2021年, 第41卷, 第6期　
刊出日期：2021-12-25

  

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  2021年第6期目次

  《矿冶工程》杂志编辑部

  矿冶工程. 2021, 41(6): 0-0.

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矿产资源绿色高效综合利用专题
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  酸预处理对六方晶系磁黄铁矿浮选行为的影响及作用机理

  袁致涛, 王俊祥, 孟庆有, 杜雨生

  矿冶工程. 2021, 41(6): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.001

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  针对磁黄铁矿易氧化且氧化后可浮性差、难以通过浮选将其与其他矿物分离的问题，通过单矿物浮选试验、接触角测量、Zeta电位测定以及红外光谱测试等方法研究了酸预处理对不同氧化程度六方晶系磁黄铁矿浮选行为的影响及作用机理。结果表明，六方晶系磁黄铁矿氧化程度越深，其可浮性越差; 通过酸预处理可以明显提高六方晶系磁黄铁矿可浮性，且酸预处理pH值越低，酸预处理后六方晶系磁黄铁矿可浮性越好; 酸预处理后的六方晶系磁黄铁矿接触角明显增大，疏水性得到提高，零电点向负方向偏移，表面带正电的氧化产物发生脱附; 红外光谱测试结果表明，丁基黄药与六方晶系磁黄铁矿发生化学吸附同时生成双黄药。
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  某低品位难选菱铁矿磁化焙烧-磁选试验研究

  刘旭

  矿冶工程. 2021, 41(6): 6-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.002

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  对新疆某低品位菱铁矿矿石进行了提铁降杂试验研究。采用磁化焙烧-阶段磨矿-阶段磁选工艺，在焙烧温度800 ℃、焙烧时间45 min、一段磨矿细度-0.075 mm粒级占55.00%、一段弱磁选场强0.15 T、二段磨矿细度-0.075 mm粒级占91.60%、二段弱磁粗选场强0.12 T、二段弱磁精选场强0.12 T条件下，可获得产率49.32%、TFe品位63.02%、铁回收率91.36%的铁精矿，铁精矿中SiO₂、Al₂O₃、S和P杂质含量低，符合磁铁精矿C63级别质量要求。
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  氧化对毒砂可浮性的影响

  李洪祥, 代淑娟, 赵英杰

  矿冶工程. 2021, 41(6): 10-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.003

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  在空气、水、高锰酸钾及过氧化氢等介质中分别氧化毒砂，利用红外光谱、接触角检测等手段探究了毒砂氧化程度对其可浮性的影响。结果表明，毒砂处于不同介质中氧化时被氧化程度不同，高锰酸钾及氧化氢等氧化剂的氧化效果强于空气和水; 接触角检测以及浮选实验结果表明，毒砂在空气中氧化一定时间，可以促进其可浮性; 毒砂在水中氧化，其可浮性受到了一定程度抑制; 毒砂在氧化剂中氧化，其可浮性受到抑制，其中高锰酸钾抑制作用更强。
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  高磷鲕状铁矿氧化球气基还原-磁选提铁降磷研究

  吴世超, 孙体昌, 张乐

  矿冶工程. 2021, 41(6): 13-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.004

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  以某高磷鲕状铁矿氧化球为试样，研究了气基还原-磁选生产粉末还原铁工艺。以CaCO₃为脱磷剂时，考察了还原气体总流量、还原温度以及还原时间对提铁降磷的影响，发现调整上述条件，均不能获得合格的粉末还原铁; 以Na₂CO₃为脱磷剂时，考察了还原温度以及Na₂CO₃用量对提铁降磷的影响，结果表明，在Na₂CO₃用量15%、H₂与CO流量分别为3.75 L/min和1.25 L/min、1 100 ℃下还原180 min，获得了铁品位96.55%、铁回收率94.99%、磷含量0.08%的优质粉末还原铁。
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  含水杨羟肟酸捕收剂废水对铅锑锌硫化矿浮选行为的影响

  黄伟秦, 顾帼华, 王艳红, 巫銮东

  矿冶工程. 2021, 41(6): 16-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.005

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  以脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、六方磁黄铁矿为研究对象，考察了含水杨羟肟酸捕收剂模拟废水对铅锑锌硫化矿浮选行为的影响，并利用红外光谱测试研究了其作用机理。结果表明，在含水杨羟肟酸废水体系中，以硫氧化合物CSU61为抑制剂、25^#黑药为捕收剂、矿浆pH值6.0条件下，脆硫锑铅矿回收率可达到95%以上，而铁闪锌矿和六方磁黄铁矿回收率低于20%，证明含水杨羟肟酸捕收剂废水体系有利于脆硫锑铅矿与铁闪锌矿或六方磁黄铁矿的分离。红外光谱分析结果表明，水杨羟肟酸废水体系下抑制剂CSU61可以有效抑制25#黑药在铁闪锌矿和六方磁黄铁矿表面的吸附，但不影响其在脆硫锑铅矿表面的吸附。研究成果可为硫化-氧化混合型矿床选矿废水交叉回用提供技术支撑，丰富选矿废水回用的研究体系。
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  铁矿石碳热还原过程中铅锌脱除及含铁物相的演变规律

  张晓雪, 罗立群, 郑波涛, 魏晨曦

  矿冶工程. 2021, 41(6): 21-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.006

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  针对含铅0.39%、含锌0.30%的铁矿，采用碳热还原脱除铅锌杂质，利用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱分析等检测手段考察了铁矿还原焙烧过程的反应行为及物相演变规律。结果表明，该铁矿中铅主要以氧化铅和铅铁矾形式存在，锌主要以氧化锌形式存在; 升高焙烧温度及延长焙烧时间均有利于铅锌脱除; 在1 200 ℃下焙烧60 min时，铁矿中铅和锌脱除率均在90%以上。含铅锌铁矿在碳热还原焙烧过程中会生成中间产物铁橄榄石，并最终转变为金属铁和游离的氧化硅固溶体。还原焙烧产物经磁场强度80 kA/m弱磁选可获得铁品位91.91%和铁回收率84.78%的铁精矿，且铁精矿中铅和锌含量分别为0.01%和0.03%，可作为电炉炼钢原料使用。
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  江西某金矿伴生伊利石选矿试验研究

