大规模开采下采空区与水平矿柱稳定性分析
李航空;郭鑫;蔡小迪;郭利杰;李忠;刘立顺;史采星;侯国权;采空区与水平矿柱稳定性是影响地下矿山安全生产的关键问题。为评估某矿山在规模化开采条件下，其上部露天采空区高端壁及大面积水平矿柱的稳定性，本研究以该矿山实际工程条件为基础，采用3DMine-Rhino-FLAC3D耦合建模技术构建三维数值模型，系统模拟了各中段采场回采与充填全过程，并基于位移场与应力场分布特征进行稳定性分析。结果表明：1号与9号矿体上部采空区高端壁最大位移分别为23.130 mm和30.193 mm（均小于50 mm），最大主应力分别为6.603 MPa和10.378 MPa（均低于岩体极限抗压强度）；水平矿柱最大位移分别为38.312 mm和49.961 mm（均小于50 mm），最大主应力分别为10.547 MPa和9.513 MPa（均未超过岩体强度极限）。上述结果说明，在矿山开采过程中，上部采空区高端壁及水平矿柱整体处于稳定状态。然而，9号矿体水平矿柱位移值接近稳定性阈值，建议在生产中实施实时监测并视情况开展支护加固。为验证数值模拟结果的可靠性，在9号矿体930～885 m中段的3903P采场开展了现场工业试验。回采后监测显示，采场及上部采空区高端壁均保持稳定，未出现垮落、片帮等破坏现象；通过多点位移计测得水平矿柱沉降位移为9.26 mm，与数值模拟结果吻合良好，从而验证了所建模型的准确性。本研究为该矿山安全生产提供了理论依据与实践参考。
某露天矿采场与排土场复合边坡破坏机理及稳定性分析
万良勇;刘健;鉴于由采场和排土场构成的复合边坡具有潜在破坏机理复杂的特点，本文采用工程地质分析法和有限元强度折减法，对其破坏模式展开研究。结果表明：在自重工况下，边坡滑移表现为“排土场主导型”；在自重+地下水、自重+地下水+暴雨工况下，则转变为“采场主导型”；滑面形态以圆弧形为主。同时，本文对排土场堆排加载的影响效应进行了对比分析。在此基础上，结合现行规范提出了该复合边坡的设计稳定系数评价标准，并分别采用简化Bishop法和Morgenstern-Price法计算了不同工况下的边坡稳定系数。结合有限元强度折减法所得结果，对复合边坡稳定性进行了综合评价。分析表明，在现有排土场与采场地表境界安全距离条件下，采场与排土场边坡之间的相互影响较小，边坡在自重、自重+地下水、自重+地下水+暴雨三种工况下均满足稳定系数要求。然而，排土场台阶边坡处于基本稳定状态，仍存在一定的安全隐患。
天目山周庄萤石矿床地质特征及分布规律
孙旭鹏;张洋洋;李超楠;雷德正;为系统揭示天目山周庄萤石矿床的成矿机制与分布规律，本研究基于已有勘查资料，采用网格法系统采集样品，通过X射线衍射及质谱分析技术，对矿石物质组成与同位素特征展开研究。结果表明：矿石中钙（52.18%）与氟（45.85%）为主要组分，其他元素含量均低于0.5%;Sm-Nd同位素体系呈现良好一致性，成矿年龄集中于120.3～124.7 Ma；垂向上钙、氟含量随深度递增，在39.2 m处达到峰值。研究表明，该矿床萤石含量高，成矿受碳酸盐岩影响明显，垂向具元素分带特征，成果可为区域萤石资源勘查与成矿规律研究提供依据。
阶段空场嗣后充填法回采顺序优化与采场稳定性控制
