2016年, 第36卷, 第1期　
刊出日期：2016-02-25

  

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采矿
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  基于CFD方法的海底集矿机模型外形优化

  黎宙, 阳宁, 陈宇翔, 陈铭

  矿冶工程. 2016, 36(1): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.001

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  为了减少深海集矿机在工作中所受到的水阻力、提高能量利用率, 利用流体力学软件, 通过求解RANS方程, 选择realizable  k-ε湍流模型, 对集矿机模型在海底不同速度下行走进行了流场数值模拟, 得出了模型水阻力随速度变化的一般规律。根据计算结果对集矿机外形进行了优化设计, 得到了几种减小水阻力的优化模型, 数值计算结果表明, 优化模型的外形设计能有效减小集矿机水阻力, 可为今后集矿机外形设计提供参考。
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  毫秒微差爆破技术在深部缓倾斜薄矿体安全强采中的应用研究

  马春德, 王业顺, 胡顺喜, 杜坤, 付伟

  矿冶工程. 2016, 36(1): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.002

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  针对深部缓倾斜薄矿体开采生产能力小、效率低、安全性差、技术难度大等难题, 依据毫秒微差爆破机理, 利用非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对连续段毫秒微差爆破、跳段毫秒微差爆破和瞬间爆破方式进行了数值模拟对比分析, 提出了一种适用于深部缓倾斜薄矿体的安全强采技术——浅孔多段毫秒微差爆破技术。通过对几种爆破方式在爆破岩块碰撞和爆破震动等方面的比较分析, 优选出跳段毫秒微差爆破方法并应用到湘西金矿深部采场开采中。现场工业试验结果表明, 新方法比传统方法在生产能力、生产效率、炸药单耗、回采周期、矿石块度、安全性等方面具有明显的技术经济优势, 具有良好的推广应用价值。
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  软弱地层下管片支护的数值模拟研究

  汪学清, 马炯, 乔胜利, 胡徳俊, 侯公羽

  矿冶工程. 2016, 36(1): 11-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.003

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  将超短钢纤维混凝土的准静态力学实验结果作为参数, 运用到钢纤维混凝土管片的数值模拟中, 通过对软塑状黏性土、饱和粉土地层条件下不同材料的支护结果进行对比, 得出在该地层条件下采用钢纤维混凝土管片可以有效减少隧道变形。
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  浆体长距离管道输送全过程压力变化分析

  吴优, 秦德庆, 夏建新

  矿冶工程. 2016, 36(1): 15-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.004

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  为了确保管线安全运行, 对长距离浆体管道输送过程中管道沿程压力变化进行了分析。将全过程划分为全水、浆推水、全浆和水推浆4种工况, 结合具体工程案例, 计算了4种工况下管道内部压力的变化情况, 并对可能产生的危害提出了防护措施。
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  南芬露天铁矿高陡边坡危险性区划研究

  陶志刚, 郝振立, 袁小峰, 高毓山

  矿冶工程. 2016, 36(1): 20-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.005

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  为了研究露天采场最终边坡的稳定性和潜在危险性, 采用模糊数学综合评判方法和GIS空间矩阵差值运算法, 对本钢南芬露天铁矿采场高陡边坡进行了危险性区划的研究。根据南芬露天铁矿采场边坡植被发育、岩性特征、岩体完整性、节理频度、地质构造、矿山开采影响指数、稳定性空间差值综合系数等综合信息, 定量评价并绘制出系统的南芬露天矿采场边坡危险性分区图, 按照极危险、危险、次稳定和稳定级别, 共划分为4大区, 细化为35个亚区, 并提出了相应的灾害防治对策, 为露天矿未来5～10年开采计划和防治决策的制定奠定了科学基础。
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  浆体管道输送临界流速的研究

  李安, 曹书荣, 刘宏波, 孙伟, 卢勇

  矿冶工程. 2016, 36(1): 26-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.006

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  全面深入分析了大量物料浆体的试验与运行数据, 从物料特性与浆体紊动强度两个重要因素分析浆体浓度对管道临界流速的影响, 基于能量守恒提出了合理、实用的浆体管道输送临界流速公式。
选矿
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  电极结构对YD电选机电场的影响

  李茂林, 胡伟, 龚文勇

  矿冶工程. 2016, 36(1): 30-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.007

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  对影响电选机分选区电场强度、电场分布、分离角、有效夹角的主要因素进行了模拟。结果表明, 电晕电极数量是影响上述参数的主要因素, 增加电晕电极数量可提高最大电场强度、改善电场的分布、增加有效夹角、提升分离角。
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  氧化铜矿浸出前高梯度磁选抛尾试验研究

