2024年, 第44卷, 第2期　
刊出日期：2024-04-25

  

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  2024年第2期目次

  矿冶工程编辑部

  矿冶工程. 2024, 44(2): 0.

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采矿
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  深海多金属结核集矿装置水力输送流场分析与试验

  彭建平, 李俊, 程阳锐, 黎宙, 吴冬华

  矿冶工程. 2024, 44(2): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.001

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  对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算，得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系；仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布，给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送喷嘴不同射流速度的采集试验，实验结果与理论计算及仿真分析结果相符。
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  鄂西磷矿岩爆现状及治理措施研究

  柴修伟, 盛益明, 张龙

  矿冶工程. 2024, 44(2): 5-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.002

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  针对鄂西磷矿，在深入调查苏家坡磷矿、麻坪磷矿、桃郁溪磷矿等矿山地质特征及岩爆现象的基础上，分析了鄂西磷矿岩爆灾害主要发生部位、埋深及岩性等影响因素，提出了适合鄂西磷矿岩爆的治理措施: 对鄂西地下磷矿进行地应力测试，根据地应力测试结果，优化回采顺序，减少应力集中区域，并在局部区域开展卸压和支护措施，保障井下安全开采。
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  基于混沌粒子群改进支持向量机对露天矿边坡稳定性的分类预测

  赵国彦, 邹景煜, 王猛

  矿冶工程. 2024, 44(2): 8-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.003

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  为了简便有效地评估边坡稳定性状态，针对目前传统机器学习的算法选择与超参数优化等难题，提出了基于混沌粒子群优化算法的4种机器学习模型，并对其预测性能进行了对比。建立了包含221组露天矿边坡稳定性案例的数据库，其中80%的数据用于训练，20%的数据用于模型测试。4种模型预测结果及工程实例验证结果表明，基于混沌粒子群改进支持向量机模型的预测效果上总体优于其他3种机器学习模型，预测准确率88%，能够有效预测边坡稳定性，可为露天矿边坡安全提供可靠的预测结果。
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  旋转水力提升多金属结核运动特性数值模拟

  陈云, 杜燕连, 李萌, 梁栋, 沈义俊

  矿冶工程. 2024, 44(2): 13-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.004

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  采用CFD-DEM耦合方法对多金属结核提升进行模拟，研究了垂直管道中不同旋转流场旋流比对水力提升多金属结核输运特性的影响。结果表明，随着旋转流场旋流比增大，旋转强度显著增强，流体流速最大值增大，颗粒群轴向平均速度增大。旋转流场的旋转强度明显影响管道内颗粒的速度分布: 速度大的颗粒逐步分布在管壁周围，速度较小的颗粒分布在管道中心处。旋转流场可降低颗粒群局部浓度，有利于降低因颗粒滞留效应引起局部浓度升高造成的输送管堵塞风险。
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  巴润矿露天开采贫化控制技术研究及应用

  宋德林, 王春旺, 郭建新, 王德胜, 付明宇, 赵剑

  矿冶工程. 2024, 44(2): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.005

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  在分析巴润矿贫化原因基础上，结合矿山生产实际，对巴润露天矿矿岩交界处的贫化率进行控制，提出了通过穿孔取样的方式精准确定矿岩边界、矿岩爆破分离、混合爆堆中矿岩石边界的精准识别及优化铲装技术等措施，有效降低了矿岩混杂情况，贫化率降到了2%以下，回采指标明显改善。
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  基于HGWO-SVR模型的竖向受荷斜坡桩基沉降预测

  蒋冲, 施泽雄

  矿冶工程. 2024, 44(2): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.006

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  采用灰色关联分析深入研究了竖向荷载作用下斜坡桩基沉降的关键因素，各因素影响程度由大到小排序为: 弹性模量>临坡距>斜坡坡度>内摩擦角>黏聚力>土体密度>土体泊松比>桩长>桩径。为优化支持向量回归(SVR)模型参数，引入差分进化，建立混合灰狼算法(HGWO)，提出了一种新的HGWO-SVR模型。该模型与GWO-SVR和GS-SVR模型相比，表现出更显著的预测优势，整体预测精度高，误差较小。基于HGWO-SVR模型构建了斜坡桩基沉降的预测模型，并将其预测结果与已有沉降计算公式计算结果进行对比，结果表明，HGWO-SVR模型预测结果与公式计算结果最大误差为6.55%，验证了该模型在斜坡桩基沉降预测方面的可行性。
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  海南露天铁矿开采地表移动及其对环境的影响

