC3D软件建立了大型三维数值分析模型。基于该矿边坡位移GPS监测数据, 通过地表岩移反分析得到了合理的矿岩和充填体物理力学参数。数值分析表明, 贫矿开采过程中露天边坡整体处于稳定状态, 且贫矿开采活动对上盘南部边坡影响程度较大, 其岩移量和塑性区范围变化较明显, 同时贫矿开采过程中南部边坡最大主应力由压应力转变为拉应力, 极易因拉应力的作用而出现掉块、局部塌落等现象, 且对斜坡道入口和出入斜坡道的主运输巷道影响较为明显。
  • 李东印, 任耀, 姜敏, 马智会
    矿冶工程. 2012, 32(5): 15-18.
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    为准确测定太平煤矿某工作面开采的导水裂隙带高度、确定工作面合理开采上限,运用“双端堵水器”技术, 采用井下打仰上孔的方法, 实测了覆岩导水裂隙带的发育高度。观测结果表明, 该工作面导水裂缝带发育高度为23.85 m, 裂采比为13.2。实测结果与理论预计值和数值模拟值基本吻合,相互得到验证。
  • 肖红, 唐达生, 阳宁, 金星, 王英杰
    矿冶工程. 2012, 32(5): 19-22.
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    为了达到海南保定海锆钛砂矿选矿矿浆浓度40%的要求, 在实验室建立了一套浓缩实验装置, 在不同管径的浓缩管中进行浓缩实验, 研究了来砂浓度、浓缩管外形及尺寸对浓度的影响。结果表明, 浓缩管内颗粒的即时速度随输送浓度的增大而增大。管径较小时, 浓缩管内颗粒滑移滞留现象不明显, 浓缩提升不明显;管径较大时, 浓缩管内颗粒滑移滞留现象明显, 浓度提升明显。且不同管径的浓缩管都有一个极限浓度, 管径大, 极限浓度高。
  • 张显云, 杜宁, 张俊
    矿冶工程. 2012, 32(5): 23-25.
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    在分析建立地方独立坐标系必要性和影响长度变形主要因素及其控制措施的基础上, 讨论了利用GPS技术建立地方独立坐标系的两种方法, 并结合实例予以分析, 结果表明: 一点一方向法和椭球膨胀法均能获得满足精度要求的坐标成果, 且一点一方向法对于小区域地方独立坐标系的建立更具优势。
  • 顾春红, 郭子源, 李启月, 王卫华
    矿冶工程. 2012, 32(5): 26-29.
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    黄沙坪矿79#1-1矿体为新探矿体, 矿岩破碎不稳固、允许暴露面积小、矿体含硫量高, 且黄沙坪矿无胶结充填系统, 限制了采矿方法的选择, 开采难度大。针对以上问题, 进行了中深孔成孔试验和孔底温度监测试验, 在此基础上, 采用分段留矿阶段崩落采矿法, 并介绍了采场结构尺寸设计、采准切割、凿岩爆破、通风、出矿等采矿生产环节。生产实践表明, 该方法能够实现安全、高效回采。
  • 选矿
  • 刘新星, 王国华, 吴永宏, 谢建平, 郭宁, 邱冠周
    矿冶工程. 2012, 32(5): 30-33.
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    采用摇瓶摇床浸出预实验与正交实验, 对江西银山低品位复杂硫化铜矿进行了浸出条件试验, 对浸出菌种、温度、pH值、转速和矿浆浓度等条件进行了优化。实验结果表明, 当浸出温度45 ℃, 浸出菌为嗜热氧化硫硫杆菌与嗜酸喜温硫杆菌的组合, 浸出体系pH值为1.7, 转速190 r/min, 矿浆浓度为10%时, 铜离子的浸出率达到72.3%。该研究为江西银山低品位复杂硫化铜矿的微生物冶金技术工业化提供了理论依据。
  • 颜亚梅, 李茂林,,崔瑞, 郭娜娜, 张仁丙
    矿冶工程. 2012, 32(5): 34-36.
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    对鄂西铁矿的磨矿性能进行了研究, 通过测定矿物的可磨度来考察其焙烧前后的磨矿性能, 结果显示: 经过焙烧处理后, 矿石的可磨性变差。对粒度分布、孔隙率等分析发现: 焙烧后, 矿石的细粒级部分减少, 孔隙率降低, 结构更为致密。焙烧工艺不仅会改变矿物的磁性, 也会使得鄂西铁矿变得更为难磨, 而更难磨的主要原因是结构致密化。
  • 曹进成, 吕良, 曹飞, 岳铁兵
    矿冶工程. 2012, 32(5): 37-40.
