2013年, 第33卷, 第1期　
刊出日期：2013-02-25

  

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采矿
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  秩和比法耦合数值模拟优化采场结构参数研究

  周科平, 王星星, 高峰

  矿冶工程. 2013, 33(1): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.001

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  为了得到合理的采场结构参数, 在地应力测量的基础上, 利用FLAC^3D对内蒙古获各琦铜矿CuⅠ矿体采用的上向水平分层充填采矿法采场在不同结构参数下的稳定性进行了研究, 并分析了矿房围岩的应力与位移在不同结构参数(如矿柱宽、矿房宽、控顶高度)下的变化情况。结果显示: 开挖矿房两帮出现最大位移和最大拉应力, 顶板出现最大压应力。从安全角度出发, 采用秩和比法对正交设计的9种方案模拟结果进行优选, 从经济角度分析, 得出获各琦铜矿采场最佳尺寸组合为矿柱宽10 m, 矿房跨度10 m, 控顶高度7 m。
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  极限平衡分析的精确解法与国内外几种常用计算方法 的分析比较

  熊传治, 彭状, 李绍峰, 孟向学

  矿冶工程. 2013, 33(1): 5-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.002

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  在建立了任意型态的边坡面与滑动面普遍表达式后, 针对圆弧型滑动, 根据Mohr-Coulomb破坏准则, 推导出了沿滑动面上的正应力σ与剪应力τ的精确积分式(取名“精确解法”)。结合新疆蒙库铁矿实例, 比较了精确解法与国内外常用的几种方法(包括Ordinary(常规法)、Bishop、Janbu、Spencer、Morgenstern-Price、GLE(通用极限平衡法)), 并将精确解法的最小安全系数与包括精确解法在内的7种方法的最小安全系数取平均值相比较, 发现精确解法的最小安全系数与7种方法取平均值的最小安全系数比较接近。故此认为精确解法的结果可以在工程中放心使用。
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  进气方式对气力提升效率的影响规律研究

  胡东, 赵哲睿, 唐川林, 张凤华

  矿冶工程. 2013, 33(1): 9-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.003

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  为阐明进气方式增强气力提升作用的机理及过程, 以气力提升装置为研究对象, 研究了气孔分布方式对排沙量及提升效率的影响规律。结果表明: 相同浸入率下, 周向均布气孔方式较带中心孔的周向均布气孔方式排沙量和效率均上扬, 且各组对应差值均随气量值增加显著上升; 提升效率随气量值升高其变化关系大致呈M形, 即出现两峰值与之对应, 其中最高峰值所处位置与排沙量峰值对应点几近吻合; 任一进气方式下其无量纲实验散点近乎服从于同一分布函数, 并与理论模型吻合较好。研究成果为更好地理解和优化气力提升参数提供了重要的参考。
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  基于OO-Solid数据模型的复杂地质体分区协同三维建模

  翟建波, 周科平, 杨念哥, 高峰

  矿冶工程. 2013, 33(1): 14-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.004

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  为了解决复杂地质体建模困难、精确度低等问题, 综合考虑已有平面地质资料, 基于OO-Solid数据模型, 提出了改进的分区协同建模方法: 采用分区协同思想将复杂地质体交叉剖面线由三维体元概念转化为二维面元概念, 由复杂统一整体转化为简单分区区域个体, 最后通过分区区域面元的合并包容得到复杂地质体的三维体元模型。将该方法应用于云南个旧某锡矿山, 研究结果表明: 高效快速构建出的三维复杂地质体模型, 不仅揭示了该复杂地质体的成矿机理, 而且真实反映了地质体的赋存情况, 为矿山后续工作(矿体储量计算、矿体勘探、稳定性分析模拟等)提供了准确的基础资料。
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  基于数字图像处理的堆浸散体孔隙连通性分析

  杨保华, 吴爱祥, 刘金枝

  矿冶工程. 2013, 33(1): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.005

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  采用X光CT技术对微生物浸出前后堆浸散体的孔隙结构进行了扫描, 在数字图像处理的基础上提出了以孔隙拓扑率评价孔隙连通性的优劣, 分析了堆浸散体孔隙连通性的演化规律。研究结果表明: 浸出后堆浸散体孔隙连通性比浸出前大大降低, 同时从顶部至底部逐渐劣化。底部区域的横向孔隙连通性比浸出前同区域降低了64％, 比顶部区域降低了51％, 其纵向孔隙连通性比浸出前同区域降低了38％, 比顶部区域降低了42％。微生物浸出前后堆浸散体的连通性均存在明显的各向异性, 横向孔隙连通性高于纵向孔隙连通性。孔隙连通性的各向异性是导致散体介质渗流性能各向异性的重要因素之一。
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  包钢白云鄂博铁矿浆管线工程关键技术参数校核

