矿冶综述

• 氯化物熔盐物性及结构研究进展与展望

  杨靖轩;安卓卿;陆亚男;袁方;王勇;宋静;

  氯化物熔盐因其优异的热物理性能（高导热性、宽液态温度范围）和化学稳定性，在第四代核反应堆、高温储能及熔盐电解等领域展现出重要应用价值。系统综述了典型氯化物熔盐体系（如AlCl_3-KCl、CaCl_2-NaCl等）的基础物性（熔点、密度、溶解度、挥发度）研究进展，总结了等温饱和法、差示扫描量热法等实验方法在物性测定中的应用规律，发现熔盐溶解度通常随温度升高而增大，黏度则随温度升高显著降低。在结构研究方面，结合分子动力学模拟、第一性原理计算与拉曼光谱/X射线散射等实验手段，揭示了熔盐中离子配位模式、络合形式及短/中程有序结构的形成机制。基于现有研究不足，未来需重点发展同步辐射/中子散射等先进表征技术以提升物性测试精度，开发超快X射线成像等高温原位表征方法以获取动态结构数据，并建立多场耦合下的熔盐行为预测模型，从而深化构效关系认知，为工程应用提供理论支撑。

  2025年04期 v.34 515-522页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
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• 黏土矿物制取无机高分子絮凝剂研究进展

  赵隆鑫;郭瑞峰;陈柯铭;陈子涵;苗世顶;

  以黏土矿物为原料制备无机高分子絮凝剂（IPF）不仅可使絮凝剂工业生产的成本和工艺复杂程度降低，也可为黏土矿物的综合利用提供更高的经济价值与环境效益。黏土矿物的活化与溶出工艺直接影响IPF的性能与经济效益。目前，氧化焙烧—酸溶法和混合碱焙烧—酸溶法是主流方法：氧化焙烧—酸溶法通过高温破坏矿物结构，提升酸溶效率，适用于高岭石等矿物；混合碱焙烧—酸溶法则借助碱熔反应生成易酸溶产物，但存在高能耗和设备腐蚀问题。直接酸溶法（如硫酸插层活化）因无需高温焙烧，成为低能耗替代方案，但对矿物纯度要求较高。此外，响应面法和机器学习等计算方法的引入，优化了IPF的制备参数预测与性能评估。未来，开发绿色低耗工艺、提升产品性能、实现快速预测是该领域的重要发展方向。

  2025年04期 v.34 523-530页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K]
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矿山地质、开采与安全

• 轴向预应力下矽卡岩的循环冲击损伤特性与破坏机理

  李鹏飞;刘涛;李敏;许宏图;苏凤波;原新宇;

  在爆破开采过程中，矿体及围岩等工程岩体同时承受原岩自重、构造应力等静荷载与爆破振动、应力重分布等动力冲击荷载的耦合作用，这种复杂力学环境严重影响岩体工程的长期稳定性。研究复杂应力条件下岩石的力学特性是岩石力学领域的重要课题。以国内某矿山矽卡岩为研究对象，采用改进的霍普金森压杆（SHPB）和声发射系统，开展轴向预应力下岩石试样的循环冲击试验，系统分析一维静-动耦合荷载作用下岩石的损伤演化、强度劣化及破坏特征。结果表明，轴向预应力显著降低岩石的抗冲击能力，累计冲击次数随预应力增大呈递减趋势；预应力加速了冲击过程中岩样波速的衰减，但波速变化规律与无预应力试样一致；损伤变量随冲击次数增加持续增长，且高轴压下增长速率更快，其变化率与轴向预应力符合指数函数关系；岩石破坏块度随预应力增加而增大。研究成果可为深部岩体动力稳定性评估提供试验依据。

  2025年04期 v.34 531-538页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K]
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• 钾盐矿碎盐固结重结晶力学特性及渗透性演化规律

  原野;王贺;

  针对钾盐矿埋藏深、开采难度大及充填效果不佳等问题，通过固结重结晶试验和渗透性测试，探究碎盐的力学性能及水力特性，为工程设计与稳定性评估提供理论依据。试验选取粒径0.075～4.76 mm的碎盐颗粒，在特制钢桶中施加2.5～10 MPa轴向应力，模拟实际固结重结晶过程，并采用氮气流动试验监测渗透率变化。结果表明：随轴向应力增加和固结时间延长（3～90 d），碎盐的固有渗透率呈指数型下降；固结后碎盐的单轴抗压强度和弹性模量显著提高，而泊松比降低，表明其承载性能增强；基于试验数据拟合的经验公式，可预测碎盐充填采空区后的力学行为，为矿山充填设计提供参考。研究揭示了碎盐固结重结晶的力学演化规律，为钾盐矿安全高效充填提供了理论支撑。

