2023年, 第43卷, 第3期　
刊出日期：2023-06-25

  

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  2023年第3期目次

  矿冶工程杂志编辑部

  矿冶工程. 2023, 43(3): 0-0.

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采矿
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  深部巷道钻孔卸压对巷道稳定性的影响及钻孔参数确定

  汪学清, 吴帅军, 唐红平, 陈博

  矿冶工程. 2023, 43(3): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.001

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  研究了大直径卸压钻孔布孔方式及钻孔参数对深部巷道稳定性的影响。结果表明,与单排钻孔方式相比,双排钻孔能较好地转移应力和控制巷道变形; 与未布置卸压钻孔相比,单排钻孔和双排钻孔巷道帮部变形量分别减小了6.05%和15.44%,原最大应力处的应力值由39.61 MPa分别降至33.50 MPa和32.70 MPa。钻孔应尽量布置在巷道帮部的中间位置; 钻孔深度应穿过塑性区,达到应力最大值位置; 钻孔间距选取钻孔水平方向塑性区的距离; 钻孔排距不应大于钻孔上下产生的应力降低区范围。
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  露天矿边坡岩体抗剪强度参数取值方法研究

  刘宏, 董明华, 张诏飞, 闻磊

  矿冶工程. 2023, 43(3): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.002

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  以刚果(金)SCM铜钴矿西帮边坡为例,分别通过室内大三轴压缩试验、滑坡反分析、岩体质量评价和Hoek-Brown强度准则换算等方法获取岩体抗剪强度参数,并对获取的强度参数进行对比和验证。结果表明,受样品尺寸效应影响,室内大三轴压缩试验获取的岩体抗剪强度中的黏聚力可能存在偏差; 所得参数应用于边坡稳定性分析时,对摩擦角敏感度较高的边坡模型可取得较准确的评价结果,而对黏聚力敏感度较高的边坡模型评价准确度相对较低。相同工况下,坡面浅层滑坡反分析所得边坡岩体参数适用于局部或单台阶稳定性分析,深层滑坡或由软弱结构面造成的滑坡反分析所得边坡岩体参数适用于整体边坡稳定性分析。Hoek-Brown强度准则换算法得到的抗剪强度参数与室内大型三轴压缩试验结果接近,使用该准则计算岩体强度参数具有操作性强、适用范围广、准确度高等优点。
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  基于激光扫描的巷道不规则围岩表面对喷射混凝土支护特性影响分析

  金开玥, 左宇军, 郑禄璟, 林健云, 潘林, 荣鹏, 侯元将

  矿冶工程. 2023, 43(3): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.003

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  为研究钻爆法施工巷道围岩表面形状特征对喷射混凝土支护特性的影响,以贵州锦丰金矿为工程背景,采用三维激光扫描仪对巷道围岩表面进行扫描,建立巷道三维模型,使用三维软件剖取巷道实际断面形状,对断面的几何特征进行分析。对标准断面和实测断面分别建立数值模型,对比分析了喷射混凝土的内力变化及其对围岩的支护效果,结果表明,巷道不规则围岩表面导致喷射混凝土剪力和弯矩明显增大,而对轴力的影响相对较小; 巷道围岩凹坑部位多为负弯矩极值点,凸起部位多为正弯矩极值点; 在轴力和弯矩共同作用下,凸起部位的喷射混凝土安全系数明显降低,对围岩的支护作用减弱,围岩容易出现拉伸破坏。
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  海底多金属结核水力式集矿系统产生的污泥浓度分析

  陈时平, 卓晓军, 李俊, 郑皓, 双志, 王伟

  矿冶工程. 2023, 43(3): 16-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.004

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  研究了海底多金属结核水力式集矿系统在不同工况条件下产生的污泥浓度。结果表明,海底多金属结核水力式集矿系统中输送系统脱泥排放产生的污泥浓度远高于捕捉系统扰动底质淤泥产生的污泥浓度,是产生水体浑浊的主要原因之一。试验过程中污泥浓度变化曲线呈现先迅速上升后快速下降的变化趋势,随着捕捉系统水泵油压增大,污泥浓度增大; 输送系统水泵油压对污泥浓度影响不明显。
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  深海多金属结核采集过程对沉积物扰动试验研究

