2014年, 第34卷, 第3期　
刊出日期：2014-06-25

  

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采矿
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  粘弹性岩石凿力-凿深特性和能量传递研究

  王建华, 甘海仁

  矿冶工程. 2014, 34(3): 1-3. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.001

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  针对冲击钻进过程中粘弹性岩石力-凿深特性和能量传递问题进行了研究, 得出了杆体活塞模型情况下的冲击凿深函数和力-凿深曲线, 进一步分析了其能量传递过程和效率。结果表明, 弹粘性岩石的力-凿深曲线受速度阻尼的影响, 随着粘度增大, 其初始力从0点逐渐抬高, 最大凿深u_max逐渐变小; 由于岩石粘性耗能的原因, 传递到岩石中的总能量E_R加大, 最大凿深减少, 凿入效率降低。
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  寒区尾矿力学特性的环境响应试验

  艾凯明, 周科平, 胡建华, 李杰林, 刘福萍

  矿冶工程. 2014, 34(3): 4-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.002

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  通过室内冻融循环后的直剪试验, 研究了不同次数冻融循环对寒区干堆尾矿物理力学特性的影响。在相同冻融循环条件下, 分别设置了开放和密封的试验环境以研究试样在不同冻融循环次数后的表面龟裂、含水率、抗剪强度、粘聚力和内摩擦角的环境响应。运用数学拟合函数获取了干堆尾矿力学特性对环境的响应关系。试验结果表明: 开放组试样表面在经历6次冻融循环后开始出现龟裂, 而密封组试样表面无明显变化; 开放组和密封组试样的含水率分别在12次和9次冻融循环后趋于稳定; 随着冻融循环次数的增加, 开放组试样的抗剪强度、粘聚力和内摩擦角均增大, 而密封组试样的抗剪强度、粘聚力和内摩擦角均减小。
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  极破碎中厚矿体开采方法及稳定性分析

  刘爱华, 徐欣, 尚雪义

  矿冶工程. 2014, 34(3): 9-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.003

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  根据极破碎中厚矿体开采中下向进路承载层受力特点, 将其简化为受均布载荷及自重应力的简支“梁”模型, 求出承载层最大拉应力σ_tmax的表达式, 并以最大拉应力强度理论作为承载层的破坏判据, 由此得出下向进路不同承载层厚度与安全系数的关系曲线。当进度高度为3.4 m, 进路宽度为3.0 m时, 安全系数法分析表明人工假顶厚度1.4 m为最优。利用二维有限元分析矿山原有的1.0 m厚人工假顶与安全系数法得出的1.4 m厚人工假顶进路的稳定性, 结果表明下向进路回采时, 影响进路稳定性的主要因素是充填体的力学特性, 顶板沉降位移统计表明, 采用1.4 m厚人工假顶的进路顶板稳定, 与安全系数法分析结果一致。
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  不完全变形监测数据处理与优化研究

  肖庭, 贺跃光, 姬方

  矿冶工程. 2014, 34(3): 13-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.004

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  针对指数平滑法和EM算法来预测不完全变形监测数据的潜在值, 分析了两种方法的局限性, 提出了指数平滑法动态选择衰减因子的改进方法和EM算法与切比雪夫多项式组合分析方法, 对比分析结果表明, 采用两种优化方法来生成缺失数据的潜在值均能满足精度要求, 且优化指数平滑法在沉降监测预报的效果更佳。
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  循环荷载作用下岩溶路基土的动力特性试验研究

  王良川

  矿冶工程. 2014, 34(3): 16-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.005

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  在现场调查的基础上, 针对高铁通过岩溶区域典型土样, 开展了模拟高铁循环荷载作用下的动三轴试验, 研究了高速列车运行荷载作用下岩溶路基土的动力特性。结果表明, 振动前期土体动应变随着振动次数的增加几乎呈线性增大, 振动后期动应变呈非线性增加, 应变增量逐渐减小, 并最终趋于稳定。随着振动次数的增加, 土体中孔隙水压力逐渐增大, 但总体增加幅值不大; 土体破坏后, 即使振动次数继续增加孔隙水压力也不再增大。因此, 在岩溶地区进行高铁工程建设, 一定要分析不同设计时速产生的高速循环荷载对路基稳定性的影响, 采取有效防治措施, 确保工程建成后列车的正常运营和行车安全。
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  矿用尾砂固结粉在铁矿山全尾砂现场充填试验研究

