2016年第1期目录
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    地质采矿与安全工程
  • 肖 霞,倪师军,冯德新,白 涛
    摘要:
    通过在夏日多地区开展1/5万水系沉积物测量,测试分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn 、Mo等元素,初步归纳了区内6种元素的地球化学特征,认为Ag、Pb、Cu、Mo等元素的富集变异系数较大,表明在该区内元素迁移、富集特征明显,是区内重要的成矿( 指示) 元素;运用多元统计学理论处理、分析相关测试数据,总结区内元素的分异趋势;根据元素地球化学特征,结合地质条件,圈定元素综合异常13处,对重点综合异常HS1综合异常和HS10综合异常进行评述,并据此划分6个找矿靶区,为下步找矿工作提供基础资料。
  • 材料制备与加工
  • 朱勇,阳岸恒,张济祥,谢宏潮,卢绍平
    摘要:
    运用电子背散射衍射(EBSD)技术,对通过优化真空熔炼工艺制备的高纯金溅射靶材不同区域的微观组织、晶界取向差和织构组分进行了研究。结果表明:高纯金靶材组织由细小的等轴晶组成,平均晶粒尺寸为206nm,样品在轧制过程中发生了再结晶,样品所测得的织构(110)平行于轧面,轧向不确定,为较弱的织构。EBSD技术相较其他分析技术,具有快速高效的定量统计材料的微观组织结构、织构、晶粒尺寸、取向差的特征,是高纯金靶材微观组织的一种有效分析手段。
  • 地质采矿与安全工程
  • 胡毅夫,张常亮
    摘要:
    在总结岩爆防治的研究成果基础上,以岩石力学理论为基本出发点,通过理论分析和计算得出了渣滓溪锑矿的钻孔卸压影响半径,并对钻孔卸压防治岩爆进行了现场试验。试验结果表明,钻孔卸压的卸压影响半径约为0.7m,与理论计算出的较为接近;钻孔卸压具有时效性,超过48h后卸压作用减弱;洒水会加剧岩爆的发生;认为钻孔卸压对防治岩爆有较好的作用。
  • 杨志强,李立涛,高谦
    摘要:
    不可再生资源的充分回采和利用,是实现矿山企业可持续发展的重要举措。针对金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱,本文以采场稳定性为基础,开展了16行垂直矿柱资源回采技术与工程实践研究。首先分析了16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用。研究表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。为此,开展了16行矿柱安全采矿设计和回采工艺研究,并进行了16行垂直矿柱安全回采工程实践。
  • 材料制备与加工
  • 黄佰成,周杰敏,段聪翀,许 明,孟凡纪
    摘要:
    通过金相、能谱分析,以及拉伸试验和硬度测试的方法,研究了稀土元素钪(Sc)的添加对高压泵用2A12铝合金组织性能的影响。结果表明:在高压泵用2A12铝合金中加入Sc后,合金的微观组织及再结晶晶粒明显细化,合金的铸态及热处理态强度、硬度及断裂伸长率均有一定幅度的提高,当Sc含量为0.4%时,对合金组织及力学性能的改善效果最佳。
  • 地质采矿与安全工程
  • 周至富,潘社卫,廖波兰,台广峰,舒峰,卢亚平
    摘要:
    本文以BKHP-12型石油压裂液混配车副车架作为研究对象,对副车架结构和载荷进行适当简化,通过建立副车架有限元模型,再采用有限元软件ANSYS进行性能分析。分别在弯曲、扭转工况下进行静力分析,找出副车架薄弱环节,检验结构合理性并提出改进措施;在约束条件下进行副车架模态分析,对其振动特性进行分析,结果表明副车架具有良好的抗外部激励振动特性。本文提出的方法对石油压裂混配车设计具有指导意义。
  • 材料制备与加工
  • 允成哲,张福男
    摘要:
    以碳化硅纤维为纤维增强剂,纳米级碳化钛为粒子增强剂,氮化硅粉末为母材,制备了Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具材料。采用XRD和SEM分别表征了复合氮化硅烧结体的组成和表面微观形貌。用三点弯曲法,用PSD-5TSJTH型万能试验机分别测量了样品的密度和抗弯强度。对于制备的Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具材料进行了断续切削试验和连续切削试验。研究表明:制备的Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具的断裂韧性最高达9.5MPa.m0.5,它的抗弯强度高达780MPa,显著地超过一般氧化铝陶瓷切削工具材料的韧性值。断续切削时工具的寿命比氧化铝陶瓷刀具更长1.6~15倍,连续切削时它也具有良好的耐磨性能。
  • 环境科学与工程
  • 陶媛,戴伟明,韦真周,李婷,吕伟芬
    摘要:
    以聚乙烯亚胺、二硫化碳、氢氧化钠、尿素为原料合成改性复合螯合-吸附剂,采用了XRD对其进行了表征,并研究了该体系的合成化学,探讨了晶化时间和晶化温度、体系PH值等因素对本合成体系改性复合螯合-吸附剂的结晶度、晶化速度的影响。
  • 熊昌狮,陈云嫩,吴乐文,张绍国,张大超,罗先伟,聂锦霞,吴速英
    摘要:
    为了探讨金属矿山尾砂胶结充填是否会对地下水造成污染,本试验分别采用1:4和1:6两种不同的灰砂比(水泥/尾砂)制成胶结充填体试块在不同来源地下水水样中浸泡。浸泡后水样中的重金属含量与《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)Ⅲ类标准规定的含量限值进行对照分析。结果表明:灰砂比为1:4和1:6的金属矿山全尾砂胶结充填体试块放置14 d后分别被6种水样浸泡90 d后均不会使地下水中重金属含量增加,且含量均低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)Ⅲ类标准规定的含量限值,不会对生产、生活用水产生不良影响,故其用于井下空区充填是完全可行的。
  • 祝怡斌
    摘要:
    本文从原矿和固废全成分、产酸潜势、浸出毒性、尾矿库回水水质建立矿山废石和尾矿污染源强评估体系,全成分分析重点关注铅、汞、镉、砷、铬、硫等含量,通过pH值、酸-碱计算(ABA)、净酸产生(NAG)等试验进行产酸潜势评估,结合全成分分析有针对性进行浸出毒性试验评估,对尾矿库坝下回水池水质进行取样分析评估,以指导矿山企业、环境咨询单位、环保监管部门对矿山废石和尾矿进行污染源强识别分析管理。
  • 地质采矿与安全工程
  • 邓代强,李夕兵 姚中亮
    摘要:
    为了从管道输送角度评判粗骨料配方的适用性,给充填管道设计提供技术参数,采用流动性模拟试验的方法,进行破碎废石与戈壁集料作为粗骨料的流变性能分析,测试与计算数据显示,流变参数随着破碎废石的加入有降低的趋势,相同浓度条件下,加入破碎废石的料浆流动阻力虽有所降低,但其保水性与和易性变差,不易形成稳定流体,且大颗粒破碎废石通常呈现不规则状,破碎废石的滑动摩擦较戈壁集料颗粒的滚动摩擦更容易造成管道磨损,因此充填骨料中不宜掺入破碎废石。
  • 材料制备与加工
  • 丁阳喜,陈元凯
    摘要:
    研究了添加Mo粉及稀土氧化物La2O3对KmTBCr15Mo高铬铸铁表面激光原位合成TiC-VC颗粒增强Ni基复合涂层组织及耐磨性的影响,分析了Mo及La2O3的作用机理。结果表明,熔覆层无裂纹且组织致密,熔覆层的组织主要由(Fe,Ni)固溶体,细小颗粒状或树枝状TiC-VC复合碳化物组成;随着Mo粉的加入,熔覆层的组织更为均匀,Mo元素起到细化晶粒的作用,使弥散分布的TiC、VC颗粒难以聚集长大。随着La2O3的加入,熔覆层的形核核心增多,更多的雪花状TiC-VC弥散分布于熔覆层组织中。由于Mo具有较强的碳化物形成能力以及对显微组织起到晶粒细化作用,La2O3对显微组织的细化及涂层的净化具有较大作用,因此适当的Mo粉(5%)或稀土La2O3提高了熔覆层的硬度及耐磨性。
  • 环境科学与工程
  • 邹文佳,张淇翔,石林,苗亦新
    摘要:
    金属矿山的尾矿库、排土场由于含有大量的重金属,在长期的风化、淋溶作用下缓慢释放,从而污染土壤与地下水。本文对江西某铜矿排土场、尾矿库、疏干井排水口淤泥进行了取样测试。浸出毒性判别结果表明排土场土壤、尾矿砂及淤泥为不具有浸出毒性的危险废物,但浸出液浓度超过《地下水质量标准》中III类水标准,尤其是铜、铅、镉元素超标严重,对地下水环境构成威胁。重金属释放实验显示,随时间增加重金属释放量也增加,酸性降水条件下重金属释放量明显高于中性条件。因此,为避免土壤及地下水受到污染,应采取控制与修复措施。
  • 材料制备与加工
  • 辛思彧,郭从盛,董洪峰,谭宏斌
    摘要:
    采用低温热压 高温无压烧结和冷压烧结工艺,以W、Ni、Cu单质粉末为原料,制备用于硬质合金刀具的W-Ni-Cu支撑杆合金试样,用SEM、XRD、布氏硬度计和万能力学试验机对比分析支撑杆的组织、相组成、抗弯强度和弹性模量。结果表明:与冷压烧结工艺相比,低温热压 高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金的组织较致密、晶粒细小;冷压烧结W-Ni-Cu合金组织中的脆性相、孔隙与脆性界面相使其发生沿晶断裂,抗弯强度和弹性模量较低。低温热压 高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金组织中的韧性相、韧性界面相、细小晶粒与低孔隙率均提高其抗弯强度和弹性模量,主要发生穿晶断裂。
  • 摘要:
    以直流电弧等离子法制备纳米Cu粉,对比分析了不同质量的纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂对储氢电池负极材料AB5型储氢合金电极电化学性能的影响。结果表明,制备的Cu粉为近球形颗粒,中粒径为150nm。采用纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂后,可以显著改善储氢合金负极的充放电性能和高倍率性能,在1800mA/h的放电电流密度下,以纳米铜粉替代50wt%的Ni粉作为导电剂,高倍率从7.65%提高至44.18%。线性极化和循环伏安测试表明,纳米Cu粉的电催化活性不如Ni粉,但可以显著提高合金电极的导电性,改善动力学性能。
  • 武金珠,房子魁,卢丹丹,张瑞,朱彦荣,诸荣孙,伊廷锋
    摘要:
    本文以四水合钼酸铵(AHM)、乙二醇(EG)为原料,采用简单易行的水热法合成MoO2材料,并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试研究了材料的结构和电化学性能。结果显示,水热法合成的MoO2粒径为纳米级别,约为20~30 nm,因此材料表现出良好的电化学性能。首次放电比容量为664.3 mAh.g-1,充放电效率较高,且首次充放电的库伦效率高达94%,在二十个充放电循环过后,仍有较高的容量保持率,MoO2作为锂离子电池负极材料展现出良好的容量存储和循环性能。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 周贺鹏,王金庆,李运强,王鹏程,李涛
