2014年, 第34卷, 第6期　
刊出日期：2014-12-25

  

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采矿
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  爆破振动特征参量预测的非线性模型及应用

  马春德, 董陇军, 周亚楠, 徐纪成

  矿冶工程. 2014, 34(6): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.001

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  选取最大段药量、总药量、水平距离、高差、前排抵抗线、预裂缝穿透率、完整性系数、测点与最小抵抗线方向夹角、炸药爆速9个因素为判别指标, 基于非线性分析方法支持向量机理论建立了预测爆破振动幅值、主频率、主频率持续时间等的爆破振动特征参量预测模型。将该方法应用到大冶有色铜绿山矿露天采场爆破振动对砌体结构破坏效应预测问题中, 对现场实测的93组数据进行训练和检验, 用另外15组现场数据作为预测样本进行测试, 预测结果与实测情况吻合较好。研究表明, 该方法回判估计的误判率低, 判别性能良好, 是爆破振动对砌体结构破坏效应预测的一种有效新方法, 可以在实际工程中进行推广应用。
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  精细化矿体三维混构模型构建技术研究

  荆永滨, 王李管, 曾庆田

  矿冶工程. 2014, 34(6): 5-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.002

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  为满足数字矿山建设对矿体三维模型越来越高的精度要求, 研究了精细化矿体混构模型的构建方法。利用分支轮廓线的中轴线构造过渡轮廓线, 建立无缝连接的矿体分支; 通过断层与矿体、矿体与矿体模型之间的布尔运算, 实现矿体和断层边界吻合的无缝模型; 使用外存八叉树技术构建小尺寸单元块的精细块段模型,提高块段模型边界与矿体表面模型边界的吻合; 分析矿石品位的空间变异性, 根据变异函数变程、勘探网度以及钻孔工程数量确定对应储量分级的样品搜索策略对矿石品位进行克里格方法估值。以某铜矿为实例对该方法进行验证, 结果表明本文提出的精细化模型构建技术能够满足资源分类评价、采矿设计、剖切后出工程图等较高的模型精度要求。
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  冻融循环作用下金属矿山边坡硬岩耐久性研究

  闻磊, 李夕兵, 陈光辉, 刘冰

  矿冶工程. 2014, 34(6): 10-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.003

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  对取自西藏玉龙铜矿边坡不同钻孔的灰岩、石英砂岩岩样进行了温度区间为-20～20 ℃的冻融循环实验, 研究了岩样的抗拉强度变化趋势, 将Mutluturk等提出的衰变函数模型引入到解决寒区露采矿山边坡硬岩长期稳定性的研究中, 计算得到了不同位置两种岩性的衰变常数和半衰期, 由此分析了该矿山边坡岩石的耐久性。研究发现Mutluturk等提出的衰变函数模型适用于解决寒区露采矿山边坡坚硬岩石耐久性问题, 相同岩性不同组成的岩石耐久性可能会有较大差别, 为露采矿山边坡安全维护提供了参考和帮助。
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  全尾砂充填高浓度砂浆搅拌槽试验研究

  朱凯, 刘排秧

  矿冶工程. 2014, 34(6): 14-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.004

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  以某铁矿选矿全尾砂为充填骨料, 通过配制不同灰砂比和不同浓度的高浓度砂浆, 对CKФ3 m×3 m高浓度砂浆搅拌槽样机的性能指标进行了现场试验研究。结果表明, 砂浆浓度不大于75%时, 样机搅拌能力足够, 搅拌均匀性较好, 最佳搅拌时间为15~20 min, 底部排浆口较溢流口排浆效果更好, 满足矿山高浓度充填中搅拌浓度和充填能力的要求, 适合全尾充填过程中高浓度砂浆搅拌制浆工艺。
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  改扩建高速公路路堑边坡拓宽方案对比分析

  林同立, 何忠明, 蔡军

  矿冶工程. 2014, 34(6): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.005

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  对广西柳南高速公路改扩建边坡工程的实际地质情况进行了调研分析, 提出了台阶型截面开挖和抗滑桩+锚索预加固开挖两种边坡拓宽施工方案。利用FLAC^3D软件对两种方案加固效果进行了数值模拟对比分析, 并且综合工程其它因素提出了合理的施工方案。结果表明: 两种方案加固边坡后边坡安全系数和坡顶的竖向位移沉降都能满足规范要求, 但采用抗滑桩+锚索预加固支护形式对边坡能起到更为明显的加固效果, 且对边坡坡顶竖向位移沉降较小, 对于周边环境复杂的边坡更为适合。
选矿
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  李楼镜铁矿系统磨矿分级优化试验及其考查分析

