2017年, 第37卷, 第1期　
刊出日期：2017-02-25

  

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  2017年第1期目次

  《矿冶工程》编辑部

  矿冶工程. 2017, 37(1): 0-0.

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采矿
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  基于T-S模型的模糊神经网络在地下硐室超挖预测中的应用

  李启月, 孔德国, 吴正宇, 黄武林

  矿冶工程. 2017, 37(1): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.001

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  以山东某隧道为例, 运用基于T-S模型的模糊神经网络, 结合相关影响因素对地下硐室超挖进行了预测。预测模型根据工程实际情况选用了199组数据, 其中179组数据作为训练样本训练网络, 20组数据作为测试样本验证模型的预测结果。通过计算, 基于T-S模型模糊神经网络超挖预测的相关系数为0.962 8, 均方差为0.449, 平均相对误差为6.33%。与BP神经网络和回归模型的预测结果进行了比较分析, 结果表明基于T-S模型的模糊神经网络预测效果最好, 能精确预测地下硐室爆破超挖量, 对控制超挖量具有重要意义。
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  帷幕体单轴压缩破裂声发射空间演化规律与分形特征研究

  王志国, 王梅, 张国庆, 李跃龙

  矿冶工程. 2017, 37(1): 5-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.002

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  基于岩石破裂声发射事件空间定位技术和分形几何理论, 对以研山铁矿东帮砂砾卵石为骨料经胶结制作的帷幕体试块进行了单轴压缩试验研究, 探讨了不同含水率下帷幕体试块的强度特性、AE事件累积计数特点、声发射事件空间演化规律及分形特征。研究结果表明：帷幕体试块破裂受到卵石骨料等成分的空间分布非均匀性影响和内部存在的各级结合缝控制, 破裂空间分布呈现非均布向均布演化特征。一定的含水量可以提高帷幕体的强度; AE事件随应力增加逐渐活跃, 其空间分布逐渐由区域中心向外扩散, 渐呈均布趋势聚集于试件中部, 且AE事件大部分产生于应力峰值前; AE事件空间分布分形维数随应力变化表现为先升维后降维, 在峰值应力附近达到最大值, 然后出现分维突降现象。分形维数降低可以作为预测帷幕体失稳破坏的前兆。
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  高落差复杂地形浆体管道消能方式研究

  陈光国, 郑皓, 唐达生

  矿冶工程. 2017, 37(1): 10-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.003

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  总结了国内外高落差浆体管道工程的加速流防护经验, 介绍了10余种消能方式, 并从技术和经济上进行了分析比较, 可为今后各种复杂地形浆体管道的工程设计和运营管理提供参考。
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  粗粒含量对排土场堆石体剪切变形和强度的影响研究

  杜俊, 侯克鹏

  矿冶工程. 2017, 37(1): 14-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.004

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  为探讨粗粒含量对堆石体剪切特性的影响, 采用室内中型直剪仪, 对不同组构试样开展了剪切试验。研究表明, 粗粒料剪切过程中没有明显的峰值强度, 且应力应变关系表征为应变硬化型。相同正应力条件下, 试样剪切应变达到1/100时的剪切模量随粗粒含量增加而增大, 试样在破坏时的剪切模量随着粗粒含量增加呈先增大后减小的趋势, 且粗粒含量为70%时试样剪切破坏模量达到最大值。粗粒料内摩擦角与粗粒含量之间存在指数关系, 相关系数为0.912 6, 摩擦角随粗粒含量增加而增大; 粘聚力与粗粒含量间的规律性尚不明显。
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  露天铁矿边坡稳定性分析方法

  武震, 李文秀, 雷振, 郭阿媛, 刘南北

  矿冶工程. 2017, 37(1): 18-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.005

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  采用模糊测度方法、有限元法及Bishop法对露天矿节理化边坡的稳定性进行了探讨, 分析了在地下水影响下边坡稳定性随坡角及坡高的变化规律。研究结果表明, 坡角达到45°时, 最大失稳模糊概率为0.108 8, 有限元法和简化Bishop法计算的安全系数分别为1.004 0和1.036 0。在保证合理坡角的前提下, 坡高对边坡稳定性的影响是有限的。本文提出的综合分析方法可为今后露天采场的合理坡度以及合理矿山境界的确定提供一定参考依据。
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  渣滓溪锑矿井下岩石岩爆倾向性研究

