2016年, 第36卷, 第2期　
刊出日期：2016-04-25

  

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采矿
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  中远场振动有限元分析中微差爆破荷载的等效施加方法研究

  李启月, 李易, 韦佳瑞, 吴正宇

  矿冶工程. 2016, 36(2): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.001

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  建立了微差爆破荷载等效施加方式的关系式, 首次提出了中远场振动有限元分析中的微差爆破荷载的等效施加方法。结合新城金矿采场中深孔微差爆破回采项目, 基于动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA, 应用微差爆破荷载等效施加方法模拟距爆源不同距离的中远场巷道围岩质点振动速度, 通过对数值模拟和现场数据的分析比较, 证明了微差爆破荷载等效施加方法的有效性和可行性。该方法显著提高了爆破荷载下中远场岩体振动特性数值模拟的效率。
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  基于邓肯张模型多参数协调的强度折减法研究

  陆广, 罗周全, 史秀志, 鹿浩

  矿冶工程. 2016, 36(2): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.002

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  简要介绍了邓肯张模型, 结合大量的三轴实验数据对邓肯张模型进行了分析, 建立了强度参数与变形参数之间的等价关系, 进而提出一种考虑变形参数与强度参数协调折减的强度折减法。分析了不同折减方案对尾矿坝安全系数和塑性区分布的影响, 得出与单纯折减c,φ值相比, 协调折减R_f,K,n与c,φ的方案得到的位移场偏大, 而协调折减K_b,m与c,φ的方案得到的位移场偏小, 多参数协调折减的方案得到的位移场是一种折中的结果。同时, 多参数协调折减方案可以消除模型底部部分不合理的塑性区, 计算的安全系数结果最小, 有利于工程的稳定性评价。
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  充填料管道输送减阻试验研究

  肖青波, 赵学义, 胡滨, 孙贺然, 巴家泓, 韩文亮

  矿冶工程. 2016, 36(2): 11-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.003

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  根据浆体的流变特性推导了管道输送阻力公式。采用在管壁处高剪切区注入少许水改变管壁处的综合粘度, 以低粘流体的剪切变形代替高粘浆体的剪切变形达到减阻的目的, 通过试验对比, 减阻效果达10%左右。本研究对深井全尾砂充填法的推广具有重要意义。
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  钻孔冲击破岩掘进过程的数值模拟与工艺探讨

  李满红, 龙日升, 孙少妮

  矿冶工程. 2016, 36(2): 14-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.004

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  为解决现有硬岩掘进方法进尺效率低的问题, 提出了使用液压冲击设备进行超硬全岩巷道快速掘进的新工艺和新方法。通过APDL编程, 利用“生死单元”对超硬岩体的钻孔冲击破碎过程进行了模拟和分析, 并在锦州凌海白台子乡花岗岩采石场进行了现场工艺试验。结果表明, 钎杆冲击位置与钻孔的距离应控制在0.15～0.2 m, 钻孔半径以0.035 m为宜。钻孔冲击破岩的效率约为无钻孔冲击破岩效率的4倍, 钻孔冲击破岩可以实现硬岩掘进, 但工艺还有待进一步优化。
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  考虑地下水位变化的软岩边坡锚杆支护设计优化

  车瀚, 刘坤

  矿冶工程. 2016, 36(2): 19-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.005

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  为了分析地下水位对边坡稳定性的影响, 确定地下水作用下边坡锚杆支护方式, 通过FLAC^3D建立了数值模拟模型, 采用强度折减法计算了不同地下水位作用下的边坡安全系数及锚杆加固作用下的边坡安全系数变化情况。研究结果表明: 地下水对边坡稳定性存在较大影响, 适当增加锚杆长度和锚杆支护倾角能提高地下水作用下的边坡稳定性; 在不同地下水位下, 边坡锚杆支护倾角为20°时边坡安全系数达到最大; 在总锚杆长度一致的情况下, 适当增加边坡下部锚杆长度、减小上部锚杆长度, 能提高边坡安全性。
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  群采空区下浅部岩爆诱发机制研究

  刘栋, 李夕兵, 刘志祥, 靳颜宁, 侯志明, 王新乔

  矿冶工程. 2016, 36(2): 23-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.006

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  针对玲珑金矿西山坑口131号矿脉-50中段花岗岩的浅部岩爆灾害, 进行了现场勘察以及地质调查, 发现岩爆发生区域上部存在大量未处理的群采空区。采取样本进行了室内倾向性试验, 发现该区域花岗岩具有中等至强岩爆倾向性。依据调查所得地质资料和矿山生产资料进行了矿山三维可视化建模并进行了地应力计算, 分析岩爆发生区域的应力状态。依据计算分析并圈出了潜在岩爆地质灾害的区域, 提出了群采空区下浅部岩爆的诱发机制及防护建议。
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  三层衬砌在高应力软岩隧道支护中的应用研究

