2026年, 第46卷, 第3期　
刊出日期：2026-06-25
  

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    深海矿产资源开发关键技术突破与产业链协同发展专题
  • 深海采矿技术发展态势及研究现状综述
    黄章峰, 张韵佳, 孙佳昭
    矿冶工程. 2026, 46(3): 1-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.001
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    基于对当前深海采矿技术发展态势的调研，结合国内外文献与专利热点分析，明确了深海采矿三大关键技术领域为矿石采集、矿石提升和水面支持，系统梳理了不同领域的核心技术，综述了国内外在矿石破碎技术、矿石收集技术、采矿车行走技术、长距离垂直管道输运技术、提升管道防堵塞与紧急避险技术、无泵送矿物输运技术、水声通信技术、矿物处理技术、布放回收技术、升沉补偿技术共10项核心技术的研究进展，多维度定量评估了我国在深海采矿总体领域及矿石采集、矿石提升和水面支持三大关键技术领域相比于国际的优势与不足。综合分析表明，现阶段我国深海采矿技术主要短板体现在核心装备的效率不高、长期可靠性不足、深海环境扰动机制认识不深以及整体协同作业海试匮乏等方面，全球深海采矿技术挑战主要表现在多场耦合下的动力学协同控制、长距离垂直输运的流动保障与设备可靠性、环境约束与羽流控制等方面。我国未来应聚焦突破核心技术、加强环境影响评估监测以及系统级联合海试等方向，推动我国深海采矿技术向系统化、绿色化、智能化发展，为我国未来参与深海资源开发奠定基础。
  • 深海采矿国际法规博弈与应对策略
    张丹
    矿冶工程. 2026, 46(3): 20-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.002
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    通过梳理国际海底管理局（简称ISA）《“区域”内矿产资源开发规章》（简称《开发规章》）制定进程及美国单边推进国际海底区域（简称“区域”）深海采矿政策法规，从规章核心分歧、参与方不同利益诉求、美国单边行为影响等不同视角分析了深海采矿国际法规博弈态势。基于分析结果，提出应推动ISA改进《开发规章》审议方式、诉诸国际海洋法法庭海底争端分庭就美国单边授权“区域”深海采矿合法性发表咨询意见、积极申请新“区域”勘探矿区的应对策略。
  • 深海采矿扰动羽流输运和扩散的数值模拟：进展、挑战与展望
    郝祚千, 董猛, 王涛, 边昌伟
    矿冶工程. 2026, 46(3): 26-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.003
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    梳理了深海采矿扰动羽流输运和扩散数值模拟的研究进展。从羽流形成机制入手，对比了近底羽流与尾水羽流在排放、浮力驱动及被动输运阶段的动力学差异。通过对比近场、远场主流数值框架在适用尺度、计算效率与物理刻画精度上的优劣，解释了关键物理过程的参数化方法。针对深海环境数据稀缺的瓶颈，深入剖析了现阶段实验室水槽与原位观测在支撑模型验证时的不足与核心挑战。在此基础上，对融合人工智能、先进数据同化技术以及建立标准化模型测试框架等前沿发展方向进行了展望。
  • 融合多代价约束与自适应平滑的深海结核采矿车路径规划方法
    彭帷杰, 王臣, 苏泷德, 陆薪树
    矿冶工程. 2026, 46(3): 40-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.004
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     基于采矿车越坡动力学分析，建立了考虑海底稀软底质特性的驱动力、综合阻力及沉陷模型，确定了可通行坡度阈值。融合多代价约束优化搜索效率与路径质量，并采用冗余节点删除法与贝塞尔曲线拟合法对路径进行平滑后处理，提出了一种改进A*路径规划算法。仿真结果表明，相较于传统A*算法，本文提出的改进算法规划路径的总长度平均缩短约3%，行驶时间与能量消耗代价平均降低60%以上，路径总转向角减少70%以上，生成了综合代价更低、转向更平缓的全局路径，有效提升了深海采矿车作业的安全性与效率。
  • 深海采矿国际规则演进与中国应对策略
    周娜, 毕致玮, 袁健, 吴巧生
    矿冶工程. 2026, 46(3): 46-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.005
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    系统梳理了国际海底管理局勘探合同、开发规章谈判进展及主要国家政策分歧，认为深海采矿规则争议集中于环境保护、收益分配、监管责任与商业化可行性。中国已形成较完整的国际海底区域资源布局和深海开发技术基础，但仍面临深海采矿规则不确定、环境压力和商业化约束。中国应积极参与深海采矿国际规则制定，加强国际合作，统筹资源安全、生态保护，尽快实现深海矿产资源商业化开采。
  • 基于视觉-惯导融合的伴随式巡检机器人定位方法研究
    王凯乐, 程阳锐
    矿冶工程. 2026, 46(3): 54-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.006