  潘昊旻, 谢建平, 武海燕, 刘新星

  矿冶工程. 2016, 36(1): 33-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.008

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  为解决非洲某风化氧化铜矿目前直接采用加温搅拌浸出能耗高的问题, 对该氧化铜矿的性质进行了综合分析, 根据其磁性差异, 采用高梯度湿式强磁选机进行抛尾研究。试验结果表明, 在矿浆浓度30%~40%、磁场强度1.65 T条件下, 采用一粗两扫磁选流程, 对该铜矿细粒级有较好的富集作用, 富集产率73%, 铜回收率96%, 不仅提高了搅拌浸出处理能力、降低了能耗、节约了成本, 同时保证了铜金属的回收率。
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  乙基黄药自然降解的影响因素研究

  刘勇, 孙体昌, 邹安华, 徐承焱, 毛香菊

  矿冶工程. 2016, 36(1): 36-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.009

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  运用紫外光谱检测水中黄药含量的方法, 研究了水质、浓度、硫化矿吸附作用对乙基黄药自然降解的影响, 并讨论了自然降解动力学模型。结果表明, 乙基黄药在去离子水和自来水两种水质中发生自然降解的规律基本一致;黄药初始浓度越高, 自然降解完全所需时间越长;硫化矿吸附作用可明显提高乙基黄药的自然降解速率。在试验条件范围内, 乙基黄药自然降解过程符合一级动力学模型。自然降解机理初步探讨结果表明, 在自然降解过程中只有中间产物过黄药产生。
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  聚氨酯筛网化学除垢试验研究

  马崇振

  矿冶工程. 2016, 36(1): 41-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.010

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  在分析鲁中矿业选矿厂聚氨酯筛网结垢成因的基础上, 对聚氨酯筛网进行了化学除垢试验研究。单酸化学除垢试验结果表明, 盐酸、乙酸、柠檬酸、磷酸均能有效除去聚氨酯筛网上的污垢。二元混酸化学除垢试验结果表明, 常温下, 盐酸浓度2%, 乙酸浓度2.5%, 除垢时间20 min, 聚氨酯筛网除垢率达99.43%。与现场弱酸清洗除垢方法相比, 化学除垢方法在降低除垢成本和提高除垢效率方面都大为改善, 达到了筛网高效除垢的目的。
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  东鞍山烧结厂碎磨设备大型化后流程考查及分析

  郭灵敏, 陈雯, 杨光, 曹佳宏, 解琳

  矿冶工程. 2016, 36(1): 44-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.011

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  对东鞍山烧结厂碎磨设备大型化前后的产品进行了分析, 查明了流程中各主要矿物的走向, 分析了影响选别指标的主要原因, 提出了进一步提高和改善生产指标的具体方案及措施, 为工艺流程进一步优化提供了参考意见。
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  新型磁力预选设备——ZCLA磁选机

  柳衡琪, 曾维龙, 陈志强

  矿冶工程. 2016, 36(1): 49-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.012

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  介绍了新型磁力预选设备ZCLA磁选机的结构特征和分选原理。该设备采用外磁系与内选筒式结构, 巧妙地利用了重力、磁力和离心力协同作用, 可使各种磁性矿物得到高效预选。ZCLA磁选机在钒钛磁铁矿、混合铁矿和海滨砂矿等的预选应用情况表明, 该设备分选效果明显, 机构运行平稳, 经济效益显著。
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  硫精矿立磨再磨再选回收铜试验研究

  钟国建, 肖骁, 龙渊, 黄礼龙, 石立, 张国旺

  矿冶工程. 2016, 36(1): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.013

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  为提高大宝山铜矿铜回收率, 针对硫精矿中铜品位低(0.31%)、嵌布关系复杂的特点, 采用DY-1为铜捕收剂、石灰为黄铁矿抑制剂、2^#油为起泡剂, 进行了硫精矿立磨再磨再选试验研究。在优化的工艺条件下, 可获得可市售的铜精矿产品。开路试验铜精矿平均产率1.07%、平均Cu品位13.19%、Cu回收率45.68%, 硫精矿硫平均品位41.20%、硫回收率84.65%。由计算机模拟计算得到闭路流程铜精矿回收率为67.28%, 品位13.19%。
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  选择性磁种法用于氰化尾渣综合回收铁的试验研究