  张东宽, 刘美麟, 夏建新

  矿冶工程. 2023, 43(3): 20-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.005

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  为探究深海多金属结核开采过程对海底沉积物的扰动情况,开展了不同射流速度、不同离底高度、不同行进速度条件下多金属结核采集头射流冲刷沉积物水池实验,探究了冲沟深度变化和沉积物迁移扩散规律。结果表明,多金属结核采集过程不仅冲刷沉积物颗粒,也会冲刷沉积物块,导致冲沟表面凹凸不平; 沉积物被扰动后,通过上层羽状流和底层重力流形式迁移扩散。
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  基于ICEEMDAN-盲源分离联合的微震信号降噪方法研究

  黄港, 郑禄林, 王英乐, 左宇军, 郑禄璟, 刘晓蓉

  矿冶工程. 2023, 43(3): 24-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.006

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  针对黔西南锦丰金矿巷道施工采集的微震信号非平稳特征和背景噪声干扰问题,引入一种基于完善的自适应噪声完备集成经验模态分解(ICEEMDAN)与盲源分离联合的降噪方法。该方法通过ICEEMDAN算法对微震信号进行初步分解,再利用MATLAB平台计算出信号的相关系数和边际频谱,筛选出含噪模态分量和信号的主频率分量,最后通过FastICA算法进行盲源分离,实现降噪。实际应用结果表明,与经验模态分解(EMD)和小波包阈值传统方法相比,该方法信噪比更大(24.142 5 dB)、标准误差更小(0.012 18)、降噪效果更好。
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  倾斜基底排土场抗滑煤柱稳定性计算方法

  周游

  矿冶工程. 2023, 43(3): 30-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.007

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  针对露天矿倾斜基底排土安全防护问题,分析了倾斜基底排土方式、变形特征及滑动模式,建立了倾斜基底模型与抗滑煤柱模型,分析了抗滑煤柱稳定评价方法和排土台阶边坡稳定系数影响因素。结果表明,抗滑煤柱稳定性由煤柱内摩擦角θ_岩和排弃物料安息角θ_排之间关系决定; 当θ_岩≥θ_排时,随煤柱长度增加,排土台阶边坡稳定系数增大; 当θ_岩<θ_排时,随煤柱长度增加,排土台阶边坡稳定系数呈增大、减小、再增大的变化特征。
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  基于地基合成孔径雷达数据的预警预报方法研究

  刘玉溪, 杨凤芸, 秦宏楠

  矿冶工程. 2023, 43(3): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.008

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  针对地基合成孔径雷达数据振荡性高、波动性强、特征趋势不明显问题,提出了一种应用速度倒数指标对边坡变形进行预警预报的方法,采用错位相减、去限值数据处理方法,优化形变数据的质量,提高滑坡预警准确性、预报及时性。该方法在内蒙古某铁矿的应用结果表明,它能解决监测数据振荡性高、特征趋势弱、预报时效性差等问题,凸显临灾数据形变规律,是一种适用性很强的预警预报方法。
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  爆破漏斗体积测量方法比较与应用研究

  高峰, 李新, 罗增武, 熊信, 李聪, 卢海川

  矿冶工程. 2023, 43(3): 38-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.009

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  针对传统爆破漏斗体积测量方法在测量精度和效率上的不足,对传统基准平面垂直断面法进行了改进,并以高峰矿深部矿体单孔爆破漏斗试验为例,分别采用三维激光扫描法与改进基准平面垂直断面法测量其体积,综合对比结果表明,三维激光扫描法在测量精度、效率以及操作性上均有较大优势。研究内容为爆破漏斗体积的精准测量提供了一种新思路。
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  深海采矿垂直管道内异形粗颗粒运动状况研究

  许明, 徐江敏, 卢道华, 汤雁冰

  矿冶工程. 2023, 43(3): 42-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.010

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  运用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)方法对不同工况下球形、四面体形和六面体形颗粒群在垂直管流中的运动状况进行仿真分析,得到异形颗粒群垂直管道内的运动状况。对比分析了异形颗粒群在垂直管道中的局部浓度和局部流量,结果表明,入口流速较低时,颗粒形状对局部浓度影响较大; 给料浓度较大、入口流速较低时,颗粒形状对局部流量的影响明显。
选矿
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  响应曲面法优化细粒铁尾矿浆絮凝沉降试验研究

