2025年, 第45卷, 第3期　
刊出日期：2025-06-30

  

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采矿
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  基于专利文献检索的深海采矿环境影响监测与保护技术发展趋势分析

  贾永刚, 张志成, 卓晓军, 郑皓, 段晓影, 刘禹维, 朱宪明, 范智涵

  矿冶工程. 2025, 45(3): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.001

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  为精准把握深海采矿环境影响监测与保护前沿动态及研究热点，以IncoPat专利数据库和Web of Science核心数据库为数据源，对2005年1月1日至2025年4月14日期间的深海采矿领域专利与学术文献进行检索，运用文献计量学方法对有效的542件公开专利及469篇学术文献进行多维度统计分析，并对未来该领域的发展趋势进行探讨。研究表明，专利与文献同步增长凸显基础研究对技术创新的支撑；中国借助政策与机构协作，在理论研究方面实现从跟跑向并跑、领跑的转变；中国深海采矿科研注重环境影响监测与保护技术，构建了以深海采矿环境影响原位观测技术为核心的技术体系和理论框架，研究视角向复杂系统机理认知转变。未来，深海采矿环境影响监测与保护体系将由环境监测、环境评价、环境管理、环境保护四大核心模块构成全生命周期生态风险监测管理框架，并持续迭代升级。
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  节理对岩体爆破破坏特性的影响研究

  师天真, 杨启涛, 代周超, 李启月, 黄海仙, 崔雪姣, 马晶晶

  矿冶工程. 2025, 45(3): 8-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.002

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  使用硬纸片以不同数量、角度、宽度埋入试样，模拟岩体闭合节理结构，制备不同节理岩体模型，并借助高速摄影仪和三维激光扫描仪分析节理对岩体爆破破坏特性的影响，研究岩体爆破的裂纹扩展及块度分布规律。结果表明: 节理会分散爆破能量，阻碍裂纹贯通，导致爆破块度平均尺寸随着节理数量增加而减小；较宽的节理会使得应力波绕射、反射过程更复杂，能量耗散加剧，阻碍裂纹扩展，较小宽度节理更易产生更细小的爆破块度；节理角度与爆破应力波传播方向的相互作用显著影响裂纹扩展模式，角度过大易阻碍应力波传播。
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  充填料浆对变径弯管的冲蚀磨损特性分析

  王永军, 胡东祥, 郑辉, 王忠昶

  矿冶工程. 2025, 45(3): 14-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.003

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  采用变径弯管输送充填料浆，利用Fluent软件分析弯管角度、料浆入口流速、料浆质量分数、料浆平均粒径、质量流率、颗粒形状系数、颗粒冲击角度对变径弯管冲蚀磨损的影响。结果表明: 料浆入口流速对管道冲蚀区影响最大，当料浆入口流速由0.8 m/s增至2.0 m/s时，管道的冲蚀区域冲蚀速率增幅约43倍；料浆平均粒径对管道冲蚀区影响次之；弯管角度、颗粒冲击角度影响较小。管道冲蚀速率与料浆动能有关，料浆动能越大冲蚀越严重。管道的冲蚀磨损位置主要分布在入口处、弯管内外壁面、变径段与平流段，磨损最严重的位置位于变径段与出口段的衔接处。
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  沅麻盆地降雨诱发滑坡阈值模型研究

  龙长聪, 李军伟, 蒋鑫, 王津, 段艳平

  矿冶工程. 2025, 45(3): 22-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.004

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  以湖南省沅麻盆地红层区麻阳、沅陵、泸溪三县降雨型滑坡为研究对象，进行滑坡与降雨的相关性分析；在E-D阈值模型基础上，引入当日降雨量R作为第三指标构建E-D-R阈值模型，确定沅麻盆地降雨阈值；基于泰森多边形划分方法，对研究区域进行预警单元划分，实现县域级别的单元分级预警响应。结果表明: 滑坡前4 d至滑坡当日为沅麻盆地诱发滑坡的关键降雨时期，降雨有效系数α取0.5较为合适；相较于E-D二维阈值模型，E-D-R三维阈值模型精度更高，在滑坡风险评估中具有更高的准确性和可靠性；网格化、精细化预警单元划分不仅能增强滑坡灾害气象预警的精细化管控能力，而且能在未来预警预报中，结合预报雨量和降雨信息，实现单元差异化预警。
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  露天矿并段台阶边坡崩塌诱因分析及治理方案研究