  谭俊清, 沈翠良

  矿冶工程. 2013, 33(1): 22-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.006

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  介绍了包钢白云矿浆管线工程。对该管道输送关键技术参数进行了力学分析, 并经过现场水压试验和实际运行对关键技术参数进行了校核, 证实各关键技术参数设计值与实际接近, 能满足使用要求。
选矿
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  烷基多胺醚GE-609浮选含铁硅酸盐碧玉的研究

  葛英勇, 罗衡, 刘恒发, 余永富

  矿冶工程. 2013, 33(1): 26-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.007

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  以烷基多胺醚GE-609作为反浮选捕收剂, 对酒钢铁矿碧玉进行了浮选试验和机理研究。研究表明: GE-609对碧玉有较好的选择分离效果, 闭路试验获得了铁精矿产率82.53%、品位62.15%和回收率94.13%的良好指标。测试和溶液化学分析结果表明, 在4.6<pH<9时, 溶液中烷基多胺醚以二价阳离子RNH₄²⁺为主; 在中性pH值条件下, 碧玉表面都荷负电, 容易与RNH₄²⁺发生电性吸附, 而磁铁矿表面几乎不荷电, 从而实现碧玉和铁矿的分离。
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  凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践

  江皇义, 叶雪均, 罗升, 熊立

  矿冶工程. 2013, 33(1): 30-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.008

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  介绍了凡口铅锌矿选硫工艺革新的原因及高铁硫精矿的市场价值。通过实验室小型试验、半工业试验, 确定了新工艺流程。工艺改造后引进了XCF和KYF机械搅拌式充气型浮选机, 选硫系统的技术经济指标大幅提高, 可同时获取高硫精矿和低硫精矿, 创造了良好的经济效益。
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  变径水介质分选床回收废弃电路板中金属物质的 相关因素研究

  伍玲玲, 段晨龙, 吕科技, 陈常州

  矿冶工程. 2013, 33(1): 34-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.009

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  为了提高变径水介质分选床回收细粒级电路板颗粒的分选效率, 对破碎至-1.00 mm的电路板颗粒进行了分选研究, 建立了颗粒在流动水介质中的受力与运动学模型, 确定影响分选效果的两个因素为水流速度和床体倾角。研究了床体倾角和水流速度之间的相关性, 得出水流速度随床体倾角的变化率为Δv≤0.006 m³/h, 可忽略两者的相关性。同时, 通过单因素试验, 测得水流速度为6.7 m³/h、床体倾角接近35°时, 对-1.00 mm粒级物料分选效果最佳。
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  某页岩型钒矿中钒的赋存状态研究及选别指标预测

  惠博, 陈晓青, 徐莺

  矿冶工程. 2013, 33(1): 37-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.010

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  对某黑色页岩型钒矿进行了工艺矿物学研究, 基本查明了该类型钒矿中钒的赋存状态和分布规律, 结合载体矿物的物理化学性能, 分析了矿石工艺性质对选别工艺的影响, 同时预测了部分关键选别指标, 为开发利用该类型钒矿提供了依据, 指出了综合利用的方向。
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  某硫化铜金矿选矿试验研究

  李志辉, 刘有才, 刘洪萍, 朱忠泗

  矿冶工程. 2013, 33(1): 41-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.011

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  某硫化铜金矿原矿Cu和Au品位分别为3.27%和2.35 g/t, 针对铜的赋存状态及粒度嵌布特点, 进行了浮选工艺研究。确定了最佳试验条件为: 磨矿粒度为-0.074 mm粒级占70%, pH=8.5, 采用BY-309与B-5050组合作捕收剂, 用量分别为110 g/t和55 g/t, 一粗三精三扫闭路试验获得了含Cu 18.87%、Au 13.587 g/t的铜金混合精矿, 铜、金回收率分别达到了92.70%与89.53%, 实现了硫化铜金矿综合高效回收。
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  从钼铅硫化矿石中制备高品质钼精矿研究

  唐平宇, 田江涛, 葛敏, 郭秀平

  矿冶工程. 2013, 33(1): 45-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.012

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  针对某钼铅硫化矿石的性质特点, 进行了系统选冶试验研究, 采用“钼铅混合浮选-粗精矿再磨-钼铅分离”工艺, 可得到品位52.32%、回收率88.74%的钼精矿。在此基础上, 采用深度精选和化学浸出降杂工艺, 成功制备出品位为57.69%、回收率为58.63%的高品质钼精矿, 解决了钼铅分离和钼精矿降杂技术难题。
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  新疆某铁矿石选矿试验方案对比研究

