2017年, 第37卷, 第6期　
刊出日期：2017-12-25

  

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  2017年第6期目次

  《矿冶工程》编辑部

  矿冶工程. 2017, 37(6): 0-0.

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采矿
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  基于颗粒流理论的深海沉积物剪切特性模拟研究

  李力, 吕敬科

  矿冶工程. 2017, 37(6): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.001

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  基于深海沉积物的微观物理性质, 提出以膨润土、硅藻土和水等物料为主成分的模拟沉积物配方, 配制了与深海沉积物相似的模拟沉积物, 并开展其十字板剪切实验, 从宏观上获得其应力-转角的剪切特性曲线。基于颗粒流理论, 采用接触粘结模型, 构建了具有高孔隙比、高含水率和粘聚力等特性的沉积物颗粒流模型, 开展其十字板剪切过程数值模拟, 从细观上获得其应力-转角的剪切特性曲线。研究表明, 模拟沉积物具有与深海沉积物相同的极低剪切强度和剪切变稀特性, 其剪切特性的细观数值模拟曲线与宏观实验曲线吻合, 验证了粘性的沉积物颗粒流模型和数值模拟方法的正确性, 探明了沉积物颗粒的细观参数, 表明粘结强度决定沉积物宏观的剪切强度, 为海底采矿车行走性能实验和从细观层面研究深海沉积物剪切特性提供了坚实基础。
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  方形岩石试件冲击载荷下的动力响应分析

  郑广辉, 许金余, 王浩宇, 方新宇, 王鹏, 闻名

  矿冶工程. 2017, 37(6): 7-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.002

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  采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟研究了方形岩石试件单轴冲击下的动力响应。研究了不同长径比方形试件的应力均匀性并以此确定试件的最佳长径比, 分析了试件在不同冲击速度下的应力应变关系、应变率变化以及动态破坏模式等。结果表明, 脉冲经“切削式圆-方”变截面杆传播后, 平均衰减百分比为10.0%; 采用定义的轴向应力不均匀系数和横向应力不均匀系数分析不同长径比方形试件的应力均匀性, 确定最佳长径比为0.4; 不同冲击速度下的反射波与应变率时程曲线均有一定的平台期, 表明冲击试验可实现恒应变率加载, 试件内应力能够均匀分布; 应变率较低时, 试件基本没有破坏, 且表现出一定的弹性特性; 应变率较高时, 试件以拉伸劈裂破坏为主, 且往往沿水平和垂直两对称轴碎裂, 以4个角为核形成碎块; 在试件未破坏或破坏前, 有明显的弹性阶段和塑性阶段。随应变率增加, 试件杨氏模量增大, 动态强度增强, 应变范围也明显扩大。
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  阶段出矿底部桃形矿柱的结构参数数值计算分析

  王栋毅, 彭康, 尹旭岩, 李啸, 刘照朋

  矿冶工程. 2017, 37(6): 12-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.003

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  针对某矿采用阶段空场崩落联合采矿法开采急倾斜极厚大矿体时存在存窿矿量多、矿石贫化损失大、空区作业危险等难题, 提出了具有底部出矿结构的桃形矿柱采矿新方案。结合该矿区生产实际, 设计了6种桃形矿柱方案, 采用ABAQUS数值模拟软件, 依据M-C准则建立桃形矿柱的弹塑性本构模型, 分别分析了冲击荷载作用下桃形矿柱的应力、应变、位移响应, 以及残余完整巷道长度与垂高的关系。结果表明, 坡面角50°、桃形矿柱高度15 m的方案受力状态最理想, 且拉伸应变及位移均较小并集中于坡脚, 但完整巷道的垂高不足2 m; 坡面角70°方案的桃形矿柱塑性区和破坏区范围均大于坡面角60°方案, 二者的完整巷道长度与垂高均在可靠范围。经综合考虑, 优选坡面角60°、桃形矿柱高度15 m方案为桃形矿柱的最优参数。
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  深井空场法开采急倾斜薄矿脉地表沉降规律研究