  刘杨, 李京, 张长锁, 江科

  矿冶工程. 2025, 45(3): 29-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.005

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  针对某露天矿并段台阶边坡崩塌问题，综合运用工程地质分析、赤平投影分析及力学分析等手段，深入探讨诱导边坡崩塌的主要因素，基于边坡崩塌诱因及失稳特征提出了治理方案，并进行详细论证。结果表明: 台阶边坡崩塌是在岩体性质及风化裂隙面的控制下受到降雨入渗及开挖并段的共同作用而产生，采用“重力式挡墙压脚+碎石土回填+锚喷支护”治理方案，治理后的边坡整体稳定性系数为1.39，满足安全标准要求。
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  基于改进小波阈值法的气液两相流特征提取及流型识别

  陈立, 杜燕连 , 彭甫森, 韩振华, 阮荣倩, 沈义俊

  矿冶工程. 2025, 45(3): 35-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.006

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  对垂直管道气力提升实验中采集的气液两相流的压力信号进行小波分析，通过改善信噪比确定最佳小波基函数。根据小波细节系数能量变化确定分解层数范围，采用熵权法结合信噪比、均方根误差以及平滑度确定最佳分解层数。对小波阈值去噪后的信号进行小波包分解，以分解后的第1、2频带能量占比以及熵值作为特征向量对气液两相流进行流型识别。389组压力信号的流型识别结果表明，提取特征向量结合随机子空间决策树模型可以对气液两相流流型进行高效识别分类，采用改进小波阈值法处理后的流型整体平均识别率达98.08%。
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  含弱速度间断线特性的六方向三角网在边坡稳定性分析中的应用

  余小军, 秦傲韩, 范佳志, 杨鹰, 杨峰, 赵炼恒

  矿冶工程. 2025, 45(3): 44-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.007

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  针对上限有限元法中三节点三角形单元在边坡稳定性分析时存在的体积锁定问题，从速度间断线与同处共轭三角形单元的力学等效效应出发，提出一种含弱速度间断线特性的六方向三角网(P6)，并配合六节点三角形(T6)单元上限有限元法对边坡稳定性进行分析。结果表明: P6联合T6单元获得的边坡潜在滑动面清晰明确，耗散能密度平滑过渡，且随着网格密度增大，弱速度间断线效应加强，边坡稳定性系数Ns上限解精度提升；考虑内摩擦角及边坡坡度等综合因素的影响，P6对应的Ns上限解均优于三方向三角网及Delaunay三角网。基于P6上限有限元法在单次计算框架内形成的均匀网格计算效果良好，有利于强度折减上限分析等批处理运算方式，亦可结合网格自适应扩展其应用范围。
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  磷石膏改性注浆材料性能及微观机理研究

  叶坤, 张群利

  矿冶工程. 2025, 45(3): 52-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.008

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  为了探究磷石膏在矿山注浆材料改性中的作用机制，制备不同配比的注浆材料，分析注浆材料流动性、渗透性、强度参数和重金属浸出量等性能指标，利用扫描电镜、X射线衍射探究磷石膏改性注浆材料的微观机理。结果表明: 利用磷石膏作为注浆材料掺合物，不仅可以实现资源的有效利用，而且有利于改善注浆材料流动性；磷石膏掺量30%时，注浆材料的流动性和抗渗性较好，抗压、抗折强度得到显著提升，注浆材料中重金属浸出量有效降低；磷石膏促进了二次水化反应，生成了更多的水化硅酸钙凝胶，提高了注浆材料的结构稳定性和工程性能。
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  基于未确知测度理论和欧氏距离判别法的基坑边坡稳定性评价

  喻鲲鹏, 张海行, 黄攀衡, 余游, 贺彬, 陈顺满

  矿冶工程. 2025, 45(3): 57-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.009

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  基于未确知测度理论，选取水文工程地质条件、边坡高度、边坡坡度、基坑深度、排水设施、临近荷载、临近荷载坑边距、日最大降雨量、支护方式和施工方式共10个影响因素，利用熵权法确定各指标的权重，建立某基坑边坡未确知测度理论模型，结合欧氏距离判别法确定边坡的稳定性程度。结果表明，在强降雨且排水设施和支护方式均差时，基坑边坡稳定性差；无降雨且排水设施和支护方式均好时，基坑边坡较稳定；排水设施和支护方式对边坡稳定性的影响显著。现场监测数据表明，评价结果与实际情况较为一致，证明未确知测度理论和欧氏距离判别法评价基坑边坡稳定性的可靠性较高。
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  深海采矿沉积物羽流静水扩散特性试验研究

