红土镍矿高压酸浸技术研究进展与展望
刘三平;王子豪;郑朝振;秦树辰;苏立峰;周起帆;系统综述了高压酸浸（HPAL）技术在红土镍矿湿法冶金领域近70年的发展历程与技术演进，剖析三代HPAL技术的工艺改进路径，包括工艺参数提升以及沉淀工艺创新。现有技术仍面临三大核心挑战：关键设备材料要求高、尾渣产生量大且含硫量高以及铁、铝等有价金属综合回收技术尚未成熟。矿冶集团提出的“两段加压浸出”新工艺，通过高压酸浸—高压中和双段工艺，实现了高铁褐铁矿与高镁蛇纹石矿协同处理，工艺生产成本低，资源利用率高。特别探讨了尾渣资源化利用的最新研究进展，包括磁化焙烧—磁选、还原熔炼以及磷酸铁制备等技术路径。指出开发高效低成本的尾渣全组分利用技术将是实现HPAL工艺可持续发展的关键。未来HPAL技术将朝着工艺条件优化、设备可靠性提升和资源综合利用的方向发展，为红土镍矿的绿色高效开发提供技术支撑。
肯尼亚罗毕谷地黑棉土矿物学特征及成因分析
苗世顶;王兴宇;王雪莲;针对肯尼亚境内东非大裂谷罗毕谷地黑棉土(Black Cotton Soil,BCS)的成分及矿物学特征，综合前人有关该地区BCS构造地质学、沉积岩石学、古地理气候、水文及更新世考古研究结果，分析了BCS地质成因，给出了BCS在半封闭条件下富含碱性水体系火山岩—河湖相沉积的形成机制。分析发现：内罗毕南环线的现代型BCS主要矿物是钙质蒙脱石，含有伊利石化混层矿物与少量的接触变质透长石、石英与沸石等；较古地层黏土岩，现代型BCS的Mg含量大大减少，Al、Ca含量升高；随地质年代更新(0.7～0.9 Ma),BCS有机质含量偏高，Fe2O3含量稍低，硅酸盐板层所带负电荷下降，单元结构由三八面体向二八面体转变。罗毕谷地BCS沉积岩物质源于粗面岩—玄武岩及碎屑岩，以基性岩为主，其沉积岩发育时间始于3.3～0.8 Ma，即晚白垩世(Turonian-Maastrichtian阶)，跨基性橄榄绿玄武岩、Limuru及Bishoftu粗面岩至第四纪火山玻璃质碎屑沉积物。发育过程大致遵循火山玻璃→高硅沸石→蒙脱石的路径，沉积水环境为先酸后碱序列，富Si相随半封闭环境而排泄。古地理气候及考古学研究结果显示：东非地域呈湿润→半干旱演变，气候因素促进了BCS沉积发育。
基于Mathews图解法与数值模拟法的采空区稳定性分析
孙进辉;虞云林;唐飞;王云凤;侯克鹏;程涌;杨八九;采空区稳定性分析是地下矿山工程设计的重要研究内容。以羊拉铜矿为工程背景，通过理论计算与数值模拟相结合的方法，建立采空区危险性分级体系，并提出相应的治理措施。研究过程中，综合运用Mathews稳定图解法和FLAC3D数值模拟方法，对矿区218个采空区进行了系统评估。首先，采用Mathews稳定图解法，基于不同中段和岩性条件下的水力半径计算结果，将采空区划分为稳定区、过渡区和崩落区三类。随后，通过三维地质建模构建数值分析模型，结合岩石力学试验参数，运用FLAC3D软件进行数值模拟分析。模拟过程中采用Mohr Coulomb准则、位移容差准则和塑性区贯通法三种评判标准，将采空区稳定性分为稳定、基本稳定和不稳定三类。研究结果显示：根据《金属非金属地下矿山采空区安全技术规程》，羊拉铜矿采空区中Ⅰ级（风险极高）占32.2%(70个)，Ⅳ级（风险较低）占45.8%(100个)。基于分级结果提出的针对性治理措施，为矿山资源回采和采空区防治提供科学依据。本研究建立的分析方法、评价标准和处理措施对类似矿山的采空区稳定性评估与治理具有参考价值。
基于改进YOLOv7的煤矿炮孔智能检测方法
王麦可;金庆雨;矿山钻爆法智能施工过程中，装药过程机械臂对准炮孔的精度是影响施工作业效率以及工程安全性的关键因素。目前，机械装药普遍采用深度学习算法优化炮孔定位。系统回顾了我国目标检测代表性算法的应用情况，并指出现有炮孔检测方法存在漏检率高以及抗干扰能力弱的问题。为优化算法改进模型效果，通过引入SimAM无参注意力机制、SPD-Conv结构和K-means++先验框优化，提出更适用矿山炮孔识别的SSPD-YOLOv7算法模型。首先，在主干网络部分增加无参数SimAM注意力机制，通过在空间维度上生成3D权重，增强炮孔小目标特征，减弱炮孔所在背景干扰；其次，在传统模块池化卷积之后增加SPD-Conv层，解决由于跨步卷积和池化操作导致的细粒度丢失、以及特征学习效率低的问题；最后，采用K-means++聚类算法重新确定锚框，使之相比于原始YOLOv7更加适合自制数据集的目标框（Anchor Box）大小，从而增强模型鲁棒性。