  黄英华, 付俊, 郭岩

  矿冶工程. 2017, 37(6): 18-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.004

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  采用二维有限元程序, 模拟计算了不同倾角薄矿脉由浅至深开采过程中地表沉降范围和最大下沉量随倾角及开采深度的变化趋势。结果表明, 倾角越大, 开始产生地表下沉的深度也越大, 而地表下沉范围越小, 当矿体倾角足够大时, 甚至不会在地表形成下沉盆地; 随开采深度增大, 下沉范围由近空区上盘围岩呈下开口抛物线逐渐向地表发展, 当在地表形成下沉盆地后, 其地表沉降范围及最大下沉量似线性增长, 其中, 地表下沉范围扩展速度与矿体倾角无关。
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  海洋矿物的物理及水力学特性研究

  邹伟生, 曹鸿灿, 刘瑞仙

  矿冶工程. 2017, 37(6): 21-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.005

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  按照国家及相关行业规程对来自太平洋C-C区我国矿区的海洋矿物——天然大洋多金属结核的主要物理特性进行了测定; 通过天然结核的沉降试验和浮游速度试验, 得到了结核沉降速度和浮游速度的计算方法, 分析了颗粒群浓度对颗粒群与单颗粒浮游速度比值和拖曳力系数比值的影响。
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  采空区群对1^#竖井稳定性影响数值分析及实时监测

  魏秀泉

  矿冶工程. 2017, 37(6): 26-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.006

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  为了解某铜镍矿2^#矿区采空区群对1^#竖井稳定性影响情况, 采用FLAC^3D数值仿真模拟方法从应力、位移、塑性区等方面进行了分析, 发现该竖井在近地表和550~700 m标高范围容易发生开裂和剥落。为了保证安全生产, 采用钻孔应力计对1^#竖井稳定性进行了实时监测, 很好地预防了事故发生。
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  基于Geo-studio的尾矿坝渗流及地震动力响应研究

  孙从露, 徐洪, 郭晓霞

  矿冶工程. 2017, 37(6): 30-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.007

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  利用Geo-studio软件, 对尾矿坝的稳态渗流和地震动力响应进行了计算。结果表明, 2个计算断面在正常水位和洪水位运行时的浸润线埋深均较浅, 坝体自由面较高, 水力坡降值在初期坝下游靠近坝基部位最大, 超过规范值, 水从初期坝坝面溢出, 可能发生流土或管涌; 动力加速度在2个断面均未呈现明显放大, 动应力只在局部区域出现较大值, 坝体整体动力稳定性较高; 地震响应下, 最终坝高不发生液化, 二级子坝库区局部发生液化, 坝体整体不会出现液化造成的动力破坏。鉴于初期坝下游坝基水力坡降较大, 建议采取坝体深部排水措施(如水平排水管、辐射井等), 降低坝体的自由面, 提高坝体稳定性, 有效杜绝渗透破坏乃至溃坝事件。
选矿
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  微细粒磁赤混合铁精矿助滤剂应用研究

  田建利, 常庆伟, 李文风, 杨备, 周瑜林

  矿冶工程. 2017, 37(6): 35-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.008

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  针对微细粒磁赤混合铁精矿滤饼含水率偏高的情况, 对比研究了助滤剂CYG-4和硫酸的助滤性能, 结果表明, CYG-4和硫酸都能显著降低磁赤混合铁精矿滤饼含水率, CYG-4具有比硫酸更优的助滤性能, 完全可以替代硫酸使用。
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  难选硅钙质胶磷矿正反浮选研究

  阮耀阳, 罗惠华, 张泽强, 肖春桥, 钟诚斌, 周芳, 池汝安

  矿冶工程. 2017, 37(6): 38-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.009

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  为了高效利用中低品位胶磷矿, 对大峪口磷矿进行了原矿工艺矿物学和浮选工艺参数优化研究。在磨矿细度-0.074 mm粒级占96.77%, 正浮选矿浆温度40 ℃、碳酸钠用量7.0 kg/t、水玻璃用量6.0 kg/t、碳酸盐抑制剂NO-2用量 0.6 kg/t、捕收剂棉油皂用量0.35 kg/t, 反浮选硫酸用量18.0 kg/t、磷酸用量3.0 kg/t、棉油皂用量0.30 kg/t条件下, 对原矿品位22.28%的大峪口磷矿进行分选处理, 获得了精矿P₂O₅品位30.68%、回收率83.66%的良好选矿指标。
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  金红石异步浮选新工艺探索