  邓华

  矿冶工程. 2016, 36(2): 28-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.007

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  以罗家隧道高应力软岩为例, 对隧道衬砌支护进行了探讨。采用三层衬砌设计, 一方面允许围岩产生一定变形, 增大变形释放掉的围岩压力; 另一方面提供较大的支护力, 防止围岩产生大变形, 保证隧道衬砌结构的安全。数值计算及现场监控数据表明, 三层衬砌设计合理, 对类似工程有一定借鉴意义。
选矿
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  含磷铁矿中低品位磷的回收研究

  张晋, 葛英勇, 蔡新伟, 赵和平

  矿冶工程. 2016, 36(2): 32-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.008

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  对我国某高磷铁矿的磁选尾矿进行了回收磷矿的试验研究。以MG-2、MES和氧化石蜡皂为组合捕收剂, 经一次粗选、一次扫选、两次精选的闭路试验流程, 最终可获得品位32.63%、回收率88.11%的磷精矿, 实现了磷的综合回收。
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  聚氨酯筛网超声波除垢试验研究

  张建文

  矿冶工程. 2016, 36(2): 35-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.009

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  针对鲁中矿业公司德瑞克细筛聚氨酯筛网结垢严重的问题, 分析了结垢成因, 采用超声波对筛网除垢, 总除垢率达到99%以上。超声波除垢方法不仅除垢成本低、除垢彻底、节能环保, 而且对恢复聚氨酯筛网筛分性能、延长其使用寿命意义重大, 经济效益和社会效益显著。
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  湖南某白钨矿浮选试验研究

  徐凤平, 冯其明, 张国范, 石晴, 陈伟

  矿冶工程. 2016, 36(2): 38-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.010

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  对湖南某白钨矿开展了选矿试验研究, 通过强化调浆-疏水聚团工艺, 调整白钨矿表观粒径, 可获得品位10.44%、回收率86.72%的白钨粗精矿。相比常规浮选, 白钨粗选段选矿回收率提高了2.09个百分点; 微细粒级(-10 μm)白钨矿回收率由64.74%提高至75.88%。
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  江西某石英砂精矿再除铁试验研究

  李宇宏

  矿冶工程. 2016, 36(2): 41-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.011

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  江西某石英砂精矿含铁0.012%, 为进一步降低精矿含铁量, 采用高梯度磁选法, 研究了磁场强度、脉动冲次、给矿浓度及磁介质对石英砂除铁效果的影响。试验结果表明, 采用最新研制的SLon(1.8 T)立环脉动高梯度磁选机, 在磁场强度1.8 T、磁介质棒直径1.5 mm、脉动冲次50 r/min、给矿浓度25%的条件下获得了作业产率92.77%、含铁0.0077%的石英砂精矿, 经济效益和社会效益显著。
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  某重砂矿氧化焙烧-磁选提钛降铬试验研究

  张立刚

  矿冶工程. 2016, 36(2): 44-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.012

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  对某重砂矿进行了回收利用钛选矿的试验研究, 采用氧化焙烧-干式磁选工艺实现了钛精矿的提钛降铬, 最终获得TiO₂品位47.34%、Cr₂O₃含量0.28%的合格钛精矿。该研究可为高铬型钛铁矿的回收利用提供技术参考。
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  锐钛矿和钛铁矿混合型钛矿石的浮选分离研究

  王友昌, 孙体昌, 郑光石, 崔强, 沈康晴

  矿冶工程. 2016, 36(2): 46-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.013

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  对TiO₂品位为13.43%的内蒙古磨石山沉积变质型锐钛矿开展了试验研究。以YS-3为捕收剂的正浮选获得了TiO₂品位37.95%、回收率23.79%的钛精矿; 以NaOH为pH调整剂、淀粉为抑制剂、石灰为活化剂、164为捕收剂的反浮选获得了TiO₂品位30.07%、回收率70.46%的钛精矿。结果表明: 反浮选效果优于正浮选, 能更好实现钛矿物富集。
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  复杂难选含钨铁矿选矿工艺研究

