2026年, 第46卷, 第4期 
刊出日期:2026-08-25
  

  • 全选
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    采矿
  • 聂港, 徐海, 蒋雨村, 马驰
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    针对高海拔寒区露天矿台阶高度优选问题,提出了一种考虑冻融循环影响的多目标决策方法。基于铲装设备选型与底盘抵抗线等参数,确定台阶高度初选范围为12~18 m,并设定7个备选方案。采用GeoStudio软件对冻融循环25次后的边坡稳定性进行数值模拟,得到各方案安全系数为1.196~1.214;构建矿石贫损模型、穿爆成本模型及矿岩运输功模型,计算各方案在贫化率、损失率、穿孔成本、爆破成本及运输功等指标下的效果值。在此基础上,运用熵权法确定各指标权重,计算备选方案综合评分。结果表明:15 m台阶方案综合评分最高(0.5166),为最优方案。该方法将冻融循环力学效应纳入多目标评价体系,为高海拔寒区露天矿台阶高度设计提供了量化决策依据。
  • 李朝朋, 黄海仙, 李海谦, 李晓亮, 叶齐鹏, 陆海勇, 李启月
    矿冶工程. 2026, 46(4): 8-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.002
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    以某浅埋软岩地下工程为背景,进行了大量隧道地表轴向爆破振动监测。基于监测数据,通过概率分布研究确定了质点峰值振动速度(PPV)符合对数正态分布特性。针对PPV的随机性特征,引入对数正态分布理论和置信度水平分析方法,将PPV衰减模型与概率分布函数相结合,构建了爆破振动安全预测及控制模型,并应用于工程敏感地段。结果表明,当爆破方案的最大单段药量为43.2 kg时,2#敏感点与爆源水平距离需大于35.044 m方可满足 95% 置信安全标准;当爆破方案的最大单段药量为18.6 kg时,2#敏感点与爆源水平距离需大于25.660 m方可满足 95% 置信安全标准。基于此模型,对隧道敏感地段制定差异化爆破管控方案。该方法为同类软岩地下工程爆破施工提供了理论支撑。
  • 何昌耀, 陈俊智, 任春芳
    矿冶工程. 2026, 46(4): 16-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.003
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    为理解岩石内部交叉裂纹的劈裂拉伸行为,基于室内试验获取的岩石物理力学参数,开展二维颗粒流(PFC2D)离散元劈裂模拟试验。结果表明:预制裂纹试样抗拉强度低于完整试样,主裂纹与受力方向夹角为0°~60°时,试样峰值强度随次裂纹角度增大而减小,60°~90°时,试样峰值强度随次裂纹角度增大而增大,总体上试样抗拉强度遵循“主次裂纹角度差值越大,抗拉强度越小”的规律;劈裂作用下,预制裂纹不改变试样的受力类型,仅降低其受力强度;交叉裂纹试样的微裂纹以拉伸微裂纹为主,微裂纹萌生于预制裂纹尖端附近,随荷载施加向加载端扩展、贯穿,导致试样失效;岩石破坏时内部能量发生不可逆转化,当加载至弹性应变能储存极限时,其迅速转化为耗散能,用于微裂纹发育扩展、颗粒移动等,此时伴随大量声发射事件,微裂纹数量呈指数增加。
  • 任李林, 黄宇, 曹庆彬, 何理, 齐刚宪, 赵永明, 蔡路军, 钟冬望, 李琳娜
    矿冶工程. 2026, 46(4): 27-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.004
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    针对高边坡爆破开挖过程中爆破振动信号易受噪声干扰、有效特征难以准确提取的问题,提出一种基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)与小波阈值联合的降噪方法,结合均值判比法、样本熵、相关系数对爆破振动信号进行预处理。通过仿真信号和实际爆破振动信号对所提方法进行验证。仿真结果表明,所提方法信噪比(SNR)达到27.80 dB,均方根误差(RMSE)为0.2091,降噪性能优于其他4种方法。工程应用结果表明,该降噪方法能够有效抑制高频噪声,提高爆破振动信号时频分析的分辨率与稳定性。进一步分析发现,爆破振动信号主频主要集中于10~60 Hz,能量集中分布于16~125 Hz;滚石触地信号主频主要位于40~720 Hz,频谱结构更为复杂,能量主要分布于62~1000 Hz。
  • 徐晶, 江成玉, 赵梓安, 陈胜伦, 张黎明, 王沉, 吉建华
    矿冶工程. 2026, 46(4): 36-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.005
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    针对RMR法、Q系统法与BQ法等岩体质量分级方法的分级结果存在差异、可信度难确定的问题,提出一种基于层次分析法(AHP)、模糊综合评价(FCE)与D-S证据理论的岩体质量分级可信度评估方法。首先通过AHP-FCE模型得到岩体质量等级的评估向量,将3种分级方法的评估向量作为独立证据体,引入D-S证据理论与可信度加权模型融合修正多源证据,从而获得一个综合多源信息的最优岩体质量分级结果。在此基础上,利用MATLAB GUIDE创建岩体质量分级可信度计算平台。以平安磷矿二矿16组实测数据进行验证,结果表明,该方法所得评估结果较任一单一分级方法更符合工程实际;经可信度加权模型修正后,16组原始证据的冲突系数由0.60~0.82降至0.01以下,有效解决了多源证据冲突问题,提升了岩体质量分级结果的可信度。
