2018年, 第38卷, 第6期　
刊出日期：2018-12-25

  

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  2018年第6期目次

  《矿冶工程》编辑部

  矿冶工程. 2018, 38(6): 0-0.

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采矿
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  井下矿山智能采矿体系的平台架构研究与实现

  胡建华, 张龙, 王学梁, 王辉, 邓煜林

  矿冶工程. 2018, 38(6): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.001

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  以智能采矿的平台架构为基础,理论研究了矿山智能采矿的核心架构及其关键技术,通过对三宁矿业挑水河磷矿案例进行详细分析,系统阐述了井下矿山智能采矿体系的平台架构及实现途径。研究结果表明,智能采矿的关键在于开发井下矿山的基础信息数字平台、采掘设备智能平台、生产信息管控平台、通讯网络传输系统,形成“三平台一系统”的智能采矿核心架构; 智能采矿有利于矿山本质安全的构建,三宁矿业智能采矿的实践初步实现了高危岗位的“机械化换人、自动化减人”。
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  不同构形扬矿软管的流固耦合模态分析

  邓旭辉, 郭浍良, 史浩浩, 郭小刚, 金星

  矿冶工程. 2018, 38(6): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.002

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  以1 000 m水深处100 m长扬矿软管为研究对象,以集矿机在作业范围中间点处形成的软管构形为参考构形,基于有限元理论,建立了两端为固定约束的软管在内流和外流共同作用下的流固耦合模型,研究了内流密度、内流粘度、软管直径及弹性模量对单拱和双拱2种不同构形软管流固耦合振动频率及振型特性的影响。结果表明,双拱构形软管的湿模态前六阶频率小于单拱构形软管; 随着内流密度增加,2种构形软管固有频率缓慢降低; 随着软管弹性模量和软管直径增加,软管的固有频率明显提高; 内流粘度改变对软管固有频率影响较小,可忽略不计; 内流密度、内流粘度、软管直径及弹性模量改变时,单拱和双拱2种不同构形软管的振型不发生变化。
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  隔离层厚度对露天最终边帮破坏形式及稳定性影响研究

  吴恩桥, 刘艳章,, 潘杨月, 潘世华, 蔡原田

  矿冶工程. 2018, 38(6): 12-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.003

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  以霍各庄铁矿露天转地下首阶段开采为工程背景,选取典型勘探线剖面,建立二维有限元数值模型,运用有限元局部强度折减法计算不同隔离层厚度下地下首阶段开采时露天最终边帮破坏形式及安全系数。分析表明,霍各庄铁矿地下首阶段开采时,隔离层厚度低于19 m时会造成露天最终边帮失稳,隔离层厚度在19~28 m范围内时,顶帮塑性变形区由坡脚先向首阶段采空区上盘侧壁发展,再向坡顶扩展贯通,隔离层厚度在28~50 m范围时,顶帮塑性变形区直接由坡脚贯通至坡顶; 顶帮安全系数随隔离层厚度增大而增大,但增长速率逐渐减小,隔离层厚度超过45 m时,顶帮安全系数变化不再显著; 底帮塑性变形区由坡脚贯通至坡顶,且安全系数无变化,底帮破坏形式和稳定性受隔离层厚度影响较小; 霍各庄铁矿考虑边帮稳定性时隔离层厚度应不低于25 m。研究结果可为霍各庄铁矿及类似露天转地下开采矿山合理隔离层厚度的选择提供指导。
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  临空面数量对爆破振动特征的影响研究

  汪万红, 冷振东, 卢文波, 赵明生, 涂书芳, 叶海旺

  矿冶工程. 2018, 38(6): 17-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.004

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  通过河北丰宁抽水蓄能电站探洞中的逐孔爆破试验,对比了不同临空面条件下爆破诱发振动的差异,并采用SPH-FEM耦合方法分别对不同临空面条件下的单孔爆破破碎过程和爆破诱发振动进行了对比分析。研究结果表明,在岩体条件和单响药量相同的前提下,爆破开挖临空面显著影响峰值振动速度的大小,临空面越多,爆破诱发的峰值振动速度越低。爆破设计过程中需要考虑开挖临空面的影响,随着临空面数量增加,场地系数显著减小,衰减系数则变化不明显。
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  大跨度充填体假顶力学模型及稳定性分析