  梁倩楠, 王军, 曹攀, 肖巍, 李开运, 黄小涛

  矿冶工程. 2017, 37(6): 42-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.013

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  在浮选动力学的基础上研究了金红石浮选工艺, 充分利用金红石和脉石矿物的浮选速度差异, 实现浮选分离。通过控制粗选、扫选时间, 中矿单独再处理等方法, 开路试验最终获得精矿TiO₂品位和回收率分别为70.00%和55.67%的良好浮选指标。
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  低品位铜铅多金属硫化矿浮选分离试验研究

  肖军辉, 吴强, 王进明, 王振

  矿冶工程. 2017, 37(6): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.010

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  对四川汉源地区某高硫型低品位铜铅多金属硫化矿进行了浮选分离试验研究。采用混合浮选得到铜铅混合精矿, 铜铅混合精矿经铜铅分离, 分别得到铜品位18.72%、含铅0.66%、含硫22.03%、铜回收率87.12%的铜精矿和铅品位59.66%、含铜0.58%、含硫14.89%、铅回收率85.72%的铅精矿; 铜铅混合浮选尾矿再浮选可进一步得到硫品位48.73%、含铜0.05%、含铅0.22%、硫回收率87.93%的硫精矿, 实现了该低品位多金属硫化矿中有价金属的综合回收。
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  攀枝花白马矿区低品位钛铁矿回收示范线问题及对策分析

  谢琪春, 王洪彬

  矿冶工程. 2017, 37(6): 51-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.011

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  采用自主研发的“原矿分级+强磁+重选+强磁+浮选”工艺建成了攀枝花白马矿区低品位钛铁矿回收示范线。针对示范线产量不达设计指标、单位钛精矿生产成本高等问题, 从物料性质、设备及工艺等方面深入研究, 提出在示范线流程中改善弱磁除铁效果、增大二段强磁冲程、加强浮钛原矿脱泥等优化措施, 为攀枝花白马矿区低品位钛铁矿回收示范线达产达效提供技术支撑。
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  某硫化铜矿浮选工艺对比试验研究

  曹玉川

  矿冶工程. 2017, 37(6): 54-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.012

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  针对某硫化铜矿的特点, 在试样多元素分析和查明目的矿物成分的基础上, 进行了铜硫混浮和铜优先浮选两种工艺对比研究, 确定了最佳的工艺流程为铜优先浮选流程, 针对含铜0.82%的原矿, 最终可获得铜精矿铜品位24.54%、铜回收率91.95%的指标。
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  国外某高铝赤褐铁矿选矿试验研究

  秦彩霞, 秦丽娜

  矿冶工程. 2017, 37(6): 57-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.014

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  对国外某高铝赤褐铁矿进行了选矿试验研究。采用还原磁化焙烧-磁选工艺, 可获得精矿铁品位58.26%、铁回收率80.53%的试验指标; 采用钠化还原磁化焙烧-磁选工艺, 可获得精矿铁品位63.48%、回收率95.45%的试验指标。探索了在富集铁的同时富集镍、降低铁精矿中Al₂O₃含量的可行性。
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  氰化尾渣提金选矿试验研究

  张博, 张雁生, 张家明, 李腾飞, 覃文庆

  矿冶工程. 2017, 37(6): 60-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.015

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  针对某含金3.45 g/t的氰化尾渣开展了提金选矿试验研究。结果表明, 以水玻璃为脉石抑制剂和矿浆分散剂, 硫酸为pH调整剂, 硫酸铜和硫酸铵为载金矿物活化剂, 丁钠黄药和25^#黑药为组合捕收剂, 经一粗一扫二精闭路浮选, 可得到金品位15.76 g/t、金回收率60.44%的金精矿。
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  集散控制系统在云南金鼎锌业硫化矿选矿厂的应用

  和智聪, 芮鹤松, 李红, 张建文, 颜娜

  矿冶工程. 2017, 37(6): 63-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.016

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  针对云南金鼎锌业硫化矿选矿厂工艺流程特点, 为该厂设计了集散控制系统(DCS)。DCS系统投产应用后, 云南金鼎锌业实现了生产监控集成化和管理精细化, 产生了良好的经济效益与社会效益。
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  广东某铜硫矿铜硫综合回收选矿流程试验研究

  李辉跃

  矿冶工程. 2017, 37(6): 66-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.017

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  对广东某低铜高硫含钨铜硫矿进行了选矿小型试验研究。采用磁选-浮选联合流程, 原矿磨矿至-0.074 mm粒级占75%后进行弱磁选, 弱磁尾矿选铜, 选铜尾矿再浮硫, 最终可获得硫品位37.10%、硫回收率38.11%、铁品位56.64%的磁性精矿, 铜品位18.81%、铜回收率88.38%的铜精矿和硫品位42.35%、硫回收率53.04%的硫精矿。
冶金
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  钙化焙烧-酸浸工艺提取钼精矿中铼的研究