  张光存, 杨志强, 高谦, 薛改利, 尹升华

  矿冶工程. 2014, 34(3): 19-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.006

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  为了分析和评价新型充填胶凝材料尾砂固结粉(简称矿尾粉)替代水泥用于铁矿全尾砂胶结充填法采矿的可行性与性价比, 开展了矿尾粉的现场试验, 测试了不同配比和浓度条件下的矿尾粉全尾砂充填体的单轴抗压强度, 并与水泥和胶固粉胶凝材料进行了对比分析。结果表明: 矿尾粉胶凝材料强度高、成本低、性价比高, 替代水泥用于铁矿充填法采矿, 不仅能大大降低充填采矿成本, 而且还能实现铁矿全尾砂充填, 为贫铁矿床的充填法采矿奠定基础。
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  强降雨作用下高路堑边坡安全系数变化趋势分析

  喻进辉

  矿冶工程. 2014, 34(3): 23-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.007

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  采用有限元计算软件对高路堑边坡在强降雨作用下的渗流特性进行了数值模拟, 得到了其内部渗流场的变化规律, 基于非饱和土有效应力原理与简化Bishop法得到了强降雨状态下高路堑边坡安全系数的变化趋势。应用最小二乘法对强降雨状态下高路堑边坡安全系数进行了幂函数拟合, 得到了其变化规律曲线。对高路堑边坡的稳定性分析具有一定的参考价值。
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  田兴铁矿1^#主井工作面注浆治水技术研究

  翟会超, 南世卿

  矿冶工程. 2014, 34(3): 26-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.008

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  针对田兴铁矿1^#主井水文地质实际条件, 采用止浆垫注浆技术进行工作面治水。通过对注浆参数的合理计算与设计, 以及对注浆施工的有效管理, 使该技术在1^#主井注浆治水过程中得到成功应用, 掘进工作面出水量降到10.39 m³/h, 为掘砌作业提供了安全保障。
选矿
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  青海低品位磷灰石型磷矿浮选试验研究

  刘长淼, 卫敏, 吴东印, 吕子虎, 赵登魁, 方霖, 郭珍旭

  矿冶工程. 2014, 34(3): 29-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.009

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  对青海某低品位磷灰石型磷矿进行了浮选试验研究。原矿经粗磨后, 可抛除约20%的粗粒黑云母和透辉石。抛尾后试样经再磨后, 采用氧化石蜡皂和2^#药作为捕收剂, 在无碱条件下, 开路试验获得的磷精矿P₂O₅品位为35.41%、P₂O₅作业回收率为87.24%。闭路流程试验获得了磷精矿P₂O₅5 32.01%、P₂O₅作业回收率达97%的良好结果。采用可溶性淀粉可有效抑制磷精矿中的含镁矿物, 从而获取合格的磷精矿。
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  提高青海某铁金矿金浮选回收率的研究与实践

  潘炳, 王奉刚, 张蕴灵, 赵卫夺, 肖松文

  矿冶工程. 2014, 34(3): 33-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.010

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  针对青海某铁金矿金浮选回收率偏低(仅有80%)的问题开展了系统研究, 发现磨矿粒度偏粗是原来生产金浮选回收率低的关键原因。通过试验确定适宜的磨矿粒度为-0.074 mm粒级占80.40%, 该磨矿粒度下采用一粗-两精-两扫的浮选工艺流程, 闭路试验获得了精矿金品位93.86 g/t、回收率87.96%的良好指标。现场改造在基本不改变浮选工艺流程及药剂制度情况下, 仅降低磨矿粒度, 取得了明显的效果, 金回收率提高到87.5%。
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  云南某高铁氧化铅锌矿选冶工艺回收铅、锌及铁的试验研究