  余延涛, 王青丽, 薛伟, 王安理

  矿冶工程. 2016, 36(1): 56-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.014

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  针对微细嵌布弱磁性矿物氰化尾渣通过磁选获得高品质铁精矿时回收率低的问题, 采用选择性磁种法, 探索了磁种添加比例、磁种粒度、磁选介质碱度、絮凝剂类型和用量对精矿品位和回收率的影响。在磁种添加比例4%、粒度为-38 μm粒级占50%、NaOH浓度0.15 g/L、絮凝剂BSF用量60 g/t条件下获得了铁品位52.41%、铁回收率69.02%的铁精矿, 与常规磁选方法相比, 回收率提高约10个百分点。
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  毕机沟钒钛磁铁矿选铁流程优化研究

  于元进

  矿冶工程. 2016, 36(1): 59-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.015

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  总结和回顾了毕机沟钒钛磁铁矿的工艺流程变革情况, 分析了各工艺流程的优缺点。研究结果表明, 采用ZCLA选矿机处理毕机沟极贫钒钛磁铁矿, 可在粗粒条件下同时回收铁和钛, 直接排弃合格尾矿, 简化了工艺流程, 降低了成本, 为贫钒钛磁铁矿的利用提供了新的途径。
冶金
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  微细浸染金矿碱性热压预处理-硫代硫酸钠浸金

  唐云, 唐立靖, 王在谦

  矿冶工程. 2016, 36(1): 63-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.016

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  采用碱性热压预处理-硫代硫酸盐浸出含碳质微细粒浸染型极难选原生金矿, 分别进行了原矿浸金、热压预处理以及氧化产物浸金试验, 考查了各因素对预处理脱碳、脱硫以及浸金效果的影响。试验结果表明, 在磨矿细度-0.025 mm粒级占82%, 预处理温度160 ℃、预处理时间2 h、助氧剂TW用量300 g/t、氧压1.6 MPa、pH=12的碱性热压氧化条件下以及硫代硫酸钠用量0.12 mol/L、硫酸铵用量0.075 mol/L、硫酸铜用量0.02 mol/L、pH=9、浸出时间4 h、矿浆液固比3∶1的浸出条件下, 获得了金浸出率88.76%。通过对预处理反应热力学计算, 以及绘制160 ℃下Fe-S-H₂O体系Eh-pH图, 对碱性热压氧化预处理过程的机理进行了初步研究, 研究结果与试验结果一致。
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  电解制备金属锰技术的中国专利分析

  申细秀, 罗树亮

  矿冶工程. 2016, 36(1): 68-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.017

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  介绍了电解制备金属锰专利技术的申请状况, 从专利申请量、专利类型、区域分布、申请人排行与机构类型、主要技术领域分布等方面进行了统计与分析, 探讨了我国电解锰制备技术的现状与发展趋势。建议加强高校、企业的产学研合作, 协作开展节能降耗、清洁生产、资源高效利用等领域的核心技术研发与成果转化;电解锰企业应重视专利信息研究与分析, 结合行业需求、自身特点与优势制定科学的研发策略与发展规划。
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  湘西石煤湿法提钒中复合添加剂的研究

  华骏, 颜文斌, 高峰, 易静, 刘倩倩

  矿冶工程. 2016, 36(1): 72-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.018

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  以湘西地区石煤为原料, 采用湿法工艺提取其中的钒。研究了浸出过程中液固比、浸出温度、浸出时间、硫酸用量、单一添加剂和复合添加剂对石煤湿法提钒的影响。结果表明, 氟化钙和二氧化锰组合的复合添加剂可以强化钒的浸出, 大幅度提高石煤湿法提钒的浸出率。在复合添加剂用量2%、液固比0.8、浸出时间11 h、硫酸用量20%和浸出温度95 ℃的条件下, 钒浸出率为86.5%, 较单独无添加剂时的浸出率提高了23个百分点, 较单独添加氟化钙时的浸出率提高了11.1个百分点, 较单独添加二氧化锰时的浸出率提高了8.3个百分点。
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  含铟氧化锌提取铟的浸出动力学研究

  曾科, 何名飞, 覃文庆, 赵红波

  矿冶工程. 2016, 36(1): 76-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.019

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  对蒙自产出的含铟氧化锌进行了铟的浸出动力学研究, 考察了酸度、温度、物料粒度、搅拌强度等因素对铟浸出的影响。高酸条件下铟浸出过程受内扩散控制, 反应级数为1.194, 同时测得其反应活化能为10.97 kJ/mol;反应速度常数k与物料粒径的平方成反比。试验结果表明: 高酸条件下浸出含铟氧化锌才能获得较高的铟浸出速度, 通过提高温度、降低物料粒度等方式可以强化铟的浸出。
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  铅阳极泥碱性浸出锑、铋研究

