2023年, 第43卷, 第1期　
刊出日期：2023-02-25

  

• 全选
  |

目次
• Select
  2023年第1期目次

  矿冶工程杂志编辑部

  矿冶工程. 2023, 43(1): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
采矿
• Select
  深海采矿中继站底部Y形管流动状态研究

  吴卓, 郑皓, 吉成才, 关英杰, 黎宙

  矿冶工程. 2023, 43(1): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对深海采矿泵管输送试验系统中Y形管内流场复杂和矿石泄露风险等问题，采用CFD-DEM方法，对不同速度、不同体积浓度和不同粒径的矿石颗粒进行数值模拟计算，分析了Y形管内颗粒群的运动特性和流场分布规律。结果表明，Y形管内流场分布受弯管曲率和Y形管入口流量分配影响; 颗粒群在弯管内贴壁流动，受到上升流作用后颗粒向上偏移; 当上升流流速不足、颗粒体积浓度高及颗粒粒径较大时，会造成颗粒沿着底部管道流失，随着上升流速减小、颗粒体积浓度增大及颗粒粒径增大，颗粒通过底部管道流失不断增大; 颗粒流的存在导致Y形管内低压漩涡区强度和尺度均减弱。
• Select
  基于谐响应分析的扬矿泵安装位置的研究

  邓旭辉, 蒙俞辛

  矿冶工程. 2023, 43(1): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  取不同长度管道，以弹性约束代替升沉补偿装置作用，采用能量积分法建立管道的振动方程，使用有限元方法分析了扬矿泵安装在管道的不同位置时的动力学响应。结果表明，单载荷激励作用下，应力谐响应由小到大分别为:扭矩激励、波浪纵向激励、波流联合水平激励，三者联合且同相位激励时，系统谐响应显著增大; 扬矿泵安装位置从高往低下降时，管道最大等效应力呈现由大到小、再由小到大的变化规律，最大等效应力的极小值所对应的扬矿泵位置为次优安装位置。根据特定长度管道的扬矿泵次优安装位置，建立了扬矿泵的次优安装位置经验公式，为扬矿系统的定量设计提供参考依据
• Select
  强降雨条件下隧道洞口边坡开挖渗流特征以及支护方案研究

  谢韬, 蔡军, 范理云, 许胜才

  矿冶工程. 2023, 43(1): 12-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对数值模拟软件难以模拟分析强降雨过程中隧道洞口边坡开挖渗流场分布的问题，依托某隧道洞口边坡工程，对FLAC3D软件中的FISH语言进行二次开发，确定降雨渗透过程中不同饱和状态下土体渗透系数值并实时更新降雨入渗的边界条件，分析了不同降雨时长情况下不同支护方案隧道洞口边坡孔隙水压力、基质吸力分布以及安全稳定性。结果表明，历经24 h强降雨，原边坡和采用抗滑桩+锚索支护的边坡表面土体均达到饱和状态，即从坡脚至坡顶浸润线形成贯通; 而采用台阶型放坡+锚杆支护的边坡仅在坡脚至边坡二级平台处的表面土体达到饱和状态; 降雨过程中采用抗滑桩+锚索支护的隧道洞口边坡与原边坡安全系数的变化规律较为一致，安全系数均为先快速降低后逐渐趋于稳定，直至安全系数达到1.2; 而采用台阶型放坡+锚杆支护的边坡安全系数降低幅度较小，其值基本保持在1.8以上; 在选择隧道洞口边坡工程扩建方案时，从隧道洞口边坡工程开挖支护方案的安全系数、土方开挖量、总投资等多个角度考虑，抗滑桩+锚索支护方式优于台阶型放坡+锚杆支护方式。
• Select
  基于CFD-DEM方法的矿浆泵磨损特性研究

