2021年, 第41卷, 第3期　
刊出日期：2021-06-25

  

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  2021年第3期目次

  《矿冶工程》杂志编辑部

  矿冶工程. 2021, 41(3): 0-0.

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采矿
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  十六烷基三甲基溴化铵对磷尾矿基充填材料输送特性的影响研究

  陈九艳, 张覃, 程伟

  矿冶工程. 2021, 41(3): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.001

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  以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为减阻剂，利用自制的输送装置研究了磷尾矿基充填材料(PTFM)的输送特性，考察了CTAB对PTFM料浆输送量和黏度的影响。结果表明，PTFM料浆浓度74%时，随着CTAB添加量增加，PTFM料浆输送量逐渐增大，黏度逐渐减小。采用Zeta电位仪、沉降颗粒分析仪和浊度仪分析了CTAB改善PTFM料浆输送特性的原因，CTAB使PTFM动电位增大，导致颗粒间静电斥力增大，颗粒分散程度加大，黏度降低。沉降试验结果也表明，添加CTAB能增强颗粒的分散程度。此外，加入CTAB能略微增大PTFM的抗压强度。综合考虑PTFM料浆的输送量和养护后的抗压强度，CTAB的合理添加量为600 g/t。
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  一种基于波形包络趋势变化的AE信号到时拾取方法

  谢学斌, 叶永飞, 高山, 刘涛, 王小平

  矿冶工程. 2021, 41(3): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.002

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  为摆脱参数设置对到时拾取算法准确性和适应性的影响，依据波形的起伏特征提出一种无需事先设置参数的到时拾取方法，该方法以信号包络线趋势变化为依据，首先通过功率谱密度图确定包络线的隐周期，然后通过STL分解获得包络线趋势变化曲线，最后根据MK突变检测自动确定AE信号到时。仿真试验结果表明，在不同强度和不同频率的背景噪音环境下使用本文方法均表现出较高的拾取性能，而应用较多的STA/LTA法在拾取性能上明显表现出对参数设置的依赖。在广西盘龙铅锌矿地压监控实测信号中的应用结果表明，本文方法能准确判别监测信号中有无声发射并准确拾取到时。该方法为矿山地压实测信号的到时拾取提供了一种新的思路。
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  某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡稳定性研究

  叶智英, 王朦, 梅松华, 林孟源, 肖拥军

  矿冶工程. 2021, 41(3): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.003

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  基于有限元强度折减法建立某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡三维模型，模拟分析了锚碇基础施工及运营过程中边坡变形特征及稳定性。分析结果表明，采用改进的GSI(地质强度指标)法确定岩体力学参数，更符合工程实际; 三维整体强度折减法计算的安全系数明显高于极限平衡分析结果; 三维分析方法可直观显示边坡的破坏形式和位置，便于定性判断边坡破坏性质。根据分析结果，提出了相应工程措施，以确保锚碇基础边坡在施工及运行期安全。
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  关于独头巷道爆破掘进通风的探讨

  高文蛟, 梁俊奇, 徐家俊, 夏方顺

  矿冶工程. 2021, 41(3): 16-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.004

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  依据流体力学紊流变形理论，讨论了现有独头巷道爆破掘进通风风量计算方法存在的不足; 结合现行标准，推出了新的爆破掘进风量计算公式，并以现场实测数据进行了验证。结果表明，新推导的爆破掘进风量计算公式的计算结果与实际风量更接近，所反映的规律更符合实际情况。
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  基于Apriori算法下的矿井火灾事故预测研究

  张怡

  矿冶工程. 2021, 41(3): 21-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.005

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  应用Apriori算法完成数据挖掘模型建构，对矿井相关数据实施采集、预处理及数据挖掘，进而实现对矿井火灾事故的预测分析，获得矿井火灾事故发生率。研究结果表明，通过关联规则分析某矿井的相关数据，发现高瓦斯浓度-低流量置信度在70%左右,高瓦斯浓度-低负压置信度在61%左右，由此得出在矿井火灾事故防治中，要加强对日产量以及瓦斯浓度的控制。
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  多策略灰狼算法优化SVM的尾矿坝地下水位预测