  王国生, 黄海威, 高玉德, 徐晓萍

  矿冶工程. 2016, 36(2): 50-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.014

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  对某WO₃ 0.23%、TFe品位22.09%的含钨铁矿进行了选矿工艺研究。采用先浮选回收钨、浮选尾矿磁选回收铁的工艺, 可获得含WO₃ 63.24%、回收率87.14%、TFe含量为0.48%的钨精矿和TFe品位62.03%、回收率41.67%的铁精矿, 钨和铁均得到了较好的回收。
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  铁尾矿膏体充填浓缩试验研究

  张毅, 仝克闻, 全源, 张刚

  矿冶工程. 2016, 36(2): 54-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.015

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  为实现铁尾矿膏体充填塌陷区的目的, 对该铁尾矿进行了絮凝沉降试验和自制浓缩模型试验, 研究了给矿浓度、絮凝剂用量以及机械搅拌对底流浓度和溢流水固含量的影响。试验结果表明: 在给矿浓度20%、絮凝剂用量40 g/t条件下, 底流浓度可达到70%以上。试验结果对矿山采用膏体浓密机进行尾矿高浓度浓缩具有指导意义。
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  ZCLA选矿机预先抛尾试验研究

  李辉跃, 曾尚林

  矿冶工程. 2016, 36(2): 57-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.016

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  采用ZCLA选矿机对南芬选厂半自磨矿样进行了预选试验研究, 经过一次粗选, 可抛出产率50%左右的尾矿, 尾矿TFe 品位8%左右, ZCLA精矿中铁回收率为83%, 为提高半自磨处理能力和精矿品位创造了条件。
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  酒钢选烧厂新型磨矿介质工业试验研究

  张志荣, 叶传勇, 司胜

  矿冶工程. 2016, 36(2): 60-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.017

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  对酒钢选烧厂的磨矿介质进行了工业试验研究。结果表明, 低铬铸球单耗为0.316 kg/t, 高铬铸球单耗为0.214 kg/t, 热轧钢球单耗为0.185 kg/t。采用热轧钢球作球磨机介质, 碎球率极低, 钢球经过一个阶段使用后, 钢球硬度内外均匀, 性能稳定, 外形尺寸圆度好。
冶金
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  碘化法提取废旧手机线路板微生物浸出残渣中的金

  白建峰, 白静, 戴珏, 赵静, 张承龙, 邓明强, 王景伟

  矿冶工程. 2016, 36(2): 62-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.018

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  采用绿色化学试剂碘-碘化钾体系提取废旧手机线路板(PCB)微生物浸出残渣中的金(Au), 全面考察了碘质量分数、碘与碘化钾摩尔比、双氧水用量、固液比、pH值、浸出时间等因素对碘化法提Au的影响, 并通过正交试验确定了最优浸金条件。结果表明, 碘化法浸Au的最佳条件为: 碘质量分数1.0%、碘与碘化钾摩尔比1∶10、双氧水用量1.5%、固液比1∶20, 在pH＝7、温度28 ℃条件下振荡反应4 h, Au浸出率达到95.12%。微生物预处理-碘化法提金工艺绿色环保, 有望为电子废弃物资源化领域提供一定的技术参考和理论指导。
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  铁矾渣热分解过程研究

  曹晓恩, 洪陆阔, 周和敏, 唐小芳, 齐渊洪

  矿冶工程. 2016, 36(2): 67-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.019

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  采用DSC-TG和XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行了研究。结果表明: 铁矾渣的热分解包括脱水、脱氨、氧化和晶型转变等复杂步骤; 经750 ℃焙烧, 铁矾渣呈红棕色, 最终产物主要为ZnFe₂O₄和Fe₂O₃; 基于Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到铁矾渣在350～450 ℃和630～720 ℃温度区间热分解反应的活化能分别约为260和230 kJ/mol, 频率因子分别为3.07×10¹⁹和1.29×10¹²。
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  硫化镍矿氧压浸出试验研究

  朱军, 白苗苗, 李凡, 王久维, 赵兴红, 余娟

  矿冶工程. 2016, 36(2): 71-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.020

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  以陕西某地平均品位5.708%的硫化镍精矿为原料, 采用高温氧压直接浸出工艺, 制备粗氢氧化镍。研究了浸出时间、氧分压、添加剂用量、温度、液固比、酸度等因素对镍浸出率的影响。结果表明, 氧压浸出最佳工艺为: 浸出时间8 h、氧分压1.6 MPa、木质素磺酸钠加入量为矿量的3%、浸出温度150 ℃、液固比2∶1、酸度100 g/L, 此时镍浸出率平均达到96.32%。
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  含铁氰化渣中铁的浸出性能和热力学研究