  吴伟伟, 谢小明, 胡毅夫, 陈健, 欧阳景权

  矿冶工程. 2017, 37(1): 21-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.006

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  为了研究渣滓溪锑矿井下主要岩石的岩爆倾向性, 以便有针对性地采取防治措施, 采用岩体脆性指数、弹性变形能指数、冲击能指数和剩余能量指数4种岩爆倾向性判别指标, 分别研究了井下凝灰质板岩、凝灰质砂岩、石英砂岩和锑块矿4种岩石的岩爆倾向性, 结果表明, 在具备一定外力的条件下, 凝灰质砂岩无岩爆可能性, 凝灰质板岩可能发生中等岩爆, 石英砂岩肯定发生中等及以上岩爆, 锑块矿肯定发生强烈岩爆。同时结合调查区域井下岩爆的实际发生情况, 进一步论证了该结论的科学性。
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  隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析

  贾党育

  矿冶工程. 2017, 37(1): 25-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.007

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  为了分析评价隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性的影响, 以武靖高速矮子寨隧道工程为依托, 采用FLAC^3D软件建立了相应数值分析模型模拟隧道爆破开挖施工过程, 计算分析了爆破施工对洞口段边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：隧道爆破施工产生的振动效应会极大降低隧道洞口段边坡的安全系数, 并且会增大边坡地表位移沉降; 锚杆支护有助于提高振动荷载作用下处于失稳状态的边坡稳定性。
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  垂直深孔阶段崩矿嗣后充填采矿法凿岩硐室结构研究

  罗业民, 蒋文利, 吴永强, 于志明, 彭及环, 杨闯

  矿冶工程. 2017, 37(1): 29-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.008

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  为解决传统垂直深孔阶段崩矿嗣后充填采矿中凿岩硐室与底部结构需分别设计和分别施工的问题, 通过改进凿岩硐室结构, 使凿岩硐室既可作为下阶段矿块回采的凿岩硐室, 又可作为上阶段矿块回采的底部结构, 实现了凿岩硐室一结构多用途, 从而达到降低生产组织难度、减少采切工程量、降低生产成本、保证工程安全的目的。
选矿
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  某低品位微细粒金矿石浮选试验研究

  邓立佳, 代淑娟, 宿少玲, 胡志刚

  矿冶工程. 2017, 37(1): 31-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.009

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  对某低品位微细粒金矿石进行了浮选试验研究, 确定了浮选工艺参数为：磨矿细度-0.074 mm粒级占87.07%, pH调整剂硫酸用量1 500 g/t, 活化剂硫酸铜用量500 g/t, 捕收剂丁基黄药和丁铵黑药用量均为75 g/t, 经一次粗选、二次扫选和二次精选闭路浮选流程获得了精矿金品位21.30 g/t、尾矿金品位0.28 g/t、精矿产率7.20%、金回收率85.51%的选别指标。
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  磨矿细度在铜-钼硫化矿异步混合浮选分离工艺中的关键作用研究

  朱文龙, 覃文庆, 康国华

  矿冶工程. 2017, 37(1): 34-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.010

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  针对某低品位铜钼多金属复杂硫化矿, 研究了磨矿细度在铜-钼硫化矿异步混合浮选分离工艺中的关键作用。采用异步混合浮选工艺流程, 得到铜-钼混合精矿、铜精矿和硫精矿, 然后再对铜-钼混合精矿进行再磨浮选分离, 通过优化和控制异步混合浮选工艺中的磨矿细度, 最终获得品位22.85%、回收率87.17%的铜精矿和品位48.85%、回收率68.96%的钼精矿。
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  从铜渣中综合回收铜、银的浮选试验研究