  郭灵敏, 刘俊, 麦笑宇

  矿冶工程. 2014, 34(6): 22-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.006

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  介绍了李楼镜铁矿工艺流程及磨矿分级现状。通过“多碎少磨”原则减小入磨粒度来提高磨矿效率, 开展了磨矿分级作业工艺参数优化试验, 通过考查分析, 表明优化后的磨矿产品粒度组成得到了明显改善。
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  复杂难选氧化铜矿高效利用工艺研究

  张凤华, 宋宝旭

  矿冶工程. 2014, 34(6): 26-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.007

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  以某含铜2.08%的难选氧化铜矿为研究对象, 针对其结合铜含量高、赋存在氧化铁矿中的铜含量大的特点, 分别进行了直接酸浸、浮选、浮选-强磁选-强磁尾分级-(磁精矿+强磁尾细粒)酸浸以及强磁选-强磁精酸浸-强磁尾浮选4种工艺对比试验。结果表明, 采用浮选-强磁选-分级-(磁精矿+强磁尾细粒)酸浸工艺流程指标较佳, 浮选获得了铜精矿铜品位22.84%、铜回收率69.49%, 酸浸铜回收率26.40%, 全流程铜总回收率为95.89%。
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  高效回收攀枝花白马矿区选铁尾矿中钛铁矿技术研究

  王洪彬

  矿冶工程. 2014, 34(6): 29-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.008

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  分析了攀枝花白马选铁尾矿特性, 借鉴攀枝花密地选钛厂扩能成功经验, 研究采用“强磁-重选-强磁-浮选”原则工艺流程高效、经济回收其中的钛铁矿。并从项目设计和生产管理两个方面提出了降低单位钛精矿生产成本的建议。
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  铁多金属矿综合回收铁铜硫选矿工艺研究

  程建国, 廖乾, 周韫, 李淮湘, 解振朝

  矿冶工程. 2014, 34(6): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.009

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  铁多金属矿含铁47.79%、含铜0.066%、含硫2.05%, 通过“弱磁粗选-再磨-浮选脱硫-弱磁精选”流程选铁、“铜硫混浮-脱泥脱药-再磨-铜硫分离”流程回收铜和硫, 在一段磨矿-0.075 mm粒级占50%, 铁粗精矿、铜硫粗精矿再磨-0.075 mm粒级含量均为80%条件下, 可获得铁精矿铁品位66.63%、含硫0.069%、含铜0.0072%、铁回收率为92.41%, 铜精矿铜品位20.25%、含铁26.84%、含硫27.80%、铜回收率为52.16%, 硫精矿含硫44.00%、含铁43.04%、含铜0.15%、硫回收率为78.72%, 实现了铁、铜和硫的综合回收。
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  陕西某选铁尾矿中钛铁矿的浮选实验研究

  张凯熙, 葛英勇, 郭开希

  矿冶工程. 2014, 34(6): 38-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.010

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  对陕西某选矿厂选铁尾矿进行了回收钛铁矿的实验研究。选铁尾矿经弱磁-强磁-磨矿-强磁工艺所得的精矿, 再经浮选回收钛铁矿。以H₂SO₄为调整剂, 草酸为抑制剂, FAT-3为钛铁矿捕收剂, 采用1粗5精浮选工艺流程, 最终获得了精矿TiO₂品位47.13%、回收率74.96%的试验指标, 实现了尾矿中钛铁矿的回收。
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  立式搅拌磨机对鳞片石墨的磨矿研究

  龙渊, 张国旺, 肖骁, 李自强

  矿冶工程. 2014, 34(6): 41-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.011

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  采用立式搅拌磨机对鳞片石墨进行了磨矿研究, 得出最佳条件为: 采用Φ6 mm纳米陶瓷球为磨矿介质, 磨机转速100 r/min, 磨矿时间4 min, 磨矿浓度30%。按此条件下进行4段再磨、4次浮选的闭路试验流程, 可获得石墨品位为92.58%、回收率为94.71%、精矿中+0.15 mm粒级含量为56.12%的良好指标。
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  某复杂多金属矿浮选回收铜银的研究