  牛福生, 武佳慧, 于晓东, 石肖, 张亚强, 郭建波, 张宝宏

  矿冶工程. 2023, 43(3): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.011

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  针对细粒铁尾矿浆难以沉降的特点,采用响应曲面法优化细粒铁尾矿浆絮凝沉降条件。根据Design-Expert 8.0软件中的Box-Behnken试验方法设计三因素三水平试验,得到细粒铁尾矿浆絮凝沉降浊度模型的回归方程,结果表明,适宜的絮凝沉降条件为:无机絮凝剂FeCl3用量113.44 mg/L、有机絮凝剂PAM用量0.61 mg/L、搅拌速度440.57 r/min,在该条件下进行絮凝沉降,预测矿浆浊度11.45NTU,实测矿浆浊度12.38NTU,结果误差较小,模型准确度较好。结合模型方差分析、可信度分析、因素相互作用分析,证实采用响应曲面法优化细粒铁尾矿浆絮凝沉降条件合理可行,可为细粒铁尾矿浆的高效处理提供理论依据。
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  某钨铜矿选矿废水处理与分质回用工艺研究

  冯章标, 阳华玲, 王长福, 刘铭, 朱超英

  矿冶工程. 2023, 43(3): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.012

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  对某钨铜矿选矿废水进行了“分支处理-分质回用”工艺研究。铜尾矿沉降水、铜精矿过滤水回用于铜浮选,钨精矿过滤水回用于钨精选段浮选,均满足选矿工艺用水要求; 钨尾矿水经石灰絮凝、芬顿氧化工艺深度处理后可回用于磨矿及钨浮选; 各股选矿废水分质回用至分系统分选工段,闭路试验可获得与清水相当的技术指标。
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  阳离子浮选体系中蓝晶石族矿物与石英的交互影响

  许洪峰, 牛艳萍

  矿冶工程. 2023, 43(3): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.013

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  运用扩展DLVO理论和显微镜分析,研究了阳离子浮选体系中蓝晶石族矿物与石英的交互作用机理。结果表明,在pH=8、FeCl₃·6H₂O用量30 mg/L、十二胺用量80 mg/L条件下,各粒级石英与不同粒级蓝晶石族矿物存在交互作用,颗粒之间的黏附罩盖是造成蓝晶石族矿物与石英浮选过程中交互影响的主要原因之一; 蓝晶石族矿物与石英之间吸附作用力从大到小的顺序为:红柱石与石英、蓝晶石与石英、硅线石与石英,表明红柱石与石英的浮选分离相对困难。
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  黄铜矿活化过硫酸盐处理丁基黄药废水的研究

  文晓飞, 吴美荣, 翟一澎, 刘润清

  矿冶工程. 2023, 43(3): 61-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.014

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  以天然黄铜矿(CuFeS₂)作为催化剂活化过硫酸盐(PS)处理丁基黄药废水,考察了CuFeS₂用量、PS用量和溶液初始pH值对CuFeS₂/PS体系中丁基黄药去除率的影响,并对CuFeS₂可重复利用性进行了评价。结果表明,CuFeS₂对PS有显著的活化作用,在CuFeS₂用量4 g/L、PS用量5 mmol/L、溶液初始pH=3条件下反应10 min,丁基黄药去除率达99.23%,TOC去除率仅31.29%; 继续增加反应时间至60 min,TOC去除率达到68.31%,且CuFeS2重复利用5次后仍有较好的催化活性。丁基黄药废水降解过程的紫外-可见吸收光谱研究结果表明,丁基黄药首先被氧化为醇类有机物,后被分解矿化为二氧化碳和水。XRD和FTIR分析结果表明,CuFeS₂与PS反应后表面没有发生钝化,可重复利用。自由基猝灭试验和电子自旋共振分析(ESR)结果表明,黄药的去除机理包括自由基的化学降解作用和CuFeS₂的物理吸附作用,其中,硫酸根自由基(SO₄^-·)和羟基自由基(HO·)是促使黄药降解的主要活性物质,且SO₄^-·起主导作用。
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  内蒙古某富银铅锌硫化矿浮选分离试验研究

  曹飞, 曹进成, 吕良, 吕振福

  矿冶工程. 2023, 43(3): 67-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.015

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  内蒙古某富银铅锌矿中含Pb 1.89%、Zn 1.84%、Ag 125 g/t,为了回收其中的有价元素,在研究矿石性质的基础上进行了浮选试验研究。结果表明,Pb、Zn分别主要以方铅矿和闪锌矿形式存在,而Ag主要赋存在银黝铜矿中。采用优先浮选工艺,首先以硫酸锌+亚硫酸钠为闪锌矿抑制剂、丙基黄药+丁铵黑药+25号黑药为捕收剂浮铅,然后对铅浮选尾矿以硫酸铜为活化剂、丁基黄药为捕收剂浮锌,最终获得铅品位52.71%、锌品位2.29%、银品位3 182.00 g/t、铅回收率94.22%、银回收率82.00%的铅精矿和锌品位46.11%、铅品位0.76%、银品位255 g/t、锌回收率87.31%、银回收率6.78%的锌精矿,银主要分布在铅精矿中。矿石中铅锌分离效果良好,银也得到了有效回收。
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  澳洲某铁矿石可磨可选性研究