    摘要:
    为综合回收江西崇义含钨多金属矿资源,基于工艺矿物学对矿石可选性研究的重要性,本文进行了详细的工艺矿物学特征研究。研究结果表明,该矿石矿物组成复杂,种类繁多,钨矿物主要以黑钨矿形式产出,少量为白钨矿,其他锡、铜、铅、锌、硫、银含量较低,可伴生回收,由于矿物嵌布特征复杂,嵌布粒度不均匀,单体解离不一,且含钙脉石矿物性质复杂,与钨矿物可浮性相近,易于粉碎和泥化,按照“能收早收,能丢早丢”的原则,以“重-浮”选联合工艺为主流程,并充分考虑“阶段磨矿-阶段选别”的特点进行回收。
  • 刘惠中,李华梁,格海超
    摘要:
    由北京矿冶研究总院研制的BL1500螺旋溜槽用于赤铁矿、镜铁矿、铬铁矿等弱磁性矿的原矿重选在选矿工业中得到了大量的应用。承德某铁矿首次将BL1500螺旋溜槽用于该矿磁铁矿磁选后的铁精矿再选,以解决磁铁矿在磁选中因磁团聚而影响铁精矿品位的问题。采用“磁-重”的联合流程对原流程进行改造,取得了良好的效果,经工业生产考核,改造后,在选厂总回收率不变的情况下,可以提高最终铁精矿品位2-3%。
  • 提取冶金与化学工程
  • 张帆,魏昶,邓志敢,李存兄,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    本文以含铟锌浸渣为对象,研究其在硫酸溶液中的浸出动力学。考察了搅拌转速、硫酸浓度、三价铁浓度、反应温度和矿物粒度等实验条件对铟浸出速率的影响。结果表明:其浸出过程可用没有固体产物层生成的“未反应核收缩模型”描述;浸出反应的表观活化能为 J/mol;对硫酸浓度与三价铁浓度的表观反应级数分别为0.985与-0.096;含铟锌浸渣的浸出过程受化学反应控制。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 冯博
    摘要:
    根据新疆某硫化铜镍矿矿石的工艺矿物学特性,进行了详细的选矿试验研究,采用一粗一精两扫、中矿顺序返回的铜镍混合浮选流程,使用碳酸钠做pH调整剂,六偏磷酸钠做分散剂,羧甲基纤维素做抑制剂,混合黄药做捕收剂,处理该矿石,得到了混合精矿含镍10.89%、含铜4.27%,镍回收率81.61%、铜回收率85.03%的指标,氧化镁含量低于6.8%,产品质量符合冶炼要求。对六偏磷酸钠和羧甲基纤维素在硫化铜镍矿浮选中的作用机理进行了分析,结果表明六偏磷酸钠能分散蛇纹石与硫化矿物,降低蛇纹石对硫化矿物浮选的影响,而羧甲基纤维素能抑制含镁硅酸盐矿物的上浮,实现硫化矿物与含镁硅酸盐脉石的浮选分离。因此,在含有多种镁硅酸盐脉石矿物的硫化铜镍矿中同时使用六偏磷酸钠和羧甲基纤维素是该类矿石高效利用的关键。
  • 提取冶金与化学工程
  • 胡凯,徐鸣悦,武明雨,王从,李运刚
    摘要:
    本文利用等温饱合法分别研究了温度和熔盐组分对WO3在KCl-NaCl-NaF-Na2WO4熔盐体系中溶解度的影响。利用热力学软件Factsage6.4对该熔盐体系各物质之间可能存在的反应进行了计算,并结合X射线衍射对熔盐急冷试样进行分析,最终确定了WO3的溶解机理。实验表明:WO3的溶解机理为26 Na2WO4 (s)+ 48WO3 (s)= 24.5 Na2W2O7(l) NaO2 (l) Na2O2(l) 25WO2.9(l),并且WO3的溶解度随实验温度的升高而增大,随Na2WO4含量的增大而减小,随NaF含量升高而先增大后减小,约在XNaF=0.385时达最大值。
    地质采矿与安全工程
  • 肖 霞,倪师军,冯德新,白 涛
    摘要:
    通过在夏日多地区开展1/5万水系沉积物测量,测试分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn 、Mo等元素,初步归纳了区内6种元素的地球化学特征,认为Ag、Pb、Cu、Mo等元素的富集变异系数较大,表明在该区内元素迁移、富集特征明显,是区内重要的成矿( 指示) 元素;运用多元统计学理论处理、分析相关测试数据,总结区内元素的分异趋势;根据元素地球化学特征,结合地质条件,圈定元素综合异常13处,对重点综合异常HS1综合异常和HS10综合异常进行评述,并据此划分6个找矿靶区,为下步找矿工作提供基础资料。
  • 材料制备与加工
  • 朱勇,阳岸恒,张济祥,谢宏潮,卢绍平
    摘要:
    运用电子背散射衍射(EBSD)技术,对通过优化真空熔炼工艺制备的高纯金溅射靶材不同区域的微观组织、晶界取向差和织构组分进行了研究。结果表明:高纯金靶材组织由细小的等轴晶组成,平均晶粒尺寸为206nm,样品在轧制过程中发生了再结晶,样品所测得的织构(110)平行于轧面,轧向不确定,为较弱的织构。EBSD技术相较其他分析技术,具有快速高效的定量统计材料的微观组织结构、织构、晶粒尺寸、取向差的特征,是高纯金靶材微观组织的一种有效分析手段。
  • 地质采矿与安全工程
  • 胡毅夫,张常亮
    摘要:
    在总结岩爆防治的研究成果基础上,以岩石力学理论为基本出发点,通过理论分析和计算得出了渣滓溪锑矿的钻孔卸压影响半径,并对钻孔卸压防治岩爆进行了现场试验。试验结果表明,钻孔卸压的卸压影响半径约为0.7m,与理论计算出的较为接近;钻孔卸压具有时效性,超过48h后卸压作用减弱;洒水会加剧岩爆的发生;认为钻孔卸压对防治岩爆有较好的作用。