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    针对内蒙古某微细粒低品位低硫磷铁矿进行了选矿试验研究, 确定采用一段粗磨磁选抛尾、二段再磨磁选抛尾、三段再磨磁选提高精矿全铁品位的原则工艺流程, 最终获得铁精矿产率12.73%、选矿比7.86、铁精矿全铁品位67.81%、全铁回收率6152%的选别指标。该研究结果为该矿石的可选性评价提供了技术依据。
  • 何婷, 张覃
    矿冶工程. 2012, 32(5): 41-43.
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    选取贵州两个典型磷矿区中具有代表性的海相沉积型磷矿石中的白云石纯矿物, 对其进行晶体化学特性研究, 从而为有效分选白云石和胶磷矿的浮选工艺提供理论指导。采用化学分析和X射线衍射分析分别对两种白云石纯矿物进行测试, 并应用价键理论对白云石矿物结构中的化学键特征进行计算, 在此基础上对白云石矿物解离后表面特性及可浮性进行了推测, 结果表明: 白云石矿物解离后表面必定暴露大量的Ca2+、Mg2+离子, 而C4+暴露较少, 在水溶液中零电点相对较高, 负电性相对较弱, 表面存在大量的金属阳离子, 表明其在阴离子捕收剂浮选体系中可浮性较好, 当溶液酸性减弱、碱性增强时, 白云石表面带负电, 此时用阳离子捕收剂浮选时可浮性较好。
  • 高本恒, 王化军, 曲媛, 李黎
    矿冶工程. 2012, 32(5): 44-46.
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    采用直接还原技术研究了印尼某海滨砂矿弱磁选精矿的综合利用, 考察了助还原剂NCP用量、还原剂烟煤用量、还原温度、还原时间等条件对铁还原效果的影响。结果表明: 在NCP用量 7.5%, 烟煤用量17.5%, 还原温度1 150 ℃, 还原时间90 min的条件下进行直接还原, 再经磨矿-弱磁选所得的粉末铁精矿TFe品位可达91.06%, 回收率达97.27%, 同时得到富钒钛渣, 为进一步利用钒和钛创造了条件。
  • 范兴祥, 汪云华, 董海刚, 吴跃东, 李柏榆, 赵家春, 李博捷
    矿冶工程. 2012, 32(5): 47-49.
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    采用还原-磨选工艺对高镁低品位红土镍矿制备镍铁合金粉进行了研究。考察了还原温度、还原时间、原料粒度区间、还原剂用量、添加剂用量等因素对镍直收率的影响。研究结果表明, 合适的还原制度为: 原料粒度0.09~0.12 mm、还原剂用量3%、添加剂用量2.5%, 还原温度1 300 ℃, 还原时间3.0 h。还原产物经球磨、磁选后, 获得镍品位为7.0%以上的镍铁合金粉, 镍直收率87%以上, 实现了从高镁低品位红土镍矿中回收镍铁的目的。
  • 刘辉, 朱格来, 林玲, 郑新栩
    矿冶工程. 2012, 32(5): 50-53.
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    采用Matlab与ANSYS等计算机辅助分析设计软件, 研究分析了振动筛振动理论, 分别建立了ZKB1825型直线振动筛的优化数学模型和有限元分析模型, 对振动筛进行了结构参数的优化设计, 以提高振动筛生产效率与使用可靠性, 为振动筛的设计提供了一种有效的设计思路与方法。
  • 杨晓峰
    矿冶工程. 2012, 32(5): 54-56.
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    分析了鞍山地区“阶段磨矿、粗细分选、重-磁-浮联合流程”所得综合尾矿中铁矿物的流失情况, 进行了从浮选尾矿中回收铁精矿的试验研究, 为从赤铁矿尾矿中回收铁精矿提供了新途径。
  • 冶金
  • 宁顺明, 马荣骏
    矿冶工程. 2012, 32(5): 57-61.