  符剑刚, 刘彩云, 陈钰, 康希越, 吴凯

  矿冶工程. 2016, 36(2): 75-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.021

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  以含铁氰化渣为原料进行了酸浸试验, 考察了浸出酸用量系数、浸出温度和浸出时间对铁浸出率的影响。热力学分析结果表明, 氰化渣中的铁氧化物在高温、浓酸条件下以可溶性铁离子形式进入浸出液。试验结果表明: 在硫酸浓度45%、硫酸用量系数(硫酸理论用量的倍数)1.5、盐酸用量0.1 mL/g、体系沸点温度下、液固比3∶1、浸出时间4 h的最佳条件下, 铁浸出率为96.53%; 然后采用胶体分散法制备聚合硫酸铁回收浸出液中的铁。浸出渣氰化浸出试验结果表明, 金浸出率达到98.82%, 为实现氰化渣的综合利用提供了一种新的处理工艺。
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  复杂难选胶硫钼矿氧化焙烧-酸浸试验研究

  邱沙, 郭鹏志, 彭志兵

  矿冶工程. 2016, 36(2): 80-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.022

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  针对胶硫钼矿难以采用物理选矿方法处理的问题, 提出了氧化焙烧-酸浸处理工艺。试验得到的最佳工艺条件为: 矿样粒度-0.074 mm粒级占65%, 不添加焙烧添加剂, 焙烧温度400 ℃, 焙烧时间45 min, 硫酸用量20%, 浸出温度80 ℃, 浸出液固比1∶1, 浸出时间5 h, 在此条件下, 钼浸出率可达91.55%。
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  废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出试验研究

  贺山明, 汪金良, 李啊林, 曹才放, 杨亮

  矿冶工程. 2016, 36(2): 84-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.023

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  对废镀锌板炼钢粉尘加压硫酸浸出工艺进行了研究, 并与常压酸浸进行了对比。探讨了初始硫酸浓度、浸出时间、液固比、浸出温度对浸出率的影响。结果表明, 采用加压浸出技术可使常温弱酸下不溶的铁酸锌和难处理的硅酸锌高效浸出。在釜内压力0.6 MPa、浸出温度140 ℃、液固比6∶1、搅拌速度500 r/min、硫酸浓度120 g/L、浸出时间1.5 h条件下, 浸出矿浆无胶体形成、过滤性能良好, 锌、铁浸出率分别为98.35%和3.51%, 铅几乎全部进入渣相, 浸出液中硅含量仅为0.06 g/L, 实现了粉尘中锌与杂质的有效分离。
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  低品位铍矿浸出工艺探索试验

  王清良, 李中, 李乾, 胡鄂明, 熊骁, 成泉辉

  矿冶工程. 2016, 36(2): 88-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.024

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  针对Be含量为0.42%的铍原矿, 进行了硫酸用量、预处理温度、搅拌浸出固液比等条件对铍浸出率的影响试验。结果表明, 铍原矿浸出的优化工艺参数为: 预处理温度280 ℃、铍矿石与浓硫酸质量比1∶1.5、固液比1∶2, 此时铍浸出率达到98.2%。该工艺处理温度低, 降低了能耗, 为铍原矿的开发利用提供了可选途径。
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  顶吹浸没熔炼流体流场行为的模拟研究

  夏自根, 舒波, 蔡加武, 杨伟, 李东波, 施哲

  矿冶工程. 2016, 36(2): 91-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.025

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  以云南某厂的艾萨炉为原型, 根据相似定理建立1∶10 的水模型, 借助高速摄影机和三位粒子测速仪(PIV)等仪器研究了内置旋流器的喷枪在喷吹过程中对熔体流动行为的影响。研究结果显示: 由于受到旋流器产生的旋流作用, 大气泡在形成过程中会产生偏移, 熔池内的熔体在横向获得速度分量; 喷枪插入深度越大, 熔池内的小气泡越多; 搅拌混匀时间与旋流器距喷枪底部位置有关。
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  锌系统沉铁渣综合回收工艺优化研究