  范晓慧, 汪国靖, 甘敏, 陈许玲, 邓琼, 吴程骞, 王海波

  矿冶工程. 2017, 37(6): 71-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.019

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  利用热力学计算软件Factsage7.0对Ca-Mo-Re-S-O体系进行了热力学分析, 结果表明, 钙化焙烧的适宜温度区间为600~625 ℃, 此时有利于减缓Re₂O₇的挥发, 生成易溶于稀硫酸的钼酸钙, 从而提高钼和铼的综合回收率。针对钼品位39.27%、铼品位340 g/t的含铼低品位钼精矿, 采用钙化焙烧-酸浸法, 研究了CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃等钙添加剂对铼综合回收率和固硫率的影响, 结果表明, 钙添加剂Ca(OH)₂的硫保留率和铼综合回收率在三者中最优; 焙烧温度625 ℃, Ca(OH)₂与钼精矿质量比为1∶1时指标较优, 铼综合回收率可达79.51%, 固硫率达91.49%。
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  熔融Na₂CO₃体系中含钒钢渣焙烧过程研究

  蔡永红, 赵昌明, 宁哲, 王一雍, 张崇民

  矿冶工程. 2017, 37(6): 76-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.020

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  于钠化焙烧含钒钢渣提钒工艺的相关理论, 针对熔融Na₂CO₃体系中含钒钢渣焙烧过程进行了研究。通过单因素实验考察了焙烧温度、Na₂CO₃添加量、焙烧时间对含钒钢渣中钒浸出率的影响, 在单因素实验基础上采用正交设计优化工艺条件, 并对反应机理进行了解析。结果表明, 熔融Na₂CO₃体系中含钒钢渣焙烧的优化实验条件为:焙烧温度900 ℃、Na₂CO₃添加量40%、焙烧时间60 min, 此时钒浸出率稳定在90%以上。
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  含砷铜渣N₂-CO气氛中还原焙烧脱砷新工艺

  万新宇, 齐渊洪, 高建军

  矿冶工程. 2017, 37(6): 80-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.021

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  在分析含砷铜渣理化性质的基础上, 研究了铜渣中砷在N₂-CO弱还原焙烧过程中的挥发行为, 系统考察了还原温度、还原时间和CO浓度等因素对脱砷效果的影响。结果表明, 在氮气中通入一定的CO气体可实现砷酸盐的还原, 并抑制铁橄榄石和磁铁矿的还原。在还原温度1100 ℃、焙烧时间60 min、CO浓度2.5%、铜渣粒度75~100 μm的条件下预处理后, 铜渣中砷含量仅为0.044%, 脱除率可达到70.17%, 脱砷效果明显, 为后续直接还原提铁实验提供了良好的原料条件。
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  氟磷灰石、氯磷灰石和羟基磷灰石电子结构的第一性原理研究

  张小武, 谢俊, 李龙江, 王贤晨, 张覃

  矿冶工程. 2017, 37(6): 84-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.022

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  基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理, 研究了氟磷灰石、氯磷灰石和羟基磷灰石的电子结构, 讨论了不同通道离子(F^-、Cl^-、OH^-)对磷灰石电子结构的影响。能带分析表明:氟磷灰石、氯磷灰石和羟基磷灰石均为绝缘体, 其带宽分别为5.600、5.384和3.577 eV。态密度分析表明:通道离子对3种磷灰石的态密度影响较大, 氟磷灰石与氯磷灰石导带部分有Ca1 3d轨道和Ca2 3d轨道的贡献; 羟基磷灰石态密度导带部分仅有Ca2 3d轨道的贡献, 导致Ca2还原性降低; 羟基磷灰石态密度向低能级方向移动, 形成新的深部价带; Cl的态密度较F的态密度向高能级方向移动, 导致形成新的中部价带-12.5~14.0 eV, 该价带仅由Cl 3s轨道组成。Mulliken电荷布居及键布居表明:F得电荷能力强于Cl, 主要是F的2p轨道得电荷能力强于Cl的3p轨道; 3种磷灰石中的O—P键布居接近且均较大, 共价性较强, F—Ca与Cl—Ca布居接近, 但F—Ca键长小于Cl—Ca键长, F—Ca结合作用强于Cl—Ca。
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  红土镍矿熔融还原制备镍铁研究