  刘泽霖, 陈时平, 郑皓, 吴翔, 饶秋华

  矿冶工程. 2025, 45(3): 63-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.010

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  采用Fluent软件建立深海采矿车行走对海底沉积物扰动作用的数值仿真模型，分析了海底沉积物羽流产生机理，并开展海底沉积物羽流静水扩散的大型水槽试验，探明不同初始质量浓度下沉积物羽流扩散的形态特征和浓度变化规律。结果表明: 海底沉积物羽流主要由采矿车行走对海底沉积物扰动作用所致；不同排放质量浓度下沉积物羽流扩散的整体形态特征大致相同，可分为初始排放、初次沉降和扩散、反弹再沉降扩散3个阶段，而羽流扩散浓度经历了快速上升、快速下降、缓慢下降至稳定3个阶段。
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  阶段空场嗣后充填法凿岩硐室矿柱对顶板稳定性的影响

  向伟华, 路燕泽, 刘志义, 王社光, 王立杰, 甘德清, 陈彦亭, 杨志强

  矿冶工程. 2025, 45(3): 69-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.011

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  以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象，基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型，探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响，采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与矿体一起崩落(方案2)条件下的顶板稳定性。结果表明: 采场开采长度27~45 m时，方案2的凿岩硐室顶板失稳风险较大；采场开采长度大于45 m时，2种方案顶板均存在失稳风险；方案2会使凿岩硐室内应力集中，顶板和侧帮出现应力加速释放现象；方案1的凿岩硐室应力释放和分布较为稳定，破坏时间相对滞后；矿岩稳固性较差时，选择方案1更利于顶板稳定。
选矿
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  叶轮转速及颗粒粒径对浮选机固-液两相流场特性影响研究

  牛福生, 窦念舟, 张晋霞

  矿冶工程. 2025, 45(3): 77-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.012

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  借助计算流体力学仿真技术，采用欧拉方法模拟XFD型浮选机内部颗粒流动行为，探究叶轮转速及颗粒粒径对浮选机固-液两相流场分布特征的影响，揭示浮选机内的流体运动规律；从速度场、湍流度等方面揭示浮选机的浮选动力学特点。模拟结果表明: 转速1800 r/min时，存在液相速度最大值5.32 m/s,转子区域与下循环区域流体运动速度和湍流动能较高且流场相对稳定，适合矿物浮选分离；微细粒矿物颗粒粒径对浮选机内部固-液两相流场特性影响较小，转子表面压力分布与颗粒粒径密切相关，且在定子与转子间的区域，湍流动能显著增强，促进了赤铁矿颗粒的有效分散。通过赤铁矿浮选试验研究不同叶轮转速下精矿品位以及回收率的变化，叶轮转速1800 r/min时精矿Fe品位为66.35%，回收率为85.34%，结合浮选流场模拟结果，叶轮转速1800 r/min比较适合于浮选作业。
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  钼铋硫混合精矿无氰分离新技术研究

  李振兴, 唐雪峰, 马巍, 程征, 吴江岳恩, 赵洪冬, 李文恒

  矿冶工程. 2025, 45(3): 84-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.013

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  以湖南柿竹园钼铋硫混合精矿为研究对象，开发了钼-铋-硫分离的绿色环保高效抑制剂CYZ-15与钼-铋-硫无氰分离新技术，流程试验获得了产率3.02%、Mo品位40.36%、Mo回收率92.98%的钼精矿和产率9.62%、Bi品位28.14%、Bi回收率95.64%的铋精矿，实现了钼铋硫混合精矿的无氰高效分离。
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  高炉除尘灰浮选-弱磁选-强磁选联合回收过程组分迁移规律研究

  唐鸿鹄, 熊琪, 曾勇, 金兆城, 江锋, 王丽, 孙伟

  矿冶工程. 2025, 45(3): 88-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.014

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  提出了浮选-弱磁选-强磁选联合回收高炉除尘灰的方法，以煤油为捕收剂、硫酸锌为抑制剂，采用一粗两精浮选流程预先脱碳，脱碳尾矿采用弱磁选-强磁选分离出铁精矿，磁选尾矿即为锌精矿，全流程试验获得了碳品位86.16%、回收率88.74%的碳精矿，铁品位55.75%、回收率67.01%的铁精矿(弱磁选精矿)以及锌品位16.79%、回收率75.74%的锌精矿。采用XRD、SEM-EDS等分析了分选过程主要元素的迁移规律，发现铁精矿主要为磁铁矿，锌精矿主要为氧化锌，损失至铁精矿中的锌矿物主要为弥散型分布的ZnFe₂O₄。针对难处理的强磁选精矿进行了产品产出方案分析。
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  微细粒浸染型难选金矿石浮选新工艺研究