  2025年04期 v.34 539-544页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
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• 细尾砂絮凝沉降与浓密特性试验研究

  方胜勇;彭啸鹏;

  近年来，为提高资源回收率，矿石磨矿细度越来越细。而采用细尾砂充填普遍存在尾砂难沉降，浓密后底流浓度难稳定等问题。围绕安庆铜矿的细尾砂充填，系统探究了细尾砂浆的絮凝沉降与浓密特性。基于静态絮凝沉降试验，探明了细尾砂浆的适宜絮凝剂添加量为30～35 g·t~(-1)，适宜入料浓度为12%，此时的细尾砂浆底流浓度约55.4%。进一步基于优选絮凝参数的动态絮凝试验，验证了动态剪切对细尾砂絮团的破坏作用，使得细尾砂浆底流浓度提高至约61.4%，更有利于充填浓度提高。在此基础上，采用Oltmann法分析得出满足矿山细尾砂充填需求的深锥浓密机直径为14 m，结合矿山尾砂供料参数，开展了浓密机内砂面有效高度分析，验证了该直径尺寸的可行性。相关试验方案与成果可为类似采用细尾砂充填开采的矿山提供借鉴。

  2025年04期 v.34 545-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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• 细尾砂胶结充填体固结特性与结构稳定性

  王剑南;戴超群;彭啸鹏;

  细尾砂胶结充填是实现固废资源化利用的重要方式，其固结特性与结构稳定性直接影响矿山充填效果。通过相似模拟试验，探究不同胶凝材料添加量对细尾砂充填料浆固结行为的影响，并系统分析孔隙水压力与固结度的时变规律。结果表明：非胶结料浆始终呈悬浮态，固结度<0.1，无法形成有效骨架结构；添加胶凝材料可使有效应力占比提升30%～50%(6 d)，其中灰砂比1∶15料浆的固结效率较1∶20料浆提高80%以上，且孔隙水压力衰减更显著；胶结料浆固结度与时间呈近似线性关系。研究成果为采场充填体配比优化、成型时间预测及作业间隔控制提供了理论依据与技术支撑。

  2025年04期 v.34 550-554页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]
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矿物加工与工艺矿物学

• 内蒙古东升庙低钴多金属硫化矿钴赋存特征与钴回收技术分析

  周友连;黄雷鸣;李艳;王超;丁晓姜;赵东芳;魏祥松;

  内蒙古东升庙地区低钴多金属硫化矿区发育单锌矿体、锌硫矿体、硫铁矿体和铜铁矿体四类含钴矿体，钴平均品位0.023%。通过化学分析、光学显微镜和电子探针研究发现，矿石主要由黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿组成，含少量赤铁矿；脉石矿物以石英、碳酸盐矿物（方解石、白云石）及硅酸盐矿物（云母类）为主；钴主要赋存于磁黄铁矿（平均含钴0.17%）和黄铁矿（平均含钴0.11%）中，少量分布于黄铜矿（平均含钴0.05%）和闪锌矿（平均含钴0.03%），偶见于方铅矿。针对该矿床特征，提出“浮选预富集—氧化焙烧—还原磨选”的钴回收工艺路线，并强调开发高效清洁回收新技术对提升矿床综合利用价值的重要性，为同类低品位多金属硫化矿中钴资源的开发提供参考。

  2025年04期 v.34 555-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K]
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• 滇西难选铁尾矿浮选回收铜锌

  郭子祺;郑永兴;何兴情;简胜;刘国凯;杨春杰;代哲;

