2020年, 第40卷, 第5期　
刊出日期：2020-10-25

  

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  2020年第5期目次

  《矿冶工程》杂志编辑部

  矿冶工程. 2020, 40(5): 0-0.

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采矿
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  新一代海底履带式集矿车“鲲龙500”行走性能分析

  李小艳, 程阳锐, 郑皓, 黎宙

  矿冶工程. 2020, 40(5): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.001

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  基于地面车辆力学理论, 开展了模拟履带板与底质压陷和拖曳特性的试验研究, 建立了深海特殊底质地面力学模型, 进行了新一代履带式集矿车“鲲龙500”的直线行走性能多体动力学仿真, 并利用“鲲龙500”实验室试验验证其正确性, 在此基础上对“鲲龙500”的行走性能进行了分析。结果表明, 集矿车两侧履带的速度差越大, 其转弯半径越小; 相比于陆地重黏土, 集矿机在深海土壤上转弯半径小, 转动角速度大。
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  金属矿空区冒落诱发地表塌陷范围的计算模型探讨

  李海英, 任凤玉, 赵云峰, 丁航行

  矿冶工程. 2020, 40(5): 5-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.002

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  从采空区冒落过程入手, 建立了采空区冒落诱发地表塌陷范围的计算方法。研究发现, 地表的初始陷落是采空区剩余空间的突然上移, 在重力场作用下, 采空区冒透地表时对应的冒落等价椭圆中心在地表的投影位置, 可作为地表塌陷坑中心的期望位置; 而塌陷坑的尺度可根据采空区冒透地表时的剩余空间体积进行估算。该方法在小汪沟铁矿的应用结果表明, 本文建立的地表初始塌陷位置估算式与实际误差不超过5%, 该方法可用于估测地表塌陷的时间与空间, 为地表陷落灾害的安全经济防治提供依据。
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  入口弯管对矿用轴流通风机气动性能影响的数值研究

  胡建新, 徐小雨, 李钟, 金星, 朱祖超

  矿冶工程. 2020, 40(5): 9-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.003

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  以某大型矿用低压轴流式通风机为研究对象, 采用气体动力学性能试验和数值模拟的方法研究了不同入口弯管对风机性能的影响, 重点分析了入口弯管引起的叶轮内部流动特征和损失分布的变化规律。研究结果表明, 风机入口采用弯管连接缩短了进口管道的轴向长度, 节省了地下空间, 但同时来流的均匀性受到影响。弯管内气流速度梯度较大, 管道内侧易发生流动分离, 产生回流区, 增大了流体流动时的能量损失, 风机的整体性能下降。弯管与叶轮入口之间的连接长度会影响内部流场, 当附加直管段较长时, 来流均匀性得到提高, 风机性能有所改善。
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  露井同期联采对边坡稳定性的影响规律研究

  孙世国, 邵树森, 江俊, 权建源

  矿冶工程. 2020, 40(5): 15-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.004

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  结合某露井联合开采工程实例, 采用有限元软件建立三维模型并通过有限差分法计算边坡体的位移与应力, 研究了多阶段露井联采对边坡稳定性的影响特点及其边坡位移应力分布状况, 结果表明, 联采过程中采空区两侧在上覆岩体连续下落时边坡中上部岩体一方面向井工区方向下沉, 另一方面朝临空自由面方向位移, 边坡下部岩体表现出“倾倒”的位移特征; 随着井工开采不断推进, 整个露天矿边坡都处于井采沉陷区, 边坡岩土体强度在节理裂隙面逐渐发育张开的过程中逐步减弱, 最终导致边坡破坏。
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  楔形掏槽爆破进尺影响因素探究