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    对我国石煤矿分布状况、石煤中钒的赋存状态、钒及钒化合物的用途进行了介绍, 阐述了石煤矿钠化焙烧提钒、钙化氧化焙烧提钒、无盐焙烧提钒、直接酸(碱)浸出提钒工艺及石煤矿的选矿富集情况, 对每种石煤提钒工艺的优缺点和适用性进行了比较, 并对石煤提钒发展方向进行了展望。
  • 何桂春, 吴艺鹏, 冯金妮
    矿冶工程. 2012, 32(5): 62-66.
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    对含低品位金的硫精矿进行再选, 获得含硫50%左右的再选硫精矿;对再选硫精矿进行二段焙烧除砷脱硫, 可以获得含砷0.056%、含铁61%左右的烧渣, 且其中金、银得以富集;对烧渣进行了稀硫酸预处理-硫脲浸金试验, 浸金试验结果表明, 当磨矿粒度为-0.074 mm粒级占60%, 矿浆pH=1~2, 液固比为1∶2, 硫脲用量为10 g/L, 硫酸铁用量为3 g/L, 浸出时间为6 h时, 金的浸出率达90.4%。
  • 曹明明, 张建良, 薛逊, 邢相栋, 王春龙, 王喆
    矿冶工程. 2012, 32(5): 67-71.
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    为了提高钒钛磁铁矿冷压含碳球团的强度, 选用膨润土、糖浆及玉米面作粘结剂, 对比了3种粘结剂对球团性能的影响, 从而确定适合转底炉工艺的较优粘结剂及最佳配加量。结果表明: 膨润土加入量超过6%时, 制备球团性能能够达到转底炉工艺要求, 但导致球团内铁品位降低程度较大;添加糖浆作粘结剂时, 在实验研究范围内, 球团性能尚未达到工艺要求, 且存在压球过程中脱模困难问题;而选用玉米面作粘结剂制备球团时各方面都能达到工艺要求。玉米面(含量2.5%)加入到浓度为4%的NaOH溶液中发酵15 min左右, 所得球团的湿球落下强度为4.8次, 湿球抗压强度为55.1 N, 干球落下强度为24.8次, 干球抗压强度为648.1 N, 湿球爆裂温度为400 ℃, 满足转底炉生产的各项指标。
  • 布林朝克, 张邦文, 赵瑞超, 张胤
    矿冶工程. 2012, 32(5): 72-76.
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    分析了石墨和磁铁矿的机械活化能, 并就其对碳气化反应及磁铁矿碳热还原反应热力学的影响进行了理论探讨。研究结果表明, 石墨或磁铁矿的储能均可使磁铁矿碳热还原温度降低。磁铁矿的储能对还原热力学的影响方式是直接的, 而石墨的储能对还原热力学的影响是间接的: 石墨储能导致气化反应平衡常数增大, 从而间接影响磁铁矿的碳热还原热力学。另外, 磁铁矿的两个还原反应1/4Fe3O4+CO=3/4Fe+CO2和Fe3O4+CO=3FeO+CO2的转折温度随磁铁矿储能的增加而线性下降, 但不受石墨储能的影响。
  • 蒋曼, 孙体昌, 刘志国, 寇珏, 刘娜, 曹允业, 张士元
    矿冶工程. 2012, 32(5): 77-81.
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    以含Ni 1.49%, Fe 34.69%的红土镍矿为研究对象, 采用煤基直接还原法选择性还原镍铁矿物, 研究并分析了焙烧过程中还原剂和添加剂种类及用量、焙烧温度以及焙烧时间对镍铁选择性还原的影响规律。结果表明: 以宁夏烟煤为还原剂, NCS为添加剂, 1 200 ℃焙烧50 min, 磁选得到镍铁产品中含镍9.51%, 镍的回收率为84.04%, 镍铁回收率差为54.49%。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析(EDS)等测试手段分析了磁选镍铁产品中镍铁的存在形式, 结果表明: 红土镍矿直接还原过程中铁矿物大部分被还原成浮士体, 仅有少部分铁矿物被还原成金属铁, 并与镍矿物还原金属镍形成铁纹石和镍纹石, 实现了红土镍矿中镍铁的选择性还原。
  • 黄自力, 刘缘缘, 秦庆伟, 朱家栋
    矿冶工程. 2012, 32(5): 82-85.