  针对滇西地区难选铁尾矿资源综合利用难题，开展了铜锌硫化矿高效分离与回收工艺研究。该铁尾矿含铜0.22%、锌0.61%、硫2.09%、铁13.92%，主要铜锌矿物为黄铜矿和闪锌矿，脉石矿物以石英、蛇纹石为主。采用“铜优先浮选—尾矿选锌”的创新工艺流程，通过开发新型组合捕收剂YX-LB2（由黄原酸盐A与酯类捕收剂A按质量比4.1∶1配制），系统优化了捕收剂用量、锌矿物抑制剂用量及pH值等关键参数。结果表明：在最佳工艺条件下，铜粗精矿中锌损失率降至33.07%；选铜尾矿经再磨再选后，可获得锌品位48.67%、回收率50.21%的锌精矿。EPMA-EDS分析揭示了影响锌回收率的关键因素，包括硫化锌未完全解离和氧化锌的存在。闭路浮选试验最终获得铜品位16.58%（回收率41%）的铜精矿和锌品位45.23%（回收率50.58%）的锌精矿，两种产品均达到工业品级要求。研究建立的工艺流程有效解决了铜锌硫化矿分离难题，为同类复杂难选铁尾矿资源的高效利用提供了可靠的技术方案，对缓解我国铜锌矿产资源供需矛盾具有重要意义。

  2025年04期 v.34 564-575页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
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• 细粒难选钼矿浮选工艺优化及铜铅杂质抑制

  于志超;王立刚;孙志健;刘万峰;于洋;

  某细粒难选钼矿中辉钼矿嵌布粒度不均，25.34%的辉钼矿粒度小于20μm，且含较多易泥化的白云母、高岭石等脉石矿物，导致生产中存在泡沫夹带矿泥严重、钼精矿品位和回收率低、铅杂质超标等问题。针对该矿石特性，优化磨矿细度可改善辉钼矿解离；采用选择性捕收剂柴油与起泡剂BK209可降低粗选产率，减少细泥夹带；预精选添加水玻璃能有效抑制脉石矿物，提高钼回收率；精选阶段使用高效铜铅抑制剂BK508C可显著抑制铅矿物。经工艺优化后，闭路试验在原矿含Mo 0.11%、Pb 0.018%的条件下，获得钼品位45.79%、回收率80.06%的钼精矿（含铜0.042%、铅0.11%），钼回收率较现场工艺提升14.10个百分点，实现了资源高效利用。

  2025年04期 v.34 576-582页 [查看摘要][在线阅读][下载 956K]
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• 低品位细粒难选含锂云母矿的浮选回收

  贺壮志;肖巧斌;刘书杰;吴桂叶;孙宁;孙小朋;

  含锂云母浮选通常采用阳离子捕收剂，浮选泡沫具有多、黏、选择性差的特点，尤其是在矿泥的干扰下，捕收剂无法有效吸附在云母表面，影响锂资源的回收。针对云母嵌布粒度细、易泥化矿物含量高的难选含锂云母矿，减弱、消除矿石中矿泥的干扰，保证云母在浮选过程中充分上浮，是浮选法高效回收该类难选含锂云母矿的关键。某含锂云母矿中Li_2O含量仅为0.46%，品位较低，且云母嵌布粒度细、易泥化矿物含量高，云母矿物需细磨才能达到单体解离，但细磨会产生大量次生泥，增加该含锂云母矿的回收难度；同时该矿石中云母种类较多，不同含锂云母之间存在可浮性差异。为实现该难选锂云母矿的浮选回收，首先采用细磨使其中的云母矿物充分单体解离，然后通过工艺、药剂研究来降低、消除矿泥对浮选的干扰，保证含锂云母在浮选过程中充分上浮回收。首先将细磨后云母矿用水力旋流器进行预先脱泥作业，然后通过控制给矿浓度、给矿压力和脱泥次数来达到控制脱泥的效果，去除矿泥的同时降低锂的损失；通过系统研究，开发出“原矿细磨—水力旋流器控制脱泥（优化给矿浓度、压力及脱泥次数）—三级粗选—两级扫选—三级精选”的工艺流程，配合使用矿冶科技集团研发的新型捕收剂BK414B（复配铵类捕收剂，通过在药剂分子中引入新型基团，弱化矿泥对云母浮选的干扰），采用多级粗选作业延长浮选时间，保证不同含锂云母的充分上浮，提高整体浮选指标。最终获得Li_2O品位1.61%、回收率60.21%的锂精矿，实现了该类型低品位难选含锂云母矿的浮选回收，为同类细粒嵌布、高泥化型含锂云母矿的工业化回收提供了可靠的技术路径。