  郑静, 李启月, 赵新浩, 张建秋, 边志伟

  矿冶工程. 2020, 40(5): 19-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.005

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  对楔形掏槽爆破进尺的影响因素进行了分析,结果表明, 掏槽角度是决定楔形掏槽爆破进尺极限值的最主要因素; 而掏槽角度又受断面宽度和凿岩台车推进梁长度的影响, 基于此给出了楔形掏槽爆破进尺极限值的计算公式。分析结果表明:辅助掏槽孔底部抵抗线在某些情况下可以转变为影响爆破进尺的主控因素。在东天山隧道的工程应用结果证明了本文对爆破进尺影响因素分析的正确性和所提计算公式的合理性。
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  司家营露天矿边帮潜在破坏模式分析及重点区域治理方案

  黄笃学, 陈越, 胡亚军, 荣辉, 黄海鹏, 王少华

  矿冶工程. 2020, 40(5): 24-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.006

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  利用RG电视测井仪和3GSM三维岩体不接触测量技术,对采场进行了矿岩体裂隙和结构面数字摄影测量, 分析了边坡岩体结构面特征。以典型剖面为例进行了滑坡赤平极射投影运动分析, 对采场边坡潜在破坏模式进行分区, 结合FLAC^3D软件的矿区边坡整体及重点区域稳定性分析结果, 提出了适用于该矿山的边坡加固方案, 并通过数值计算分析确定具体优化参数及最终境界锚固方式。研究结果表明:矿区东帮 N24~N28线为重点治理区域, 其主要破坏模式为顺层滑移, 即平面破坏模式, 原有加固方式存在优化空间。
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  不同堆置状态粗粒土剪切强度试验研究

  杜俊, 程涌, 冯国建, 徐艳伟, 刘和山

  矿冶工程. 2020, 40(5): 28-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.007

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  为研究不同堆置条件下排土场粗粒土的力学响应规律, 开展了终排土体固结排水三轴压缩试验和在排土体快剪试验。研究结果表明, 土体固结排水三轴压缩应力-应变曲线呈现先弹性后屈服再弱硬化的规律, 体积-应变曲线有拐点, 低围压时先剪缩后剪胀, 高围压时以剪缩为主。在排土体快剪试验具有峰值强度, 100~400 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移20%~30%之间, 且剪应力-位移曲线呈弱化趋势; 600~1 200 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移30%~40%, 随剪切位移增加, 土体抗剪强度基本保持恒定或略有增大。不同堆置状态排土体抗剪强度参数取值各不相同。
选矿
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  铜硫分离中银的选择性导向回收

  冉金城, 邱显扬

  矿冶工程. 2020, 40(5): 33-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.008

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  为了研究新型抑制剂在铜硫分离过程中对银浮选行为的影响, 采用石灰和LY作为硫抑制剂, 通过6种动力学模型, 分别考察了低碱和高碱环境下铜、银和铁的浮选回收率及动力学行为。结果表明, 6种动力学模型均可较好地拟合试验数据。石灰选择性较差, 在低碱性介质中对黄铁矿的抑制效果较弱, 在强碱性介质中不利于铜和银矿物的回收; 而LY在铜硫分离过程中表现出良好的选择性, 它可以在低碱和高碱环境下强烈抑制黄铁矿, 并在弱碱性矿浆中实现铜硫的高效分离, 同时诱导独立银矿物定向富集至铜精矿产品中。
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  贵州某高硫铝土矿浮选脱硫试验研究

  王振杰, 刘安荣, 刘洪波, 彭伟

  矿冶工程. 2020, 40(5): 39-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.009

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  对贵州某高硫铝土矿进行了浮选脱硫试验研究。结果表明, 在磨矿细度-0.074 mm粒级占82.64%, 碳酸钠用量1 800 g/t、硫酸铜用量150 g/t、丁黄药总用量600 g/t、2^#油总用量240 g/t条件下, 经一粗两精两扫闭路反浮选, 获得了硫含量0.26%的铝土矿精矿, 脱硫率达到85.86%。试验结果可为该类铝土矿资源的综合开发利用提供借鉴。
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  新型黄铁矿抑制剂在铅硫分离中的试验研究