  肖硕, 黄自力, 黄涛, 郑洁淼, 刘晓峰

  矿冶工程. 2023, 43(3): 72-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.016

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  研究了澳洲某铁矿石的工艺矿物学性质、可磨性,并进行了可选性探索试验。结果表明,该矿石TFe品位34.90%,含铁矿物主要为磁铁矿和赤褐铁矿,主要脉石矿物为石英。矿石普氏硬度系数为3.13,属于中等坚固矿石; 邦德球磨功指数为13.27 kW·h/t,属于较难磨矿石。矿石经一段磨矿-弱磁粗选-二段磨矿-弱磁精选,可获得TFe品位65.45%、TFe回收率65.98%、mFe回收率95.69%的铁精矿; 铁精矿深度磨矿后经磁选可得到TFe品位71.90%、回收率60.20%的超纯铁精矿,中矿扫选后可得到TFe品位69.87%、回收率35.21%的超级铁精矿,矿石可选性较好。
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  云南某堆积型高铁铝土矿铝、硅、铁分离工艺试验研究

  杨林, 张锦仙, 阚赛琼, 吕超

  矿冶工程. 2023, 43(3): 75-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.017

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  云南某堆积型高铁铝土矿Al₂O₃含量42.13%、SiO₂含量15.73%、TFe含量17.44%、铝硅比2.68。采用正浮选分离铝和硅,研究了pH值调整剂用量、抑制剂种类与用量、捕收剂用量及磨矿细度等对浮选脱硅效果的影响,适宜工艺条件下的浮选闭路试验获得了Al₂O₃品位52.16%、铝硅比7.69、Al₂O₃回收率70.30%、TFe含量20.89%的浮选铝精矿。采用磁化焙烧-磁选对浮选铝精矿开展铝铁分离探索试验研究,最终获得铝硅比8.70、Al₂O₃品位69.34%的铝精矿以及TFe品位52.34%、作业回收率76.03%的铁粗精矿
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  某铅锌矿床伴生金银在精矿产品中的分布及药剂制度优化试验

  聂世华

  矿冶工程. 2023, 43(3): 79-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.018

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  某铅锌矿床富含金、银等有价金属,为了提高产品经济效益,尽可能将伴生金、银富集在铅精矿中,结合生产实际查明了伴生金、银在选矿产品中的走向分布并开展了优化试验研究。结果表明,伴生金、银大部分富集在铅精矿中,且金、银回收率与铅回收率呈正相关关系。在原有选铅药剂制度不变条件下开展了辅助捕收剂试验,证实添加少量乙基黄药作辅助捕收剂,经一粗二精二扫闭路浮选,在铅精矿品位50%左右时,金、银在铅精矿中的富集程度较高,且铅精矿中锌互含较低,实现了金、银资源综合回收和产品经济效益最大化。
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  攀西地区某生产细泥中钛铁矿的可选性研究

  郑涪麟, 安登极

  矿冶工程. 2023, 43(3): 84-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.019

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  攀西某选钛厂生产中的浮选溢流细泥-0.025 mm粒级含量78.10%,TiO₂品位8.33%。针对浮选溢流细泥的特点,进行了预富集除杂试验研究,选用选择性较好的新型分散剂CC,可以获得品位47.97%、回收率73.09%的钛精矿,实现了细泥中钛铁矿的回收利用。
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  旋流器脱泥提升某氧化铜矿浮选指标的工业试验研究

  刘国晨

  矿冶工程. 2023, 43(3): 89-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.020

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  针对某氧化铜矿含泥量高且铜金属易流失等问题,对原矿优先选出硫化铜后的尾矿产品新增旋流器脱泥系统。工业试验结果表明,硫化铜浮选尾矿直接硫化浮选氧化铜矿,可获得铜品位19.20%、作业回收率76.24%的综合氧精矿,尾矿铜品位0.94%; 硫化铜浮选尾矿经旋流器脱泥、沉砂浮选氧化铜矿,可获得铜品位24.63%、作业回收率67.84%的综合氧精矿,旋流器溢流(细泥)可通过湿法浸出工艺进一步回收铜,最终尾矿铜品位降至0.60%。应用旋流器脱泥的氧化铜矿精矿指标明显高于直接硫化浮选,且生产流程相对简化,氧化铜矿浮选段药剂单耗也有所下降。
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  袁家村铁矿闪石型磁铁矿高压辊磨及阶磨阶选工艺技术研究

