2013年, 第33卷, 第4期　
刊出日期：2013-08-25

  

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采矿
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  变粒岩破裂全过程声发射时频特性试验研究

  吴贤振, 刘建伟, 李金平, 刘祥鑫, 张艳博

  矿冶工程. 2013, 33(4): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.001

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  通过变粒岩单轴压缩下声发射试验, 采集了应力-应变曲线与声发射数据。联合应力曲线, 总结了声发射积累计数和积累能量的演化特征。利用Welch谱估计法与小波能谱系数法分别对试件声发射信号功率谱密度及能量分布特征进行了分析。研究表明, 声发射积累能量比振铃积累计数能更好地预测岩石破坏; 在试件破坏前或产生较大裂纹时, 声发射信号峰值频率会有所下降, 其能量集中频段也在扩大; 在[78 kHz, 156 kHz]频段能谱系数持续增大且其值超过50%的声发射信号出现频繁的现象, 可作为试件破坏失稳的前兆信息。结合岩石声发射信号时频特性, 可为预测岩体破坏提供一种新思路。
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  三山岛金矿软破介质下残柱开采的稳定性分析

  刘志义, 赵国彦, 周韬, 王泽伟, 彭康

  矿冶工程. 2013, 33(4): 5-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.002

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  为确保三山岛金矿顶底残柱安全高效回采, 采用理论力学与数值模拟对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立了理论力学模型, 应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载, 采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析, 得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数, 进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析, 得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度, 以及不同跨度的进路顶板冒落规模, 从而得到采场进路宽和高分别为1.5 m和1.6 m。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于三山岛金矿残柱的开采中, 并对采场沿脉巷道进行位移监测, 能确保试验采场安全生产。
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  基于Visual Modflow的矿山地下水流场分析及预测

  杨彪, 罗周全, 王益伟, 谢乘煜

  矿冶工程. 2013, 33(4): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.003

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  针对中金岭南凡口铅锌矿地下水害防治帷幕注浆工程实际, 根据矿区的水文地质调查数据, 在Visual Modflow中建立了该矿的地下水数值模拟模型。运用该模型分析该矿山地下水流场, 从而揭示了矿区的地下水动态特征。在此基础上, 模拟预测帷幕建立后的地下水流场, 对比帷幕建立前后矿区地下水位的变化, 分析了帷幕对矿区水文地质的影响, 并评价帷幕注浆工程堵水的效果。这可为有效防治凡口铅锌矿地下水害、保证井下作业安全提供技术支持。
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  基于颗粒流模拟的硬岩CWFS模型等效塑性参数优化研究

  冀东, 苗胜军, 任奋华, 杨志军, 彭超

  矿冶工程. 2013, 33(4): 16-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.004

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  针对目前粘结强度弱化-摩擦强度强化(CWFS)本构模型中两个关键参数ε^p_c 和ε^p_f 的确定问题, 以杏山铁矿-45 m水平采场区域为例, 基于颗粒流理论, 建立了片麻岩颗粒非均质几何模型, 对片麻岩的三轴压缩试验进行模拟; 结合AE声发射与PFC内置Crack数量记录程序的监测结果, 对PFC模拟和室内试验的应力-应变曲线规律进行了深入分析, 揭示了片麻岩破裂过程中的细观力学特性与强度参数的劣化规律。最后, 借助FLAC^2D有限差分软件, 对ε^p_c 和ε^p_f 的取值进行了优化和验证, 确定优化后的ε^p_c 和ε^p_f 取值分别为0.015和0.037。经参数优化后的CWFS模型模拟的岩石单轴压缩应力-应变曲线与室内刚性试验曲线比较吻合。研究成果对CWFS模型今后工程应用的推广有一定的参考价值。
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  基于模糊控制的井下自主铲运机的安全导航