通过设置消融实验和对比试验，对比分析四种不同深度学习算法，其中YOLOX由于去除锚框，导致对小目标的检测能力下降，表现为召回率降低和定位精度不足；YOLOv5受限于FPN和PANet结构，其特征融合机制较为简单，在矿山复杂环境下易导致小目标特征丢失；YOLOv7尽管在检测精度和速度之间取得了较好平衡，但仍存在对小尺寸目标特征捕捉不足的问题。实验结果显示，改进后SSPD-YOLOv7算法模型在低光照、岩体破碎等复杂环境下，平均精度从85.02%提升至87.88%，精确率从83.29%提升至88.70%，提高了5.41%，召回率略有下降，F1分数从0.82提升至0.84，仍能满足炮孔实时识别精度需要，可成功提升了小尺寸炮孔目标的检测能力。
难选微细粒铜锌硫化矿浮选分离铜锌
张富邦;谢海云;陈海君;陈家灵;刘殿文;铜锌硫化矿是重要的有色金属矿产资源，其选别面临的“贫、细、杂”问题日益突出。云南玉溪地区的铜锌硫化矿含铜1.03%、锌1.98%、硫7.17%，具有嵌布粒度细、共生关系复杂的特点。针对该矿，采用细磨后抑锌浮铜工艺，通过条件试验、浮选开路和闭路试验，确定了最佳药剂制度和试验条件。闭路试验结果表明，磨矿细度-0.074 mm占95%，铜浮选和锌浮选均采用一粗两扫三精工艺，最终获得Cu品位18.23%、回收率86.73%的铜精矿，以及Zn品位45.67%、回收率83.29%的锌精矿，铜锌分离效果良好。该研究为微细粒铜锌硫化矿的高效浮选分离提供了参考。
离心重选—浮选联合工艺回收细粒锡尾矿中的锡
陈杰江;谢贤;王翔;童雄;吕晋芳;针对云南某锡尾矿中锡石嵌布粒度细、矿泥含量高、直接浮选效果差的问题，开展了离心重选—浮选联合工艺回收锡的试验研究。结果表明，采用离心重选可有效脱除53.98%的矿泥（Sn品位0.065%），显著改善了后续浮选效果。经浮选可获得品位3.121%、回收率42.85%的锡精矿，富集比高达20.31。相较于直接浮选和摇床重选—浮选工艺，离心重选—浮选联合工艺在脱泥效率、锡回收率和富集比等方面均表现出明显优势，为该类难选锡尾矿的高效回收提供了可行的技术方案。
白云鄂博含钙矿物赋存特征及焙烧热力学分析
孔祥艳;孙永升;韩跃新;高鹏;马宏伟;张强;白云鄂博矿作为世界闻名的大型复杂多金属矿，不仅含有丰富的铁矿和稀土资源，也是一座特大型萤石矿床。因矿物组成复杂，其高效分选一直是世界级难题，探明其矿物的赋存状态有利于后续确定选别流程。采用多元素分析、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜与能谱（SEM-EDS）、矿物自动分析（MLA）等分析手段，对白云鄂博含钙矿物（萤石、白云石、方解石）的工艺矿物学特性进行了分析。结合HSC 6.0热力学计算和焙烧试验，进一步分析了含钙矿物在焙烧后的分解行为。探索了焙烧对后续矿物浮选的影响。结果表明：白云鄂博原矿中的含钙矿物以萤石、方解石和白云石为主，矿物嵌布复杂，萤石与赤铁矿、稀土矿物及碳酸盐矿物细粒连生，单体解离程度较低，仅为26.29%；白云石在800℃条件下发生相变，生成氧化钙和氧化镁，而方解石和萤石热稳定性较好，未发生明显分解；焙烧对白云石和方解石可浮性有显著抑制作用，分别使其回收率从89.54%、93.34%降至12.83%、7.15%，对萤石可浮性影响不大。本研究揭示了白云鄂博矿中含钙矿物的复杂赋存特征及其对浮选行为的影响，验证了焙烧手段在提高萤石与脉石矿物可分性方面的可行性，可为优化白云鄂博复杂矿石的分选流程提供理论支持。
低品位铝土矿“磨矿—筛分—悬振”联合脱硅工艺优化