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    提出一种基于扩展卡尔曼滤波的松耦合视觉-惯导融合定位算法。该算法采用相对位姿估计视觉算法，以采矿车为观测目标来获得低频的精准全局坐标，并与惯性导航系统的高频全局坐标信息进行融合。仿真实验结果表明，相较于惯性导航系统，所提融合算法在矩形轨迹下平均位置误差由1.309 m降至0.026 m，在蛇形轨迹下由1.749 m降至0.028 m，定位精度显著提升。室内实验进一步验证了该算法的工作可行性，可为深海复杂工况下机器人协同作业提供技术支撑。
  • 深海采矿车动力学仿真平台的构建与验证
    刘俊麟, 彭赛锋, 郑皓
    矿冶工程. 2026, 46(3): 61-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.007
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    针对深海履带式采矿车全尺寸海试成本高、风险大，且现有仿真平台难以兼顾物理保真度与计算实时性的问题，开发并校验了基于Project Chrono与ROS 2的联合仿真平台。平台以Chrono为物理解算核心、ROS 2为通信框架，集成土壤接触模型与莫里森水动力模型。验证结果表明，初始沉陷量的仿真值相对理论值的误差为2.4%，牵引力-滑移率曲线与理论值拟合决定系数R2=0.98；工程最佳网格分辨率下实时因子稳定在1.2~1.5，可满足硬件在环测试需求。相较于Adams、RecurDyn等主流商用软件，本平台支持二次开发的同时具备更高的计算效率。该平台兼具工程级物理保真度与开源可扩展性，为深海采矿装备的控制算法迭代与动力学先验分析提供了可靠的虚拟测试环境。
  • 深海采矿提升硬管流固耦合动力响应分析
    王伟, 双志, 郑皓, 陈时平, 吴卓
    矿冶工程. 2026, 46(3): 68-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.008
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    为研究深海采矿提升硬管外部海洋环境和管道内部粗颗粒固液两相流共同作用下硬管的运动和结构响应，建立了硬管内、外部流体-提升硬管双向流固耦合数值分析模型，并计算了提升硬管的位移和应力特性。数值计算结果表明，结核尺寸对提升硬管的最大应力和最大位移影响不大；输送浓度和输送速度对提升硬管的最大应力和最大位移均有明显增大的作用。此外，与无船舶运动工况相比，考虑船舶运动条件下提升硬管的最大应力增幅为21.7%~52.1%，最大位移增幅为182.1%~247.0%，表明船舶运动对硬管动力响应影响显著。
  • 深海采矿水下给料装置设计与试验
    喻光安, 曹阳, 吕浩, 赵睿杰, 杜新光
    矿冶工程. 2026, 46(3): 75-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.009
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    介绍了深海采矿水下给料装置的工作原理和结构设计方法，采用离散元法对给料装置的动态给料过程进行全流程仿真分析，并采用陆地试验与水池试验进行验证。结果表明：设计的给料装置在35 r/min额定转速下，实际给料速度达到11.1 t/h，满足大于10 t/h的设计指标；偏心式进料口设计有效降低了阻力矩；离散元仿真结果与陆地试验误差在2%以内。水池试验表明，整体矿物收集率超过90%，进一步验证了给料装置在水下连续运行的可靠性。
  • 基于物理信息神经网络的深海采矿车定位数据预测方法
    周泽龙, 程阳锐, 毛桂庭, 彭赛锋
    矿冶工程. 2026, 46(3): 82-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.010
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    为了提高深海采矿装备在复杂非线性环境中的定位精度与实时性，提出了一种基于物理信息神经网络（PINN）的定位数据预测算法。该方法在神经网络结构中引入深海采矿车的运动学方程，通过构建融合物理约束的复合损失函数，实现了对传感器数据与物理模型的协同拟合。在Gazebo仿真平台上构建了2个不同工况的测试场景，系统对比了PINN与传统前馈神经网络（FNN）的预测性能。结果表明，相比FNN模型，PINN模型在工况1中，平均绝对误差（MAE）由0.621 3 m降至0.128 3 m，均方根误差（RMSE）由0.674 0 m降至0.137 0 m，最大误差由0.938 6 m降至0.196 2 m；在工况2中，MAE由0.823 9 m降至0.335 4 m，RMSE由0.935 2 m降至0.379 5 m，最大误差由1.585 8 m降至0.640 2 m。PINN在极端误差控制与鲁棒性方面表现出明显优势，尤其在复杂工况下对异常值的敏感度更低。
  • 深海采矿中尺度羽流演化规律数值模拟及分析
    徐维佳, 赵勇, 郑皓, 张晓瑞
    矿冶工程. 2026, 46(3): 91-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.011
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    针对深海采矿扰动引起的沉积物羽流生态风险，构建了一个集成高分辨率三维地形、海水密度分层、非恒定潮汐动力及多尺度环流约束的 Navier-Stokes 方程高保真数值模拟框架。以大西洋加那利群岛西南海域典型海山矿区为研究对象，经Spearman数据校验，揭示了羽流从初始扰动到洋流长程输运的多阶段耦合演化机理。研究发现，受复杂海山地形与地转偏向力约束，羽流水平路径发生显著偏转并呈现旋转扩散态势，延长了颗粒物在局部水体中的滞留时间。受海山绕流动力场与旋转剪切机制调制，羽流由近场点源排放演变为远场各向异性的拉伸结构。由于深海稳定密度层结的抑制作用，羽流在空间上表现出层级化稀释规律。