  李晓梅, 贾明涛, 李宁, 陈忠强

  矿冶工程. 2013, 33(4): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.005

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  针对井下自主铲运机导航中的安全问题, 研究了基于模糊控制的安全导航方法。以反应式导航为基本原理, 采用模糊逻辑法, 利用基于拓扑地图的结点追踪方法和基于导航线的识别及障碍物的定位技术, 实现了井下自主铲运机的安全导航。研究结果可为铲运机提供一种安全实用的导航手段, 有效提高铲运机导航的工作效率, 提高了井下作业的安全性。
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  蒙库铁矿露天采场岩石边坡破坏模式分析

  彭状

  矿冶工程. 2013, 33(4): 27-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.006

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  根据蒙库铁矿露天采场矿山地质资料以及岩体结构特征, 采用赤平极射投影方法对该铁矿露天采场岩石边坡可能的边坡破坏模式进行了综合分析。结果表明, 蒙库铁矿露天采场岩石边坡主要破坏模式有圆弧形破坏、楔形破坏、倾倒破坏、崩塌和溃屈等, 其中楔形破坏、倾倒破坏、崩塌和溃屈均为台阶的局部破坏, 对于整个露天采场的高陡边坡而言, 圆弧形破坏应为其主要破坏模式。
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  基于可靠度理论的钢筋混凝土假顶强度确定 与配筋设计研究

  范文录, 李夕兵, 周子龙

  矿冶工程. 2013, 33(4): 30-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.007

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  根据贵州开磷集团用沙坝矿中厚破碎矿体条件, 采用钢筋混凝土人工假顶下向分段充填法开采方法, 在上分段设计施工钢筋混凝土人工顶板, 使用可靠度理论分析了各参数对假顶强度的影响程度, 探讨出人工假顶可靠概率下的合理取值, 得出钢筋混凝土顶板可靠概率为90%时的假顶承载强度, 以及该强度下的假顶厚度值以及合理配筋值。基于可靠度理论的假顶强度确定方法与配筋设计结果表明, 采场跨度对假顶强度影响最大, 在大跨度、高载荷下假顶承载强度满足需求, 矿山效益及回采安全性得到提高。
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  泥石流危险度评价的距离判别模型及应用

  刘磊磊, 张绍和, 王晓密

  矿冶工程. 2013, 33(4): 36-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.008

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  根据距离判别分析法原理, 建立了距离判别模型对泥石流危险度进行评价。综合已有的文献资料, 选择20条典型的泥石流沟作为距离判别分析的训练样本, 以影响泥石流形成的地形、地质、水文气象以及人类活动等10个主要因素为评价指标, 并对样本指标数据进行了归一化处理, 同时采用基于离差平方和最大的最优组合赋权方法对样本评价指标数据进行优化改善, 消除了主观的随意性和客观的奇异性, 使得样本指标数据更加科学合理。最后建立了泥石流危险度评价的线性判别函数, 并采用误差率回代估计法进行检验, 检验结果表明该模型判别能力强。将该模型应用于工程实例中, 对云贵高原地区6条泥石流沟危险度进行评价, 研究结果表明: 这6条泥石流沟危险度与实际相吻合, 并且与其它文献中提供的方法评价结果完全一致。
选矿
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  提高某深部铜矿回收率的工艺研究

  蒋昊, 俞亚文, 刘国蓉, 黄凯, 谢珍

  矿冶工程. 2013, 33(4): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.009

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  某铜铁矿深部矿石性质及组成发生了较大变化, 导致在现有工艺流程下铜回收率呈波动下降, 为解决这一问题, 进行了工艺矿物学研究和矿石可选性研究。结果表明: 阶段磨矿与中矿再磨都可以很好的提高铜矿石回收率, 且效果相当。粗磨粒度为-0.074 mm粒级占69.68%, 以MB与MOS-2为混合捕收剂, 采用中矿集中再磨至-0.074 mm粒级占88%左右返回浮选流程, 可获得含铜20.89%、金10.58 g/t、银78.84 g/t的铜精矿, 铜回收率为94.97%。
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  锡石多金属硫化矿沉降特性试验研究