  • 杨志强,李立涛,高谦
    摘要:
    不可再生资源的充分回采和利用,是实现矿山企业可持续发展的重要举措。针对金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱,本文以采场稳定性为基础,开展了16行垂直矿柱资源回采技术与工程实践研究。首先分析了16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用。研究表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。为此,开展了16行矿柱安全采矿设计和回采工艺研究,并进行了16行垂直矿柱安全回采工程实践。
  • 材料制备与加工
  • 黄佰成,周杰敏,段聪翀,许 明,孟凡纪
    摘要:
    通过金相、能谱分析,以及拉伸试验和硬度测试的方法,研究了稀土元素钪(Sc)的添加对高压泵用2A12铝合金组织性能的影响。结果表明:在高压泵用2A12铝合金中加入Sc后,合金的微观组织及再结晶晶粒明显细化,合金的铸态及热处理态强度、硬度及断裂伸长率均有一定幅度的提高,当Sc含量为0.4%时,对合金组织及力学性能的改善效果最佳。
  • 地质采矿与安全工程
  • 周至富,潘社卫,廖波兰,台广峰,舒峰,卢亚平
    摘要:
    本文以BKHP-12型石油压裂液混配车副车架作为研究对象,对副车架结构和载荷进行适当简化,通过建立副车架有限元模型,再采用有限元软件ANSYS进行性能分析。分别在弯曲、扭转工况下进行静力分析,找出副车架薄弱环节,检验结构合理性并提出改进措施;在约束条件下进行副车架模态分析,对其振动特性进行分析,结果表明副车架具有良好的抗外部激励振动特性。本文提出的方法对石油压裂混配车设计具有指导意义。
  • 材料制备与加工
  • 允成哲,张福男
    摘要:
    以碳化硅纤维为纤维增强剂,纳米级碳化钛为粒子增强剂,氮化硅粉末为母材,制备了Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具材料。采用XRD和SEM分别表征了复合氮化硅烧结体的组成和表面微观形貌。用三点弯曲法,用PSD-5TSJTH型万能试验机分别测量了样品的密度和抗弯强度。对于制备的Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具材料进行了断续切削试验和连续切削试验。研究表明:制备的Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具的断裂韧性最高达9.5MPa.m0.5,它的抗弯强度高达780MPa,显著地超过一般氧化铝陶瓷切削工具材料的韧性值。断续切削时工具的寿命比氧化铝陶瓷刀具更长1.6~15倍,连续切削时它也具有良好的耐磨性能。
  • 环境科学与工程
  • 陶媛,戴伟明,韦真周,李婷,吕伟芬
    摘要:
    以聚乙烯亚胺、二硫化碳、氢氧化钠、尿素为原料合成改性复合螯合-吸附剂,采用了XRD对其进行了表征,并研究了该体系的合成化学,探讨了晶化时间和晶化温度、体系PH值等因素对本合成体系改性复合螯合-吸附剂的结晶度、晶化速度的影响。
  • 熊昌狮,陈云嫩,吴乐文,张绍国,张大超,罗先伟,聂锦霞,吴速英
    摘要:
    为了探讨金属矿山尾砂胶结充填是否会对地下水造成污染,本试验分别采用1:4和1:6两种不同的灰砂比(水泥/尾砂)制成胶结充填体试块在不同来源地下水水样中浸泡。浸泡后水样中的重金属含量与《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)Ⅲ类标准规定的含量限值进行对照分析。结果表明:灰砂比为1:4和1:6的金属矿山全尾砂胶结充填体试块放置14 d后分别被6种水样浸泡90 d后均不会使地下水中重金属含量增加,且含量均低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)Ⅲ类标准规定的含量限值,不会对生产、生活用水产生不良影响,故其用于井下空区充填是完全可行的。
  • 祝怡斌
    摘要:
    本文从原矿和固废全成分、产酸潜势、浸出毒性、尾矿库回水水质建立矿山废石和尾矿污染源强评估体系,全成分分析重点关注铅、汞、镉、砷、铬、硫等含量,通过pH值、酸-碱计算(ABA)、净酸产生(NAG)等试验进行产酸潜势评估,结合全成分分析有针对性进行浸出毒性试验评估,对尾矿库坝下回水池水质进行取样分析评估,以指导矿山企业、环境咨询单位、环保监管部门对矿山废石和尾矿进行污染源强识别分析管理。
  • 地质采矿与安全工程
  • 邓代强,李夕兵 姚中亮
    摘要:
    为了从管道输送角度评判粗骨料配方的适用性,给充填管道设计提供技术参数,采用流动性模拟试验的方法,进行破碎废石与戈壁集料作为粗骨料的流变性能分析,测试与计算数据显示,流变参数随着破碎废石的加入有降低的趋势,相同浓度条件下,加入破碎废石的料浆流动阻力虽有所降低,但其保水性与和易性变差,不易形成稳定流体,且大颗粒破碎废石通常呈现不规则状,破碎废石的滑动摩擦较戈壁集料颗粒的滚动摩擦更容易造成管道磨损,因此充填骨料中不宜掺入破碎废石。
  • 材料制备与加工
  • 丁阳喜,陈元凯
    摘要:
    研究了添加Mo粉及稀土氧化物La2O3对KmTBCr15Mo高铬铸铁表面激光原位合成TiC-VC颗粒增强Ni基复合涂层组织及耐磨性的影响,分析了Mo及La2O3的作用机理。结果表明,熔覆层无裂纹且组织致密,熔覆层的组织主要由(Fe,Ni)固溶体,细小颗粒状或树枝状TiC-VC复合碳化物组成;随着Mo粉的加入,熔覆层的组织更为均匀,Mo元素起到细化晶粒的作用,使弥散分布的TiC、VC颗粒难以聚集长大。随着La2O3的加入,熔覆层的形核核心增多,更多的雪花状TiC-VC弥散分布于熔覆层组织中。由于Mo具有较强的碳化物形成能力以及对显微组织起到晶粒细化作用,La2O3对显微组织的细化及涂层的净化具有较大作用,因此适当的Mo粉(5%)或稀土La2O3提高了熔覆层的硬度及耐磨性。
  • 环境科学与工程
  • 邹文佳,张淇翔,石林,苗亦新
    摘要:
    金属矿山的尾矿库、排土场由于含有大量的重金属,在长期的风化、淋溶作用下缓慢释放,从而污染土壤与地下水。本文对江西某铜矿排土场、尾矿库、疏干井排水口淤泥进行了取样测试。浸出毒性判别结果表明排土场土壤、尾矿砂及淤泥为不具有浸出毒性的危险废物,但浸出液浓度超过《地下水质量标准》中III类水标准,尤其是铜、铅、镉元素超标严重,对地下水环境构成威胁。重金属释放实验显示,随时间增加重金属释放量也增加,酸性降水条件下重金属释放量明显高于中性条件。因此,为避免土壤及地下水受到污染,应采取控制与修复措施。
  • 材料制备与加工
  • 辛思彧,郭从盛,董洪峰,谭宏斌
    摘要:
    采用低温热压 高温无压烧结和冷压烧结工艺,以W、Ni、Cu单质粉末为原料,制备用于硬质合金刀具的W-Ni-Cu支撑杆合金试样,用SEM、XRD、布氏硬度计和万能力学试验机对比分析支撑杆的组织、相组成、抗弯强度和弹性模量。结果表明:与冷压烧结工艺相比,低温热压 高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金的组织较致密、晶粒细小;冷压烧结W-Ni-Cu合金组织中的脆性相、孔隙与脆性界面相使其发生沿晶断裂,抗弯强度和弹性模量较低。低温热压 高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金组织中的韧性相、韧性界面相、细小晶粒与低孔隙率均提高其抗弯强度和弹性模量,主要发生穿晶断裂。
  • 摘要:
    以直流电弧等离子法制备纳米Cu粉,对比分析了不同质量的纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂对储氢电池负极材料AB5型储氢合金电极电化学性能的影响。结果表明,制备的Cu粉为近球形颗粒,中粒径为150nm。采用纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂后,可以显著改善储氢合金负极的充放电性能和高倍率性能,在1800mA/h的放电电流密度下,以纳米铜粉替代50wt%的Ni粉作为导电剂,高倍率从7.65%提高至44.18%。线性极化和循环伏安测试表明,纳米Cu粉的电催化活性不如Ni粉,但可以显著提高合金电极的导电性,改善动力学性能。
  • 武金珠,房子魁,卢丹丹,张瑞,朱彦荣,诸荣孙,伊廷锋
    摘要:
    本文以四水合钼酸铵(AHM)、乙二醇(EG)为原料,采用简单易行的水热法合成MoO2材料,并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试研究了材料的结构和电化学性能。结果显示,水热法合成的MoO2粒径为纳米级别,约为20~30 nm,因此材料表现出良好的电化学性能。首次放电比容量为664.3 mAh.g-1,充放电效率较高,且首次充放电的库伦效率高达94%,在二十个充放电循环过后,仍有较高的容量保持率,MoO2作为锂离子电池负极材料展现出良好的容量存储和循环性能。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 周贺鹏,王金庆,李运强,王鹏程,李涛
    摘要:
    为综合回收江西崇义含钨多金属矿资源,基于工艺矿物学对矿石可选性研究的重要性,本文进行了详细的工艺矿物学特征研究。研究结果表明,该矿石矿物组成复杂,种类繁多,钨矿物主要以黑钨矿形式产出,少量为白钨矿,其他锡、铜、铅、锌、硫、银含量较低,可伴生回收,由于矿物嵌布特征复杂,嵌布粒度不均匀,单体解离不一,且含钙脉石矿物性质复杂,与钨矿物可浮性相近,易于粉碎和泥化,按照“能收早收,能丢早丢”的原则,以“重-浮”选联合工艺为主流程,并充分考虑“阶段磨矿-阶段选别”的特点进行回收。
  • 刘惠中,李华梁,格海超
    摘要:
    由北京矿冶研究总院研制的BL1500螺旋溜槽用于赤铁矿、镜铁矿、铬铁矿等弱磁性矿的原矿重选在选矿工业中得到了大量的应用。承德某铁矿首次将BL1500螺旋溜槽用于该矿磁铁矿磁选后的铁精矿再选,以解决磁铁矿在磁选中因磁团聚而影响铁精矿品位的问题。采用“磁-重”的联合流程对原流程进行改造,取得了良好的效果,经工业生产考核,改造后,在选厂总回收率不变的情况下,可以提高最终铁精矿品位2-3%。
  • 提取冶金与化学工程