  齐栋梁, 高重阳

  矿冶工程. 2024, 44(2): 27-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.007

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  采用模糊测度理论对海南某大型露天铁矿开采引起的周围地表变形进行预测分析，并与随机介质理论计算结果进行对比，验证了模糊测度理论在分析露天开采对周围环境影响方面的优越性和实用性。
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  预裂缝宽度对爆破效果影响研究

  张袁娟, 王凤凰, 王幸荣

  矿冶工程. 2024, 44(2): 31-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.008

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  采用LS-DYNA软件建立数值模型，模拟分析了预裂缝宽度分别为3 cm和5 cm时对爆破效果的影响。结果表明，预裂缝越宽，减振效果越好，相差比例最高可达46%。选择不同孔径预裂爆破进行现场爆破振动监测试验，验证了数值模拟所得规律的正确性。预裂爆破参数的选取需结合现场实际工况和周围建(构)筑物的保护进行综合分析。
选矿
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  基于卡曼滤波的矿浆浓度计设计

  肖晶峰, 刘石梅, 刘洋, 肖盛旺, 李然, 罗国奇, 张胜广

  矿冶工程. 2024, 44(2): 34-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.009

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  设计了一种基于卡曼滤波的γ射线浓度计。通过分析射线浓度计的测量原理，建立了射线强度与矿浆浓度的关系式；利用卡曼滤波对射线强度进行最优估计，以抑制测量结果的扰动；最后通过最小二乘法分段拟合计算对应的浓度。结果表明，该浓度计测量及时、准确，最大误差0.328个百分点，均方根误差0.194个百分点，测量精度得到有效提高。
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  河北某低品位钴镍矿可选性试验研究

  田江涛, 张凯熙, 葛阳阳, 齐向红, 王昕, 王素

  矿冶工程. 2024, 44(2): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.010

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  对河北某低品位钴镍矿进行了选矿试验研究，确定采用阶段磨矿、先浮硫化矿、后硫化浮选氧化矿的异步浮选流程，通过组合药剂抑制矿泥、再磨强化硫化效果等手段，最终得到钴品位2.00%、镍品位3.90%的硫化钴镍精矿和钴品位1.47%、镍品位2.73%的氧化钴镍精矿，钴总回收率达到了77.61%，镍总回收率达到了79.20%。实现了钴和镍的初步富集与回收，为钴和镍的进一步提纯奠定了基础。
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  低品位高滑石型钼矿高效分离工艺研究

  吴奕彤, 焦芬, 魏茜, 蒋素芳

  矿冶工程. 2024, 44(2): 43-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.011

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  针对河南某高滑石型难选辉钼矿脱泥流程中钼损失量大、钼和滑石分离困难的问题，在脱泥工艺中添加一定的ZN-J1有效降低了辉钼矿在脱泥工段中的损失，以水玻璃+ZN-P1作为分离工艺的组合抑制剂，在原矿Mo品位0.116%、硫化钼占比83.53%、滑石相对含量14.0%条件下，采用“脱泥-钼预浮选-再磨-钼与滑石分离”的工艺流程，全流程闭路试验得到了钼精矿品位47.68%、钼回收率75.41%的优良指标。
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  新型高效浮选捕收剂在伟晶岩锂矿浮选中的应用

  崔振坤, 汪泰, 李汉文, 杨凯志, 邹坚坚, 姚艳清

  矿冶工程. 2024, 44(2): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.012

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  为高效利用伟晶岩型锂多金属矿中锂、铍等有价金属元素，在研究矿石性质的基础上进行了浮选试验研究。采用锂铍混合浮选工艺，研究了调整剂、活化剂和捕收剂用量及调整剂搅拌时间对锂多金属矿浮选效果的影响，确定了氯化钙和新型高效捕收剂GYLZ、GYM3的优化用量，浮选闭路试验获得了Li₂O品位6.10%、回收率94.01%，BeO品位0.12%、回收率88.53%的锂精矿，实现了锂多金属矿中锂、铍资源的高效回收利用。
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  降低石墨微细鳞片含量的再磨工艺优化研究