  黄海威, 王国生, 徐晓萍

  矿冶工程. 2014, 34(6): 45-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.012

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  某复杂多金属矿含有铜、银、铅、锌等多种有用组分, 具有较高经济价值。为综合回收有用金属, 采用优先浮选工艺, 先混合浮选铜铅, 再抑铅浮铜, 银随铜进入铜精矿产品。原矿含铜0.58%, 含银163.82 g/t, 最终获得铜精矿含铜17.05%、铜回收率为77.62%, 含银5 623.6 g/t, 银回收率90.25%, 有效实现了铜及银的回收。
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  某细粒金红石矿重选富集工艺研究

  宋翔宇, 邱冠周, 周娇花, 周新民, 李桔

  矿冶工程. 2014, 34(6): 49-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.013

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  对河南某地细粒金红石矿进行了矿石性质及重选富集工艺研究。应用螺旋溜槽、普通矿泥摇床、双曲波摇床、悬振锥面选矿机和Falcon离心选矿机等几种重选设备, 对RTiO₂品位为2.68%的细粒金红石矿进行了抛尾富集试验。结果表明, 新型悬振锥面选矿机对细粒金红石表现出较好的抛尾富集效果, 得到的粗精矿品位和回收率分别为9.13%和80.96%, 抛尾产率可以达到76%以上。
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  赤铁矿常温浮选的阴离子捕收剂研制与试验

  马艺闻, 徐冬林

  矿冶工程. 2014, 34(6): 53-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.014

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  以地沟油酸、H酸和促进剂KDT-1为原料制成了赤铁矿常温浮选阴离子捕收剂KA-1。应用捕收剂KA-1处理贫赤铁矿混磁精矿, 在21～24 ℃, 可以获得精矿品位68.63%、精矿回收率90.20%的良好结果。利用废弃资源合成的KA-1捕收剂适于常温浮选, 有利于提高贫赤铁矿资源利用率, 有较好的应用前景。
冶金
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  氨法浸出某精矿中低含量镍铜钴的试验研究

  韩跃新, 马松勃, 王宇斌, 赵毕文

  矿冶工程. 2014, 34(6): 56-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.015

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  以某深度碳还原处理后的镍冶炼渣的磁选精矿为研究对象, 对其组成以及镍、铜和钴在其中的赋存状态进行了检测和分析, 研究了浸出该精矿中铜、镍、钴的可行性。以氨水-碳酸盐缓冲溶液为浸出剂, 氧气为氧化剂, 分别探讨了物料细度、浸出时间、浸出温度、氨水浓度、铵盐浓度和氧气压力对浸出效果的影响, 得出最优浸出工艺为: 物料料度为d₉₀=68 μm, 氨水浓度为3.0 mol/L,碳酸铵浓度为0.5 mol/L, 氧气压力为0.3 MPa, 温度为60 ℃, 浸出时间为120 min。在此条件下, 铜浸出率为62.5%, 镍浸出率为10%, 钴浸出率为65.8%。并以铜为例, 对氨浸试验进行了简要的机理分析。
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  MgO含量对高炉渣性质影响的理论解析

  杨润德, 侯晓川, 李贺

  矿冶工程. 2014, 34(6): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.016

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  采用热力学计算方法, 分析了不同混合原料组成对高炉炉渣成分的影响, 探讨了MgO含量变化对炉渣性质的作用, 并以CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-FeO五元系终渣为研究对象, 应用FactSage热力学软件, 理论解析综合炉料终渣中MgO对其熔化温度和粘度的影响, 得出了渣成分组成变化时高炉渣适宜的MgO含量。
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  低镁钒钛磁铁矿内配碳球团还原控制机制研究