  庞清海, 田晨, 刘吉辉, 何志军, 张军红, 湛文龙

  矿冶工程. 2017, 37(6): 91-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.023

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  以红土镍矿为主要原料, 通过熔融还原制备镍铁颗粒, 研究了熔分温度、还原时间、配碳量等因素对还原熔分过程的影响。结果表明, 最佳熔融还原实验条件为:熔分温度1450 ℃, 恒温时间60 min, C/O比1.4, 生石灰配加量10%, 此时得到镍铁颗粒铁含量87.01%, 镍含量7.82%。经高温熔化和还原反应后, 铁镍合金在渣相中不断聚集长大, 最后完成富集; 残渣主要以钙和镁的硅酸盐化合物形式存在。熔分出的镍、铁主要以镍铁合金形式存在, 并含有一定量的FeC和FeNiCS固溶体。
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  高镁锂比盐湖老卤萃取提锂工艺研究

  曾小毛, 樊磊

  矿冶工程. 2017, 37(6): 95-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.024

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  根据盐湖老卤萃取提锂工艺特点及现有工艺与产业化实施过程中暴露的问题, 利用“70%TBP-30%200^#溶剂油”萃取体系设计了“5级逆流萃取-3级逆流洗涤-2级逆流反萃”盐湖卤水提锂工艺流程。在该工艺下, Li/Mg分离系数达到了141.42。反萃液中Li浓度达到25.35 g/L, 萃余液中Li含量低于0.05 g/L。原液中的锂被充分提取, 镁被有效排除, 达到了在高镁锂比盐湖卤水中高效提锂的目的。
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  石门磷精矿用于窑法磷酸生产原料的评价实验

  雷圣辉

  矿冶工程. 2017, 37(6): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.025

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  对采用焙烧-消化-分离得到的石门磷精矿进行了评价实验, 结果表明, 在钙硅比0.30、配碳量为理论量的1.5倍条件下配料、造球, 生球抗压强度34.5 N、0.5 m落下强度大于22次, 干球抗压强度203.5 N、1 m落下强度大于5.2次, 球团性能良好。磷精矿在钙硅比0.37、配碳量为理论量的1.5倍、1360 ℃下还原40 min, 磷还原率达到96%, 渣球软熔性好。实验表明, 石门磷精矿是一种适合窑法磷酸工艺的生产原料。
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  某铜湿法厂工艺改进试验研究

  丁文涛, 谢洪珍, 王梅君, 郭金溢

  矿冶工程. 2017, 37(6): 101-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.026

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  为了降低铁对电积过程的影响, 对某铜湿法厂萃取各工序溶液性质及萃取剂ZJ988的萃取性能进行了研究, 结果表明, 降低萃取剂浓度可以减少铁的萃取量, 而由于萃取剂浓度降低造成的铜传递量的减小可以通过提高反萃酸度来弥补; 当洗涤参数为酸度10 g/L、铜浓度1.0 g/L以上、铁浓度小于2.0 g/L、相比0.8~1.0时, 铁洗涤效果较好。
材料
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  纤维长度对碳纤维/铜基复合材料组织及力学性能的影响

  陈达, 赵炜康, 武世文, 夏莉红, 王冰泉, 张福勤

  矿冶工程. 2017, 37(6): 105-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.026

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  采用放电等离子烧结法制备了碳纤维增强铜基复合材料CFs/Cu。利用光学显微镜、扫描电镜和万能试验机检测并分析了不同碳纤维长度对复合材料相对密度、显微结构及力学性能的影响。结果表明, 添加质量分数为2.5%不同长度的碳纤维有利于提高CFs/Cu复合材料力学性能; 但随着碳纤维长度增加, CFs/Cu复合材料相对密度下降, 对力学性能的增强效果降低。添加1 mm长度碳纤维的复合材料相对密度和抗弯强度最佳, 分别为99.34%和805.47 MPa, 相较于未添加纤维的材料, 其强度提升了65%; 断口形貌显示为河流状花样和解理台阶特征, 存在较少韧窝, 属于以脆断为主, 伴随少量韧性断裂的混合断裂机制。
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  Y₂O₃/Cu复合粉末的制备研究