  杨林, 梁溢强, 阚赛琼

  矿冶工程. 2020, 40(5): 42-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.010

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  以云南某高硫铅锌矿的铅硫混合精矿为研究对象, 在电位调控浮选思路指导下, 采用NaOH作为矿浆pH值及电位调整剂, 以新型易溶高效黄铁矿抑制剂LY-3替代石灰, 对选矿厂铅硫混合精矿进行铅硫浮选分离, 试验技术指标良好, 成功实现了对石灰的全替代, 解决了使用石灰带来的生产问题, 降低了回水处理成本, 同步提高了银综合回收率。
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  新田岭白钨矿选矿废水处理及回用试验研究

  徐凤平, 田建利, 王晴红, 缪亚兵, 吴远婵, 曾林

  矿冶工程. 2020, 40(5): 45-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.011

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  针对新田岭白钨矿选矿废水中可溶性SiO₂浓度和pH值较高的情况, 采用常规混凝沉降方法, 考察了混凝剂种类、混凝反应时间、废水pH值及混凝剂用量等因素对混凝反应的影响, 优化了废水混凝处理工艺。混凝处理水回用于浮选试验表明, 处理水完全可以回用于白钨矿浮选。
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  基于萤石溶解/表面转化的含钙矿物表面定向调控浮选技术及机理研究

  魏大为, 王若林, 韩海生, 谢加文, 石志忠

  矿冶工程. 2020, 40(5): 48-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.012

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  研究了萤石在白钨矿和方解石表面溶解和转化的可能性, 发现萤石可以在特定的捕收剂体系下作为抑制剂实现含钙矿物的浮选分离。浮选实验结果表明, 萤石作为抑制剂, 在白钨矿和方解石的浮选中, 用量小、作用效果明显; 动电位检测结果证实了萤石能明显降低方解石的动电位, 但对白钨矿基本没有影响; XPS检测结果证明了萤石对方解石的作用主要在于对Ca—O键能的减弱和Ca—F基团的生成, 即在方解石表面生成CaF2膜; AFM检测则可直观观察到方解石表面经过萤石处理之后出现明显的起伏, 印证了离子的侵蚀与CaF₂膜的生成。
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  某铜铅锌多金属硫化矿选矿试验研究

  冯晓燕, 姜涛, 赵志强, 路亮, 白洁

  矿冶工程. 2020, 40(5): 53-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.013

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  对某富含金银等贵金属的复杂铜铅锌多金属硫化矿进行了选矿试验研究。以BK916作铜捕收剂、BK906作铅捕收剂, 采用铜优先浮选-铅浮选-锌硫混合浮选-锌硫分离工艺回收主要有价元素, 获得了铜精矿铜品位24.26%、回收率58.21%, 铅精矿铅品位70.75%、铅回收率86.55%, 锌精矿锌品位51.53%、锌回收率89.44%, 硫精矿硫品位39.84%、回收率38.03%的良好选矿指标; 铜、铅、锌、硫4种精矿产品中金总回收率92.16%、银总回收率89.44%。
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  萤石浮选尾矿中锂的分选工艺研究

  杨尚坤, 阳天鸣, 阳子贵, 田学达

  矿冶工程. 2020, 40(5): 58-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.014

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  对某萤石浮选尾矿中的锂进行了综合回收利用试验研究。对该矿样进行重选脱泥后, 以十二胺为捕收剂、六偏磷酸钠为抑制剂进行浮选, 经一次粗选、二次精选和二次扫选, 可获得Li₂O品位3.89%、回收率56.69%(作业回收率67.89%)的锂精矿。
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  马来西亚某高硫铜矿磁选-浮选工艺试验研究

  王丰雨, 徐晓衣, 谢宝华, 张超达

  矿冶工程. 2020, 40(5): 61-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.015

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  采用磁选-浮选联合工艺回收马来西亚某高硫铜矿中的铜, 在磁场强度1.0 T条件下经过2次磁选预处理, 磁选精矿经一粗二精浮选得到铜品位11.15%、回收率24.29%的铜精矿1, 磁选尾矿经二粗三精一扫浮选得到铜品位6.07%、回收率36.39%的铜精矿2, 铜总回收率为60.68%, 实现了铜硫分离。
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  湖南某金矿浮选工艺研究

