深锥浓密机底部流态化造浆技术数值分析与工程验证
杨凯;史采星;郭利杰;许文远;黎梦圆;深锥浓密机作为尾矿处理与膏体充填系统中的关键固液分离设备，其底部尾砂排料稳定性直接影响设备运行与系统连续性。针对排料不稳问题，本文开展了底部流态化造浆技术的数值模拟与工业应用研究。通过建立底部排料桶及造浆环管模型，分析不同喷嘴数量和安装角度对浆体活化效果的影响。基于模拟结果，设计并安装了内外侧喷嘴布置的造浆系统，并在现场进行工业试验。结果显示，造浆可显著降低运行扭矩，提升底流流量和浓度稳定性，其中流量波动控制在平均值±5%、浓度波动在±2%，有效避免尾砂板结和块体排出，实现连续、均匀排料。本研究可为深锥浓密机在复杂尾砂条件下的高效稳定运行提供了理论和工程参考。
新型充填胶凝材料全流程质量检测体系研究
魏晓明;张雷;郭利杰;黎梦圆;甘礼轩;为了降低金属矿山充填胶凝材料的成本并提升充填体强度，本研究以金厂河多金属矿周边多源固废为对象，首先测试了其物化性能，并开展新型充填胶凝材料成分的正交试验，确定了最优配比为矿粉∶石膏∶石灰=81∶8∶11。在此基础上，制定了新型充填胶凝材料的产品技术指标，并构建了一套涵盖“原材料质检—成品出厂质检—进场抽样质检—充填制备跟班质检—原位取芯质检”的全流程检测体系。通过“实验室研究—半工业试验—加工制备—工业应用”各阶段的强度测试，揭示了不同阶段下新型充填胶凝材料充填体强度的演化规律。工业试验结果显示，原位胶结充填体取芯完整，芯样平均强度为4.0 MPa，原位强度折减系数为0.603。该研究所建立的全流程质检体系填补了国内外相关领域的空白，具有良好的工程推广价值。
基于三维激光扫描技术的采空区形态及灾害风险分析
石峰;原野;卢欣奇;王旭刚;王辉;以新疆某矿山为例，采用三维激光扫描技术，对采空区进行探测，获取采空区真实形态参数，构建了采空区三维模型。针对采空区可能存在的顶板坍塌等灾害，采用理论计算和数值模拟方式对采空区灾害风险进行分析。提出采空区当量暴露面积，计算得出采空区实际暴露面积均小于当量暴露面积，且采场间柱安全系数均大于1，可基本满足采空区稳定性要求。分析数值模拟位移、应力分布特征可知，采空区围岩产生的位移影响较小，应力远小于岩体破坏强度。研究成果可为同类矿山采空区安全隐患治理提供一定借鉴意义。
某细粒嵌布银铅锌多金属矿低碱浮选工艺优化及应用
朱志伟;李杰;祁忠旭;陈巧妹;某银铅锌矿含Pb 1.67%、Zn 3.72%及伴生Ag 28.43 g·t-1，矿石中易浮易泥化矿物占比较高，方铅矿嵌布复杂，多以细粒浸染状或包裹态与脉石连生，部分与闪锌矿混杂交生，现行工艺与药剂制度难以保障银铅高效回收。通过工艺矿物学分析与选矿试验研究，确立了“优先选铅—铅粗精矿再磨—铅尾选锌”的低碱工艺。闭路试验获得铅精矿Pb品位53.39%、Ag品位701.16 g·t-1,Pb回收率85.49%、Ag回收率64.29%，以及锌精矿Zn品位45.13%、Zn回收率91.34%的优良指标。工业应用示范表明，优化后浮选指标显著提升，Pb平均回收率由76.25%提高至86.33%,Ag平均回收率由53.12%提高至64.01%。
云南某半风化型钛矿的工艺矿物学与物理分选试验研究
聂琪;程涌;张汉平;文义明;袁浩;刘洋;牛向东;和东浩;林开汕;以云南某半风化型钛矿为研究对象，采用光谱分析、化学多元素分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及综合矿物分析系统(TIMA)，系统研究了矿石的化学成分、矿物组成、物相特征以及矿石结构与嵌布特征，并探索了可行的回收工艺。结果表明，原矿中TiO2含量为4.92%，目的矿物主要为钛铁矿和钛磁铁矿，二者分别占TiO2总量的67.03%和4.90%；脉石矿物主要为蒙脱石、中长石、辉石、滑石及伊利石等。基于矿石性质，采用“弱磁除铁—强磁抛尾—分级重选”联合工艺流程，获得了TiO2品位为42.47%、回收率为52.86%的钛精矿。本研究为云南半风化型钛矿的合理开发与高效利用提供了科学依据，对提升我国钛资源保障能力具有重要战略意义。
纳米气泡强化微细粒赤铁矿反浮选行为与机理