  李钟, 金伟, 王予琪, 杨浩, 张明, 彭赛锋

  矿冶工程. 2023, 43(1): 16-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于CFD-DEM耦合的方法，同时结合Archard磨损模型，对小流量矿浆泵在不同流量、不同颗粒粒径等工况下进行数值模拟，分析了泵内颗粒运动规律、颗粒在不同流域的分布情况以及颗粒与泵过流部件的碰撞规律，研究了矿浆泵内过流部件尤其是蜗壳的磨损特性。结果显示，蜗壳存在一定堵塞，蜗壳靠近隔舌段颗粒形成低速堵塞区，蜗壳的磨损主要集中在上半部分及隔舌附近的位置; 随着流量增大，颗粒速度增大，颗粒与壁面碰撞时动能增大，矿浆泵体磨损情况增强; 小粒径颗粒工况下磨损情况更严重。
• Select
  基于3D-DIC系统的白砂岩单轴压缩应变率效应的力学性能试验研究

  张春阳, 张宇超, 李小双

  矿冶工程. 2023, 43(1): 21-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过选取典型岩样，研究了白砂岩在10^-5～10^-3 s^-1应变率范围内的单轴压缩性能，采用3D-DIC系统观测和采集岩样表面位移云图，并分析不同应变率下岩样变形破坏特征差异。结果表明，岩样表面位移场变化反映了破坏面演化规律，剪切破坏面与位移场集中存在对应关系。全局轴向应变差异主要发生在微裂隙压密到弹性变形期间; 加载初期，全局径向应变存在差异，在峰值强度时下端部区域径向位移最大，岩样上端部变形受到端部效应影响，径向向外膨胀受端面与垫片间摩擦限制; 此外，下端部局部轴向应变大于上端部区域。随着加载速率增大，岩样从延性特征向脆性特征转变。加载速率较低时，岩样破坏过程中孔隙坍塌使得部分裂隙再次闭合、滑移而产生摩擦效应，从而使峰值强度附近的应力-应变曲线出现波动。白砂岩峰值强度、弹性模量、泊松比等力学参数随加载速率增大而增加。
• Select
  深井扇形组合孔短延时爆破裂纹扩展模拟研究

  温晨, 乔秋秋, 邱贤阳, 史秀志, 陈辉

  矿冶工程. 2023, 43(1): 26-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出了一种扇形组合孔短延时爆破的构想，即在常规的每排扇形崩落孔中间增加一排致裂孔，崩落孔与致裂孔之间短延时间隔起爆。使用ANSYS/LS-DYNA对不同延时时间及不同围压加载条件下的爆破方案进行数值模拟研究，发现高应力环境下常规扇形孔爆破无法形成有效爆破漏斗，扇形组合孔短延时爆破则损伤破裂更加有效、破岩效果更好。此外对不同围压条件下的裂纹扩展进行分析，爆破裂纹扩展趋向于最大主应力方向。数值模拟及现场工程实践证实，当最大主应力方向与扇形崩落排孔成一定小角度，即平行崩落排孔方向加载较大围压、垂直排孔方向加载较小围压时，扇形组合孔短延时爆破不仅可以改善岩石破碎效果，也可以有效保护后排炮孔和保留岩体。
• Select
  露天矿山石灰岩边坡爆破振动特性及规律研究

  付俊, 周罕, 徐继刘, 郁华嘉, 徐桥良, 黄英华

  矿冶工程. 2023, 43(1): 32-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究了爆破振动对石灰岩矿山边坡的影响，通过现场爆破振动测试，结合现场地质条件进行了爆破振动特性及规律研究。结果表明，基于M.A萨道夫斯基拟合公式的2次现场爆破振动数据中质点振动速度具有明显的衰减趋势; 基于高程效应修正的M.A萨道夫斯基拟合公式的相关系数达到了0.94，比传统M.A萨道夫斯基公式拟合效果好; 采用本文得到的修正拟合公式，结合靠帮设计起爆药量，对石灰岩边坡各台阶最大振动速度进行预测时发现，爆破设计应重点考虑振源临近台阶造成的影响。
• Select
  泥-砂岩混合地层隧道施工围岩稳定性数值模拟分析

