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。
冻融与地下水联合作用下高海拔露天高边坡破坏机理
段应明;杜海瑞;李邦;朱国军;严体;杜佳辉;为研究冻融与地下水共同作用对露天矿高边坡的变形破坏影响机理，以西藏金龙铜矿高边坡为例，基于极限平衡法分析了冻融与地下水联合作用下边坡的稳定性变化，采用数值分析方法分析了露天高边坡在重力、冻融、冻融—地下水3种应力环境下的变形破坏的差异。结果表明：在冻融与地下水的共同作用下边坡形成了双滑移面，分布在边坡下部浅层与坡体内部，且滑出位置相同。冻融与地下水劣化岩体力学性质、增大冻融界面两侧的应力集中程度，导致下部浅层台阶经过局部剥落、整体坍塌并段形成局部高陡边坡，内部形成剪切滑移带。高海拔露天高边坡破坏形式是以剪切破坏为主的滑移-拉裂，风化层临界滑移面为沿岩层界面的折线形，原岩区临界滑动面为弧形。研究成果可为高海拔露天矿边坡监测、灾害治理提供参考。
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。
基于三维成本模型的露天铁矿环境—经济协同优化研究
李静;以某向斜构造沉积型露天铁矿为研究对象，针对铁矿床非均质性突出、环境成本外化严重、开采与生态保护矛盾尖锐等行业痛点，创新性构建融合环境成本（碳排放、生态服务价值损失、重金属污染治理）、闭矿成本（矿山复垦、地质灾害治理）和社会成本（居民搬迁补偿、基础设施配套）的三维综合成本模型。通过10 m×10 m×10 m精细块体建模与克里金空间插值技术，精准表征铁矿床厚度、品位、硫磷含量等核心参数的空间异质性特征，并采用改进型智能聚合算法将模型升级为50 m×50 m×50 m宏块单元，在保持地质刻画精度的前提下实现运算效率提升320%。研究结果表明：环境整合方案（案例B）通过品位—环境成本等效转换与动态经济模型优化，使项目净现值（NPV）提升27.3%，内部收益率（IRR）提高4.8个百分点；年度矿石提取量优化减少6.7%，废物/矿物比峰值波动幅度降低59.2%；铁矿质量指标（铁品位≥62%、硫含量≤0.35%、磷含量≤0.12%）完全符合GB/T 25943—2021《铁矿质量分级》国家标准要求；蒙特卡洛模拟（10 000次抽样）显示，在P25、P50、P75三种价格情景下，项目NPV波动幅度均小于13.8%，展现出优异的市场风险抵御能力。本研究提出的三维成本模型与多目标优化算法，为露天铁矿绿色开发提供了经济效益、生态保护与社会责任协同推进的科学决策框架，对推动铁矿资源开发可持续发展具有重要的理论价值与工程实践意义。
EDTA络合消除Fe3+干扰强化环保浸金剂浸出高砷高硫金矿的效能与机制
孙代馨;谢贤;童雄;王翔;翟启林;曹凤翠;周仕娇;针对玻利维亚某高砷高硫难处理金矿，系统评估了环保浸金剂在化学氧化预处理后的浸出性能。结果表明，该矿石直接氰化浸出时，金浸出率仅为15.35%，属极难浸金矿石。采用氢氧化钠—过碳酸钠—双氧水复合体系进行化学氧化预处理并过滤后，金浸出率显著提升至85.11%。研究发现，预处理后的固液分离操作是决定浸出效率的关键工艺环节：若不过滤而直接浸出，金浸出率下降约10%。机理分析揭示，浸出抑制主要源于两方面：一是预处理过程中溶出的Fe3+对浸金剂中硫脲与碳化三聚氰酸钠产生氧化与络合消耗；二是Fe3+在矿物表面或孔隙中重新沉淀，形成新的钝化层。引入螯合剂EDTA可有效消除上述干扰，在“不过滤”流程中将金浸出率由74.32%提升至85.09%。在优化条件(浸金剂20 kg·t-1、pH=11、液固比4、EDTA 6 kg·t-1、离子消除2 h、浸出24 h)下，金浸出率达85.09%，优于传统氰化法的82.83%。本研究验证了环保浸金剂处理高砷金矿的技术可行性，并揭示了复杂溶液体系中杂质离子的干扰机制，为克服非氰浸金技术的工业化瓶颈提供了有效解决方案。