  李可文, 张彦起, 苏晓堂, 周力, 王琪, 宋涛

  矿冶工程. 2021, 41(6): 26-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.007

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  为实现低品位伊利石矿开发利用，以江西某金矿伴生伊利石矿为研究对象，利用XRD、SEM、粒度检测等手段对其物化特性进行表征，通过湿法分级提纯、磁选、漂白等多工艺组合，探索合理的选矿工艺流程。结果表明，原矿系伊利石/高岭石共生和石英矿物伴生的高硅铁低铝砂型伊利石矿，伊利石和石英呈片状和粒状分布，且具有不规则性; 铁含量高且不易除去，对精矿产率影响较大; 经湿法分级提纯、磁选、漂白等多工艺组合提纯所得伊利石粒径2~5 μm，白度80.7%，Al₂O₃品位由2.03%提高至28.81%，能满足陶瓷、橡塑等领域应用要求。
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  锡石多金属硫化矿磨矿技术效率模型预测研究

  朱朋岩, 杨金林, 马少健, 帅智超

  矿冶工程. 2021, 41(6): 30-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.008

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  研究了磨矿时间、磨矿浓度和磨机充填率对锡石多金属硫化矿磨矿技术效率的影响，利用Matlab编程技术建立了粒子群优化算法-BP神经网络磨矿技术效率预测模型并对模型进行了预测验证研究。结果表明，在磨矿时间8 min、磨矿浓度70%、充填率30%时，可获得较好的磨矿技术效率。迭代次数对锡石多金属硫化矿磨矿技术效率模型预测值与试验值误差影响显著; 在合适的迭代次数下，学习因子对模型预测值与试验值误差的影响很小，绝对误差小于±0.01个百分点，相对误差小于±0.04%。迭代次数达到500次后，粒子群优化算法-BP神经网络磨矿技术效率预测模型趋于稳定，模型可靠性高、适应性强。
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  云南某复杂硫、氧混合铅锌矿浮选实验研究

  毛志丹, 谢克强, 孔德全, 苏开萌, 袁晓磊

  矿冶工程. 2021, 41(6): 34-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.009

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  对云南某地新开采硫、氧混合铅锌矿进行了浮选工艺实验研究。采用混合浮选硫化矿及氧化矿的工艺流程，获得了铅综合回收率85.18%、锌综合回收率95.46%的铅锌混合硫化精矿和氧化精矿，其中，硫化铅锌精矿中锌、铅品位分别为46.14%、7.86%; 氧化铅锌精矿中铅、锌品位分别为12.71%、6.01%。浮选所得精矿满足冶金过程对原料的要求。研究成果可为浮选此类矿物提供参考依据。
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  拜耳法赤泥磁化焙烧理论与实践问题探讨

  毛润, 张鹏飞, 胡超杰, 张汉泉

  矿冶工程. 2021, 41(6): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.010

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  概述了高铁低硅拜尔法赤泥的来源及综合利用现状，介绍了赤泥磁化还原-磁选方法以及存在的主要问题，并阐述了赤泥磁化焙烧还原动力学与矿相重构规律。重点介绍了武汉工程大学开发的赤泥多级动态磁化焙烧-磁选工艺技术。该技术能得到用于氧化球团的高品质铁精粉和用于制备建筑材料的尾矿，完全消除了结圈结块问题，原料和燃料适应性强、焙烧均匀、温度及弱还原气氛控制方便、能源利用率高，可实现赤泥资源化、减量化、无害化综合利用，具有生产成本低、经济性好、安全环保等诸多优点。
  
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  低钙高品位稀土精矿浮选试验研究

  李娜, 秦玉芳, 王其伟

  矿冶工程. 2021, 41(6): 43-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.011

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  为了缓解稀土冶炼过程中存在的环境污染问题，进行了低钙高品位稀土精矿浮选试验研究。以水玻璃为抑制剂、黄药为硫化矿捕收剂、羟肟酸LF-8为稀土捕收剂、2^#油为起泡剂，采用反浮选脱硫、一粗三精一扫正浮选稀土的闭路试验流程，获得了REO含量65.86%、回收率90.57%、CaO含量3.40%的高品位稀土精矿。该工艺可为绿色稀土冶炼工艺提供合格原料。
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  硫砷铜矿、蓝辉铜矿与铜蓝表面选择性氧化浮选分离研究

  黄志华, 胡业民, 金凯, 袁文彬, 覃文庆, 张雁生

  矿冶工程. 2021, 41(6): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.012

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  针对蓝辉铜矿、铜蓝和硫砷铜矿开展了表面选择性氧化浮选分离研究，并通过矿物表面接触角变化及XPS表面分析，阐明了3种矿物表面选择性氧化反应机制。结果显示，氧化剂次氯酸钙和高锰酸钾均可有效抑制蓝辉铜矿和铜蓝上浮，但对硫砷铜矿可浮性无影响; 在丁铵黑药作用下，硫砷铜矿和蓝辉铜矿接触角均达到90°，经次氯酸钙氧化后，蓝辉铜矿接触角降至15°~30°，硫砷铜矿接触角仍高于86°; XPS分析结果表明，次氯酸促进了蓝辉铜矿表面的氧化，硫元素被氧化为SO₄^2-，以CuSO4形式覆盖在矿物表面，增加了表面亲水性，而硫砷铜矿表面As、Cu和S元素并未发生明显的氧化反应，矿物表面维持较高的疏水性。次氯酸钙实现了蓝辉铜矿与硫砷铜矿表面选择性氧化，强化了两者的浮选分离。
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  酒钢粉矿复合团聚磁种磁化磁选试验研究