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    采用XRF, XRD, XPS, SEM-EDS, Mossbauer等手段对炼铜反射炉水淬渣进行了工艺矿物学研究, 结果表明, 渣中含铜106%, 主要以冰铜存在;TFe含量为36.41%, 其中Fe2SiO4 53.5%, Fe3O4 32.5%, Fe2O3 14.0%。Fe的存在形态决定了在酸浸中铁会大量消耗酸, 其浸出率可达82.6%, 影响了铜的浸出, 而加入H2O2可有效地抑制铁的浸出, 铜的浸出率相应提高。在60 ℃、浸出30 min、搅拌速度500 r/min、酸浓度60 g/L、双氧水100 L/t时, 铜的浸出率可达66.9%;双氧水的加入对电位有影响, 对铜和铁的浸出分别起到促进和抑制作用, 高电位更有利于铜的浸出。
  • 张晓峰, 曹佐英, 肖连生, 李立清, 王福源, 张虎
    矿冶工程. 2012, 32(5): 86-89.
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    将火法炼铜所得含砷高达22%的难溶性白烟灰进行氧化焙烧处理, 然后用稀酸对铜进行浸出试验, 考察了焙烧时间和焙烧温度对铜浸出率的影响, 并对其热力学性质进行了分析。试验结果表明, 用2 mol/L的H2SO4以4∶1的液固比对白烟灰直接浸出, 铜的浸出率为45%;在焙烧温度500 ℃以上焙烧1 h, 用1 mol/L的H2SO4在相同条件下浸出, 可以使白烟灰中铜的浸出率达到98%, 同时, 可回收白烟灰中95%以上的三氧化二砷。对相关氧化反应的热力学数据进行分析计算表明, 焙烧后铜的化合物变成了易浸出的氧化物或硫酸盐, 因而浸出率提高。
  • 吴海鹰, 戴子林, 危青, 李桂英
    矿冶工程. 2012, 32(5): 90-93.
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    以钒反萃取液(主要成分五氧化二钒浓度99.30 g/L, 铁浓度3.15 g/L)为原料, 研究了钒反萃取液酸度、沉钒pH值、溶液电位等条件对沉钒率和产品五氧化二钒质量的影响。试验结果表明: 针对含铁较高的上述钒反萃取液, 为了获取优质五氧化二钒产品, 沉钒分二段进行。第一段沉钒是先用硫酸调整钒反萃液酸度为1.5 mol/L, 60 ℃水浴下加氯酸钠, 控制溶液电位为1 000 mV, 用15%的氨水调pH值在0.5以内, 90 ℃下搅拌1 h, 该段沉钒率为85%, 其产品五氧化二钒含量达99%以上, 铁含量在0.3%以下。第二段沉钒是将上述滤液接着用氨水调pH值至2.0并于90 ℃下搅拌1 h, 两段总沉钒率达99%, 第二段沉钒产品铁含量达1.5%, 需后处理, 经30%氢氧化钠溶液除铁后再次沉钒, 其产品五氧化二钒含量达99%以上, 铁含量在0.1%以下。
  • 范晓慧, 刘昌, 陈许玲, 袁礼顺
    矿冶工程. 2012, 32(5): 94-97.
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    研究了提高赤铁精矿配比对造球和球团预热焙烧的影响。结果表明: 随着赤铁精矿配比的提高, 生球落下强度和抗压强度均不断降低, 主要是赤铁矿细粒级含量相对较少、比表面积小、颗粒表面光滑导致颗粒间作用力小而造成的;预热球抗压强度不断降低, 焙烧球抗压强度在赤铁矿比例不超过50%时变化不大, 但继续提高赤铁矿比例将显著降低焙烧球抗压强度, 赤铁矿比例高时预热球、焙烧球强度差主要是原生Fe2O3结晶能力差导致球团固结不好而造成的。
  • 李义兵, 杨超, 王小军, 龙露珍
    矿冶工程. 2012, 32(5): 98-100.
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    基于湿法炼锌用次氧化锌原料必须进行脱氯预处理的特点, 采用碳酸钠碱液湿法工艺对氧化锌脱氯工艺进行了研究, 研究结果表明, 最佳工艺条件为: 温度80 ℃以上, 液固比5∶1, 搅拌速度为500 r/min, 碱浓度2%以上, 反应时间为1 h, 此时氧化锌含氯量可降到了0.07%以下。投入工业实践应用思路是, 采用一段碱液和一段清水洗涤的逆流二段工艺, 在恒定碱量时, 通过降低液固比为2∶1, 溶液碱浓度提高, 脱氯效果明显, 渣中含氯量降到0.03%以下。
  • 材料
  • 耿占吉, 肖来荣, 蔡圳阳, 张宏岭, 王艳, 王彦红, 冀成年
    矿冶工程. 2012, 32(5): 101-104.