  储爱民, 王志谦, 王龙, 郭晨光, 刘文辉

  矿冶工程. 2017, 37(6): 109-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.027

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  以硝酸钇、硝酸铜、葡萄糖和尿素为原料, 结合低温燃烧合成和氢还原法, 制备出Y₂O₃/Cu复合粉末。运用Ｘ射线衍射仪和扫描电镜等测试手段对复合粉末的物相和微观形貌等进行了表征; 测试了复合粉末的热氧化性能。结果表明, 前驱物具有高比表面积(8.5 m²/g)和高反应活性, 还原反应速率快, 在500 ℃通氢气保温1 h可实现完全还原, 制备的Y₂O₃/Cu复合粉末由尺寸约为200 nm的近球形颗粒组成, 比表面积达到了11.6 m²/g, Cu氧化后生成的CuO熔化和分解温度相比标准的低200 ℃左右。
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  无模板剂水热法制备Bi₂₄O₃₁Cl₁₀纳米纤维

  谢大鹏, 崔葵馨, 金胜明

  矿冶工程. 2017, 37(6): 113-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.028

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  以球状β-Bi₂O₃为原料、HCl为pH调整剂, 通过无模板剂水热法制备了纤维状Bi₂₄O₃₁Cl₁₀。采用XRD、SEM等系统考察了固含量、水热温度、保温时间和搅拌速度对产物物相和形貌的影响。结果表明, 以球状β-Bi₂O₃为原料, 在HCl体系中通过简单的水热反应可以制备出纳米纤维Bi₂₄O₃₁Cl₁₀相, 纤维分布均匀, 直径约为30~100 nm, 长度达几十微米; 在160 ℃、氧化铋含量50 g/L、转速800 r/min条件下反应5 h, 纤维转化率高, 纤维形貌佳。
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  喷雾干燥-低温烧结的NaFePO4制备及其电化学性能

  刘雯雯, 周健, 文小强, 罗林山, 周有池, 肖厚群, 赵健文, 肖颖奕

  矿冶工程. 2017, 37(6): 121-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.029

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  以草酸盐、磷酸盐和碳酸盐为原料, 采用喷雾干燥法制备前驱体, 经固相烧结制得钠离子电池NaFePO4正极材料。通过X射线衍射分析、扫描电镜、激光衍射粒度分析、充放电测试、循环伏安法对材料进行了结构、形貌及电化学性能表征。结果表明, 喷雾干燥制得了球形前驱体, 经低温烧结的钠离子电池NaFePO4正极材料具有良好的电化学活性, 其嵌钠平台在3.0 V左右, 在0.1C倍率下, 其首次放电容量为100 mAh/g, 经过30次循环, 其可逆放电比容量达93 mAh/g。
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  石墨烯-铜基复合材料的原位合成制备、组织及性能研究

  肖俏, 易晓鸥, 姜波, 秦泽华, 江勇, 刘会群, 易丹青

  矿冶工程. 2017, 37(6): 121-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.030

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  采用旋转化学气相沉积法和真空热压烧结工艺原位制备了综合性能优良的石墨烯-铜基复合材料。利用拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和光学显微镜等仪器, 并通过测试材料维氏硬度、导电性和导热性, 分析了复合粉体的结构和形貌以及石墨烯添加对复合材料组织和性能的影响。结果表明, 在旋转化学气相沉积过程中, 通过改变甲烷气体的浓度(由0.17%提高到0.67%), 结合真空热压烧结工艺, 成功制备出石墨烯含量为0.015%和0.026%的铜基复合材料。2种复合材料均接近完全致密(≥99.0%); 铜基体晶粒尺寸由于石墨烯的添加而明显细化:纯铜块体材料的平均晶粒直径约为46.8 μm, 而石墨烯含量为0.015％和0.026%的复合材料的平均晶粒直径分别为22.7和17.9 μm; 复合材料的硬度显著提高, 相比纯铜样品均增长了约30%; 随着石墨烯含量增加, 复合材料导电性和导热性逐渐降低, 但下降幅度较小, 与纯铜样品接近。
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  硫酸介质中缓蚀剂对碳钢腐蚀和缓蚀性能的研究