  李小松, 李夕兵, 龚永超, 刘志祥, 赵宇喆

  矿冶工程. 2018, 38(6): 23-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.005

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  针对内蒙古某铅锌矿人工假顶暴露跨度大的技术特征,建立了大跨度充填体假顶薄板理论模型,得到了四边固支条件下的大跨度假顶应力表达式,确定了大跨度充填体假顶厚度为3.5 m、强度为4.0 MPa; 利用经济配筋率理论,确定了大跨度假顶纵筋及横筋直径25 mm、间距140 mm的配筋参数; 采用FLAC^3D软件分析了矿房和间柱采场充填体假顶应力、位移及塑性区分布情况,探索了大跨度充填体假顶力学演化规律。研究结果表明,大跨度充填体假顶在其自重及上部充填体作用下能处于稳定状态,并在矿山得到成功运用,验证了所留设充填体假顶厚度以及配筋设计的合理性。
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  金川矿山早强充填胶凝材料配比试验与优化

  温震江, 杨志强, 高谦, 袁国斌

  矿冶工程. 2018, 38(6): 29-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.006

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  针对水泥作为胶凝材料充填成本较高的问题,以及为了提高固体废弃物的综合利用率,以酒钢矿渣和脱硫石膏等废弃物为主要原料开发了早强充填胶凝材料。结果表明,当脱硫石膏掺量5%、熟料掺量20%、芒硝掺量1%、渣粉用量74%时,胶凝材料3 d、7 d、28 d抗压强度分别为2.78 MPa、3.45 MPa和7.14 MPa,是矿山设计要求强度的1.85倍、1.38倍和1.43倍。在保证早期强度要求的前提下,为了进一步降低成本,进行了少熟料胶凝材料配比优化试验,得到早强充填胶凝材料的最优配比为：脱硫石膏5%、熟料3%、芒硝1.5%、渣粉90.5%,其3 d、7 d、28 d充填体抗压强度分别为1.89 MPa、3.36 MPa和7.96 MPa,能够满足金川矿山要求,成本仅为以水泥作为胶凝材料充填的65%左右。
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  基于满意度模型的采场结构参数多目标综合优化研究

  赵欣

  矿冶工程. 2018, 38(6): 33-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.007

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  以矿柱宽度、矿房跨度与分段高度3个主要采场结构参数为影响因素,最大压应力、最大拉应力、顶板位移和矿房回采矿量为评价指标,进行了响应面试验设计。采用3DMINE-MIDAS/GTS-FLAC^3D联合模型的计算结果,得到响应面结果和评价指标的回归方程,并据此得出单一因素和因素交互作用对评价指标的影响规律; 将回归方程和矿房回采矿量引入基于满意度的多目标优化模型,得到最佳采场结构参数。结果表明,所建立评价指标的回归方程相关性很高,能在试验范围内准确地预测结果; 评价指标受到单因素和因素间交互作用影响,交互作用中,矿柱宽度与矿房跨度交互作用影响最显著。最佳采场结构参数为：矿柱宽9 m,矿房跨度11 m,分段高度12 m; 把该参数应用于招金矿业夏甸金矿,取得了良好的效果。
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  基于FLAC^3D的层状岩石强度特征研究

  刘小刚, 张艺山, 于志方

  矿冶工程. 2018, 38(6): 39-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.008

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  利用单元切割法确定节理单元并赋予相应的本构模型进行计算,研究单轴与不同围压条件下的不同节理倾角层状岩石的力学特性。结果表明,无论是单轴压缩试验还是三轴压缩试验,节理对岩石强度的影响都很显著; 随着节理倾角增加,层状岩石单轴抗压强度先减小后增大,呈U型分布,在层理倾角呈60°时,抗压强度值最低; 从塑性单元个数可以看出,层理倾角0°~30°以及90°时,岩石以突然破坏为主,而层理倾角45°~75°时岩石破坏较缓慢; 随着围压增加,岩石抗压强度增加,岩石破坏时间延后,弹性段增长。研究结果可为岩石、岩体的各向异性问题的研究提供参考。
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  稀软底质表面深海采矿作业车触底特性分析

  程阳锐, 曾轩, 李小艳, 郑皓

  矿冶工程. 2018, 38(6): 44-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.009

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  为分析深海采矿作业车在稀软底质表面行走时自身沉陷以及与底质的法向粘附力的触底特性,通过室内小型底板代替作业车底部触底部件,开展了作业车触底沉陷特性以及法向粘附特性试验。结果表明,压陷量随接地比压增大而增大; 长宽比较大的底板压陷量明显大于长宽比较小的底板。粘附力与底板面积呈现较好的线性关系,相关系数R²=0.94,回归直线的斜率为894.56 N/m²。
选矿
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  四川某微细粒次生硫化铜矿浮选工艺研究