  • 韦忠跟
    矿冶工程. 2026, 46(4): 46-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.006
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    以内蒙古某露天矿边坡为研究背景,通过现场监测、室内试验和理论分析相结合的方法,对边坡软岩蠕变特性进行了研究。边坡雷达与GNSS实时监测系统发现,边坡北帮东侧蠕变变形较大,需重点防护。当轴向应力超过长期强度时,软岩表现出瞬时变形、衰减蠕变、等速蠕变和加速蠕变特征。软岩蠕变变形和蠕变速率与轴向应力呈正相关关系。将弹性元件、分数阶元件和非线性黏塑性体进行组合,建立了边坡软岩非线性蠕变模型,该模型能较好地描述边坡软岩的蠕变全过程,拟合度高于传统Burgers模型,适用性良好。
  • 刘萍, 张军锋
    矿冶工程. 2026, 46(4): 54-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.007
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    为揭示尾矿库边坡泥岩在复杂环境作用下的损伤劣化机制,开展了动态单轴压缩试验、CT扫描及扫描电镜等试验,分析了干湿循环、冻融循环及干湿-冻融循环3种典型环境条件下泥岩的动态抗压强度演化与结构损伤机制。结果表明,强风化泥岩的动态抗压强度与动弹性模量随循环次数增加呈持续衰减特征,且劣化速率在80次循环后逐渐趋于稳定;在3种环境损伤效应中,干湿-冻融循环对泥岩的劣化影响最显著,经过100次干湿-冻融循环后,泥岩的动态抗压强度和动弹性模量均下降,孔隙网络连通度显著增加,孔隙率与动态抗压强度呈强负线性相关关系。复杂环境通过加速孔隙膨胀与裂隙扩张,降低了岩体的有效承载面积与应力传递效率,最终引发泥岩的结构损伤与强度劣化。根据研究结果,对尾矿库边坡加固工程提出了相关建议。
  • 石磊, 于振建, 王玉丁, 龚永超, 林卫星, 徐敏, 陆锦涛, 栗伟, 张庆嵩, 周雨馨
    矿冶工程. 2026, 46(4): 60-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.008
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    以国内某特大型铁矿为工程背景,利用FLAC3D计算和分析了井下超大面积采-充作业诱发的岩移规律,并结合相关规范对地表及井筒的变形程度进行了评价。结果表明:开采扰动区上、下盘矿岩属于岩移集中区域,沉降、隆起峰值位移分别约为9、6 cm,并呈拱形往地表方向或下盘岩层深处逐步递减,同时深部开采活动易加剧浅部中段岩体变形;地表倾斜、曲率以及水平变形最大绝对值分别为0.22 mm/m、0.002×10-3/m、0.12 mm/m,均小于相关规范最大允许变形值,表明深部开采不易造成地表建(构)筑物发生倾斜变形破坏,但南、北措施井位于移动带范围之内。进一步的井筒稳定性分析表明,南、北措施井尽管受到开采扰动影响,但井壁倾斜、曲率以及水平变形指标峰值依次为0.52 mm/m、0.09×10-3/m、0.18 mm/m,变形指标同样未超过相关规范允许值范围;地表主、副井各监测点历年沉降累计最大位移低于4.6 mm,表明井下超大面积开采对主、副井及其他建(构)筑物的稳定性影响较小。
  • 罗佳, 张豪, 高鹏飞
    矿冶工程. 2026, 46(4): 67-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.009
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    针对某金矿破碎平巷掘进中炮孔利用率低、炸药单耗高、雷管消耗大及成巷不规则等问题,提出了基于中心孔超深的直眼掏槽爆破参数优化方法,揭示了“中心孔装药加强抛掷”“大空孔间距应力波导向”与“底部预破碎”三重机制优化破岩机理。采用ANSYS/LS-DYNA软件建立三维掏槽爆破模型,模拟中心孔超深200 mm和加强孔底装药下,空孔间距分别为130、160、190及220 mm的4种工况,通过分析不同工况下有效应力分布、槽腔范围、抛掷过程及能量变化,最终确定最优空孔间距为160 mm。现场试验证实,优化后炮孔利用率由87%提升至95.8%~97.8%,炸药量减少13.3%,雷管数减少14.29%,两帮超挖不大于100 mm。研究成果可为同类工程提供理论依据与技术参考。
  • 马二辉, 于振, 叶洪涛, 张荣洲, 庄贤鹏
    矿冶工程. 2026, 46(4): 74-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.010