  陈铁军, 陈兴, 刘伟,展仁礼, 张涛

  矿冶工程. 2021, 41(6): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.013

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  为高效选别酒钢粉矿，进行了复合团聚磁种磁化磁选试验研究。结果表明，酒钢粉矿在磨矿细度-74 μm粒级占87.54%、中强磁磁场强度480 kA/m预选后，预选尾矿在六偏磷酸钠浓度100 mg/L、油酸钠浓度80 mg/L、磁种用量3%条件下复合团聚磁种磁化后，在磁场强度320 kA/m下磁选，可获得TFe品位47.27%、回收率77.15%的合格铁精矿，有效实现了酒钢粉矿中含铁矿物的回收。
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  铝离子对长石和绿帘石浮选的影响及其作用机理

  曾维伟, 刘旭

  矿冶工程. 2021, 41(6): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.014

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  通过小型浮选试验、Zeta电位测试、吸附试验、红外光谱分析和X射线光电子能谱(XPS)研究了Al³⁺对油酸钠浮选长石和绿帘石矿物的影响。浮选试验结果表明，以油酸钠为捕收剂时，长石和绿帘石在纯水中的可浮性很差，加入Al³⁺后，矿物可浮性明显增强; Zeta电位测试和XPS研究结果表明，Al³⁺在矿物表面发生了静电吸附，油酸钠通过化学吸附作用在Al³⁺吸附后的矿物表面; 吸附试验以及XPS研究结果表明，Al³⁺以Al(OH)₃形式吸附在矿物表面并改变其表面环境使得油酸钠可以通过Al(OH)₃有效地吸附到矿物表面，活化了长石和绿帘石。
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  从攀西地区含钪钒钛磁铁矿尾矿中回收钪研究

  王浚杰, 肖军辉, 张烨毓, 江潞, 唐娟

  矿冶工程. 2021, 41(6): 61-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.015

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  对攀西钒钛磁铁矿尾矿进行了回收钪的试验研究。采用碳酸钠碱熔融焙烧-浸出工艺和氟化物溶解-浸出工艺处理该含钪尾矿，钪浸出率分别为60.94%和72.22%。与碱熔融焙烧-浸出工艺相比，氟化物溶解-浸出工艺省去了繁琐耗能的焙烧工序，含钪尾矿直接与氟化物结合进行浸出，钪浸出率更高。研究成果可为攀西地区含钪钒钛磁铁矿尾矿中高效分离提取钪提供新的思路。
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  TIMA测试技术在白云鄂博矿床铌工艺矿物学中的应用

  杨波, 杨莉, 沈茂森, 刘涛, 孟文祥, 于宏东

  矿冶工程. 2021, 41(6): 65-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.016

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  为推进白云鄂博矿床中铌资源的综合利用，选择白云鄂博矿床综合利用过程中选铌原矿及精矿作为研究对象，引入TIMA测试技术探讨其工艺矿物学特征。结果表明，选铌原矿与精矿中含矿物60余种，其中铌矿物主要为易解石、铌铁金红石、烧绿石、铌铁矿、铌钇矿、包头矿、铌钙矿等7种; 各铌矿物在原矿和精矿中粒级分布基本接近，绝大部分分布在-25 μm粒度范围内; 具有回收利用价值的铌矿物为易解石、铌铁金红石、铌铁矿、烧绿石等4种。
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  钙镁质磷矿尾矿浮选试验研究

  张晋, 贺爱平, 李国栋, 葛英勇

  矿冶工程. 2021, 41(6): 69-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.017

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  对湖北宜昌某化工厂钙镁质磷矿尾矿进行了综合利用研究。采用先选磷、后选镁的浮选工艺，将磷尾矿分成3种组分分别加以综合利用: 磷组分中P₂O₅品位20.12%，用于生产磷镁复合肥; 钙镁组分中MgO品位20.46%、CaO含量30.73%、SiO₂含量1.38%、P₂O₅含量1.21%，用于制备耐火材料; 硅组分中SiO₂品位5.37%，用于制备免烧结尾矿砖。实现了钙镁质磷尾矿的全资源化综合利用。
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  蒙古国某稀土矿矿石工艺矿物学特征

  孟文祥, 柳建勇, 盛晓雅, 杨波, 杨莉, 敖鑫, 庞学武

  矿冶工程. 2021, 41(6): 73-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.018

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  选择蒙古国某稀土矿作为研究对象，利用显微镜、扫描电镜、化学分析、电子探针、XRF、XRD、ICP-MS等技术手段，对该矿床稀土的赋存矿物及矿石工艺特征进行了研究。结果表明，矿石中稀土平均品位5.59%; 稀土元素以类质同象形式进入氟磷灰石晶格，应将该矿物作为选稀土的工艺矿物; 矿区氟磷灰石化蚀变普遍，氟磷灰石矿物颗粒较大且纯净，易与其他矿物解离; 主要脉石矿物为正长石，其余可综合利用元素涉及锶与铁，建议在开发中考虑综合回收。
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  某低品位细粒嵌布硫化铜矿选矿工艺研究

  张曙光, 简胜, 唐鑫, 王少东

  矿冶工程. 2021, 41(6): 77-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.019

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  对某低品位铜矿石进行了选矿试验研究。针对铜矿物细粒嵌布特点，开展了细磨及细粒浮选工艺条件试验研究，采用HD-2为脉石抑制剂、KMY-2为铜捕收剂，经铜硫混浮-再磨-铜硫分离小型闭路试验，获得了铜品位23.32%、铜回收率78.45%的铜精矿。
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  某微细粒难选铁矿尾矿选矿工艺研究