  简胜, 杨林

  矿冶工程. 2014, 34(3): 37-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.011

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  对云南某高铁氧化铅锌矿进行了试验研究。结果表明, 采用选冶结合新工艺能综合回收铅、锌及铁。采用常规硫化浮选工艺能得到铅品位为50.43%、铅回收率为72.46%的铅精矿; 选铅尾矿采用配煤高温还原-磁选工艺, 能得到铁品位为87%左右、铁回收率在90%左右的金属铁粉, 锌在高温还原过程中的挥发率高达90%左右。该选冶新工艺能为开发利用此类难选氧化铅锌矿提供借鉴意义。
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  湘西某鲕状赤铁矿选矿试验研究

  赵海涛

  矿冶工程. 2014, 34(3): 40-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.012

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  采用焙烧-磨矿-弱磁选工艺流程, 对湘西某鲕状赤铁矿进行了选矿试验研究, 获得了铁品位56.69%、回收率为79.58%的选矿指标, 为鲕状赤铁矿的有效利用提供了参考。
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  某低品位难选碳酸锰矿选矿试验研究

  邹松, 刘三军, 覃文庆, 罗虹霖, 刘瑞增, 肖魏

  矿冶工程. 2014, 34(3): 44-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.013

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  对某低品位难选碳酸锰矿进行了选矿试验研究, 确定采用新型组合药剂QY作为菱锰矿的捕收剂, 水玻璃和六偏磷酸钠作为石英、方解石等脉石的抑制剂, 碳酸钠作为矿浆的pH调整剂, 结果表明, 采用一粗三精二扫、中矿顺序返回的浮选闭路流程, 最终获得了锰品位16.92%、回收率85.13%的锰精矿。
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  钼产业链降钾技术研究及效果

  王漪靖

  矿冶工程. 2014, 34(3): 47-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.014

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  针对高溶氧化钼、钼酸铵及纯三氧化钼和钼粉钾含量超标的问题, 从产业链全局出发, 对采、选、冶、化工、加工整个产业链中有关降钾的技术研究、管理措施及降钾效果进行了总结评述。生产实践表明, 从产业链全局出发分步控制钾含量, 降钾效果明显。
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  广东岚霞钒钛资源综合回收铁、钛、钒新工艺研究

  安登气

  矿冶工程. 2014, 34(3): 51-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.015

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  对广东岚霞钒钛磁铁矿进行了综合回收研究。采用磨矿-弱磁选-强磁选工艺得到钒钛磁铁矿精矿和粗钛精矿, 钒钛磁铁矿精矿和粗钛精矿经隧道窑还原磨选-钠法浸钒, 最终得到了TFe品位92.27%～96.28%的直接还原铁、TiO₂品位55.47%~59.56%的富钛料和98.80%的V₂O₅三种产品, 实现了该矿中铁、钛、钒的综合利用。整个工艺钛、钒的总回收率分别达到73.93%和53.49%, 铁钛钒的综合利用率较传统工艺大幅度提高。
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  某难选氧化锌矿石选矿工艺研究

  周强, 杨玉珠, 梁益强

  矿冶工程. 2014, 34(3): 54-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.016

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  针对黄石某氧化锌矿石氧化程度高(氧化率高达87.28%)、泥化程度严重(-10 μm粒级含量达8%)、铁锰氧化物较多、锌矿物产出粒度细的特性进行了详细的浮选试验研究, 最终确定合理的药剂制度, 采用阶段磨矿、二段磨矿前预先脱泥的工艺流程, 获得了Zn品位20.17%、回收率4.01%的硫化锌精矿和Zn品位20.73%、回收率72.69%的氧化锌精矿。
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  六盘水金佳井田煤岩特征研究