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    通过室内剪切试验与数值模拟相结合的方法,从强度参数、起裂位置、贯通模式和应力场演化角度系统研究了含V形预制裂隙红砂岩的剪切力学行为。结果表明,当裂隙张开角α=110°、方位角β=0°时,试样的内摩擦角和黏聚力劣化最显著。所有裂隙试样的最终贯通面均平行于剪切方向,但其初始起裂位置却显著受控于方位角β。应力场分布呈现显著的分区特征,即低压域呈倾斜S状,而高压与剪应力域则集中于裂隙尖端与端部边界。由细观层面可知,主应力驱动了翼形裂隙的发育,而压剪耦合作用则是诱发二次裂隙的根本原因。
  • 深海矿产资源开发
  • 郑涛, 金国庆, 邹丽, 于宗冰, 林清源
    矿冶工程. 2026, 46(4): 81-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.011
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    针对深海采矿作业中海床结核分布不均匀、集矿头连续行进的特点,基于CFD-DEM方法研究了颗粒丰度、行进速度及二者共同作用对附壁射流式集矿头采集率和颗粒输运行为的影响。结果表明,静态工况下,颗粒丰度增加使更多颗粒进入附壁射流作用区域,采集率随之升高,但当颗粒丰度过高时,集矿口前方颗粒堆积增多,持续输运受限,采集率下降,较优颗粒丰度为12.60 kg/m2;动态工况下,采集率随行进速度增加同样呈先升高后降低趋势,速度过低时颗粒供给不够连续,速度过高时颗粒与集矿头的有效作用时间缩短,均不利于稳定输运,速度0.15~0.20 m/s范围内的采集效果较好;颗粒丰度和行进速度共同影响集矿口附近颗粒输运状态,较高采集率取决于颗粒供给水平、有效作用时间和集矿口输运能力之间的匹配关系。
  • 张丽, 张岩, 张印瑞, 张旭辉, 鲁晓兵
    矿冶工程. 2026, 46(4): 89-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.012
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    为探究深海采矿中层排放颗粒羽流的横向扩散规律,基于大涡模拟方法,研究了密度分层环境中颗粒沉降末速度和排放流体浮力占比对羽流扩散过程的影响。模型经水槽实验验证,单相羽流横向扩散半径平均相对误差2.94%,颗粒羽流稳定阶段横向扩散半径平均误差5.3%。研究表明:颗粒沉降使羽流剩余浮力减弱,扩散层位置上移;横向扩散半径随沉降末速度增大先增大后趋于稳定,临界沉降末速度对应无量纲参数ws/Us≈0.1;当排放流体密度与背景海水接近(P≈0)时,横向扩散半径最小。研究为深海采矿尾水排放参数优化及环境影响控制提供了定量理论依据。

  • 陈梓辉, 欧雨佳, 胡琼
    矿冶工程. 2026, 46(4): 97-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.013
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    为研究深海采矿时集矿车履带扰动沉积物的流动特性,基于欧拉多相流模型开展多履齿连续扰动沉积物仿真模拟,针对沉积物扰动质量和扩散速度进行分析,同时探明原位扰动、沉陷深度及底流流速对沉积物流动特性的影响。结果表明,集矿车以0.6 m/s的速度行走1.5 m的过程中,水土交界处沉积物扰动质量为70.8 kg,2.5 s时羽状流横向扩散速度达0.37 m/s,纵向扩散速度达0.269 m/s,沉陷度的增加会加大扩散的剧烈程度。原位扰动对土层破坏更严重,海洋底流速度虽小,但对沉积物扩散浓度及范围均有影响。
  • 选矿
  • 宋永喆, 曾尚林, 张胜广, 李然
    矿冶工程. 2026, 46(4): 105-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.14
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    系统研究了物料在干式磁选机中的受力情况,发现物料磁导率、磁选机滚筒转速以及磁场强度的共同作用决定了物料的分选轨迹。以某干式磁选机为例,计算了物料在磁选过程中的动态分离过程,并进行了钛铁矿干式磁选验证试验,结果表明,仿真得到的物料预测轨迹与实际轨迹平均误差在8%以内。采用动力学模拟方法可以较好地预测独立磁性矿物的运动轨迹。
  • 张高杰, 余新阳
    矿冶工程. 2026, 46(4): 110-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.015
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    为提高河南某低品位难选白钨矿的低温选矿指标,进行了组合捕收剂浮选试验研究。开发了一种组合捕收剂HQ-3(95%FX-6+5%PEG-2000)以强化难选白钨矿与含钙脉石矿物的低温浮选分离,探索适合该白钨矿的浮选药剂制度,并进行了全流程闭路试验。结果表明,5~10 ℃,粗选阶段调整剂碳酸钠用量1800 g/t、抑制剂水玻璃用量750 g/t、捕收剂HQ-3用量260 g/t条件下,低温粗选-高温精选闭路试验获得了WO3品位28.06%、回收率85.15%的白钨精矿。与FX-6相比,HQ-3能够在低温条件下使粗选阶段WO3回收率提高10.89百分点。
  • 刘忠荣, 赵俊峰, 肖金雄, 周钰沣
    矿冶工程. 2026, 46(4): 116-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.016