邓力嘉;李鹏;马芳源;针对我国赤铁矿资源“贫、细、杂”特征导致的微细粒级回收难题，以齐大山微细粒赤铁矿为研究对象，系统开展了纳米气泡反浮选与常规反浮选的对比研究。通过浮选条件试验、动力学分析和粒级回收率计算，揭示了纳米气泡对微细赤铁矿反浮选脱硅过程的强化机制。研究表明：纳米气泡能显著改善石英与赤铁矿的分离选择性，在获得相近品位精矿时，可使铁回收率提升11.5个百分点，并节省捕收剂用量约700 g·t-1；浮选动力学表明纳米气泡使脱硅主体作业时间缩短约70 s；粒级回收率分析显示，在10～20μm和-10μm粒级范围内，纳米气泡浮选的铁回收率分别较常规浮选提高约6个和5个百分点。研究证实纳米气泡通过增强矿物表面疏水性差异、提高气泡–颗粒碰撞效率，有效强化了微细粒赤铁矿的反浮选过程。
新疆某复杂难选锑矿浮选试验研究
孙小朋;肖巧斌;刘书杰;贺壮志;孙宁;付新亚;新疆某复杂氧硫混合锑矿石含有辉锑矿、锑华等含锑矿物，部分锑金属分散在褐铁矿中，氧化率超过14%，且具有矿物嵌布关系复杂、粒度分布不均匀、易泥化矿物含量高等特点，锑综合回收难度较大。基于矿石性质研究结果，以硝酸铅为活化剂、BK300A+丁基铵黑药为捕收剂、松醇油为起泡剂，采用“两次粗选—两次精选—两次扫选”的浮选工艺流程，可获得锑精矿中Sb品位为52.91%,Sb回收率为85.71%，试验获得了良好的选别指标。研究结果可为同类型锑矿石的开发利用提供有益参考。
橄辉岩型钛精矿选矿提质试验研究
胡厚勤;谢海云;我国氯化法钛白生产所需高品质钛原料长期依赖进口优质冶炼钛渣与富钛料，制约了产业技术升级与自主保障能力。为提高攀西地区典型岩矿型钛资源的综合利用价值，以白马矿区橄辉岩型钛精矿为研究对象，针对其TiO2品位偏低(47.07%)、钙镁硅等杂质含量较高(SiO_2+CaO 2.67%,MgO 5.16%)的特点，系统开展了重选、磁选、浮选和电选四种物理选矿工艺的提质对比试验。结果表明，重选与电选在获得高品质钛精矿方面具有明显优势：重选可获得TiO2品位50.03%、SiO_2+CaO含量0.73%、MgO含量3.33%、TiO2回收率62.50%的精矿；电选可获得TiO2品位49.97%、SiO_2+CaO含量1.26%、MgO含量3.77%、TiO2回收率64.41%的精矿。而磁选与浮选工艺难以稳定获得TiO2品位≥50.0%的产品。杂质脱除行为分析表明，随着精矿TiO2品位升高，SiO2、CaO、MgO、Al_2O3含量总体呈下降趋势，其中重选对SiO2和MgO的脱除效果尤为显著。综合技术指标与工艺适用性，重选被视为该类型钛精矿提质较适宜的工艺，可为制备沸腾氯化用高品质钛原料提供技术支撑。
烃类油捕收剂在矿物浮选中的界面作用、技术演进与绿色应用进展
刘云霄;烃类油捕收剂是煤炭、辉钼矿、石墨等天然疏水矿物浮选中常用的非极性药剂，其捕收性能与分子组成、油滴分散状态、矿物表面性质及矿浆水化学环境密切相关。本文围绕烃类油捕收剂的组成特征、界面作用、技术演进、矿种应用及绿色化发展进行综述。首先，从长链烷烃、环烷烃、异构烷烃、芳香烃及复合油体系的组成差异出发，分析其对油相黏度、界面张力、油滴铺展和疏水膜稳定性的影响；其次，归纳油滴—矿物黏附、薄液膜排液、范德华作用、疏水作用、离子桥作用、π-π作用及油桥絮凝等界面过程，阐明烃类油捕收剂选择性调控的主要机制。在此基础上，总结乳化捕收剂、微乳化体系、高内相乳液、芳香烃-脂肪烃复合油、磁化改性烃类油及极性-非极性复配体系在典型矿物浮选中的应用特点，并讨论其在工业给药、流程适配、循环水条件、设备协同和经济性评价中的工程放大问题。最后，从尾矿废水含油治理、VOCs控制、绿色替代配方、油相循环利用和生命周期评价等方面分析烃类油捕收剂绿色化发展的关键方向。
真空预压法处理尾矿泥浆固结排水试验研究
马涛;虞梦泽;张浩;矿产资源在开采与加工过程中产生大量尾矿泥浆，其固结排水异常困难，需依赖人工坝体进行堆存，对库区及上下游生态环境构成严重威胁。因此，实现尾矿泥浆的快速固结已成为有色金属矿开发进程中亟待解决的关键技术难题。为加速尾矿泥浆固结排水过程，本研究选取铝土矿泥浆开展室内真空预压试验，结合十字板剪切试验、核磁共振测试及固结试验等手段，系统探究了真空预压过程中尾矿泥浆微观结构演化与宏观工程特性的响应机制。研究结果表明：真空预压法可显著降低矿泥含水率、提高其强度，有效缩短尾矿泥浆固结周期。在真空预压处理过程中，真空度沿矿泥内部传递呈明显衰减趋势，且距排水口越近衰减幅度越大；近排水口处矿泥固结速率较快，固结效果及后期承载力均优于远排水口区域。然而，排水口附近较大的真空压力差驱动矿泥中细颗粒向排水口方向迁移，导致该区域淤堵现象的发生。研究成果可为尾矿泥浆真空预压固结技术的工程应用与淤堵防控提供理论依据。