  龙渊, 张国旺, 郭杰, 刘瑜, 石立, 赵湘

  矿冶工程. 2024, 44(2): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.013

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  对黑龙江某石墨粗精矿进行了立式搅拌磨机再磨试验。以陶瓷球为磨矿介质，研究了磨机转速、介质球直径、磨矿时间等工艺参数对石墨磨矿-浮选效果的影响。结果表明，石墨磨矿的优化工艺参数为: 采用慢-快-慢交替的磨机转速，陶瓷介质球直径8～10 mm，磨矿时间5 min，在该优化条件下进行磨矿-浮选开路试验，获得了固定碳含量95.83%、-0.045 mm粒级含量24.51%、大鳞片(+0.15 mm)含量14.27%的石墨精矿。
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  广东某高岭土矿综合利用试验研究

  尚兴科, 付广钦, 关通, 周晓彤

  矿冶工程. 2024, 44(2): 56-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.014

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  广东某高岭土矿中铁赋存状态较复杂，部分铁以类质同象方式存在于高岭石、伊利石等矿物晶格中无法去除，造成高岭土精矿烧成白度较自然白度低。为了高效开发利用该高岭土矿，开发了捣浆-螺旋分级机分级-旋流器分级工艺，可获得Al₂O₃品位30.02%、回收率61.70%的高岭土精矿，其中杂质Fe₂O₃含量为1.15%，达到陶瓷工业用高岭土三级品标准；分级尾砂经磨矿-磁选-旋流器分级工艺，可获得SiO₂含量97.11%、Fe₂O₃含量0.058%的石英砂精矿和K₂O含量7.07%、Al₂O₃含量31.22%、SiO₂含量48.32%、自然白度65.53%的绢云母精矿；石英砂精矿达到玻璃工业用低档石英砂质量标准；绢云母精矿可用于涂料行业；磁选尾矿产率8.41%、SiO₂含量76.33%，可用作建筑用砂辅料。该工艺实现了不同矿物的有效分离，达到高岭土矿综合利用的目的。
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  辽宁翁泉沟硼铁矿的选矿工艺矿物学研究

  瞿思思, 鄂继涛, 朱家祥, 张小龙, 冯威, 张浩, 靳跃栋

  矿冶工程. 2024, 44(2): 60-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.015

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  采用X射线衍射、镜下鉴定、扫描电镜、矿物参数自动分析系统、化学成分分析等研究了辽宁翁泉沟硼铁矿的化学成分、矿物组成及含量、主要矿物产出形式等，查明了各目的矿物之间的嵌布关系等特性，以及影响选矿效果的主要矿物学因素，并提出了相应的选矿方法。
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  湖北某磷石膏浮选提纯试验研究

  张革利, 葛英勇, 陆泽通, 姜振胜

  矿冶工程. 2024, 44(2): 63-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.016

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  在工艺矿物学研究基础上，对湖北某磷石膏进行了浮选提纯试验研究。结果表明，强酸性条件下，以T-609为捕收剂，采用一粗一扫两精浮选工艺，最终精矿产品中二水硫酸钙品位达到99%以上，200 ℃白度可达到75%，该工艺流程简单、磷石膏分选效率高、药剂用量少，所得产品杂质含量低，达到了国家石膏特级标准，可用来制备高端建材产品和石膏晶须。
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  湖南某白钨矿分级-重选联合预抛及浮选试验研究

  石志中, 罗云波, 何军, 张发明, 刘国清, 韩雷

  矿冶工程. 2024, 44(2): 66-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.017

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  为验证湖南某白钨矿分级-重选联合预抛废在工业上的可行性，进行了工业分流试验和浮选对比小型试验。结果表明，在适宜条件下，采用筛分-螺旋溜槽预抛工艺，可抛掉产率25.50%、钨品位0.034%、钨损失率2.99%的抛废产品；抛废后再进行浮选，精矿产品品位和回收率均高于分级溢流直接浮选所得精矿产品。
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  某复杂铅锌矿锌精矿降碳试验研究

  梁治安

  矿冶工程. 2024, 44(2): 71-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.018

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  针对某复杂铅锌矿选矿所得锌精矿含碳量高的问题，进行了锌精矿降碳试验。采用可溶性淀粉为碳抑制剂，闭路试验获得了锌品位48.71%、含碳0.86%、锌回收率90.28%的锌精矿；与原工艺指标相比，在提高锌精矿品位及回收率的同时，碳含量降至1%以下，降碳效果显著。
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  高压辊磨技术在铜冶炼渣粉磨工艺中的应用研究