  周军强, 凌涛, 龙明华, 彭学军, 孙望成

  矿冶工程. 2023, 43(1): 35-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究富含孔隙水的泥-砂岩复杂地层隧道围岩稳定性，以青岛8号线泥-砂岩混合地层富水暗挖隧道为例，模拟了3种不同孔隙水情况下的围岩变形及应力演化规律，获得了隧道竖直位移(顶板下沉量)、水平位移(边墙移近量)、竖直应力、水平应力以及剪切应力的最大值。并将3种不同孔隙水情况下的数值模拟结果应用到青岛8号线隧道施工中，通过现场监测发现隧道顶板及边墙围岩变形均控制在安全范围内，该数值模拟结果在青岛8号线施工中具有较好的参考作用。
• Select
  多因素影响下石膏-石英砂类相似材料强度特性变化规律研究

  朱明德, 王剑波, 安龙, 程力, 侯奎奎

  矿冶工程. 2023, 43(1): 40-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以石膏-石英砂类相似材料为研究对象，采用室内实验分析了7种因素对该类相似材料强度指标的影响规律。结果表明，养护温度和材料密度与材料强度指标呈正相关，养护湿度、砂胶比、灰膏比、细粒级石英砂含量、含水量等与材料强度指标呈负相关。计算了不同影响因素的敏感度指标，其中材料强度对养护温度的敏感性仅4.5%，而对砂胶比的敏感性达到了104.9%。对于单轴抗压强度，温度、含水量、密度、湿度、灰膏比、细粒级石英砂含量和砂胶比的敏感度依次增大; 对于抗拉强度，砂胶比、灰膏比、密度、湿度、含水量、细粒级石英砂含量和温度的敏感度依次降低。
选矿
• Select
  超声处理对水玻璃和油酸钠体系中方解石浮选行为的影响及其机理研究

  施佳, 李茂林, 杨哲辉, 姚伟, 崔瑞

  矿冶工程. 2023, 43(1): 45-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  选用频率40 kHz的超声波，探究了不同超声功率以及不同超声处理时间对pH=8.0、水玻璃用量300 mg/L、油酸钠用量1.5×10^-4 mol/L的药剂体系中方解石浮选行为的影响; 通过吸附量测定分析了方解石表面的油酸钠含量变化，借助XPS测试分析了方解石表面元素的变化，采用Zeta电位测试分析了方解石表面吸附药剂的变化。经超声频率40 kHz、功率150 W、超声时间15 min处理后，方解石浮选回收率可由无超声处理时的8.5%增加至82.7%。超声处理使方解石表面油酸钠吸附量增加、方解石表面Si2p含量减少、C1s含量增加、O1s分峰拟合图中水玻璃组分的峰面积减小、油酸钠组分的峰面积增大，方解石表面 Zeta电位几乎无变化。超声处理能使水玻璃和油酸钠混合体系中受抑制方解石表面的水玻璃解吸，空出的吸附位点被油酸钠吸附，使得方解石可浮性显著提升。
• Select
  钙镁质磷矿石粒级解离特性对其浮选行为的影响研究

  杨俊, 邱跃琴, 卯松, 张覃

  矿冶工程. 2023, 43(1): 50-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以中低品位钙镁质磷矿石为原料，研究了磨矿细度-0.075 mm粒级占56.74%磨矿产品中的粗粒级(+0.15 mm、-0.15+0.106 mm和-0.106+0.075 mm)和细粒级(-0.075+0.038 mm和-0.038 mm)颗粒解离特性对浮选行为的影响。使用X射线荧光光谱分析和X射线粉末衍射分析各粒级不同矿物组分含量，结合扫描电镜背散射扫描分析各粒级连生体及单体解离情况，发现单体矿物含量随粒径减小而增多，氟磷灰石主要富集在+0.075 mm粗粒级中，白云石主要集中在-0.075 mm细粒级中。增强-0.038 mm粒级中有用矿物和脉石矿物选择性聚集，可减少P₂O₅损失; 减少+0.075 mm粗粒级含量、同时增加-0.075+0.038 mm粒级含量，可以有效提高精矿中P₂O₅品位和回收率。
• Select
  某含泥高银铅锌硫化矿高效综合利用研究

