2026年, 第46卷, 第1期　
刊出日期：2026-02-25
  

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    采矿
  • 深海多金属结核在垂直管道气力提升系统中的运动特性模拟
    林海, 杜燕连, 符孟帝, 魏孟然, 朱井育, 沈义俊
    矿冶工程. 2026, 46(1): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.001
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    为研究深海多金属结核在垂直管道气力提升系统中不同气流量下的运动特性和气液固三相流的流场特性,采用CFD-DEM耦合方法对垂直管道气力提升系统内气-液-固三相流进行数值模拟。结果显示：随着气流量增大,颗粒群的平均局部体积分数减小、段塞流的出现频率先降低再升高、管内流体流速和颗粒群平均轴向速度增大;管内平均压降随着气流量增大而减小,随着颗粒群局部体积分数增大而增大。因此,可通过压降了解管道内颗粒局部体积分数的变化,从而判断段塞流,防止管道堵塞。
  • 基于融合RRT算法和人工势场法的深海采矿车路径规划研究
    崔乔宇, 彭赛锋, 郑皓, 王蕊
    矿冶工程. 2026, 46(1): 7-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.002
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    针对深海采矿车全局路径规划问题,提出融合快速扩展随机树(RRT)与人工势场法(APF)的改进算法。基于采矿车运动学模型,通过目标偏向策略优化RRT采样机制,引入自适应斥力系数改进势场函数,提升避障性能与目标可达性;并在两种不同工况下进行仿真验证。结果表明,工况1(复杂环境)中,RRT*-APF改进算法较RRT*算法搜索时间缩短73.1%、扩展节点数减少50.7%,路径长度从1542.35 m缩短至1486.16 m,更适用于复杂环境;工况２(简单环境)中,RRT-APF改进算法较传统RRT算法搜索时间缩短67.4%、扩展节点数减少52.6%,路径长度从973.58 m缩短至910.27 m,更适用于简单环境。
  • 混装乳化炸药工艺参数对爆炸性能的影响规律研究
    张建秋, 代周超, 李海谦, 李启月, 崔雪姣
    矿冶工程. 2026, 46(1): 17-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.003
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    为了精准调控混装乳化炸药爆炸性能,系统考察了水相(硝酸铵/水)、油相(柴油/机油)、剪切速度以及敏化剂比例等参数对混装乳化炸药爆炸性能的影响,利用多元线性回归与通径分析方法建立了装药密度与爆速随各因素变化的量化关联模型。结果表明,适度提高硝酸铵含量(降低水含量)可显著提升爆速;增大油相中机油比例(减小柴油比例)能增强炸药整体能量输出。增大剪切速度可降低乳胶内相粒径,从而提高爆速;但敏化剂比例增大会减小爆速。通径分析结果显示,在调控乳化炸药爆速时,应重点关注敏化剂比例和硝酸铵含量,而在调整装药密度时需主要考虑敏化剂比例和剪切速度。
  • 基于CRITIC法-可拓云模型的露天矿高陡边坡稳定性动态评价
    任赢, 沈国卓, 张良喜, 任光明, 韩刚, 代鑫龙
    矿冶工程. 2026, 46(1): 23-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.004
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    露天矿边坡稳定性评价指标具有差异性、随机性、模糊性,为克服传统方法在露天矿边坡稳定性评价中指标权重静态、相关性处理不足及指标差异的缺陷,通过改进可拓云模型,运用差异系数替代传统CRITIC法标准差,修正评价指标独立性系数,引入关联度矩阵计算动态权重,建立了多层次多变量的露天矿边坡稳定性动态评价模型,并依据该评价模型对某露天矿3个高陡边坡区域进行稳定性评价。结果表明,该露天矿3个边坡区域的安全等级界限值分别为3.38、3.23、3.37,置信度因子均小于0.05,安全等级均为III级,均属于基本稳定边坡。3个边坡区域的评价结果与刚体极限平衡法、可拓学理论及未确知测度理论结果基本吻合,验证了该模型的适用性与可靠性。
  • 预裂爆破轴向不耦合装药合理空气柱长度研究
    师强强, 朱星星
    矿冶工程. 2026, 46(1): 30-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.005