  郭月琴, 靳建平, 吴天娇

  矿冶工程. 2013, 33(1): 49-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.013

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  对新疆某铁矿石进行了选矿试验方案对比研究。铁硫混选再分离流程、先选铁后选硫流程和先浮硫后选铁流程对比试验结果表明, 为确保铁精矿的质量和总铁回收率, 选择铁硫混选再分离流程, 即采用重选-磁选-重选-浮选闭路流程, 可获得含TFe 66.10%、S 0.28%、铁回收率79.45%的铁精矿和含S 46.14%、硫回收率67.01%的硫精矿。
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  贵州某金矿选矿试验研究

  陶建利, 周清波

  矿冶工程. 2013, 33(1): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.014

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  根据贵州某金矿的矿石特点, 对其进行了再磨工艺研究, 对比了粗精矿再磨、中矿再磨、粗选总尾矿再磨等工艺方案。试验结果表明, 在一段磨矿粒度-0.074 mm粒级占90.58%条件下, 中矿再磨再选后直接抛尾, 可得产率为16.78%、金品位25.54 g/t、金回收率86.80%的金精矿, 试验技术指标较好。试验结果可为矿山开发提供合理、可靠的选矿工艺技术依据。
冶金
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  润磨预处理对硫酸渣精矿球团性能的影响研究

  庹必阳, 王建丽, 聂光华, 李龙江, 杨勇

  矿冶工程. 2013, 33(1): 56-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.015

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  为了研究润磨对硫酸渣精矿球团性能的影响, 将配加1.7%膨润土, 15%H₂O和润磨6 min的硫酸渣精矿进行造球, 并对球团进行预热和焙烧实验研究。结果表明, 与未经润磨的硫酸渣精矿制备的球团相比较, 经润磨的精矿球团的预热温度降低150 ℃, 预热时间从12 min降低至6 min; 焙烧温度可降低75 ℃, 焙烧时间从15 min降低到8 min。在预热温度1 075 ℃, 预热时间12 min, 焙烧温度1 225 ℃, 焙烧时间13 min的优化条件下, 成品球团的抗压强度为4 726 N, 还原度指数达到87.56%, 还原膨胀指数为8.48%, 润磨精矿球团的冶金性能指标能满足高炉冶炼的要求。
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  原矿粒度对鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙烧同步脱磷 的影响研究

  郭倩, 孙体昌, 李永利, 翟栋, 张士元, 刘志国

  矿冶工程. 2013, 33(1): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.016

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  为探究不同粒度(-13 mm、-8 mm、-2 mm)的鄂西高磷鲕状赤铁矿直接还原焙焙烧同步脱磷效果, 进行了直接还原焙烧-磁选试验研究, 考察了焙烧时间、焙烧温度、还原剂用量以及脱磷剂用量对直接还原效果的影响。结果表明: 直接还原焙烧较大粒度的高磷鲕状赤铁矿是可行的, 随着粒度的增大, 铁的品位并没有下降, 但是回收率有所下降, 而且达到最佳条件所需的温度提高、焙烧时间延长、还原剂用量减少、脱磷剂A的用量增加、脱磷剂B的用量变化不大。-13 mm粒度原矿直接还原焙烧-磁选在最佳条件下可得到铁品位93.39%, 铁回收率83.58%, 磷含量0.094%的直接还原铁。
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  添加剂DN对石煤提钒焙烧效果的影响

  付利攀, 张一敏, 刘涛, 黄晶, 杨晓, 赵杰

  矿冶工程. 2013, 33(1): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.017

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  以江西某地石煤为试验原料进行焙烧添加剂试验研究, 分别考察用NaCl、Na₂CO₃、CaO及DN作焙烧添加剂对钒浸出率的影响, 结果表明, 以DN为添加剂时焙烧效果明显优于其他3种添加剂; 对加入DN后的最佳焙烧工艺参数进行了试验, 在DN配比为4%, 750 ℃下焙烧90 min时效果最佳, 用体积浓度为10%硫酸在95 ℃浸出2 h, 钒浸出率达82.17%。结合XRD和SEM检测, 对DN在焙烧过程中相关作用机理进行了探讨。
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  红土镍矿直接还原生产含镍粒铁脱硫试验研究