  胡军, 邱俊博

  矿冶工程. 2021, 41(3): 24-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.006

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  为实现尾矿坝地下水位预测及预报预警，以尾矿坝地下水位为研究对象，将库水位、最小干滩长度等5个变量作为影响参数，尾矿坝地下水位为输出变量，建立支持向量机(SVM)预测模型。引入多策略改进的灰狼优化算法(MGWO)确定SVM模型参数，并以工程实例进行仿真预测。结果表明，MGWO-SVM模型平均相对误差0.24%，平均绝对误差0.02 m，与传统模型相比精度高、性能优越，将其应用于尾矿坝地下水位预测具有较好的适用性和可靠性。
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  基于EEMD和小波阈值法的爆破振动信号预处理研究

  李启月, 王宏伟, 王靖博, 曾海登, 郑静, 张建秋

  矿冶工程. 2021, 41(3): 28-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.007

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  针对爆破振动信号去噪和趋势项消除问题，借助相关性分析，引入了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和小波阈值法的预处理滤波方法。首先运用EEMD方法进行信号分解，利用互相关系数进行含噪IMF分量和趋势项分量的预选，然后分别借助自相关函数特性和频带特点进行判断，最后完成含噪分量的小波阈值去噪和趋势项分量的去除，重构波形。实例验证结果表明，该方法能有效消除噪声、趋势项干扰，保留波形真实信息，进而提高频谱分析精度。
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  刚果(金)某铜钴矿深部复杂矿体采场结构参数研究

  李路, 徐鹏, 贺超, 王乃斌, 邹平, 王飞飞

  矿冶工程. 2021, 41(3): 32-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.008

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  为了得到刚果(金)某铜钴矿深部矿体采场最优矿房宽度、地表危险范围与岩层移动角，采用数值模拟软件MIDAS-GTS/NX建立了不同矿房宽度的三维精细化模型，得到了地表位移、矿房应力与塑性区分布，采用数值模拟研究了地表危险范围与岩层移动角。结果表明，依据地表位移、矿房最大主应力、最小主应力和矿房塑性区，判定矿房最优宽度为18 m左右; 比较了3种矿房宽度条件下的地表危险范围，以采场宽度18 m开采深部矿体产生的地表移动危险变形较为合理; 依据数值分析结果，岩层移动角推荐73°～82°。研究成果可为矿山安全生产提供参考。
选矿
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  微细粒辉钼矿浮选机理研究

  林清泉, 吴启明, 戴智飞, 曾令明, 林智炜

  矿冶工程. 2021, 41(3): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.009

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  研究了微细粒辉钼矿在煤油、柴油和XM31等3种油类捕收剂体系下的浮选行为，并通过红外光谱分析、界面相互作用计算等手段揭示了油类捕收剂与微细粒辉钼矿的作用机理。结果表明，新型油类捕收剂XM31在水中的分散能力优于煤油和柴油; 在pH=2~11范围内，XM31对微细粒辉钼矿的团聚捕收效果也优于煤油和柴油; 3种油类捕收剂均主要以物理吸附形式与微细粒辉钼矿发生作用。界面相互作用计算结果表明，在水介质中油类捕收剂与微细粒辉钼矿之间存在范德华引力，但起团聚捕收作用的主要因素是由Lewis酸碱相互作用造成的疏水引力; 根据疏水引力大小判断，油类捕收剂在辉钼矿表面上的吸附强度大小顺序为煤油>柴油>XM31。浮选实验结果表明，辉钼矿在3种捕收剂体系下的回收率高低顺序为XM31>柴油>煤油，说明油类捕收剂在矿浆中的分散能力比其在矿物表面的吸附强度对辉钼矿浮选指标的影响更大。
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  水杨羟肟酸的相转移催化合成及对锡石的浮选性能

  李方旭, 周晓彤, 林日孝

  矿冶工程. 2021, 41(3): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.010

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  为了解决水杨羟肟酸合成过程存在的收率低和盐酸羟胺消耗高的问题，研究了相转移催化剂对合成反应的影响，同时考察了新方法合成的水杨羟肟酸对锡石的浮选性能。合成试验结果表明，相转移催化剂N-十八烷基-N(1,2-二羟乙基)琥珀酰胺酸四钠盐(A-22)可以显著提高水杨羟肟酸的收率并降低合成过程中盐酸羟胺的消耗。浮选性能对比试验结果表明，两种工艺合成的水杨羟肟酸对于湖南某微细粒难选含锡浮硫尾矿的锡石回收率相近，A-22的加入对所合成的水杨羟肟酸捕收性能影响较小。
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  氧化预处理对铜钼浮选分离效果的影响