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    合理的轴向空气柱长度可以使相邻炮孔间形成贯通裂缝,同时孔壁不产生粉碎区,对预裂爆破具有重要作用。通过理论计算分析了孔壁初始冲击压力沿炮孔轴向的变化特征;针对巴润露天矿爆破工程,初步估算了预裂爆破合理的轴向空气柱长度,约为1.5 m,并采用数值模拟分析不同轴向空气柱长度下的爆破后应力变化趋势。结果表明：空气柱段孔壁初始压力沿炮孔轴线呈“U”形分布特征,空气柱中间位置处孔壁压力最小。轴向空气柱长度1.5~2.0 m时,数值模拟应力值回落至10 MPa左右时出现振荡,可满足岩石孔间裂缝起裂和扩展的要求。巴润采场工程实践表明,空气柱长度1.5 m时预裂爆破后坡面不平整度小于10 cm、半壁孔痕率大于85%、爆破振动合成速度为5.782 cm/s,各项指标较优。
  • 基于岩体可爆性分级的精细化爆破技术研究
    刘滨, 朱兆文, 冯连伟, 鲁鑫, 陈鹏宇, 薛瑞敏, 任基, 彭康
    矿冶工程. 2026, 46(1): 37-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.006
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    针对新城金矿采场爆破进尺不足、炸药单耗过高等问题,开展基于岩体可爆性分级的精细化爆破技术研究。通过分析岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数及岩石密度等指标,构建多参数融合的可爆性分级模型,提出修正的BQ指数公式,将岩体可爆性划分为5级。结果表明,新城金矿矿岩以Ⅲ级(中等可爆)和Ⅳ级(难爆)为主。基于分级结果,对中等可爆与难爆岩体分别进行爆破参数优化。工业试验表明,优化后采场进路炮孔利用率从87.3%提升至93.9%,超宽由17.5%降至1.25%,超高由25.0%降至3.3%,实现了光面爆破与围岩扰动精准控制。
  • 基于ITD - K-means - 小波包法的爆破振动信号降噪研究
    申宇宙, 张云鹏, 马海越
    矿冶工程. 2026, 46(1): 44-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.007
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    针对实测爆破振动信号中噪声干扰的问题,提出了一种爆破振动信号降噪方法。该方法基于固有时间尺度分解(ITD)算法,将信号分解为多个IMF分量;引入K-means算法进行聚类处理,计算各类别信号的相关系数值,识别含噪信号类别;通过小波包法对含噪信号进行降噪处理并重构,得到纯净信号。采用该方法对仿真信号和实测信号进行降噪验证,结果表明,在仿真信号降噪实验中,相较于传统的小波包法、CEEMDAN法和ITD法,ITD - K-means - 小波包法的信噪比(17.241 dB)最大,均方根误差(9.71×10-2)最小;在实测信号降噪实验中,经ITD - K-means - 小波包法处理后的信号在中低频段(0～60 Hz)保留了更多的优势主频能量,有效抑制了120 Hz以上的高频噪声。
  • 水-岩-土壤耦合作用下竖井围岩失稳的离散元研究
    李潇, 陈明, 田毕, 郭建强, 仝新利, 王珲, 邓旭辉, 唐现琼
    矿冶工程. 2026, 46(1): 51-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.008
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    以奥罗拉金矿地采一期竖井工程为依托,采用离散元软件EDEM,基于光滑粒子法-离散元(SPH-DEM)耦合方法构建水-岩-土壤耦合的竖井围岩失稳模型,研究强风化围岩在渗透作用下的失稳演化过程。结果表明：竖井围岩在2～6 s内失稳显著,平均移动速度呈先升后降趋势,峰值达0.155 m/s;井壁所受流体力在0～2 s剧烈波动后逐渐趋稳,井壁遭受大范围浅层磨蚀,最终磨损面积达17.40443 m2、体积为0.01331 m3;数值模拟得出竖井围岩坍塌堆积角为25°,与工程实测结果相对误差仅1.88%,验证了SPH-DEM方法的准确性和实用性。

  • 冻融循环-荷载作用下不同损伤程度黑云变粒岩破裂特性研究
    陈彦亭, 荣辉, 叶会师, 任旭, 王帅, 刘洋, 邓文学
    矿冶工程. 2026, 46(1): 58-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.009
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    以司家营研山铁矿露天开采边坡为例,选取采场东帮、北帮边坡深部的黑云变粒岩进行冲击实验、冻融循环实验和力学加载实验等,研究冻融循环-荷载作用下不同损伤程度黑云变粒岩的破裂特性。结果表明,在冻融作用下,黑云变粒岩质量损失率和孔隙度均随着损伤程度增大而呈现近似线性增大的变化规律;不同损伤程度的黑云变粒岩,冻融后的单轴抗压强度和弹性模量均减小;在荷载和冻融循环作用下,无损伤黑云变粒岩的破坏模式主要为劈裂破坏,有初始损伤黑云变粒岩的破坏模式主要为剪切破坏以及张拉和剪切复合破坏。