  蔡锦鹏, 苏超, 申培伦, 刘殿文

  矿冶工程. 2023, 43(1): 55-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对某含泥高银铅锌硫化矿，在低碱环境下采用25号黑药与苯胺黑药组合捕收铅，有效兼顾了贵金属银的回收，锌浮选采用石灰和8372CN组合抑硫，缓解了矿泥对锌精矿品质的影响。闭路试验获得了铅品位67.18%、铅回收率94.57%、银品位2 560.37 g/t、银回收率80.54%、锌含量3.60%的铅精矿和锌品位51.63%、锌回收率93.27%的锌精矿，实现了含泥高银铅锌硫化矿的高效综合利用。
• Select
  湖南某钨矿山中部采集样重介质预抛及白钨常温浮选试验研究

  袁代军, 郭江旭, 曾志飞, 曾海涛

  矿冶工程. 2023, 43(1): 59-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对湖南某钨矿山中部采集样开展了重介质预抛及白钨常温浮选试验研究。重介质预抛试验结果表明，以-15+0.5 mm粒级作为预抛给矿，在重介质密度2.37 g/cm³条件下，可获得抛尾产率31.37%，沉砂WO₃品位、回收率分别为0.34%、96.62%的良好指标; 脱硫浮选-白钨常温浮选试验结果表明，重介质预抛对WO₃在含硫产品中的作业损失率影响不大; 但不预抛、原矿直接入磨浮选会导致更多的钨矿物存在于中矿产品中。闭路试验结果表明，经重介质预抛后，常温浮选钨精矿WO₃品位、回收率分别为5.50%、84.15%。中部采集样采用重介质旋流器预抛不但有利于改善钨产品质量指标，还有助于尾矿的综合利用。
• Select
  基于MLA分析的某铜矿石选矿工艺初步研究

  张晶, 唐鑫, 吕向文, 简胜, 张琳

  矿冶工程. 2023, 43(1): 63-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用自动矿物参数分析系统(MLA)分析了某矽卡岩型铜矿矿物组成、嵌布关系，测定了不同磨矿细度下原矿及混合精矿产品的粒度分布特征及解离度特征，并根据该结果对该矿石进行了选矿工艺初步研究，确定选矿流程为:磨矿、铜硫混合浮选、粗精矿再磨、铜硫分离浮选。结果表明，在磨矿细度-74 μm粒级占70%、再磨细度-20 μm粒级占75%条件下，可以得到铜品位20.88%、铜回收率70.42%、银品位183.9 g/t、银回收率76.78%的铜精矿和硫品位32.65%、硫回收率91.47%的硫精矿。
• Select
  浑浊红球菌对锡石的浮选性能及作用机理

  蓝丽红, 马忻狄, 郑锡瀚, 杨卓, 杜慧聪, 蓝平, 柳春蓝丽红, 马忻狄, 郑锡瀚, 杨卓, 杜慧聪, 蓝平, 柳春

  矿冶工程. 2023, 43(1): 67-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究了以浑浊红球菌为微生物浮选捕收剂时锡石、方解石和石英砂纯矿物的浮选回收率。结果表明，在pH=4、浑浊红球菌浓度1.24 g/L时，3种矿物的回收率分别为82.07%、45.42%和13.66%。通过表面电位和表面张力测定等手段探究了浑浊红球菌捕收剂分子与锡石表面作用机理。并以浑浊红球菌为捕收剂、水玻璃为抑制剂，对实际锡矿进行了开路浮选实验，锡精矿锡品位由3.98%提高到了23.83%。
• Select
  某铜铅锌硫化矿浮选分离试验研究

  段胜红, 姜亚雄, 周光浪

  矿冶工程. 2023, 43(1): 72-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以云南某铜铅锌硫化矿为研究对象，采用铜-铅-锌全优先浮选工艺，通过原矿细磨和铅粗精矿选择性再磨强化矿物单体解离，充分利用组合抑制剂亚硫酸钠+硫酸锌的协调效应和选择性，捕收剂Z-200、乙硫氮及BK906的高选择性，在适宜工艺参数下，获得了铜品位22.78%、铜回收率83.28%、含铅3.01%、含锌4.23%的铜精矿，铅品位75.86%、铅回收率82.75%、含铜0.17%、含锌1.64%的铅精矿和锌品位51.87%、锌回收率93.16%、含铜0.24%、含铅0.31%的锌精矿。
• Select
  俄罗斯某高硫锑金混合精矿降硫提质试验研究