基于岩体质量评价与数值模拟的矿岩可崩性综合分析
魏永辉;王旭刚;曹聪;赵辉;姜文昊;刘斌科;矿岩可崩性评价是自然崩落法可行性研究、拉底设计及生产调控的基础。针对某大型露天金属矿开采条件，开展矿岩可崩性综合研究。首先基于MRMR岩体质量评价结果，分析矿体与围岩可崩性等级及其与岩性的关系；其次采用工程类比、Laubscher崩落图法预测初始崩落与持续崩落所需水力半径及暴露面积；最后采用高级应变软化模型开展拉底放矿过程模拟，分析崩落轮廓和岩体损伤演化规律。结果表明：研究区矿体可崩性总体为好-中等，可崩性好的矿体占34.76%，可崩性中等的矿体占65.24%，斜长花岗斑岩矿体可崩性优于闪长玢岩矿体；+216 m和+16 m拉底水平初始崩落水力半径分别为13.34 m和14.64 m，持续崩落水力半径分别为24.61 m和26.36 m;数值模拟显示，当拉底前锋线推进至约108 m、拉底面积约11 664 m2时，顶板上部矿岩可形成连续崩落，与预测范围基本吻合。
Fe含量对TC4钛合金大规格棒材力学性能及高周疲劳行为的影响
陈艳;张伟;李超;樊凯;朱鸿昌;宋敏智;TC4(Ti-6Al-4V)钛合金棒材是航空发动机风扇叶盘类关键零部件的常用原材料。为满足叶盘在复杂交变载荷服役工况下的苛刻要求，设计者对TC4棒材的高周疲劳极限提出了较高指标(旋转弯曲疲劳极限σD≥450 MPa)，而目前常规成分的大规格TC4合金棒材普遍难以稳定达标。针对这一问题，本文以工业级大规格TC4棒材为研究对象，在保持Al、V、O等主元素含量基本不变的条件下，将Fe元素含量(质量分数)由0.02%优化提高至0.20%，通过工业化熔炼及锻造工艺制备试验棒材，系统研究微量Fe添加对合金室温拉伸性能、断裂韧性及高周疲劳性能的影响。结果表明：优化后棒材的抗拉强度提升15～19 MPa，屈服强度平均提高约23 MPa，室温旋转弯曲疲劳极限由443.0 MPa提高至473.3 MPa，增幅达30.3 MPa，同时断面收缩率与断裂韧性均未降低。研究表明，适量提高Fe含量可利用固溶强化效应有效提升TC4合金强度，并实现强度与高周疲劳性能的协同改善。本研究可为大规格TC4合金棒材在航空发动机叶盘类锻件中的工程化应用提供试验依据和技术支撑。
低品位碳酸锰矿在ZCLA型磁选机中的分选过程仿真及关键参数影响研究
谭哲;吴继贤;张晓光;蒋国赛;潘德安;裴晓东;韩呈;钱有军;马超;吴金销;安登极;锰资源作为国家战略性关键矿产，其安全保障直接关系到国民经济的稳定发展。我国锰资源以低品位碳酸锰矿为主，普遍存在嵌布粒度细、结构复杂、选矿难度大等突出问题。为提升我国“锰三角”地区低品位沉积型碳酸锰矿物在ZCLA型湿式磁选机中的分选效率，本研究基于Fluent软件，采用VOF-DPM耦合模型，并结合Svoboda模型与UDF用户自定义函数，实现了矿料受力空间分布的精确表征，系统分析了分选过程中关键工艺参数的影响规律。研究结果表明：矿料相对磁导率的变化对其在滚筒内的铺展行为及分选运动轨迹具有显著影响；6 mm粗粒级矿料对磁感应强度增长的响应在后段趋于饱和，而3 mm细粒级则表现出持续响应特性；提高滚筒转速有助于提升高杂质弱磁性矿物的分选效率；滚筒内表面粗糙度与矿料表面粗糙度的适配性显著影响分选效果，摩擦系数降低或适配性不佳均会导致效率下降；在滚筒倾角条件下，适宜转速可实现矿料精准抛入精矿槽，转速过高则导致抛落轨迹偏离，同时加剧矿料在滚筒底部的滑动摩擦与翻滚，不利于分选提升；合理设置冲洗喷嘴可有效改善分选性能。通过对比现场工况与实验数据，验证了本模型模拟结果的可靠性与工程参考价值。
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。
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。
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
主 编：马彦卿
执行主编：郭利杰
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