  • CFD-DEM耦合下的水力提升弯管磨损分析
    李沛霖, 吴杨, 孙佳昭, 胡英杰, 马鑫宇
    矿冶工程. 2026, 46(3): 97-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.012
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    针对深海采矿系统90°弯管冲蚀失效问题，结合CFD-DEM双向耦合方法和方差分析，开展了固液两相流耦合作用下的磨损演化机理研究，定量评估了管径粒径比、流体初始速度和颗粒形状对管道磨损的影响权重。结果显示，单因素对管道最大磨损率的影响顺序为：管径粒径比＞流体初始速度＞颗粒形状；多因素交互作用对管道最大磨损率的影响顺序为：流体初始速度与管径粒径比＞颗粒形状与管径粒径比＞流体初始速度与颗粒形状；低管径粒径比工况下，弯管整体磨损较为严重，且磨损峰值集中出现在弯管中段；高管径粒径比工况下，弯管磨损峰值前移至迎流段，且弯管中后段的磨损率呈现出显著的衰减趋势。
  • 煤基还原-浸出锰结核提取锰及微观机理分析
    熊旻烨, 徐志坚, 宋雨涵, 成震今, 彭艳枚, 王炼, 王怡圣, 熊雪良
    矿冶工程. 2026, 46(3): 106-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.013
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    采用还原焙烧-硫酸浸出工艺从深海锰结核中提取锰,探究了锰结核在焙烧以及硫酸浸出过程中的微观结构变化与物相转变规律。结果表明,还原温度750 ℃、还原时间2 h条件下,锰还原率为99.29%;硫酸用量0.5 mL/g、浸出温度60 ℃、浸出时间6 h条件下,锰浸出率为90.53%;部分锰替代铁形成了不溶于酸的黄钾铁矾类和锰铁橄榄石类矿石,难以浸出。本研究可为低品位锰结核制备电解锰提供技术参考。
  • 波浪补偿吊具模拟实验台的设计
    肖体兵, 陈文杰, 蔡海东
    矿冶工程. 2026, 46(3): 111-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.014
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    为研究波浪补偿吊具的升沉补偿能力，采用常规油缸和常规蓄能器替代结构复杂且昂贵的专用补偿缸和专用蓄能缸，搭建了波浪补偿吊具的模拟实验台，并基于AMESim建立了该模拟实验台的仿真模型，通过实验和仿真对吊具在被动、半主动和主动3种补偿模式下的补偿率与能耗进行了对比研究。结果表明，被动补偿模式下，仿真补偿率为14.64%，实验补偿率为13.51%；半主动补偿模式下，仿真补偿率为91.01%，实验补偿率为89.80%；主动补偿模式下，仿真补偿率为94.44%。仿真结果与实验数据表明，该替代方案在实现高补偿率的同时能耗低，是一种低成本、高效的波浪补偿吊具模拟实验方案，为后续波浪补偿吊具设计与优化提供了验证平台。
  • 近底层深海环境长期监测平台设计与海试应用
    王建华, 郑皓
    矿冶工程. 2026, 46(3): 117-121. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.015
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    针对深海多金属结核开采对近底层（离底高度小于1 m）生态环境影响评估中缺乏长期连续监测手段的难题，设计并研制了一种新型近底长期监测平台。该平台采用“上浮下重”被动式自扶正结构，解决了无缆布放着底姿态不受控的问题；提出了一种全新的“休眠-唤醒”间歇式工作模式，在电池容量有限的情况下实现长时间连续监测。在东太平洋A-5区块成功完成了深海海试，海试结果表明，平台着底姿态稳定，成功获取了海试期间近底层海水pH值(均值7.50)、流速(平均流速0.003 3 m/s)及浊度(浊度值1.17~1.25 FTU)，验证了平台在极端深海环境下的可靠性与有效性。
    • 采矿
  • 废弃露天坑下深部复杂矿体采场结构参数优化研究
    钱兆明, 郑斌, 张来鑫, 欧阳剑, 邱贤阳, 曹日红, 史秀志
    矿冶工程. 2026, 46(3): 122-129. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.016
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    针对刚果（金）MSESA废弃露天坑下深部复杂地质矿体采场结构参数优化问题，提出了融合三维岩体质量Q值模型与Mathews稳定图解法的分析方法，通过岩石力学试验构建了矿区三维岩体质量Q值模型，基于Mathews稳定图解法，建立采场水力半径与稳定系数的量化关系，并在极限允许水力半径条件下，选取合理的采场结构参数。结果表明，+500勘探线以北区域采用分段空场嗣后充填采矿法，无支护条件下，采场垂直走向布置时结构参数宜为35 m×8 m×45 m，沿走向布置时结构参数宜为20 m×9 m×45 m；+500勘探线以南区域需采用顶板支护，采场结构参数宜为17 m×8 m×15 m。