  封金鹏, 冯霞, 马少健, 莫伟, 杨金林, 苏秀娟, 张敏

  矿冶工程. 2013, 33(4): 46-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.010

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  针对锡石多金属硫化矿磨矿过程中出现的锡石“过磨”问题, 从研究锡石多金属硫化矿沉降特性入手, 考察了沉降时间、沉降高度和矿浆浓度对沉砂产率的影响, 获得不同粒级磨矿产品沉降规律, 为提高分级效率和降低锡石“过磨”提供理论指导。
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  某难选褐铁矿直接还原焙烧-磁选工艺研究

  高照国, 曹耀华, 刘红召, 王威

  矿冶工程. 2013, 33(4): 49-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.011

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  对某难选褐铁矿进行了直接还原焙烧-磁选工艺研究。进行了焙烧温度、焙烧时间以及还原剂添加量的条件试验, 以及焙烧样品的多种磁选流程对比试验。在原料粒度-2 mm, 焙烧温度1150 ℃, CaCO₃用量为矿量的15%, 煤添加量为矿量的25%, 盖煤量为球团质量的33%, 保温时间2 h, 一段磨矿粒度为-0.045 mm粒级占97%, 一次粗选场强79 kA/m、两次精选场强45 kA/m时, 矿物焙烧金属化率95.24%, 铁精矿品位80.61%, 回收率88.58%。
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  起泡剂对硫化矿浮选的影响

  谷艳玲, 冯其明, 欧乐明

  矿冶工程. 2013, 33(4): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.012

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  研究了起泡剂MIBC、BK201、松醇油及2-乙基己醇对石英及黄铁矿单矿物浮选行为的影响, 并进行了实际矿石浮选试验。单矿物试验结果表明: 石英通过泡沫夹带进入浮选精矿, 而黄铁矿通过疏水上浮和泡沫夹带的双重作用进入浮选精矿。不同起泡剂作用下, 精矿中泡沫水回收率越高, 石英和黄铁矿的浮选回收率越高, 不同起泡剂对石英和黄铁矿具有不同的夹带效果, 使石英和黄铁矿浮选回收率最高的起泡剂分别为BK201和MIBC。实际矿石浮选试验表明: 浮选产率、精矿品位及回收率与泡沫水回收率密切相关, 泡沫水回收率增大, 精矿产率增大, 而品位降低。选择合适的起泡剂能够增加硫化矿物的回收率并降低石英的回收率, 获得较好的浮选分离效果。
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  钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响研究

  卯松, 何晓太, 张覃

  矿冶工程. 2013, 33(4): 56-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.013

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  以白云石-胶磷矿体系为研究对象, 在无机阴离子存在的条件下, 研究了钙离子对胶磷矿和白云石浮选行为的影响。试验结果表明: F^-存在的条件下, Ca²⁺对两种矿物的可浮性影响并不大; 而CO₃^2-存在的条件下, 在强碱性环境中, Ca²⁺的加入使两种矿物的可浮性趋于一致。同时, 在Ca²⁺体系中, 当pH≈7时, SO₄^2-对胶磷矿的抑制效果较好; 在pH=5~7时, PO₄^3-对两种矿物有明显的选择性抑制作用。F^-和CO₃^2-混合体系中, Ca²⁺对两种矿物的浮选均有一定的活化作用, Ca²⁺对胶磷矿的活化作用要优于白云石。
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  新型捕收剂的合成及其对攀西钛铁矿的浮选性能

  田建利, 肖国光, 黄光耀, 曹玉川, 杨国超

  矿冶工程. 2013, 33(4): 59-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.014

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  以脂肪酸、醇胺有机物以及有机酸酐等为原料, 经酰胺化、酯化和磺化合成了一类共3种新型捕收剂。通过单矿物和人工混合矿浮选试验研究了其浮选性能。结果表明, 当3种捕收剂用量大于60 mg/L时, 在较广泛的pH范围内对钛铁矿的回收率均超过80%, 对钛辉石的回收率只有20%左右; 对于品位为20.54%的人工混合矿, 在不添加任何抑制剂的条件下一次粗选精矿品位为40%。通过红外光谱分析和动电位测试手段研究了新型捕收剂在钛铁矿和钛辉石表面的作用机理。捕收剂在钛铁矿表面既有物理吸附也有化学吸附, 以化学吸附为主; 而捕收剂在钛辉石表面的吸附较弱, 从而可以实现钛铁矿和钛辉石的有效分离。
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  云南某铜矿低碱条件下选矿工艺流程研究