  胡芳, 陈泽宗

  矿冶工程. 2021, 41(6): 81-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.020

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  对铁品位42.36%的某微细粒难选铁矿尾矿进行了选矿工艺研究，制定了磁化焙烧-弱磁选的选矿工艺流程，并研究了配煤量、焙烧温度、焙烧时间和磨矿细度等试验条件对铁回收效果的影响。结果表明，在配煤量5%、焙烧温度800 ℃、焙烧时间30 min的适宜试验条件下焙烧，所得焙烧矿磨至-0.074 mm粒级占75.83%后，经一粗一精弱磁选(磁场强度均为96 kA/m)，可获得铁品位56.84%、回收率73.74%的铁精矿。
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  湖南某难选高钙白钨矿选矿技术研究

  罗良飞, 刘忠义, 赵文坡, 李文风, 许海峰

  矿冶工程. 2021, 41(6): 84-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.021

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  对湖南某WO₃品位0.43%、CaO含量23.83%的高钙难选白钨矿选矿厂投产后回收率低的情况进行了现场调查，全面掌握了生产状况和影响技术指标的因素。并对该高钙钨矿进行了药剂制度开发，采用新型抑制剂FS和新型捕收剂CY-88^#，取得了产率5.27%、S品位21.87%、回收率90.17%的硫产品(银含量244 g/t、回收率69.20%)和产率0.51%、WO₃品位65.56%、WO₃回收率77.98%的钨精矿。
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  镜铁矿粉矿回转窑磁化焙烧-磁选试验研究

  李慧春, 沈忠, 梁秀艳

  矿冶工程. 2021, 41(6): 89-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.022

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  以碳作为还原剂，对某镜铁矿0～15 mm粒级粉矿进行了回转窑磁化焙烧-磁选试验研究。结果表明，还原剂与镜铁矿配比为2.5%，在焙烧温度820 ℃、焙烧时间30 min条件下经回转窑磁化焙烧，焙烧矿磨至-0.048 mm粒级占80%，在磁场强度120 kA/m条件下弱磁选获得铁精矿，其中给矿粒级0～0.5 mm所得弱磁选精矿平均全铁品位57.27%、平均铁回收率83.24%; 0.5～1.0 mm粒级所得弱磁选精矿平均全铁品位57.55%、平均铁回收率82.92%; 给矿粒级1～5 mm所得弱磁选精矿平均全铁品位57.58%、平均铁回收率89.31%，给矿粒级5～15 mm所得弱磁选精矿全铁品位58.36%、铁回收率84.40％; 全粒级弱磁选精矿平均全铁品位57.70%、平均回收率84.97%。
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  大西沟菱褐铁矿表面磁化焙烧-强磁选新工艺研究

  彭泽友, 刘旭, 陈雯, 刘小银, 瞿思思

  矿冶工程. 2021, 41(6): 93-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.023

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  对大西沟铁矿进行了表面磁化焙烧-强磁选预富集新工艺探索。结果表明，采用表面磁化焙烧-强磁选预富集技术，在尾矿铁损失率仅10.30%的情况下，可以将菱褐铁矿品位从23.93%提高至33.89%，抛出产率36.68%、品位仅6.72%的尾矿。表面磁化焙烧-强磁选一粗两精流程可获得强磁精矿品位42.15%、回收率69.39%，总尾矿品位仅11.44%。研究成果可为菱褐铁矿合理经济利用提供新的方案。
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  外磁系与内磁系永磁筒式磁选机对比研究

  张祖刚

  矿冶工程. 2021, 41(6): 96-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.024

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  对比分析了外磁系和内磁系永磁筒式磁选机的结构、分选原理以及磁场特性，并对比了两种磁选机在铁矿石预选中的试验指标。结果表明，外磁系筒式磁选机具有独特的半闭合内敛式磁系结构，分选磁极面为凹面，分选空间磁力线局部叠加，增加了磁场强度和作用深度，磁场强度随离开磁表面的距离衰减慢; 在铁精矿品位基本相当的前提下，外磁系永磁筒式磁选机选矿回收率、选矿效率、尾矿品位均明显优于内磁系永磁筒式磁选机; 梅山铁矿采用外磁系永磁筒式磁选机的磨前预选新流程，其精矿产率、金属回收率、选矿效率分别提高了8.47、12.26和6.46个百分点。
  
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  提高金矿选矿技术指标研究

  白成庆, 姚凯, 潘仁球, 颜顺德

  矿冶工程. 2021, 41(6): 101-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.025

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  为提高金精矿品位，开展了选金药剂及用量条件试验研究，最终确定了硫化钠+HQ77+丁铵黑药的新组合药剂制度，在适宜药剂用量条件下进行了闭路试验，获得了金精矿品位52.69 g/t、回收率71.12%。工业试验中，稳定期金精矿累计品位50.39 g/t、回收率71.59%、平均金总回收率91.11%。采用新的药剂制度，可以在保证金回收率变化不大的情况下大幅提高金精矿品位。
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  国外某细粒级海滨砂矿多金属综合回收选矿工艺研究

  张华, 潘炳, 李欣, 袁福

  矿冶工程. 2021, 41(6): 104-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.026

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  针对国外某海滨砂矿含金属矿物种类多、矿物粒度较细的特点，在分析矿石矿物组成、物理化学性质及赋存状态基础上，采用湿式平环强磁选预选、电选-磁选-重选精选稀土矿物、干法磁选-电选锆英石、电选-磁选金红石等工艺进行了多金属综合回收试验研究，获得了钛铁矿、锆英石、独居石、金红石、磷钇矿等精矿产品，锆、钛、稀土综合回收率分别为97.08%、76.86%、88.13%，综合高效回收了海滨砂矿中的多金属组分。研究成果可为类似海滨砂矿综合回收多金属提供参考及借鉴。
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  刚果(金)某难选含碳硫化铜矿浮选探索试验研究