秦忠虎;秦秀山;刘强;李亚楠;李逸豪;为解决因斑岩型矿体开采地压规律不清、影响区域模糊而制约矿井安全高效开采的难题，以山西紫金矿业斑岩金矿1-6#勘探线范围为工程背景，提出了方案一“盘区顺序接续”、方案二“盘区间隔接续”2种单中段回采顺序方案，以及方案三“相邻盘区矿房对齐回采”、方案四“相邻盘区矿房错开回采”、方案五“相邻盘区矿房间隔回采”、方案六“盘区与矿房均间隔回采”4种相邻中段回采顺序方案。通过建立三维数值模型，对阶段空场嗣后充填法6种不同方案进行数值分析，结果表明：单中段回采工况下，方案一、二两者主要力学状态接近，其中方案一最大剪应力32.7 MPa，比方案二小0.1 MPa，最大变形8.11 cm仅比方案二小0.05 cm，从塑性区的分布看，方案二的塑性区体积大且分散不均匀不易控制；相邻中段同步回采工况下，方案三指标较优，方案四、五力学响应强烈，方案六表现出最优稳定性，其最大剪应力为27.1 MPa，最大变形7.32 cm，塑性区体积35 397.03 m3，均为最低，且塑性区分布更分散。阶段空场嗣后充填法回采中，单中段宜采用相邻盘区依次接续顺序，相邻中段宜采用间隔盘区同步回采顺序，可有效控制采场稳定性。研究成果能够为同类矿山回采顺序优化及稳定性控制提供理论支撑与工程参考。
基于复合配体协同作用的低温适应性锂辉石浮选捕收剂构效关系研究
卢通;马艳红;肖巧斌;吴桂叶;刘崇峻;朱阳戈;刘慧南;本研究聚焦于锂辉石浮选过程中捕收剂在低温环境下适应性差、选择性弱等关键问题，构建了以油酸与短链脂肪酸复合的配体协同作用体系。通过纯矿物浮选试验，系统考察了不同碳链组成的复合捕收剂的性能变化规律。结果显示，油酸与戊酸以9∶1复配时，药剂体系凝固点显著降低，并在低温条件下实现锂辉石回收率达42.7%，较单一油酸体系提高11.5%。结合表面化学表征，研究进一步揭示了复合体系的协同作用机理。接触角测试表明，复合捕收剂使矿物表面接触角增大至54.2°，疏水性明显增强；Zeta电位分析证实，在pH=8条件下，复合药剂通过静电吸附促使矿物表面电位负向偏移，与浮选最佳条件高度吻合；FTIR光谱则排除化学吸附可能性，验证戊酸通过物理吸附促进油酸在矿物表面有序组装，形成致密稳定的疏水层。研究从分子层面阐明了短链脂肪酸碳链长度及其空间位阻效应对吸附构型的调控机制，建立了从微观相互作用到宏观浮选性能的多尺度关联，为开发具有低温适应性的高效浮选药剂体系提供了分子设计依据。该研究对推动高海拔、低温环境下锂资源的高效提取具有重要的理论指导与实际应用价值。
超声预处理浮-重联合工艺回收高砷锡尾矿有价金属及砷无害化处置
李亦娟;纪翠翠;谢贤;张美雪;李悦;罗保春;邵丽娇;程袁吉;王威;为破解高砷锡尾矿资源回收与砷污染防控的双重难题，本研究提出“超声预处理—优先浮选硫铁—再磨再选—悬振选锡”的联合分选新工艺。针对矿样泥化严重、砷硫铁嵌布复杂、微细粒锡石难回收等特点，利用超声空化效应，在不依赖化学分散剂条件下高效剥离矿物表面泥质罩盖并诱导活性位点，为后续分选创造清洁界面。研究结果表明：经超声预处理与优先浮选—再磨再选后，获得硫品位29.12%、铁品位42.98%的低砷硫铁精矿，硫、铁回收率分别为56.34%与37.68%；悬振选锡环节得到锡品位3.21%、回收率48.15%的锡富中矿。全流程最终尾矿砷含量由1.97%降至0.69%，砷浸出毒性<0.05 mg·L-1，实现无害化处置；锡、铁、硫的综合回收率分别达66.23%、59.68%与80.89%。该工艺实现了有价金属阶梯式回收与砷的定向脱除，为同类高砷复杂尾矿的清洁高效资源化提供了技术范式。
沉积型高硫铝土矿分步浮选脱硫脱硅工艺研究