  傅开彬, 汤鹏成, 秦天邦, 徐信, 彭铁峰

  矿冶工程. 2018, 38(6): 48-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.010

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  针对四川某微细粒嵌布、低氧化率混合铜矿铜回收率低的问题,进行了浮选试验研究。采用一粗一精三扫闭路浮选流程,在磨矿细度-0.074 mm粒级占70%、2^#油用量100 g/t、Na₂S用量100 g/t、丁基黄药和丁铵黑药(1∶3)组合捕收剂用量250 g/t和浮选时间4 min条件下,获得了铜精矿产率3.34%、铜品位21.61%、回收率85.93%的选矿指标。研究结果能为该矿的生产实践提供理论和技术支持,同时为国内外同类矿山的开发利用提供一定的借鉴。
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  低品位高铁铝土矿浮选脱硅试验研究

  霍强, 刘晰, 谢建平, 刘新星, 邱冠周

  矿冶工程. 2018, 38(6): 51-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.011

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  低品位高铁铝土矿矿石硬度较高而易过磨,造成浮选指标恶化。通过QEMSCAN分析磨矿产物各粒级组成,发现磨矿产品粗、细粒级两级分化严重且大部分三水铝石矿物在细粒级矿样中富集。考查了磨矿细度、抑制剂添加量、高分子调整剂添加量、捕收剂用量与浮选矿浆浓度等单因素对浮选的影响并确定最优浮选条件。在最优浮选条件下进行闭路试验,取得了精矿氧化铝含量54.47%、铝硅比7.02、氧化铝回收率75.96%的良好浮选指标。
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  稀土矿浮选中Ce³⁺对磷灰石的活化机理研究

  王介良, 曹钊, 王建英, 张雪峰, 雷霄

  矿冶工程. 2018, 38(6): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.012

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  通过纯矿物浮选、溶液化学计算、Zeta 电位测试、红外光谱分析测试,研究了稀土矿浮选时矿浆中Ce³⁺对磷灰石的活化机理。结果表明,Ce³⁺在碱性条件下对磷灰石具有活化作用,其活化机理为：Ce³⁺吸附提高了磷灰石表面的正电性,增强了磷灰石表面与阴离子羟肟酸捕收剂的静电吸附作用,且在磷灰石表面形成Ca-Ce(OH)₂/Ce(OH)⁺活性位点。红外光谱测试表明,无Ce³⁺活化时,辛基羟肟酸在磷灰石表面主要发生物理吸附,羟肟酸与Ca²⁺结合能小,在磷灰石表面的化学吸附作用弱; 被Ce³⁺活化后,辛基羟肟酸与磷灰石表面吸附的Ce³⁺反应生成稳定的络合物—C(==O)—Ce—O—N—,羟肟酸与Ce³⁺结合能大,化学吸附作用强,加强了羟肟酸在磷灰石表面的吸附作用,从而活化磷灰石。
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  某伴生银铅锌矿低碱浮选试验研究

  陈倩文, 艾光华, 罗丽芳, 杨冰, 王澜

  矿冶工程. 2018, 38(6): 60-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.013

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  针对某伴生银铅锌矿石,采用低碱优先浮选工艺,对铅、锌以及伴生银进行综合回收。通过闭路试验,最终可获得铅精矿铅品位60.29%、回收率92.71%,银品位826.13 g/t、银回收率67.69%,尾矿中银回收率13.85%; 锌精矿锌品位47.11%、回收率91.79%。对铅精矿产品进行质量分析,结果表明,铅精矿达到了二级品标准。说明低碱工艺有利于伴生银的综合回收,具有良好的发展前景。
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  阳离子捕收剂对石英分粒级浮选行为的影响