  • 裂隙岩质台阶边坡危险块体的确定及其稳定性分析
    梁智元, 陈光木, 赵兴, 李启斌, 王浚名, 陈庆发
    矿冶工程. 2026, 46(3): 130-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.017
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    以广东大宝山露天边坡29线附近的+793~+817 m范围内的台阶边坡为研究对象，在相关地质数据的基础上，首先，建立了边坡三维裂隙网络模型，对台阶边坡的岩体结构进行三维解构分析，得到了边坡体内块体位置分布信息数据；其次，构建了台阶边坡三维离散裂隙网络模型，分析了在裂隙及重力作用下的边坡位移形变量，圈定出台阶边坡的潜在滑移区域；再次，结合块体位置分布信息与潜在滑移区域，确定出危险块体1和危险块体2；最后，借助赤平投影法分析了危险块体的稳定性。分析结果表明：危险块体1可能发生楔形滑动，危险块体2可能发生双面滑动但概率较小；边坡整体稳定性差，建议采取注浆+锚索+格构梁的措施对边坡进行防治。
  • 不同围压下冻融安山岩力学性能劣化规律
    邓云腾, 刘轩泽, 付俊, 周罕, 陈安, 傅峥
    矿冶工程. 2026, 46(3): 137-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.018
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    针对高寒矿区岩石边坡冻融失稳难题，以西藏阿里地区某矿区边坡安山岩为研究对象，通过冻融循环试验、单轴压缩试验、三轴压缩试验，得出不同围压下冻融安山岩力学性能劣化规律。结果表明，随着冻融循环次数增加，安山岩抗压强度和抗剪参数均表现为衰减趋势，劣化度逐渐增大。在无围压状态下，安山岩破坏模式随着冻融循环次数增加由劈裂破坏向劈裂-剪切混合破坏演化，并伴随着裂纹增多。施加围压后，围压在一定程度上增强了岩石的抗压能力，随着围压增大，破坏模式逐渐由脆性破坏向剪切滑移破坏模式转变，在较高冻融循环次数下形成辐射状的裂纹扩展，伴随明显的片状脱落现象。
    • 选矿
  • 湖北某低品位铜硫资源新型药剂浮选试验研究
    章慧敏, 姚兆辉, 余洪, 张汉泉, 刘明霞
    矿冶工程. 2026, 46(3): 145-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.019
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    湖北某选铁尾矿含铜0.058%、含硫9.26%，现场采用先混合浮选再铜硫分离的方式对其进行回收，铜、硫浮选回收指标欠佳。为提高资源综合利用率，针对该选铁尾矿开展了新型药剂浮选试验研究。结果表明，在磨矿细度-0.074 mm粒级占64.81%条件下，以新型捕收剂协鑫930和起泡剂2号油开展铜硫混合浮选试验，以活性炭为活化剂、熟石灰为硫抑制剂、协鑫950为铜捕收剂，开展铜硫分离浮选试验，采用熟石灰分段添加的形式，可获得Cu品位17.77%、回收率60.07%的铜精矿和S品位38.16%、回收率34.48%的硫精矿。与现场生产指标相比，铜、硫精矿指标良好，回收率分别提高了17.60百分点和12.28百分点，实现了铁尾矿中铜、硫资源的有效回收，可为其他同类型低品位矿的高效回收提供一定的理论参考。
  • 云南某难选铜钼硫化矿浮选调控技术的试验研究
    杨斌, 肖世洁, 蒋丛国, 张曙光, 杨维江, 刘玫华, 胡龙臣
    矿冶工程. 2026, 46(3): 151-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.020
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    对云南某难选铜钼硫化矿进行系统工艺矿物学研究，基于此开发了新型捕收剂KMC531,研究了KMC531对Cu、Mo捕收效果的影响。结果表明，在优化条件下，对铜品位0.28％、钼品位0.011％的原矿，闭路浮选试验获得了Cu品位23.51％、Cu回收率82.86％,Mo品位0.92％、Mo回收率86.17％的铜钼混合精矿,实现了铜、钼高效富集。
  • 基于干式磁选机的钛铁矿分选关键指标预测
    谢家豪, 刘洋, 马崇振, 曾尚林, 刘恒发, 祁生月, 胡康龙, 黄涛, 祁玲, 张文科
    矿冶工程. 2026, 46(3): 156-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.021
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    针对干式磁选工艺中矿石品位与回收率预测精度不高的问题，提出一种基于XGBoost与Transformer融合的预测模型框架。该方法通过XGBoost提取局部特征并利用叶节点信息实现特征增强，提升输入数据的表达能力；随后，Transformer利用多头自注意力机制挖掘特征间的全局依赖关系，强化模型的预测性能。针对钛铁矿干式磁选的预测结果表明，融合模型在预测精度与泛化能力方面均优于支持向量回归（SVR）、XGBoost、BP神经网络及标准Transformer。
  • 某高滑石型复杂铜钼矿选矿试验研究
    邓红, 王星
    矿冶工程. 2026, 46(3): 160-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.022