    • 选矿
  • 江西宜春锂云母浮选尾矿钽铌锡综合回收试验研究
    刘子帅, 董战, 黎倩文, 林辉阳, 李恩昊, 周贺鹏, 罗仙平
    矿冶工程. 2026, 46(1): 64-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.010
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    以江西宜春某锂云母浮选尾矿为研究对象,在工艺矿物学基础上,对比了磁选、重选及其不同组合工艺对钽铌锡回收效果的影响。结果表明,采用磁选-重选联合工艺和分步重选工艺,尽管得到的钽铌锡混合精矿品位较高,但回收率均较低;采用分级-螺旋溜槽重选-摇床重选的分级分段重选流程,可获得Ta2O5品位5.57%、Nb2O5品位7.56%、SnO2品位45.63%,回收率Ta2O5 41.66%、Nb2O5 42.28%、SnO2 31.07%的钽铌锡混合精矿。
  • 捕收剂CYHS-7的制备及其对萤石的浮选性能
    刘宇轩, 缪亚兵, 王舰, 王祥, 陈文胜, 王怡圣, 王炼
    矿冶工程. 2026, 46(1): 69-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.011
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    为提升萤石矿浮选效率,合成了(E)-N-(2-羟乙基)十八碳-9-烯酰胺,并将其与油酸钠复配成新型捕收剂CYHS-7。分别以CYHS-7和油酸钠为捕收剂,进行萤石浮选实验研究。结果表明,浮选适宜的pH值为9,CYHS-7和油酸钠闭路浮选的适宜用量分别为175和350 g/t;在实验室规模的闭路浮选实验中,在CYHS-7用量仅为油酸钠用量一半的条件下,萤石回收率提高了9.15百分点。
  • 酸碱蚀对浮选分离锂云母和长石的增效机制：表面性质与颗粒尺寸的影响
    张喆怡, 罗颖, 魏茜, 焦芬
    矿冶工程. 2026, 46(1): 73-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.012
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    研究了酸蚀和碱蚀作用对锂云母和长石浮选分离的影响机制,通过表面溶蚀和捕收剂作用实现了不同粒级锂云母与长石的高效浮选分离,结果显示,碱蚀作用比酸蚀作用更能促进锂云母和长石的浮选分离,在适宜条件下,38～74 μm粒级和-38 μm粒级锂云母精矿的Li2O回收率分别为92.54%和83.20%。通过接触角测试、高速摄影机观测以及SEM、AFM、XPS、红外光谱测试等研究了酸蚀和碱蚀对矿物表面润湿性、形貌、药剂吸附及电位的影响,结果表明,碱蚀作用对锂云母和长石表面不同的作用机制促进了两种矿物的浮选分离,而酸蚀作用对矿物表面的溶蚀没有选择性;两种溶蚀作用的效果均不受矿物粒级的影响。

  • Fe3+对磁铁矿反浮选脱除黑云母的作用及机理
    郝佳乐, 汤家焰, 赵芳, 赵宇睿, 王介良, 曹钊
    矿冶工程. 2026, 46(1): 80-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.013
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    针对白云鄂博磁选铁精矿中含有黑云母的现状,提出用可溶性淀粉抑制磁铁矿、Fe3+活化黑云母的油酸钠反浮选工艺,并通过纯矿物试验、Zeta电位测试、吸附量检测和红外光谱分析验证了浮选效果及药剂作用机理。结果表明,Fe3+能小幅提高油酸钠及可溶性淀粉对磁铁矿的吸附作用,大幅提高油酸钠及可溶性淀粉对黑云母的吸附作用。在Fe3+浓度1×10-3 mol/L条件下,磁铁矿和黑云母人工混合矿(磁铁矿质量占比70%)反浮选时,可获得黑云母回收率62.76%、磁铁矿回收率16.09%的分选指标,分离效果良好。
  • 新型膦酸型捕收剂对锆英石与金红石的捕收性能及机理研究
    任浏祎, 楼思迪, 张越博, 马钰婷, 张新宇
    矿冶工程. 2026, 46(1): 85-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.014