  薛建森, 赵建明, 杨晨晨, 卫晓岚, 吕超飞, 何嵩博

  矿冶工程. 2024, 44(2): 74-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.019

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  对铜冶炼渣进行了高压辊磨开路试验、边料循环试验、闭路粉磨试验以及与颚式破碎机产品的磨矿对比实验，并对各产品进行了粒度分析。结果表明，铜冶炼渣经高压辊磨处理后，产品中细粒级含量明显增加，可磨度提高约36个百分点，高压辊磨有利于提高铜冶炼渣的磨矿效率和选矿技术指标。
冶金
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  废旧电池回收过程中磷酸铁渣的提纯

  刘晓峰, 黄自力, 肖骁, 肖硕, 黄涛, 郑洁淼, 吴纪龙

  矿冶工程. 2024, 44(2): 78-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.020

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  为实现磷酸铁渣高附加值资源回收利用，采用盐酸浸出渣中铁、铁粉置换除铜、水解-化学沉淀法去除浸出液中钛、铝。结果表明，盐酸浓度25%、液固比6 mL/g、浸出温度60 ℃、浸出时间60 min时，磷酸铁渣中铁浸出率达98.7%；控制溶液初始pH=0.6，铁粉添加量为浸出液中铁物质的量0.55倍、反应温度60 ℃、反应时间35 min时，铜去除率达96.2%，钛去除率达83.6%；水解-化学沉淀法除钛、铝的过程中，氟化钠与铝物质的量比8∶1、反应pH=1.9、反应温度40 ℃、反应时间30 min时，钛去除率达97.6%，铝去除率达99.3%，浸出液中杂质元素含量满足后续电池级磷酸铁的制备要求。
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  高磷赤铁矿直接还原过程中不同添加剂脱磷的性能对比及分子动力学模拟研究

  钟志刚, 李宗蔚, 杨备, 罗良飞

  矿冶工程. 2024, 44(2): 83-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.021

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  通过试验对比了高磷赤铁矿直接还原焙烧过程中不同添加剂CaCO₃、Na₂CO₃、CaF₂的脱磷性能，结果表明，Na₂CO₃的脱磷性能更好，CaCO₃次之。利用分子动力学模拟统计计算使用3种不同添加剂后体系在焙烧过程中的桥氧分布和氧原子均方位移，查明了高磷赤铁矿直接还原过程中CaCO₃、Na₂CO₃、CaF₂的脱磷机制，结果表明，添加剂脱磷的作用机制是提高体系中自由氧含量或提高体系中氧原子的均方位移，减少体系中Si、P共用氧原子，从而抑制磷灰石的还原；添加剂脱磷性能与体系中氧原子均方位移呈正相关的规律。
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  超声-微波复合场下从铟铁酸锌中强化提铟

  申星梅, 彭倩柔, 李乐, 朱宗建, 曹发斌, 武杏荣

  矿冶工程. 2024, 44(2): 88-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.022

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  在超声-微波场作用下，对铟铁酸锌(ZnFe_2-xIn_xO₄)中铟进行强化碱浸。结果表明，铟不能在ZnFe_2-xIn_xO₄八面体晶格中大量固溶，最大固溶量约4.0%(质量分数，对应x=0.088)；外场对铟浸出的促进作用大小顺序为: 叠加超声-微波复合场>微波单场>顺序复合场>超声单场；在叠加超声-微波复合场下铟浸出率达56.6%，而超声单场下铟浸出率为30.2%；外场作用下碱浸，将In³⁺从晶格中释放出来，不会使铁酸锌的八面体晶格坍塌；叠加超声-微波复合场下浸出的In³⁺较多，样品的晶格常数下降较大，衍射峰强度降低与右移现象明显。
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  磷矿配炭球团高温固结工艺研究

  魏世发, 马彪, 任国兴

  矿冶工程. 2024, 44(2): 92-95. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.023

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  为解决窑法磷酸工艺中回转窑结圈问题，提出一种球团高温固结工艺，考察了黏结剂种类、固结温度、固结时间对磷矿球团强度及其还原性的影响。结果表明，固结温度800 ℃以上，采用膨润土为黏结剂，球团抗压强度和落下强度明显高于腐殖酸钠为黏结剂的球团。在配碳量为理论用量的1.4倍、CaO与SiO₂物质的量比0.35、膨润土添加量为总物料量的1.5%、固结温度1 000 ℃、固结时间30 min条件下，球团抗压强度和落下强度分别为345.36 N和33.50次。
  
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  FeSO₄对水稻根表铁膜及污染稻田土中镉迁移转运影响研究