  汪泰, 叶小璐

  矿冶工程. 2017, 37(1): 39-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.011

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  对国内某艾萨炉铜冶炼渣进行了回收铜和银的浮选试验研究。综合回收该铜渣中铜银的前提是：使铜与铁橄榄石、铅铁玻璃等脉石矿物充分解离; 清洁、活化被脉石矿物污染的铜矿物表面; 选择高效捕收剂回收密度大、粒度粗的金属铜。基于此, 确定磨矿细度-0.074 mm粒级占93%, 在球磨机中添加调整剂碳酸钠, 并以GD-3为捕收剂, 通过一粗三精二扫闭路浮选工艺, 获得了铜精矿铜品位29.55%、银品位146.30 g/t, 铜回收率90.99%、银回收率83.48%的技术指标, 为该铜渣的资源化利用奠定了基础。
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  从某铜尾矿中回收铜的试验研究

  聂庆民, 李立园, 邬海滨, 艾光华

  矿冶工程. 2017, 37(1): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.012

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  为回收某硫化铜矿浮选尾矿中的有用矿物, 提高资源利用率, 采用“预先脱泥-浮选”的工艺流程进行了试验研究。结果表明, 经预先脱除-0.02 mm粒级矿泥, 在磨矿细度为-0.074 mm粒级占90%的条件下, 以Lp-01+Y89为组合捕收剂, 石灰为pH调整剂, 水玻璃为抑制剂, 最终实验室小型闭路试验可以获得含铜15.17%、铜回收率68.37%的铜精矿, 实现了有用矿物的有效回收。
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  四川某硫化铜矿浮选新药剂试验研究

  袁铭泽, 周兴龙, 王兰华, 朱远斌, 王昊伟

  矿冶工程. 2017, 37(1): 46-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.013

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  针对四川某铜矿石采用常规丁基黄药为捕收剂, 石灰、硫酸锌为调整剂进行铜矿浮选时生产指标不理想的情况, 探索了新型浮选药剂DF-9(1)为捕收剂、DF-y90为起泡剂对该铜矿浮选的可行性, 并与传统浮选药剂的浮选效果进行了对比。结果表明, 采用新型浮选药剂经一粗一扫二精闭路流程试验, 最终获得了铜品位23.35%、铜回收率95.19%的较好指标, 比选矿厂使用常规药剂时铜品位提高1.35个百分点, 铜回收率提高2.19个百分点, 生产上使用该新药剂, 能为企业创造好的经济效益和社会效益。
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  立式搅拌磨机在超纯铁精矿选矿中的磨矿选型及工业应用

  赵湘

  矿冶工程. 2017, 37(1): 49-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.014

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  以新疆鄯善某铁选厂为例, 介绍了在超纯铁精矿选矿中的立式搅拌磨机设备选型及工业应用情况。实验室选型实验及工业应用数据表明, 选用2台JM-1500型立磨机用于粗精矿的再磨, 再磨细度能稳定达到-0.045 mm粒级含量不低于96%, 单台立磨机处理能力8~8.5 t/h, 能耗约15~16 kW·h/t, 铁精矿TFe品位达到71.5%。试验结果表明立式搅拌磨机是超纯铁精矿选矿提纯的有效细磨设备。
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  自制逆流分选柱重选预富集红土镍矿的试验研究及流场模拟

  曾繁森, 王毓华, 卢东方, 李旭东, 郑霞裕

  矿冶工程. 2017, 37(1): 52-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.015

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  采用自制实验室型逆流分选柱对褐铁矿型红土镍矿进行了预富集试验研究。结果表明, 给矿流量200 mL/min(矿浆浓度为10%)、上升水流量250 mL/min、底流与溢流流量比1∶8时, 底流产品中Cr品位为2.5%、Cr回收率为26.7%, 溢流产品中Ni品位0.85%、Ni回收率79%。使用商业软件Fluent针对逆流分选柱的上升水流量、底流-溢流流量比进行了流场模拟分析, 结果表明, 在与试验条件相同的参数下, 增大上升水流量、减小底流与溢流流量比, 可以获得较为理想的分选效果, 这与试验结果体现的规律一致。逆流分选柱可以用于红土镍矿的重选预富集工作。
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  攀西某铁矿选矿试验研究