  黄长峰, 曹玉川

  矿冶工程. 2020, 40(5): 65-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.016

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  null
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  康西铜冶炼渣回收铜可选性试验研究

  刘芬, 刘小平, 唐冬梅

  矿冶工程. 2020, 40(5): 68-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.017

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  为回收康西铜冶炼渣中的铜资源, 在实验室开展了浮选回收铜的试验研究。结果表明, 在磨矿细度-43 μm粒级占80%, 浮选矿浆浓度40%, 石灰用量1 000 g/t, 粗选硫化钠用量300 g/t、扫选1硫化钠用量100 g/t条件下, 采用一次粗选、二次扫选闭路浮选, 可获得铜品位27.64%、回收率94.25%的铜精矿。
冶金
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  稻杆高压水热法还原氧化铁的过程研究

  王和明, 王一雍, 贺永飞, 闫曌

  矿冶工程. 2020, 40(5): 71-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.018

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  提出以稻杆为还原剂水热还原氧化铁的新思路, 研究了稻杆在碱性水热条件下的降解还原过程, 重点考察了反应温度、时间、稻杆用量对稻杆还原氧化铁效果的影响。实验结果表明:稻杆在碱性水热条件下可以发生降解, 生成醛基、游离氢原子等强还原性物质。稻杆还原氧化铁的最佳工艺条件为:还原温度280 ℃、还原时间10 min、稻杆用量为氧化铁质量的20%, 此条件下氧化铁还原率可达99.97%。
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  焙烧磨矿DCS系统控制架构与数据通信研究

  刘洋, 顾贵鸿, 卢强, 邬青秀, 李然, 曾尚林, 符嘉浚

  矿冶工程. 2020, 40(5): 74-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.019

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  为实现某冶炼厂稀贵金属综合回收技术改造项目全流程优化控制, 结合工艺流程和生产过程, 进行DCS管控一体化系统配置, 组态三层级系统控制架构, 实现全流程精准执行、现场控制与过程监控, 并对焙烧磨矿车间关键设备焙烧炉和雷蒙磨机等进行数据通信监控。生产实际表明:该系统运行稳定, 提高了整体生产技术水平, 体现了生产工艺技术与过程控制系统的深度融合。
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  废SCR脱硝催化剂碳酸钠焙烧-浸出行为及其热力学计算

  卜浩, 何名飞, 吕昊子, 曹苗, 夏启斌, 高玉德, 孟庆波

  矿冶工程. 2020, 40(5): 78-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.020

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  采用碳酸钠熔盐法处理废SCR脱硝催化剂, 回收其中有价金属钒、钨, 在热力学计算基础上, 研究了焙烧温度、碳酸钠加入量、焙烧时间等工艺条件对熔盐反应效果的影响。结果表明, 当焙烧温度1 000 ℃、碳酸钠与废催化剂质量比1.2∶1、焙烧时间60 min时, 催化剂中钒、钨、钛的氧化物分别转变为Na₃VO₄、Na₂WO₄、Na₁₆Ti₁₀O₂₈和少量的Na₂TiO₃, 此时钒和钨的浸出回收率分别达到99.70%和99.48%。
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  钼尾矿的物性测试和热活化研究

  李峰, 崔孝炜, 刘璇, 张富榕1, 刘明宝, 周春生, 范新会

  矿冶工程. 2020, 40(5): 83-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.021

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  以陕西洛南黄龙铺矿区浮选后的钼尾矿资源为研究对象, 通过物性测试研究了其煅烧特性, 考察了粒度、煅烧温度、煅烧时间等因素对钼尾矿煅烧失重率和热活化效果的影响。结果表明, 该钼尾矿属高硅尾矿, 主要物相为石英、方解石、白云石、伊利石和绿泥石等, 金属矿物呈现不规则嵌生其颗粒内部, 平均粒度为120.23 μm; 在钼尾矿粒径-74 μm、煅烧温度600 ℃、锻烧时间60 min条件下, 钼尾矿失重率为4.2%, 煅烧性能较好; 在钼尾矿粒径-74 μm、煅烧温度600 ℃、锻烧时间80 min条件下, 钼尾矿的碱溶浸出(Si+Al)浓度达到542 mg/L。本研究结果可为综合利用钼尾矿提供基础理论依据。
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  富氧侧吹炉再生粗铅冶炼过程铅物质流分析