  李威, 谢悦, 石竹, 陈立伟

  矿冶工程. 2024, 44(2): 96-99. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.024

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  选取湖南某污染稻田耕作层土壤，通过盆栽实验外源施加硫酸亚铁(FeSO₄)，研究FeSO₄对水稻根表铁膜及污染稻田土中镉(Cd)迁移转运的影响。结果表明，随着FeSO₄施加量增加(0~320 mg/kg)，水稻根际土壤pH值呈下降趋势，最高下降了0.70；水稻盆栽土壤TCLP-Cd含量与对照组相比出现一定程度上升；施加FeSO₄，降低了水稻茎叶、谷壳、糙米中Cd含量，增加了水稻植株根表铁膜的数量，一定程度上控制了水稻对土壤中Cd的吸收。但施加外源铁影响了土壤pH值及Cd的生物有效性，在实际稻田施加FeSO₄时建议与石灰等其他碱性修复材料进行组配，以获得更好的阻控效果。
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  铝酸钠溶液制备固体高纯铝酸钠实验研究

  刘世阳, 焦芬, 刘维, 李琛, 董良民, 王焕龙, 覃文庆

  矿冶工程. 2024, 44(2): 100-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.025

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  以铝酸钠水溶液为原料，通过蒸发-冷却析晶-脱水提纯工艺制备高纯固体铝酸钠，研究了添加剂对体系苛性比及析晶产物的影响以及铝酸钠溶液蒸发结晶过程的作用及行为。结果表明，以NaOH为添加剂能增加溶液体系苛性比，使蒸发结晶产物转变为NaAlO₂；添加NaAlO₂晶种、以NaOH为添加剂调节体系苛性比至1.36，蒸发温度100 ℃、结晶时间2 h、搅拌速率300 r/min条件下，可获得纯度88.1%的铝酸钠产品；在脱水温度200 ℃、脱水时间1 h、乙醇100 ℃提纯1 h条件下，可得到纯度93.8%、晶体粒度5～25 μm的固体高纯铝酸钠。
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  基于多重扫描速率法的α-Al₂O₃煅烧动力学研究

  邹婷, 李中林, 王丁, 吕凤程, 张伟光, 李义兵, 蒋学先

  矿冶工程. 2024, 44(2): 106-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.026

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  以氢氧化铝粉体为原料，探究氢氧化铝煅烧为α-Al₂O₃过程中的相转变与微观组织变化，利用多重扫描速率法对其煅烧过程进行动力学模拟计算。结果表明，氢氧化铝煅烧为α-Al₂O₃的优化条件为: 煅烧温度1 200 ℃、煅烧时间2 h、升温速率5 ℃/min。氢氧化铝煅烧过程出现3个吸热峰，对应3个失重阶段: 第一阶段反应机理函数为G(α)=[(1-α)^-1/3-1]²，反应平均活化能为91.16 kJ/mol，指前因子17.00×10⁹~44.03×10⁹ min^-1；第二阶段反应机理函数为G(α)=α²，反应平均活化能为106.2 kJ/mol，指前因子7.70×10⁹~18.60×10⁹ min^-1；第三阶段反应机理函数为G(α)=α^1/4，反应平均活化能为235.42 kJ/mol，指前因子39.94×10⁹~50.79×10⁹ min^-1。
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  高硫废渣催化热解高效脱硫工艺及机理研究

  陈浩, 王振坤, 朱军强, 周林, 李伟奇, 王忠兵, 胡文静, 玉增蒙, 周朝锋

  矿冶工程. 2024, 44(2): 112-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.027

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  对高硫废渣开展了催化热解脱硫研究。结果表明，以Fe₂O₃为固硫剂，在热解温度600 ℃、热解时间90 min、固硫剂与废渣质量比1.5∶1条件下，总硫去除率为85%左右；废渣中易挥发性含硫复杂有机物转化成稳定的无机物，其中无定形硫可转化为纯度大于95%的晶型硫；废渣热解脱硫后尾渣中残留物主要成分为硫酸钠、炭黑等无机盐；外排废气中主要成分为CH₄、C₂H₄等简单分子有机物，以及少量的CO、SO₂、CO₂、HCl等无机化合物。热解脱硫过程主要分为4个阶段: ① 非晶单质硫首先发生气化，并发生晶化反应；② 被有机物附着具有相对更稳定结构的单质硫与有机相的羟基或羧基键发生断裂，硫向外扩散溢出至大气中；③ 含硫有机相在亚甲基、次甲基位发生脱基团反应，生成HCl、H2S和炭黑，并被固硫剂吸附转化为硫酸盐；④ 脱基团后造成氮杂环烃之间碳碳键不稳定，断裂成CH₄、C₂H₄等小分子有机物，以及炭黑和少量H₂，C—N/C—NHx键断裂成NO_x/NH₃，C—S/C—SO₃H键断裂成H₂S、SO₂，被固硫剂吸附并转化为硫酸盐。
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  锰渣/H₂O₂非均相Fenton体系催化降解亚甲基蓝的研究