  黄鹏亮, 杨丙桥, 胡杨甲, 严海, 曾梦媛

  矿冶工程. 2021, 41(3): 46-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.011

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  以NaClO或H₂O₂为氧化剂，研究了氧化对铜钼浮选分离试验效果的影响。探究了氧化剂用量、氧化时间和矿浆pH值等因素对黄铜矿和辉钼矿可浮性的影响以及作用机理。单矿物浮选实验结果表明，NaClO或H₂O₂氧化处理均可选择性抑制黄铜矿，且几乎不影响辉钼矿的可浮性。混合矿浮选实验结果表明，NaClO或H₂O₂氧化预处理-浮选都能实现铜钼有效分离，且分离效果均优于传统的黄铜矿抑制剂硫化钠。接触角测量结果表明，NaClO或H₂O₂氧化处理都可选择性地使黄铜矿表面亲水。Zeta电位和XPS分析结果表明，黄铜矿表面变得亲水是因为氧化处理后矿物表面生成了不溶于水的亲水性氧化物和氢氧化物。
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  3-戊基-4-氨基-1,2,4-三唑-5-硫酮浮选分离黄铜矿与闪锌矿及其机理

  孙辉, 张志勇, 王一鸣, 刘锋越, 刘胜, 刘广义

  矿冶工程. 2021, 41(3): 51-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.012

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  考察了捕收剂3-戊基-4-氨基-1,2,4-三唑-5硫酮(AATT)对黄铜矿和闪锌矿的浮选分离性能，并通过接触角、紫外光谱、吸附动力学和热力学等研究了AATT浮选分离黄铜矿和闪锌矿的作用机理。结果表明，在pH>10.0时，AATT可实现黄铜矿与闪锌矿的高效浮选分离。AATT在黄铜矿表面的吸附过程符合准二级动力学吸附方程和Langmuir等温吸附模型，为自发、吸热的化学吸附过程。pH=10.5时，AATT能显著增大黄铜矿表面疏水性，但对闪锌矿表面疏水化作用不明显，从而实现黄铜矿与闪锌矿之间的浮选分离。
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  降低云南某硫化铜矿氧化镁含量试验研究

  麦琼尹, 欧乐明, 王晨亮, 马西骑

  矿冶工程. 2021, 41(3): 57-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.013

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  对云南某难选多金属硫化铜矿进行了浮选试验研究。采用新型捕收剂OL-2M为硫化铜矿捕收剂、新型抑制剂OL-3C为含氧化镁脉石矿物抑制剂，经一粗一混精三精二扫优先浮选，获得了Cu品位19.69%、回收率55.25%、MgO含量3.45%的铜精矿。新药剂联合使用既显著提高了精矿铜品位和回收率，又大幅度降低了精矿氧化镁含量，达到冶炼厂对铜精矿的要求。
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  酒钢桦树沟铁矿石智能分选机预选抛废试验研究

  郭忆, 边立国, 展仁礼

  矿冶工程. 2021, 41(3): 61-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.014

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  采用X射线透射智能分选技术对酒钢桦树沟铁矿石进行预选抛废处理，结果表明，抛废率13%左右时，能够取得尾矿品位小于10%、铁回收率大于96%、预选粗精矿铁品位提高3.6个百分点以上的指标，试验结果稳定、数据可再现，说明利用该智能分选机可以实现酒钢镜铁山桦树沟铁矿石的有效预选抛废、提高铁矿石输出品位。
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  铅锌选矿废水净化处理与循环回用试验研究

