2018年, 第38卷, 第3期　
刊出日期：2018-06-25

  

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  2018年第3期目次

  《矿冶工程》编辑部

  矿冶工程. 2018, 38(3): 0-0.

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采矿
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  赣南钨矿山地压问题分析及应对措施

  赵康, 周科平, 涂序保, 赵奎, 曾强

  矿冶工程. 2018, 38(3): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.001

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  在对赣南具有代表性的钨矿山开采现状进行调查研究的基础上, 分析了目前赣南钨矿山存在的主要问题。根据赣南钨矿山地质条件、赋存环境等实际情况, 结合残矿回收、采空区体积增大、深部开采、构造带和富水环境等诱因, 从采空区处理、开采规划设计、监测手段与支护、矿区水排输等方面, 有针对性地提出了应对措施。该研究成果可对赣南钨矿山地压控制及安全生产提供理论指导。
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  液态二氧化碳相变破岩振动能量分布研究

  刘小雄, 李启月, 冯国伟, 陈冠, 谢晓锋

  矿冶工程. 2018, 38(3): 5-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.002

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  采用Hilbert-Huang变换方法对地铁基坑开挖工程中液态二氧化碳相变破岩时引起的振动信号的频谱特征、能量分布进行了研究。结果表明, 液态二氧化碳相变破岩时引起质点振动的频率主要分布于0~100 Hz范围内, 能量主要集中于0~20 Hz, 且随距离增加能量逐渐向高频带集中分布; 一定距离条件下能量分布主频带内的垂向分量能量比例最高, 水平径向次之, 水平切向最小, 平均值占信号总能量的70%以上, 且随震源距增加逐步降低并趋于一致; 质点瞬时能量起伏与其振动幅值对应, 主要作用于0~0.5 s的时间段内。
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  基于不同路径的海底集矿车采集率的研究

  汪学清, 唐红平, 范猛, 宋延滨, 杨已军, 赵瑞华

  矿冶工程. 2018, 38(3): 11-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.003

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  针对深海采矿中海底集矿车采集路径问题, 在两种已有的直线式采集路径的基础上, 提出了一种新型的圆形前进式采集路径。针对这3种不同的采集路径, 采用理论分析的方法分析了采集率, 分别得到了3种采集路径采集率的解析式以及重复区域所占采集区域的比例即重复率的表达式。研究结果可为海底集矿车在采集路径的采集效率分析以及高效采集提供理论支持。
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  不同降雨条件下含软弱夹层土坡渗流特性数值分析

  杨煜, 何忠明, 王保林, 马勇

  矿冶工程. 2018, 38(3): 15-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.004

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  为了研究含软弱夹层土坡在不同强降雨条件下的渗流特性, 以临长高速公路(京珠高速湖南临长段)左侧某含软弱夹层失稳边坡为研究对象, 采用有限元Geo-studio软件建立含软弱夹层土坡数值计算模型, 基于饱和-非饱和渗流理论, 拟定大雨、暴雨及大暴雨3种强降雨条件, 开展了不同降雨条件下含软弱夹层土坡的渗流特性研究。研究结果表明, 当累积降雨量一定时, 3种降雨条件引起含软弱夹层边坡孔隙水压力变化程度大小顺序为：大雨>暴雨>大暴雨; 由于软弱夹层的存在, 边坡因雨水入渗而发生滑坡的进程有所提前; 3种降雨条件下, 坡面湿润峰在粉质黏土层内大体呈现为均匀入渗, 在软弱夹层内呈现“V”字型分布。降雨量一定的情况下, 降雨等级为大雨时的湿润峰发展速率最快, 暴雨次之, 大暴雨最慢。
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  基于数值分析的回填型岩溶隧道施工技术研究