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    对某高滑石型复杂铜钼矿进行了选矿试验研究，探索了预浮选脱除滑石与直接抑制滑石的工艺方案。结果表明，采用自来水预浮选时可以脱除大部分滑石，使用厂前回水预先浮选脱除滑石时，泡沫产品中铜和钼损失率高，无法实现易浮脉石矿物与铜钼矿物的分离；采用新型抑制剂TCM-596，在回水条件下进行直接抑制滑石的浮选，滑石得到有效抑制，闭路试验可获得Cu、Mo回收率分别为81.60%、63.95%的铜钼混合精矿，其中MgO含量为2.43%，实现了该高滑石型铜钼矿的高效富集。
  • 河南某银铅多金属矿选矿试验研究及工业应用
    孙景敏, 杨宁, 黄业豪, 李翠芬
    矿冶工程. 2026, 46(3): 165-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.023
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    为提高河南某银铅多金属矿选矿厂的经济效益，基于工艺矿物学对银赋存状态及载体矿物共生关系的解析，系统开展了浮选流程重构与药剂制度研究。结果表明，采用两粗三精三扫浮选流程，以水玻璃-CMC组合抑制剂替代传统硫化钠，工业生产连续运转稳定，成功实现了铅精矿品质的显著跃升，同时提高了伴生金属元素的计价系数，可获得Ag品位和回收率分别为14 876.15 g/t和87.77%,Pb品位和回收率分别为15.28%和73.34%的铅精矿。相比原药剂制度，精矿Ag品位提高了约4 923 g/t，回收率降低了0.80百分点；Pb品位提高了5.05百分点，回收率增加了1.93百分点。
  • 攀西某钒钛磁铁矿选铁试验研究
    姜克冰
    矿冶工程. 2026, 46(3): 170-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.024
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    为实现攀西某典型矿区钒钛磁铁矿资源中铁元素的经济高效回收，针对该矿区具有代表性的综合矿样开展了系统工艺矿物学分析，并在此基础上进行了粗粒预先抛尾、阶段磨矿-弱磁选等试验研究。结果表明，矿石中的铁主要赋存于钛磁铁矿中，但其与钛铁矿、脉石矿物嵌布关系复杂，且钛磁铁矿中普遍发育微细粒钛铁矿片晶等固溶体分离结构，是影响铁精矿品位提升的关键因素。采用湿式抛尾、三段磨矿-三段弱磁选工艺处理该矿区综合样，获得了TFe回收率61.99%、TFe品位57.98%的铁精矿。
  • 基于艾砂磨机和微泡浮选机协同的某斑岩型铜矿铜钼分离试验研究
    陈炫德, 董明
    矿冶工程. 2026, 46(3): 175-179. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.025
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用艾砂磨机和微泡浮选机对国内某大型斑岩型铜矿进行了铜钼分离试验研究。经艾砂磨机再磨至P80为47 μm,在适宜的药剂制度下,经一粗二精一扫闭路浮选,获得了钼品位47.25%、含铜1.29%、钼回收率63.04%的钼精矿,较好地实现了铜、钼分离。
  • 河南某铅锌矿的选矿试验研究与生产实践
    丁大森, 董怀擎, 卫小刚
    矿冶工程. 2026, 46(3): 180-185. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.026
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了提高选矿技术指标，对河南某铅锌混合矿开展了选矿试验研究，采用铅硫混合浮选-铅硫分离、硫化锌浮选、氧化铅浮选、氧化锌浮选的分步浮选流程，小型闭路试验得到了合格铅精矿、锌精矿、硫精矿、氧化铅精矿、氧化锌精矿5个产品。采用试验推荐的流程进行了工业试生产，取得了较为理想的选矿技术指标，大大提高了矿产资源利用率。
    • 冶金
  • 功能化SY-MOF-1材料的制备及其对土壤中铅的去除
    逄淑伟, 程全国, 赵勇
    矿冶工程. 2026, 46(3): 186-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.027
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    分别采用含有羟基、羧基、氨基等官能团的前驱体，成功制备出具有独特结构和性能的SY-MOF-1材料，研究了带有不同官能团的SY-MOF-1材料对土壤中铅去除效果的影响。结果表明，功能化SY-MOF-1材料表面官能团、比表面积和孔结构发生显著变化，为铅离子提供了更多吸附位点。将功能化SY-MOF-1材料应用于含铅土壤修复，吸附优化条件为：溶液pH值6、反应温度25 ℃、反应时间20 min，在此条件下，SY-MOF-1-AMP对土壤中铅的吸附容量达到146.5 mg/g。功能化SY-MOF-1材料对铅的吸附过程符合准二级动力学模型以及Langmuir等温吸附模型，表明吸附过程以化学吸附为主，且存在单层吸附特征。功能化SY-MOF-1材料在土壤铅污染修复方面表现出优异的性能，可为土壤铅污染的治理提供一种高效的材料和可行的技术方案，具有良好的应用前景。
  • 低品位锡中矿与铅冶炼烟尘协同焙烧高效脱砷研究
    王崇宇, 王泽斌, 李磊
    矿冶工程. 2026, 46(3): 192-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.028