  李贤, 罗良飞, 钟志刚, 李宗蔚, 张虎

  矿冶工程. 2023, 43(3): 93-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.021

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  对太钢袁家村铁矿闪石型磁铁矿进行了高压辊磨-预选及阶磨阶选工艺技术研究。为了降低入磨矿石选比,采用高压辊磨进行超细碎并对-3 mm粒级物料进行湿式预选,可以抛出产率22%的粗粒尾矿,预选精矿TFe品位提高到36%左右。高压辊磨前后矿样的磨矿功指数分别为11.91 kW·h/t和11.11 kW·h/t。高压辊磨-预选-阶磨阶选流程试验获得了精矿产率33.92%、TFe品位67.13%、回收率75.75%的指标,选比由2.95下降至2.27。高压辊磨-预选-阶磨阶选工艺为此类低品位磁铁矿大规模低成本开采提供了节能降耗新思路
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  某难选弱磁性铁矿磁化焙烧-磁选试验研究

  唐志波, 廖舟

  矿冶工程. 2023, 43(3): 97-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.022

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  对江苏某难选弱磁性铁矿石进行了预还原磁化焙烧-磁选试验研究。结果表明,矿样在预还原反应温度750 ℃、反应时间60 min、还原剂煤用量3%、磨矿细度-0.074 mm粒级占75%条件下,经一粗一精一扫弱磁选,可获得铁品位65.05%、铁回收率96.19%的高品质铁精矿。研究结果可为难选弱磁性铁矿石选别提供一定参考。
冶金
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  盐湖产粗制磷酸锂提纯试验研究

  朱军, 李小鹏, 刘心海, 孙晔, 俞娟

  矿冶工程. 2023, 43(3): 101-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.023

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  以草酸钠、D401螯合树脂为除杂材料,采用化学沉淀-离子交换工艺去除粗制磷酸锂溶液中的钙、镁杂质。结果表明,在草酸钠使用量为理论用量的17.6倍、pH值6.5、反应温度25 ℃、搅拌速率300 r/min、反应时间60 min、过滤后锂溶液以8 BV/h的流速通过树脂柱条件下,钙、镁杂质去除率分别达到98.21%、83.36%,锂损失率为5.34%; 除杂后的锂溶液经再结晶并纯化后,得到形貌规整、分散均匀、纯度大于99.5%的磷酸锂粉体。
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  从废旧磷酸铁锂中选择性提锂制备碳酸锂的工艺研究

  刘孟杰, 范广新, 尹金佩, 张红波, 张玉浩

  矿冶工程. 2023, 43(3): 106-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.024

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  以盐酸为浸出剂、NaClO₃为氧化剂,从废旧磷酸铁锂正极材料中选择性浸出锂,考察了盐酸用量、固液比和反应时间等参数对锂浸出率的影响。结果表明,在盐酸用量为理论用量的1.0倍、固液比1∶3、反应时间3 h条件下,锂平均浸出率可达99.33%; 向浸出液中依次加入氢氧化镁、氢氧化钠可有效去除P、Al和Fe等杂质元素; 在95 ℃下向除杂后溶液中加入无水碳酸钠可制备出Li₂CO₃,经水洗去除NaCl后,Li₂CO₃主含量可达99.62%,符合工业级碳酸锂行业标准。
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  赤泥用于烟气湿法脱硫技术研究及工业试验

  康泽双, 田野, 刘中凯, 闫琨, 张腾飞

  矿冶工程. 2023, 43(3): 110-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.025

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  针对含硫烟气严重污染大气环境及赤泥资源化利用的问题,采用赤泥湿法工艺处理含硫烟气。结果表明,赤泥处理含硫烟气的优化工艺条件为:液固比9∶1、烟气温度60 ℃、液气比8.0 L/m³、脱硫液pH值5.6,此时烟气中SO₂浓度可从5 000 mg/m³降到35 mg/m³以下,满足超低排放标准。进行了75 t/h燃煤锅炉烟气脱硫工业试验,赤泥处理低硫烟气时,烟气中SO₂浓度从4 100 mg/m3降到30 mg/m³以下,脱除效率为99.68%; 处理高硫烟气时,烟气中SO₂浓度从10 600 mg/m3降到35 mg/m³以下,脱除效率为99.89%。赤泥湿法脱硫与石灰石石膏法脱硫相比,相同的烟气量及SO₂指标情况下,采用赤泥作为湿法脱硫剂脱硫运行成本比石灰石石膏法低20.05%。
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  褐铁矿型和蛇纹石型红土镍矿氯化浸出-选择性水解耦合提镍钴工艺研究