  丁林芳, 刘有才, 符剑刚, 张钰睿, 蔺玥, 赵元超, 华绪雨

  矿冶工程. 2023, 43(1): 77-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对锑品位24.58%、金品位76.92 g/t、硫含量14.46%的俄罗斯某高硫锑金混合精矿进行了降硫提质试验研究，采用新型捕收剂CJ-201和抑制剂CJ-5S进行闭路浮选，获得的锑精矿中锑和金品位分别为42.26%和92.36 g/t，回收率分别达到了88.04%和62.18%，实现了从俄罗斯锑金混合精矿中分选出高锑低硫型锑金精矿产品。
• Select
  某白钨加温浮选尾矿回收萤石试验研究

  肖文工, 吴迪, 王洪岭, 孟庆波, 高玉德

  矿冶工程. 2023, 43(1): 80-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.018

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为综合回收某白钨矿加温浮选尾矿中的萤石资源，采用“磨矿-水置换浓缩-萤石浮选”工艺，在给矿CaF₂品位25.47%条件下，获得了CaF₂品位92.35%、回收率60.59%的萤石精矿。
冶金
• Select
  高铁氧化锰矿还原过程中铁锰氧化物同步还原动力学研究

  张汉泉, 杨帆, 许鑫, 路漫漫

  矿冶工程. 2023, 43(1): 84-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.019

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  分别采用气基(CO)和煤粉为还原剂，在管炉中进行了高铁氧化锰矿还原焙烧试验，探究了焙烧温度和焙烧时间对高铁氧化锰矿中锰和铁氧化物同步还原的影响。结果表明，气基还原焙烧条件下，Mn₂O₃还原过程受化学反应控制，还原反应表观活化能为42.64 kJ/mol; Fe₂O₃还原过程受内扩散控制，还原反应表观活化能为21.30 kJ/mol。与煤基焙烧相比，气基还原焙烧过程中Mn₂O₃和Fe₂O₃还原反应更容易进行，且锰氧化物由Mn₂O₃直接还原为MnO，不需要先还原为Mn₃O₄中间产物。
• Select
  稳恒磁场下白云鄂博矿形貌变化及热分解分析

  蒋锦韬, 金永丽

  矿冶工程. 2023, 43(1): 89-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.020

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究了稳恒磁场条件下焙烧对矿物分解的影响，在焙烧温度950 ℃、磁感应强度1.02 T时，对白云鄂博贫铁矿进行非碳热还原条件下的直接焙烧实验，采用TG-DSC、XRD、SEM-EDS等手段，分析矿物失重率、矿相转变、显微形貌变化，揭示了磁场作用下稀土矿物、脉石矿物、铁矿物的矿相演变规律。结果表明，相较于无磁条件，施加稳恒磁场后，氟碳铈矿分解所需时间缩短近20 min，分解率极低的独居石在焙烧60 min后几乎完全分解; 磁场可以促进脉石矿物的分解转变，使无磁条件下无法发生分解的钠辉石发生大量分解,同时加快碱金属离子迁移速度、促进与铁橄榄石中Fe²⁺的置换。
• Select
  MgO掺杂对高炉渣熔融调质钢渣物相组成及结构的影响

  郝帅, 罗果萍, 陈银胜, 柴轶凡, 安胜利, 宋巍

  矿冶工程. 2023, 43(1): 95-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.021

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了探明MgO掺杂对高炉渣熔融调质钢渣(混合渣)物相组成与结构的影响，采用X射线衍射仪和SEM-EDS扫描电镜对高温调质后混合渣物相组成及形貌进行了分析。结果表明，掺杂MgO能有效抑制MgFe₂O₄相和非胶凝性Ca₂Al₂SiO₇物相生成、促进MgFeAlO₄物相生成，提高混合渣熔点。MgO掺杂量2%的高温调质混合渣截面呈层状结构，内层MgFeAlO₄物相占比增加，孔洞均匀且细小; 中间具有层状结构的MgFe₂O₄尖晶石包裹在MgFeAlO₄物相周围; 外层Ca₂Al₂SiO₇物相孔洞均匀，致密度适中; 此结构的混合渣是较好的重金属离子过滤材料。
• Select
  铌精矿配碳球团熔分过程与元素迁移试验研究