  黄俊文

  矿冶工程. 2021, 41(3): 64-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.015

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  针对四川某铅锌多金属矿选矿废水开展了水质调研、混凝沉降试验、除钙试验、活性炭吸附以及处理水回用试验研究。结果表明，针对该选矿废水特性，选用“Na₂CO₃+PAC+PAM+活性炭”工艺处理混合水样，在Na₂CO₃用量100 mg/L、PAC用量50 mg/L、PAM用量1.5 mg/L、活性炭用量25 mg/L条件下，处理后出水澄清无色，处理水pH值8.31，COD_Cr降至38.05 mg/L，各污染物去除效果显著，各项指标均达到GB 25466—2010(直接排放)要求且符合选矿回用水质要求。在原矿含铅0.6%、含锌2.17%的情况下，处理水回用闭路试验获得了铅品位46.61%、含锌1.85%、铅回收率83.81%的铅精矿以及锌品位56.20%、含铅0.59%、锌回收率92.04%的锌精矿，选矿指标良好，且与新鲜水闭路试验指标无明显差异，实现了选矿废水全部回用，提高了选矿厂经济效益。
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  浓缩机耙臂的扭矩试验机及剪切模型研究

  赵睿, 石云良, 肖金雄, 柯佳焱

  矿冶工程. 2021, 41(3): 68-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.016

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  设计制造了一套可精确测量耙臂扭矩的浓缩机试验设备，用于研究浓缩机耙臂扭矩与给料浓度、耙臂转速等影响因素的关系，并且通过对耙臂的受力分析，建立了浓缩机耙臂扭矩与给料浓度、耙臂转速的力学模型。研究结果表明，模型计算数据与实测数据总体误差小于±1%，吻合度较好。该套试验设备可为工业大规模浓缩机的耙臂扭矩设计提供数据支持。
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  湖南某高硫低品位铜矿选矿试验研究

  黄春海, 胡新红, 段瑶, 魏大为

  矿冶工程. 2021, 41(3): 72-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.017

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  对湖南某Cu品位0.11%、S品位12.85%的高硫低品位铜矿进行了选矿试验研究。采用磁选-浮选联合工艺，先磁选脱除大部分磁黄铁矿，降低其对后续铜回收的影响，再经过一粗一扫两精铜浮选，最终获得了铜品位25.48%、铜回收率71.31%的铜精矿。
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  湖南某铅锌矿无碱浮选试验研究

  李希掌, 曾娜, 向平, 闫飞, 周立晨, 胡振

  矿冶工程. 2021, 41(3): 75-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.018

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  针对硫化铅锌矿浮选分离过程中，传统石灰高碱工艺石灰配制和使用困难、石灰对单质银矿物抑制以及铅锌浮选工艺造成的环境污染等问题，开展了寻找替代传统石灰高碱工艺、开发新型硫化铅锌矿无石灰清洁生产新工艺(以下简称无碱工艺)的试验研究，确定了环保型方铅矿捕收剂HQ77,pH值中性条件下抑制黄铁矿和闪锌矿的高效抑制剂HQD82-1、HQD82-2及HQD52,闪锌矿捕收剂HQ66，并对湖南某铅锌矿样开展了采用“HQ77+HQD82-1+HQD82-2”组方替代“乙硫氮+硫酸锌+石灰+松醇油”组方选铅及“硫酸铜+HQD52+HQ66”组方替代“硫酸铜+MB+石灰+松醇油”组方选锌的清洁生产新工艺小型试验研究，对铅品位2.80%、锌品位6.30%、银品位67 g/t的硫化铅锌矿样进行试验研究，取得了铅精矿铅品位大于65%、回收率大于91%、铅精矿中银回收率大于42%，锌精矿锌品位大于45%、回收率大于93%的理想指标。试验结果表明，无碱工艺能够取代原选厂的传统石灰高碱工艺，与旧工艺相比，铅锌浮选指标相当，但可显著提高银回收率，同时大大减轻选厂环保压力，选厂废水经简单处理(甚至不需处理)便可直接达标外排。
冶金
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  1，7-二氮杂15冠5醚对镧(Ⅲ)的配位识别机理研究