  魏鹏刚, 任浏祎, 邱航, 方昭恒

  矿冶工程. 2018, 38(6): 64-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.014

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  为研究阳离子捕收剂对细粒石英浮选的影响及其与石英的作用机理,将石英纯矿物分为-74+38 μm、-38+20 μm、-20 μm共3个粒级,通过十二胺、十四胺、十八胺、醚胺C₁₀(EDA)和改性醚胺C₁₀(EDAC)等5种胺类捕收剂对石英的浮选试验,进行pH值和捕收剂质量浓度条件试验,得出5种药剂的最佳浮选条件。结果表明,EDAC针对细粒级-38+20 μm、-20 μm石英有较好的捕收效果,回收率能达到98%以上。红外光谱检测得出EDAC对石英的吸附以静电力和氢键为主; Zeta电位测试表明,不同pH值下EDAC在石英表面的吸附程度不同,在最佳pH值(pH＝10)条件下,吸附量最大。
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  原生矿泥对云南某高铁泥化氧化锌矿浮选的影响

  杨柳毅

  矿冶工程. 2018, 38(6): 68-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.015

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  对云南某高铁泥化氧化锌矿进行了原生矿泥脱泥-硫化胺法浮选工艺和全粒级硫化胺法浮选工艺对比试验研究,结果表明,原生矿泥对该高铁泥化氧化锌矿的负面影响远大于次生矿泥,通过MLA研究了原生矿泥与次生矿泥的矿物组分差异,发现原生矿泥中的粘土矿物和铁铅硬锰矿对氧化锌矿物浮选药剂的竞争吸附可能是造成该氧化锌矿全粒级浮选条件恶化的主要原因。
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  深锥浓密机在福建某金矿的应用研究

  齐兆军, 盛宇航, 吕志文, 刘超, 荆晓东

  矿冶工程. 2018, 38(6): 71-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.016

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  以深锥浓密机在福建某金矿高浓度充填系统中的应用为例,分析了造成深锥浓密机溢流水跑浑严重、底流浓度低的原因,并详细介绍了解决措施。工业运行结果表明,增设稀释系统有利于溢流尾砂与药剂混合,加快沉降速度; 以石灰作凝聚剂、阴离子型絮凝剂655V作絮凝剂,通过两者的协同作用实现了溢流尾砂的快速絮凝沉降,获得了满足要求的底流浓度。
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  铜金铁多金属矿综合回收选矿工艺研究

  张晓民, 李恒, 李浩, 苏晓兰, 范娜, 李越

  矿冶工程. 2018, 38(6): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.017

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  某铜金铁多金属矿中金、铜、硫铁矿共生关系密切,采用先硫后氧浮选铜金混合精矿、尾矿选铁的工艺流程,对有价元素进行了综合回收,获得了金铜精矿中铜品位17.31%、回收率65.34%,金品位52.40 g/t、回收率82.15%,铁精矿品位64.20%、回收率66.64%的技术指标。并对两种精矿产品进行了元素分析,有害元素均未超标。该工艺达到了资源综合利用和提高经济效益的目的。
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  提高某低品位铜镍硫化矿石选矿指标的试验研究

  林国刚, 刘绪光

  矿冶工程. 2018, 38(6): 79-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.018

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  为提高某低品位铜镍硫化矿石选矿指标,在充分研究矿石性质及现场存在问题的基础上,采用新工艺流程和药剂制度,进行混合浮选,在原矿镍品位0.714%、铜品位0.446%情况下,获得了镍品位6.45%、铜品位5.04%,镍回收率69.40%、铜回收率86.76%的混合精矿。该工艺已成功应用于工业实际。
冶金
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  铁矿烧结烟气净化技术综合评价模型研究

  陈许玲, 赵新泽, 范晓慧, 甘敏, 黄晓贤, 李宗平

  矿冶工程. 2018, 38(6): 83-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.019

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  根据烟气净化技术的特点,建立了包含经济成本、环境影响、技术性能及适用范围4项一级指标和17项二级指标的评价指标体系; 采用生命周期法对烟气净化技术产生的环境影响进行了定量评价,并运用层次分析法(AHP)确定各项指标的权重,有机融合定量分析和定性分析,建立了铁矿烧结烟气净化技术综合评价模型; 最后,对现行8种主要烟气净化技术进行综合评比,结果表明：多污染物协同净化技术综合评分整体排名靠前,半干法脱硫工艺排名居中,湿法脱硫工艺整体排名靠后。评价结果能够反映客观实际,可作为相关企业烟气净化技术评选的实用方法。
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  锌冶炼铜烟灰中铟氧化浸出研究