  毛瑞, 张建良, 黄冬华,庞清海, 焦克新

  矿冶工程. 2013, 33(1): 69-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.018

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  以红土镍矿为原料, 配加还原剂、熔剂和添加剂制成含碳球团, 在高温下进行还原和熔分, 制取含镍粒铁。对红土镍矿制取粒铁过程的脱硫机理进行了研究, 并结合试验分析了还原熔分温度、时间、石灰石添加量和MnO添加量对脱硫效果的影响。结果表明: 还原熔分温度、时间、石灰石添加量都能在一定程度上影响粒铁硫含量和脱硫率, 但效果不显著; MnO添加量对脱硫效果影响显著, 当MnO添加量从0增加至3%时, 粒铁的硫含量由0.13%降至0.06%, 脱硫率由51.4%增至77.6%, 脱硫效果明显提高, 且添加MnO对粒铁中Ni、Fe品位和Ni、Fe回收率影响较小。
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  铜电解液电积脱铜制备高纯阴极铜

  柯浪, 彭映林, 郑雅杰

  矿冶工程. 2013, 33(1): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.019

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  利用电积法制备高纯阴极铜, 研究了添加剂、电解液温度、电流密度以及Cu²⁺浓度对电积法脱铜制备高纯阴极铜质量的影响。当添加剂(骨胶: 明胶: 硫脲质量比为6∶4∶5)用量为40 mg/L, 电解液温度为55 ℃, 电流密度为200 A/m², 电解液中Cu²⁺浓度从48.78 g/L降至31.71 g/L时, 电积脱铜得到的阴极铜质量达到了高纯阴极铜标准(GB/T 467-1997); 其电流效率达到99.19%, 高纯阴极铜产率达到38.09%。电积脱铜制备高纯阴极铜不仅增加了阴极铜产量, 而且可大大减少电积时黑铜板和黑铜粉。
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  贵州省石煤型钒矿的工艺矿物学及钒的赋存状态研究

  余文轩, 梁冬云, 戴子林

  矿冶工程. 2013, 33(1): 79-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.020

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  利用多种检测方法, 研究了贵州省某钒矿成矿岩石中钒的矿物学特征, 在此基础上, 研究酸浸出钒工艺。结果表明, 钒在石煤中主要富集在云母类矿物中。赋存于钒云母和含碳钒云母中的钒占原矿总量的58.01%, 赋存于绢云母中钒占原矿总量的1.35%, 赋存于含钒褐铁矿中钒占原矿总钒量的3.28%。矿石中褐铁矿磁性相对较强, 而钒云母和含碳质钒云母也有磁性, 但磁性极弱, 直至磁场强度达到2 000 mT才基本上进入磁性产品, 可采用磁选预富集含钒矿物, 再进行化学选矿。
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  TJ-ZnGYF耐温耐压防腐胶泥的研究及 在锌加压浸出釜中的应用

  舒春桃

  矿冶工程. 2013, 33(1): 83-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.021

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  针对锌加压浸出压力釜中的砖板内衬长期在高温、高压、强氧化性(气相区氧分压高)、多酸(硫酸、盐酸和氢氟酸共存)的恶劣腐蚀环境下工作问题, 为了保护内衬, 采用试验室内压力釜进行生产条件模拟试验, 研究了砌筑砖板内衬的TJ-ZnGYF耐温耐压防腐胶泥在不同条件下的物理性能。经生产实践证明, TJ-ZnGYF胶泥各项性能满足锌加压浸出的特殊生产工艺条件。
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  硫酸渣直接还原焙烧提铁降硫影响因素研究

  孙昊, 孙体昌, 高恩霞, 许言, 郭倩

  矿冶工程. 2013, 33(1): 87-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.022

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  对硫酸渣直接还原过程中脱硫剂的种类与用量、焙烧温度、不同升温方式、焙烧时间等因素对焙烧过程的影响进行了研究。确定的最佳工艺条件为: 还原剂用量为30%, 脱硫剂SH用量为15%, 随炉升温, 焙烧温度为1 200 ℃, 焙烧时间为60 min。在此条件下可得到铁品位为90.13%、铁回收率为95.06%、硫含量为0.040%的还原铁。X射线衍射和扫描电镜分析结果表明, 硫酸渣中的硫与脱硫剂反应生成了硫化钙, 且焙烧温度的升高和随炉升温都有利于硫化钙的生成; 通过磨矿-磁选方法可将硫化钙与金属铁分离, 从而达到脱硫目标。
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  用乙酸-乙酸钠浸出及亚硫酸钠沉淀分离回收卡尔多炉渣中的铅