  吴江华, 肖松文, 杨天足, 张杜超, 夏大厦, 万洪强

  矿冶工程. 2021, 41(3): 79-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.019

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  研究了硫酸体系中氮杂冠醚萃取分离La³⁺的过程，考察了氮杂冠醚浓度、平衡阴离子浓度对La³⁺分配比的影响，并结合DFT计算和红外光谱表征探索了氮杂冠醚对硫酸体系中La³⁺的配位结合机理。结果表明，La3+与1，7-二氮杂15冠5醚形成8配位、La∶2N-15C5∶H₂O=1∶1∶3构型的配合物，配位反应的实质在于冠醚环上N原、O原子和水分子中的O原子与La3+之间的离子偶极相互作用; 在硫酸体系下，氮杂冠醚萃取La3+所生成的萃合物结构式为La(2N-15C5)(H₂O)₃(SO₄)0.5²⁺，对应的萃取平衡常数K=2.88×10⁵。
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  二氧化氯氧化法处理含氰废水试验研究

  白雪松, 冉飞, 孙守琴, 常瑞英

  矿冶工程. 2021, 41(3): 84-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.020

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  针对某含氰含铜废液，采用二氧化氯氧化法脱除废液中氰，再用硫化法沉淀回收溶液中铜。结果表明，二氧化氯氧化法除氰合理工艺条件为: 反应温度25 ℃、溶液初始pH=9.5、反应时间60 min、二氧化氯气体流速60 mL/min，此时除氰率达到96%以上; 硫化沉淀法回收除氰后液中的铜，合理工艺条件为: 反应温度25 ℃、反应时间60 min、溶液初始pH=3、搅拌速度300 r/min、硫化钠用量为理论量3倍，此时沉铜率达到93%以上。
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  风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步回收稀土和铝的研究

  何正艳, 马萍萍, 左琴, 周洁, 聂文蕊, 常丽嘉, 徐志高, 池汝安

  矿冶工程. 2021, 41(3): 87-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.021

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  提出了一种从风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步浸出回收稀土和铝的工艺。在40 ℃、液固比10∶1条件下用8 mol/L NaOH浸出除杂渣，铝浸出率约为96%，而稀土仍保留在滤渣中。再在40 ℃、液固比10∶1条件下用1 mol/L HCl浸出碱浸后的滤渣，稀土La和Y浸出率分别达87.09%和72.01%。酸浸液经草酸沉淀得草酸稀土，滤液与碱浸液混合得氢氧化铝，稀土和铝总回收率分别为78%和97%。该工艺对资源利用和环境保护具有重要意义。
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  两矿法浸出电解锰阳极渣中锰的研究

  陈晓亮, 王海峰, 尤晓宇, 田佳瑜, 王家伟

  矿冶工程. 2021, 41(3): 92-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.022

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  采用两矿法还原浸出电解锰阳极渣中的锰。以硫铁矿为还原剂、电解金属锰阳极渣作氧化剂，在硫酸溶液中实现电解锰阳极渣中锰的浸出。考察了硫铁矿与阳极渣质量比、硫酸与阳极渣中MnO₂摩尔比、反应时间、反应温度对锰浸出效果的影响。结果表明，最佳实验条件为: 硫铁矿与阳极渣质量比2∶1、硫酸与阳极渣中MnO₂摩尔比1.8∶1、反应时间5.5 h、实验温度90 ℃、液固比6∶1，此时锰浸出率达到99.1%。
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  粉煤灰含硫焙砂深度脱硫工艺研究

  李达, 蒋训雄, 赵峰, 汪胜东, 张登高, 冯林永, 蒋伟, 孙旭东

  矿冶工程. 2021, 41(3): 95-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.023

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  采用硫酸化焙烧-还原焙烧脱硫-溶出深度脱硫-拜耳法工艺从粉煤灰中提取氧化铝，对溶出深度脱硫工序的溶出剂和溶出条件进行了研究，确定了最佳工艺条件为: 以碳酸钠溶液为溶出剂、用量为理论消耗量的3.5倍，溶出温度50 ℃，溶出时间60 min，溶出液固比6∶1，在此条件下硫溶出率达到88%以上，脱硫渣中硫含量低于0.3%，达到拜耳法对铝土矿中硫含量要求。
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  氟化法制备高纯硫酸锰中氟含量的控制