  桂铬, 沙策, 刘霖

  矿冶工程. 2018, 38(3): 20-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.005

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  为保证那丘隧道特大型溶洞地段主体结构的施工质量与结构稳定性, 在隧道底部溶腔已处治的基础上, 提出了主洞洞身开挖与初期支护施工技术, 并运用FLAC^3D对特殊断面的开挖施工进行模拟, 通过分析围岩位移与结构应力计算结果, 对岩溶整体结构开挖与支护效果进行了评价。结果表明, 围岩最大位移为5 mm, 支护结构应力小于设计抗压强度, 均符合施工设计规范指标。最后, 结合现场监测数据与数值模拟结果, 通过对比分析, 验证了实际施工技术的合理性, 可为类似工程提供参考。
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  离子型稀土矿增浸促渗技术研究

  赵彬, 康虔, 佘宗华

  矿冶工程. 2018, 38(3): 26-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.006

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  基于我国离子型稀土资源浸渗回收率偏低的工程实际, 在原地浸矿工艺流程和浸渗机理研究的基础上, 从浸矿盲区、反吸附与母液渗漏3个方面分析了导致稀土浸渗损失的主要原因和形式, 并提出了加强生产勘探、加强原地浸矿适用性分析、优化采场划分和开采顺序、优化工程布置和技术参数、加强地下水和边坡监控及替代浸矿剂与参数优化共6项技术措施。以上措施在指导离子型稀土矿企精细化生产, 实现生产可控、可设计方面具有重要意义。
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  截齿顺次破岩机制的细观数值模拟及截线间距优化研究

  田听雨, 何冰, 王树景, 谢学斌, 唐进元

  矿冶工程. 2018, 38(3): 30-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.007

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  为优化镐型截齿在截割头上的布置以提高掘进机截割效率, 借助PFC^3D颗粒离散元数值模拟软件构建了两把截齿顺次截割岩石的三维模型, 对不同截割深度和截线间距组合工况进行了模拟试验, 分析了镐型截齿顺次破岩机制和最优截线间距与截割深度的比值(s/h)。结果表明, 岩石在截齿作用下的破坏模式以张拉破坏占主导, 并伴随挤压和剪切的综合破坏; 截齿顺次截割时, 两相邻截齿之间存在明显的协同作用, 前刀在岩石内残留的裂纹使得岩石易于截割, 可以提高后刀的截割效率; 在模拟试验范围内, 随着s/h值增加, 比能耗呈先减小再增加的变化规律, 模拟结果表明最优s/h值约为3。该研究可为掘进机截割头排布设计提供参考依据。
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  爆破振动作用下台阶边坡的动力响应及稳定性分析

  贾晓敏

  矿冶工程. 2018, 38(3): 35-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.008

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  运用FLAC^3D软件建立了某含夹层的双台阶顺层边坡数值模型, 分析了爆破振动作用下边坡动力响应规律, 并根据爆破后的塑性区分布图、剪应变增量图、水平方向位移云图对边坡的破裂面进行了分析, 研究了关键点位移、最大拉应力、抗剪屈服函数对边坡稳定性的影响, 结果表明, 随着爆心距增大, 振动幅值衰减规律为近大远小, 坡面以及坡内局部存在高程放大效应; 夹层影响着边坡动力响应规律, 爆心距相近时, 夹层之下的振幅大于其上的振幅; 夹层影响着边坡的变形和破坏方式, 分析岩体内部各点的最大拉应力和抗剪屈服函数可知, 对每级台阶而言, 坡脚是最容易受拉和受剪破坏部位, 坡顶后缘容易受拉破坏; 边坡动力稳定性可以通过对剪出口附近监测点的水平位移时程曲线进行判断, 发散则失稳, 收敛则稳定。研究结果对矿山边坡的减震与防护有一定指导意义。
选矿
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  攀西选钛尾矿中再回收钛铁矿工艺研究与应用