  • 张帆,魏昶,邓志敢,李存兄,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    本文以含铟锌浸渣为对象,研究其在硫酸溶液中的浸出动力学。考察了搅拌转速、硫酸浓度、三价铁浓度、反应温度和矿物粒度等实验条件对铟浸出速率的影响。结果表明:其浸出过程可用没有固体产物层生成的“未反应核收缩模型”描述;浸出反应的表观活化能为 J/mol;对硫酸浓度与三价铁浓度的表观反应级数分别为0.985与-0.096;含铟锌浸渣的浸出过程受化学反应控制。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 冯博
    摘要:
    根据新疆某硫化铜镍矿矿石的工艺矿物学特性,进行了详细的选矿试验研究,采用一粗一精两扫、中矿顺序返回的铜镍混合浮选流程,使用碳酸钠做pH调整剂,六偏磷酸钠做分散剂,羧甲基纤维素做抑制剂,混合黄药做捕收剂,处理该矿石,得到了混合精矿含镍10.89%、含铜4.27%,镍回收率81.61%、铜回收率85.03%的指标,氧化镁含量低于6.8%,产品质量符合冶炼要求。对六偏磷酸钠和羧甲基纤维素在硫化铜镍矿浮选中的作用机理进行了分析,结果表明六偏磷酸钠能分散蛇纹石与硫化矿物,降低蛇纹石对硫化矿物浮选的影响,而羧甲基纤维素能抑制含镁硅酸盐矿物的上浮,实现硫化矿物与含镁硅酸盐脉石的浮选分离。因此,在含有多种镁硅酸盐脉石矿物的硫化铜镍矿中同时使用六偏磷酸钠和羧甲基纤维素是该类矿石高效利用的关键。
  • 提取冶金与化学工程
  • 胡凯,徐鸣悦,武明雨,王从,李运刚
    摘要:
    本文利用等温饱合法分别研究了温度和熔盐组分对WO3在KCl-NaCl-NaF-Na2WO4熔盐体系中溶解度的影响。利用热力学软件Factsage6.4对该熔盐体系各物质之间可能存在的反应进行了计算,并结合X射线衍射对熔盐急冷试样进行分析,最终确定了WO3的溶解机理。实验表明:WO3的溶解机理为26 Na2WO4 (s)+ 48WO3 (s)= 24.5 Na2W2O7(l) NaO2 (l) Na2O2(l) 25WO2.9(l),并且WO3的溶解度随实验温度的升高而增大,随Na2WO4含量的增大而减小,随NaF含量升高而先增大后减小,约在XNaF=0.385时达最大值。
    地质采矿与安全工程
  • 肖 霞,倪师军,冯德新,白 涛
    摘要:
    通过在夏日多地区开展1/5万水系沉积物测量,测试分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn 、Mo等元素,初步归纳了区内6种元素的地球化学特征,认为Ag、Pb、Cu、Mo等元素的富集变异系数较大,表明在该区内元素迁移、富集特征明显,是区内重要的成矿( 指示) 元素;运用多元统计学理论处理、分析相关测试数据,总结区内元素的分异趋势;根据元素地球化学特征,结合地质条件,圈定元素综合异常13处,对重点综合异常HS1综合异常和HS10综合异常进行评述,并据此划分6个找矿靶区,为下步找矿工作提供基础资料。
  • 材料制备与加工
  • 朱勇,阳岸恒,张济祥,谢宏潮,卢绍平
    摘要:
    运用电子背散射衍射(EBSD)技术,对通过优化真空熔炼工艺制备的高纯金溅射靶材不同区域的微观组织、晶界取向差和织构组分进行了研究。结果表明:高纯金靶材组织由细小的等轴晶组成,平均晶粒尺寸为206nm,样品在轧制过程中发生了再结晶,样品所测得的织构(110)平行于轧面,轧向不确定,为较弱的织构。EBSD技术相较其他分析技术,具有快速高效的定量统计材料的微观组织结构、织构、晶粒尺寸、取向差的特征,是高纯金靶材微观组织的一种有效分析手段。
  • 地质采矿与安全工程
  • 胡毅夫,张常亮
    摘要:
    在总结岩爆防治的研究成果基础上,以岩石力学理论为基本出发点,通过理论分析和计算得出了渣滓溪锑矿的钻孔卸压影响半径,并对钻孔卸压防治岩爆进行了现场试验。试验结果表明,钻孔卸压的卸压影响半径约为0.7m,与理论计算出的较为接近;钻孔卸压具有时效性,超过48h后卸压作用减弱;洒水会加剧岩爆的发生;认为钻孔卸压对防治岩爆有较好的作用。
  • 杨志强,李立涛,高谦
    摘要:
    不可再生资源的充分回采和利用,是实现矿山企业可持续发展的重要举措。针对金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱,本文以采场稳定性为基础,开展了16行垂直矿柱资源回采技术与工程实践研究。首先分析了16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用。研究表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。为此,开展了16行矿柱安全采矿设计和回采工艺研究,并进行了16行垂直矿柱安全回采工程实践。
  • 材料制备与加工
  • 黄佰成,周杰敏,段聪翀,许 明,孟凡纪
    摘要:
    通过金相、能谱分析,以及拉伸试验和硬度测试的方法,研究了稀土元素钪(Sc)的添加对高压泵用2A12铝合金组织性能的影响。结果表明:在高压泵用2A12铝合金中加入Sc后,合金的微观组织及再结晶晶粒明显细化,合金的铸态及热处理态强度、硬度及断裂伸长率均有一定幅度的提高,当Sc含量为0.4%时,对合金组织及力学性能的改善效果最佳。
  • 地质采矿与安全工程
  • 周至富,潘社卫,廖波兰,台广峰,舒峰,卢亚平
    摘要:
    本文以BKHP-12型石油压裂液混配车副车架作为研究对象,对副车架结构和载荷进行适当简化,通过建立副车架有限元模型,再采用有限元软件ANSYS进行性能分析。分别在弯曲、扭转工况下进行静力分析,找出副车架薄弱环节,检验结构合理性并提出改进措施;在约束条件下进行副车架模态分析,对其振动特性进行分析,结果表明副车架具有良好的抗外部激励振动特性。本文提出的方法对石油压裂混配车设计具有指导意义。