  2025年04期 v.34 583-591页 [查看摘要][在线阅读][下载 1362K]
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冶金与材料

• 钼精矿氧压分解—氨浸回收钼铼

  孙彦文;陈佳佳;余群波;赵峰;邹小平;

  采用氧压分解—氨浸联合工艺处理国内某辉钼矿，使原矿中的钼以H_2MoO_4或MoO_3形式入渣，铼和硫分别转化成HReO_4和H_2SO_4进入浸出液，实现钼、铼和硫的综合回收。系统考察了试验温度、时间、液固比等工艺参数对钼转化率、硫氧化率及铼浸出率的影响。结果表明：在氧压分解温度195℃、氧分压0.6～0.7 MPa、搅拌转速335～383 r·min~(-1)、液固比4～6、反应时间6～7 h的条件下，钼转化率、硫氧化率和铼浸出率均超过98%。物相分析显示氧压渣主要含氧化钼及少量SiO_2、硅酸盐和未反应辉钼矿。氧压渣在60℃、液固比3.5～4∶1、pH值8.5～9.0条件下氨浸30 min，钼浸出率达98.8%以上，渣率15.5%，渣含钼3.5%～3.7%。氧压分解过程中，温度、反应时间和氧分压是影响钼转化率的主要因素，随着温度的升高、反应时间的延长及氧分压的增加，钼的转化率增加；研究可为辉钼矿的加压氧压分解与环保生产提供技术参考。

  2025年04期 v.34 592-597页 [查看摘要][在线阅读][下载 1011K]
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• 复合表面活性剂强化烧结机头灰水浸提钾富铁工艺及动力学机理

  巨建涛;魏刘乐;毕强;胡永威;

  钢铁行业每年产生的烧结机头灰约占钢产量的10%，其资源化利用对环境保护和循环经济发展至关重要。针对烧结机头灰颗粒细小（10～40μm）、疏水性强、易团聚等特点导致的传统湿法浸出工艺效率低下问题，创新性地采用复合表面活性剂（十二烷基三甲基溴化铵与曲拉通100等比例混合）强化水浸工艺。通过系统研究表面活性剂浓度、液固比、温度、搅拌速率等参数的影响，确定最佳工艺条件为：表面活性剂添加量0.3%、液固比4.0、温度30℃、搅拌速率300 r·min~(-1)、浸出时间30 min。在此条件下，氯化钾和氯化钠的浸出率分别达到95.4%和98.1%，较未添加表面活性剂分别提高9.7和3.2个百分点，同时铁含量从32.87%提升至40.61%。动力学研究表明，浸出过程符合缩核模型：前10 min为扩散控制阶段（表观活化能4.711 kJ·mol~(-1)）,10 min后转为界面转移与扩散共同控制（表观活化能14.67 kJ·mol~(-1)）。该工艺不仅解决了传统酸/碱浸法引入杂质的问题，实现了钾钠高效回收与铁资源同步富集，还为复杂多相体系浸出动力学研究提供了重要参考，具有显著的工业应用价值和环境效益。

  2025年04期 v.34 598-605页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K]
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• 大洋铁锰结核/结壳关键金属分离提取工艺对比研究

  高晶晶;闫仕娟;任向文;

  大洋铁锰结核和结壳作为重要的海底多金属氧化矿资源，主要由铁锰氧化物构成，富含Mn、Co、Ni、Cu、Mo及Te等关键金属元素，其关键金属总含量显著高于陆地原生矿（达几十至数千倍），资源潜力巨大。随着新能源战略的推进，关键金属需求持续增长，亟需开发经济、高效且环境友好的选冶工艺，以实现铁锰结核和结壳中关键金属的分离与富集回收。本研究采用强磁选、还原浸出及金属化还原—磁选三种方法，系统考察了Mn、Co、Ni、Cu、Mo和Te的分离效果。结果表明：强磁选工艺对关键金属的分离效率有限，Mn、Co、Ni、Cu、Mo及Te在精矿与尾矿中的回收率均接近50%，品位富集效果不显著；还原浸出工艺中，Mn、Co、Ni、Cu和Te优先进入浸出液（回收率56.81%～99.88%），而Mo主要富集于浸出渣（60.26%～87.27%）；金属化还原—磁选工艺则实现了Co、Ni、Cu和Mo在磁选精矿中的高效富集（79.46%～96.54%）,Mn和Te则主要分布于尾矿（56.76%～95.67%）。三种工艺相比较，还原浸出与金属化还原—磁选工艺可有效实现关键金属的分离富集。本研究为铁锰结核和结壳的资源化利用提供了工艺优化依据与理论支撑。