  张敏

  矿冶工程. 2017, 37(1): 57-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.016

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  采用3种流程方案(一段磨矿一段选别工艺流程、阶段磨矿阶段选别工艺流程和粗粒抛尾-一段磨矿一段选别工艺流程)对某全铁品位14.34%的铁矿进行选别。试验结果表明, 采用粗粒抛尾-一段磨矿一段选别-浮选脱硫工艺, 可以获得含铁62.85%、钒1.21%、铁回收率48.45%、钒回收率72.32%的优质铁精矿。该流程具有工艺合理、流程简单、生产成本低等优点, 是处理该铁矿较为合理的选矿工艺流程。
冶金
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  微细浸染型难选金矿两段预处理-非氰化浸出研究

  唐云, 杨典奇, 唐立靖, 王莹

  矿冶工程. 2017, 37(1): 60-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.017

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  以微细浸染型金矿为研究对象, 直接采用非氰化药剂TL浸出时, 浸出率较低。结合TY-TJ氧化体系在废水处理中的成功应用, 将该氧化体系应用于微细浸染型金矿的湿法化学预处理。采用TY-TJ氧化、碱两段预处理-非氰化浸出工艺, 在TY用量4 kg/t、TJ用量2 kg/t、氧化预处理时间2 h、氢氧化钠用量20 kg/t、碱预处理时间10 h、浸出剂TL用量10 kg/t、浸出时间4 h、液固比3∶1的条件下, 金浸出率达89.93%。该工艺具有环境友好、金浸出率高等优点, 在微细浸染型金矿开发利用中具有一定应用前景。
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  鲕状赤铁矿氢气低温还原焙烧机理探讨

  杨颂, 上官炬, 杜文广, 刘守军, 史鹏政

  矿冶工程. 2017, 37(1): 64-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.018

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  考察了氢气气氛下还原时间、还原温度和还原度等对鲕状赤铁矿还原过程的影响。通过电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICP-AES)、光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)等表征手段对还原焙烧矿物及其磁选后精矿进行了表征。结果表明：随着氢气还原时间增加, 鲕状赤铁矿还原度逐步增大, 还原焙烧矿金属化率逐步增大。400 ℃下, 高纯氢气还原90 min, 所得焙烧矿经磁选后可获得精矿铁品位55.55%、回收率76.94%的指标。氢气低温还原赤铁矿还原过程为：Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fe₃O_4-δ→FeO→Fe₃O₄ + Fe→Fe, 但从宏观看产物由Fe₃O₄直接变为Fe, 中间没有FeO产生。
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  高铁煤泥作还原剂直接还原褐铁矿研究

  陈伟鹏, 李光卫, 赵增武, 李保卫, 武文斐

  矿冶工程. 2017, 37(1): 68-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.019

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  以高铁煤泥为新型还原剂, 直接还原褐铁矿。通过与无烟煤对比, 探索了还原剂用量、还原温度和还原时间对褐铁矿直接还原的影响。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段, 研究了褐铁矿原矿及其煤泥球团在不同温度下的物相和形貌。结果表明：煤泥用量25%, 经1 200 ℃直接还原20 min后, 可得到金属化率 86.4%的金属化球团。在直接还原反应中, 不仅包括铁氧化物向金属铁的还原, 而且存在中间产物与脉石反应生成铁橄榄石和铁尖晶石再还原生成金属铁, 金属铁在产物中主要以金属铁颗粒的形式存在, 渣铁相界面分明, 最佳状况下渣相中检测不到铁氧化物, 煤泥中的铁氧化物随反应的进行被还原为金属铁, 一定程度上提高了球团金属化率。
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  含砷铜渣预脱砷过程的热力学分析

  万新宇, 赵凯, 齐渊洪, 高建军, 上官方钦

  矿冶工程. 2017, 37(1): 73-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.020

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  采用HSC Chemistry 6.0 热力学分析软件研究了惰性气氛下焙烧温度对含砷贫化铜渣在预脱砷过程中砷平衡组成的影响, 并通过实验进行了验证。结果表明：在惰性气氛下, 升高温度可促进硫化砷的分解, 而砷酸盐的稳定性较好, 不能通过高温分解脱除。在温度低于500 ℃时, 固态硫化砷物相和氧化物不发生分解; 温度超过500 ℃后, As₂S₃、As₄S₄率先发生气化反应; 温度超过900 ℃后, 硫化砷开始发生分解。对于惰性气氛下铜渣的预脱砷, 实验结果与热力学分析吻合较好。
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  Fe³⁺对黄铜矿与铁闪锌矿分步浸出的影响机制