  王洋洋, 王硕, 崔伟勇, 李永利, 郭强, 康跻耀

  矿冶工程. 2023, 43(3): 115-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.026

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  针对褐铁矿型和蛇纹石型红土镍矿开展了以盐酸为初始浸出介质的褐铁矿型红土镍矿氯化浸出-蛇纹石型红土镍矿选择性水解耦合提取镍钴工艺研究。结果表明,酸矿质量比5∶4、液固质量比4∶1、反应温度100 ℃、反应时间30 min条件下,氯化浸出褐铁矿型红土镍矿时Ni、Co、Fe浸出率分别为99.6%、100%、96.9%; 采用褐铁矿型红土镍矿浸出液与浓盐酸按体积比1∶4调配,在液固比1∶1、温度150 ℃、浸出时间90 min条件下浸出,蛇纹石型红土镍矿中Ni和Co浸出率分别达到84.9%和100%。
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  纳米CuO活化过硫酸盐催化降解氧氟沙星

  周自成, 徐大伟, 张士雨, 曲炳硕, 罗天琦, 范小振

  矿冶工程. 2023, 43(3): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.027

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  采用络合沉淀法制备了纳米CuO,并对其结构和形貌进行了表征。将纳米CuO作为过硫酸盐降解氧氟沙星的活化剂,基于活化过硫酸盐高级氧化技术,考察了K₂S₂O₈浓度、水体初始pH值等参数对废水中氧氟沙星降解性能的影响。结果表明,在废水中氧氟沙星浓度10 mg/L 、CuO投加量0.003 0 g/L、K₂S₂O₈投加量1.0 mmol/L、废水初始pH=3.5条件下,氧氟沙星降解率为95.6%。自由基捕获实验结果表明,自由基SO₄^-·和O₂^-· 是实现氧氟沙星催化降解的活性物种,并给出了可能的催化反应机理。
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  硫精矿焙烧、浸出提金试验研究

  杨孟华, 杨洪玉, 朱晓玉, 张世文, 田丰

  矿冶工程. 2023, 43(3): 124-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.028

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  对某硫精矿进行了焙烧、浸出试验研究,比较了固定床焙烧和沸腾焙烧对金浸出率的影响。结果表明,固定床焙烧适宜条件为:硫精矿粒度-0.074 mm粒级含量80%、焙烧温度650 ℃、焙烧时间4 h,沸腾焙烧适宜条件为:硫精矿粒度-0.074 mm粒级含量80%、焙烧温度650 ℃、焙烧时间3 h、焙烧气料比2.1 m³/kg。2种焙烧方式所得焙砂在矿浆浓度33%、矿浆pH值11.5、碱处理时间2 h、CG505用量10 kg/t条件下浸出24 h,金浸出率分别为69.45%和69.92%,沸腾焙烧提金效果更佳。研究结果可为从硫精矿中回收有价元素提供技术依据。
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  砷冰铜氧压酸浸选择性分离铜砷锑

  吴艳新, 曾洪, 解滢涛, 刘腾腾

  矿冶工程. 2023, 43(3): 128-132. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.029

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  以铜电解脱镍后液替代硫酸作为浸出剂,采用氧压酸浸-蒸发结晶-SO2还原工艺实现砷冰铜资源化利用。结果表明,在硫酸浓度120 g/L、浸出温度120 ℃、氧压0.8 MPa、液固比7∶1、浸出时间2 h条件下,砷冰铜中铜、砷、锑浸出率分别为97.99%、94.68%、17.28%,实现了高效浸出冰铜中铜、砷和选择性分离锑; 氧浸液采用真空蒸发-自然冷却结晶析出硫酸铜,结晶母液采用SO₂还原工艺制取三氧化二砷,得到的硫酸铜(以CuSO₄·5H₂O计)纯度可达98.12%,三氧化二砷纯度达到99.49%。
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  非洲某含钴萃余液中和除杂试验研究