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    提出了一种低品位锡中矿和铅冶炼烟尘协同焙烧高效脱砷的方法。结果表明，锡中矿含砷物相FeAsS在焙烧过程中分解生成单质As和FeS，两者可将铅冶炼烟尘中砷酸盐物相还原为易挥发的As2O3物相，继而实现砷的高效脱除。在焙烧温度700 ℃、铅冶炼烟尘添加量30%、焙烧时间90 min条件下，砷脱除率达94.73%。
  • 金属锰粉悬浮氧化法制备锂电池用Mn3O4的研究
    苏有权, 张妮, 薛兴勇, 蓝丽红, 卢彦越, 阮籍, 闫冠杰, 韩要丛
    矿冶工程. 2026, 46(3): 199-203. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.029
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    采用金属锰粉悬浮氧化法制备了锂离子电池用Mn3O4，探究了氯化铵浓度、氨水浓度、固液比、反应温度、空气流量以及搅拌速率等实验条件对Mn3O4粒径和振实密度的影响。结果表明，在不加氨水、氯化铵浓度6 g/L、固液比0.3∶1、反应温度70 ℃、空气流量700 mL/min、搅拌速率400 r/min条件下，制备的产品为尖晶石型Mn3O4，颗粒为类球形，D50粒径为9.69 μm，振实密度为2.82 g/cm3，比表面积为0.399 m2/g，锰含量为71.5%，S、Fe、Ca等杂质元素含量均满足《锂电池用四氧化三锰》（YB/T 4736—2019）行业标准要求。
  • 原子吸收光谱法测定金矿石中金含量的测量不确定度评定
    许彬, 刘春艳, 杨炳红, 彭颖, 刘艳花, 杨林, 张志勇
    矿冶工程. 2026, 46(3): 204-209. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.030
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    依据GB/T 20899.1—2019标准，针对火试金-原子吸收光谱技术测定金矿石中金含量的试验，通过构建数学模型，分析并计算了多种来源的测量不确定度。经过合成计算，当金矿石的金含量为2.28 g/t时，该方法的标准不确定度为0.04 g/t，包含因子k为2时，扩展不确定度为0.08 g/t。通过对比各来源的不确定度发现，样品重复性测量、标准曲线拟合对不确定度结果的影响较大。因此，建议确保测量仪器处于较佳状态，并增加重复测量次数，以降低测量不确定度。
  • 废旧磷酸铁锂电池酒石酸浸出研究
    吴占新, 李武斌, 李勇, 胡志同, 覃发玠
    矿冶工程. 2026, 46(3): 210-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.031
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    以废旧磷酸铁锂电池正极粉末为原料,采用酒石酸+过氧化氢体系开展锂的选择性浸出研究。结果表明,搅拌速率与液固比对Li、Fe浸出率影响较小,酒石酸质量浓度、浸出温度、浸出时间对Li、Fe浸出率影响显著,过氧化氢浓度主要影响Fe浸出率。确定的优化工艺条件为：酒石酸质量浓度150 g/L、搅拌速率500 r/min、液固比6、浸出时间3 h、过氧化氢浓度3 mol/L、浸出温度70 ℃,该条件下Li、Fe浸出率分别为98.7%、4.5%。锂浸出液经蒸发浓缩、净化处理后,采用碳酸盐沉锂工艺可制得结晶度较好的碳酸锂产品。
  • LIX984N-C萃取分离硫酸体系中铜的研究
    张志兵, 刘威, 王振银, 李贺, 刘卫平, 李相良, 沈金灵, 王伟
    矿冶工程. 2026, 46(3): 214-218. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.032
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    采用相比变化法绘制了15%LIX984N-C有机相体系下的铜萃取等温线，基于迈克-齐力图解法确定萃取级数，并考察了影响铜萃取的关键因素。结果表明，15%LIX984N-C有机相体系下最大饱和铜容量为10.65 g/L,测试结果与产品指标参考值基本吻合。在料液铜质量浓度8.4 g/L、相比2∶1、15%LIX984N-C有机相体系下，确定了2级连续萃取可满足生产要求，萃余液铜含量可控制在0.2 g/L以内，铜萃取率可达97.86%以上。在萃取流比2∶1、反萃流比2∶1、反萃酸度180 g/L、料液铜质量浓度8 g/L、料液酸度7 g/L条件下，铜萃取率可达98.51%，平均有机相净传递量为2.72 g/L,验证了LIX984N-C萃取剂具备优异的综合萃取性能，可为铜湿法冶炼生产实践提供一定工艺参考。
  • 铜冶炼烟尘中有价金属浸出行为及脱砷研究
    吴伦, 霍成立, 张贵雄, 刘泽军, 蒋开喜, 贺真, 王美丽, 倪鑫鑫, 邓荣东
    矿冶工程. 2026, 46(3): 219-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.033