  张波, 文雯, 张建良, 邢相栋, 王振阳, 刘兴乐

  矿冶工程. 2014, 34(6): 65-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.017

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  为开发利用辽宁朝阳地区低镁钒钛磁铁矿资源, 以石墨为还原剂, 研究了还原温度、还原时间对低镁钒钛磁铁矿内配碳球团还原过程的影响, 并进行了反应动力学研究, 并采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等分析方法对还原控制机制进行了分析。通过计算分析确定低镁钒钛磁铁矿还原过程限制性环节为O原子在产物层内的扩散, 反应表观活化能为228.80 kJ/mol。研究结果表明, 低镁钒钛磁铁矿与攀西地区钒钛磁铁矿相比, 易于还原。当还原温度超过1 200 ℃时, 球团均能快速进行反应; 延长还原反应时间, 还原产生的金属铁从矿物颗粒外表面到内部依次析出, 球团内部新生相界面逐渐清晰。
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  丙烯腈废催化剂中铋和镍的浸出分离研究

  竹斌耀, 柳建设, 祝爱兰, 周骏, 吴刘曦

  矿冶工程. 2014, 34(6): 70-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.018

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  探讨了酸浸-水解法分离提取丙烯腈废催化剂中铋、镍的工艺条件, 采用先酸浸后水解的方法, 利用硝酸铋的水解特性实现酸浸液中铋、镍的分离。研究结果表明, 在温度80 ℃、反应时间1.5 h、酸浓度3 mol/L、液固比5的最优酸浸条件下, 铋、镍浸出率分别为97.49%和81.81%; 在温度80 ℃、水解时间60 min、液液比8的最优水解条件下, 水解沉淀中铋提取率为89.57%, 水解液中镍提取率为94.86%; 铋、镍的总回收率均可达75%以上。水解沉淀的Bi/Ni值从原料的0.297增大到136.76, 水解液的Ni/Bi值从原料的3.37降低到0.007, 有效实现了铋与镍的分离。
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  微波强化浸出含铟锌浸渣中铟的非等温动力学研究

  张琳叶, 孙勇, 刘晓彬, 潘柳萍, 魏光涛, 黎铉海

  矿冶工程. 2014, 34(6): 76-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.019

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  研究了恒功率微波辐射下从含铟锌浸渣中酸浸铟的非等温动力学。对比实验表明, 恒功率微波辐射条件下铟浸出率高于常规程序升温条件下的铟浸出率。考察了微波辐射下硫酸浓度、搅拌速度对铟浸出率的影响, 结果表明, 随硫酸浓度增加, 铟浸出率提高, 但当硫酸浓度超过1.5 mol/L后, 铟浸出率的增加变得相当缓慢; 搅拌速度为400 r/min时, 基本消除了浸出反应的液膜阻力。微波酸浸体系的升温速率与温度的关系为非线性关系, 得出了微波功率为80~240 W范围内铟浸出反应的非等温动力学模型。
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  河南某地低品位含锂粘土矿提锂新工艺研究

  李荣改, 宋翔宇, 高志, 冯艳丽, 李志伟

  矿冶工程. 2014, 34(6): 81-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.020

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  对河南某地低品位含锂粘土矿进行了试验研究。根据该矿石的工艺矿物学特性, 采用原矿(-2 mm)焙烧-常温浸出流程, 最优试验条件为: 焙烧温度800 ℃, 焙烧时间2 h, 硫酸钙/原矿比0.7, 氟化钙/原矿比0.2, 硫酸钠/原矿比0.2, 浸出时间1 h, 浸出温度20 ℃, 液固比3∶1, 硫酸浓度50%, 在此条件下锂浸出率为95.32%。在参考槽浸最佳条件的基础上进行了柱浸, 可以获得锂浸出率为91.78%的结果。
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  配加钠盐添加剂的高铁锰矿煤基直接还原的试验研究

  张元波, 赵熠, 游志雄, 李光辉

  矿冶工程. 2014, 34(6): 85-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.021

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  采用煤基直接还原-磁选工艺对某高铁锰矿进行铁-锰分离的试验研究。不配加添加剂时磁性产物铁品位为59.42%, 锰品位为20.73%; 非磁性产物锰品位为48.88%, 铁品位为5.91%。为强化铁-锰分离, 选择Na₂CO₃、Na₂SO₄和Na₂S₂O₃作为添加剂进行还原试验, 结果表明3种添加剂在还原过程中都能促进铁-锰分离, 且Na₂S₂O₃效果最优。在Na₂S₂O₃用量为5%时, 磁性产物的铁品位提高至85.38%, 锰品位降低至9.08%; 非磁性产物的锰品位提高至54.72%, 铁品位降低至2.59%。研究了加入添加剂前后焙烧矿的微观结构和物相转变, 结果表明Na₂S₂O₃有利于MnS和Mn₂SiO₄的形成并促进了铁晶粒的聚集长大。
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  P507从硫酸体系中萃取镓的研究