  谢洪珍

  矿冶工程. 2023, 43(3): 133-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.030

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  针对非洲某含钴萃余液,采用石灰石、生石灰、石灰石-生石灰和浮选尾矿-生石灰等几种药剂进行中和除杂,并进行了初步经济评价。结果表明,采用浮选尾矿-生石灰组合进行中和除杂,既可节省石灰石用量,还可回收浮选尾矿中的部分铜钴,是较好的除杂药剂组合; 采用该工艺,浮选尾矿铜浸出率为81.69%、钴浸出率为41.10%; 加入生石灰后铜和钴沉淀率分别为95.43%和13.64%,铁去除率为99.86%。
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  铝电解废阴极碳块中冰晶石浸出研究

  雷占丽, 桓莹, 祁玉刚, 袁富鑫

  矿冶工程. 2023, 43(3): 137-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.031

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  采用硫酸与硫酸铵混合溶液酸浸处理铝电解废阴极碳块,研究了硫酸与硫酸铵物质的量比、液固比、浸出温度、浸出时间等参数对废阴极碳块中冰晶石浸出率的影响。结果表明,在浸出温度70 ℃、液固比8 mL/g、硫酸与硫酸铵物质的量比4、浸出时间120 min的优化条件下,冰晶石浸出率达99.48%; 浸出渣主要由炭和氟化钙组成,无浸出毒性,为一般固体废弃物。
材料
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  回归冷却速率对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响

  关悦, 高靖靖, 胡庆宽, 郑鹏辉, 柯书忠, 贺春花, 叶凌英

  矿冶工程. 2023, 43(3): 140-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.032

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  通过硬度、电导率、室温拉伸、局部腐蚀和应力腐蚀等性能测试,结合金相显微镜和透射电镜等微观组织表征方法,研究了回归再时效工艺中不同回归冷却速率对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响。结果表明,回归冷却速率分别为660.0、12.7和0.5 ℃/min时,合金的抗拉强度分别为663.1、653.4和636.9 MPa,电导率分别为35.1%IACS、35.2%IACS和36.8%IACS,剥落腐蚀等级分别为EC、EB-和EB,应力腐蚀敏感性指数值分别为4.7%、4.0%和3.2%,晶界析出相沿长度方向的平均尺寸分别为48.7、54.7和68.7 nm,晶界析出相分布间距分别为28.9、33.6和40.3 nm。析出相尺寸与分布的变化是引起合金性能变化的主要原因; 综合考虑合金力学性能与抗腐蚀性能,适宜的回归冷却速率范围为0.5~12.7 ℃/min。
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  锂电铜箔防氧化抗腐蚀处理技术研究现状

  衷水平, 朱焕林, 杨蕾, 翁威, 迟晓鹏, 朱茂兰

  矿冶工程. 2023, 43(3): 145-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.033

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  针对锂电铜箔在生产和应用环节存在氧化、腐蚀,影响其服役寿命和电池安全性的问题,归纳了锂电铜箔防氧化处理技术,总结了不同钝化方法的机理; 概述了铜箔集流体在锂电池电解液中的腐蚀机理,综述了铜箔表面改性增强耐腐性能的研究进展; 对铜箔无铬钝化处理技术及表面改性技术进行了展望; 提出了清洁环保、高效的锂电铜箔防氧化、防腐蚀设想。
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  MAG焊过程中热输入对DL510超高强钢焊接接头组织及力学性能的影响

  李扬, 王金凤

  矿冶工程. 2023, 43(3): 151-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.034

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  采用熔化极活性气体保护电弧焊(MAG焊)焊接5 mm厚的DL510超高强钢(1 500 MPa级),研究了热输入量对焊接接头组织及力学性能的影响,并采用边焊边锤击的方式消除焊接接头残余应力。结果表明,热输入在43~70 kJ/cm范围内,均能获得成型良好的焊接接头; 锤击时间低于20 min时,随着锤击时间延长,接头抗拉强度不断提升,但锤击时间超过20 min后,焊接接头抗拉强度变化不大; 随着热输入增加,焊接接头晶粒明显长大; 热输入为70 kJ/cm时,粗晶区出现少量细小粒状贝氏体组织,焊接接头韧性得到改善。
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  激光烧结原位合成Cu-Al合金组织结构及性能研究