  文平, 肖永强, 陈艺锋, 王宇菲

  矿冶工程. 2016, 36(2): 96-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.026

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  对侧吹烟化炉中处理锌系统沉铁渣时粉煤用量、Fe₂O₃/SiO₂比、CaO/SiO₂比、反应温度、反应时间对熔炼过程的影响进行了研究, 确定了最优工艺技术参数。结果表明, 在m_粉煤/m_渣样=1/2.8, CaO/SiO₂=0.75, Fe₂O₃/SiO₂>1, 烟化温度1 250 ℃, 烟化时间1 h条件下获得铅锌挥发率均大于96%。
材料
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  三种组分富锂锰基正极材料的物性和电化学性能研究

  廖达前, 习小明, 周春仙, 郭忻, 何杜, 周勤俭

  矿冶工程. 2016, 36(2): 100-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.027

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  从成分、粒度、比表面积和结构形貌、离子价态、电池电化学性能、CV曲线和电化学阻抗等方面对3种不同组分的富锂锰基正极材料进行分析, 探讨富锂材料的本质特征, 深入分析富锂材料充放电过程反应机理。研究结果表明, 3种富锂材料中, Li_1.18Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂样品的电化学性能最优, 在0.05C和2～4.8 V电压范围内, 初始放电比容量高达261 mAh/g。试验结果对富锂材料的选择有一定指导意义。
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  锂离子电池负极材料LiFeTiO₄/C的制备及其电化学性能

  田华玲, 粟智

  矿冶工程. 2016, 36(2): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.028

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  以Li₂CO₃、Fe₂O₃和TiO₂为原料, 葡萄糖为碳源, 采用高温固相法合成了锂离子电池LiFeTiO₄/C复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)等手段对材料的晶体结构和形貌进行了表征, 通过恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗对材料的电化学性能进行了测试。结果表明, 碳包覆后的LiFeTiO₄负极材料循环性能优于未经碳包覆的材料。在室温下, 充放电倍率为0.5C时, LiFeTiO₄/C负极材料的首次放电比容量为327.8 mAh/g, 循环50周后仍保持在308.3 mAh/g。
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  锂离子电池硅碳负极用壳聚糖粘结剂的性能研究

  徐丹琼, 郭华军, 周玉, 唐唯佳, 周融, 张睿奇

  矿冶工程. 2016, 36(2): 108-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.029

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  研究了壳聚糖(CS)粘结剂在锂离子电池硅碳负极中的性能。通过XRD、红外光谱和SEM表征粘结剂和电极的结构与形貌, 测试了粘结剂的剥离强度, 通过电化学性能和电极动力学比较了壳聚糖与聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂对硅碳复合材料电化学性能的影响。结果表明: CS粘结剂和PVDF粘结剂极片剥离强度分别为10.5和7.6 N/m, 水溶性高分子CS粘结力更强; CS、PVDF作为硅碳负极粘结剂首次可逆比容量分别为572.4和568.3 mAh/g, 首次库伦效率分别为78.4%和79.5%, 50次循环后容量保持率分别为72.3%和65.8%。与PVDF相比, CS更适合应用于锂离子电池硅碳负极材料中。
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  25-20型奥氏体钢在650 ℃超临界水中的腐蚀行为研究

  陈欣, 王起江, 彭碧草

  矿冶工程. 2016, 36(2): 112-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.030

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  为了解奥氏体耐热不锈钢HR3C、NF709R和SAVE25在服役条件下的抗蒸汽腐蚀性能, 研究了3种材料在650 ℃/25 MPa超临界水中的腐蚀行为。采用SEM、XRD分析了氧化膜的表面形貌、成分分布和物相, 结果表明, 3种材料在超临界水中均具有良好的抗腐蚀性能, 因NF709R含有较多的Mo和Ni, 生成的FeMo₂O₄减缓了Fe的扩散, 有利于降低氧化速率, 同时由于Ni可提高氧化膜的稳定性和抗腐蚀性能, NF709R耐腐蚀性能优于HR3C和SAVE25。
企业经济与管理
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  基于价值树模型的煤炭企业成本控制与产品增值策略研究

  李跃, 任一鑫

  矿冶工程. 2016, 36(2): 116-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2016.02.031

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  为降低煤炭企业生产成本、提高煤炭产品附加值, 现场调研了山东省13个典型煤炭企业, 总结分析了当前煤炭企业的成本构成和影响因素; 然后运用价值链理论, 综合煤炭企业的作业链、物流供应链、资金链和管理链, 建立煤炭企业价值树模型, 找出当前煤炭企业成本控制的关键点; 最后从煤炭开发成本管理、回采率控制、生产服务外包、生态农业发展、循环经济和内部市场化等6个方面提出了成本控制与产品增值的方法和策略。