  黄刚, 杜延雷, 齐越超

  矿冶工程. 2021, 41(6): 109-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.027

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  对刚果(金)某含碳硫化铜矿进行了浮选试验研究，考察了磨矿细度、浮选工艺、起泡剂种类及用量对含碳硫化铜矿浮选效果的影响。结果表明，抑碳-浮铜或者预先脱碳-浮铜工艺会降低铜精矿中回收率; 适当降低磨矿细度有利于降低生产成本; 浮选指标相近时，新型起泡剂GYG用量是2^#油用量的50%，以GYG为起泡剂，闭路试验可获得铜品位27.13%、回收率77.99%的铜精矿。
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  太钢东山石灰石矿矿产资源节约集约与综合利用

  杨志勇, 王鑫彦

  矿冶工程. 2021, 41(6): 112-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.028

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  以东山石灰石矿为例，探讨了资源节约集约与综合利用的途径和方法，提出了以下举措: ① 采用先进工艺技术及装备，提高开采回采率; ② 优化采矿技术，盘活资源储量; ③ 实施全流程资源综合利用; ④ 优化焙烧原料结构，提高石灰石利用水平; ⑤ 通过专项攻关，提高块矿成品率; ⑥ 研发石灰高附加值产品，提高资源价值。通过多举措并用，在资源综合利用方面取得了良好成效。
采矿
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  冻融作用下单裂隙类砂岩冻胀力与强度变化规律研究

  刘艳章, 王瑾, 尹东, 何英博, 葛伟杰, 单梁

  矿冶工程. 2021, 41(6): 115-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.029

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  为研究不同裂隙长度、宽度、深度和长宽比(横截面面积相同)条件下冻胀力的大小及其萌生演化规律，首先通过室内试验对冻融过程中裂隙冻胀力进行了监测，初步得到了冻胀力与裂隙尺寸的函数关系，进而对冻融前后的试样进行单轴压缩试验，获得了冻融前后试样强度的损失规律。结果表明，非贯通裂隙试样冻胀力演化过程包括孕育阶段、爆发阶段、跌落平衡阶段、融化上升阶段和消散阶段; 冻结过程中冻胀力峰值、稳定值和融化过程中冻胀力峰值均与裂隙长度呈二次函数负相关，与裂隙宽度呈二次函数正相关，与裂隙深度呈线性正相关，与裂隙长宽比呈线性负相关; 随着裂隙长度、深度和长宽比增加，裂隙试样单轴抗压强度逐渐降低; 试样强度与裂隙宽度无明显相关关系。
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  岩石场地爆破振动衰减模型及减隔振效应研究

  何梦, 陈金, 张家兆, 王华府, 许相宗, 李贺龙, 张建经

  矿冶工程. 2021, 41(6): 120-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.030

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  为了研究爆破地震波的衰减规律和减振沟、隔振空孔减振效果，结合实际工程项目，对有无减隔振措施的爆破振动进行了多次现场监测，并对实测结果进行回归分析。结果表明，基于萨道夫斯基经验公式，利用波形分段对应方法建立的优化爆破振速衰减模型与实测结果较为吻合，在径向方向和垂直方向上平均误差分别为17.04%和10.76%; 减振沟和隔振空孔具有明显降低爆破地震效应的作用，在近爆源区减振率最大，且减振沟和隔振空孔的减振率随着爆心距增加而快速减小，在现场合理利用减振措施可显著降低爆破地震效应，消耗应力波能量。在已建立衰减模型的基础上，提出了爆破地震波作用下的拟静力地震效应评价方法，利用爆破振动影响系数可以快速判断临近边坡和建筑物在地震作用下的稳定性，为后期爆破施工提供参考。
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  基于K折交叉验证的SVM隧道围岩分级判别

  汪学清, 刘爽, 李秋燕, 马凯彬

  矿冶工程. 2021, 41(6): 126-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.031

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  针对隧道施工期间围岩分级因样本数较少存在分类结果可靠性较低的问题，建立基于K折交叉验证的支持向量机判别模型。依据TSP303系统确定判别指标并建立判别指标体系; 根据围岩勘测情况，将围岩分为4个等级，并作为输出变量; 选取40组样本数据训练模型、10组样本数据测试模型，结果表明，10组样本中仅1组样品判别错误，准确率达到90%。研究成果为隧道围岩的分级判别提供了新方法。
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  基于FLAC3D的采矿方法优选及采场结构参数优化

  罗来和, 夏国进, 王沉, 朱获天

  矿冶工程. 2021, 41(6): 129-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.032

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  为保证贵州簸箕田金矿复杂矿床安全、高效开采，利用FLAC3D数值模拟软件分别对3种采矿法(上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向分层充填采矿法)不同采场结构参数进行了数字模拟分析。结果表明，采场高度3 m、宽度6 m的上向进路充填采矿法最优，更符合矿山开采安全、稳定、经济要求。研究成果对类似复杂矿山开采具有指导意义。

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  气力泵疏浚特性研究

  胡东, 何丽晏, 林安源, 庹磊, 王霞光

  矿冶工程. 2021, 41(6): 134-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.033

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  采用与实际清淤相似的槽底供沙方式，以普通河沙作为实验颗粒，搭建气力泵疏浚池，研究了山塘水库气力泵疏浚特性。结果表明，随气体表观流速增加，气力提升系统性能呈先增加后减小的趋势; 增加浸入率，系统性能峰值点对应的气体表观流速变小; 同一浸入率下，增大气举头埋入沙层的深度，气力泵提升性能显著增加。研究成果可为山塘水库气力泵疏浚提供理论及实践指导。
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  谦比希铜矿膏体充填井下工业试验研究