  李林波, 李路路, 武姣娜

  矿冶工程. 2018, 38(6): 88-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.020

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  以锌冶炼过程中的铜烟灰为原料,研究了硫酸浸出含铟铜烟灰过程中硫酸浓度、硫酸用量、浸出温度、浸出时间、氧化剂高锰酸钾用量等因素对铟浸出效果的影响。结果表明,当硫酸浓度300 g/L、液固比6 mL/g、反应温度90 ℃、反应时间5 h、高锰酸钾添加量0.3%时,铜烟灰中铟浸出率为65.73%。
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  基于过程参数控制的烧结矿质量预测模型

  易正明, 邵慧君

  矿冶工程. 2018, 38(6): 92-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.021

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  针对烧结过程非线性、强耦合性和大时滞的特点,从过程参数控制的角度对烧结工艺进行了总体分析,确定了烧结矿性能评价指标及其主要影响参数,在此基础上提出了一种带动量项和变学习率的BP神经网络算法,建立了烧结矿质量预测模型。仿真实验结果表明,模型具有较强的自学习功能和较高的预测精度,用拓扑结构为15-25-4的BP神经网络和0.65×10^-3的网络误差进行训练,模型的预报命中率在81.25%以上,充分验证了基于过程参数控制的烧结矿质量预测模型的准确性和有效性。
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  人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附特征

  朱惠文, 肖细元, 李万超, 郭朝晖, 张勇

  矿冶工程. 2018, 38(6): 97-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.022

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  采用静态批处理吸附实验,研究了人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附动力学特征,探讨了溶液pH值、反应温度、初始钒浓度及竞争阴离子(Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-和PO₄^3-)对水铁矿吸附钒的影响。结果表明,水铁矿对钒的吸附符合准一级和准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附量随温度增加而增加,吸附过程为吸热自发过程,最大吸附量为23.09 mg/g。水铁矿对钒的吸附最佳pH值范围为4~8,共存阴离子SO₄^2-和PO₄^3-明显抑制其对钒的吸附。SEM-EDS和FTIR分析表明,水铁矿中Fe—O位点可能是钒的主要吸附位点。水铁矿对钒离子具有较好的吸附效果,在一定的工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。
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  硫代硫酸盐浸金体系中活性炭表面Zeta电位研究

  余洪, 蔡祥, 陈聪, 高王杰, 张鹏飞, 张汉泉

  矿冶工程. 2018, 38(6): 102-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.023

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  研究了硫代硫酸盐浸金体系下基底试剂浓度与pH值、模拟浸出液pH值与搅拌时间等对活性炭表面Zeta电位的影响。结果表明,活性炭零电点为2.13; 其表面Zeta电位随硫代硫酸盐浓度增加而负值减小,随硫酸铜浓度增加而正值减小,随氨水浓度增加保持不变; 氨水溶液pH值大于9.0时,活性炭Zeta电位开始负值增大; 而活性炭Zeta电位几乎不随硫代硫酸盐溶液pH值变化而变化。模拟浸出液中,活性炭表面Zeta电位随pH值、搅拌时间变化较小; 当pH值为9.0时,活性炭对Au(S₂O₃)₂^3-的吸附率最大,为27.8%。模拟浸出液中活性炭表面主要优先吸附了含硫含氮化合物,表面Zeta电位始终为负值,活性炭通过静电作用难以吸附Au(S₂O₃)₂^3-。
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  磁性晶种对电镀污泥和红土镍矿酸浸液中铁铬的共去除研究

  杨宏斌, 朱红斌, 韦志伟, 赵梦梦, 李勇宾, 何嘉靖, 甘绍凤, 李晓辉, 唐富顺, 张淑华

  矿冶工程. 2018, 38(6): 107-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.024

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  研究了磁性晶种对硫酸铁溶液、硫酸铬溶液、电镀污泥和红土镍矿酸浸液中铁铬的去除效果,并探讨了磁性晶种除铁铬的机制。结果表明,在电镀污泥和红土镍矿酸浸液中,当pH值高于2.5和温度80 ℃以上时磁性晶种能有效去除铁铬离子。当铁铬共存时,磁性晶种表面生成的含铁水合物具有更强的静电引力,促进了磁性晶种对铬离子的去除。
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  载铁高效除砷生物质炭的制备及其吸附性能研究