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    针对锆英石与金红石分离难题,自主合成了1-羟基乙烷-1,1-二膦酸(GS),并研究了GS、依替膦酸钠(ETD)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)对锆英石与金红石的浮选效果;通过微浮选试验、接触角测量、Zeta电位测试和红外光谱测试等研究和分析捕收剂对锆英石和金红石的捕收性能及机理。结果表明,GS在中性条件下表现出优异的捕收性能和分离选择性,显著提升了金红石与锆英石的分离效果;GS的磷酸基团通过多点吸附作用增强矿物表面电负性和疏水性实现对矿物的有效捕收,红外光谱分析结果进一步证实了磷酸基团的化学吸附作用。
  • 基于Ansys的ZH型组合式强磁选机磁场特性三维仿真研究
    荆茂晨, 安登极, 刘任, 张雁生
    矿冶工程. 2026, 46(1): 91-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.015
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    基于Ansys Maxwell建立了ZH型组合式强磁选机的三维有限元仿真模型,系统分析齿板、椭圆与圆棒3种介质的磁场分布特征以及分选通道中磁场强度变化规律,并结合离散元方法开展了颗粒分选模拟试验。结果表明：齿板介质在齿尖区域形成显著磁场聚焦效应,最大场强达2.08 T,周期性强梯度波动有利于高效捕获微细粒钛铁矿;椭圆介质磁场均匀性较好,适合粗粒矿物的稳定分选;圆棒介质磁场分布宽泛,适用于宽粒级混合物料的分选。仿真结果与试验实测值高度吻合,验证了模型的可靠性。颗粒模拟进一步揭示,齿板介质能够通过周期性梯度反转破坏颗粒团聚,抑制非磁性矿物夹带,最终实现钛铁矿的高效富集;齿板介质在微细粒钛铁矿分选中具有显著优势,是ZH型组合式强磁选机的优选介质。
  • 磷矿柱式浮选中浮选动力学常数与颗粒停留时间的模型研究
    施章杰, 黄文彦, 邓伏礼, 龙秉文, 丁一刚, 张逸
    矿冶工程. 2026, 46(1): 97-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.016
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    通过测定充填式浮选柱浮选中低品位磷矿过程中不同浮选时间的回收率,分别采用4种经典动力学模型对其进行拟合,结果表明,一级动力学模型更适合描述和预测该浮选过程。测定磷矿浮选过程中颗粒停留时间,并将实验数据与浮选动力学常数表达式进行关联,推导出颗粒平均停留时间与浮选动力学常数的数学模型,求得适宜的颗粒停留时间为201.87 s,对应的浮选动力学常数为0.11481。
  • 低碱条件下铅锌硫化矿浮选分离及机理研究
    陈忠玉, 刘强, 赵冠飞, 邱廷省, 余文, 刘松, 杨雯慧
    矿冶工程. 2026, 46(1): 102-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.017
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    针对某铅锌硫化矿含硫较高、实际生产中存在高碱工艺带来的管道结钙、后续采用强酸活化选硫等弊端,在低碱条件下采用新药剂进行了低碱铅-锌-硫依次优先浮选的流程试验。采用新型铅捕收剂BN+311和新型硫活化剂H1,在原矿Pb品位4.20%、锌品位9.39%、硫品位30.27%条件下,经过铅、锌、硫依次浮选,得到了Pb品位55.37%的铅精矿(其中锌、硫含量分别为1.98%、24.95%)、Zn品位53.49%的锌精矿和S品位48.07%的硫精矿(其中铅、锌含量分别为0.50%和0.26%),尾矿中铅、锌含量分别为0.66%、0.37%。该流程在降低矿浆pH值(由现场的pH>12降至pH值9左右)的情况下,得到了合格的铅精矿及锌精矿,并且硫精矿中铅、锌含量低,指标较好。
    • 冶金
  • 磷铁渣高效回收制备磷酸铁和Fe/P碳基氧还原催化剂的研究
    王慧洁, 吴一览, 贾中悦, 诸葛祥群, 罗鲲
    矿冶工程. 2026, 46(1): 108-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.018
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    以磷铁渣为原料,采用酸浸法提取Fe、P元素合成电池级磷酸铁;同时引入活性炭和碳纳米管对浸出液中残留Fe、P元素进行吸附富集,经焙烧制备得高性能Fe/P氧还原催化剂(FP-6)。结果表明,FP-6催化剂在0.1 mol/L KOH溶液中半波电位达到-0.037 V(vs.Hg/HgO),具有优良的氧还原催化活性;用作锌空气电池正极催化剂时,电池比容量可达780 mAh/g,功率密度为121 mW/cm2,且在5 mA/cm2高电流密度下可稳定循环182 h。本研究为磷铁渣高效回收与资源化再利用提供了低成本、可持续开发的新思路。
  • 酸性焙烧-水浸回收废旧LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2过程中添加剂的影响及其机理研究