  李彦龙, 易超, 鲁兴武, 程亮, 崔海瑞, 李贵

  矿冶工程. 2016, 36(1): 80-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.020

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  以NaOH-甘油为浸出剂对铅阳极泥中Sb、Bi进行浸出实验研究。分别考查了甘油和氢氧化钠浓度、浸出温度、浸出时间、浸出液固比等因素对浸出效果的影响, 确定了用NaOH和甘油浸出铅阳极泥中Sb、Bi的最佳实验条件为: 氢氧化钠浓度250 g/L、甘油浓度250 g/L、浸出温度80 ℃、液固比5∶1、浸出时间2 h。此条件下Sb和Bi浸出率分别达82.5%和84.15%;贵金属Au、Ag的富集率分别高达139.8%和122.7%, 损失率低于1%。
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  低品位氧化铜矿柱浸试验研究

  刘新星, 王龙, 谢建平, 刘媛媛

  矿冶工程. 2016, 36(1): 83-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.021

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  以某低品位氧化铜矿为研究对象, 通过实验室小型柱浸试验, 对柱浸前不同熟化加酸量和柱浸喷淋强度的影响进行了研究。结果表明: 喷淋强度和柱浸前的熟化是影响柱浸效果的关键因素。当喷淋强度为15 L/(h·m²)时, 浸出剂在柱中很好地扩散并与矿石发生反应, 此时Cu浸出率和浸出速率都较高;柱浸前的熟化不仅可提高Cu总浸出率, 还可显著加快柱浸前期Cu浸出速率。熟化过程中浓硫酸与矿石中某些组分发生化学反应, 增加了矿石中酸溶铜含量, 同时导致矿石裂隙扩大, 孔隙数量增加, 使得一些被包裹的难以与硫酸接触的铜裸露出来, 从而提高浸出率。
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  某铂钯氧压浸出渣浮选精矿的氢氧化钠脱硫实验研究

  周向前, 刘志强, 曹洪扬, 陈雯, 王伍

  矿冶工程. 2016, 36(1): 88-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.022

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  对某含较多单质硫及铜、镍、铁等金属硫化物的浮选精矿进行了脱硫实验研究。考察了氢氧化钠直接浸出和氢氧化钠氧压浸出脱硫工艺及工艺条件。实验结果表明, 当液固比4∶1、温度90 ℃、碱浓度2 mol/L、保温时间1 h时, 氢氧化钠直接浸出脱硫, 脱硫率仅为18%左右;氢氧化钠氧压浸出时, 当液固比为3∶1、碱浓度2 mol/L、搅拌速度400 r/min、150 ℃下保温2 h后通入氧气, 保持氧分压为0.7 MPa, 继续反应3 h得到氧压浸出渣脱硫率为48.78%。
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  锌精矿冶炼中镉回收工艺研究

  卢荣华, 刘有才, 林清泉, 彭彬江, 陈钰, 吴洁

  矿冶工程. 2016, 36(1): 92-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.023

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  以铜镉渣为原料, 对锌精矿冶炼中镉回收工艺进行了研究。通过单因素实验得到的最佳浸出反应条件为: 溶液酸度10 g/L、液固比6∶1、搅拌速度80 r/min、浸出温度85 ℃、浸出时间6 h, 此条件下, Cd、Cu和Zn浸出率分别为98.74%, 1.23%和98.35%。在置换过程中, 控制锌粉实际用量为理论用量的1.2~1.3倍, 搅拌速度60 r/min, 温度40~50℃, 时间50 min, 镉置换率可达99.01%, 一次置换镉绵含Cd在70%以上。
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  炼铜烟灰硫酸浸出及铜浸出动力学研究

  孙乐栋, 李杰, 光明, 高玉树

  矿冶工程. 2016, 36(1): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.024

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  在分析铜烟灰物料组成的基础上, 采用硫酸浸出工艺, 分别考查了硫酸加入量、液固比、浸出时间和浸出温度对铜浸出率的影响。实验得出最佳浸出条件为: 硫酸初始加入量98 g/L, 浸出时间60 min, 浸出温度70 ℃, 液固比5∶1。在此条件下, 铜浸出率达到84.87%。研究了炼铜烟灰硫酸浸出过程中铜的浸出动力学。结果表明, 硫酸浸出过程为扩散控制, 浸出反应的表观活化能为8.05 kJ/mol。
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  强化氧化脱除铝酸钠溶液中S^2-的研究