  马壮, 赵增武, 郭文涛

  矿冶工程. 2023, 43(1): 99-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.022

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以白云鄂博铌精矿及半焦粉为原料，使用高温热台原位观察碱度对配碳球团还原产物熔分过程的影响。在不同熔分条件下对最佳碱度的样品进行淬火并制样，采用SEM-EDS分析熔分过程中元素迁移规律，采用XRD、同步热分析仪以及ICP相结合定量分析了熔分过程中Nb、Si元素反应率。结果表明:二元碱度为1.0时能够有效抑制熔分过程中渣液喷溅现象并提高熔分效果。在碱度1.0条件下，1 350 ℃时渣中SiO₂在渣金界面发生还原反应并进入铁相，1 400 ℃保温2 min后在渣金界面上铁液中C优先与渣中铌氧化物发生还原反应生成NbC。少量NbC溶入铁相，其余大部分NbC将粒铁包裹形成滞留带，阻碍渣金界面传质，降低还原反应速率。1 400 ℃保温10 min后，Nb、Si元素的反应率分别为36%和1.7%。Ti、RE元素在熔分过程中全程不参与反应。
• Select
  预浓缩强化江汉盆地卤水吸附提锂的研究

  王梳桐, 赵云良, 陈立才, 董广峰, 温通, 马松亮, 张婷婷

  矿冶工程. 2023, 43(1): 105-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.023

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高卤水吸附提锂效率，开发了预浓缩-吸附法提锂工艺。基于50 ℃、100 ℃下Na⁺、K⁺∥Cl^--H₂O三元体系相图理论指导，研究了不同蒸发温度条件下卤水中锂的浓度及锂折损率随蒸发率的变化关系，对比了吸附剂对预浓缩前后卤水的吸附效果。结果表明，蒸发过程中溶液中锂浓度和锂折损率不受蒸发温度的影响; 蒸发率超过40%后，卤水中锂折损率快速上升; 以锰系吸附剂吸附蒸发率40%、锂浓度55 mg/L的预浓缩卤水中的锂，4 h后吸附容量达4.25 mg/g，高于吸附剂对原卤的吸附容量(3.39 mg/g)，证实卤水预浓缩处理可以强化吸附提锂效果。
• Select
  氢氧化镍中间品与硫化镍中间品的联合浸出

  付海阔, 沈恒冠, 刘一, 赵喜太, 段辉, 陈龙, 姜言清, 廖玉俐

  矿冶工程. 2023, 43(1): 110-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.024

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究了氢氧化镍中间品和硫化镍中间品联合氧化还原浸出，得到适宜的浸出条件为:硫化镍中间品与氢氧化镍中间品质量比1/10、反应初始酸度4 mol/L、反应温度90 ℃、反应液固比2.0、反应时间5 h，此条件下氢氧化镍中间品中锰浸出率和硫化镍中间品利用率分别达到99.88%和79.50%，浸出渣可以返回继续还原浸出氢氧化镍中间品。该方法避免了氢氧化镍中间品单独浸出的还原剂消耗和硫化镍中间品单独浸出的氧化剂消耗，实现了氢氧化镍中间品和硫化镍中间品协同浸出，且操作简便，适于工业生产应用。
  
• Select
  碳酸氢钠沉淀法制备大粒度高纯度氧化镨钕研究

  叶毅, 李益民, 曾纪术, 周志伟, 秦健春, 李宽, 潘务霞, 江泽佐, 何琦

  矿冶工程. 2023, 43(1): 114-117. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.025

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以碳酸氢钠为沉淀剂，采用正序分段加料的方式制备氧化镨钕，研究了沉淀终点pH值、沉淀温度对氧化镨钕前驱体及产品氧化镨钕粒度、杂质含量的影响。结果表明，当沉淀终点pH值为5.10、沉淀温度50 ℃时，制备的氧化镨钕粉体中位粒度D₅₀为21.45 μm，粒度分布窄，形貌为片状结晶团聚形成的类球形粉体，其中Cl^-含量为0.017%，Na₂O含量为0.012%，关键指标优于国家标准的要求。
• Select
  含镍料液中硝酸铵和硝酸镍的分离研究