  简胜, 张晶, 乔吉波, 王少东

  矿冶工程. 2013, 33(4): 63-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.015

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  在对云南某铜矿进行系统浮选试验的基础上, 比较了铜硫混选-铜硫分离、直接浮选不分离两种不同的选矿工艺。研究结果表明, 采用直接浮选不分离工艺, 经一次粗选、两次扫选、粗精矿再磨四次精选, 可以获得含铜21.00%、回收率87.73%的铜精矿。浮选尾矿再用磁选回收铁, 可以获得铁品位55.89%、铁回收率21.59%的铁精矿。
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  云南某富银硫化铅锌矿中伴生银的综合回收研究

  王成行, 叶富兴, 童雄, 宋宝旭

  矿冶工程. 2013, 33(4): 67-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.016

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  根据云南某富银铅锌多金属硫化矿的矿石性质特点, 进行了铅锌优先浮选试验研究。结果表明, 在原矿含铅2.56%、含锌1.08%、含银130 g/t的情况下, 可获得铅精矿含铅71.13%、铅回收率为88.45%, 锌精矿含锌50.10%、锌回收率为83.80%的试验指标。与此同时, 银矿物在铅精矿中得到较好富集, 铅精矿含银3384.10 g/t、银回收率为87.25%。
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  某低品位褐铁矿的选矿工艺研究

  刘兴华, 罗良飞, 刘卫, 陈雯

  矿冶工程. 2013, 33(4): 70-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.017

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  对云南某褐铁矿进行了强磁-阳离子反浮选和焙烧-弱磁选两种工艺的详细对比试验研究, 结果表明, 采用强磁-阳离子反浮选工艺可以获得TFe品位50.97%、回收率68.50%的铁精矿; 而采用焙烧-弱磁选工艺可以得到精矿TFe品位60.36%、回收率89.71%的良好技术指标, 尾矿TFe品位仅为4.42%。磁化焙烧-弱磁选工艺是选别该类型褐铁矿的有效方法。
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  某碳泥质硫铁矿矿石性质研究与选矿工艺探索

  胡开文,孙伟, 曹学峰

  矿冶工程. 2013, 33(4): 74-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.018

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  对贵州某碳泥质硫铁矿进行了工艺矿物学研究, 并对其选矿工艺进行了探索。研究结果表明, 该矿石中黄铁矿粒度分布极不均匀, 且存在磁黄铁矿, 部分黄铁矿氧化现象严重。该矿的选别难点在于细粒黄铁矿的回收和富集。由分析确定先重选(摇床)后浮选的工艺, 并优化开路试验流程。其中重选得到的精矿产品S品位为28.96%, 回收率为72.19%。重选精矿优化浮选后的精矿产品中 S品位为42.76%, 综合回收率为43.50%。重选尾矿优化浮选后的精矿产品S品位为19.59%, 综合回收率10.04%。结果表明, 先重选后浮选的工艺适合该矿的分离, 能够取得良好的效果。
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  CRIMM永磁高梯度磁选机磁系改进研究

  程常松, 周岳远, 李小静

  矿冶工程. 2013, 33(4): 78-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.019

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  运用ANSYS软件对CRIMM型双箱往复式永磁高梯度磁选机的永磁磁系进行了分析, 提出了改进方案。将磁块厚度增至7 cm, 铁轭厚改为8 cm, 可将背景磁感应强度提高到0.9 T以上。
冶金
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  微波场焙烧铝土矿的溶出性能研究