  刘月, 明宪权, 黄炳行, 刘晗辉, 袁明亮

  矿冶工程. 2021, 41(3): 98-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.024

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  采用氟化法除钙镁与控制结晶法除氟相结合的方式制备了高纯硫酸锰，有效控制硫酸锰中氟含量的同时实现了氟的循环利用。具体工艺如下: 首先依次加入适量的MnF2、双氧水、锰粉、硫化铵去除溶液中的钙、镁、铁以及重金属杂质; 再调节脱水泊美度将晶体中的氟杂质控制在标准范围内; 最后通过母液直接净化结晶和母液与原液1∶2混合这2种方式实现氟的循环利用。实验结果表明: 氟化锰最佳加入量13 g/L，反应温度为室温，反应时间2 h，除铁最佳pH值5.5，硫化铵最佳加入量1 mg/L，脱水泊美度51,母液与原液1∶2混合后，只需加入9 g/L的氟化锰就能将钙镁杂质含量降至50 μg/g以内。
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  鞍钢带式机球团生产中优化配矿的研究与应用

  张辉, 李志斌, 刘沛江, 周明顺, 段立祥, 彭彬, 刘弘礼

  矿冶工程. 2021, 41(3): 103-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.025

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  为了优化带式机球团生产的原料结构，进行了球团生产中大比例配加赤铁精矿的实验研究和工业试验，结果表明，大比例配加赤铁精矿后，生球指标变差; 随着赤铁精矿配比提高，黏结剂配比需要适当增加。赤铁精矿B应用于带式机球团生产的比例可以提高到55%，45％磁铁精矿A配加55%赤铁精矿B的适宜黏结剂配比为0.7%~0.8%，最佳焙烧制度为预热温度935~950 ℃、焙烧温度1 235~1 250 ℃。赤铁精矿C同比替代赤铁精矿B应用于球团生产的适宜比例为10%，50％磁铁精矿A配加40%赤铁精矿B和10%赤铁精矿C的适宜黏结剂配比为0.8%~0.9%，最佳焙烧制度为预热温度960~975 ℃、焙烧温度1 255~1 270 ℃。工业试验结果表明，通过优化球团生产工艺参数，大比例配加低价赤铁精矿所生产球团的冶金性能可以满足高炉冶炼要求。
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  铝业废阴极炭块资源化利用技术研究

  王永刚, 陈亚团, 张俊同

  矿冶工程. 2021, 41(3): 107-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.026

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  为实现铝业废阴极炭块在钢铁冶金流程中资源化利用，通过深入研究废阴极炭块的相关物性，结合炼钢工艺对炭素及氟化物的物质需求，明确了废阴极炭块的无害化资源利用原理，工业试验结果表明废阴极炭块在炼钢转炉内可较好地实现无害化资源利用。
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  铝电解阳极炭渣球磨制备Si/C复合材料及其电化学性能研究

  田忠良, 龚培育, 辛鑫, 杨凯, 邓朝勇, 银瑰

  矿冶工程. 2021, 41(3): 110-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.027

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  以危险固体废弃物铝电解阳极炭渣为碳源，采用机械球磨法制备了用于锂离子电池负极的Si/C复合材料，研究了球磨工艺参数对所得复合材料电化学性能的影响。通过XRD、SEM分析观察材料结构和形貌，循环伏安法和恒电流充放电测试表征Si/C复合材料电化学性能。结果表明，球料比对所制备复合材料电化学性能影响不明显; 延长球磨时间、提高球磨转速有利于提升材料循环稳定性和可逆比容量。最佳球磨工艺参数为: 球料比5∶1，球磨时间25 h，球磨转速500 r/min。该条件下所得材料在120 mA/g的电流密度下循环100圈，容量保持在382.4 mAh/g。
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  全长纤维针刺C/C-SiC复合材料的力学与热扩散性能

  杜鹏程, 王雅雷, 熊翔, 赵向坤, 叶志勇

  矿冶工程. 2021, 41(3): 114-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.028

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  采用全长纤维针刺结构预制体，利用反应熔渗法制备了C/C-SiC复合材料，系统研究了复合材料的微观结构、弯曲性能和热扩散性能。结果表明，熔渗温度1 650～1 850 ℃条件下均可得到致密的C/C-SiC复合材料，提高熔渗温度可促进Si-C反应，降低残余Si含量。C/C-SiC复合材料的弯曲强度随熔渗温度升高而增大，且断裂模式表现出明显的假塑性，1 750 ℃制备的复合材料弯曲强度可达229±17 MPa。C/C-SiC复合材料面内方向热扩散系数明显高于层间方向，SiC含量的增加及非均质孔隙的存在均可促进复合材料的热扩散能力。
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  高温固相法再生废旧磷酸铁锂电池正极材料