  吕子虎, 梁延龙, 赵登魁, 王守敬, 吕良, 吴东印, 程宏伟

  矿冶工程. 2025, 45(3): 94-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.015

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  对某微细粒浸染型难选金矿石进行了浮选试验研究。采用自主研发的捕收剂ZHS-3，并采用中矿再磨再选工艺协同强化细粒金捕收，获得了金品位43.70 g/t、回收率74.29%的金精矿及金品位15.60 g/t、回收率4.28%的次精矿，两者合计金品位39.79 g/t、回收率78.57%，相比常规浮选工艺，金品位和回收率均有所提高，实现了微细粒金的高效回收，提高了资源利用率。
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  新型耐低温捕收剂对齐大山铁矿石的反浮选试验研究

  郑业超, 赵通林, 依爽, 宋宝旭, 马芳源, 南楠

  矿冶工程. 2025, 45(3): 99-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.016

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  采用新型耐低温捕收剂CH对齐大山铁矿石进行了低温反浮选条件试验、常温及低温反浮选闭路试验，并对矿物的吸附机制进行了研究。结果表明: 矿浆温度10 ℃、矿浆pH值11.0、抑制剂苛化淀粉用量600 g/t、活化剂氧化钙用量750 g/t、捕收剂CH用量1 050 g/t、矿浆浓度(质量分数)30%时,采用一粗一精反浮选，可以获得铁品位68.32%、铁回收率70.76%的铁精矿；一粗一精三扫低温（10 ℃）闭路试验可以获得铁品位66.32%、铁回收率85.14%的铁精矿，常温（25 ℃）闭路试验可以获得铁品位67.31%、铁回收率85.45%的铁精矿，证明CH捕收剂在低温下仍具有良好浮选指标。红外光谱、石英表面接触角以及表面张力测定结果表明，捕收剂CH在石英表面发生了吸附，且吸附作用明显优于传统阴离子捕收剂油酸钠。
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  干磨过程中抑制剂对铁闪锌矿表面性质的影响研究

  傅开彬, 李贺, 刘泽铭, 孔云龙, 朱乐明

  矿冶工程. 2025, 45(3): 104-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.017

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  采用干式磨矿方法研究了常用抑制剂氧化钙和多硫化钙对铁闪锌矿表面Zeta电位的影响，并利用XPS探究了Cu²⁺、Pb²⁺和Ag⁺等活化离子对铁闪锌矿表面相原子组成、化学状态的影响。结果表明: 经氧化钙、多硫化钙抑制后，铁闪锌矿表面Zeta电位发生不同程度的偏移；与氧化钙作用后，铁闪锌矿表面Zeta电位向正方向偏移，零电点pH=6.43；与多硫化钙作用后，铁闪锌矿表面Zeta电位向负方向偏移，但偏移幅度较小；氧化钙和多硫化钙对铁闪锌矿的抑制能力较弱；经Cu²+、Pb²⁺和Ag⁺等离子活化后铁闪锌矿表面相硫原子和金属原子的比例分别为2.07、1.34和1.07，均大于闪锌矿理论值(1.0)，Cu²⁺与Zn²⁺和Fe²⁺等的离子半径相近，易发生强烈的离子置换，铁闪锌矿表面呈现金属缺陷型矿物相，与表面S^2-结合，Pb²⁺、Ag⁺与Zn²⁺、Fe²⁺的离子半径差距较大，以吸附、沉淀等方式改变铁闪锌矿表面相组成，对表面硫原子和金属原子比例影响较小，铁闪锌矿表面出现多硫化物和硫酸盐等。
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  石煤酸浸提钒尾渣资源化利用试验研究