  谢琪春

  矿冶工程. 2018, 38(3): 40-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.009

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  针对攀钢密地选钛厂扩能改造后, 江南选矿厂原矿发生变化导致原有工艺已不太适应的问题, 在实验室进行了强磁选机替代螺旋选矿机、擦磨方式脱药及工艺流程试验, 并采用推荐的“弱磁除铁+一段强磁选+擦磨+二段强磁选+浮选”工艺实现产业化。产业化生产表明其钛精矿、铁精矿产量较2006年增幅分别为365.67%与193.14%。该研究可为攀西选钛尾矿中再回收钛铁矿提供借鉴。
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  某复杂低品位金红石矿浮选试验研究

  王军, 李开运, 张二星, 梁倩楠, 覃文庆, 王淀佐

  矿冶工程. 2018, 38(3): 43-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.010

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  对湖北枣阳某难选低品位金红石矿进行了浮选试验研究。对于TiO₂含量3.08%的原矿, 在磨矿细度-0.074 mm粒级占95%时, 采用氟硅酸钠作脉石矿物抑制剂, 水玻璃作分散剂, 苯乙烯膦酸与正辛醇以2∶3混合作捕收剂(总用量800 g/t), 获得了金红石精矿品位和回收率分别为53.7%、75.2%的理想指标。同时大大降低了苯乙烯膦酸的用量。
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  乳化煤油对钛铁矿浮选的辅助捕收效果

  王维清, 林一明, 王洪彬

  矿冶工程. 2018, 38(3): 46-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.011

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  以乳化煤油作为辅助捕收剂对某辉长岩型钛铁矿进行了浮选试验研究, 探索了H₂SO₄用量、MOH用量、乳化煤油用量对钛铁矿浮选分离效果的影响, 并进行了浮选闭路试验。以乳化煤油作为钛铁矿浮选的辅助捕收剂, 通过一粗两扫四精闭路浮选流程, 获得了TiO₂品位47.21%、回收率79.93%的钛精矿。乳化煤油对钛铁矿具有良好的辅助捕收效果, 可降低捕收剂MOH用量, 并显著提高精矿品位。
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  捕收剂AY作用下不同粒级石英浮选动力学模型研究

  侯波, 张覃, 李显波, 叶军建, 陈青

  矿冶工程. 2018, 38(3): 49-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.012

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  通过单矿物浮选试验, 研究了pH=4.0时、阳离子捕收剂AY作用下不同粒级石英上浮率随浮选时间的变化规律, 并采用6种浮选动力学模型进行了拟合。结果表明, 石英粒度越细, 极限上浮率和浮选速率常数越小; 增大捕收剂AY浓度, 石英极限上浮率和浮选速率常数提高, 这与捕收剂吸附密度和颗粒与气泡碰撞、粘附概率有关。该石英的浮选过程符合一级动力学模型, 其拟合优度R²可达0.98以上。
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  特戊羟肟酸的合成及其对铝硅矿物的浮选性能研究

  刘威, 钟宏, 王帅

  矿冶工程. 2018, 38(3): 53-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.013

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  采用羟胺法合成了特戊羟肟酸, 并研究了其对铝硅矿物的浮选行为及作用机理。单一捕收剂浮选一水硬铝石时, 特戊羟肟酸的浮选效果优于苯甲羟肟酸; 将特戊羟肟酸和油酸钠按1∶1进行复配, 浮选研究结果表明, 复配捕收剂既能提高一水硬铝石的回收率, 又能降低伊利石和高岭石的回收率, 具有更好的选择性; pH=7, 复配捕收剂浓度60 mg/L时, 一水硬铝石回收率可达86.8%。通过接触角、Zeta电位和红外光谱分析等对捕收剂与矿物表面的作用机理进行了探究, 发现油酸钠在一水硬铝石表面主要进行物理吸附, 而特戊羟肟酸主要为化学吸附, 二者复配能更有效地与一水硬铝石作用。
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  超声波预处理对不同体系中方铅矿浮选行为的影响