  甘晓文, 王军, 赵红波, 胡明皓, 陶浪, 邱冠周

  矿冶工程. 2017, 37(1): 77-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.021

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  采用微生物冶金方法对黄铜矿与铁闪锌矿的共生矿物进行了分步浸出研究。嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillus ferriphilum)浸出体系中, 通过改变外加Fe³⁺浓度, 分析了浸出过程中溶液电位、铜铁离子浓度的变化情况, 考察了Fe³⁺浓度对铜铁分步浸出的影响。结果表明, 外加0.06 mol/L Fe³⁺浸出3 d, 锌浸出率从5.630%提高至16.288%, 铜浸出率从2.372%提高到10.731%; 浸出初期外加适量Fe³⁺有利于铁闪锌矿优先溶解; 外加大量Fe³⁺时, 对铜铁浸出均有明显促进作用, 但二者分步浸出趋势减弱; 外加Fe³⁺可加速元素硫的氧化, 削弱浸出过程中硫膜对矿物浸出的阻碍, 同时降低溶液pH值, 加速矿物浸出; 但Fe³⁺浓度过高时, 大量黄钾铁矾的生成阻碍了矿物溶解。
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  四川某低品位尾矿中铜、锌硫化物生物浸出研究

  傅开彬, 董发勤, 陈道前, 胡如权, 邓全淋

  矿冶工程. 2017, 37(1): 81-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.022

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  为了回收四川某铜矿浮选尾矿中的铜和锌, 以In-bac为浸矿菌种, 进行微生物浸出。考察了接种量、矿浆浓度、初始Fe²⁺浓度、浮选药剂(T-207和H-406)等因素对浸出效果的影响。结果表明, 采用两阶段微生物浸出工艺, 尾矿中铜、锌浸出效果较好, 第一阶段微生物浸出最佳条件为：接种量10%、矿浆浓度80 g/L、初始Fe²⁺浓度1.5 g/L, 尾矿中铜离子和锌离子浸出率分别为21.67%和79.67%, 此浸渣再次调浆后, 采用改进型无铁9K培养基, 无接种细菌微生物浸出, 当初始pH值为2.0、矿浆浓度为80 g/L、初始Fe²⁺浓度为0 g/L, 尾矿中铜浸出率达到36.97%, 锌浸出率为92.37%, 浸出率分别提高了15.30个百分点和12.70个百分点。浮选药剂T-207和H-406均对尾矿微生物浸出有不利影响。
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  PMC精矿粉细磨粒度对球团质量的影响

  田野, 吕庆, 刘小杰, 郄亚娜, 李建鹏

  矿冶工程. 2017, 37(1): 85-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.023

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  研究了PMC精矿粒度对球团质量的影响, 结果表明：PMC矿粉粒度由0.074 mm变细至0.044 mm, 球团落下强度由3.90次/0.5 m增大到4.25次/0.5 m, 抗压强度由7.42 N/个增大到7.62 N/个, 成球率由94.02%下降到87.80%, 爆裂温度由460 ℃降到390 ℃。当预热时间15 min、预热温度925 ℃、焙烧温度1 300 ℃、焙烧时间10 min时, PMC0.044精矿粉球团的抗压强度较PMC0.074精矿粉球团的抗压强度有显著提高。
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  铜渣高温快速还原焙烧-磁选回收铁的研究

  许冬, 春铁军, 陈锦安

  矿冶工程. 2017, 37(1): 89-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.024

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  采用高温快速还原焙烧-磁选工艺从铜冶炼渣回收铁, 系统研究了碱度(CaO/SiO₂)、还原温度、还原时间、还原剂用量等因素对磁选金属铁粉质量的影响。结果表明, 铜渣中的铁主要以铁橄榄石形式存在, 其次为磁铁矿; 在碱度(CaO/SiO₂)0.6、焦粉配比12%、还原温度1 300 ℃、还原时间30 min、铜渣粒度-0.074 mm粒级占95%、磁场强度0.08 T的条件下, 可得到铁品位91.10%、金属化率94.27%的金属铁粉。
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  低铁拜耳法赤泥中回收铁的实验研究