  李鑫源, 刘有才, 符剑刚, 张作庆, 邓惠贤, 柏景涛

  矿冶工程. 2025, 45(3): 110-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.018

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  针对湘西某石煤酸浸提钒后尾渣堆存占用土地资源、造成巨大环境安全隐患等问题，提出了尾渣深度炭灰分离的资源化利用方案。采用筛分-浮选的方法，通过筛分得到灰分大于94%的粗粒级灰分矿物后，对筛下细粒级矿物进行浮选，闭路浮选所得富炭精矿固定碳含量可达32.86%，高位发热量为9832 kJ/kg，可满足锅炉掺烧煤的热值要求，可燃体回收率为73.50%；尾矿灰分96.14%，产率78.42%，烧失量为4.98%，浸出毒性检测结果显示高灰分尾矿产品危害成分含量均未超出限值。简单的经济估算结果表明，该技术方案具有一定经济可行性。
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  季铵盐Y28对一水硬铝石与脉石硅酸盐矿物的浮选性能

  彭磊红, 邓政斌, 唐云, 吴德宝, 李红妍

  矿冶工程. 2025, 45(3): 115-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.019

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  研究了捕收剂季铵盐Y28对一水硬铝石与脉石硅酸盐矿物高岭石和白云母的浮选行为，通过吸附量、接触角、Zeta电位、FTIR分析和XPS分析对Y28与矿物表面的作用机理进行了探究。结果表明: 捕收剂Y28用量90 mg/L、矿浆pH值为7时，一水硬铝石回收率为25.63%，高岭石和白云母回收率分别为83.21%和81.24%；Y28主要以物理吸附的方式吸附在矿物表面，吸附强度顺序为: 高岭石>白云母>一水硬铝石。
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  磁流体耦合高梯度磁选高效回收攀西钛铁矿的研究

  唐海芬, 曙瓦克·赛力克, 岳鑫慧, 王晓晗, 李博佳, 郑霞裕

  矿冶工程. 2025, 45(3): 120-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.020

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  采用磁流体耦合高梯度磁选对攀枝花地区钛铁矿进行高效回收试验研究。在MnCl₂浓度(质量分数)40%、磁感应强度0.6 T、脉动频率400 r/min条件下，仅通过磁流体耦合高梯度磁选(不再浮选)，经一次粗选、三次精选，获得了TiO₂品位46.89%、回收率38.30%的钛精矿指标，与工业生产上采用磁选-浮选联合分选获得的指标相当。
  

  
  
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  河北某含方解石超细粒级低品位磷矿选矿试验研究

  王龙, 闫雷超, 王香媛, 李佳超, 韩国英, 蔡桂良, 刘兆旺

  矿冶工程. 2025, 45(3): 125-129. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.021

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  针对河北某含方解石超细粒级低品位磷灰石精矿品位不达标、难以利用的问题，开展了提高磷灰石精矿品位试验研究。结果表明，影响磷灰石精矿品位的主要脉石为方解石，采用高效方解石抑制剂CD-8以及高选择性磷灰石捕收剂CK-P，采用一粗一扫三精、中矿顺序返回的正浮选流程，实验室闭路试验获得了P₂O₅品位32.02%、回收率70.92%的磷精矿。该流程应用于工业生产，流程运行正常，浮选指标稳定，实现了超细难选磷资源的高效利用。
冶金
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  含硼铁矿分离与提质试验研究

  袁壮, 陈雯, 王祥, 刘小银, 彭泽友, 李家林

  矿冶工程. 2025, 45(3): 130-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.022

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  对某含硼铁矿进行了分离和提质试验研究，提出提硼降硫的研究方案，并制定了活化焙烧-磨矿-碱浸-磁选的选冶联合工艺。结果表明: 中性气氛下，在焙烧温度650 ℃、焙烧时间90 min条件下活化焙烧，所得焙烧矿在磨矿细度-0.075 mm粒级占83.28%、浸出温度100 ℃、浸出时间60 min、液固比3∶1、浸出剂氢氧化钠浓度(质量分数)15%、搅拌速度180 r/min条件下浸出，可得到B₂O₃浸出率94.62%的含硼母液，浸出渣经常规磁选，能获得TFe品位54.94%、B₂O₃含量0.24%、S含量0.077%的铁精矿，成功实现了硼的充分回收和铁精矿品质的提升。
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  功能化施氏矿物的合成及其对铜(Ⅱ)-乙二胺-硫代硫酸盐浸金液中砷吸附性能的研究