  夏海, 邱亚群, 石竹, 刘婉蓉, 李益华

  矿冶工程. 2020, 40(5): 88-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.022

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  为掌握再生铅冶炼过程中铅的流向及其环境风险, 采用物质流分析方法, 以含铅废物为原料、富氧侧吹还原工艺再生粗铅系统为研究对象, 对富氧侧吹炉配料、产物、“三废”等检测数据及企业生产台账进行了系统分析。结果表明:富氧侧吹炉再生粗铅系统铅的平衡系数、回收率、直收率分别为99.93%、99.07%、87.95%; 含铅烟尘循环率为98.50%, 铅外排率为1.50%, 其中无组织排放占比高达41.41%。针对再生粗铅冶炼生产过程中存在的问题, 提出了减少无组织粉尘散逸等建议。
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  石油焦还原焙烧进口软锰矿的工艺研究

  毛拥军, 张茂

  矿冶工程. 2020, 40(5): 91-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.023

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  对某含锰40.73%的进口软锰矿进行了还原焙烧-硫酸常温浸出试验研究。开展了还原焙烧温度、焙烧时间、还原剂(石油焦)用量条件试验, 确定最佳还原焙烧工艺条件为:焙烧温度900 ℃、焙烧时间60 min、石油焦用量15%, 此条件下焙烧获得的焙烧矿经硫酸常温浸出, 可获得锰浸出率95.61%的良好指标, 为进口软锰矿的有效湿法利用提供了技术支持。
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  高镁锂比盐湖卤水萃取提锂研究

  张丽芬, 邢学永, 王文娟, 万洪强, 宁顺明, 佘宗华, 李肇佳

  矿冶工程. 2020, 40(5): 94-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.024

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  以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂、煤油为稀释剂,在协萃剂A和共萃剂 FeCl₃存在的条件下,从高镁锂比盐湖老卤中萃取提锂。系统研究了pH值、Fe/Li摩尔比、萃取相比、萃取时间、温度等因素的影响,得出最佳工艺条件为:pH=2、Fe/Li摩尔比1.25、萃取相比(O/A)1/1、室温下萃取10 min。在优化条件下锂单级萃取率在76%以上,经过4级萃取卤水中锂萃取率可达99.44%。
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  球磨强化盐酸-氯化铁体系浸出废弃线路板中的锡

  范武略

  矿冶工程. 2020, 40(5): 97-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.025

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  以废弃线路板为研究对象, 通过球磨强化盐酸-氯化铁体系浸出废弃线路板中的锡。考察了盐酸浓度、氯化铁浓度、反应温度、球磨机转速和反应时间对锡浸出率的影响, 得到最佳实验条件为:盐酸浓度3 mol/L、氯化铁浓度12 g/L、液固比4∶1、反应温度50 ℃、球磨机转速50 r/min, 此条件下锡浸出率达到98.83%。该工艺较好地实现了废弃线路板中锡的高效提取, 为废弃线路板有价金属回收提供了新思路。
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  高磷菱锰矿焙烧-氨浸实验研究

  王杨, 伍成波, 岳林, 毛宁, 黄云, 张高鹏

  矿冶工程. 2020, 40(5): 100-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.026

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  采用焙烧-氨浸工艺对重庆城口地区的高磷菱锰矿进行脱磷提锰研究, 在热力学分析的基础上, 考察了焙烧温度、焙烧时间对高磷菱锰矿分解率、活性以及锰浸出率的影响, 并综合分析它们的交互作用, 得到最佳焙烧工艺条件为:焙烧温度650 ℃, 焙烧时间100 min。所得焙砂用16 mol/L氨水常温浸出60 min, 锰浸出率为73.89%; 浸出液蒸发后得到的MnCO₃产品中锰品位43.51%、磷含量0.012%。
材料
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  PCA降维技术在弯辊力预设定中的研究与应用