  黄芳, 刘学, 赵平源, 陈义

  矿冶工程. 2013, 33(4): 81-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.020

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  考察了微波场焙烧后贵州铝土矿的溶出性能, 得到了最佳溶出条件: 温度为200 ℃, 时间45 min, 碱液浓度为210 g/L。微波焙烧矿与原矿相比较, 溶出温度降低了60 ℃, 溶出时间缩短了15 min, 苛碱浓度降低了20 g/L, 溶出率也得到了较大程度提高。
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  机械活化石墨-Fe₂O₃体系碳热还原反应的热力学分析

  布林朝克, 郭婷, 张邦文, 张奇伟

  矿冶工程. 2013, 33(4): 84-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.021

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  为揭示石墨的机械活化对石墨-Fe₂O₃体系碳热还原反应热力学的影响机理, 以机械力储能作为活化程度的量度, 探讨了石墨的储能对气化反应热力学、Fe₂O₃碳热还原反应热力学的影响。结果表明, 随着储能的增加, 石墨气化反应的平衡CO压力分数增大, 从而影响石墨-Fe₂O₃体系的碳热还原热力学, 具体为: 石墨储能导致铁氧化物的碳热还原温度降低, 使Fe₂O₃的各还原产物的热力学稳定区此消彼长。以临界储能19.05 kJ/mol为界限, 石墨-Fe₂O₃体系中Fe₂O₃的碳热还原遵循两种不同顺序: 储能低于19.05 kJ/mol时: Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe; 储能高于19.05 kJ/mol时: Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fe。
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  某锰银矿富银浸出渣的硫脲浸出研究

  徐本军, 丁先胜, 黄彩娟

  矿冶工程. 2013, 33(4): 88-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.022

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  对云南某锰银矿采用生物质还原剂-硫酸介质下预处理, 得到的富银渣采用硫脲法进行银的富集试验研究。得出最佳试验条件为: 矿样的粒度为-0.074 mm粒级占75%左右, 浸出pH值为1.5, 硫脲用量10 kg/t, 浸出温度35 ℃, 浸出时间3 h, 浸出液固比4∶1。在最佳试验条件下银的回收率达到78%以上。硫脲法具有选择性好、无毒性等优点。
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  内配碳固态还原钒钛磁铁矿试验研究

  汪云华

  矿冶工程. 2013, 33(4): 91-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.023

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  对内配碳-电炉固态还原-球磨-强磁选-尾矿酸化氧化浸出五氧化二钒工艺进行了研究, 讨论了不同的还原剂以及还原剂用量、还原温度、还原时间等因素对固态还原钒钛磁铁矿的影响。研究结果表明, 最佳的工艺参数为: 有机粘结剂用量为2%、无烟煤还原剂用量为矿量的30%、还原时间60 min、还原反应温度1200 ℃、磁选场强0.12 T、磁选尾渣浸出硫酸浓度为25%、液固比4∶1、氯酸钠氧化剂用量为尾矿质量的5%、浸出温度为常温、浸出时间180 min。此条件下, 磁选铁精矿经800 ℃氢还原30 min后, 所得铁粉金属铁品位大于96%, 达到化工铁粉质量要求。磁选尾渣经氧化浸出后, 溶液中五氧化二钒的浸出率大于76%, 浸出渣即钛精矿品位大于37%。
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  鞍钢高炉入炉天然块矿的性能研究

  刘杰, 周明顺, 翟立委, 张辉, 徐礼兵

  矿冶工程. 2013, 33(4): 94-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.024

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  研究了鞍钢常用的几种天然块矿的冶金性能、微观结构以及结晶水较高块矿的热分解特性, 并介绍了PB块在高炉的实际应用情况。结果表明, 块矿无论在爆裂指数、还原性方面都能满足鞍钢高炉的需求; PB块的热分解速度快于纽曼块, 反应区间更窄, 单位质量的吸热量远小于纽曼块, 有利于降低高炉焦比。在鞍钢高炉炉料中添加16%比例的块矿可以提高高炉的技术经济指标。
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  低品位氧化钼钨精矿高温高压碱浸工艺工业生产实践