  李娇, 杨仁聪, 张弛, 李鑫容, 字富庭

  矿冶工程. 2025, 45(3): 136-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.023

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  以十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)改性施氏矿物(Sch)制备吸附剂TTAB@Sch，应用该吸附剂从铜(Ⅱ)-乙二胺-硫代硫酸盐浸金液中吸附砷，研究了Cu²⁺浓度、乙二胺浓度、S₂O₃^2-浓度、溶液pH值、初始砷质量浓度对TTAB@Sch吸附砷的影响。结果表明，FeSO₄·7H₂O、KMnO₄、TTAB用量分别为10、1、2 g/L时，所制备的吸附剂TTAB@Sch具有较佳的吸附性能；铜(Ⅱ)-乙二胺-硫代硫酸盐浸金液中Cu²⁺浓度5 mmol/L、乙二胺浓度12.5 mmol/L、初始砷质量浓度12.29 mg/L、pH=10时，TTAB@Sch对浸金液中砷的吸附率达87.2%。FT-IR和XPS分析结果表明砷可能通过Fe—O—As的形式吸附在TTAB@Sch上。
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  红土镍矿开发利用研究现状与前景展望

  余建文, 郭壹泽, 王家奇, 韩跃新, 李艳军, 高鹏

  矿冶工程. 2025, 45(3): 142-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.024

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  概述了镍资源概况，梳理了红土镍矿的资源特征，总结了传统湿法工艺(高压酸浸、常压酸浸、还原焙烧-氨浸、硫酸化焙烧-水浸等)和火法工艺(回转窑预还原-电炉熔炼、高炉熔炼镍铁、回转窑直接还原-磁选等)的技术特征与应用情况，特别介绍了悬浮焙烧预还原-电炉熔炼新工艺，并对红土镍矿的高效开发与清洁提取技术进行了展望。
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  碱酸法提纯球形石墨试验研究

  张文学, 邱杨率, 张凌燕

  矿冶工程. 2025, 45(3): 151-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.025

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  针对石墨化学提纯过程中提纯纯度不高、碱酸用量大等问题，以萝北球形石墨为研究对象，研究球形石墨中杂质的赋存状态，开展碱酸法提纯试验研究，开发出负-正压混碱加压酸浸的碱酸法提纯工艺。结果表明，负-正压混碱加压酸浸的碱酸法提纯工艺的优化条件为: 石墨在真空下静置35 min、真空度-0.15 MPa，加压搅拌时氢氧化钠浓度40%、压力0.19 MPa(加压温度120 ℃)、搅拌时间40 min、氢氧化钠溶液与球形石墨的液固比1.0 mL/g，焙烧过程中焙烧时间120 min、焙烧温度550 ℃，酸浸时HCl浓度2.5 mol/L、压力0.16 MPa(酸浸温度118 ℃)、盐酸溶液与石墨的液固比1.0 mL/g、酸浸时间90 min，该条件下石墨提纯后固定碳含量由95.35%提升至99.96%。
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  萃取法从废旧线路板酸浸液中回收铜的试验研究

  柳林, 王威, 刘红召, 曹耀华, 王科, 赵俊利

  矿冶工程. 2025, 45(3): 158-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.026

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  针对铜含量为34.33 g/L的废旧线路板酸浸液，采用溶剂萃取法回收其中铜，考察了萃取剂种类、萃取时间、萃取相比、萃取剂浓度、萃取温度对铜萃取效果的影响。结果表明: 以AD100为铜萃取剂，在萃取相比V_O/V_A=1∶3、萃取剂浓度60%、室温(25 ℃)条件下振荡萃取10 min，铜萃取率达96.62%；再采用草酸对有机相进行反萃获得草酸铜，经煅烧可制得氧化铜产品。
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  DL-苹果酸-Na₂S₂O₈耦合体系下废旧磷酸锰铁锂正极粉选择性浸出工艺研究

  刘勇奇, 巩勤学, 周启, 郑宇, 杨云广, 唐红辉

  矿冶工程. 2025, 45(3): 163-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.027

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  以废旧磷酸锰铁锂正极粉为原料，采用DL-苹果酸-Na₂S₂O₈耦合浸出体系选择性回收锂、锰、铁金属，考察DL-苹果酸浓度、Na₂S₂O₈与磷酸锰铁锂物质的量比、液固比L/S、浸出温度、浸出时间对锂、铁、锰、磷浸出率影响，并对耦合体系浸出渣进行了SEM、XRD分析，对浸出液成分进行FTIR分析。结果表明: 在DL-苹果酸浓度0.4 mol/L、Na₂S₂O₈与磷酸锰铁锂物质的量比0.4、液固比15 mL/g、浸出温度30 ℃、浸出时间3 h条件下，锂、铁、锰、磷浸出率分别为98.76%、2.37%、96.89%、52.45%，浸出液中锂、铁、锰、磷质量浓度分别为2.98、0.21、12.66、6.52 g/L；浸出渣主要成分为磷酸铁，浸出过程DL-苹果酸与Mn²⁺形成配合物溶于浸出液，实现铁锰高效分离。
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  热处理对砷酸钙晶型演变影响和砷溶出研究