  2025年04期 v.34 606-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K]
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资源循环与利用专栏

• 锌浮渣碱浸—电积制备锌粉新工艺

  薛祥;王俊娥;陈晨;陈杭;匡晨;彭珊;

  针对传统酸浸—电积工艺处理锌浮渣过程中存在的酸雾污染、杂质非选择性溶出及高能耗等问题，研究提出了一种基于碱性介质的碱浸—电积法制备锌粉新工艺。以新疆某锌冶炼企业锌浮渣为研究对象，系统考察了氢氧化钠浓度、液固比、反应时间及温度对锌浸出率的影响规律。结果表明，在优化工艺条件（NaOH 6 mol·L~(-1)、液固比20 mL·g~(-1)、90℃、2 h）下，锌浸出率可达94.3%。以浸出液为原料进行电积，进一步探究电积过程中锌浓度、碱浓度、电流密度、温度、极板材质及外场强化对锌沉积行为的影响。结果表明，在溶液碱浓度200 g·L~(-1)、锌浓度30 g·L~(-1)、电流密度20 mA·cm~(-2)、极间距4 cm、极板为钛阴极-不锈钢阳极体系下，电积时间1 h，施加超声时电流效率更高（98.08%），所需能耗更低（吨锌电耗1 966.57 kWh）。与传统酸浸—电积工艺相比，该技术有效避免了酸雾排放，简化了工艺流程，并显著降低了能耗，为锌冶炼企业锌浮渣资源化利用及绿色低碳生产提供了可行方案。

  2025年04期 v.34 612-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K]
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• 碳-硫还原体系下含锗铅渣中铅锌锗的选择性挥发行为

  夏海涛;甄勇;李旻廷;李兴彬;邓志敢;韦旭昶;钟靖;

  次氧化锌粉浸出流程产出的铅渣是一种宝贵的含锗资源，主要采用富氧熔炼—侧吹还原—烟化的方法进行处理，但该方法产出的烟化炉水淬渣量大，易造成锗大量损失。因此，如何实现铅渣中锗的高效回收具有积极的现实意义。基于铅渣中硫含量高的特性，提出了中低温碳热还原—硫化挥发提取铅渣中锗的方法。热力学分析表明，当温度超过500℃时，GeO_2、GeO和Ge均容易在碳-硫还原体系下转化为高挥发性的GeS；当温度超过600℃时，铅渣中硫酸铅物相逐渐分解产生SO_2，为锗的硫化提供了硫源。研究表明，温度和氧势是决定锗高效硫化的关键因素。在碳配比3%（无烟煤作还原剂）、温度900℃、时间40 min和通入空气（2 L·min~(-1)）等条件下，锗挥发率达到99%，铅锌挥发率小于10%，实现了铅渣中锗与铅锌的选择性挥发。

  2025年04期 v.34 621-630页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K]
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• 钒页岩工业高氟废水处理工艺及氟再生利用

  张驰;邹小平;蒋应平;

  页岩钒工业浸出过程常添加氟化物助浸剂，产生的萃余液为含高浓度氟和铝的强酸性废水。提出直接中和沉淀法同步除氟并回收氟资源，系统考察了反应pH值、反应时间和温度对废水中氟铝去除率及回收率的影响，并将中和所得除氟渣（Residual Fluoride Sludge,RFS）作为氟源返回钒浸出过程。结果表明，在常温（25℃）、反应pH值为7.0、反应时间3 h条件下，氟去除率达98%，滤液氟浓度可降至51.39 mg·L~(-1)。氟以氟钠镁铝石（Na_(0.5)(Al, Mg)_2(F, OH)_6·H_2O）形式沉淀回收（回收率>99%）。将RFS作为部分氟源用于钒页岩浸出，在浸出温度95℃、时间5 h、液固比1.5∶1、硫酸浓度30%、RFS配比（占理论氟用量）20%的条件下，钒浸出率达91.18%，与完全采用CaF_2的效果（94.14%）相当。采用20%Ca(OH)_2替代NaOH进行中和时，氟回收率仍能达到95.13%，除氟渣作为循环氟源使用时钒浸出率稳定在90%以上。