文渊荣;庄故章;武丹宇;我国铝土矿资源丰富，但沉积型高硫铝土矿因硫、硅杂质含量高而难以直接用于氧化铝生产。本文以贵州某地沉积型高硫铝土矿为研究对象，在工艺矿物学分析的基础上，开展分步脱硫脱硅浮选工艺研究。矿石多元素分析表明，主要化学成分为Al_2O_358.55%、SiO2 14.95%、S 3.02%，铝硅比(A/S)为3.92；主要矿物为一水硬铝石、黄铁矿及少量三水铝石，并伴生斜硅石、二水石膏和无水石膏。试验确定磨矿细度为-0.074 mm含量占90%。脱硫浮选采用“一粗两精两扫”流程，在氯化铜用量400 g·t-1、丁基黄药100 g·t-1、松醇油20 g·t-1的最佳药剂制度下，可获得硫品位39.51%、硫回收率89.36%的硫精矿，脱硫率达92.47%。脱硫后铝土矿经反浮选脱硅，采用“两粗一精两扫”流程，在淀粉用量300 g·t-1、聚氧化乙烯100 g·t-1、十二胺100 g·t-1的条件下，最终获得产率66.76%、Al_2O3品位65.96%、回收率75.21%、铝硅比6.06、硫含量0.33%的铝精矿。研究结果表明，采用分步脱硫脱硅浮选工艺可实现黄铁矿与氧化铝资源的高效分离与回收，为贵州同类沉积型高硫铝土矿的综合利用提供了技术参考。
气固流化床中加重质聚团流化与煤炭分选特性
陈淑云;姜坤坤;范增伟;田彦生;程根;葛咸浩;董良;流态化分选技术是气固流化床在分选领域的拓展，可实现煤炭的有效分选。将磁铁矿粉与煤粉作为加重质，在上升气流的作用下，流化形成具有一定密度的床层，低于床层密度的精煤上升到流化床顶部，而高密度矸石则下降到流化床底部。但若入选煤炭水分较高，煤炭—加重质以及加重质—加重质间易形成颗粒聚团，致使床层密度分布不均，不利于煤炭的高效分选。本文研究了在不同煤炭外水含量下煤炭及聚团在床层中的含量及其分布特征，探究了煤炭外水含量对床层密度变化的作用规律，对潮湿煤炭进行了分选试验，探索了煤炭外水含量对分选效果的影响。结果表明，外水含量的增加对煤炭及其聚团的分布规律产生了显著影响。低密度煤及其聚团主要集中于床层的上部，而随着外水含量增加，部分聚团会下沉。高密度煤矸石则主要分布于床层的下部，随着外水含量的提高，床中聚团数量增加并逐渐下沉至更深层次，但由于床层下部密度随煤炭水分升高而增大，因此部分聚团又会出现上浮现象。且由于黏附力的影响，外水含量越高，煤炭越容易与加重质颗粒形成聚团，从而导致床层难以完全膨胀，则床层密度较高，其标准差也随之增加。在外水含量为0的条件下，可能偏差为0.082 g·cm-3，分选密度为1.844 g·cm-3。本研究可为气固分选流化床中颗粒聚团的调控与抑制，实现潮湿煤炭的有效分选奠定理论基础。
电热蒸馏炉法在铅锌冶炼含汞酸泥中汞回收的应用研究
崔雯;刘健;姚社教;祁栋;王亦男;含汞酸泥是铅锌冶炼行业产生的一种重金属危险废物，其中的汞元素会造成大气、水和土壤的严重污染，并对人体呼吸系统、神经系统等造成严重危害，其无害化处理已成为铅锌冶炼行业绿色发展的必要环节。本文系统阐述了铅锌冶炼含汞酸泥的主要危害，结合国内外相关管控政策及资源化利用的经济性分析，论证了含汞酸泥中汞回收的必要性。在此基础上，综合对比了火法蒸馏与湿法浸出两大类回收技术的工艺原理、操作流程及装备特性，确定电热蒸馏炉法为最优处理工艺。以某铅锌冶炼企业为例，采用“预处理—陈化—电热蒸馏—烟气冷凝—物理分离”工艺处理含汞酸泥300 t·a-1(含汞14.4%)，可回收粗汞40 t·a-1。实践表明，该工艺具有原料适应性强、设备全程密闭负压运行、自动化程度高、金属回收率高等显著优势，能有效防止汞蒸气外泄，降低工人职业健康风险。本研究可为铅锌冶炼行业含汞酸泥中汞的回收提供技术支撑与实践参考。
高炉风口热状态识别技术的发展现状及趋势