  李中林, 彭彪, 许晔, 罗文彬, 王露森, 王胜杰, 李义兵

  矿冶工程. 2025, 45(3): 168-172. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.028

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  考察了砷酸钙热处理过程中焙烧温度和升温速率对砷酸钙晶型转化的影响，使用强酸(硫酸、硝酸、盐酸、王水)对热处理后的砷酸钙进行浸出，研究了砷酸钙晶型转变程度与砷浸出量之间的关系。结果表明，焙烧过程中砷酸钙发生明显晶型转变，且焙烧温度越高，砷酸钙晶型转变程度越高；对热处理后砷酸钙进行酸浸，砷浸出量随着焙烧温度升高而减少；砷酸钙经500 ℃焙烧后，酸浸液中砷含量符合GB 5085.3—2007标准要求，砷酸钙经900 ℃及以上温度焙烧后浸出液中砷含量满足GB 3838—2002标准要求。
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  铝灰直接氮化法增氮过程实验研究

  丁万武, 袁浩登, 魏国立, 余海存, 安家志, 朱小峰

  矿冶工程. 2025, 45(3): 173-179. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.029

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  针对铝冶炼过程中产生的危险废物铝灰堆存量大、环境污染风险高的问题，提出一种铝灰增氮处理后应用于炼钢过程促进钒氮微合金化的新思路。将铝灰在氮气气氛下加热炒灰，使铝灰与氮气反应，从而提高铝灰氮含量。研究了反应温度、铝含量和颗粒尺度等因素对铝灰增氮效果的影响，并对增氮后铝灰进行XRD、SEM-EDS表征。结果表明，适宜的增氮条件为: 反应温度880 ℃、初始铝含量45%(铝粉)、氮气流量4 L/min，此条件下铝灰中氮含量由1.18%增加至11.90%。增氮过程主要是铝灰中的金属铝与氮气反应生成AlN，且AlN在氧化铝颗粒表面生成。
材料
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  MXene负载棉花生物炭作为锂离子电池负极材料的电化学性能

  白世伟, 唐正芳, 蔡向兵, 覃子皓, 杨波, 吴千惠, 廖芝建, 刘洁群, 钟胜奎

  矿冶工程. 2025, 45(3): 180-184. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.030

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  采用改性酸刻蚀法和高温碳化法分别制备了MXene材料及棉花生物炭材料。通过SEM与XRD表征，筛选出MXene修饰棉花生物炭的适宜质量比，并进一步对材料进行充放电测试、循环伏安测试及交流阻抗测试，研究材料的电化学性能。结果显示，MXene材料在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量为434.3 mAh/g，而MXene/棉花生物炭(质量比1∶3)复合材料在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量可达到1486.60 mAh/g，该复合材料具有优异的电化学循环性能、倍率性能以及电导率，为MXene在锂离子电池中的应用提供了借鉴。
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  钛微合金化高强钢凝固过程中钛夹杂物的析出行为研究

  刘爱华, 孔令男, 李春辉, 齐江华, 陈志国, 阳宇晨, 李菲

  矿冶工程. 2025, 45(3): 185-190. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.031

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  通过热力学计算结合显微分析的方法，研究了钛微合金化高强钢中Ti、N元素对钢液凝固过程中TiN夹杂物析出行为的影响。热力学计算结果表明: TiN夹杂物在钢液凝固前沿的析出行为是无法避免的，但可以通过减小w(N)₀×w(Ti)₀的值来延缓TiN夹杂物析出；TiN夹杂物最终尺寸主要受钢液中初始N含量的影响，减小初始N含量可以缩小TiN夹杂物的尺寸。显微分析结果显示，Ti和N元素含量(质量分数)由0.12%和0.005%分别减小到0.08%和0.003%时，TiN夹杂物的数密度和平均尺寸分别下降了27.1%和50.2%，进一步证实了热力学的计算结果。
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  陶瓷光固化技术应用及其展望

  张玄, 钟佳妮, 俞风英, 占丽娜, 刘耀

  矿冶工程. 2025, 45(3): 191-197. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.032