  2025年04期 v.34 631-636页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K]
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• 级配球磨耦合富氧焙烧强化废加氢脱硫催化剂中钒钼的高效浸出机制

  李聪聪;王晨晔;李会泉;吴卫;刘晓霞;朱俊;胡文斌;于艳;刘明坤;常健;王金;段威;

  加氢脱硫催化剂（HDS）在石油品质提升中发挥着重要作用，但长期使用后因烧结和失活而转化为废弃催化剂，属于HW50危险废物。金属钒（V）和钼（Mo）是废HDS催化剂的关键成分。钠盐焙烧+水浸出工艺可以有效回收这些金属，但在焙烧过程存在物料易板结、焙烧不充分等问题。通过级配球磨强化粒径分布耦合富氧焙烧工艺实现常压水浸过程中钒钼高效浸出，在纯氧气氛中900℃焙烧4 h后，在10 mL·g~(-1)的液固比条件下，采用80℃水浸出2 h,V和Mo的浸出率分别达到95.51%和98.08%。热力学计算表明，在富氧焙烧过程中，废催化剂中低价钒/钼化合物通过两条氧化反应路径生成可溶性含氧酸盐Na_2V_2O_7/NaVO_3和Na_2Mo_2O_7。通过调节焙烧气体中氧的含量，V_2S_3和MoS_2被氧化生成V_2O_5和MoO_3，随后与Na_2CO_3反应生成可溶性含氧酸盐。该工艺结合级配球磨预处理可以在较短的焙烧时间内有效提升固体表面低价金属焙烧效率，降低焙烧温度，实现废HDS催化剂中有价金属的高效浸出。

  2025年04期 v.34 637-644页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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• 含锌铅精矿热酸协同还原浸出含铟中浸渣

  刘学;高文成;尚鹤;温建康;

  铟作为一种战略金属，在自然界中无独立矿物，主要从铅锌冶炼过程中富集回收。以铅锌冶炼产生的含铟中浸渣为原料，采用含锌铅精矿作为还原剂，开展热酸协同还原浸出试验。通过单因素试验初步优化条件后，选取浸出时间、温度和还原剂理论用量倍数作为关键变量，以Fe~(2+)/TFe为响应指标，采用响应面法（BBD设计）进行三因素三水平试验，旨在降低浸出液中Fe~(3+)浓度，实现铟铁高效分离。结果表明：在浸出时间6 h、温度80℃、还原剂用量为1.3倍理论值、液固比6∶1的优化条件下，Fe~(2+)/TFe预测值达93.34%（实测平均值93.77%），铟浸出率超过98%。所建立的模型可有效预测含锌铅精矿热酸还原浸出过程中还原Fe~(3+)的效果，为工艺优化提供理论依据。

  2025年04期 v.34 645-651页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
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数字化与智能化专栏

• 基于离散元方法的简摆颚式破碎机矿料破碎与筛分模拟

  谭哲;张晓光;蒋国赛;潘德安;严文泽;安登极;

  以湖南样碳酸锰矿料为原型建立多面体颗粒模型以模拟真实矿料形貌，通过简摆颚式破碎机实验获取参考数据，基于Rocky DEM软件建立了简摆颚式破碎机离散元模型，结合Ab-T10破碎模型系统研究了颚板齿距和矿料初始投放高度对破碎产物粒度分布的影响，模拟结果与实验数据吻合良好。同时构建了圆形振动筛筛分模型，定量分析了筛孔形貌（圆孔、方孔）、筛面倾角、振动频率和振幅等参数对筛分效率的影响。研究结果表明：在颚板运动频率恒定时，将矿料投放高度提升至0.9 m可显著增加与颚板的碰撞几率；减小颚齿间距至2 cm能促进剪切运动，使40 mm以上矿料占比降低74.34%，粒度分布更均匀且更接近实际破碎结果；采用水平方孔筛、低频（2 Hz）大振幅（3 cm）的筛分方式效率最优，较倾斜筛分时间缩短23.53%。研究成果为优化破碎筛分工艺参数提供了理论依据。

  2025年04期 v.34 652-658页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K]
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• 自动剥锌机组剥离模型及刀具设计参数研究