  卜赫男, 叶鹏飞, 闫注文, 韩子延

  矿冶工程. 2020, 40(5): 104-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.027

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  为了提高冷连轧带钢弯辊力预设定模型的计算效率, 在原有基于GA-BP神经网络的弯辊力预设定模型基础上, 引入主成分分析(PCA)数据降维技术, 通过PCA将原有10个轧制参数变量转换为3个主成分变量, 降维后的主成分变量包含了原始实测轧制参数93.55%的信息, 实现了轧制参数特征的有效提取; 将其作为神经网络的输入, 建立PCA-GA-BP新形态弯辊力预设定模型, 简化了模型结构。以某1 450 mm冷连轧生产线数据作为样本比较了2种模型的计算性能, 结果表明, 2种模型均具有较好的泛化能力, 在保证带钢头部板形精度的基础上, PCA-GA-BP模型与原模型相比迭代次数减少86次, 计算时间缩短73 ms, 预报效率显著提高。
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  基于I&I理论的可逆冷带轧机速度张力系统自适应分散控制

  刘乐, 丁素艳, 高杰, 方一鸣

  矿冶工程. 2020, 40(5): 109-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.028

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  针对具有多变量、非线性、强耦合和不确定特性的可逆冷带轧机速度张力系统,提出了一种基于浸入与不变(immersion and invariance,I&I)理论的自适应分散控制方法。首先,通过构造滑模观测器(sliding mode observer,SMO)对系统的非匹配不确定项进行观测估计,削弱了其对系统性能的影响; 其次,基于I&I理论完成了系统摄动参数估计器的设计,且参数估计误差能以指数规律的形式单调收敛; 再次,基于I&I理论完成可逆冷带轧机速度张力系统分散控制器的设计,实现了对系统给定值的精确跟踪控制; 最后,基于某1 422 mm可逆冷带轧机的实际数据进行了仿真对比研究,仿真结果验证了本文所提方法的有效性。
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  氢气泡模板法电沉积制备三维多孔铜的工艺参数研究

  徐宏刚, 王碧侠, 王子钰, 马红周, 韩晓刚

  矿冶工程. 2020, 40(5): 115-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.029

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  采用硫酸铜电解液, 在高度阴极极化条件下, 利用阴极析出的氢气泡 “模板”电解沉积制备三维多孔铜。研究了电流密度、电沉积时间以及添加剂(Cl^-、PEG)对多孔铜孔径、孔壁结构以及铜晶粒形貌的影响。结果表明, 在0.4 mol/L CuSO₄、1 mol/L H₂SO₄组成的基础电解液中, 以纯铜作阳极、纯镍作阴极, 当电流密度为3 A/cm²时, 通电25 s可在阴极上制备出平均孔径为53 μm的多孔铜。向电解液中加入Cl^-, 会使多孔铜结构变得致密和光滑, 但会使孔径过度增加; 加入PEG, 微孔结构变得比较规则, 孔径也明显减小, 但多孔铜结构不致密; 在120 mg/L Cl^-和80 mg/L PEG的协同作用下, 可制得孔隙分布均匀、孔壁致密光滑的多孔铜。
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  铜渣尾矿制备空心陶瓷微球及其表征

  张胜全, 何亮亮, 王胜, 王冰, 蔺有祥, 王子仁

  矿冶工程. 2020, 40(5): 120-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.030

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  以铜渣尾矿为原料, 利用火焰喷枪熔射法制备空心陶瓷微球, 研究了淬熄距离对陶瓷微球形貌与性能的影响。结果表明, 淬熄距离为400 mm时, 制成的微球粒径分布均匀,直径15~30 μm, 经破碎确认为空心球。成球机理是铜渣尾矿粉末受热逐渐熔化过程中, 发气物质产生气体并合并, 当高温液滴喷射进入水中快速冷却凝固时, 液滴中气体无法逸出, 从而形成空心陶瓷微球。
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  桥位吸附硼原子硅烯的结构与电子性质