  吕建军, 肖连生, 张启修, 黄芍英, 胡磊, 曾之琪

  矿冶工程. 2013, 33(1): 92-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.023

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  采用乙酸-乙酸钠溶液浸出卡尔多炉渣中的铅, 用无水亚硫酸钠沉淀分离浸出液中的铅, 沉铅滤液脱硫(加氢氧化钡)后返回浸出工序, 研究了相关工艺参数对铝直收率及亚硫酸铅纯度的影响。结果表明: 在搅拌速度为300 r/min, 浸出温度为室温(25 ℃), 乙酸、乙酸钠浓度分别为1 mol/L和2 mol/L, 液固比5∶1, 浸出时间2 h时, 铅的浸出率可达到99.1%, 浸出液含铅78.3 g/L; 在搅拌速度200 r/min, 沉淀温度为室温(25 ℃), 无水亚硫酸钠过量系数1.25, 沉淀时间20 min时, 沉铅滤液余铅含量可降至4×10^-6, 亚硫酸铅纯度达到97.4%, 铅的直收率可达到98%以上; 沉铅滤液除硫酸根后, 补充乙酸、乙酸钠至摩尔浓度分别为1 mol/L和2 mol/L, 返回浸出工序, 按浸出的最优条件处理同样的卡尔多炉渣, 铅的浸出率可以达到98.1%, 实现了浸出剂的闭路循环。
材料
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  多相氧化还原法制备钴酸锂的烧结和电化学性能的研究

  习小明, 廖达前

  矿冶工程. 2013, 33(1): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.024

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  研究了多相氧化还原法制备钴酸锂的烧结、烧结产物的物理和电化学性能, 确定了多相氧化还原法合成的钴酸锂的烧结制度: 升温速度165 ℃/h、烧结温度850 ℃、恒温时间5 h。此条件下所得产物的电化学性能优异, 其初始放电容量大于150 mAh/g, 在前8个循环中, 平均每个循环的衰减率仅为0.04%。
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  夹杂物尺寸对汽车车轮用钢疲劳寿命的影响

  赵凤晓, 李会, 许晓嫦, 李良, 徐浩浩

  矿冶工程. 2013, 33(1): 101-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.025

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  采用MTS858电液伺服疲劳实验机研究了高强度车轮用钢的疲劳寿命, 并用Quanta 600环境扫描电子显微镜对疲劳断口形貌进行了观察。通过对实验数据分析, 计算得出了夹杂物的临界尺寸, 并根据正态分布理论对车轮钢的疲劳寿命进行了预测。研究结果表明, 疲劳裂纹均是从内部或者亚表面的夹杂物处萌生; 能谱分析表明: 夹杂物的成分主要是钙铝的氧化物, 测量所得裂纹源处夹杂物尺寸大部分超过了临界尺寸。
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  时效及变质处理下高锰钢析出相的演变行为和性能

  李良, 雷勇, 许晓嫦, 张奇

  矿冶工程. 2013, 33(1): 106-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.026

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  采用金相、SEM和EDS分析方法, 研究了时效及变质处理后高锰钢的析出相演变行为及性能。研究表明: 随着时效温度的升高, 析出相由粒状转变为针状, 在580 ℃时效1 h时, 组织上出现了珠光体转变。时效时间延长到2 h后, 460 ℃时效粒状析出相转变为针状, 并且也发生了珠光体转变。520 ℃和580 ℃时效2 h和时效1 h的组织相同。通过EDS研究表明, 粒状析出相为亚稳相, 针状析出相为稳定相。520 ℃时效1 h时, 冲击断口有大量韧窝, 磨损量最少, 磨损形貌基本没有剥落。
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  CNTs/Al复合材料界面反应的实验研究

  乐刚, 蔡晓兰, 王开军, 王晓飞, 孙鸿鹏, 陈亚光

  矿冶工程. 2013, 33(1): 109-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.01.027

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  采用机械球磨法制备了CNTs/Al复合材料, 利用拉曼光谱和XRD对过程的相结构和组成进行了分析。结果显示, 球磨过后的Al-CNTs复合粉末中没有Al₄C₃生成, 经压制烧结后界面有Al₄C₃生成, 而直接粉末冶金法制得的CNTs/Al材料没有Al₄C₃生成。应用热力学和动力学方法分析讨论了界面反应及产物形成过程。实验表明: 机械球磨促进了界面反应, 控制适当的球磨时间, 可以减少对Al-CNTs复合粉末的破坏。