  马永义, 王毓华, 卢东方, 姚兰星, 李思

  矿冶工程. 2018, 38(3): 58-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.014

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  借助浮选试验、ICP-OES和XPS检测分析, 系统研究了不同体系中超声波预处理对方铅矿浮选行为的影响规律。结果表明, 对方铅矿和黄铁矿分别进行超声波处理时, 能有效促进矿物表面氧化成分的溶解, 暴露出新鲜表面, 使矿物可浮性明显提高。方铅矿和黄铁矿混合后进行超声波处理时, 会促进两种矿物之间的电化学反应, 使方铅矿表面氧化加深, 生成硫酸铅沉淀, 从而导致方铅矿可浮性降低, 尤其是对表面洁净的两种矿物混合后进行超声波处理时, 方铅矿可浮性进一步降低。此外, 方铅矿和黄铁矿之间的电化学反应程度还会因两者不同粒级引起的表面积比率的变化而产生较大差异, 进而影响方铅矿的可浮性。
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  四川某磷矿双反浮选试验研究

  刘朋, 葛英勇, 刘鸣, 朱国庆

  矿冶工程. 2018, 38(3): 63-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.015

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  对四川某磷矿进行了浮选试验研究。采取双反浮选工艺, 以新型药剂MG-7为脱镁反浮选捕收剂、H₂SO₄为抑制剂和pH调节剂, 以T609为脱硅反浮选捕收剂、Na₂CO₃为pH调整剂, 最终获得了精矿品位32.25%、回收率82.21%的闭路试验指标, 实现了目的矿物与脉石的分离。
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  尼日利亚某锰矿石工艺矿物学研究

  瞿思思

  矿冶工程. 2018, 38(3): 66-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.016

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  通过X射线衍射、镜下鉴定、扫描电镜、矿物参数自动分析仪、化学成分分析等测试技术对尼日利亚某条纹状锰矿石和块状锰矿石进行了工艺矿物学研究。研究表明, 两类矿石总体上均属低磷中铁中品位的氧化锰-硅酸锰混合矿石, 相对而言块状锰矿石锰品位较低, 两种矿样矿物组成基本相同, 含量存在一定差异。对影响矿石选别的主要因素进行了分析, 可为选矿提供理论依据。
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  缅甸某氧化铜矿选矿工艺研究

  乔吉波, 王少东, 张晶, 简胜

  矿冶工程. 2018, 38(3): 71-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.017

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  针对缅甸某氧化铜矿石特点, 确定了硫氧混合浮选的原则工艺流程, 在条件试验的基础上进行了小型闭路试验, 最终可获得Cu品位23.55%、Ag含量1 919.20 g/t、Cu回收率91.16%、Ag回收率93.08%的铜精矿, 银主要富集于铜精矿中, 有价元素铜和银得到了很好地回收。
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  应用SLon立环脉动高梯度磁选机提高选矿效率

  张春浩, 熊大和

  矿冶工程. 2018, 38(3): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.018

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  介绍了Slon立环脉动高梯度磁选机的研制进展、主要特点及其应用案例。SLon磁选机在辽宁宝国铁矿用于分选磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿的混合矿, 成功实现了0~3 mm脉石提前抛尾, 减少后续磨矿费用30%, 全流程选矿回收率提高约9个百分点; SLon磁选机在重钢西昌矿业有限公司用于分选钛铁矿, 钛铁矿回收率从10%左右提高到50%。应用实践表明, SLon磁选机能显著提高选矿效率和降低选矿成本。
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  铜冶炼废镁砖尾渣浮选试验研究

  白成庆

  矿冶工程. 2018, 38(3): 79-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.019

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  某铜冶炼转炉大修拆除的废镁砖经重选回收铜、金、银、铅等有价金属后, 对其尾渣进行了浮选回收有价金属的试验研究。通过优化磨矿细度、浮选矿浆浓度、药剂制度等, 获得了含铜26.96%、含银2 158.0 g/t 、含金6.80 g/t、含铅4.98%的铜精矿, 铜、金、银、铅回收率分别为89.97%、82.12%、89.75%和86.07%, 各种有价金属得到了全面高效地回收, 达到了综合回收的目的。
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  湖南某石英型赤褐铁矿选矿试验研究