  孟亚鸽, 刘志红, 韩正伟, 赵辉

  矿冶工程. 2017, 37(6): 125-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.031

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  针对酸性介质中A3碳钢的腐蚀现象, 考察了单一药剂和复配药剂在硫酸介质中的缓蚀性能, 并以失重法、极化曲线法、电子扫描电镜法为表征。失重法得出L-甲硫氨酸的缓蚀性能高于L-半胱氨酸, 且L-甲硫氨酸∶碘化钾∶Tween-80=500∶50∶6时, 缓蚀性能最好, 可达89.99%; 极化曲线显示L-半胱氨酸和L-甲硫氨酸为以阳极为主的混合型缓蚀剂, 其复配缓蚀剂主要为阳极缓蚀剂; 电子扫描显微镜显示添加了缓蚀剂的硫酸中碳钢表面平整均匀, 说明缓蚀剂分子在金属表面形成了一层保护膜, 使得金属表面免受酸液的腐蚀。拟合吸附模型研究结果表明, L-甲硫氨酸和L-半胱氨酸都符合Langmuir等温吸附模型。
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  QBe2铍青铜带表面氧化膜有机酸清洗剂的研究

  王洪洋, 寻坚, 王国宾, 王明杰, 赵雁威, 马悦, 林高用

  矿冶工程. 2017, 37(6): 131-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.032

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  采用宏观实物观察、色度分析、电镜观察和电化学实验等手段, 探究了QBe2铍青铜带表面氧化膜结构和有机酸清洗剂的清洗效果。结果表明, 草酸浓度为7%的有机酸清洗剂对QBe2铍青铜带表面氧化膜具有较好的清洗效果, 可以达到甚至优于现有无机酸清洗剂。草酸协同表面活性剂和螯合剂, 一方面减小了带材表面的表面张力, 清洗剂表现出良好的润湿效果, 从而更好地渗入氧化膜缝隙中; 另一方面, 生成络合物, 脱离反应区, 加速草酸与氧化物的溶解反应。
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  基于动态多目标进化算法的冷连轧负荷分配研究

  孙浩, 崔慧慧, 魏立新, 呼子宇

  矿冶工程. 2017, 37(6): 136-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.033

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  在变速冷连轧过程中, 针对负荷分配线性处理方式存在的缺陷, 建立了以速度为变量的轧制过程动态模型。选择以等功率裕量、综合打滑因子函数为最小的动态多目标优化模型, 采用动态多目标进化算法进行优化。仿真结果表明, 动态多目标进化算法相对线性处理方法, 能获得更优的负荷分配方案。
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  石墨烯对磷酸铁锂基正极材料锂离子电容器电化学性能的影响

  李庆余, 张志杰, 胡丽娜, 崔李三, 王红强, 史洪峰

  矿冶工程. 2017, 37(6): 142-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.034

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  以磷酸铁锂为正极活性材料, 采用直接混合法, 研究了添加质量分数为0.5%、1%和1.5%的石墨烯对锂离子电容器电化学性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射分别对材料形貌、结构等进行了分析, 并比较了掺杂不同石墨烯的电极材料恒流充放电性能和循环性能。结果表明, 石墨烯是一种三维自支撑片状结构, 粉末材料是独立形成的, 并且不易团聚, 纳米磷酸铁锂颗粒分散均匀, 颗粒呈类球型状; 掺杂不同量的石墨烯对磷酸铁锂本身结构几乎没有影响; 掺杂1.5%石墨烯电极性能最好, 高倍率5C时, 放电比容量96 mAh/g, 容量保持率77%, 当恢复到0.1C时, 放电比容量是初始容量的95%, 循环500圈后容量保持率达92%, 阻抗最小,为0.3661 Ω。
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  冷轧铍铜带材Cu-2.7Be在高温时效过程中的显微组织演变

  关雍, 朱戴博, 韩坦, 刘楚明, 余海军

  矿冶工程. 2017, 37(6): 146-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2017.06.035

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  采用X射线衍射、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜等分析检测设备研究了冷轧态Cu-2.7Be合金在高温时效过程中的组织演变并探讨了γ'与基体的位向关系。结果表明, 合金在高温时效过程中伴随着回复、再结晶行为; 合金在400 ℃时效时基体发生了局部再结晶, 并产生了圆盘状的γ'; 在400 ℃ 时效100 s后, 基体的[200]_α与γ'相的[100]_γ'之间的夹角为6°; 在550 ℃时效5 min后, 椭圆状的γ'相与周围基体的位向关系为[1-11]_α∥[011-] _γ'和(101)_α∥(011) _γ'。