  张魁芳, 曹佐英, 肖连生, 刘志强

  矿冶工程. 2014, 34(6): 90-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.022

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  基于P507诸多优点及镓提取现状, 对P507从硫酸体系中萃取镓进行了研究, 分别考察了料液酸度、萃取剂浓度、时间、浓度、温度等因素对萃取与反萃的影响并绘制等温线, 结果表明, 在最佳条件下, 采用15%P507(体积分数)+磺化煤油作为有机相, 按相比O/A=1∶4, 经过3级逆流萃取, 萃取率可达到98.56%, 负载用60 g/L H₂SO₄溶液反萃, 按相比O/A=5∶1, 经过5级逆流反萃, 反萃率达98.02%, 镓富集近20倍。
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  锌阳极泥-硫化锌精矿焙烧过程热力学分析

  包新军

  矿冶工程. 2014, 34(6): 94-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.023

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  通过热力学理论分析, 计算出锌阳极泥-硫化锌精矿混合焙烧过程可能发生的各反应吉布斯自由能; 同时运用X射线衍射技术研究了焙烧过程中主要矿物物相的变化。理论和试验结果均表明: 锌阳极泥-硫化锌精矿混合焙烧过程中, 硫化锌首先发生氧化反应, 生成ZnO和SO₂, 之后MnO₂与SO₂反应生成MnSO₄。 经混合焙烧工艺, 有利于下一步的锰浸出工艺。
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  某锑金矿综合回收锑、金的试验研究

  杨永斌, 刘波, 李骞, 姜涛

  矿冶工程. 2014, 34(6): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.024

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  采用酸法浸锑-浸锑渣焙烧脱硫-氰化浸金工艺从某锑金精矿中分离提取锑、金。酸法浸锑最佳工艺条件为: 温度为95 ℃、[H⁺]=4 mol/L、液固比为4∶1、FeCl₃过量系数为1.1、浸出时间为0.5 h, 在此条件下, 锑浸出率为99.05%, 进入浸锑液的金仅为0.99%, 实现了锑、金良好的选择性浸出。对浸锑渣直接氰化浸金, 浸金率仅为71.93%。为了提高浸金率, 在分析酸性浸锑渣的矿物组成的基础上, 对浸锑渣进行氧化焙烧, 结果表明: 碚砂中硫品位仅为0.18%, 硫脱除率达到了99.81%, 渣中的单质硫及硫化物显著减少, 主要以赤铁矿和脉石矿物为主。最终金浸出率达到95.92%, 比浸锑渣直接氰化浸金提高了约24个百分点。
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  从某高温合金酸浸渣中回收钨的研究

  吴永谦, 吴贤, 马光

  矿冶工程. 2014, 34(6): 101-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.025

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  以某高温合金酸浸渣为原料, 利用碱焙烧-水浸-离子交换-结晶工艺回收钨制备仲钨酸铵。考察了焙烧温度、焙烧时间、碱用量、水浸温度及水浸时间等因素对钨回收率的影响。实验得出最佳碱焙烧-水浸工艺条件为: 焙烧温度700 ℃、焙烧时间60 min、碱用量为酸浸渣质量的80%、水浸温度85 ℃、水浸时间60 min, 在此条件下, 富钨渣中钨回收率可达99%以上。将焙烧-水浸液稀释后, 采用201×7树脂在流速为5 cm/min的条件下进行吸附, 吸附完毕后使用5 mol/L NH₄Cl+2 mol/L NH₃·H₂O进行解吸, 解吸流速为吸附流速的1/2, 取解吸高峰液进行结晶, 当结晶率80%时仍可得到合格的仲钨酸铵产品。
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  电镀污泥氯化焙烧-弱酸浸出工艺研究