  陈玉鲜, 张杰, 叶军建, 程伟

  矿冶工程. 2014, 34(3): 57-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.017

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  通过显微镜鉴定、X射线衍射(XRD)、等离子发射光谱(ICP-AES)等方法研究了六盘水煤田金佳井田1号层和3号层两个煤样的宏观和显微煤岩特征、煤质特征、XRD图谱和微量元素特征。结果表明, 1#煤样属于半暗煤, 无机矿物质主要为方解石和石英; 3^#煤样属于半亮煤, 主要无机矿物质为石英。两个煤样的有机显微组分以镜质组为主, 3^#煤样的变质程度比1^#煤样大, 都属于低灰、低硫、高热值的烟煤, 可作为优质动力煤使用。煤样中微量元素Mn、Cd、Be、Y含量高于我国及世界煤的均值, 其中Be和Y有一定的综合利用潜能, Cd存在潜在的环境危害, 在煤炭加工利用中需要重视。
冶金
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  电炉渣高温改性过程中铁物相的行为变化

  匡敬忠, 刘德华, 曾军龙, 李永峰

  矿冶工程. 2014, 34(3): 61-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.018

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  通过高温改性回收电炉渣中的铁, 研究了保温时间、缓冷时间、盐类添加剂及其用量对电炉渣中铁物相转变的影响, 利用XRD衍射分析电炉渣改性前后的铁物相的赋存状态, 并对改性焙烧产物进行磁选验证了改性效果。结果表明: 焙烧温度1 350 ℃, 焙烧时间120 min, 缓冷时间180 min, 盐类添加剂用量为w(66.7% CaCO₃+ 33.3%MgCO₃)/w(SiO₂)=3/4条件下, 电炉渣中铁橄榄石全部转化为赤铁矿和磁铁矿, 经磁选可得品位50.12%、回收率72.67%的铁精矿。焙烧时间的增加有利于磁铁矿物相的析出和长大; 延长缓冷时间促进赤铁矿物相的形成; 碳酸钙和碱式碳酸镁的组合使用有利于提高铁精矿品位和回收率。
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  某高砷高硫金精矿焙砂浸金特性的研究

  杨永斌, 刘晓亮, 李骞, 姜涛, 曾冠武

  矿冶工程. 2014, 34(3): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.019

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  某高砷高硫金精矿焙砂含Au 84.27 g/t, 含As 0.55%、S 1.03%, 生产现场金的氰化浸出率不足80%, 迫切需要查明该焙砂的浸金特性。结合化学成分和物相分析, 发现含铁物相包裹是浸金渣中残留金难以浸出的根本原因。浸金渣残留金(19.54 g/t)中包裹金占96.66%, 主要包裹物相有氧化铁、毒砂和黄铁矿等含铁物相, 92.68%的包裹金存在于这些含铁物相中。浸金试验中焙砂及浸金渣所达到的浸出率分别只有84.47%、16.70%, 进一步验证了含铁物相中的包裹金极难浸出, 焙砂的浸金率很难继续提高。
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  首钢504 m²带式焙烧机热工制度的试验研究

  夏雷阁, 苏步新, 李新宇, 张建良, 赵志星, 青格勒

  矿冶工程. 2014, 34(3): 69-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.020

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  针对首钢504 m2带式焙烧机干燥制度进行试验研究, 结果表明: 在干燥温度230 ℃或以上, 风速1.76 m/s干燥时, 鼓风干燥3 min的条件下, 可以避免下层生球的过湿, 提高后期预热焙烧工序的透气性和生球焙烧质量。利用焙烧杯对焙烧温度、时间、粒度分级布料、风速和料层厚度进行模拟研究, 实验结果表明: 随着焙烧温度和时间的提高、风速的提高以及料层厚度的降低, 球团的抗压强度均可得到相应的提高; 小粒度的生球布到料层下部, 大粒度球布在上面, 可以有效改善球团矿的平均抗压强度, 降低上下层抗压强度差别。当原料为80%秘鲁矿粉+20%地方矿粉+1.5%膨润土, 生球水分为9.6%时, 综合考虑, 最佳焙烧制度为: 料层厚度300 mm; 10~14 mm粒级的生球装入料层下部100 mm的空间, 料层中部100 mm的空间装混合粒度的球, 料层上部100 mm的空间装大于14 mm粒级的生球; 预热风速1.7 m/s, 焙烧风速1.5 m/s; 焙烧温度为1 270 ℃, 时间为35 min, 在此条件下球团矿的平均抗压强度达到2 500 N/P, 质量满足超大型高炉的入炉要求。
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  硫化银在[Bmim]HSO₄-Fe₂(SO₄)₃-硫脲体系中的浸出动力学