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  综述了陶瓷光固化技术中立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)和双光子聚合(TPP)技术的基本原理，系统介绍和分析了SLA、DLP、TPP技术的研究现状、应用领域以及存在的问题；在此基础上对陶瓷浆料及其性能优化、光固化机理以及后续脱脂烧结工艺进行了全面概述。最后，对获得优异性能的陶瓷浆料、高力学性能的成品以及研究成果的应用转化等进行了展望，并提出了增加陶瓷浆料种类、加快复合陶瓷材料发展、加大大尺寸陶瓷零件研究力度等建议。
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  表面包覆碳层结构对硅氧电池材料性能的影响

  陈功哲, 李中良

  矿冶工程. 2025, 45(3): 198-202. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.033

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  采用不同碳源和不同包覆方式制备了3种碳包覆氧化亚硅材料，对其进行物化性能和电化学性能结果分析。采用气相碳源进行气相包覆时材料表面的碳层均匀致密，采用固相碳源进行液相包覆时材料表面的碳层疏松且不均匀，采用两种方式组合包覆时材料表面的碳层兼备两种方式的特点，内层疏松、外层致密。电性能测试结果表明组合包覆的材料比容量为1688.45 mAh/g，首次效率为76.13%，循环100次后容量保持率为79.6%。
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  真空热压烧结时间对Al-30%Sc合金组织性能的影响

  徐豪, 柏松, 王小锋

  矿冶工程. 2025, 45(3): 203-206. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.034

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  利用X射线衍射、扫描电镜及背散射电子衍射等方法，研究了真空热压烧结时间对高钪铝合金Al-30%Sc合金相组成、显微组织及致密化的影响。结果表明，在630 ℃/30 MPa烧结条件下，所制备合金样品均匀性良好，随着烧结时间延长，合金中Al₃Sc相含量减少，Al₂Sc相含量增加，合金致密度和晶粒尺寸无明显变化。
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  铁闪锌矿及其煅烧产物的光催化性能研究

  王远凡, 赵宇霏, 张鑫, 刘晓文

  矿冶工程. 2025, 45(3): 207-211. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.035

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  采用煅烧法合成了铁闪锌矿改性产物，以其为光催化剂，在紫外光照射下降解有机染料亚甲基蓝，并通过紫外-可见漫反射光谱和自由基捕获实验研究该光催化剂的降解机理。结果表明，660 ℃煅烧的铁闪锌矿样品具有良好的光催化性能，在240 min内对亚甲基蓝的降解率达到98.46%。铁闪锌矿煅烧产物中，三元异质结比二元异质结更有利于光生载流子的有效分离，提升光催化性能。
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  热处理对奥氏体不锈钢熔覆层微观组织、力学性能和使役性能的影响

  吉效科, 毛勇, 李茂, 张海瑜, 见飞龙, 庄磊, 王玮晨, 王明静, 刘二勇

  矿冶工程. 2025, 45(3): 212-217. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.036

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  针对奥氏体不锈钢激光熔覆层成分偏析、脆性倾向明显的现状，利用激光熔覆技术制备奥氏体熔覆层，考察预热、退火热处理对熔覆层及热影响区微观组织、力学性能和使役(腐蚀与腐蚀磨损)性能的影响。结果表明，预热、退火奥氏体熔覆层物相仍以奥氏体相为主，仅出现晶粒长大和(111)晶面择优转变；熔覆层及热影响区硬度下降，而抗拉强度和延伸率明显升高，因为热处理不仅减弱了熔覆层的沿晶断裂倾向，还改善了热影响区的韧性断裂倾向；其次，预热、退火提升了奥氏体熔覆层的耐磨抗蚀性能，尤其是退火处理效果更明显，归因于熔覆层和热影响区的成分偏析减弱和塑韧性提升的协同改善。
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  热终轧温度对罐体材料用3104铝合金织构演变的影响

  赵千愉, 叶凌英, 韦卫昌, 何海铜, 刘晓滕, 曹高辉, 唐建国

  矿冶工程. 2025, 45(3): 218-223. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2025.03.037

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  研究了热终轧温度对3104铝合金“1+3”热连轧坯料及后续冷轧、中间退火过程中组织与织构演变的影响规律。结果表明，随着热终轧温度升高，热轧板再结晶程度增大，热轧板中立方Cube织构体积分数增加，Brass织构、S织构和Copper织构体积分数降低；中间退火板的平均晶粒尺寸随着热终轧温度升高而增大；中间退火前冷轧板中Cube织构体积分数随着热终轧温度升高而增加，不利于在退火后形成强的Cube织构，由此导致成品冷轧板中Cube织构体积分数降低。