  郑顺, 李金辉, 李洋洋, 熊道陵, 杨金鑫

  矿冶工程. 2014, 34(6): 105-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.026

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  通过对电镀污泥氯化焙烧的热力学分析, 选择氯化铵为氯化剂, 在焙烧温度为673 K时可以实现对主要金属离子镍、铜的氯化, 而其中铁的物相以针铁矿、赤铁矿为主, 理论上难以被氯化。对氯化焙烧后的物料进行弱酸浸出, 最佳浸出条件为: 盐酸酸度为1 mol/L、浸出时间为45 min、浸出温度为318 K、液固比4∶1, 此时主金属离子镍、铜的浸出率分别为97.48%和87.65%, 而铁的浸出率只有26.83%, 所得结果与热力学分析比较吻合。
材料
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  基于改进粒子群优化RBF神经网络的轧制力预报

  杨景明, 闫晓莹, 顾佳琪, 车海军

  矿冶工程. 2014, 34(6): 110-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.027

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  依据RBF神经网络的非线性逼近能力和自学习特性, 提出基于RBF神经网络的建模方法。将最近邻聚类用于RBF神经网络隐层中心向量的确定, 并采用改进粒子群算法对最近邻聚类的聚类半径进行优化, 合理确定了RBF神经网络的隐层结构, 提出了一种基于改进粒子群算法的RBF神经网络(IMPSO-RBF)。将该网络应用于轧制力的预报, 与基本粒子群算法优化的RBF神经网络比较, 仿真结果表明其在预报精度和收敛速度上都有很大提高。
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  稀土铈对铝锌镀层中间化合物生长及显微组织的影响

  彭浩平, 赖晓锋, 吴长军, 涂浩, 苏旭平

  矿冶工程. 2014, 34(6): 114-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.028

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  通过热浸镀实验和扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS), 分析研究了在铁片表面浸镀铝锌镀层过程中, 添加稀土元素铈对铝锌镀层中间化合物的生长及组织的影响。研究表明: 当Ce在铝锌熔池中的添加量(质量分数, 下同)为0.1%时, 对化合物层的生长影响很小, 进一步提高Ce在铝锌熔池中的含量, 可有效抑制Fe₂Al₅相层的快速生长, 同时促进τ₅相层的形成。在加入0.5%Ce之后, 中间化合物层的生长速率时间指数n由0.51±0.03减小到0.41±0.07, 说明在铝锌熔池中加入稀土元素Ce可在一定程度上抑制镀层中间化合物的生长。
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  微量锡对AA7085铝合金组织与性能的影响

  肖芳辉, 刘华山, 杨冯, 董思思

  矿冶工程. 2014, 34(6): 119-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.029

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  利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、维氏硬度计、断裂韧性性能测试等实验手段, 研究了添加0.1%Sn对AA7085铝合金组织与性能的影响。结果表明: 添加含量为0.1%的Sn能够细化AA7085合金的铸态组织, 形成了Mg₂Sn的第二相, 且该相在后续的热处理过程中能够保留下来; 添加Sn能够加快AA7085铝合金120 ℃下的时效初期的时效响应速度, 延缓峰值时效出现的时间, 同时使合金在过时效阶段保持较高的硬度和较低的硬度降低速率; 另外, 添加Sn的AA7085的抗拉强度和屈服强度分别为511 MPa和468 MPa, 比未添加Sn的合金的抗拉强度和屈服强度(504 MPa和441 MPa)均有所提高, 断裂韧性也从33.8 MPa·m^1/2提高到35.5 MPa·m^1/2, 表现出良好的综合力学性能。
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  不同制备方法对正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂结构、形貌、电化学性能的影响

  程磊, 王志兴, 贺振江, 李新海, 郭华军

  矿冶工程. 2014, 34(6): 123-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.030

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  分别采用氢氧化物共沉淀、碳酸盐共沉淀、喷雾干燥的方法合成了层状α-NaFeO₂结构的富锂正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂, 通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对不同合成方法所得的样品进行了表征。实验结果表明: 氢氧化物共沉淀合成的前驱体所制备的正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂具有良好的电化学性能, 0.05C倍率下首次放电容量可达247.1 mA·h/g, 0.2C倍率条件下经过50次循环, 容量保持率为98.7%。
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  己内酰胺介质中SiO₂改性三聚氰胺氰尿酸盐的合成与表征