  罗俊凯, 曹杨, 焦芬, 覃文庆

  矿冶工程. 2018, 38(3): 82-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.020

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  对湖南某石英型赤褐铁矿进行了选择性絮凝-强磁选-反浮选试验研究。结果表明, 在磨矿细度-0.074 mm粒级占90.80%、水玻璃用量800 g/t、聚丙烯酰胺用量100 g/t、磁选粗选磁场强度1.4 T、扫选磁场强度1.6 T条件下, 获得了铁品位56.17%、回收率60.12%的铁精矿; 强磁选尾矿进行反浮选,
  获得了铁品位47.90%、铁回收率31.46%的中矿和铁品位15.69%、铁回收率8.41%的尾矿。选择性絮凝有利于矿泥与铁矿的分离, 可提高铁的回收效果。
冶金
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  由铜渣浸出液制备二氧化硅气凝胶

  叶子青, 黄自力, 王福坤, 高斯, 廖军平

  矿冶工程. 2018, 38(3): 86-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.021

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  以铜渣硫酸浸出液为前驱体, 三甲基氯硅烷(TMCS)、正己烷混合溶液为表面改性剂, 通过净化、改性制备疏水性二氧化硅气凝胶。研究了水洗温度对凝胶中金属离子扩散效率的影响, 以及不同TMCS添加量对气凝胶孔结构、孔径分布及表面性质的影响。结果表明, 水洗温度40 ℃较合适; TMCS添加量为75%时所得气凝胶比表面积为822 m²/g, 平均孔径11.6 nm, 密度0.24 g/cm³, 孔隙率88.7%, 接触角123.5°, 呈现出良好的疏水性和热稳定性。
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  一种废弃镁铬耐火砖浮选尾渣的处理工艺

  徐探, 焦芬, 覃文庆, 薛凯

  矿冶工程. 2018, 38(3): 91-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.022

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  采用氯化挥发法对废弃镁铬砖浮选尾渣进行处理。在尾渣成分分析和氯化挥发过程中相关化学反应热力学计算的基础上, 研究了焙烧过程中焙烧温度、氯化剂用量、焙烧时间等因素对杂质金属脱除的影响, 利用XRD、SEM对焙烧渣的物相和微观形貌进行了表征, 并与原尾渣进行了对比。结果表明, 确定的最佳工艺条件为：焙烧温度1 000 ℃、MgCl₂用量12%、焙烧时间0.8 h, 在此条件下可将尾渣中Ag、Pb、Bi含量降至0.01%, 0.06%和0.10%, 挥发率分别达到94.22%, 99.09%和96.48%; 经处理后焙烧渣的成分与原材料一致, 可作为镁铬耐火砖生产原料, 实现了二次资源的再利用。
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  碱熔预处理回收废稀土荧光粉工艺研究

  田欢, 魏昊, 赖莉, 赵卓

  矿冶工程. 2018, 38(3): 96-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.023

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  针对当前废稀土荧光粉综合回收利用率低、不当处理造成环境污染等问题, 采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废稀土荧光粉, 考察了焙烧添加剂用量、液固比、酸浓度、浸出温度及浸出时间对稀土浸出效果的影响。结果表明, 采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废弃荧光粉, 4种稀土元素回收率分别为：Y₂O₃ 99.47%, Eu₂O₃ 97.79%, CeO₂ 87.55%, Tb₄O₇ 92.67%。通过对碱熔产物物相和形貌分析表明, 绿粉致密结构被有效破坏, 以铝酸盐形式存在。NaOH添加比例对4种稀土浸出率影响较大, 盐酸浓度及浸出温度对Tb₄O₇、CeO₂浸出效果影响较大。
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  SiO₂在炉渣CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃体系中的熔解行为