  李雅, 王启伟, 赵宇婧, 刘晨明

  矿冶工程. 2023, 43(1): 118-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.026

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以分离并回收含镍料液中的硝酸铵和硝酸镍为目的，验证了纳滤和硫化铵沉淀联用技术的可行性，并通过考察纳滤浓水侧压力、纳滤级数、硫化铵沉淀pH值等的影响，获得适宜的工艺路线为:两级纳滤+KLNi-01离子交换除镍+硫化铵沉镍+硝酸溶解回收硝酸镍。操作参数如下:纳滤进水pH=6、浓水侧压力0.8 MPa，经两级纳滤后，产水镍含量降至0.181 g/L，再经KLNi-01树脂吸附后，镍含量降至0.002 mg/L; 纳滤浓水在初始pH=6、硫化铵溶液加入量36 mL/L条件下沉镍，此时出水镍含量4.7 mg/L，无硫化物检出; 使用硝酸溶解硫化镍沉淀，可获得浓度为258.40 g/L的硝酸镍溶液。物料衡算可得:处理1 m³含镍料液，获得产水0.3 m3，消耗20%~26%的硫化铵溶液25.20 L，消耗浓硝酸37.22 L，消耗水体积109.05 L，可获得258.40 g/L的硝酸镍溶液192.93 L。
材料
• Select
  锂电池正极废料选择性解离与高效分选技术研究

  康飞, 王天雅, 赵玉娟, 濮永全, 何明明, 孙峙

  矿冶工程. 2023, 43(1): 123-128. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.027

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用机械力和温度耦合作用的解离技术，通过调控选择性解离工艺参数，使正极材料脱落，同时铝箔球化。结果表明，喂料电机频率40 Hz、循环风机频率40 Hz、解离设备频率50 Hz时，选择性解离效果较好，-1.7+0.075 mm粒级铝箔实现球化，-0.075+0.048 mm粒级和-0.048 mm粒级正极材料颗粒表面粗糙，被有机黏结剂包裹，最终得到正极片解离率为96.35%、正极材料单次回收率为94.95%、Al杂质含量小于0.15%的指标。基于机械力和温度耦合的选择性解离技术能够实现正极片的高效分离分选，缩短电池处理流程，实现金属高效富集。
• Select
  Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的研究进展

  李运刚, 张快, 李帅, 严红燕

  矿冶工程. 2023, 43(1): 129-132. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.028

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  介绍了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的制备方法，重点从粉末冶金的角度阐述了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料制备过程中铁基和陶瓷相的结合机理、制备工艺和材料性能的优化措施，最后就Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的未来研究方向进行了展望。
• Select
  应变速率对Al_0.4CoCrFeNi高熵合金绝热剪切敏感性的影响

  刘小刚, 姜丽红, 刘征, 杨亮, 郭正华

  矿冶工程. 2023, 43(1): 133-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.029

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在室温下利用分离式霍普金森压杆对Al_0.4CoCrFeNi高熵合金帽型试样进行动态加载，研究了不同应变速率下Al_0.4CoCrFeNi高熵合金的绝热剪切敏感性。结果表明，动态加载前后Al_0.4CoCrFeNi高熵合金的晶粒尺寸分别约为100 μm、100 nm，相差约3个数量级，动态加载后细小的晶粒尺寸使Al_0.4CoCrFeNi高熵合金具有更低的绝热剪切敏感性; Al_0.4CoCrFeNi高熵合金绝热剪切敏感性随应变速率增加而增加，在实验范围内，应变速率3 360 s^-1时绝热剪切敏感性最高，产生了与动态加载方向成45°、宽约2 μm的绝热剪切带，此时临界应变值和单位体积绝热剪切形成能也最小。Al_0.4CoCrFeNi 高熵合金在高应变率变形过程中晶粒发生明显细化。Al_0.4CoCrFeNi高熵合金在动态加载下的绝热剪切归结为材料的热-黏塑性本构失稳。
• Select
  激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