  黄蒙蒙, 李宏煦, 刘召波, 刘奇

  矿冶工程. 2017, 37(1): 92-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.025

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  以氧化铝厂产生的拜耳法赤泥为原料, 以煤粉为还原剂, 采用还原焙烧-磁选法回收赤泥中的铁。研究了焙烧温度、焙烧时间、煤粉量、添加剂用量及磁场强度等因素对实验结果的影响, 得到最优条件为：CaO/SiO₂比0.5、煤粉添加量15%、1 000 ℃下反应60 min, 磁场强度0.187 5 T(2.5 A)下磁选, 铁回收率达到80.78%, 精矿中铁品位为44.85%, 原料中68.34%的镓进入磁性物质中。
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  小波时间序列分析在铁矿品位波动预测中的应用

  应海松, 王于鹤, 陈颖娜, 李斐真, 余春晖, 李雪莲

  矿冶工程. 2017, 37(1): 96-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.026

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  利用时间序列预测, 针对某进口铁矿石卸载时的在线粒度检测结果, 应用MATLAB语言, 分别采用自回归移动预测模型、特征点聚类法、双窗口贝叶斯后验检验法3种模型, 利用小波分解的高通软阈值和相关特征参数预测其品位波动情况, 然后根据预测的品位波动情况按相关标准规定制订取样方案。该方法简单易用, 可以节省大量的人力财力。
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  以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰

  邹鑫, 钟宏, 曹占芳, 王帅, 李信佟

  矿冶工程. 2017, 37(1): 100-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.027

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  研究了以硫化钙为还原剂焙烧还原提取锰除尘灰中的锰, 考察了焙烧时间、焙烧温度、物料配比、搅拌速率、浸出温度、液固比、浸出时间和H₂SO₄浓度对锰除尘灰中锰及铁浸出率的影响。结果显示, 焙烧还原工艺最佳条件为：锰除尘灰与还原剂硫化钙质量比4.12∶1、焙烧还原温度600 ℃、焙烧还原时间1.0 h, 酸浸工艺最佳条件为：搅拌速率300 r/min、H₂SO₄浓度3 mol/L、液固比8∶1、浸出温度80 ℃、浸出时间25 min, 最佳工艺条件下锰、铁浸出率分别为98.18%和76.83%。
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  富氢条件下铁矿粉流态化还原效果及粘结行为研究

  张萍, 徐其言, 王建军, 彭承松

  矿冶工程. 2017, 37(1): 103-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.028

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  研究了巴西矿粉流态化还原实验中温度、颗粒粒径、富氢含量和气体线速度等因素对金属化率的影响, 并分析了矿粉粘结机理。采用极差分析法和综合平衡分析法研究了影响金属化率的主次因素, 并对发生失流的试样进行了能谱分析。结果表明, 温度是影响金属化率的主要因素; 750 ℃、颗粒粒径0.149~0.425 mm、氢气含量80%、气体线速度0.3 m/s(不考虑吹损)时, 金属化率达到82%; 还原过程中, 金属化率越高, 床层压差越小。当粒度小于0.149 mm时, 15 min开始出现失流, 中等粒度的矿粉能保持较长的流化时间。
材料
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  气氛保护等离子喷涂成形W/Re合金喷管的抗热震烧蚀性能研究

  王跃明, 杨青青, 熊翔, 时启龙, 解路

  矿冶工程. 2017, 37(1): 108-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.029

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  用包覆法制备W-5%Re复合喷涂粉末, 再采用气氛保护等离子喷涂成形技术结合真空烧结技术制备内径为8 mm、壁厚16.5 mm、长30 mm的某实验型固体火箭发动机W/Re复合喷管, 并测试了喷管在地面点火试车条件下的抗热震烧蚀性能。研究结果表明, 气氛保护等离子喷涂成形W/Re喷管为典型的柱状晶层片结构, 致密度仅为87.5%。经2 300 ℃真空烧结480 min后, W/Re合金喷管由层片结构转化为颗粒状结构, 致密度提高至98.6%, 综合力学性能显著提高。地面试车实验后, W/Re合金喷管整体结构完好, 未出现炸裂和破碎现象, 抗冲刷和耐烧蚀性能良好, 其线烧蚀率仅为0.15 mm/20 s。经SEM、EDS等检测发现, 喉部以机械剥蚀为主、熔化烧蚀及热化学烧蚀为辅, 其烧蚀程度最为严重; 收敛段为机械剥蚀和热化学烧蚀, 其烧蚀程度次之; 而扩散段则主要发生热化学烧蚀, 其烧蚀程度最低。
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  跟踪微分器在PIDNN改进策略中的应用