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。
某铜镍富矿中伴生铂族金属矿物工艺矿物学
陆斌刚;蔡镠璐;代启航;李文娟;罗春华;苏晓晖;许炜光;王淼;宋永胜;温建康;周虎英;铂族金属因催化性能优异、耐高温、抗腐蚀等特性，在高科技产业、环保及军事安全领域具有重大意义。但此类金属储量稀少，多与铜镍硫化矿共生，矿石成分复杂且铂族矿物嵌布微细且连生关系紧密，导致高效回收难度大。工艺矿物学是连接地质研究与选冶工艺的关键桥梁，本研究针对某富含铂、钯的铜镍硫化物矿石，通过光学显微镜、扫描电镜能谱仪等手段，系统开展物质组成、元素赋存状态、矿物嵌布特征及粒度分布研究，为选冶工艺优化提供依据。结果表明：矿石主要有价元素为镍(1.45%)、铜(1.20%)，伴生可综合回收的钴(0.04%)、金(0.23 g·t-1)、银(5.47 g·t-1)、铂(0.46 g·t-1)、钯(0.23 g·t-1)，有害元素(铅、锌、砷)含量低；铂族矿物组成复杂，以(Pt,Pd)(Bi,Te)2类质同象系列为主，含铂矿物以砷铂矿为主，含钯矿物以铋碲钯矿为主，还包括少量碲铋铂矿、铋钯矿，偶见锡铂矿和硫砷铱矿；铂族金属矿物多为微细粒(多数<5μm)，主要与黄铜矿、镍黄铁矿、磁黄铁矿等硫化物紧密共生或被其包裹，仅砷铂矿部分呈单体解离。研究揭示：微细粒嵌布及复杂连生是制约铂族金属高效回收的核心矿物学因素，可为后续选冶策略的制定提供重要指导。
云南某金矿微细粒金的赋存特征与嵌布特性及其对回收的制约机制
庄世明;郑仁军;祁磊;殷燕林;王国强;武煜凯;赵杰;金矿石的高效开发利用对国家金融安全与经济稳定至关重要。本研究综合采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及自动矿物分析仪(MLA)等手段，对某金矿开展了系统的工艺矿物学研究。结果表明，矿石中主要有价元素为金和银，品位分别为1.29 g·t-1和7.50 g·t-1，均具备综合回收价值；金属矿物以黄铁矿为主，非金属矿物主要为石英和白云母。金主要以裸露金形式产出，占有率达88.37%，硫化物包裹金占8.53%；金矿物以自然金为主(84.28%)，其次为银金矿(11.07%)和碲金银矿(3.74%)。金矿物粒度分布呈现两极分化特征，39.16%分布于40～60μm，而37.23%小于5μm；黄铁矿嵌布粒度较细，主要集中于0.02～0.104 mm。11.37%的金以包裹金形式赋存于黄铁矿中，且粒度均小于5μm，即使细磨亦难以充分解离，构成影响金回收率的关键矿物学瓶颈。针对这一特征，建议采用粗粒重选与细粒强化磨矿相结合的回收策略，尤其应关注对小于10μm金矿物的定向回收。本研究为明确影响金回收的矿物学制约因素及制定合理选冶工艺提供了理论依据。
含磷锂电材料：专利竞争格局与技术前沿展望
李晶晶;邵宗普;张学全;吴良策;刘亚飞;在全球“双碳”目标与能源结构转型的驱动下，含磷锂电材料凭借丰富的资源储备和优异的电化学特性，已成为锂离子电池关键材料体系的核心组成部分。本文系统分析了含磷锂电材料在正极、负极和电解质三大技术板块的全球专利申请态势与竞争格局，并从技术进展角度探讨了各类材料的基本特性、存在问题及改性策略。分析表明，含磷材料在提升电池能量密度、安全性、循环寿命及降低成本方面展现出巨大潜力，其技术正朝着多元协同改性、界面优化及新体系探索等方向发展。最后，本文展望了含磷电池材料在钠离子电池、全固态电池等新兴领域的发展前景。
云南某硅钙混合型磷矿光电选—重介质联合预选工艺设计与技术经济分析