  郑国庆, 易允龙, 薛兴勇, 苏俏俏, 韩要丛, 蓝丽红, 陈贞南

  矿冶工程. 2024, 44(2): 119-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.028

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  采用锰渣和H₂O₂构成的非均相Fenton体系降解亚甲基蓝，研究了初始pH值、H₂O₂浓度、锰渣加入量及反应温度对降解性能的影响，考察了锰渣的循环稳定性能，探讨了锰渣/H₂O₂体系去除亚甲基蓝的机理。结果表明，反应温度25 ℃、亚甲基蓝浓度20 mg/L、H₂O₂浓度10 mmol/L、初始pH值2.5、锰渣加入量2 g/L条件下反应120 min，锰渣/H₂O₂体系对亚甲基蓝的去除率超过98.1%；锰渣循环使用5次后，反应300 min时对亚甲基蓝的去除率仍可达95.5%。在锰渣/H₂O₂非均相Fenton体系中，·OH对亚甲基蓝的降解起主导作用。
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  MIL-53(Fe)在土壤Sb(Ⅲ)污染修复中的应用研究

  邱志浩

  矿冶工程. 2024, 44(2): 124-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.029

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  采用溶剂热法制备了金属有机框架材料MIL-53(Fe)，并将其应用于吸附土壤中的锑(Sb)。以MIL-53(Fe)为吸附剂，吸附水溶液中Sb(Ⅲ)，探讨了溶液温度、pH值、吸附剂用量、Sb(Ⅲ)初始浓度、腐殖酸含量对吸附性能的影响，分析了吸附等温线和吸附动力学。结果表明，吸附剂用量3%，修复15 d后的土壤毒性浸出试验可浸出的Sb(Ⅲ)浓度降低了94.2%。溶液pH值和腐殖酸含量对吸附性能基本没有影响。对于25 mL浓度10 μg/mL的Sb(Ⅲ)溶液，加入20 mg MIL-53(Fe)即可达到良好的吸附效果。Sb(Ⅲ)初始浓度对MIL-53(Fe)吸附Sb(Ⅲ)的影响较大，吸附平衡条件下吸附剂最大吸附容量为102.9 mg/g。该吸附过程的吸附等温线与Freundlich模型拟合相匹配，吸附动力学符合伪二级动力学模型。
材料
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  磷掺杂硅碳负极材料的制备及性能研究

  周玉, 侯晓川, 王志杰, 刘云建

  矿冶工程. 2024, 44(2): 131-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.030

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  以微米硅粉为基体，通过固相热扩散法与高温热解法制备了磷掺杂的硅碳复合材料(Si-P@C)，并用于锂离子电池负极材料。结果表明: Si-P@C负极材料在电流密度0.2 A/g下的首次放电比容量达2 164 mAh/g；与纯硅相比，循环性能得到较大改善，在电流密度0.5 A/g下循环50次后可逆比容量仍有1 176 mAh/g，容量保持率73.5%。磷掺杂和碳包覆可有效地提高硅负极的电子转移能力和反应动力学。
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  利用高纯铝酸洗废渣制备大孔高比表面积拟薄水铝石研究

  袁辉, 贺永东, 赵亿坤, 孙小涵, 刘小龙, 杜玉峰, 白万全, 陈守俊

  矿冶工程. 2024, 44(2): 135-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.031

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  以硫酸铝、氢氧化钠及高纯铝酸洗废渣为原料，采用双铝法制备拟薄水铝石，研究了pH值、反应温度及尿素添加量对拟薄水铝石的形成及结构的影响与合成条件对拟薄水铝石形成时的物相及结构性能的影响。结果表明，随着反应温度升高，拟薄水铝石比表面积和孔容增大，结晶度提高。pH值6.5~9.5时，可以得到明显的拟薄水铝石物相；pH值达到10.5时，会产生三水铝石相。添加尿素能显著增加拟薄水铝石的比表面积和孔径。
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  一步法实现Rb⁺/Cl^-双位点共掺杂高性能锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂