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    为了提高国外某铅锌矿共伴生贵金属Ag的回收率,在原矿工艺矿物学研究基础上进行了选矿试验研究。结果表明,Ag主要以裸露硫化银、硫化物包裹银形式存在;采用脱碳、无石灰铅浮选工艺,以苯胺黑药为捕收剂,铅粗选阶段添加锌抑制剂CB-1、锌辅助抑制剂W-1,可以获得铅品位56.70%、锌品位8.93%、银品位1432.30 g/t,Pb、Zn、Ag回收率分别为80.73%、2.13%、59.07%的铅精矿。与原石灰工艺相比,Pb、Ag回收率分别提高了2.80、4.83百分点,铅精矿中Zn品位降低了1.30百分点,Ag品位提高了35.80 g/t。
  • 郭吉东, 翟益庆, 庹必阳, 郑平, 黎双浪, 王志杰
    矿冶工程. 2026, 46(4): 120-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.017
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    为了实现高硅铝土矿的提质脱硅,以油酸钠为主体,分别与苯甲羟肟酸、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和正辛醇复配成二元、三元组合捕收剂,研究了单一捕收剂、二元组合捕收剂以及三元组合捕收剂对高硅铝土矿浮选效果的影响。通过接触角、Zeta电位、红外光谱和药剂吸附量测试等探究了铝土矿中一水硬铝石和高岭石分别与组合捕收剂的作用机理。结果表明,二元组合捕收剂的浮选效果明显优于单一捕收剂,油酸钠与苯甲羟肟酸组合,总用量800 g/t时,精矿Al2O3品位56.49%、回收率64.85%、铝硅比为2.96;油酸钠、苯甲羟肟酸与十二烷基磺酸钠三元组合,总用量1200 g/t时,精矿Al2O3品位61.17%、回收率79.84%、铝硅比为3.80。接触角、Zeta电位、红外光谱及药剂吸附量测试结果表明,组合捕收剂对一水硬铝石的作用大于对高岭石的作用,表明组合捕收剂对一水硬铝石有着更强的选择捕收性。
  • 苏晓晖, 许炜光, 李文娟, 陆斌刚, 罗春华, 王淼, 代启航, 宋永胜, 温建康, 周虎英
    矿冶工程. 2026, 46(4): 127-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.018
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    金川铜镍矿中伴生铂族金属,浮选铜、镍时一并回收铂族金属,但仍有大量铂族金属损失于尾矿中,尾矿中Pt、Pd品位分别为0.07、0.06 g/t,还含有Au 0.0745 g/t,Ag 5.54 g/t。铂、钯主要以铋钯矿、铋碲钯矿、含钯或含铂铋碲矿物赋存,嵌布粒度极细,多被硅酸盐脉石、墨铜矿、磁黄铁矿等包裹。针对该尾矿特性,进行了多次循环铺布溜槽富集回收铂族金属的试验研究,结果表明,经铺布溜槽5次循环重选后磨矿-再选,最终尾矿中Pt、Au品位分别降至0.02、0.05 g/t,Pt、Au回收率分别为74.48%、53.04%。铺布溜槽重选-摇床重选-弱磁选联合选别结果表明,Pd主要富集于磁性产品中,Au主要富集于摇床精矿中,这为该类尾矿中铂族金属高效回收利用提供了可行的技术思路与研发方向。
  • 杜长臻, 何桂春, 孟庆波, 徐晓萍, 徐晓衣, 余利红
    矿冶工程. 2026, 46(4): 131-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.019
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    对刚果(金)某复杂难处理氧化铜钴矿开展了综合回收试验研究。采用先浮选富集铜、后强磁选回收钴的流程,以Na2S为活化剂、丁基黄药为主捕收剂、TP为辅助捕收剂、2号油为起泡剂,经二粗二扫二精优先浮选铜,选铜尾矿进行强磁选回收弱磁性含钴矿物,闭路试验获得了Cu、Co品位分别为16.31%、0.24%,Cu、Co回收率分别为80.82%、29.41%的铜精矿以及Co品位0.304%、回收率40.34%的钴精矿。联合流程通过硫化活化与辅助捕收剂协同作用提升假孔雀石及硅孔雀石可浮性,并以强磁选实现钴的有效回收,显著提高了铜、钴综合回收效率。
  • 沈平, 魏宇峰, 李嵘超
    矿冶工程. 2026, 46(4): 136-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.020
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    为解决太钢集团袁家村铁矿选矿循环水回用于浮选和磁选时恶化选矿指标的问题,采用模拟废水进行了废水处理及回用效果研究,并以现场循环水进行了验证。结果表明,影响选矿指标的主要水质因素是聚丙烯酰胺(PAM)、蓝液和Ca2+,可分别采用次氯酸钠、高铁酸钾和碳酸钠处理含有PAM、蓝液和Ca2+的选矿循环水,处理后的选矿循环水回用于选矿,可获得与清水相当的选矿指标。

  • 董燧珍, 杜凤梅
    矿冶工程. 2026, 46(4): 140-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.021