  方夕辉, 童雄, 郑雪华, 曾怀远, 陈杜娟

  矿冶工程. 2014, 34(3): 76-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.021

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  通过试验研究了硫化银在[Bmim]HSO₄-Fe₂(SO₄)₃-硫脲体系中的浸出动力学。试验考察了硫脲浓度、搅拌强度、浸出温度对银浸出率的影响, 研究结果表明, 硫脲浓度对银浸出率影响较大, 银的浸出率随硫脲浓度增大呈直线增长趋势, 当浓度达到0.16 mol/L后, 增长趋势减缓。提高温度能显著提高银浸出速率和浸出率, 当温度从298 K升至328 K时, 浸出率由61.21%提高至82.91%, 所需浸出时间也由18 h缩短至15 h; 搅拌强度对银浸出率有一定影响, 但影响有限。浸出动力学研究表明, 采用外扩散控制动力学方程和内扩散控制动力学方程分别进行拟合, 表明银浸出过程在298～328 K温度范围内符合“未反应核收缩”模型, 浸出过程主要受内扩散步骤控制, 浸出过程的表观活化能为27.99 kJ/mol。
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  钛磁铁矿球团预还原影响因素的实验研究

  李林, 李永麒, 郭汉杰

  矿冶工程. 2014, 34(3): 80-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.022

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  对钛磁铁矿球团预还原进行实验研究, 考察实验预还原温度、球团配碳量和球团配料碱度对金属化率的影响。研究结果表明: 钛磁铁矿含碳球团配碳量以C/O为1.2最佳, 不符合此配比均会导致达到最佳还原速率的时间增加; 在钛磁铁矿含碳球团中加入合适的CaO可有效促进其预还原, 在T=1 300 ℃、C/O=1.2、CaO/SiO2=1.3的实验条件下, 球团金属化率可在15 min内达到峰值, 但过量CaO会成为预还原阻力; 低于900 ℃预还原温度下, 钛磁铁矿的煤基直接还原则难以实现。
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  低品位氧化锌矿硫化焙烧回收锌工艺研究

  孔燕, 刘维, 覃文庆, 郑永兴, 韩俊伟

  矿冶工程. 2014, 34(3): 85-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.023

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  以黄铁矿为硫化剂, 云南低品位氧化锌矿为研究对象, 采用硫化焙烧使氧化锌和黄铁矿发生反应, 生成硫化锌, 然后用硫化矿的常规浮选工艺回收锌。试验考察黄铁矿用量、焙烧温度、焙烧时间对硫化效果的影响。研究结果表明: 在黄铁矿用量为25%、焙烧温度为800 ℃、通氮气保护条件下焙烧180 min, 氧化锌矿的硫化率可达83.59%。处理后的物料采用常规硫化矿浮选法进行浮选, 经过一次粗选, 获得锌粗精矿品位为14.3%, 回收率为64.7%。
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  电解锰用钛基修饰阳极Ti/SnO₂/MnO₂的制备与性能研究

  杨文翠, 彭文杰, 李新海, 郭华军, 王志兴, 胡启阳

  矿冶工程. 2014, 34(3): 90-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.024

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  采用Ti板作为基体, 采用涂敷及热分解方法在其表面制备SnO₂中间层和MnO₂催化涂层, 通过测试极化曲线分析其催化活性。采用活化后的Ti/SnO₂/MnO₂板作为电解锰的阳极板, 以增大电流效率和降低能耗。结果表明Ti/SnO₂/MnO₂作为电解锰阳极板时的阳极电位和槽电压相对于铅板作为电解锰阳极板的阳极电位和槽电压都有明显的降低; 阴极板上得到光滑的银白色锰层, 阳极溶液中得到粉末状MnO₂, 可以用于制备锰酸锂; 阴极电流效率从79.92%增大到88.80%, 高于工业生产中的阴极电流效率, 同时单位能耗从6 946 kW·h/t降低到6 079 kW·h/t, 低于电解锰厂的单位能耗。Ti/SnO₂/MnO₂钛基修饰阳极是一种具有较好应用潜力的同槽电解锰和二氧化锰的阳极板。
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  偏钒酸钠氢还原制备钒氧化物清洁冶金新过程的应用研究