郭明龙;杨波;封东霞;董梦;罗选旭;面对我国铝土矿资源日益贫化、高品位铝土矿供应紧张的严峻形势，开发经济高效的低品位铝土矿脱硅技术迫在眉睫。本研究以河南某矿区铝硅比仅为2.71的高硅铝土矿为研究对象，采用“选择性磨矿—筛分—悬振分选”联合工艺处理。研究首先基于一水硬铝石与脉石矿物的可磨性差异，系统考察了磨矿方式、磨矿细度、筛分粒级、球磨机钢球填充率、钢球配比和磨矿浓度等关键参数对选择性磨矿效果的影响。结果表明：通过优化磨矿工艺参数，仅采用筛分处理即可获得铝硅比为7.86、回收率为20.60%的优质粗精矿；筛下产品经悬振锥面选矿机分选后，可获得铝硅比为6.42、回收率达33.03%的悬振精矿。全流程最终精矿铝硅比提升至6.90，综合脱硅效率达到78.61%。本研究不仅证实了悬振锥面选矿机在处理极低品位铝土矿方面的技术可行性，更重要的是开发出了一套完整的低品位铝土矿提质增效新工艺，为缓解我国优质铝土矿资源短缺问题提供了经济、高效、环保的技术解决方案，具有重要的工业应用价值。
天然石墨的室温膨化及应用
侯诗宇;赵永涛;李吉辉;沈万慈;康飞宇;黄正宏;天然石墨是我国重要的战略性矿产资源，其深加工产品柔性石墨在能源、电子、化工等领域具有广泛应用。然而，传统制备过程中高温膨化导致石墨片层结构损伤、缺陷增加，严重影响了材料的本征导电/导热性能和机械柔性，限制了其在高端柔性电子器件、高效热管理等领域中的应用。硫酸和双氧水体系的室温膨化制备技术，可在低温环境下将硫酸和双氧水分子高效插入石墨层间，并在室温条件下温和膨化，可更好地保留石墨的片层结构和优异的导电/导热性能。系统综述了室温膨化技术的反应机理、结构调控及其应用进展，并对比分析了该技术与传统高温膨化法的性能差异，为发展高效、绿色的石墨深加工技术提供理论指导和技术方案。
Ce-Cr共掺杂提升LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的电化学性能
黄振德;彭迪;吕奕菊;尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的循环容量保持率和Li+脱嵌/嵌入动力学的协同优化对开发高功率、长寿命锂离子电池至关重要。采用自聚合法制备了Ce-Cr共掺杂LNMO材料，并通过XRD、FTIR、SEM、EDS及恒电流充放电测试系统表征了其结构、形貌和电化学性能。试验结果表明，最优组分的LiCe0.005Ni0.495Cr0.03Mn1.47O4材料在1 C倍率下初始放电容量达129 mAh·g-1,250次循环后容量保持119 mAh·g-1(保持率92.2%)，显著优于未掺杂样品。Ce-Cr共掺杂通过协同效应有效提升了LNMO正极材料的电化学性能。
含铜硫化锌精矿氧压浸出过程中锌和铜的浸出行为
李衍林;孙朴;吴仕艳;陈国木;高文键;李兴彬;研究了含铜硫化锌精矿氧压浸出过程锌和铜的浸出行为，考察了转速、反应温度、硫酸浓度、氧分压、时间和液固比对锌和铜浸出的影响。结果表明：锌精矿中的锌以铁闪锌矿为主，铜以黄铜矿为主。升高温度、硫酸浓度和氧分压可提高锌和铜的浸出率。相同条件下，锌的浸出速率高于铜，锌的浸出率在120 min内即可达到98%以上，铜的浸出率在180 min时才达到90%以上。在反应温度150℃、硫酸浓度120 g·L-1、氧分压0.6 MPa、时间180 min、液固比8∶1的优化条件下，锌浸出率超过99%、铜浸出率达91.1%，浸出渣中主要物相为单质硫、硫酸铅及二氧化硅。
柿竹园钨多金属矿中含铍矿物的工艺矿物学研究
刘娟;李振兴;肖仪武;龙冰;刘方;李磊;铍作为我国乃至全球的战略性和关键性原材料，其供需矛盾日益突出。我国柿竹园钨多金属矿伴生铍资源因赋存状态复杂，长期面临“难分离—低回收—高损失”的技术瓶颈，迄今尚未得到充分、高值、绿色的开发利用。采用光学显微镜、电子探针、X射线能谱分析以及矿物自动分析仪等多种手段，对柿竹园钨多金属矿中的含铍矿物进行系统的工艺矿物学研究，查明铍的赋存状态。研究发现：该矿床中伴生元素BeO的品位为0.069%，铍以独立矿物的形式存在，其中有47.95%的铍赋存在金绿宝石中，39.31%的铍赋存在硅铍石中，12.74%的铍赋存在绿柱石中；铍矿物嵌布粒度细，主要分布在0.043 mm以下，且与白云母、萤石矿物紧密嵌布，使得铍的综合回收难度大。建议在细磨条件下，通过选冶结合的方式回收矿石中的铍。
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。
径向基函数(RBF)网络的研究及实现
周俊武,孙传尧,王福利概述人工神经元网络的分类 ,详细分析了RBF网络的结构特点 ,给出了最近邻聚类学习算法的具体过程 ,并利用MATLAB编程语言将此算法编制成标准函数ZJWNNC。该算法是一种在线自适应聚类学习算法 ,不需要事先确定隐含层单元的个数。