  田铁磊, 张玉柱, 李杰, 邢宏伟

  矿冶工程. 2018, 38(3): 99-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.024

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  采用直接熔解法研究了SiO₂颗粒在CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃渣系中的熔解过程, 探索了炉渣成分、温度对SiO₂颗粒熔解时间的影响规律, 通过SEM-EDS并结合factsage软件分析了SiO₂熔解机理, 确定SiO₂颗粒周围没有形成固相层, 并在此基础上结合缩芯模型构建了动力学模型。结果表明, 随着炉渣碱度及温度提高, SiO₂颗粒熔解完成所需时间逐渐降低, 而随着炉渣中MgO及Al₂O₃含量增加, SiO₂颗粒的熔解完成所需时间先降低后增加。SiO₂的熔解过程分为2个阶段, 反应前期为界面反应控制, 表观活化能为330.52 kJ/mol; 反应后期为外扩散控制, 表观活化能为480.28 kJ/mol, 控制环节的转变是由熔体黏度的变化造成的。
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  旋转盘剪切辅助络合-超滤处理含Cr³⁺废水

  张强, 邱运仁

  矿冶工程. 2018, 38(3): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.025

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  用旋转盘辅助络合-超滤技术处理含Cr³⁺废水, 研究了最佳操作条件及络合物的剪切稳定性。结果表明, 用聚丙烯酸钠(PAAS)作络合剂, pH=6.0, PAAS与金属质量浓度比为10时, Cr³⁺截留率达到99.5%。pH=6.0时, PAA-Cr络合物会在旋转盘转速超过1 600 r/min时解络, 其临界剪切速率为9.55×104 s^-1。通过剪切诱导解络法可以分离Cr³⁺与PAAS, 实现PAAS回收利用。实验结果可以指导络合-超滤技术的工业化应用。
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  铜烟尘加压浸出工艺研究

  范旷生, 何贵香, 刘平, 陈科云

  矿冶工程. 2018, 38(3): 108-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.026

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  采用加压酸浸工艺处理铜烟尘, 研究了反应温度、反应时间、初始硫酸浓度、液固比、氧压等对铜、锌浸出率的影响。最佳浸出工艺条件为：初始酸度0.5 mol/L、液固比10∶1、反应温度115 ℃、反应时间2 h、搅拌转速500 r/min、氧压0.4 MPa, 此时Cu、Zn浸出率分别为95.4%和97.6%, Fe、As浸出率分别为6.6%和14.0%, 同时Pb、Ag等有价金属在浸出渣中得到富集, 实现了有价金属的综合回收。
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  黄铜矿半导体电学特性对其中等嗜热菌浸出行为的影响

  张家明, 张雁生, 张博, 常可欣, 李腾飞, 王军, 覃文庆

  矿冶工程. 2018, 38(3): 111-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.027

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  为了研究黄铜矿半导体电学特性对其生物浸出的影响机制, 采用霍尔效应测试技术分析了3种不同来源黄铜矿的半导体电学特性, 并在45 ℃、170 r/min、2%矿浆浓度条件下进行了中等嗜热混合菌浸出试验。结果表明, 黄铜矿A的载流子浓度为-9.190×10¹⁸ cm^-3, 绝对值明显高于黄铜矿B和C的载流子浓度(-3.065×10¹⁸ cm^-3和-2.183×10¹⁷ cm^-3); 黄铜矿A的电阻率为0.054 65 Ω·cm, 明显低于黄铜矿B和C的电阻率(0.146 9 Ω·cm和0.930 6 Ω·cm); 黄铜矿的载流子浓度、电阻率与其铜浸出率存在明显联系, 黄铜矿的载流子浓度越高、电阻率越小, 铜的浸出速率就越高, 浸出19 d后, 3种黄铜矿纯矿物(A、B、C)的铜浸出率分别为66.1%, 25.3%和21.4%; 电化学试验结果表明, 3种黄铜矿的氧化还原反应过程基本相同, 但黄铜矿A的腐蚀电流密度明显高于另外两者。
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  氧化钪制备过程中磷酸和磷酸钠组合除锆工艺研究