  李辉, 许斌, 焦华喆, 陈新明, 杨柳华

  矿冶工程. 2021, 41(6): 138-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.034

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  考察了膏体充填系统在谦比希铜矿15^#采场长距离、长时间运行状态，结合工业试验，推荐充填浓度66%~68%、充填管道压力不高于1 MPa，此时可保证浆体流动性较好，能满足采矿生产要求。
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  改流体放矿技术实验研究

  吴宇轩, 陶干强, 张淦

  矿冶工程. 2021, 41(6): 141-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.035

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  为解决无底柱分段崩落法矿石回收率低的问题，以中厚倾斜矿体为研究对象，针对矿岩散体中废石的混入特征，提出了改流体放矿技术。设计了6种改流体放矿方案，通过自制室内相似模拟试验装置，开展了改流体放矿实验，得到了效果较好的改流体放矿方式。为进一步验证该技术效果，在矿体倾角45°~55°及分段高度10~14 m条件下，与常规截止品位放矿实验进行了对比。结果表明，改流体放矿技术能有效阻止废石流动，矿石回收率提高20%左右。研究成果为中厚倾斜矿体的高效开采提供了新的思路。
冶金
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  石墨浮选精矿碱酸法制备高纯石墨

  肖骁, 龙渊, 刘瑜, 张国旺, 石立, 赵湘

  矿冶工程. 2021, 41(6): 145-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.036

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  以固定碳含量92.49%的石墨浮选精矿为原料，采用改进碱酸法(增加了碱洗工序)纯化制备高纯石墨。分析了Si、Al、Fe等主要杂质元素的存在形态，考察了烧碱用量、焙烧温度/时间、水浸液固比/温度/时间以及酸浸硫酸浓度/温度/时间等因素对提纯效果的影响，研究了Si、Al、Fe等杂质在纯化过程中的行为走向。结果表明，石墨浮选精矿中的杂质主要为石英、绢云母等，采用改进碱酸法可以获得高纯石墨，产品固定碳含量可达到99.95%; 采用硫酸浸出可以很好地脱除Si、Al等杂质，而对Fe、Ca等金属离子杂质脱除效果不理想。纯化过程对石墨晶体结构和片状微观形貌均没有造成明显影响。
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  攀枝花硫酸渣直接还原试验研究

  李俊翰, 孙宁

  矿冶工程. 2021, 41(6): 150-152. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.037

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  采用正交试验和单因素试验研究了配碳量、还原温度、还原时间对攀枝花硫酸渣直接还原的影响。结果表明，影响硫酸渣还原过程的主次因素依次为: 配碳量>还原温度>还原时间; 硫酸渣直接还原适宜的工艺参数为: 配碳量1.3、还原温度1 300 ℃、还原时间35 min，此条件下硫酸渣直接还原金属化率为97.16%。
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  基于共存理论的废线路板火法熔炼渣-铜平衡研究

  杨必文, 李强, 章小兵, 王磊, 王海北

  矿冶工程. 2021, 41(6): 153-160. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.038

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  基于炉渣结构离子分子共存理论，结合高温熔炼实验，研究了废线路板熔炼过程中铜、锡及铅在渣-铜平衡中的分配规律。以石灰为添加剂的废线路板混合料火法熔炼，其熔渣为CaO-SiO₂-Al₂O₃-FeO四元渣系。结果表明，使用熔渣结构离子分子共存理论，能较好表征该渣系组元的活度; 渣中FeO活度随着CaO含量增加先减小后增大，随着FeO含量增加而增大。渣中铜、锡及铅含量与渣中FeO活度成正比; 渣中铜、锡及铅含量随着碱度增加先降低后增加，随着FeO含量增加而增加。通过控制熔渣碱度(CaO/SiO₂)0.6~1.2、FeO含量15%~24%，可有效提高熔炼效果，使渣中铜含量低于0.7%、锡含量低于0.2%、铅含量低于0.2%。
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  预氧化强化印尼海砂矿还原分离及机理研究

  胡程飞, 易凌云, 张楠, 肖华荣, 蔡威, 黄柱成

  矿冶工程. 2021, 41(6): 161-166. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.039

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  以印尼某海砂矿为研究对象，采用光学显微镜、SEM-EDS、X射线衍射等分析测试手段，研究了预氧化对海砂矿原料特性及其固态还原分离行为的影响。结果表明，海砂矿结构致密、组元分布相对均匀; 预氧化破坏了其致密状态，形成疏松多孔结构，促进了钛磁铁矿和钛铁矿物相向钛赤铁矿和铁板钛矿的转变，同时使V、Ti局部预富集，有助于改善海砂矿还原分离性能。海砂矿经1 100 ℃预氧化90 min后，在C/Fe比0.6、还原温度1 350 ℃、还原时间60 min条件下还原，可获得金属化率93.87%的还原产物，还原产物经磨选分离可获得Fe品位90.90%、回收率93.47%的磁性产物以及TiO₂品位32.10%和回收率91.51%、V₂O₅品位2.04%和回收率91.04%的非磁性产物。
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  印尼某红土镍矿常压浸出实验研究