  冯慧君, 王洪杰, 刘小明

  矿冶工程. 2013, 33(4): 98-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.025

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  内蒙古某钼钨多金属矿主要以氧化钼为主, 伴生金和白钨, 矿石性质复杂, 浮选出的氧化钼钨精矿品位低(MoO₃ 3％～5.5%, WO₃≤1.5%), 为了实现低品位氧化钼钨精矿综合利用, 采用高温高压碱浸对低品位氧化钼钨精矿进行处理, 利用氯化钙直接沉淀钼钨, 得到钨钼酸钙精矿, 实验确定了最佳工艺方案和技术条件, 经中试和工业生产实践获得了成功。生产结果表明: 当纯碱加入量为矿样钼含量的2.3倍, 温度175 ℃, 液固比2∶1, 浸出时间90 min, 钼钨的浸出率可达到99%; 当氯化钙加入量为矿样钼含量的2.0倍、沉淀温度70 ℃、沉淀时间30 min, 生产出的钼钨酸钙平均品位为钼35.48%、钨7%, 钼回收率96.17%, 较好的解决了该多金属矿综合回收利用的技术难题。
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  柚子皮还原浸出低品位软锰矿工艺研究

  钟琼

  矿冶工程. 2013, 33(4): 101-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.026

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  以低品位软锰矿为原料, 采用柚子皮作为还原剂, 以硫酸为介质, 研究了锰的浸出效果。通过正交实验考察了反应温度、反应时间、柚子皮投加量、软锰矿颗粒大小、硫酸浓度等因素对锰浸出的影响, 实验结果表明: 对锰浸出率影响最大的是柚子皮的投加量。最佳锰浸出条件为: 浸出温度为70 ℃, 软锰矿(几何平均粒径57～150 μm)投加量为100 g/L, 柚子皮投加量为40 g/L, 在12%(v/v)的稀H₂SO₄溶液中, 以200 r/min的转速在恒温水浴磁力搅拌器中反应90 min。在此条件下, 锰浸出率达92%以上, 浸出效果较好。
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  陕西某石煤钒矿酸浸液中钒与铁的分离研究

  黄云生, 吴海鹰, 戴子林, 危青, 李桂英

  矿冶工程. 2013, 33(4): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.027

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  以陕西某石煤酸浸含钒上清液为原料, 先用石灰乳中和、硫代硫酸钠还原预处理, 采用P204+TBP+磺化煤油萃取体系萃取富集、纯化五氧化二钒浸出液; 采用不同酸度硫酸作反萃剂, 对负载有机相反萃取, 进行钒、铁分离。结果表明: 浸出液经石灰乳中和, 硫代硫酸钠还原, 控制溶液pH=2.5, 溶液电位为-200 mV, 当A/O=2, 经6级逆流萃取, 钒的萃取率达99%以上, 而铁萃取率仅为11%; 反萃剂酸度控制在1.0～1.25 mol/L, O/A=18, 经5级逆流反萃取, 钒的反萃取率可达99%以上, 铁的反萃取率仅为9%。反萃取水相中V₂O₅浓度为75.3 g/L, Fe浓度为1.2 g/L, 反萃水相中钒铁质量比为62.8, 钒铁分离效果较好, 满足后续提钒要求。
材料
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  搅拌摩擦加工制备颗粒增强镁基复合材料

  姚立群, 张至柔, 冯文彬, 肖振宇, 杨续跃

  矿冶工程. 2013, 33(4): 108-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.028

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  利用摩擦搅拌加工技术, 对AZ31镁合金进行表面组织细化、表面复合化。通过金相显微镜和扫描电镜观察研究搅拌摩擦加工后的加工显微组织及退火显微组织, 并测试加工区的硬度, 发现摩擦搅拌区晶粒明显细化, 晶粒尺寸可降至几微米, 且复合化表面即使高温长时间退火, 组织依然稳定; 摩擦搅拌加工制备复合材料, 分别添加纳米Si₃N₄粒子和SiO₂粒子复合于AZ31镁合金表面, 纳米粒子均匀分布于合金表面, 与未添加任何粒子的样品相比, 晶粒细化效果明显提高, 且由于复合粒子在基体中产生大量新界面, 抑制了晶界迁移, 使搅拌摩擦加工后的组织具有很高的热稳定性。
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  酸化辅助Hummers法制备高性能石墨烯