  赵庆雷, 薛生晖, 余侃萍, 曾娟, 曾浩

  矿冶工程. 2018, 38(6): 112-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.025

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  遴选多种生物质作为原材料,经过水洗、干燥、热解得到相应载铁生物质炭材料,并使用其吸附环境中砷污染物。吸附对比实验结果表明,茶叶渣载铁生物质炭的As吸附效果有明显优势。分别考察了氯化铁用量、质量浓度、老化温度、老化时间和热解温度等对茶叶渣载铁生物质炭As吸附性能的影响,结果表明,载铁生物质炭的最佳制备条件为：氯化铁用量5.33 g/g_茶叶渣、质量浓度50%,老化温度70 ℃、老化时间5 h,热解温度600 ℃,此条件下制得的茶叶渣载铁生物质炭对砷最优吸附量可达10.70 mg/g。吸附动力学研究表明,符合准二级吸附动力学模型,以表面化学反应控制为主。
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  刚果(金)某铜钴矿酸浸实验研究

  谢洪珍, 王梅君, 陈庆根, 王灿荣

  矿冶工程. 2018, 38(6): 116-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.026

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  对刚果(金)某铜钴矿进行了酸浸实验研究,考察了磨矿细度、反应温度、硫酸用量、亚硫酸钠用量、矿浆浓度、反应时间对矿石中铜钴浸出率的影响。结果表明,当磨矿细度-0.074 mm粒级占80%、矿浆浓度33%、硫酸用量110 kg/t_矿、亚硫酸钠用量20 kg/t_矿、常温搅拌浸出5 h时,浸出尾渣铜钴品位分别为0.26%和0.025%,铜钴浸出率分别为94.85%和93.15%。
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  锌挥发窑渣综合回收有价金属实验研究

  肖鹏, 谢克强, 马文会, 魏奎先, 杨时聪, 黄海艺

  矿冶工程. 2018, 38(6): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.027

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  以云南某锌厂提供的复杂挥发窑渣为研究对象,在理论分析的基础上,采用H₂O₂-H₂SO₄水溶液体系常压条件下协同浸出其中的有价金属。以In、Cu及Zn浸出率为考察指标,探讨了H₂O₂用量、硫酸浓度、反应温度、反应时间、液固比等因素对In、Cu、Zn浸出率的影响。结果表明,在H₂O₂(30%)用量0.6 mL/g、硫酸浓度3 mol/L、反应温度80 ℃、反应时间2 h、液固比6∶1条件下,In浸出率93.92%、Cu浸出率89.84%、Zn浸出率66.49%。浸出渣中贵金属Ag含量大于0.01%,富集比3.23,初步实现了窑渣中有价金属的分离与综合利用。
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  采用硫酸酸沉法从高硫钼酸铵溶液中回收钼的工艺研究

  王晓亮, 沈裕军, 彭俊, 刘强, 周小舟

  矿冶工程. 2018, 38(6): 124-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.028

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  针对钼精矿加压氧化-氨浸-净化工艺所得的高硫钼酸铵溶液,为实现其中钼的高效回收,采用硫酸中和酸沉钼酸铵,考察了酸沉pH值、温度、时间、搅拌速度等因素对钼酸铵酸沉率的影响。结果表明,钼酸铵酸沉率及硫含量主要受酸沉pH值的影响,优化酸沉条件为：pH值2.5、温度35 ℃、时间0.5 h、搅拌速度220 r/min,在此条件下钼酸铵酸沉率可达93.14%。
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  Cyanex 272萃取分离硫酸钴溶液中镍钴的试验研究

  彭学斌, 田林, 翟忠标, 曲涛, 谢刚, 戴永年

  矿冶工程. 2018, 38(6): 127-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.029

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  采用Cyanex 272萃取剂从硫酸钴溶液中分离去除镍,在有机相组成为25%Cyanex 272+75%航空煤油(用30%NaOH皂化,皂化率75%)、萃原液pH值4.5～5.0、温度25～35 ℃、相比1.5～2条件下,经5级逆流萃取,混合萃取时间5 min,然后用1 mol/L硫酸溶液4级反萃取获得反萃取液,钴直收率达99.86%,Ni去除率达95.20%,钴镍分离效果较好。反萃取后的硫酸钴溶液中杂质含量很低,Co/Ni比达368 95,可以满足生产精制CoSO₄·7H₂O和电钴的要求。
材料
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  La₂O₃对TA2钛电解渗硼的影响