    宋晓龙, 王大辉, 陈怀敬, 李彦强, 彭小平
    矿冶工程. 2026, 46(1): 114-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.019
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    为促进废旧锂离子电池资源化回收利用,提出“酸性焙烧-水浸”的新型工艺,以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料为原料,研究了焙烧过程中添加剂对有价金属元素回收效果的影响。结果表明：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与添加剂NaHSO4·H2O、KHSO4、Na2S2O7、K2S2O7分别按物质的量比1∶3、1∶3、1∶1.5、1∶1.5混合后焙烧,有明显的失重与吸热行为;在添加剂存在的情况下,焙烧后LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中的Li、Ni、Co、Mn分别以相应的硫酸盐形式存在,焙烧产物为块状和致密结构;LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与添加剂的混合物经600 ℃、0.5 h焙烧后再经水浸,添加剂NaHSO4·H2O、KHSO4、Na2S2O7、K2S2O7对应的金属元素浸出率分别为99.99%、98.97%、99.89%、98.86%。
  • 铜冶炼烟灰中钼湿法回收试验研究
    张天柱, 张志军
    矿冶工程. 2026, 46(1): 120-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.020
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    采用NaOH碱性浸出-N235萃取-氨水反萃-沉淀焙烧工艺回收铜冶炼烟灰中钼元素,研究了浸出过程和萃取-反萃取过程中各因素对钼回收的影响。结果表明,适宜的浸出条件为：氢氧化钠浓度6 mol/L、浸出时间1.5 h、浸出温度80 ℃、液固比6∶1,该条件下钼浸出率为82.44%;适宜的萃取-反萃条件为：萃取剂为30%N235+10%仲辛醇+60%稀释剂、萃取时间5 min、萃取相比1∶15,反萃时间6 min、反萃取相比2∶1,该条件下钼萃取率和反萃率分别为99.67%和92.95%。最终通过沉淀焙烧工艺制备出三氧化钼产品,钼质量分数由原料的0.458%提升至60.08%,富集比为131.18。该工艺可有效实现铜冶炼烟灰中钼资源的分离回收,为二次资源中钼的高效回收提供了可靠的技术路径。
  • 金属铍真空蒸馏过程中加热方式对温度场及流场的影响模拟研究
    赵珊, 程全中, 袁方, 王建强, 郭欣欣, 王勇
    矿冶工程. 2026, 46(1): 125-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.021
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    为测得液态金属铍在高温真空蒸馏过程中蒸发面流速、蒸发面温度、流动情况等关键参数,并以此优化温度场、流场和设备,使用Fluent软件模拟蒸馏进度分别为5%、20%、40%、60%、80%和95%时的液态金属铍的温度场及流场分布,并对比恒定温度底部加热、恒定温度侧面加热、恒定温度侧面+底部加热、恒定功率侧面+底部加热4种不同加热方式的优劣。结果表明,相对于恒定温度底部加热或恒定温度侧面加热,恒定温度侧面+底部加热可以有效解决蒸馏后期整体平均温度严重降低的情况,有利于降低能耗和保持温度场整体均匀性。对比了恒定功率与恒定温度2种加热模式,得出恒定温度加热模式在平均温度、温度均匀性等方面优于恒定功率加热模式。
  • 白烟尘碱性焙烧-两段酸浸综合处理工艺研究
    游乐明, 张曙光, 章旭福, 肖世洁, 张军, 姜美光, 郭潇文, 周亚飞, 夏发超
    矿冶工程. 2026, 46(1): 131-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.022
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    通过碱性焙烧-水浸工艺脱除高砷白烟尘中的砷,水浸渣依次经过一段硫酸浸出分离铜锌、二段盐酸浸出分离铅铋,综合回收各金属。系统考察焙烧碱料比、焙烧温度和焙烧时间对水浸脱砷效果的影响以及两段酸浸的适宜工艺参数。结果表明：碱料比0.9、焙烧温度300 ℃、焙烧时间3 h条件下焙烧,焙砂再经水浸,脱砷率达到98.88%;水浸渣在液固比4 mL/g、初始硫酸浓度2.5 mol/L、温度90 ℃、浸出时间2 h条件下硫酸浸出,铜、锌浸出率分别达到98.32%、99.14%;硫酸浸出渣在液固比4 mL/g、盐酸浓度2.5 mol/L、温度90 ℃、浸出时间2 h条件下盐酸浸出,铋浸出率达到98.42%;硫酸浸出液中添加1.1倍理论值的硫化钠沉铜,沉铜率达到99.87%;沉铜后液蒸发结晶,锌回收率达到99.23%;调节盐酸浸出液pH值至3,铋回收率为99.74%。通过联合工艺实现了高砷烟尘中有价金属元素的综合回收利用。