  雷芸, 李容, 陈菲菲

  矿冶工程. 2013, 33(4): 112-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.029

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  以天然鳞片石墨为原料, 采用Hummers法制备氧化石墨, 制得的氧化石墨经超声波振荡得到氧化石墨烯, 在还原剂水合肼作用下加热回流制得石墨烯纳米材料。采用X射线衍射仪与拉曼光谱对天然石墨、氧化石墨和石墨烯进行表征, 透射电子显微镜观察石墨烯样品形貌, 并使用三电极体系进行循环伏安法测试, 分析石墨烯材料的电化学性能, 结果表明, 石墨烯为褶皱状薄层结构, 衍射峰宽化且强度较弱, 完整度介于石墨和氧化石墨之间, 堆垛取向为无序的石墨结构。石墨烯的双电层电流远大于XC-72导电炭黑的双电层电流, 相对于XC-72, 石墨烯具有更高的电化学活性面积。
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  改性A-TiO₂紫外光催化降解碱性品红

  张一兵, 肖朵朵

  矿冶工程. 2013, 33(4): 116-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.030

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  以TiOSO₄为原料, 用水热法制备了掺铁TiO₂晶体粉末, 用XRD测定了样品的晶型, 研究了以自制的催化剂对碱性品红溶液的光催化降解行为。实验结果表明: 自制的掺铁TiO₂为锐钛矿型TiO₂(即A-TiO₂); 光催化降解碱性品红溶液的优化条件是: 2 mg/L的碱性品红溶液、掺铁量5%(摩尔分数)、A-TiO₂粉末加入量1.2 g/L, 室温搅拌下紫外(λ=365 nm)光照降解反应3 h, 此条件下碱性品红溶液降解率达到88.59%。
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  溶胶-浇铸与浸析法制备多孔HA基复合材料及其性能研究

  李敏, 张厚安, 邹灿, 聂小武

  矿冶工程. 2013, 33(4): 119-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.031

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  采用溶胶-浇铸与浸析法, 将PLGA溶胶填充于经高温烧结所获得的多孔HA/TiO₂基体陶瓷材料后去除造孔粒子, 成功制备出HA/TiO₂/PLGA多孔陶瓷复合材料。研究表明: 复合材料具有多孔结构, 存在200~800 μm的大孔和约50~200 μm的贯通气孔; 复合材料的孔隙率随NaCl含量的增加而增加; 随着NaCl含量的增加, 复合材料的压缩强度由4.03 MPa上升到4.83 MPa后, 再降至4.05 MPa; 溶胶粘度大于25 mPa·s时, PLGA填充微小孔隙的量减少, 由于HA/TiO₂基体陶瓷材料表层的TiO₂出现微小的水化, 导致复合材料脆性增加; 复合材料的降解量随着PLGA含量增大而增大; 随着降解时间的延长, 复合材料表面磷灰石增多, 表现出一定的生物活性, 并且力学性能接近人体松质骨, 有望成为骨替换材料。
企业经济与管理
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  煤炭矿区能源集成利用方式研究

  任一鑫, 曾宪迪, 张士强

  矿冶工程. 2013, 33(4): 123-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2013.04.032

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  针对矿区能源孤立开发与利用、综合利用程度低、共享程度低的问题, 结合矿区能源实际情况, 利用集成理论对矿区能源集成利用方式进行了研究。在探究矿区能源关系和能耗特点的基础上, 创建了以错时、互补、顺序利用等为主体的矿区能源集成利用方式。该研究为解决矿区能源孤立开发与利用、废弃能源与再生能源利用率低等问题提供了新思路, 为能源的优化配置提供了新的分析方法。