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    采用熔铸、挤压的方法制备了添加Cr、Mg等微量元素的Zn-Cu-Ti系合金, 通过蠕变试验测定了合金的拉伸蠕变性能, 借助SEM、EDS等手段对合金蠕变前后显微组织进行了观察和分析。结果表明: 添加微量元素可降低Zn-Cu-Ti合金常温蠕变速率, 提高合金蠕变抗力。其中添加了Cr元素的Zn-Cu-Ti合金抗拉强度、蠕变性能都有一定的提高;添加了微量元素Mg的Zn-Cu-Ti合金抗拉强度有一定提高, 其蠕变抗力有大幅度提高。Zn-Cu-Ti系合金的常温蠕变机制为位错在晶内的滑移机制, 固溶强化和晶界处的第二相颗粒能提高合金的抗蠕变性能。
  • 赵志龙, 唐惠庆, 郭占成
    矿冶工程. 2012, 32(5): 105-109.
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    采用原位观察和同步热分析的方法, 研究了CaO和MgO对氧化铁气基还原过程中金属铁的成核和生长过程的影响。并结合扫描电镜、能谱和红外光谱等分析, 从微观角度揭示矿相组成CaO、MgO对气体还原时气固界面上金属铁析出行为的影响机理。实验结果表明, CaO和MgO通过改变FeO→Fe转变速率来影响金属铁析出形态。其中掺入MgO是通过降低还原速率的方式抑制铁晶须生长, 掺入质量分数达2%即可完全消除铁晶须;而CaO通过加速还原来抑制铁晶须生长, 掺入质量分数达8%时铁晶须消失。
  • 胡加瑞, 陈金仪, 陈红冬, 杨湘伟, 牟申周
    矿冶工程. 2012, 32(5): 110-112.
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    通过SEM、EDS、冲击韧性试验机、万能拉伸机等实验手段对国内电厂运行15 960 h的过热器HR3C钢管与供货态样品的微观组织进行观察分析, 对其抗拉强度、硬度、冲击韧性等相关性能进行研究。结果表明, 供货态HR3C晶内分布大量的NbCrN第二相颗粒, 运行15 960 h后晶界上析出颗粒状M23C6与链状M23C6, 同时HR3C的综合力学性能大幅下降, 脆性增加, M23C6颗粒的析出是其冲击韧性下降的主要原因。
  • 周友元, 何敏, 周耀, 张瑾瑾, 匡远泉
    矿冶工程. 2012, 32(5): 113-115.
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    以均相共沉淀法制备的球形Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2粉末为前驱体, 按一定的比例将前驱体与碳酸锂混合, 然后采用高温固相法合成高容量球形LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料。XRD物相分析表明, 在不同合成温度下的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2产物均为具有α-NaFeO2层状结构的纯相物质, 在较高合成温度下所得材料的结晶度较高。SEM分析表明, LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料与前驱体形貌有良好的继承性, 均为理想的球形。电化学性能研究表明, 在2.8~4.3 V的电压范围内, 电池的放电比容量在0.2C倍率下为171.6 mA·h/g, 在1C倍率下为158.1 mA·h/g;1C倍率下经300次循环后, 电池容量保持率为84.3%, 显示出良好的电化学性能。
  • 古思勇, 张厚安, 谢能平
    矿冶工程. 2012, 32(5): 116-118.
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    在金属钼表面制备了Mo-Si-N-B涂层, 利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成, 并评价了涂层在1 450 ℃大气环境下的抗氧化性能。结果表明: 涂层由MoSi2相、Si3N4和Mo2B5相组成, 涂层内部致密且与基体结合紧密;高温氧化时, 涂层表面生成致密硼硅玻璃氧化膜, 其稳定抗氧化时间达100 h;高温下由于氧化膜的挥发和涂层的“退化”导致涂层失效。
  • 企业经济与管理
  • 任一鑫, 孙正萍, 王兴存
    矿冶工程. 2012, 32(5): 119-123.
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    对矿井水的种类、水质进行了分析, 结合矿井水及其携带的能量特点, 设计规划了矿井水层级开发利用的方案, 为合理开发利用矿井水资源提供了理论依据与方法。