  付中梦, 郑宇, 巩勤学, 王杜, 刘勇奇

  矿冶工程. 2021, 41(6): 167-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.040

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  以印尼某地红土镍矿为原料，考察了浸出时间、浸出温度、硫酸浓度、液固比等因素对硫酸常压浸出镍、铁的影响。结果表明，硫酸浸出红土镍矿的适宜工艺参数为: 初始硫酸浓度300 g/L、液固比6∶1、搅拌速度300 r/min、浸出温度85 ℃、浸出时间240 min，此优化条件下红土镍矿中Ni浸出率97%，Fe浸出率83%。对浸出渣进行XRD、SEM分析表明，红土镍矿晶型较稳定，浸出后形貌无较大变化; 浸出渣主要成分为铁氧化物、硅氧化物和铁酸镍、铁酸镁。
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  高钙型低品位铜矿酸性浸出动力学研究

  高昭伟, 曹成超, 李耀山, 孔德鸿, 唐大才, 刘远, 王铧泰

  矿冶工程. 2021, 41(6): 170-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.041

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  通过单因素实验及动力学分析研究了低品位氧化铜矿的浸出过程，考察了矿物粒度、浸出温度、硫酸浓度和液固比对浸出过程的影响。结果表明，适宜的浸出条件为: 矿物粒度-0.074 mm粒级占比85%、浸出温度60 ℃、浸出时间120 min、硫酸浓度2.5 mol/L、液固比4∶1，此时铜浸出率为96.23%; CaCO₃的存在导致浸出过程硫酸消耗增加; 浸出过程可用未反应核收缩模型来描述，反应速率受固膜界面传质和扩散混合控制，浸出过程活化能为8.78 J/mol。
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  煤基氢冶金绿色短流程制钢新工艺探索性试验研究

  张小兵, 王明华, 寇明月

  矿冶工程. 2021, 41(6): 174-177. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.042

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  为明确酒钢煤基氢冶金绿色短流程制钢新工艺核心技术实施可行性，进行了煤基氢冶金金属料的干选、熔分等实验室试验研究，产出了含铁率96.71%的铁水，掌握了新工艺中P、S等关键元素的走向，可为新工艺路线的优化和产业化研究提供数据支持。
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  某硫铁矿烧渣的硫脲法浸金银研究

  廖阳平, 刘有才, 朱忠泗

  矿冶工程. 2021, 41(6): 178-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.043

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  针对某硫铁矿烧渣进行了硫脲法搅拌浸金、银研究，考察了磨矿细度、硫脲浓度、pH值、液固比、搅拌时间、矿浆温度、浸出剂种类对金、银浸出率的影响。结果表明，适宜的搅拌浸出条件为: 磨矿细度-0.074 mm粒级占89%、硫脲浓度15 g/L、pH=2.5、液固比3、搅拌时间7.5 h、矿浆温度50 ℃，此条件下金、银浸出率分别达到84.8%、72.1%。
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  含铜金精矿铅盐预处理浸金技术研究

  李光胜

  矿冶工程. 2021, 41(6): 182-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.044

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  为了降低氰化钠用量，对某含铜4.92%的金精矿开展了铅盐抑铜预处理研究。结果表明，在氰化浸出前加入醋酸铅可以抑制铜的浸出、增强金银浸出、降低氰化钠消耗。醋酸铅预处理金精矿-氰化浸出的优化条件为: 浸出前直接添加醋酸铅150 g/t，磨矿细度-0.037 mm粒级占95%，浸出时间48 h，氰化钠浓度0.5%，pH=12，矿浆浓度40%。在此条件下浸出渣中金品位降至1.20 g/t，金浸出率达97.55%，银回收率60.28%，氰化钠耗量14.37 kg/t。该工艺具有良好的经济效益。
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  功能化杯芳烃衍生物的合成及其萃取性能研究

  杜佳炜, 曹佐英, 李云辉, 石浩文, 张立涵, 张贵清

  矿冶工程. 2021, 41(6): 185-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.045

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  合成了一种杯芳烃衍生物C4O，并以此为萃取剂，研究了其对镍、钴等金属离子的萃取性能。结果表明，萃取剂C4O对镍、钴表现出较强选择性，在水相pH=6、C4O浓度10 mmol/L、乙酸乙酯作稀释剂、相比(O/A)1∶1、室温下振荡接触60 min、振荡速度240 r/min条件下，镍离子萃取率可达93.9%，镍、钴离子分离系数可达388.38。
  
材料
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  新型热机械处理对Al-Cu-Mg合金微观组织与综合性能的影响

  何俊龙, 郑亚亚, 任杰克, 鲁成华, 陈志国

  矿冶工程. 2021, 41(6): 189-193. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.046

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  研究了新型热机械处理工艺参数对Al-Cu-Mg合金微观组织与综合性能的影响。结果表明，经过新型热机械处理的Al-Cu-Mg合金可以达到良好的强塑性配合，采用15%非对称轧制压下量和100 ℃ × 24 h的低温人工时效工艺时，合金抗拉强度和屈服强度分别达到515.9 MPa和426.3 MPa，延伸率达到11.6%。新型热机械处理可以显著改变Al-Cu-Mg合金的晶粒取向，合金织构演变过程包括立方织构和高斯织构的形成和转变、黄铜织构和铜织构等轧制织构的形成以及非对称轧制引入的剪切织构。合金疲劳裂纹扩展性能与晶粒取向密切相关，固溶热轧处理引入的高强度高斯织构与非对称轧制引入的剪切织构导致疲劳裂纹偏折，从而使合金获得更好的抗疲劳裂纹扩展性能。
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  多向锻造变形和退火处理对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响

  聂志诚, 张欣, 刘筱

  矿冶工程. 2021, 41(6): 194-197. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.047