  杨桂芬, 杨广场, 方明, 杨怡诗, 赖飞燕

  矿冶工程. 2024, 44(2): 141-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.032

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  针对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM)正极材料在循环过程中结构不稳定的问题，提出了Rb⁺/Cl^-双位点共掺杂NCM材料的策略。NCM晶格中Rb⁺/Cl^-双位点共掺杂的协同效应提高了Li⁺扩散速率，缓解了内部应变，抑制了高截止电压循环时Li⁺/Ni²⁺的混排。电化学测试结果表明，Li_0.99Rb_0.01(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O_1.99Cl_0.01(RbCl-NCM)材料在电流密度10C下放电容量高达176.9 mAh/g；RbCl-NCM材料在电流密度1C下首次放电容量203.5 mAh/g，且具有优异的循环性能，经200个循环后，容量保持率高达87.8%，而NCM材料在相同测试条件下的容量保持率仅57.3%。
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  单体种类对光固化增材制造5052铝合金的影响

  刘明信, 乔聪卓, 彭超群, 王日初, 柏松, 王小锋

  矿冶工程. 2024, 44(2): 145-152. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.033

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  针对光固化增材制造5052铝合金时存在的浆料不稳定、烧结体密度偏低和碳残留量较高等问题，研究了树脂单体种类对铝合金光固化增材制造的影响。结果表明，单体种类对光固化增材制造5052铝合金的成型工艺和烧结体性能具有重要影响。采用单体TMPTA或PEG400DA的铝浆黏度大于30 Pa·s，沉降时间大于120 h，成型的铝合金坯体结构完整但表面孔洞较多；采用单体PEG200DA或HDDA的铝浆黏度低于30 Pa·s，但沉降时间小于16 h，成型的铝合金坯体表面无孔洞但结构易残缺；采用单体PS-PCL的铝浆黏度低于30 Pa·s且稳定不易沉降，坯体表面无孔洞且结构完整。采用优选单体PS-PCL制备固含量55%铝浆，打印成型并烧结后，其相对密度大于95%，碳残留量相对较低(0.259 17%)，断口烧结颈明显，硬度相对较高(29.94HV)。
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  提钒尾矿综合回收利用研究现状

  杜金晶, 鲍彦如, 王雪, 朱军, 左恒, 刘景田, 张轩

  矿冶工程. 2024, 44(2): 153-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.034

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  从有价组分回收、新型功能材料合成和多用途建筑材料制备三个方面阐述了目前提钒尾矿资源的综合回收利用途径，可为提钒尾矿综合回收技术应用提供参考。
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  基于改进YOLOv5的镍板表面缺陷检测方法

  谭沁源, 唐勇, 金岩, 覃美满, 吴伟

  矿冶工程. 2024, 44(2): 160-166. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.035

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  针对镍板表面缺陷检测智能化程度低的问题，提出了一种基于改进YOLOv5的镍板表面缺陷检测方法。首先，对图像增强后的镍板数据集通过K-means++重新聚类锚框，提高锚框对本文数据集的适应度。其次，在主干网络Backbone中加入CBAM注意力机制，通过空间与通道信息融合来加强对感兴趣区域以及不清晰目标的特征识别。最后，在边界框回归时引入EIoU损失函数代替原CIoU损失函数，有效提高回归收敛速度，从而提高模型检测速度。实验结果表明，在自建的镍板缺陷数据集上，改进后的模型检测准确率高于Faster R-CNN、SSD、YOLOv3、YOLOv5等模型，其平均精度均值达81.4%，检测速度达61帧/s，模型在提高检测精度的同时也很好地满足了对检测速度的要求。
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  电化学沉积时间对碱预处理钛合金表面HA涂层的影响

  李明亮, 林兆擎, 王淼, 陈中玉, 刘新宽, 杜见第, 刘平

  矿冶工程. 2024, 44(2): 167-171. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.036

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  采用碱预处理钛合金表面再电化学沉积的方法，研究了电化学沉积时间对羟基磷灰石(HA)涂层物相、形貌、生物活性及其与钛合金基体间结合强度的影响。结果表明，碱预处理钛合金表面制备的电化学沉积涂层主要由片状HA相组成，电化学沉积时间对涂层物相组成没有影响，但会影响涂层厚度；沉积时间60 min时得到的HA涂层较致密，与基体的结合强度达17.85 MPa。各沉积时间下得到的HA涂层均具有较好的生物活性，在模拟体液(SBF)中，CO₃^2-置换HA中的PO₄^3-进入磷灰石中形成类骨磷灰石CHA，呈馒头状，直径7~8 μm，且在SBF中浸泡3 d，CHA可铺满HA表面。
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  轧制应变速率对Mg-1%Al合金组织、阻尼和力学性能的影响