  梁力勃, 杨生龙, 罗茂枭, 赖飞燕, 张晓辉, 梁冬梅

  矿冶工程. 2021, 41(3): 120-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.029

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  通过强碱溶液浸泡过程分离废旧磷酸铁锂(LiFePO₄)电池中的正极材料与铝箔集流体，经过热处理、砂磨混合和高温焙烧实现了LiFePO₄的再生利用。采用XRD、SEM对再生样品的物相和形貌进行表征，结果表明，再生LiFePO₄材料颗粒分布在纳米尺度下，粒径分布均匀，无团聚现象。电化学性能测试结果表明，在0.1C和5C电流密度下，再生LiFePO₄放电比容量分别为165.2 和101.5 mAh/g; 在1C倍率下循环100次后，材料容量为150.1 mAh/g，保持率为97.85%，表现出较好的倍率和循环性能。该再生工艺简单、合成的材料电化学性能良好，为加快废旧磷酸铁锂电池回收和再生提供了新的借鉴。
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  不同处理态的高速列车用TP2铜导体腐蚀行为研究

  崔志国, 鲁海洋, 于海然, 陈曦, 薛学栋, 刘赛男, 蔡圳阳, 肖来荣

  矿冶工程. 2021, 41(3): 124-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.030

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  为了研究高速列车车顶用TP2铜导体在露天环境下服役的腐蚀行为，将硬态和半硬态2种TP2铜导体在大气环境下分别置于10%盐酸溶液和10%硫酸溶液中进行模拟加速腐蚀实验，利用XRD、SEM和EDS分析其腐蚀形貌和腐蚀产物，结果表明: TP2铜导体在盐酸和硫酸溶液中的主要腐蚀产物分别为CuCl和CuSO₄(H₂O)₅; TP2铜对Cl^-和SO₄^2-表现出不同耐蚀性，对Cl^-腐蚀更敏感; 硬态和半硬态TP2铜腐蚀产物基本相同，但腐蚀程度与腐蚀形貌不同，半硬态样品腐蚀程度更深、耐蚀性能更差。
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  超声辅助对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能影响研究

  胡一杰, 孙有平, 周思鹏, 何江美, 杨春洋

  矿冶工程. 2021, 41(3): 129-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.031

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  采用光学金相显微镜、拉伸试验机、显微硬度仪、扫描电镜等研究了超声辅助对2 mm厚2524铝合金板材搭接搅拌摩擦点焊焊接接头组织与力学性能的影响。结果表明，施加超声后，接头有效连接宽度由1 763 μm提升至2 399 μm，热机影响区畸变程度降低，焊核区晶粒明显细化，断口韧窝更细小、均匀，第二相粒子分布更均匀、弥散。接头显微硬度从焊核区到母材区呈现先降低后回升的趋势，施加超声后焊核区内显微硬度略有提升，但幅度不大。接头最大剪切拉伸载荷从未施加时的4 246 N增至5 267 N。
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  CBN含量对PCBN车刀切削性能影响的模拟与实验研究

  邹娟, 成照楠, 邹芹,, 李艳国, 王明智, 齐效文

  矿冶工程. 2021, 41(3): 134-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.032

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  采用CBN含量(体积分数)50%和80%的自制PCBN材料分别建立焊接式90°刀尖角外圆车刀模型，运用Deform软件以切削速度250 m/min、进给量0.1 mm/r、背吃刀量0.25 mm的切削用量模拟精车45^#淬火钢外圆面，通过对比刀具的应力场和主切削力，发现CBN含量变化对主切削力无明显影响。使用自制及市售的PCBN材料分别制成焊接式90°刀尖角外圆车刀，并完成切削45^#淬火钢外圆实验。结果表明，CBN含量80%的自制PCBN车刀耐磨性较好，韧性稍差; CBN含量50%的自制PCBN车刀综合性能较好。
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  三相碳改性磷酸铁锂复合材料的制备及其电化学性能研究