李燕江;郭豪;胡启晨;王春龙;李志慧;耿鹏;高炉炼铁作为钢铁生产的重要环节，其高效低碳运行对钢铁行业实现“双碳”目标至关重要。高炉风口是高炉内部冶炼状态的重要“信息窗口”，但风口区域的恶劣工况与热状态异常的动态变化，导致传统人工监测方式存在主观性强、效率低等问题。本文系统梳理了高炉风口热状态识别技术的发展脉络，并结合工业应用实例对比分析了人工监测、红外热成像、多传感器融合及人工智能四类技术路径。研究表明，以先进成像设备与人工智能为核心的智能识别技术，可实现风口回旋区温度异常、渣皮脱落、煤枪断煤、风口堵塞及休风等风口热状态异常的毫秒级诊断（准确率超97%），同时输出识别结果并自动连锁停喷煤控制系统；风口平台自动巡检机器人技术替代人工巡检效率可提升3倍；有效解决高炉风口传统监测方式的痛点，为高炉风口热状态的精准监测提供了技术参考，对高炉炼铁工序的高效、低碳、智能化升级具有重要实践意义。
选冶联合处理复杂低品位氧化锌矿
王玉芳;叶岳华;秦树辰;郑朝振;赵志强;氧化锌矿是硫化矿资源的重要补充，可有效缓解我国硫化矿资源的不足。世界上大量氧化锌矿以碳酸盐形式存在，低品位复杂氧化锌矿直接浸出存在主金属回收率低、酸耗高、环境污染重、生产成本高等问题。针对氧硫混合型低品位氧化锌矿，本研究提出选冶联合工艺流程。选矿采用“先硫后氧”工艺，分别产出铅精矿、锌精矿及氧化锌精矿等产品，其中铅精矿和锌精矿推荐采用传统火法冶炼工艺处理。针对氧化锌精矿直接浸出冒槽严重、有机物含量高影响电积，以及回转窑还原挥发能耗高等问题，本研究提出了直接焙烧—浸出工艺流程。与回转窑挥发法相比，该工艺将反应温度由1 250℃降至450℃，同时避免了煤粉或焦炭等还原剂的使用，有效降低了生产成本。
碲及碲化物(AuTe2/Ag_2Te)在NaOH-Na_2S体系中的电化学溶解行为与机理
杨玮;李紫恒;董华;王文彬;碱性硫化物浸出是替代传统氰化法回收难处理碲金矿中有价金属的潜在绿色工艺。然而，单一浸出剂难以同时满足反应热力学趋势与动力学速率的需求，且多组分体系下的溶解机理尚不明确。本文以单质碲(Te)、碲化金(AuTe2)及碲化银(Ag_2Te)纯矿物为研究对象，结合浸出试验、X射线衍射(XRD)分析与电化学测试(OCP、CV、Tafel)，系统研究了其在NaOH、Na_2S及NaOH-Na_2S体系中的溶解行为与机理。结果表明，NaOH-Na_2S混合体系表现出显著的协同效应：OH~-能够活化矿物表面，显著提高反应的动力学速率(体现为腐蚀电流密度增大)；而S2-则通过配位作用增强反应的热力学趋势(体现为腐蚀电位降低)，二者共同作用优化了溶解过程。然而，矿物表面产物层的性质导致浸出效果存在显著差异：单质碲与碲化金的溶解主要受限于缓慢的表面反应步骤；而碲化银因浸出过程中Ag+与S2-快速反应，在表面生成致密的Ag_2S钝化层，其浸出受到强烈抑制(浸出率仅0.22%)。流体动力学研究表明，适宜的搅拌转速(100～200 r·min-1)有助于改善界面传质。本研究阐明了NaOH-Na_2S体系中，溶液组分的协同作用与矿物表面钝化层的生成是共同控制碲及碲化物溶解过程的关键机制，并指出消除Ag_2S等钝化层的阻碍是提升复杂含碲物料中碲与伴生贵金属高效回收的核心途径。
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。
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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