  刘华燊, 孙有平, 何江美, 罗国健, 刘鑫雨

  矿冶工程. 2024, 44(2): 172-177. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.037

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  在不同应变速率下轧制Mg-1%Al合金板材，研究了轧制应变速率对Mg-1%Al合金显微组织、力学性能和阻尼性能的影响。随着轧制应变速率增加，Mg-1%Al合金的平均晶粒尺寸和再结晶体积分数增加；抗拉强度、屈服强度和织构强度减小；延伸率先升高后降低，在应变速率20 s^-1时达到最高，为25.33%。随着应变速率增加，室温阻尼性能增加，应变速率30 s^-1下应变振幅0.1%时阻尼值为0.061，是应变速率15 s^-1时的1.5倍。应变速率一定时，阻尼性能随着频率增加而降低。
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  基于异丙醇溶剂热合成四方相BaTiO₃工艺探索及机理研究

  盖卉妍, 戴超华, 杨林

  矿冶工程. 2024, 44(2): 178-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.038

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  以Ba(OH)₂·8H₂O和Ti(OC₄H₉)₄为原料、异丙醇(IPA)为溶剂，通过溶剂热法合成富四方相纳米钛酸钡 (BTO)粉体，研究了钡钛比、体系pH值、溶剂热温度及时间等因素对制备高四方性纳米BTO粉体的影响，利用X射线衍射和扫描电镜等表征方法研究了IPA在溶剂热制备BTO过程中的作用机理。结果表明，溶剂热工艺合成过程中，IPA会优先提供一定的—OH以促进Ti(OC₄H₉)4的水解，生成TiO₆八面体并与Ba²⁺连接。在低碱度环境中，经相转变、小颗粒溶解与重结晶等过程逐步转变为形貌规整的四方相BTO。钡钛比1.6、体系pH值10、溶剂热温度220 ℃、时间24 h、煅烧温度950 ℃、煅烧时间2 h时制备的富四方相纳米BTO粉体分散均匀、形貌规整，呈四方形或近四方形，c/a值达1.009 4，平均粒径为124 nm。
  
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  焊接参数对异种铝合金搅拌摩擦焊公差容限的影响

  刘家睿, 李庆乾, 李佳慧, 杨昭, 王孟君

  矿冶工程. 2024, 44(2): 183-187. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.039

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  为了研究焊接参数对异种铝合金搅拌摩擦焊公差容限的影响，采用显微硬度测试、拉伸力学性能测试、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段研究了不同焊接工艺参数下的A356与AA6061异种铝合金搅拌摩擦焊焊接头的力学性能及组织。结果表明，工件间隙从0 mm增至1 mm，焊接头抗拉强度显著下降，并产生肉眼可见的焊接缺陷；搅拌头规格保持不变，将焊接速度从120 mm/min降至80 mm/min，可促进材料流动从而提高对工件间隙的容限；搅拌针直径从4 mm增至6 mm，可提高焊接的公差容限，且材料融合程度明显提高，不再出现分层现象。
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  含硫添加剂对8 μm锂电铜箔性能的影响研究

  李谋翠, 樊斌锋, 赵玉龙, 王庆福, 王绪军

  矿冶工程. 2024, 44(2): 188-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2024.02.040

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  采用线性扫描伏安法和循环伏安剥离法研究了Cu²⁺、H₂SO₄、Cl^-浓度分别为85 g/L、100 g/L、2 mg/L的电解液中添加光亮剂聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)和3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS)对铜电沉积的影响，并研究了SPS和MPS对锂电铜箔抗拉强度、延伸率、光泽度及粗糙度的影响。结果表明，SPS和MPS对铜电沉积具有促进作用，且SPS的促进作用更强；SPS和MPS分别与胶原蛋白和羟乙基纤维素复配后，对铜电沉积的促进作用减弱；SPS更有利于提高铜箔抗拉强度，MPS更有利于提升铜箔延伸率；SPS浓度1.0 mg/L、MPS浓度1.5 mg/L时，铜箔毛面光泽度和粗糙度均较好，铜箔表面平整且致密。