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    为实现钼尾矿的资源化利用,针对金堆城某选矿厂钼尾矿开展了系统试验研究。在工艺矿物学研究基础上,确定采用浮选对尾矿中的有价组分进行梯级回收。结果表明,首先采用煤油+2号油选钼,经一粗二扫浮选,可获得钼品位0.47%、钼回收率21.23%的钼精矿,尾矿中钼品位降至0.0087%;其次采用预先脱泥、TB-3捕收剂浮选脱除云母,所得云母浮选尾矿中云母含量显著降低,为后续分选创造条件;最后对脱除云母后的尾矿进行无氟-碱法浮选分离长石与石英,在不磨矿条件下,可获得作业产率29.23%,K2O、Na2O品位分别为7.34%、1.01%的长石产品以及作业产率27.87%、SiO2品位83.14%的石英产品。该钼尾矿具有较高的综合回收价值,推荐的钼再选、云母脱除、无氟-碱法浮选分离长石和石英联合工艺流程技术可行,能实现金属与非金属资源的同步回收。
  • 韩雷, 罗云波, 陈锐鹏, 张发明, 谢臻璇
    矿冶工程. 2026, 46(4): 145-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.022
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    针对现有羟肟酸类捕收剂捕收能力不足、用量大等问题,合成了对氯甲基苯甲羟肟酸,并考察了其对黑钨矿的浮选性能。以对氯甲基苯甲酸甲酯、盐酸羟胺、氢氧化钠为原料,合成对氯甲基苯甲羟肟酸的适宜条件为:对氯甲基苯甲酸甲酯、盐酸羟胺、氢氧化钠物质的量比1∶1.2∶2.35,反应温度35 ℃,反应时间4 h,酸化终点pH值为5。黑钨矿浮选试验结果表明,对氯甲基苯甲羟肟酸对黑钨矿的浮选性能优于苯甲羟肟酸,在浮选指标相当的情况下,对氯甲基苯甲羟肟酸比苯甲羟肟酸用量更低。
  • 冶金
  • 余海林, 李怡凡, 黎红兵, 程皓, 李馨怡, 田忠良, 彭可
    矿冶工程. 2026, 46(4): 150-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.023
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    为提升铝空气电池的电化学性能,采用电负性较弱的Br-或I-调控电解液氢键结构和修饰电极/电解液界面,抑制铝负极的析氢腐蚀。结果表明,随着电解液中Br-或I-的引入,铝负极的析氢速率和自腐蚀速率显著降低,铝负极及铝空气电池的电化学性能明显提升。向电解液中分别加入3 mol/L KBr或5 mol/L KI后,铝负极的析氢速率、自腐蚀速率分别降至13.79、9.54 mL/(cm2·h)或13.5、11.5 mg/(cm2·h),其缓蚀效率分别为42.4%或50.9%,对应的铝空气电池在25 mA/cm2下的放电比容量分别为1167.1 mAh/g或1674.4 mAh/g。
  • 余莹, 李绍春, 杜艳清, 季志云, 范晓慧, 施建军, 甘敏, 王晓龙, 刘燚, 翁兴洋, 裴乃义
    矿冶工程. 2026, 46(4): 158-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.024
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    针对多种铁精矿物化特性差异及常规干式混合难以充分消除原料波动的问题,采用矿浆湿式混匀耦合强力混合工艺,研究该工艺对混合料均匀性及球团性能的影响。结果表明,湿混时间3 min可显著提高混合铁精矿TFe、FeO及-0.074 mm粒级含量的均匀性;湿混时间3 min、强混时间40 s条件下,混合料各项均匀性指标与单独强混60 s基本相当。与无湿混、强混时间40 s相比,湿混时间3 min、强混时间40 s条件下,生球抗压强度和落下强度分别提高12.17%和13.95%,预热球和焙烧球抗压强度分别提高7.64%和10.63%,同时显著降低各项性能的波动。该工艺可从源头提高多种铁精矿的均匀性,缩短强混时间,并为球团生产提质与稳定运行提供技术支撑。
  • 袁治冶, 马伟楼, 陈珏锡, 易雨馨, 陈楚烨, 陈昭如, 杨立山
    矿冶工程. 2026, 46(4): 163-168. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.025
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    针对硫酸铵热解过程中产物NH3与SO2容易自发复合、难以高效分离的难题,提出了一种以CuO为化学链载体的“结晶-热解-循环利用”一体化工艺。结果表明,释氨阶段反应温度400 ℃、硫酸铵/氧化铜物质的量比1∶1.5时,释氨率可达96%以上;释硫阶段反应温度750 ℃、反应时间90 min时,释硫率超过98%。CuO经5次循环后仍保持95%以上的氨硫释放率,且可通过空气煅烧再生。该工艺为含氮废水资源化利用提供了可行的技术路径。
  • 周婷, 李子尚, 杨炳红, 杨林
    矿冶工程. 2026, 46(4): 169-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.026