  吴军, 郑锋华, 文春海, 谭春雷, 王红强, 李庆余

  矿冶工程. 2021, 41(3): 138-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.033

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  以磷酸铁、碳酸锂为原材料，葡萄糖、碳纳米管和石墨烯为导电剂，通过砂磨工艺及碳热还原法制备了高性能磷酸铁锂、无定型碳、石墨烯、碳纳米管复合正极材料LFP/C/G/CNTs。材料表征结果表明，碳纳米管、石墨烯和无定形碳与磷酸铁锂复合在一起，成功构建了高速电子传输网络; 电化学性能测试表明，LFP/C/G/CNTs具有良好的循环性能和倍率性能。在0.1C电流密度下，LFP/C/G/CNTs放电比容量为161.5 mAh/g; 在5C电流密度下，LFP/C/G/CNTs复合材料放电比容量仍达126.5 mAh/g; 在2C电流密度下，循环200次后，LFP/C/G/CNTs放电比容量152.1 mAh/g，容量保持率为99.6%。
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  壳聚糖基吸附剂制备及其对重金属离子的吸附性能研究

  李振兴, 康晓文, 黄小雁

  矿冶工程. 2021, 41(3): 143-146. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.034

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  以壳聚糖(CS)为原材料、戊二醛为交联剂，制备了吸附材料壳聚糖/石墨烯(CS/GO)、壳聚糖/纳米二氧化硅(CS/SiO₂)复合微粒。研究了吸附剂CS/GO、CS/SiO₂、交联CS对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附去除性能。结果表明，3种材料对重金属离子的最大吸附容量顺序为: CS/GO>CS/SiO₂>交联CS; 3种吸附剂材料中CS/GO网络结构最发达，孔隙最多，比表面积最大，吸附性能最好。在模拟废水实验中，当pH=7、吸附剂用量6 g/L、时间30 min条件下，复合颗粒CS/SiO₂对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附率分别达到99.48%、98.50%和98.49%; CS/GO对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附率分别达到99.20%、96.76%和99.40%。

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  连铸中间包焊接残余应力数值模拟

  潘龙博, 张硕, 江济, 谢庆忠, 刑学强

  矿冶工程. 2021, 41(3): 147-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.035

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  使用有限元法模拟了中间包焊接残余应力分布，结果表明，中间包焊接后在焊缝位置形成了较大的残余应力，残余应力峰值约672 MPa，已经达到材料屈服极限; 在中间包吊耳和背部应力集中较为明显，说明在这些位置焊接裂纹倾向较大; 在中间包背部，焊接残余应力关于中间包中面近似成对称分布，在中部和两侧焊缝残余应力最高，等效应力可达约400 MPa，而其他焊缝残余应力相对较低，等效应力约300 MPa; 中间包侧面吊耳与钢板连接处焊缝出现了较大的应力集中，等效应力最高可达约450 MPa。
企业经济与管理
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  综合能源供应站多形态供氢的规划建设探讨

  陈成敏

  矿冶工程. 2021, 41(3): 151-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.036

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  随着交通能源结构向深度脱碳转型，综合能源供应站已进入“氢能时代”。以实际规划的综合能源供应站为例，分析了气态“管束车运氢”“管道供氢”“现场制氢”等多种商业供氢模式，从合理获取氢气资源的角度出发，为科学规划建设“油气氢电非”五位一体的综合能源供应站进行研究，通过规划论证、技术分析、经济核算，提出相应解决方案及实施意见(建议)。
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  典型历史遗留无主尾矿库环境治理工程实例

  石竹, 袁江, 邵伟

  矿冶工程. 2021, 41(3): 158-161. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.03.037

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  以湖南省某县铅锌无主尾矿库为例，从安全及环境角度全方位分析了尾矿库存在的问题，采用清方削坡、截排洪设施建设、封场覆盖工程、新建观测井等措施对该历史遗留尾矿库进行整治，取得显著成效。提出了历史遗留尾矿库治理建议，可为我国同类工程提供借鉴参考。