  赵强, 宁顺明, 佘宗华, 王文娟, 吴江华, 吴杰

  矿冶工程. 2014, 34(3): 94-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.025

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  针对现有工艺中污染严重的沉钒工艺开展了氢还原制备钒氧化物清洁冶金新过程的应用研究。氢气可以有效地将偏钒酸钠还原为钒的氧化物, 其最佳反应条件为: 净化液的钒浓度为30.33 g/L , 体积为1 L, 反应温度为120 ℃, 氢气压力为1.5 MPa, 溶液pH=8.0, 反应时间为3 h, 搅拌速度为300 r/min, 此时溶液中剩余的钒浓度为0.92 g/L, 偏钒酸钠的转化率为97.0%。该技术对钒产业的可持续发展具有重要意义, 是一种可推广的先进适用技术, 经济及环保效益显著。
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  机械活化铅锌烟尘强化硫酸浸出的工艺研究

  孙红燕, 森维, 肖锐敏

  矿冶工程. 2014, 34(3): 97-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.026

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  以含铅锌烟尘为原料, 采用机械活化-硫酸浸出的湿法冶炼工艺分离铅锌烟尘中的金属铅及锌。着重研究了机械活化前后不同的硫酸浓度、液固比、浸出温度、浸出时间等工艺条件对原料中Zn浸出率及Pb入渣率的影响。实验结果表明, 机械活化前, H₂SO₄直接浸出铅锌烟尘的最佳工艺参数为H₂SO₄浓度175 g/L、液固比7∶1、浸出温度60 ℃、浸出时间60 min。在最佳工艺条件下, Zn浸出率达92.47%, Pb入渣率为90.30%。原料机械活化30min后, 最佳工艺条件变为H₂SO₄溶液浓度150 g/L、液固比5∶1、浸出温度50 ℃、浸出时间40 min。此时Zn浸出率达91.52%及Pb入渣率为95.36%。机械活化后铅锌烟尘的Zn浸出率及Pb入渣率对 H2SO4溶液浓度、液固比、浸出温度、浸出时间的依赖性明显降低。
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  从氯碱盐泥中浸出钙镁的试验研究

  朱军, 李志仁, 杨文浩, 赵四军,李波, 方中心

  矿冶工程. 2014, 34(3): 100-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.027

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  针对某氯碱生产过程中产生的盐泥, 为从其中回收钙镁, 制备纳米氢氧化镁和纳米碳酸钙, 对氯碱盐泥进行了盐酸浸出试验研究。结果表明: 采用盐酸浸出, 浸出时间15 min, 温度为60 ℃, 酸度2 mol/L, 液固比5∶1, 搅拌速率500 r/min, 钙镁总浸出率可达到98%以上, 所得钙镁富液中, Ca²⁺、Mg²⁺ 、Al³⁺、Fe³⁺离子浓度为分别为0.63、0.25、0.05、0.022 mol/L, pH=0.5。
材料
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  BTi-62421s钛合金板TIG焊温度及残余应力数值模拟

  彭小敏, 孙玮, 夏长清

  矿冶工程. 2014, 34(3): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.028

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  以热弹塑性理论为基础、有限元分析为手段, 分析了2 mm厚新型高温钛合金BTi-62421s板材在合理的钨极氩弧焊工艺焊接过程中温度及残余应力分布规律。结果表明: 随着焊接电流的增大, 焊缝及热影响区温度梯度、焊缝及热影响区的宽度增大, 靠近焊缝的近热影响区温度范围在合金相变点以上, 焊后快冷易形成马氏体组织; 施焊面焊缝区横向和纵向残余应力为拉应力, 热影响区为压应力, 施焊背面焊缝区横向和纵向残余应力为压应力, 热影响区为拉应力, 焊接残余应力随焊接电流的增大而增大, 纵向残余应力始终小于横向残余应力。
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  ODS弥散强化铜合金