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    采用优化的两步分离-滴定法测定复杂低品位萤石矿中氟化钙含量,首先采用2%稀盐酸溶液磁搅拌浸出试料150 min,高效分离方解石、白云石、磷灰石等干扰矿物(浸出率均达98%以上);残渣经80 g/L三氯化铝溶液浸出后,通过EDTA滴定法测定CaF2含量。针对2%盐酸对萤石约10%的浸出率,引入校正系数K=1.10对测定结果进行校正。结果表明,该方法对不同CaF2含量的测定相对误差均在允许范围内(±0.25%以内,与理论配比值高度吻合),样品测定结果与自动矿物分析仪(MLA)及总氟含量数据基本吻合。该方法有效解决了复杂低品位萤石矿中CaF2准确测定难题,可为矿产资源评估与选冶工艺优化提供可靠依据。
  • 余小吕, 梁艳辉, 高峰, 李安, 徐严伟, 刘维维
    矿冶工程. 2026, 46(4): 175-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.027
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    为优化铜渣与铜精矿在铜冶炼过程中的配伍,采用热力学分析、相图计算与实验研究相结合的方法,系统研究配伍比例对物相演变、烧结特性及硫分离行为的影响。结果表明:随着铜渣比例从40%增至60%,体系中氧化物相比例显著上升,硫化物相比例下降,液相生成量增加,烧结体结构由疏松多孔逐渐趋于致密连续;铜渣比例50%~60%时,烧结体结构更稳定。较高铜渣比例有助于形成铁钙硅复合氧化物,从而显著增强烧结体结构稳定性。氧浓度由40%提高到60%,硫挥发量显著增加,挥发效率提升11百分点。
  • 徐世雄, 吴林, 钟方军, 李熹, 任平, 罗兴发, 成奖国, 董蕾, 武静
    矿冶工程. 2026, 46(4): 183-189. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.028
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    采用硫酸铵焙烧-水浸法从煤灰中协同浸出锂、铝,考察了硫酸铵与煤灰质量比、焙烧温度、焙烧时间、液固比、浸出温度、浸出时间对锂、铝浸出率的影响。结果表明,在硫酸铵与煤灰质量比4∶1、焙烧温度400 ℃、焙烧时间2 h、液固比4∶1、浸出温度80 ℃、浸出时间30 min的优化条件下,锂浸出率达86.77%,铝浸出率达78.04%。机理分析结果表明,锂的载体相莫来石在400 ℃下与硫酸铵热分解产物硫酸氢铵发生反应,生成可溶性硫酸铝铵和硫酸铝,莫来石晶体结构被破坏;锂释放后与硫酸氢铵反应生成硫酸锂,经水浸进入液相,从而实现了锂、铝的高效协同浸出。
  • 武子健, 肖晶峰, 卓晓军, 黄勇, 夏星
    矿冶工程. 2026, 46(4): 190-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.029
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    提出基于改进Mask R-CNN的前驱体颗粒检测方法,通过多分支特征提取颗粒特征并进行特征融合,由双分支输出模块输出前驱体颗粒检测结果。结果表明,该方法可使前驱体颗粒检测准确率达93.2%,单张图像推理时间为15.1 ms。模型兼具较高精度与实时推理效率,可为高一致性前驱体颗粒生产提供关键技术支撑。
  • 陈宁, 张辉, 杨金梅
    矿冶工程. 2026, 46(4): 196-202. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.030
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    以对苯二甲酸作为配体、三氟乙酸为调节剂,通过ZrCl4的水热反应得到改性金属有机骨架材料UIO-66-TFA。结果表明,经改性后的金属有机骨架材料结构高度分散且均一,尺寸为纳米级。改性金属有机骨架材料UIO-66-TFA在吸附时间50 min、初始溶液pH值8、UIO-66-TFA投加量0.5 mg/mL、反应温度40 ℃条件下,对水溶液中Pb2+、Zn2+、Mn2+的吸附容量分别为693.5、419.9、367.1 mg/g。改性金属有机骨架材料UIO-66-TFA经5次循环吸附与解吸实验后,对Pb2+、Zn2+、Mn2+的吸附容量仍为首次吸附容量的88%以上。
  • 温宝良, 刘英才, 宋灿阳, 张晓萍, 杨佳龙
    矿冶工程. 2026, 46(4): 203-209. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.031
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    考察了粒级与宏观形态对带式焙烧机球团综合性能的影响。结果表明,成品球粒级集中于12~16 mm,占比超过90%;其中完整球占比59.95%,破损球与裂纹球占比分别为24.71%、15.35%。完整球抗压强度随粒级增大呈上升趋势;同粒级条件下,宏观形态为球团抗压强度主导因素,完整球抗压强度最高,裂纹球抗压强度最低。球团抗压强度差异本质是内部赤铁矿晶粒的结合紧密程度不同。大粒级完整球氧化反应不充分,内部结构均匀性较差。还原性能方面,不同粒级完整球还原度相差不大;同粒级的破损球与裂纹球前期还原速率更高,而后期还原度、还原膨胀率及抗粉化性能与完整球无明显差异。破损球与裂纹球力学性能劣化,入炉冶炼时易破坏高炉料柱透气性,需严控入炉比例。建议优先提高12~14 mm完整球使用比例,平衡球团强度与冶金性能。研究可为球团质量评估体系优化及高炉入炉料配用优化提供理论支撑。