  吴希桃

  矿冶工程. 2018, 38(3): 115-117. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.028

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  基于高纯氧化钪制备过程中钪和锆难以分离的问题, 采用磷酸+磷酸钠组合除锆, 研究了钪料液酸度、磷酸加入比例、反应温度、反应时间、陈化时间和磷酸钠添加量对钪、锆沉淀率的影响。结果表明, 最优组合条件为：反应酸度6 mol/L, 磷酸加入量为理论量的1.6倍, 反应温度90 ℃, 反应时间30 min, 陈化时间30 min, 磷酸钠添加量为磷酸的10%。在此条件下, 锆沉淀率达99.85%, 氧化钪损失仅为3.02%。得到的高纯氧化钪产品绝对纯度达99.91%, 相对稀土纯度99.995%。
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  磷酸铁锂废料中磷、铁、锂的综合回收

  乔延超, 陈若葵, 唐红辉, 谭群英

  矿冶工程. 2018, 38(3): 118-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.029

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  采用氢氧化钠溶液除去经前处理后的废旧磷酸铁锂电池、极片或边角料粉料中的铝, 采用盐酸浸出-双氧水氧化-纯碱调pH值工艺, 得到二水磷酸铁和氯化锂溶液。二水磷酸铁经洗涤后与氢氧化钠反应得到氢氧化铁产品和磷酸三钠水溶液, 磷酸三钠水溶液蒸发结晶得到十二水磷酸三钠产品。氯化锂溶液经进一步除杂和蒸发后与碳酸钠反应得到碳酸锂产品。重点研究了磷酸铁的沉淀以及由磷酸铁制备磷酸三钠的工艺。制得的产品十二水磷酸三钠达到了工业级要求, 主含量高达99.03%。实现了磷、铁、锂的全部综合回收。
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  鞍钢烧结熔剂粒度和配比的优化研究

  张辉, 周明顺, 夏铁玉, 刘帅, 翟立委, 刘杰, 徐礼兵

  矿冶工程. 2018, 38(3): 123-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.030

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  针对传统的熔剂高温性能评价方法存在的不合理、不全面问题, 设计了烧结熔剂高温性能检测方法, 对鞍钢常用烧结熔剂高温性能进行了检测, 结果表明, 鞍钢所用的4种生石灰中, 生石灰3高温性能最优; 所用4种石灰石中, 石灰石2的高温性能最优。选用石灰石2进行石灰石粒度优化试验研究, 石灰石的适宜粒度为-3 mm粒级占80%~85%, 考虑到破碎加工成本, 鞍钢石灰石粒度-3 mm粒级含量可控制为大于75%。选用生石灰3进行生石灰适宜配比研究, 其配比应依据进口富矿粉配加比例适当调整, 在鞍钢烧结原料和工艺条件下, 生石灰适宜配比(Y)与粉矿配比(X)的数学对应关系为：Y=6.019 84-0.133 82X+0.002 82X²(R²=0.998 3)。研究成果应用于生产实践后, 烧结利用系数提高, 固体燃耗降低, 成品率提高, 配加石灰石的成本降低0.3元/t, 经济效益巨大。
材料
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  基于CGA-SNPOM优化RBF-ARX模型的板形缺陷识别

  张秀玲, 李家欢, 魏其珺, 董逍鹏, 周凯旋

  矿冶工程. 2018, 38(3): 127-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.031

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  针对传统优化算法(SNPOM)在辨识RBF-ARX模型参数时易陷入局部最优解的问题, 将云遗传算法(CGA)和SNPOM算法结合, 提出一种混合优化算法CGA-SNPOM。并以某公司900HC可逆冷轧机板形识别为应用背景, 设计了基于CGA-SNPOM优化RBF-ARX的板形缺陷识别模型。分别用SNPOM算法和CGA-SNPOM算法对RBF-ARX模型参数进行优化,仿真验证表明, 基于CGA-SNPOM优化的板形识别系统克服了SNPOM容易陷入局部极值的缺点, 识别精度大幅提高, 是一种有效的板形识别方案。
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  粉末法制备碳纳米管增强铜基复合材料及性能研究