  李恒通;杜福超;姜勇;王凯;梁国栋;高泽宇;赵晓燕;王志岩;

  在湿法锌冶炼行业中，自动剥锌机组的应用显著提升了生产效率并降低了人工劳动强度。然而，现有剥锌刀具设计主要依赖经验参数，缺乏系统的理论指导。针对实际生产过程中频繁出现的锌片铲断和塑性变形等失效问题，开展了系统的剥锌机理研究。通过建立剥离过程数学模型并进行力学分析，揭示了锌片最大剥离力矩与厚度的定量关系。基于力学模型，结合刀具运动轨迹分析，优化了刀具关键设计参数。工业试验表明，优化后的刀具参数使剥离成功率从81%提升至99%。本研究为剥锌工艺改进和刀具参数优化设计提供了理论依据和工程指导，对提升锌电积自动化生产水平具有重要意义。

  2025年04期 v.34 659-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K]
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• 基于COMSOL模拟修复青铜瓶的电镀工艺及影响机理

  乔楚坤;丁莉峰;张麟华;李强;牛金昊;张嘉豪;于国帆;董红梅;

  青铜文物的修复工作意义重大，然而传统的修复技术既复杂又成本高昂。为了探索电镀合金在修复青铜文物中的应用，利用计算机模拟技术研究青铜瓶的电化学过程。首先，基于COMSOL的电镀模块，根据青铜文物的实际尺寸，构建精确的三维几何模型，并设置几何参数及变量。然后，采用Nernst-Planck方程，建立三次电流分布的多物理场耦合模型。设定体系温度、电解质电导率等关键参数，并通过变形几何和网格构建技术来决定模型的求解方式。接着，运用带有初始化的瞬态研究方法，对电镀过程进行动态建模。分析电解质电位、电解质电流密度、镀液中铜和锌离子的流线分布、镀层表面铜和锌的含量，以及沉积质量随时间的变化规律。探讨了过电位、总局部电流密度、界面总电流密度、总反应速率、Cu反应速率、Zn反应速率等关键指标的变化趋势。最后，对电镀过程中的电场、化学场以及产品质量的变化规律及其影响机理进行全面分析。结果表明，电流密度对电场分布具有显著影响，而时间因素则对电场分布的影响微乎其微；使用COMSOL软件能够有效模拟实际的电镀过程，为青铜文物的修复研究提供一定的理论依据和技术参数。该研究方法还为进一步考虑磁场、流场等其他因素对电镀过程的影响提供了可能，为实现实际多物理场耦合模拟奠定基础。

  2025年04期 v.34 665-677页 [查看摘要][在线阅读][下载 2428K]
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矿冶科普专栏

• 鸟类粪便中竟藏黄金钻石?——自然界中的矿物富集现象与启示

  李延祥;许骁;

  家禽排泄物中发现金粒乃至微小钻石的现象，并非传说，而是有据可查的跨时空科学记录。本文综合梳理了中外文献中二十余例在家禽（鸭、鹅、鸡）嗉囊或粪便中发现黄金颗粒的记载，另有五例涉及钻石，时空跨度从中国唐代直至近现代，涵盖广东、广西、贵州等南方地区，以及美国、印度、秘鲁等国家。这些现象普遍与矿区环境相关联，其科学机理在于：鸟类摄入含矿砂砾后，依靠肌胃（砂胃）的强效物理磨蚀作用，使其中难以消化的高密度矿物（如黄金、钻石）得以富集。同时关注文化隐喻。从中国古代的“吐金鸟”传说，到西方《伊索寓言》的“杀鸡取卵”寓言和《一千零一夜》中利用秃鹰探寻钻石的情节，均映射出对鸟类富集矿物能力的早期认知。基于此，本文提出一种创新的生态资源回收技术路径：在砂金矿区域有计划地散养家禽，通过系统收集其排泄物及屠宰副产物（如肌胃内容物），从中提取富集的矿物资源。建议实施步骤包括：矿区家禽生态普查、矿物富集机理深化研究、生产性试验及后续推广。该方案尤其适用于生态脆弱地带或传统开采受限区域，为缓解因非法采金活动引发的环境压力，提供了一种兼顾生态保护与资源可持续利用的潜在解决方案。

  2025年04期 v.34 678-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 911K]
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