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用两段硫酸浸出-铁盐沉砷工艺从铜冶炼烟尘中回收有价金属，系统研究初始硫酸质量浓度、液固比、反应温度及浸出体系对第一段浸出率的影响；在常压和氧压2种体系下，分别研究第二段浸出初始硫酸质量浓度对各元素总浸出率的影响；在浸出液除砷方面，研究不同氧化剂对As和Fe沉淀率的影响。结果表明，第一段浸出在单一硫酸体系、初始硫酸质量浓度50 g/L、液固比 4 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间2 h条件下，砷、铜、锌、铟浸出率分别为82.11%、75.77%、60.23%、5.76%；第二段浸出在常压、反应温度95 ℃、初始硫酸质量浓度150 g/L、液固比4 mL/g、浸出时间2 h条件下进行，锌、铜、铟、砷总浸出率分别提升至98.84%、93.31%、95.55%、82.14%；在氧气流量250 mL/min、pH值1.5、Fe/As物质的量比1、反应温度90 ℃条件下反应2 h进行浸出液除砷，As和Fe的沉淀率分别为84.00%和78.00%。该工艺实现了有价金属高效浸出和砷稳定化，为烟尘清洁处理提供技术支撑。
  • 钛精矿预还原制备金属化球团及其抗压性能研究
    刘宝宝, 彭忠辉, 何东升, 张博, 刘长淼, 杨丘, 唐远
    矿冶工程. 2026, 46(3): 226-231. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.034
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    开展钛精矿造块及预还原制备金属化球团试验研究，考察配碳粒度、配碳量、焙烧温度及焙烧时间对球团抗压强度和金属化率的影响。结果表明，钛精矿主要由钛铁矿和少量磁铁矿组成，且-69 μm粒级约占91.39%，属细粒物料，具备良好成球条件。在配碳粒度-1 mm（未分级）、配碳量10%条件下，生球和熟球抗压强度均符合工艺要求。生球在1 200 ℃真空还原焙烧30 min，可获得抗压强度1 224.60 N/P、金属化率50.48%的球团，满足电炉熔分工艺的原料要求。在试验范围内，适当提高焙烧温度、延长焙烧时间及增加配碳量均有利于提升球团金属化率。
  • 赤泥铁精矿烧结-火法提铁的可行性研究
    林瑛, 高建军, 王锋, 武兵强, 吴巍
    矿冶工程. 2026, 46(3): 238-243. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.036
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    提出了一种赤泥铁精矿烧结-火法提铁的创新技术路径。结果表明，高铝赤泥铁精矿烧结优化条件为：燃料比12%、水分18.5%~19.0%、碱度R2≈4.85（生石灰作为熔剂），所得烧结矿冶金性能可满足小型冶炼设备要求。通过向高铝冶炼终渣外配17%CaO进行改性，1 450 ℃时终渣黏度降至0.61 Pa·s，实现渣铁高效分离，终渣可以用作预熔渣或者合成渣。与传统赤泥回收方法相比，该工艺流程短、成本低、处理量大，可为赤泥在固体废物熔炼炉或小型实验高炉中的资源化利用提供理论依据。
    • 材料
  • 废旧磷酸铁锂正极材料气固氯化过程的动态机制研究
    刘宏兵, 熊轶智, 周小平, 陈涛, 杨晖, 王接喜, 陈杰, 刘维赛
    矿冶工程. 2026, 46(3): 244-250. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.037
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    采用气固氯化-水浸联合工艺,系统研究了废旧磷酸铁锂（LFP）正极材料在回收过程中的物相演变规律,阐明了废旧LFP气固氯化提锂过程的动态机制。结果表明,正极材料的氯化反应在热力学上可自发进行,采用气固氯化工艺,可将锂转变为水溶性物相。在反应温度150 ℃、反应时间156 min的气固氯化优化条件下,水浸时LiFePO4几乎完全转化为FePO4和LiCl,水浸的锂浸出率达99.09%,而铁、磷和铝浸出率分别仅为0.089%、0.078%和0.339%。该工艺不仅实现了Li的高效、高选择性浸出,而且在氯化和水浸过程中维持了FePO4晶体结构和形貌的完整性,为后续固相合成再生磷酸铁锂提供了稳定前驱体。
  • 树脂基硬碳预氧化与包覆调控机制及储钠性能研究
    汤刚, 王艳华, 李丹杨, 何鲁华
    矿冶工程. 2026, 46(3): 251-255. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.038
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    研究了预氧化和包覆对树脂基硬碳结构以及储钠性能的影响。结果表明,预氧化和包覆联合调控可有效调节硬碳中的闭孔、石墨微晶和缺陷结构,提升钠离子储存位点和可逆钠脱嵌位点。合成的硬碳在0.1C倍率下放电比容量达399 mAh/g,首次库仑效率为87.3%,50次循环后容量保持率达96.4%,满足钠离子电池对高首次库仑效率、长循环性能硬碳负极的需求。
  • 脉冲放电爆破还原法制备氧化石墨烯及其油水分离性能#br#
    江培宇, 常维纯, 唐秀之, 苟泽念
    矿冶工程. 2026, 46(3): 256-260. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.039
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    为解决传统石墨烯还原方法毒性高、能耗大的问题，提出一种基于脉冲放电的氧化石墨烯（GO）快速还原策略，在常温条件下通过秒级高能脉冲瞬时产生高温实现GO的“爆破”还原，得到脉冲还原氧化石墨烯（PGO）。结果表明，PGO具有高还原程度（C/O比值18.50），比表面积（506.46 m2/g）是GO比表面积的7.66倍；PGO具有良好的疏水性，水滴在PGO表面的接触角为112.70°；PGO对多种油类均有油水分离能力，适用于连续化处理场景。