  赵炜康, 朱学宏, 夏莉红, 张福勤

  矿冶工程. 2018, 38(3): 132-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.032

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  采用湿法球磨的方式将质量分数0.10%的多壁碳纳米管(MWCNTs)分散在铜粉中, 干燥后经放电等离子烧结, 获得了CNTs/Cu复合材料的预制体, 采用冷轧方式将预制体轧制为薄片。研究了CNTs/Cu复合材料的物理性能及微观结构随轧制过程的变化规律。结果表明, CNTs/Cu复合材料的硬度、密度随着轧制的进行不断升高, 晶粒被细化。断口形貌为大量韧窝, 属于韧性断裂, 并在断口处发现团聚的CNTs。轧制总压下量为90%时, 薄带的电阻率为0.020 0 μΩ·m, 抗拉强度为410.24 MPa。
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  FeCoNiCrMn高熵合金动态力学性能与微观结构

  黄小霞, 汪冰峰, 刘彬

  矿冶工程. 2018, 38(3): 136-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.033

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  采用分离式霍普金森压杆研究了等原子比FeCoNiCrMn高熵合金的动态力学性能及其微观结构。结果表明, FeCoNiCrMn高熵合金的锯齿行为在高应变速率下表现出明显的应变率敏感性。高熵合金在高应变率下的屈服强度随应变率增加而显著增加。当真应变为3.07时, 真应力达到1 270 MPa, 此时FeCoNiCrMn高熵合金帽型样品出现剪切失稳现象, 并形成一条宽20 μm左右的剪切带。利用光学显微镜、电子探针显微分析仪和透射电子显微镜分析了高熵合金显微组织的演变, 发现在剪切带的边界处, 位错胞和孪生结构沿剪切方向高度拉长, 直径约为150 nm的超细等轴晶粒和纳米孪晶共同存在于剪切带的中心。
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  镀银羰基镍粉的制备及其性能研究

  肖伟民, 雷永平, 夏志东

  矿冶工程. 2018, 38(3): 140-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.034

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  利用化学镀法制备镀银羰基镍粉, 并以此粉体为导电填料制备了电磁屏蔽材料, 优选了羰基镍粉/硝酸银配比参数。采用扫描电镜对该粉体进行了表征, 并分析了材料的导电、电磁屏蔽与力学性能。结果表明, 镀银羰基镍粉的导电性能及其屏蔽材料的电磁屏蔽效能均比未镀银时提升1倍以上, 并随羰基镍粉/硝酸银摩尔比增加, 表现出先增强后减弱的趋势。这一变化趋势与其镀银层微观结构有关：当羰基镍粉/硝酸银摩尔比达到0.2时, 羰基镍粉表面形成了致密的镀银颗粒; 而当摩尔比达到0.3时, 粉体表面的镀银颗粒逐渐粗大化。镀银配比变化对屏蔽材料力学性能影响不大。
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  相界面对双相钛合金层裂孔洞形核的影响

  杨扬, 蒋志, 胡海波, 汤铁钢, 张虎生, 付亚楠

  矿冶工程. 2018, 38(3): 143-147. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.03.035

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  利用一级轻气炮对TC4双相钛合金进行加载, 获得初期的层裂状态, 在加载中采用多普勒激光干涉测速技术对样品自由面粒子速度进行测试。在软回收经过加载的样品之后, 借助于金相显微镜、X射线断层扫描、纳米压痕等检测手段进行多维分析, 探讨了相界面对孔洞形核位置的影响。结果表明, 孔洞绝大部分都在α相内形核, 而不是如准静态损伤理论预测的形核于α/β相界面。这是由于相界面的反射与透射作用, 当冲击波从高阻抗α相传入到低阻抗β相时, 会在α相内产生拉伸脉冲, 当拉伸脉冲足够大时, 导致在α相内产生孔洞。