  • 氧化锌烟尘中锗的浸出和提取工艺研究进展
    孟蕲翾, 蔺科予, 肖子墨, 张文杰
    矿冶工程. 2026, 46(1): 137-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.023
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    介绍了从氧化锌烟尘中回收锗的方法,阐述了常规浸出、高压浸出、超声波强化浸出和微波预处理浸出工艺的现状,结合不同工艺的作用机理,对比了不同工艺的优势和劣势;同时对浸出液中锗的提取富集方法进行了对比分析,并提出了未来从氧化锌烟尘中回收稀散元素锗的研究方向,为该领域的发展提供借鉴。
  • 从多金属含锂硫酸盐溶液中制备电池级碳酸锂
    毛艳, 胡慧萍, 彭奇凡, 彭全凡, 张江
    矿冶工程. 2026, 46(1): 146-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.024
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    针对电池级碳酸锂传统制备工艺流程长和锂总回收率低等问题,采用除杂-硫酸根转化-热分解工艺流程从多金属含锂硫酸盐溶液直接制备电池级碳酸锂,并用溶剂萃取法对工艺流程中产生的洗水和沉锂母液进行锂的回收。结果表明,在除杂工序,调节溶液pH值至10.0,加入福美钠深度除杂,得到除杂后液;在硫酸根转化工序,按照固液比1∶12向除杂后液投加碳酸钡糊,在CO2流量60 L/h、室温下反应1 h,得到转化后的碳酸氢锂溶液;在热分解工序,向碳酸氢锂溶液加入适量钙镁离子螯合剂,在溶液温度91~92 ℃、搅拌速度400 r/min条件下反应90 min,得到碳酸锂固体,经去离子水洗涤,烘干后得到纯度为99.85%的电池级碳酸锂产品。洗水和沉锂母液合并后经溶剂萃取,得到锂含量为26.22 g/L的反萃液。该工艺锂的总回收率达到98.08%。
  • 铜冶炼烟尘选冶联合回收铜和铅工艺研究
    吴思远, 邓荣东, 郭珠珠, 肖世洁, 郭宝, 郜春辉, 陈享享, 蒋开喜
    矿冶工程. 2026, 46(1): 152-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.025
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    针对铜冶炼烟尘中铜、铅含量高的特性,采用硫酸+氯化钠混合溶液对铜冶炼烟尘进行浸出,浸出液经锌粉置换回收海绵铜,浸出渣通过浮选工艺实现铜和铅的高效分离。结果表明,在初始硫酸浓度2.0 mol/L、氯化钠浓度4.0 mol/L 、液固比4∶1、反应温度90 ℃、反应时间2 h的浸出条件下,As和Cu浸出率分别为99.19%和80.69%;含铜液在pH=2、温度50 ℃、1.8倍锌粉用量系数条件下,铜置换率达92.48%;通过表面分析技术发现硫化铜表面残留的Bi(Ⅲ)显著抑制硫化铜浮选,为此在浮选前增加洗涤预处理,再通过一粗两精两扫浮选,获得Cu品位56.17%、回收率94.15%的铜精矿和Pb品位58.01%、回收率99.14%的铅精矿。以选冶联合工艺综合处理铜冶炼烟尘,可为其他烟尘处理提供思路。
  • 退役三元锂离子电池正极材料的磷酸浸出及其动力学研究
    唐星星, 程圣远, 胡亚敏
    矿冶工程. 2026, 46(1): 159-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.026
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    采用磷酸-亚硫酸铵浸出体系从退役三元锂离子电池正极材料中浸出镍、钴、锰等有价金属元素,考察磷酸浓度、一水亚硫酸铵质量浓度、反应温度、反应时间等因素对有价金属元素复合浸出率的影响。结果表明,在磷酸浓度0.8 mol/L、一水亚硫酸铵质量浓度25 g/L、反应温度70 ℃、反应时间90 min条件下,有价金属元素复合浸出率达95.2%。对酸浸过程进行了未反应收缩核模型拟合,结果显示,浸出过程受表面化学反应控制。
    • 材料
  • 高性能316L-Al2O3涂层的超高速激光熔覆及组织性能研究
    李沛扬, 魏祥, 陈志国, 谢宝军
    矿冶工程. 2026, 46(1): 163-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.27