  • 材料制备与加工
  • 允成哲,张福男
    摘要:
    以碳化硅纤维为纤维增强剂,纳米级碳化钛为粒子增强剂,氮化硅粉末为母材,制备了Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具材料。采用XRD和SEM分别表征了复合氮化硅烧结体的组成和表面微观形貌。用三点弯曲法,用PSD-5TSJTH型万能试验机分别测量了样品的密度和抗弯强度。对于制备的Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具材料进行了断续切削试验和连续切削试验。研究表明:制备的Si3N4/SiCw/TiCp系纳米复合陶瓷刀具的断裂韧性最高达9.5MPa.m0.5,它的抗弯强度高达780MPa,显著地超过一般氧化铝陶瓷切削工具材料的韧性值。断续切削时工具的寿命比氧化铝陶瓷刀具更长1.6~15倍,连续切削时它也具有良好的耐磨性能。
  • 环境科学与工程
  • 陶媛,戴伟明,韦真周,李婷,吕伟芬
    摘要:
    以聚乙烯亚胺、二硫化碳、氢氧化钠、尿素为原料合成改性复合螯合-吸附剂,采用了XRD对其进行了表征,并研究了该体系的合成化学,探讨了晶化时间和晶化温度、体系PH值等因素对本合成体系改性复合螯合-吸附剂的结晶度、晶化速度的影响。
  • 熊昌狮,陈云嫩,吴乐文,张绍国,张大超,罗先伟,聂锦霞,吴速英
    摘要:
    为了探讨金属矿山尾砂胶结充填是否会对地下水造成污染,本试验分别采用1:4和1:6两种不同的灰砂比(水泥/尾砂)制成胶结充填体试块在不同来源地下水水样中浸泡。浸泡后水样中的重金属含量与《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)Ⅲ类标准规定的含量限值进行对照分析。结果表明:灰砂比为1:4和1:6的金属矿山全尾砂胶结充填体试块放置14 d后分别被6种水样浸泡90 d后均不会使地下水中重金属含量增加,且含量均低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)Ⅲ类标准规定的含量限值,不会对生产、生活用水产生不良影响,故其用于井下空区充填是完全可行的。
  • 祝怡斌
    摘要:
    本文从原矿和固废全成分、产酸潜势、浸出毒性、尾矿库回水水质建立矿山废石和尾矿污染源强评估体系,全成分分析重点关注铅、汞、镉、砷、铬、硫等含量,通过pH值、酸-碱计算(ABA)、净酸产生(NAG)等试验进行产酸潜势评估,结合全成分分析有针对性进行浸出毒性试验评估,对尾矿库坝下回水池水质进行取样分析评估,以指导矿山企业、环境咨询单位、环保监管部门对矿山废石和尾矿进行污染源强识别分析管理。
  • 地质采矿与安全工程
  • 邓代强,李夕兵 姚中亮
    摘要:
    为了从管道输送角度评判粗骨料配方的适用性,给充填管道设计提供技术参数,采用流动性模拟试验的方法,进行破碎废石与戈壁集料作为粗骨料的流变性能分析,测试与计算数据显示,流变参数随着破碎废石的加入有降低的趋势,相同浓度条件下,加入破碎废石的料浆流动阻力虽有所降低,但其保水性与和易性变差,不易形成稳定流体,且大颗粒破碎废石通常呈现不规则状,破碎废石的滑动摩擦较戈壁集料颗粒的滚动摩擦更容易造成管道磨损,因此充填骨料中不宜掺入破碎废石。
  • 材料制备与加工
  • 丁阳喜,陈元凯
    摘要:
    研究了添加Mo粉及稀土氧化物La2O3对KmTBCr15Mo高铬铸铁表面激光原位合成TiC-VC颗粒增强Ni基复合涂层组织及耐磨性的影响,分析了Mo及La2O3的作用机理。结果表明,熔覆层无裂纹且组织致密,熔覆层的组织主要由(Fe,Ni)固溶体,细小颗粒状或树枝状TiC-VC复合碳化物组成;随着Mo粉的加入,熔覆层的组织更为均匀,Mo元素起到细化晶粒的作用,使弥散分布的TiC、VC颗粒难以聚集长大。随着La2O3的加入,熔覆层的形核核心增多,更多的雪花状TiC-VC弥散分布于熔覆层组织中。由于Mo具有较强的碳化物形成能力以及对显微组织起到晶粒细化作用,La2O3对显微组织的细化及涂层的净化具有较大作用,因此适当的Mo粉(5%)或稀土La2O3提高了熔覆层的硬度及耐磨性。
  • 环境科学与工程
  • 邹文佳,张淇翔,石林,苗亦新
    摘要:
    金属矿山的尾矿库、排土场由于含有大量的重金属,在长期的风化、淋溶作用下缓慢释放,从而污染土壤与地下水。本文对江西某铜矿排土场、尾矿库、疏干井排水口淤泥进行了取样测试。浸出毒性判别结果表明排土场土壤、尾矿砂及淤泥为不具有浸出毒性的危险废物,但浸出液浓度超过《地下水质量标准》中III类水标准,尤其是铜、铅、镉元素超标严重,对地下水环境构成威胁。重金属释放实验显示,随时间增加重金属释放量也增加,酸性降水条件下重金属释放量明显高于中性条件。因此,为避免土壤及地下水受到污染,应采取控制与修复措施。
  • 材料制备与加工
  • 辛思彧,郭从盛,董洪峰,谭宏斌
    摘要:
    采用低温热压 高温无压烧结和冷压烧结工艺,以W、Ni、Cu单质粉末为原料,制备用于硬质合金刀具的W-Ni-Cu支撑杆合金试样,用SEM、XRD、布氏硬度计和万能力学试验机对比分析支撑杆的组织、相组成、抗弯强度和弹性模量。结果表明:与冷压烧结工艺相比,低温热压 高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金的组织较致密、晶粒细小;冷压烧结W-Ni-Cu合金组织中的脆性相、孔隙与脆性界面相使其发生沿晶断裂,抗弯强度和弹性模量较低。低温热压 高温无压烧结制备W-Ni-Cu合金组织中的韧性相、韧性界面相、细小晶粒与低孔隙率均提高其抗弯强度和弹性模量,主要发生穿晶断裂。