  魏珊珊, 王乐宇, 喻慕琳, 陈宪宏

  矿冶工程. 2014, 34(6): 128-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.031

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  将三聚氰胺与氰尿酸分别在熔融己内酰胺介质中反应, 在反应过程中加入正硅酸乙酯和少量水, 合成SiO₂改性三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)。为进一步对比, 同时进行了以水为反应介质的MCA改性实验。研究表明: 正硅酸乙酯在熔融己内酰胺介质中可以水解, 水解后的SiO₂溶胶可以对MCA实行表面改性。在不调整pH值, 水解时间为4 h, SiO₂溶胶添加量为MCA的10%时改性效果最佳。改性后的MCA比未改性MCA粒径小, 热分解温度高且分解时间长, 有利于其在聚合物基体中阻燃作用的发挥和聚合物复合材料机械性能的改善。
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  Cu-2.7%Al₂O₃弥散强化铜合金的微观组织和力学性能研究

  向紫琪, 雷前, 肖柱, 庞咏

  矿冶工程. 2014, 34(6): 132-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.032

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  研究了Cu-2.7%Al₂O₃弥散强化铜(ADSC)合金的微观组织和力学性能。研究表明, 纳米级的Al₂O₃弥散分布在铜基体中, 多数为近球形, 在晶界处有部分粗大的Al2O3粒子存在。Al₂O₃粒子与位错的交互作用以及霍尔-佩奇机制的贡献占其室温屈服强度的90％, 高温下合金的强度主要与Al₂O₃粒子对位错的强烈钉扎以及对晶界和亚晶界滑动的阻碍作用有关。该合金的室温抗拉强度超过了560 MPa, 700 ℃下的强度几乎与纯铜在室温下的强度相当。不同温度下的拉伸断口分析表明, 弥散强化铜(ADSC)合金的塑性随温度升高逐渐降低。该合金的可加工性能优良, 旋锻加工后, 垂直于加工方向的晶粒进一步细化, 平行于加工方向的纤维组织进一步拉长, 横向和纵向硬度值均在160±5 Hv范围内。
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  锰矿和稀土矿物中亚铁含量的测定方法研究

  夏怀斌

  矿冶工程. 2014, 34(6): 137-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.033

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  在高价锰或铈存在的情况下, 探讨了重铬酸钾氧化滴定法测定亚铁离子含量的可行性。采用一定浓度的亚硫酸作为浸取液, 消除了亚铁离子测定过程中高价氧化物的影响, 建立了一套快速测定锰矿和稀土矿中亚铁含量的分析方法。通过加标回收率实验和精密度实验, 证明本法可靠准确。
工程与设备
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  120吨重载冶金框架车悬挂推力系统研究

  李力, 赵楠, 张卫东

  矿冶工程. 2014, 34(6): 139-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.034

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  以120吨冶金重载框架车悬挂推力系统为研究对象, 基于多刚体理论和有限元理论, 建立了120吨重载框架车悬挂推力系统的三维动力学模型、参数化模型及有限元模型, 开展了悬挂推力系统在启动和制动工况下的动力学仿真、参数化优化及有限元分析, 获得了悬挂推力系统优化参数模型和优化前后悬挂推力系统应力云图。仿真结果表明, 优化后悬挂推力系统在路面起伏50 mm时其V型推力系统应力小于优化前, 但二者均超过屈服极限, 无法满足强度要求。在此基础上, 提出了悬挂推力系统梯形推力机构的改进方案, 并进行了有限元仿真与分析。仿真结果表明, 改进后悬挂推力系统应力大大降低, 满足强度要求, 为120吨重载框架车悬挂推力系统研发及升级提供了理论基础。
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  采用Kriging代理模型的蜗壳优化设计

  郦琦, 刘鹏寅

  矿冶工程. 2014, 34(6): 144-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2014.06.035

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  针对蜗壳周向截面面积分布发生变化对蜗壳性能产生影响的问题, 进行了蜗壳的优化设计。为了减小蜗壳的总压损失, 开发了基于Matlab平台的气动优化程序。通过改变蜗壳的几何结构, 使得蜗壳的流量平均总压损失系数得到优化。蜗壳周向的两个截面的面积被设定为控制点, 并用一个参数进行调整。采用商用CFD软件进行计算, 得到数值计算结果。程序中采用Kriging代理模型以兼顾精度和计算成本的要求。最后得到以最小总压损失系数为目标的蜗壳最优截面面积分布。优化后的蜗壳在性能上相比原型有了一定改进。