  • 罗星, 赵富城, 贾康乐, 范海宝, 蒲俊
    矿冶工程. 2026, 46(4): 210-214. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.032
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    采用响应曲面法(RSM)的中心组合设计(CCD),以焙烧温度和氧气浓度为影响因素、焙砂铜浸出率为响应值,构建了二元二次回归预测模型。结果表明,预测模型P值为0.0182、调整决定系数为0.8101、信噪比为7.3236,具备良好的可靠性与预测精度。焙烧温度对铜浸出率影响极显著,氧气浓度影响不显著,二者交互作用较弱。通过Design-Expert软件优化参数,得到优化的焙烧工艺参数为:焙烧温度750 ℃、氧气浓度30%,此条件下,铜浸出率预测值为97.47%。在优化参数指导下,工业应用焙砂铜浸出率为98.17%。
  • 材料
  • 王树娟, 柏松, 刘志义
    矿冶工程. 2026, 46(4): 215-221. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.033
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    采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、电化学测试、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射技术研究了退火温度对Al-Cu-Mg-Ag合金板材力学性能、晶间腐蚀行为和微观组织的影响。结果表明,退火时间4 h时,退火温度从335 ℃升高至395 ℃,可细化合金板材的再结晶晶粒,促进组织中残余第二相粒子的溶解,从而显著提高合金的力学性能。合金板材经335 ℃/4 h低温退火后优先形成Cube织构,而经395 ℃/4 h高温退火后优先形成Goss织构。高温退火导致腐蚀电流密度增大、腐蚀电位负移,合金板材的晶间腐蚀速率加快、抗腐蚀能力下降。
  • 张嘉强, 毛泽潇, 廖红, 雷刚, 鞠博伟
    矿冶工程. 2026, 46(4): 222-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.034
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    使用不同元素配比与烧结温度组合,得到不同参数组合下的硫化物固态电解质Li6-xPS5-xCl1+x样品,并对其进行性能表征,厘清工艺参数对电导率的影响规律。结果表明,最佳的工艺参数组合为:电解质化学式Li5.35PS4.35Cl1.65、烧结温度500 ℃,该电解质在26 ℃下冷压,锂离子电导率达到11.05 mS/cm。同一化学式电解质的锂离子电导率随着烧结温度升高先升高后降低;最佳烧结温度条件下电解质的锂离子电导率随着卤素原子配比1+x增大先升高后降低。
  • 黄振德, 彭迪, 陈志航
    矿冶工程. 2026, 46(4): 226-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.035
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    为提升高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)的倍率性能与循环稳定性,采用高分子软模板法合成V-Y共掺杂LNMO正极材料,系统研究V、Y元素共掺杂对晶体结构、界面特性及电化学性能的影响。通过XRD、FTIR、SEM、EDS等手段表征材料结构,结合恒电流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学测试分析其性能。结果表明,V-Y共掺杂有效调控LNMO形成无序Fd3m相,促进尖晶石由正八面体向截角八面体转变,形成共格界面,显著提升Li+扩散速率与电子电导率;V-Y共掺杂降低Mn3+含量,抑制Jahn-Teller效应及电极/电解液界面副反应,增强界面电化学稳定性。0.03V-Y样品(LiV0.03Ni0.47Y0.01Mn1.49O4)在0.1C倍率下首次放电比容量达132 mAh/g,循环200次后容量保持率高达94.7%,在5C大倍率下仍表现出优异的倍率性能。本研究为通过双元素掺杂构建共格界面和协同优化LNMO电化学性能提供了新思路。
  • 夏敬尧, 魏祥, 陈志国, 唐敏, 覃洋
    矿冶工程. 2026, 46(4): 233-237. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.036
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    通过调控硼含量,在65Mn钢基体上实现了高耐磨Fe-B-W涂层的超高速激光熔覆。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机系统研究硼含量对Fe-B-W涂层微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,Fe-B-W涂层由α-Fe相、Fe2B相以及少量W相、Fe3B相和Fe23B6相组成,铁硼化合物含量随着硼含量增加而增加,并在涂层中呈网状分布,且逐渐粗化。Fe-B-W涂层能显著提高65Mn钢基体的显微硬度,并提高其耐磨性。随着硼含量增加,涂层的显微硬度逐渐增大,但其摩擦因数和体积磨损率先减小后增大,硼含量3.5%时,涂层具有最小的摩擦因数和最低的体积磨损率,此时其体积磨损率减小至基体体积磨损率的35.8%,表明Fe-3.5B-30W涂层具有更好的综合性能。Fe-B-W涂层的主要磨损机制是磨粒磨损。