易小祥;刘阅兵;云南某典型硅钙混合型难选磷矿原矿品位偏低、矿物嵌布粒度不均，采用传统直接浮选工艺存在能耗高、药耗大、生产成本居高不下等问题。为此，设计了“三段一闭路破碎+10～100 mm光电选预抛废+3～10 mm重介质旋流器分选”联合预选工艺流程。该工艺可在粗粒级阶段提前抛除产率27.62%、P_2O5品位8.48%的块状废石，使进入后续磨浮作业的矿石品位提高至23.91%，全流程磷综合回收率稳定达88.08%。工业应用实践表明，该工艺可使后续磨矿作业处理量降低27.62%，浮选药剂消耗量减少25%，选矿综合能耗降低23%，项目年新增经济效益2.6亿元。研究成果可为国内中低品位硅钙混合型磷矿的绿色、高效、低成本开发利用提供可靠的技术示范与工程参考。
磷石膏固废资源化利用研究进展
吕明超;张镇星;廖高明;徐梦劼;林龙勇;钟名誉;李欣;楚盛;邓一荣;磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的主要工业固体废弃物，通过分析磷石膏的现状与特性，阐明了磷石膏堆存的生态环境风险，系统梳理了双碳战略背景下无害化预处理、大宗消纳、高值资源化三大技术体系，剖析了现阶段产业化存在的问题，提出未来应构建“减污—固废消纳—碳减排”一体化协同体系，为磷石膏低碳资源化高效利用提供理论参考。
咪唑啉型捕收剂浮选分离石英与氟磷灰石机理
张琦;何东升;徐伟;唐远;李智力;田承涛;马家玉;以十七碳烯基胺乙基咪唑啉季铵盐(ODD)为新型阳离子捕收剂，以十二胺(DDA)为参照，研究了石英与氟磷灰石的反浮选分离行为及作用机理。单矿物浮选试验表明，在pH 7.01、药剂用量为5 mg/L条件下，ODD可选择性地捕收石英(回收率82.67%)，而氟磷灰石回收率仅为9.94%，选择性显著优于DDA。人工混合矿浮选(氟磷灰石与石英质量比1∶1)在ODD浓度5 mg/L时获得了P_2O5品位为33.06%、回收率87.81%的良好指标。ζ电位测试表明，ODD使石英表面电位在pH 7.07时由-46.96 mV升至26.44 mV，而对氟磷灰石表面电位影响较小；接触角测试显示，石英接触角由18.31°显著增大至122.53°，而氟磷灰石仅由27.14°小幅增至43.08°，两者疏水性差异明显。微量热分析结果表明，ODD在石英上的吸附热(0.627 J/g)显著高于氟磷灰石(0.174 J/g)，为选择性吸附提供了能量学证据。FTIR和XPS分析证实，ODD通过咪唑啉阳离子与去质子化Si―O~-位点之间的静电作用，以及C2―H与表面Si―O~-之间的C2―H···O氢键作用，牢固吸附于石英表面；而氟磷灰石表面缺乏相应的作用位点导致ODD在其表面吸附较弱。上述结果表明，咪唑啉型阳离子药剂ODD是一种适用于中低品位硅质磷矿反浮选脱硅的高效选择性捕收剂。
磷酸盐钠电正极：从结构解析到性能优化
刘兴扬;杨浩然;刘亚飞;刘永畅;钠离子电池凭借资源丰富、成本低廉及安全环保等优势，成为在大规模储能与低速电动车等领域极具潜力的锂电补充技术。钠离子电池正极材料包括层状氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物。其中，聚阴离子型磷酸盐正极具有成本低、结构稳定性好、安全性高等优点，表现出广阔的应用前景。然而，该类材料存在电子电导率低、阳离子混排、Jahn-Teller效应等问题，制约了电化学性能的发挥，阻碍其实际应用进程。本文系统阐述了钠离子电池磷酸盐正极材料的晶体结构特征与性能之间的构效关系，总结了典型制备工艺，重点探讨了体相掺杂、碳包覆及微纳结构设计等改性策略对动力学性能和结构稳定性的提升机制，揭示了多维度协同改性在改善比容量、倍率及循环性能方面的作用规律。最后，结合磷酸盐正极材料的产业化现状，对下一代低成本、高比能磷系聚阴离子钠电正极的发展前景进行了展望。
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
地 址：北京市南四环西路188号总部基地18区22号楼4层 《矿冶》编辑部
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