  黄有国, 张晓辉, 陈家荣, 苏晨, 吴强, 王红强, 李庆余

  矿冶工程. 2018, 38(6): 131-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.030

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  以无水硼砂为渗硼剂、K₂CO₃为活化剂、B₄C为供硼剂、La₂O₃为添加剂,对TA2金属钛进行电解渗硼,研究La₂O₃对渗硼层形貌的影响。结果表明,硼化层由表面层的TiB2和次外层的TiB晶须组成。在相同渗硼工艺条件下,不添加La₂O₃时,TiB晶须长度为92.61 μm,TiB2厚度为6.38 μm; 添加5%、10%和15%La₂O₃后,TiB晶须长度分别为100.39、121.65和144.83 μm,TiB₂厚度分别为5.83、5.28和5.30 μm,La₂O₃的加入促进了TiB晶须的生长,但降低了TiB₂层厚度。
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  Ta-W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层组织结构与氧化行为

  肖来荣, 刘建飞, 缪瑶, 郭子维, 王星宇, 谭嘉懿, 唐新阳, 蔡圳阳, 赵小军

  矿冶工程. 2018, 38(6): 134-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.031

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  采用料浆烧结法在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-Zr涂层,利用内热法在大气环境下测试了涂层在1 400 ℃的抗氧化性能,通过扫描电镜、电子探针和波谱分析等手段分析了Ta-10W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层氧化前后的微观形貌与组织结构。结果表明：原始涂层呈3层结构,从表面到基体的组织依次为(Zr,Cr,Ti)Si₂→(Ta,W)Si₂→(Ta,W)₅Si₃→Ta合金; 1 400 ℃高温下保持10 h,涂层仍可有效防护钽合金基体不失效; 涂层高温抗氧化机理在于形成了致密的(Si,Zr,Cr,Ti)O₂复合氧化膜,有效减缓了氧元素向内扩散的速率。
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  非等温时效对2A14铝合金晶间腐蚀和力学性能的影响

  詹鑫, 李慧中,粱霄鹏, 李鹏伟, 张克龙, 车逸轩

  矿冶工程. 2018, 38(6): 139-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.032

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  通过拉伸测试、晶间腐蚀实验、极化曲线分析,以及光学显微镜、透射电镜分析等手段,研究了非等温时效工艺对2A14铝合金力学性能、抗晶间腐蚀性能和显微组织的影响。结果表明：相比于T6峰时效,合金经非等温时效处理后,晶内尺寸细小、分布弥散的亚稳θ'相数量增多,合金的硬度和强度提高; 沿晶界处析出的θ'(θ)相尺寸增大,不连续程度增加,使得合金的抗晶间腐蚀性能得到提升。
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  采用多向压缩制备超细晶纯铝的研究

  张国栋

  矿冶工程. 2018, 38(6): 143-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.033

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  采用多向压缩技术成功制备了最终晶粒尺寸为2 μm的超细晶纯铝。对不同应变量下材料的微观结构表征发现,变形过程中的晶粒细化机制主要是变形带细化和位错分割细化; 由于变形导致材料温度升高,材料的晶粒细化也与再结晶有关系。硬度测试表明,随着应变量增加,材料硬度先增加后减小,等效应变为1.4时,材料硬度达到了最大值46.3HV。材料硬度的升高主要与位错增殖及缠结有关,硬度值的降低与位错密度降低、压缩过程中材料的动态回复有关。
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  镍催化多孔掺硼金刚石薄膜电极的制备及其电化学氧化降解染料废水实验研究

  胡靖源, 马莉, 朱成武, 梅瑞琼

  矿冶工程. 2018, 38(6): 147-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.034

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  采用化学气相沉积技术在铌基体上制备了BDD/Nb薄膜电极,并通过高温镍催化处理和电化学处理,获得了多孔BDD/Nb薄膜电极; 选用活性橙X-GN染料废水进行了模拟降解实验,探讨2种电极降解废水效果。结果表明：相比于BDD/Nb电极,多孔BDD/Nb电极的有效电极面积增加了2.8倍; 在活性橙X-GN染料废水降解实验中,多孔BDD/Nb电极的降解效率显著提高,相对于BDD/Nb电极,色度移除速度提高约4倍,COD移除速度提高约3倍,电流效率提高约15.92个百分点,能耗降低近75%。
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  钛插层蒙脱石对Zn²⁺的吸附研究