  魏立新, 曾重阳, 孟宪腾

  矿冶工程. 2017, 37(1): 114-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.030

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  针对冷轧液压位置自动控制系统中, PID神经网络(PIDNN)控制器在系统控制的初始阶段存在输出超调、输入信号被干扰时无法学习的问题, 提出了将跟踪微分器(TD)与PIDNN融合组成TD-PIDNN系统, 对输入信号设置过渡过程和滤除噪声干扰。TD-PIDNN控制器与常规PIDNN控制器进行仿真对比, 结果表明：TD-PIDNN的控制效果较PIDNN有明显提高, 在输入存在峰峰值为0.1的随机干扰情况下, TD-PIDNN的输出超调仅为0.24%, 证明该方法可应用于生产实际。
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  不同Ni含量的合金钢在高温水蒸气中的氧化行为研究

  王志武, 龚雪婷, 蒋郑

  矿冶工程. 2017, 37(1): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.031

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  为了探究Ni含量与温度对合金钢氧化腐蚀行为的影响, 对3.5%Ni、5%Ni和9%Ni钢在540 ℃高温水蒸气中的氧化行为进行了研究, 并与9%Ni钢在600 ℃高温水蒸气中的氧化行为进行了对比。采用非连续称量法测定其动力学曲线, 通过扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜形貌, 用能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对元素成分和相组成进行了分析。结果表明, 在540 ℃氧化时, 3种合金钢的氧化动力学均符合抛物线规律;Ni含量增加, 氧化速率下降, 但有促进氧化膜脱落的倾向; 3种合金钢的氧化膜均由Fe₃O₄、Fe₂O₃和NiFe₂O₄组成, Ni元素增多可以促进产物中Fe₃O₄向Fe₂O₃转化。氧化膜分为两层, 层间存在孔洞; 内层富含NiFe₂O₄的尖晶石氧化物, 外层以Fe₃O₄和Fe₂O₃为主。温度升高时, 9%Ni钢的氧化速率提高, 氧化膜脱落时间提早; 表面氧化物形貌发生了改变, 从片状组织转化为颗粒状组织, 但温度升高并未改变9％Ni钢的氧化产物类别。
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  保温时间对AZ31B/ZnAl15/TC4扩散钎焊接头组织及力学性能的影响

  马天洋, 杜双明, 杜晨

  矿冶工程. 2017, 37(1): 124-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.01.032

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  为实现AZ31B镁合金与TC4钛合金的可靠连接, 采用ZnAl15作为中间层, 在520 ℃、0.01 Pa真空下对AZ31B与TC4进行了扩散钎焊试验, 研究了保温时间对焊接接头微观结构、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明, 以ZnAl15为夹层的AZ31B/TC4扩散钎焊界面显微组织包括α-Mg固溶体、Mg-Al-Zn化合物以及α-Mg+Al₆Mg₁₁Zn₁₁共晶体。ZnAl15夹层AZ31B/TC4界面的显微硬度呈台阶式分布, 靠近钛侧的显微硬度值最大, 靠近镁侧的显微硬度值最小; 接头剪切强度随保温时间延长呈先增加后减小的规律, 520 ℃下保温20 min时的剪切强度达到最大值71 MPa, 约为AZ31B母材(82.4 MPa)的86.2%。接头拉伸断口由许多大小不等、形状不规则的冰晶状物相组成, 呈沿晶断裂特征。
其他
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  勤奋忘我　成就辉煌———记著名冶金学家、斯洛伐克国家工程院外籍院士马荣骏教授

  肖松文

  矿冶工程. 2017, 37(1): 128-131.

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