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  采用空气锤在300 ℃下对AZ31镁合金进行多向锻造成形，并在200~400 ℃下进行退火处理，采用金相显微镜、电子背散射衍射和X射线衍射仪观察AZ31镁合金的微观组织，并对其力学性能进行测试。结果表明，多向锻造成形过程中，{1012}拉伸孪生和{1011}-{1012}二次孪生是主要的孪生机制，当累积应变Δε=0.96时，由于孪生诱发动态再结晶的作用，合金组织迅速细化至7.8 μm，合金表现出优异的综合力学性能，抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为320.3 MPa、218.5 MPa和30.3%; 锻造合金经退火处理后，晶粒发生明显长大，双峰基面织构演变为典型板织构，晶粒尺寸和织构强度均随退火温度和时间增加而增大，合金强度和延伸率则随退火温度升高而下降。
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  Ti3C2 MXene的制备及其电化学性能研究

  李江鹏, 张晓萍, 伍凌

  矿冶工程. 2021, 41(6): 198-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.048

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  采用氢氟酸刻蚀法制备了Ti₃C₂ MXene，研究了刻蚀温度和刻蚀时间对Ti₃C₂结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明，室温下制备的Ti₃C₂呈手风琴状，随着刻蚀温度升高，Ti₃C₂层间距逐渐增大，且多层Ti₃C₂逐渐转变成单层结构。室温下刻蚀速度较为缓慢; 随着刻蚀时间延长，Al原子层逐渐被溶解，刻蚀24 h以上可得到手风琴状多层Ti₃C₂。电化学研究结果表明，室温下刻蚀24 h制备的多层Ti₃C₂ MXene电化学性能较好，该样品在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量为450.6 mAh/g，循环700次后比容量仍有124.1 mAh/g。
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  激光熔覆工艺参数对高速钢涂层性能的影响

  谭米雪, 王臻, 赵风君, 隋清萱, 肖新宇, 许淑溶, 刘博, 龚乐, 刘军

  矿冶工程. 2021, 41(6): 202-206. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.049

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  通过激光熔覆技术，在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明，在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时，熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑，无球化缺陷，与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密，无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成，且碳化物分布均匀，无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小，明显低于基体动摩擦系数。
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  PCBN车刀结构与切削用量的优化及试验研究

  邹娟, 成照楠, 邹芹,, 李艳国, 罗永安, 王明智, 齐效文

  矿冶工程. 2021, 41(6): 207-211. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.050

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  基于自制的PCBN材料性能参数，建立了焊接式60°刀尖角车刀模型，利用Deform软件仿真车刀精车45^#淬火钢外圆，通过对比刀具的平均主切削力、应力场、温度场，获得最优结构参数为: 前角γ₀=-10°、后角α₀=20°、主偏角κ_r=60°、刃倾角λ₀=0°、刀尖圆弧半径r_s=0.5 mm、钝圆半径ρ=0.1 mm; 并得到切削用量参数切削速度v_c=60 m/min、进给量f=0.05 mm/r、背吃刀量a_p=0.15 mm时，车刀使用寿命最长; 当切削速度v_c=250 m/min、进给量f=0.05 mm/r、背吃刀量a_p=0.25 mm时，45#淬火钢外圆的表面粗糙度值最小。按最优结构参数制作PCBN车刀并进行切削试验，结果表明，采用自制PCBN材料制作的焊接式车刀切削性能优于市售同类型PCBN车刀。
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  晶界特征对7020铝合金腐蚀行为的影响

  赵子林, 唐建国, 叶凌英, 马文静, 陈晓娇, 古一

  矿冶工程. 2021, 41(6): 212-217. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.051

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  研究了不同晶粒组织的7020铝合金挤压型材表层和中心层的腐蚀性能变化规律。利用透射电子显微镜分析了不同晶界的析出特征，并根据相邻晶粒的选区电子衍射花样计算了晶界取向差，建立了晶界取向差与晶界析出特征之间的定量关系。结果表明: 大角度晶界上的析出相尺寸、间距以及无沉淀析出带(PFZ)宽度均大于小角度晶界上的。小角度晶界上的析出相尺寸和PFZ宽度随晶界取向差增加而增加。含较高小角度晶界比例的中心层试样比表层试样的局部腐蚀抗性更好，由表层至中心层，小角度晶界比例增加了30.04%，晶间腐蚀最大深度从22.67 μm降至2.80 μm，剥落腐蚀最大深度从436.52 μm降至353.01 μm。
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  Cu/Mg比对Al-Cu-Mg-Ag合金耐腐蚀性能的影响

  颜鹏飞, 刘志义, 柏松, 王建, 赵娟刚, 曹靖

  矿冶工程. 2021, 41(6): 218-220. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.052

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  对Al-Cu-Mg-Ag合金进行了中性盐雾试验，并采用扫描电镜、透射电镜以及电化学测量等方法研究了合金的腐蚀行为及其腐蚀机理。结果表明，在欠时效状态下，各合金均无PFZ，且晶内均无析出相; 随着Cu/Mg比升高，合金中S相粒子逐渐增多，且晶界处析出相随之增加，并由不连续变成连续; 合金耐腐蚀性能随Cu/Mg比增加逐渐恶化。
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  基于粒子群算法-模糊PID控制的前驱体材料反应釜pH值优化控制

  孙言锴, 刘洋, 刘飘, 熊伟, 邬青秀, 李然, 黄光耀

  矿冶工程. 2021, 41(6): 221-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2021.06.053

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  针对锂离子电池前驱体材料工业生产中反应釜pH值控制存在的非线性、时滞性以及易受干扰等控制难点，引入基于粒子群算法-模糊PID控制的自整定算法，采用MATLAB的simulink仿真软件对算法进行仿真，并与传统PID算法进行对比，以验证自整定算法的快速性、稳定性与鲁棒性。将该算法应用于工业实践中，并与传统PID控制进行对比，系统最大超调量、稳定时间、频率波动范围、pH波动范围均得到改善，显著提高了系统控制性能，为解决前驱体材料生产中反应釜中pH值控制提供了解决途径。