  台俊杰, 肖璇

  矿冶工程. 2020, 40(5): 124-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.031

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  基于密度泛函理论的第一性原理, 研究了新型类石墨烯材料硅烯进行桥位吸附硼原子之后的微观结构和电子性质, 并与原始硅烯结构进行对比分析。研究发现3种覆盖度下, 4×4桥位吸附硼原子硅烯超晶胞均为放热反应, 吸附能最大为-2.56 eV。吸附过程中从硅原子到硼原子产生1.14个电子转移并形成稳定共价键。相比于直接带隙半金属结构的原始硅烯, 桥位吸附硼原子硅烯在K点处打开0.15 eV直接带隙, 同时引入0.67 μB磁矩。
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  TC18钛合金双圆锥台试样热变形有限元模拟研究

  毛颖, 雷雨, 丁旭, 张晓泳, 汪冰峰, 樊凯, 冯抗屯, 谢静, 王海鹏, 雷家峰

  矿冶工程. 2020, 40(5): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.032

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  以新型高强韧TC18钛合金为例, 研究了双圆锥台试样热变形规律。基于热模拟试验, 获得TC18钛合金的高温流变行为, 采用Arrhenius双曲正弦函数建立TC18钛合金的本构方程。对双圆锥台试样热变形进行有限元模拟, 获得了压缩后变形试样纵向截面的应变梯度分布。对比双圆锥台试样不同应变区域与相同变形条件下GLEEBLE热模拟试样的α相平均晶粒尺寸, 结果表明一个双圆锥台试样上可以快速获取多个不同应变条件的热变形组织。
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  共沉淀法合成镍锰酸锂正极材料前驱体

  杨强强, 崔雅茹, 李倩, 王娟, 段丽珍, 郝禹

  矿冶工程. 2020, 40(5): 134-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.033

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  通过共沉淀法合成了类球形镍锰酸锂正极材料前驱体, 研究了反应温度、溶液pH值、溶剂组成和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量对前驱体镍锰碳酸盐形貌、粒径及物相组成的影响。结果表明, 适宜的合成条件为:pH=9.0, 反应温度80 ℃, 乙醇与水体积比1∶3, 表面活性剂CTAB添加量为1.5倍临界胶束浓度(CMC)。在该条件下制备的前驱体镍锰碳酸盐具有层片状堆垛的类球形结构; 煅烧后得到的镍锰酸锂材料为无序型的尖晶石结构, 属于Fd-3m空间群, 结晶度高, 粒径约150 nm。对镍锰酸锂进行电化学性能测试, 结果显示, LiNi_0.5Mn_1.5O₄在0.5C下的最大放电比容量为124.8 mAh/g, 20次循环后容量保持率为62.3%, 在大倍率下放电后再次回到0.5C, 放电比容量为73.8 mAh/g。
企业经济与管理
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  有色金属矿集区协同采矿理论与实践

  周科平, 邰艳芝, 潘征, 韦军

  矿冶工程. 2020, 40(5): 139-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2020.05.034

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  为加快实现我国有色矿集区矿产资源的集约安全高效开采, 从个旧矿集区矿产资源开发利用出发, 针对国内矿产资源“多、小、散”的赋存特点和管理粗放、集约化程度低的开发方式, 总结提出了矿集区协同采矿理论体系, 包含五律协同采矿理论、多尺度协同采矿理论、时空协同采矿理论。在该理论的指引下, 个旧矿集区整合矿集区矿产资源, 优化生产系统网络, 革新缓倾斜复杂难采矿体采矿方法, 开发矿山信息化、集约化关键配套技术, 构建了区域矿山协同采矿模式。工程实践表明:区域矿山协同采矿模式具有巨大的经济效益和良好的推广价值, 为我国中小型矿集区规模化、集约化开采指明了方向, 对我国采矿科学技术进步做出了重要贡献。