  • 摘要:
    以直流电弧等离子法制备纳米Cu粉,对比分析了不同质量的纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂对储氢电池负极材料AB5型储氢合金电极电化学性能的影响。结果表明,制备的Cu粉为近球形颗粒,中粒径为150nm。采用纳米Cu粉取代Ni粉作为导电剂后,可以显著改善储氢合金负极的充放电性能和高倍率性能,在1800mA/h的放电电流密度下,以纳米铜粉替代50wt%的Ni粉作为导电剂,高倍率从7.65%提高至44.18%。线性极化和循环伏安测试表明,纳米Cu粉的电催化活性不如Ni粉,但可以显著提高合金电极的导电性,改善动力学性能。
  • 武金珠,房子魁,卢丹丹,张瑞,朱彦荣,诸荣孙,伊廷锋
    摘要:
    本文以四水合钼酸铵(AHM)、乙二醇(EG)为原料,采用简单易行的水热法合成MoO2材料,并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试研究了材料的结构和电化学性能。结果显示,水热法合成的MoO2粒径为纳米级别,约为20~30 nm,因此材料表现出良好的电化学性能。首次放电比容量为664.3 mAh.g-1,充放电效率较高,且首次充放电的库伦效率高达94%,在二十个充放电循环过后,仍有较高的容量保持率,MoO2作为锂离子电池负极材料展现出良好的容量存储和循环性能。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 周贺鹏,王金庆,李运强,王鹏程,李涛
    摘要:
    为综合回收江西崇义含钨多金属矿资源,基于工艺矿物学对矿石可选性研究的重要性,本文进行了详细的工艺矿物学特征研究。研究结果表明,该矿石矿物组成复杂,种类繁多,钨矿物主要以黑钨矿形式产出,少量为白钨矿,其他锡、铜、铅、锌、硫、银含量较低,可伴生回收,由于矿物嵌布特征复杂,嵌布粒度不均匀,单体解离不一,且含钙脉石矿物性质复杂,与钨矿物可浮性相近,易于粉碎和泥化,按照“能收早收,能丢早丢”的原则,以“重-浮”选联合工艺为主流程,并充分考虑“阶段磨矿-阶段选别”的特点进行回收。
  • 刘惠中,李华梁,格海超
    摘要:
    由北京矿冶研究总院研制的BL1500螺旋溜槽用于赤铁矿、镜铁矿、铬铁矿等弱磁性矿的原矿重选在选矿工业中得到了大量的应用。承德某铁矿首次将BL1500螺旋溜槽用于该矿磁铁矿磁选后的铁精矿再选,以解决磁铁矿在磁选中因磁团聚而影响铁精矿品位的问题。采用“磁-重”的联合流程对原流程进行改造,取得了良好的效果,经工业生产考核,改造后,在选厂总回收率不变的情况下,可以提高最终铁精矿品位2-3%。
  • 提取冶金与化学工程
  • 张帆,魏昶,邓志敢,李存兄,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    本文以含铟锌浸渣为对象,研究其在硫酸溶液中的浸出动力学。考察了搅拌转速、硫酸浓度、三价铁浓度、反应温度和矿物粒度等实验条件对铟浸出速率的影响。结果表明:其浸出过程可用没有固体产物层生成的“未反应核收缩模型”描述;浸出反应的表观活化能为 J/mol;对硫酸浓度与三价铁浓度的表观反应级数分别为0.985与-0.096;含铟锌浸渣的浸出过程受化学反应控制。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 冯博
    摘要:
    根据新疆某硫化铜镍矿矿石的工艺矿物学特性,进行了详细的选矿试验研究,采用一粗一精两扫、中矿顺序返回的铜镍混合浮选流程,使用碳酸钠做pH调整剂,六偏磷酸钠做分散剂,羧甲基纤维素做抑制剂,混合黄药做捕收剂,处理该矿石,得到了混合精矿含镍10.89%、含铜4.27%,镍回收率81.61%、铜回收率85.03%的指标,氧化镁含量低于6.8%,产品质量符合冶炼要求。对六偏磷酸钠和羧甲基纤维素在硫化铜镍矿浮选中的作用机理进行了分析,结果表明六偏磷酸钠能分散蛇纹石与硫化矿物,降低蛇纹石对硫化矿物浮选的影响,而羧甲基纤维素能抑制含镁硅酸盐矿物的上浮,实现硫化矿物与含镁硅酸盐脉石的浮选分离。因此,在含有多种镁硅酸盐脉石矿物的硫化铜镍矿中同时使用六偏磷酸钠和羧甲基纤维素是该类矿石高效利用的关键。
  • 提取冶金与化学工程
  • 胡凯,徐鸣悦,武明雨,王从,李运刚
    摘要:
    本文利用等温饱合法分别研究了温度和熔盐组分对WO3在KCl-NaCl-NaF-Na2WO4熔盐体系中溶解度的影响。利用热力学软件Factsage6.4对该熔盐体系各物质之间可能存在的反应进行了计算,并结合X射线衍射对熔盐急冷试样进行分析,最终确定了WO3的溶解机理。实验表明:WO3的溶解机理为26 Na2WO4 (s)+ 48WO3 (s)= 24.5 Na2W2O7(l) NaO2 (l) Na2O2(l) 25WO2.9(l),并且WO3的溶解度随实验温度的升高而增大,随Na2WO4含量的增大而减小,随NaF含量升高而先增大后减小,约在XNaF=0.385时达最大值。

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