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    在40Cr钢棒表面通过超高速激光熔覆制备Si合金化的316L-Al2O3涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站等研究了Si对涂层微观组织、显微硬度、耐磨和耐蚀性能的影响。结果表明,316L-Al2O3涂层主要由奥氏体和Al2O3组成,Si的加入细化了晶粒,同时涂层中生成了FeSi金属间化合物,涂层硬度提升了18.97%;含Si的316L-Al2O3涂层耐磨、耐蚀性均得到提高,其体积磨损量和自腐蚀电流密度分别为19.1×10-3 mm3和6.93×10-8 A/cm2。
  • 多孔污泥基活性炭对罗丹明B的吸附行为研究
    李丽华, 邓思瑶, 袁铭浩, 高佳月, 陶永康, 王鑫
    矿冶工程. 2026, 46(1): 168-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.28
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    以污泥为主要原料、玉米秸秆为增碳剂,采用ZnCl2活化法制备了多孔污泥基活性炭(PSAC),考察了其对有机染料罗丹明B(Rh B)的吸附性能,并探讨了其吸附机理。结果表明,PSAC具有丰富的孔隙结构和较高的比表面积(703.14 m2/g),且含有丰富的含氧官能团,零电荷点pHPZC为4.2。PSAC对Rh B的吸附动力学遵循Lagergren准二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir方程。在298 K下,PSAC对Rh B的饱和吸附量达到196.08 mg/g。吸附过程以化学吸附为主,是自发、吸热熵驱动过程。静电作用、氢键作用、π-π作用及疏水作用在吸附过程中均发挥了一定作用,其中静电作用是主要作用力。
  • 微量Mn、Ti、Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织和性能的影响
    康喜, 尹登峰, 徐宏宇, 王震
    矿冶工程. 2026, 46(1): 175-180. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.029
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    通过室温拉伸、晶间腐蚀和电化学腐蚀等实验,结合金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等表征手段研究复合添加Mn、Ti、Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,复合添加Mn、Ti、Cr可以抑制合金再结晶,促进η′相细小弥散析出,使晶界析出相从链状连续分布变为条状不连续分布,从而提高合金屈服强度、抗拉强度和延伸率,减小晶间腐蚀深度,降低腐蚀电流密度,增加极化电阻,使合金力学性能和抗腐蚀性能得到增强。
  • 建筑用SQ460FRW耐火耐候钢的热处理与组织性能研究
    林超楠, 李智, 苏雅婷, 杜小洁
    矿冶工程. 2026, 46(1): 181-185. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.030
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    为了考察热轧态SQ460FRW钢的抗震耐火性能,模拟火灾环境对热轧态SQ460FRW钢实施了250~650 ℃、保温1 h的热处理,并对不同热处理态SQ460FRW钢的微观组织演变和抗震耐火性能进行了分析。结果表明,高温热处理前后SQ460FRW钢中都可见粒状贝氏体和铁素体,但是组织中马氏体/奥氏体小岛组织分解程度不同;内耗法测得250~650 ℃热处理后,SQ460FRW钢的SKK峰值从3.926×10-4逐渐减小至1.348×10-4,碳化物析出量(体积分数)逐渐从8.78%增加至65.96%。相较于热轧态SQ460FRW钢,低温(250 ℃)和中温(350 ℃)热处理后SQ460FRW钢的强塑性变化不大,450 ℃及以上温度热处理后SQ460FRW钢屈服强度明显上升、屈强比增大,550 ℃及以下温度热处理后SQ460FRW钢屈强比小于0.85。250~550 ℃/1 h热处理后,SQ460FRW钢的拉伸性能符合GB/T 19879—2023和GB/T 28415—2023对抗震耐火钢的要求,550 ℃热处理时SQ460FRW钢具有更高的强度。建筑用SQ460FRW钢在不同热处理温度(250~650 ℃)下的屈强比与室温内耗具有线性负相关性。
  • 真空辅助高压铸造界面换热系数与界面接触演变的关系研究
    林健, 秦甘霖, 杨琴, 王志白, 徐小敏, 胡铁刚, 向多, 徐从昌, 李落星