  王志东, 张佳豪, 王明静, 刘二勇

  矿冶工程. 2023, 43(1): 137-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.030

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉，利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层，考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明，镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主; 高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚; 随着TiC含量增加，熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显; 三体磨损实验结果表明，复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低，表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。
• Select
  6061-T4铝合金激光焊接接头组织与力学性能研究

  王淼, 李天景, 曾一达, 李明亮, 林兆擎

  矿冶工程. 2023, 43(1): 141-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.031

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对汽车用6061-T4铝合金板材进行激光焊接，采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜、维氏硬度测试、拉伸试验等研究了激光焊接接头微观组织、显微硬度、强度和塑性、拉伸试样断口形貌。结果表明，6061-T4铝合金激光焊接接头的母材区组织为粗大条状晶粒; 焊缝中心组织为细小的铸态树枝晶，针状β"析出相在晶界偏聚，位错密度降低; 激光焊接接头的强度(硬度)和塑性均比母材有一定下降。
  
• Select
  预热对27SiMn钢激光熔覆热影响区显微组织和力学性能的影响

  郭长辉, 李聪玮, 杨辉, 杜双明, 刘二勇

  矿冶工程. 2023, 43(1): 145-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.032

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了铁基熔覆层，考察了预热对27SiMn钢热影响区显微组织及力学性能的影响。结果表明，激光熔覆27SiMn钢热影响区出现大量马氏体组织; 拉伸断裂断口由河流状解理面、撕裂棱及韧窝组成，表现为准解理断裂; 预热处理有效减少了马氏体含量，且出现珠光体组织。预热温度100 ℃时，淬火层硬度下降25.4%、延伸率提升11.5%、抗拉强度下降14.3%。预热温度升高至300 ℃时，拉伸断裂方式转变为韧性断裂。适当的预热可有效减少27SiMn钢热影响区的马氏体组织，缓解淬冷导致27SiMn钢的韧性下降问题，提升激光熔覆27SiMn钢液压油缸的服役安全性。
• Select
  CMT堆焊巴氏合金堆焊层组织及力学性能

  郑军武, 陈绍, 李富坤

  矿冶工程. 2023, 43(1): 150-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.033

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用冷金属过渡(CMT)技术在20钢表面制备了巴氏合金堆焊层，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机分别对堆焊层的金相形貌、物相组成、显微组织、元素分布、硬度和摩擦因数进行测试。结果表明，巴氏合金堆焊层的相结构并未发生变化，由硬质点SnSb相、Cu₆Sn₅相和软基体α-Sn相组成; 由于热输入的降低，巴氏合金堆焊层的冷却速率提高，堆焊层晶粒明显细化，硬度约为40HV_0.1，远高于铸造巴氏合金; 由于显微硬度升高，巴氏合金堆焊层的摩擦因数和比磨损率均降低，分别为0.31和1.38×10^-5 mm³/(N·m); 巴氏合金堆焊层的磨损机理为磨粒磨损。CMT堆焊技术可有效提升巴氏合金的硬度和耐磨性。
企业经济与管理
• Select
  湖矿区分布式生态系统运行机理研究

  鞠萍, 李宜伟, 于晓燕, 任一鑫

  矿冶工程. 2023, 43(1): 154-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.01.034

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为实现湖矿区煤炭资源开采的同时保护生态环境，构建了湖矿区分布式生态系统的开采模式，并对该系统的运行机理进行了研究。湖矿区生态系统由生物运行系统、生态水处理及利用系统、土地资源生态开发及利用系统、有机肥料加工系统、能源集成利用系统、固废资源生态利用系统等6个子系统构成，这些子系统既有各自功能又相互作用，形成生命周期机理、代谢机理、平衡机理、组合机理、共享机理和协同机理，这些机理作为湖矿区分布式生态系统的理论依据，通过分布式6大子系统之间资源的循环利用，从而实现湖矿区资源的有效开发、生态可持续发展和经济效应提升，可为其他水下煤炭的开采利用和生态建设提供借鉴。