遗传算法的原理与应用
李华昌,谢淑兰,易忠胜遗传算法是基于自然界生物进化基本法则而发展起来的一类新算法。本文在简要介绍遗传算法的起源与发展、算法原理的基础上,对算法在优化、拟合与校正、结构分析与图谱解析、变量选择、与其他算法的联用等方面的应用进行了综述。该算法由于无需体系的先验知识,是一种全局最优化方法,能有效地处理复杂的非线性问题,因此有着广阔的应用前景。
高磷铁矿石脱磷技术研究
纪军分析了高磷铁矿石脱磷的重要性,总结了当前脱磷工艺的研究现状及方法。本文应用我国"宁乡式"鲕状赤铁矿石进行了分散-选择性聚团脱泥-反浮选脱磷工艺试验研究,成功地使铁精矿中的含磷量达到0 25%以下,闭路试验铁的回收率达到90 57%,取得了较为理想的试验结果。该工艺简单易行,便于在工业生产中推广应用。
遗传算法的原理与应用
李华昌,谢淑兰,易忠胜遗传算法是基于自然界生物进化基本法则而发展起来的一类新算法。本文在简要介绍遗传算法的起源与发展、算法原理的基础上,对算法在优化、拟合与校正、结构分析与图谱解析、变量选择、与其他算法的联用等方面的应用进行了综述。该算法由于无需体系的先验知识,是一种全局最优化方法,能有效地处理复杂的非线性问题,因此有着广阔的应用前景。
锂离子电池正极材料LiFePO4制备技术研究进展
常龙娇;梁栋;罗绍华;刘佳囡;磷酸铁锂材料具有良好的循环性、热稳定性、环保性,在锂离子电池正极材料中已得到广泛研究。由于该材料电导率低、锂离子扩散速率慢等缺点影响其在电池领域的发展。介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的基本结构、制备方法以及针对其材料的不足而进行的材料改性方法,同时对目前磷酸铁锂材料存在的问题及前景进行了综述,分析了改善磷酸铁锂材料性能的途径,并展望了磷酸铁锂正极材料未来的发展趋势。
纳米二氧化硅表面改性的研究
吴海艳;周莉;臧树良;用硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂NDZ-201和硬脂酸处理纳米二氧化硅,并对改性效果进行了比较。结果表明,硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对纳米二氧化硅的改性效果明显优于硬脂酸,而硅烷偶联剂的修饰效果最好。硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅的最佳工艺条件为KH-550用量为4%,反应时间为2h,反应温度为110℃,此工艺条件下,亲油化度可达58.32%,吸水率可达3.03%,且分散稳定性良好。
共沸精馏技术研究及应用进展
王春蓉;本文综述了共沸精馏的特点、分类及共沸剂的选择。根据所形成的共沸物能否分离为不互溶的两个液相,共沸精馏分为均相共沸精馏和非均相共沸精馏。介绍了近些年共沸精馏技术的应用研究进展,并提出了非均相共沸精馏技术的优势及展望。
废旧锂离子电池中有价金属回收研究现状
邓超群;王海北;周起帆;郑朝振;介绍了废锂电池的预处理以及从中回收有价金属相关工艺的研究情况,重点分析了火法冶金、湿法冶金、火法焙烧—湿法冶金联合法及生物冶金的主要过程、原理及优缺点,并对废锂电池回收行业进行了展望。火法冶金对原料普适性强、处理能力大,能充分利用废电池内部的还原性与蕴含的能量;湿法冶金容易实现金属的高浸出率,采取H3PO4或氨等试剂能实现个别金属的优先提取;生物冶金在废锂电池应用上具有一定挑战性,主要是废锂电池含有毒电解质,严重影响微生物活性;火法焙烧—湿法冶金联合法综合了火法冶金及湿法冶金的优点,且能实现个别金属的优先提取,在未来具有潜在的应用前景。
期刊信息
期刊名称：矿冶
创办日期：1992年
刊 期： 双月刊
主管部门：中国有色金属工业协会
主办单位：矿冶科技集团有限公司
总 编：王海北
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执行主编：郭利杰
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