  覃志辉, 陈文汨

  矿冶工程. 2016, 36(1): 101-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.025

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  对强化氧化法脱除铝酸钠溶液中的S^2-进行了研究, 挑选出能强化氧化除S^2-的物质, 并通过改变添加物质的浓度来验证其是否具有强化氧化作用。实验结果表明: 硫酸锰具有强化氧化作用, 氯化铜通过化学反应除S^2-, 二氧化钛、氯化亚锡、硫酸高铈、三氧化二铁、三氧化钨、钨酸钠、五氧化二钒、三氧化二铬及活性炭没有强化氧化作用。在90 ℃、转速300 r/min、流量0.08 m³/h、反应时间60 min条件下, 1.014 g/L的硫酸锰强化氧化除S^2-率达到100%。
材料
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  基于粒子群算法的FFT信号分析方法及应用

  徐德树, 魏立新, 马明明, 王利平

  矿冶工程. 2016, 36(1): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.026

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  针对快速傅里叶变换在频谱分析时易出现栅栏效应和频谱泄漏问题, 首先提出基于粒子群算法的FFT信号分析方法对信号进行频谱分析, 优化信号采样过程中采样持续时间, 实现整周期采样, 减少频谱泄漏现象;其次, 通过对模拟信号的仿真分析, 验证方法的可行性。采集某厂650六辊可逆冷轧机的缸位移信号且针对现场采集信号提出一种基于插值算法的数据处理方法, 并对信号进行频谱分析, 证明该方法对生产实际具有指导意义。
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  时效处理对QBe2合金弯曲变形与微观组织的影响

  袁明华, 刘俊伟, 肖燕妮, 侯建宝, 董显娟, 李鑫

  矿冶工程. 2016, 36(1): 108-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.027

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  通过三点弯曲实验和金相分析, 研究了时效处理对QBe2合金弯曲变形与微观组织的影响。结果表明, 相同状态下(硬态、半硬态), 在300, 350, 400, 450 ℃下进行时效处理, 随温度升高, QBe2合金最大弯曲变形应力均比原始试样减小;硬态、400 ℃/4 h时效处理后合金的最大弯曲应力最小, 为23.52 GPa;时效后硬态铍青铜的抗弯曲变形效果比半硬态好;随时效温度升高, 组织内γ相含量、晶界反应量不断增多。
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  高能球磨与真空退火对纳米晶FeSiAl微波特性的影响

  张艳丹, 周克省, 唐璐, 胡照文, 黄生祥, 邓联文

  矿冶工程. 2016, 36(1): 111-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.028

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  采用熔体快淬法制备了FeSiAl快淬带料, 并利用行星式高能球磨机对FeSiAl快淬带料进行了扁平化处理。重点研究了高能球磨处理和真空退火工艺对FeSiAl粉体材料微波电磁参数的影响。结果表明, FeSiAl快淬带料通过高能球磨处理能获得薄片状FeSiAl纳米晶材料, 后续真空退火处理工艺可以保持纳米晶结构和片状外形, 可使微波复磁导率实部和虚部进一步提高, 2 GHz处复磁导率实部μ'和虚部μ"分别达6.1和4.3。
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  烧结温度对放电等离子烧结法制备IGZO靶材 的影响研究

  苏文俊, 陈坚, 袁振宇, 袁铁锤, 肖松文

  矿冶工程. 2016, 36(1): 114-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.029

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  以预烧结复合粉体为原料, 采用放电等离子烧结(SPS)方法制备IGZO靶材, 并采用密度测定、XRD、SEM等手段对不同烧结温度条件下的靶材结构性能进行了表征分析。结果表明, 在一定的烧结温度区间, 随烧结温度升高, 烧结体相对密度增加, 体积电阻率降低, 烧结温度1 100 ℃条件下烧结体的结构性能较好, 相对密度97.44%, 体积电阻率3.66 mΩ/cm³。
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  LZ91铸态合金生物腐蚀机理研究

  万贻敏, 刘俊伟, 袁荣火, 戴木海, 刘佩垚

  矿冶工程. 2016, 36(1): 117-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.01.030

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  设计了Mg-9Li-Zn铸态合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀实验, 通过试样失重率、溶液pH值变化、金相分析(OM)、X射线衍射(XRD)等手段, 对Mg-9Li-Zn的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明: 腐蚀速率在第5天后稳定下降, 溶液pH值则在前7天逐渐增至9.63, 随后保持稳定。微小的点蚀坑出现在腐蚀的第1天, 随着腐蚀时间增加, 点蚀坑数量变多, 深度增加。点蚀坑首先出现在晶界附近区域, 使晶粒边界模糊, 然后逐渐增大。主要的腐蚀产物为Mg(OH)₂。