  水东莉, 李刚, 徐晓辰

  矿冶工程. 2023, 43(3): 156-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.035

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  针对铜铝粉末坯体,以激光高能束为热源引发铝热放热反应,原位合成硬质增强相Al₂O₃,烧结制备了Cu-Al合金,研究了铜铝成分配比对合金体系微观组织和性能的影响。结果表明,Cu-Al合金组织是由硬质增强相Al₂O₃和基体CuAl₂、AlCu₄、Al₄Cu₉等金属间化合物构成的多相结构; 合金显微组织具有丰富的树枝晶,且随着铝含量增加,组织均匀细化程度提高; 在一定范围内,增加铝含量有助于提高烧结产物致密性; 当铜铝质量比为33.2∶66.8时,烧结产物的孔隙率最低(10.57%)、显微硬度值最高(373HV)、磨损性最佳(磨损率0.137 g/mm²)。
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  ZL114A和6061异种铝合金激光焊接工艺及接头显微组织和力学性能研究

  孟祥超, 孙有平,, 何江美,, 周勇, 谢尚恒

  矿冶工程. 2023, 43(3): 160-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.036

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  针对厚5 mm的ZL114A铝合金和6061铝合金进行了激光焊接正交试验,研究了激光焊接参数对接头显微组织和力学性能的影响。结果显示,激光焊接参数对焊接接头强度影响程度大小顺序为:激光焊接功率>离焦量>焊接速度; 当激光焊接功率3 kW、焊接速度16 mm/s、离焦量-3 mm时可获得较好焊接接头性能,接头平均抗拉强度为208.03 MPa,分别为ZL114A和6061铝合金抗拉强度的64.14%和65.60%; 接头延伸率为5.16%,分别为ZL114A和6061铝合金延伸率的41.38%和33.70%; 焊接接头拉伸断裂形式为脆-韧混合型断裂。
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  铬铁高温合金恒温氧化动力学行为研究

  王红光, 刘爽爽, 曹学文, 李建朝

  矿冶工程. 2023, 43(3): 165-170. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.037

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  基于金属氧化理论和扩散控速机制,建立了铬铁合金平板高温氧化动力学模型,研究了合金成分、温度、气氛、氧分压等因素对合金氧化行为的影响。结果表明,该氧化动力学模型可较好地定量描述铬铁合金平板氧化过程,模型拟合结果与实验结果吻合程度较好。铬铁合金的氧化特征时间t_Φ约为(3~4)×10^-14 s,氩气中tΦ随合金中铁含量增加总体呈下降趋势,氧分压对合金氧化速率的影响不显著,铬铁合金在氩气中的氧化平衡产物均为Cr₂O₃。依据高温合金的抗氧化标准,铬铁合金在空气中可达到抗氧化和次抗氧化的评级标准。
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  ZnO/活性炭复合材料的制备及其传感器对低浓度乙醇的气敏性能

  陈勇康, 宋亚霖, 王运城, 邱榕源, 尚浩然, 林骅, 陈享享

  矿冶工程. 2023, 43(3): 171-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.038

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  采用水热法合成ZnO一维纳米线材料,以活性炭粉与纳米ZnO复合构筑出ZnO/活性炭复合材料,探究了复合材料对乙醇气体的敏感性能。结果表明,150 ℃时,ZnO/活性炭复合材料传感器对乙醇气体具有良好的响应-恢复特性; 对于浓度5×10^-6的乙醇,传感器灵敏度可达到4.75; 传感器灵敏度随着乙醇浓度增加呈正相关提升,且具有很好的重现性。
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  轧后控制冷却对非调质钢F45MnVS组织和性能的影响

  梁佰战, 赵刚, 徐浩, 赵岳

  矿冶工程. 2023, 43(3): 176-179. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2023.03.039

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  对非调质钢F45MnVS进行轧后控制冷却试验,对比了轧后未冷却与控制冷却的钢材热轧态力学性能、脱碳层和显微组织。结果表明,轧后控制冷却对钢材下屈服强度、延伸率、断面收缩率和常温冲击功均有明显改善作用; 钢材表面脱碳层在轧后控制冷却条件下可以得到有效控制,甚至脱碳层“消失”; 在钢材轧后表面温度冷却至650 ℃时,表层区域出现少量粒状贝氏体,而在钢材轧后表面温度冷却至460 ℃时,表层区域出现大量粒状贝氏体。轧后控制冷却使钢材表层区域和1/2半径附近的铁素体和珠光体组织被细化,铁素体网状比例降低,长条铁素体转变为块状铁素体; 因钢材尺寸较大,心部区域显微组织差异性较小。