  赵徐霞, 庹必阳, 韩朗, 龙森

  矿冶工程. 2018, 38(6): 151-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.035

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  为了去除废水中Zn²⁺,以提纯钠化蒙脱石(Na-mt)为原料,采用溶胶凝胶法将Ti⁴⁺插层进入Na-mt层间制备钛插层蒙脱石(Ti-Imt)材料。XRD、SEM及表面积分析表明Ti-Imt的晶面间距增大到2.94 nm,具有较大的比表面积,片层之间存在着较大且形状不均匀的空隙结构。采用Ti-Imt对Zn²⁺进行吸附,升温有利于吸附; pH值为6时吸附性能最佳,吸附平衡时间为60 min,饱和吸附量为38.47 mg/g,Zn²⁺去除率达到96.18%。
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  铝掺杂对高电压镍钴锰酸锂性能的影响研究

  曾文明, 李华成, 李美娟, 李海亮

  矿冶工程. 2018, 38(6): 156-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.036

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  采用高温固相法合成了不同铝含量的523镍钴锰酸锂,通过振实密度、粒度分布、pH值、电化学性能测试等手段,探究不同铝掺杂量、烧结时间、烧结温度对高电压镍钴锰酸锂性能的影响。研究结果表明,当铝掺杂量为0.7%、烧结时间为10 h、烧结温度为940 ℃时,高电压镍钴锰酸锂的性能最佳,此时,样品粒度D₅₀为7.83 μm,振实密度达到2.81 g/cm³,在3.0～4.4 V电压范围和1.0C倍率下,初始容量为174.17 mAh/g,50次循环容量保持率为97.18%。试验结果对改善高电压镍钴锰酸锂性能有一定的参考作用。
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  时效析出对Al-Zn-Mg-Cu合金热稳定性的影响

  李沙沙, 刘志义, 刘冠华, 赵娟刚, 周亚茹, 柏松

  矿冶工程. 2018, 38(6): 159-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.037

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  采用透射电镜、常温力学性能测试等手段,研究了合金成分与回归再时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金热暴露过程中力学性能和微观组织的影响。研究结果表明,GP区和η'相的粗化是导致铝合金热暴露过程中强度降低的主要原因。在120 ℃热暴露时,高度弥散分布的GP区有利于提高Al-Zn-Mg-Cu合金的热稳定性,而在150 ℃热暴露时,添加与空位有较高结合能的Zr和Ti元素可以降低溶质原子的扩散速度和析出相的粗化速度,抑制GP区向η'相的转变。
企业经济与管理
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  长株潭城市群矿业经济增长及影响因素研究

  彭亚辉, 周科平

  矿冶工程. 2018, 38(6): 163-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.038

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  为了探讨长株潭城市群矿业经济增长情况,基于国民经济核算的最新统计数据,分析了三市矿业经济增长特征,计算了发展差异的泰尔指数,并对影响矿业发展及差异的因素进行了归因分析。研究显示：2006~2016 年三市矿业经济取得长足发展,年均增长20.45%,但近3年增幅明显回落,矿业产业结构失衡; 泰尔指数的变动趋势印证了三市矿业经济增长梯度差异明显,2016年长沙矿业产值是株洲的1.71倍,是湘潭的2.56倍; 研究期间湘潭历年的行业劳均产值均高于省平均水平,而株洲却相反,历年均低于省平均水平,近年来长沙反超湘潭位居第一; 三市矿业经济增长的主要驱动因素为矿业企业规模、资本深化、财政支出力度; 环境污染治理力度和单位能耗对矿业经济增长的影响显著为负。最后提出矿企应加强生态环保力度,抓住新兴战略产业发展机遇,提高能源利用率,发挥大型矿企的规模经济效应,推进绿色矿业经济大发展的建议。
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  我国铝工业经济增长与碳排放脱钩的时空分异研究

  杨毅, 郭尧琦, 朱文松, 黄健柏

  矿冶工程. 2018, 38(6): 168-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2018.06.039

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  基于生命周期评价、Tapio模型,分析了2006~2016年间我国铝工业经济增长与碳排放的脱钩状态及时空演变。结果表明,铝工业脱钩状态以扩张连接为主,省域脱钩指数有所下降,脱钩程度显著区域主要分布在中东部发达省份。时间演变上,近十年来各省脱钩程度波动不大,且强弱脱钩状态间差距明显; 空间分异上,各省间脱钩程度空间差异呈现逐渐缩小的趋势; 空间格局上,2006~2010年脱钩指数区域分布较为集聚,2011~2016年脱钩显著区域呈现空间分散态势。