  • 张志勇, 曾文明, 包新军
    矿冶工程. 2026, 46(4): 238-246. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.037
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    围绕二氧化锰(MnO2)在能源存储与转换领域的应用,从制备技术、改性策略到器件性能三个递进层面展开系统综述。在制备技术层面,系统阐述了液相法、固相法、溶胶-凝胶法及微流控刻蚀等技术对MnO2微观形貌与晶体结构的调控机制;在改性策略层面,详细探讨了元素掺杂、碳基材料复合及微观结构设计(如纳米化、空心结构)等策略提升材料导电性与结构稳定性的作用机理;在器件性能层面,进一步分析了MnO2基复合材料在提升锂离子电池比容量、优化超级电容器倍率性能以及增强双功能催化剂(ORR/OER)活性等方面的具体成效。在此基础上,从绿色合成技术、高负载柔性器件开发及多功能集成等角度提出未来发展建议,以期为高性能MnO2基能源材料的科学设计提供参考。
  • 陈立夫, 杨乐之, 刘骁雄, 谷政国, 王双, 陈涛, 刘云峰, 余钢杰
    矿冶工程. 2026, 46(4): 247-253. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.038
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    针对硅氧负极材料(SiOx,0<x<2)本征电导率低、固态电解质膜(SEI)不稳定以及循环过程中体积膨胀导致的机械应力失效等问题,提出了一种表面快离子包覆层与原位生成碳纳米管(CNTs)三维导电网络协同调控的改性策略。通过固相融合技术在SiOx表面实现纳米Al2O3的均匀包覆,并利用其在电化学活化过程中的锂化反应原位转化为具备高离子迁移率的LiAlO2快离子导体层。利用化学气相沉积(CVD)技术在材料外层原位构筑了三维CNTs导电网络。结构与形貌表征结果显示,原位生长的CNTs紧密缠绕在颗粒表面及间隙,形成了高效的电子传输通路。LiAlO2与CNTs的协同作用显著提升了界面的离子传输能力与整体电子传导性,电化学测试结果表明,改性后的SiOx@Al2O3@CNTs材料表现出优异的电化学性能,在0.2C、0.5C、1C、2C和4C的电流密度下,放电比容量分别高达1283.2、1255.4、1236.4、1201.0和1165.8 mAh/g,在0.1C下循环200圈后,仍维持1000 mAh/g左右的高比容量,远超未改性SiOx的比容量(552.3 mAh/g)。该研究证实了离子/电子双导通网络的协同作用,为开发高能量密度、高稳定性的硅基负极材料提供了新的方向。
  • 楼玉民, 崔益民, 孔相植, 周梵, 吴剑波, 胡磊
    矿冶工程. 2026, 46(4): 254-259. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.039
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    采用熔化极惰性气体保护焊(MIG),以TDCr27-58高铬铸铁药芯堆焊焊丝在Q345B钢板表面制备了预热和层间温度均为150~350 ℃的高铬铸铁堆焊层,通过渗透检测、SEM、销盘磨损实验等方法研究了层间温度对高铬铸铁堆焊层宏观形貌、显微组织和磨损性能的影响规律。结果表明:随着层间温度升高,熔池流动性改善,焊接飞溅和裂纹显著减少;堆焊层主要由初生奥氏体树枝晶及晶间共晶M7C3碳化物组成;堆焊层平均硬度随着层间温度升高而提升,层间温度350 ℃时硬度为716.6HV,较250 ℃、150 ℃时对应的硬度值分别高25.2HV、39.0HV;层间温度150 ℃时磨损失重较350 ℃时磨损失重增加约63%,表现为严重剥落坑与黏着磨损特征。较高的层间温度可延长高温停留时间,促进C、Cr原子扩散,使共晶碳化物充分析出生长,提升堆焊层硬度和耐磨性。
  • 徐麒凯, 刘子瑞, 周红莉, 王日初, 彭超群, 王小锋
    矿冶工程. 2026, 46(4): 260-266. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.04.040
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    为了促进直写成型技术在SiC陶瓷成型领域的应用,以粗颗粒SiC粉体(D50=44 μm)为原料,系统研究分散剂、浆料pH值、固相体积分数及增稠剂对浆料流变性能的调控规律,制备出高固相体积分数直写成型浆料。依托有限元仿真完成打印参数优化,并借助线性流体跨距测试定量评价浆料可打印性能。结果表明,在pH=10~11条件下,加入质量分数1.4%的分散剂聚丙烯酸能显著降低浆料的黏度,浆料固相体积分数最高可达55%;加入质量分数0.05%的增稠剂甲基纤维素能有效提升浆料自身结构强度,打印综合性能优;采用1.2 mm喷嘴,打印最大跨距控制在6.3 mm以内,可成型无坍塌、结构完整的三维点阵陶瓷坯体。