    矿冶工程. 2026, 46(1): 186-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.031
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    为了探究真空辅助高压铸造过程中界面换热系数与界面接触演变的关系,通过神经网络和数值模拟相结合的方式获得了界面换热系数和高精度温度场。通过计算凝固过程中铸件-模具的实际接触面积,研究了真空辅助高压铸造界面接触的演变过程。发现界面换热系数的变化趋势与实际接触面积的变化趋势一致。根据实际接触面积的变化情况,将界面接触的演变划分为5个阶段。在不同阶段,压力以不同作用延缓实际接触面积的减小,提高界面换热系数。在阶段C(第3个阶段),压力直接影响实际接触面积,实际接触面积降幅为8.5%～15.0%;在阶段D(第4个阶段),实际接触面积降幅达49%。
  • 热处理对SLM-AlSi10Mg组织与力学性能的影响
    王淼, 李明亮, 刘春花, 闫国兵
    矿冶工程. 2026, 46(1): 192-196. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.032
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    研究了SLM-AlSi10Mg铝合金母材经不同热处理后的组织与力学性能的差异,并将其与ZL104铸造铝合金组织和力学性能进行了对比。结果表明,母材抗拉强度为545 MPa,塑性为5.28%;母材经直接时效处理后,组织和力学性能与母材基本接近,为无效热处理;母材经固溶+时效处理后,α-Al基体转变成粒径约2 μm的等轴晶,且第二相呈弥散的球状颗粒相,减弱了网状共晶Si对Al基体的割裂作用,其抗拉强度为391 MPa,低于母材却高于ZL104的抗拉强度,塑性为14.09％,明显高于母材和ZL104的塑性,为有效热处理。经固溶和时效处理的SLM-AlSi10Mg材料力学性能优于目前常用的ZL104铸造铝合金,在实际工程应用中可替代ZL104铸造铝合金,从而降低铝合金零件制造成本、提高生产效率。
  • 高性能电池级磷酸铁制备工艺优化研究
    黄欢, 张仲懿, 兰倩, 王致富, 程琦
    矿冶工程. 2026, 46(1): 197-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.033
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    为提高锂离子电池正极材料前驱体磷酸铁(FePO4)的合成效率与产品性能,以硫酸亚铁和磷酸铵为原料,采用“氧化沉淀-转化”两步法制备磷酸铁,探究了氧化剂过氧化氢添加量、投料速率、反应温度等关键参数对产物粒径分布(D50)、纯度及铁磷比的影响。确定的优化工艺条件为：氧化阶段过氧化氢添加量为理论量的1.25倍、投料时长50 min、氧化温度40 ℃、氧化时间2 h,沉淀阶段磷酸铵投料时长50～55min、沉淀温度40 ℃,转化阶段转化温度90 ℃、磷酸浓度0.6 mol/L。在此条件下成功制备出D50为3.0 μm、杂质含量低于0.01%、Fe/P物质的量比0.997的高纯度磷酸铁。SEM与XRD表征结果显示产品为片状一次颗粒堆积而成的规则球形二次颗粒,结晶度良好。
  • Cu/Ti掺杂的NaNi0.4Mn0.4Cu0.1Ti0.1O2制备及其电化学性能研究
    刘呈缵, 王魁, 蒋泽军
    矿冶工程. 2026, 46(1): 202-206. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.01.034
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    针对O3-NaNi0.5Mn0.5O2正极材料在循环过程中晶体结构坍塌和离子扩散速率较低等问题,采用简易的高温固相法合成了Cu2+和Ti4+双金属掺杂的NaNi0.4Mn0.4Cu0.1Ti0.1O2钠离子电池正极材料,探究了Cu2+和Ti4+过渡金属离子掺杂对NaNi0.5Mn0.5O2正极材料晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明,NaNi0.4Mn0.4Cu0.1Ti0.1O2正极材料呈现层状形貌,在2~4 V电压范围内0.1C倍率下的首次放电比容量达到96.7 mAh/g,同时充放电曲线平缓,说明NaNi0.4Mn0.4Cu0.1Ti0.1O2正极材料的相变较少,0.1C倍率下循环100次后的容量保持率为75.5%,NaNi0.5Mn0.5O2正极材料在相同电化学测试条件下首次放电比容量为88.8 mAh/g,容量保持率为61.3%。
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