  • 退役磷酸铁锂电池回收中铁铝分离技术研究进展
    罗碧云, 颜群轩, 谭群英, 陈嘉鑫, 黄秀娇, 徐斌
    矿冶工程. 2026, 46(3): 261-267. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.040
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    根据当前退役磷酸铁锂（LFP）电池回收过程中铝杂质脱除路径，将其划分为“分离分选脱除常量铝”与“湿法冶金去除痕量铝”两大环节，综合评述了各新兴技术在除杂效率、选择性、铝残留量、经济性及环境影响等方面的优劣，并展望了未来技术研究方向，以期为退役LFP材料高值化利用与产业绿色转型提供理论支撑。
  • 全钒液流电池碳基电极改性研究进展与展望
    周海堃, 谭鑫, 章梦琴, 王维, 侯希明, 杜柯
    矿冶工程. 2026, 46(3): 268-278. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.041
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    综述了钒液流电池碳基电极的改性策略，探讨了各种改性方法对电池性能的提升作用，以期为未来钒液流电池技术的发展提供指导。
  • 物流车用钢表面激光熔丝沉积CoCrW合金组织及力学性能研究
    李禄
    矿冶工程. 2026, 46(3): 279-283. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.042
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    为提升物流车用钢的强度和硬度，采用激光熔丝沉积技术在钢基体表面制备CoCrW合金层，并采用直接时效处理诱发碳化物析出。通过显微组织观察与力学性能测试，分析了时效处理对合金相组成、显微硬度及拉伸性能的影响。结果表明，沉积样品由单一的γ-Co固溶体组成，时效处理促使γ-Co固溶体部分转变为ε-Co固溶体；经过时效处理后，CoCrW合金内部析出了第二相Cr23C6碳化物，并均匀分布在基体内部，第二相强化显著提升了CoCrW合金的显微硬度，其平均显微硬度为(534±17.6)HV，比沉积样品显微硬度提升约0.4倍；沉积样品抗拉强度为(787±16) MPa，伸长率为(16.6±0.45)%，时效样品抗拉强度为(1 318±10.7) MPa，伸长率为(11.74±0.33)%，时效样品抗拉强度较沉积样品抗拉强度提升约0.67倍。时效样品抗拉强度的提升主要归因于碳化物析出引起的第二相析出强化、HCP相转变对基体的强化和细晶强化的协同作用。
  • 汽车镍氢电池负极用AB5型储氢合金成分设计与电化学性能
    范庆科, 孟庆华, 王可欣
    矿冶工程. 2026, 46(3): 284-290. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.043
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了提高镍氢电池负极用AB5型储氢合金的电化学性能,采用中频感应真空熔炼的方法制备了La0.58Ce0.20Zr0.02Sm0.2(Ni0.85Co0.03Mn0.05Al0.07)5+x（x=0、0.10、0.15、0.30、0.45）储氢合金,研究了x值对储氢合金相结构和电化学性能的影响。结果表明,不同x值的储氢合金均由主相LaNi5相和Ni2MnAl相组成,随着x值从0增至0.45,LaNi5相丰度先增后减,晶胞参数a逐渐减小，晶胞参数c先增大后减小，c/a逐渐增大，晶胞体积逐渐减小。x=0~0.45储氢合金电极的放氢平台压均满足汽车用镍氢电池负极材料对放氢平台压介于0.01~0.5 MPa的要求;随着x值从0增至0.45,最大放电容量Cmax依次减小,容量保持率S100先增大后减小。x=0.15时的储氢合金电极具有较优的综合性能(Cmax为313.2 mAh/g,S100为94.69%,放电电流密度3 000 mA/g时的高倍率放电性能HRD3 000为60.35%)。不同x值储氢合金电极的高倍率放电性能由电荷转移速率和氢扩散速率共同决定。
  • 均匀化工艺对3C产品用Al-Zn-Mg-(Cu)合金微观组织演变的影响
    李俊, 邹国童, 叶凌英, 姜科达, 范世通
    矿冶工程. 2026, 46(3): 291-297. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-6099.2026.03.044
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    对3C产品用Al-Zn-Mg-(Cu)合金开展不同条件下的均匀化工艺研究,同时利用末端淬火法和DSC曲线测试法探究均匀化冷却速率对微观组织的影响。结果表明,Al-Zn-Mg-(Cu)合金的适宜双级均匀化制度为470 ℃/2 h+510 ℃/18 h,在此条件下AlZnMg和MgZn2等低熔点共晶相可以完全消除,同时AlFeSi、AlFeMnSi等难熔相面积分数明显减小。Al-Zn-Mg-(Cu)合金在均匀化冷却过程中,冷却速率低于11 ℃/s时,MgZn2相沿着晶界析出；冷却速率0.083～0.833 ℃/s时,MgZn2相在晶界和晶粒内部同时析出，MgZn2相的起始析出温度为417～451 ℃,终止析出温度为311～355 ℃。
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