  黄劲松, 甘子旸, 张仲灵

  矿冶工程. 2014, 34(3): 108-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.029

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  综述了ODS弥散强化铜合金的制备方法, 对比了不同工艺的优缺点, 分析了ODS弥散强化铜合金用途和市场。用一种低成本的方法制备了含铝0.24%的ODS弥散强化铜合金, 对应美国牌号为C15725, 坯料的制备成本可控制在30 000元/t; 所制备的ODS弥散强化铜合金的密度达到8.73 g/cm³(相对密度99.1%, 理论密度8.81 g/cm³), 相对导电率82%IACS以上; ODS弥散强化铜合金经过930 ℃热挤压, 挤压比为14.6, 热挤压态ODS弥散强化铜合金的室温抗拉强度530 MPa, 经过900 ℃退火60 min之后室温抗拉强度500 MPa。最后展望了ODS弥散强化铜合金的应用前景。
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  金刚石复合片(PDC)的缺陷分析及优化制备

  贾洪声, 谭莹莹, 徐长彬, 闫海, 李海波, 贾晓鹏, 马红安, 郑友进

  矿冶工程. 2014, 34(3): 112-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.030

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  针对高温高压(HPHT)合成金刚石复合片(PDC)常出现的缺陷问题, 对PDC腔体组装及制备工艺进行了优化。结果表明, 稳定均一的温度、压力场以及适量的烧结助剂是合成优质PDC的关键。在HPHT条件下(5.2～5.6 GPa, 1 400 ℃, 5 min), 通过选用传压保温效果好的绝缘坩埚及屏蔽材料作为腔体组装, 采用Ni、Fe基合金高压熔渗法及保压慢降温工艺, 成功制备了Φ8、Φ15 mm的PDC, 其具有致密的组织结构, 缺陷几率明显降低; PDC磨耗比为10⁴数量级, 热稳定温度约为800 ℃, 金刚石层具有较低的残余压应力(低于0.16 GPa)。最后选用优质PDC样品进行了刀具试制, 刀具的实际使用效果良好。
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  精密铸造高温合金的应用与需求

  姜勇, 李中权, 张国伟, 张旭亮, 袁勇

  矿冶工程. 2014, 34(3): 116-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.031

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  介绍了国内外高温合金特别是单晶高温合金材料开发和制备方法的研究现状, 综述了精密铸造高温合金在航空发动机、地面燃机、火箭发动机、舰船和车辆等军用和民用领域的应用及需求情况。指出高温合金的研发事关国家安全与国计民生。
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  泡沫铝三明治结构材料的制备及其组织性能分析

  宋宇峰, 肖来荣, 曾德露, 郭蕾

  矿冶工程. 2014, 34(3): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.03.032

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  以Al-Si基合金为钎料, 泡沫铝为基体, 纯铝板为面板, 采用钎焊的方法制备泡沫铝三明治结构材料。应用SEM观察焊接层的组织和界面结构, EDS测定元素的扩散及分布情况, 并结合扩散原理分析Si和Al的扩散情况。对钎焊接头试样进行剪切实验, 通过正交实验的方法分析焊接温度、焊接时间、去应力退火温度和去应力退火时间对材料性能的影响。同时, 与胶粘粘结法制备的泡沫铝三明治结构材料进行对比实验。结果表明: 采用钎焊法制得的样品中面板与夹心层之间连接过度良好; Si浓度在焊接层附近呈现出阶梯状分布; 焊接温度是影响实验结果的最关键因素; 最佳工艺为: 焊接温度640 ℃, 焊接时间15 min, 去应力退火温度400 ℃, 去应力退火时间30 min。在400 ℃下, 胶粘粘结法制备的样品完全失效。