2021第10期目录
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    矿物加工与工艺矿物学
  • 王鹏程,赖春华,王朝,朱贤文
    摘要:
    某低品位铜镍矿含镍0.50%,含铜0.15%,金、银的含量较低,含镁较高。脉石矿物中含有大量可浮性较好的蛇纹石、滑石等钙镁矿物,同时原矿中镍氧化率较高,属于难选低品位铜镍矿石。为高效综合回收有价金属资源,对该矿石进行了选矿工艺试验研究。在“铜镍混浮-铜镍分离”的流程结构以及磨矿细度-74μm占75%的条件下,铜镍混浮添加酸化水玻璃配合CMC 共同作脉石矿物的抑制剂,强化脉石矿物的抑制,采用硫酸铜活化镍矿物,选择捕收能力较强的戊基黄药作捕收剂;对于铜镍混合精矿添加活性炭进行脱药,石灰抑制镍矿物,实现铜镍矿物的分离。全流程闭路试验可以得到含铜28.84%、铜回收率74.18%,含镍0.62%、镍回收率0.41%,含金3.30g/t、含银70g/t的铜精矿,含镍6.61%、镍回收率81.80%,含铜0.40%、铜回收率19.27%的镍精矿,铜镍分离效果较好。铜精矿中的金银均达到计价标准,且铜精矿达到了二级品的标准。“铜镍混浮-铜镍分离”工艺实现铜镍矿物的高效分离,减少铜、镍精矿中的互含,同时将贵金属金、银尽可能富集在铜精矿中,实现有用矿物最大限度的回收。
  • 材料制备与加工
  • 吴松岭,高云霞,王辉,李刚,王先平,蒋卫斌,方前锋
    摘要:
    采用胶结法制备Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯高阻尼复合材料,成功实现了材料内部聚氨酯阻尼层的均匀可控分布以及与Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的紧密结合。采用多功能内耗仪测试了Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的内耗特性,发现其内耗峰随着测试频率的增加向高温方向移动,表现出典型的弛豫特性。研究了内耗峰高与阻尼层厚度、阻尼层层数之间的变化关系,发现当阻尼层厚度增加至2.0 mm时,或者阻尼层数增加至2层时,内耗峰高达到最大。相较而言,抗弯性能则随着阻尼层厚度和层数的增加而单调增加。Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的阻尼性能主要来源于聚氨酯阻尼层的贡献,而抗弯性能则主要来源于Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的贡献。
  • 提取冶金与化学工程
  • 周海波,陶东平
    摘要:
    根据不同温度下单组元的无限稀活度系数的实验值,采用牛顿迭代法求解了分子相互作用体积模型(MIVM)参数,并用获得的参数计算出二元系全浓度的活度系数。通过与二元系全浓度的活度系数实验值对比,验证结果表明MIVM在合金二元体系中的总平均相对误差为4.21%、在离子液体二元体系中总平均相对误差为9.60%,这表明了该方法具有较好的准确性和可靠性,并且仅采用单一组元无限稀活度系数就能确定模型参数的方法目前未见报道。在此基础上,应用MIVM和NRTL方程计算了水和丁醇在不同离子液体中的二元系活度系数,其总平均相对误差分别为0.64%与8.39%(水+离子液体)、1.16%与3.47%(丁醇+离子液体)。这表明在对水/丁醇+离子液体二元系无限稀活度系数的计算中,MIVM的计算精度比NRTL方程更好。据此预测了[DoMIM][NTf2]、[EMIM][TCM]、[N1112OH][NTf2]分别与水、丁醇组成的二元体系全浓度活度系数。这为工业生产丁醇提供了更为可靠的热力学基础数据,也为离子液体体系热力学性质计算提供了一种可供选择的热力学模型。
  • 材料制备与加工
  • 王 金,郝刚领,李育川,雷 波,王伟国,王新福,汪聃
    摘要:
    Cu-Al-Mn形状记忆合金的阻尼性能与微观组织演变密切相关,深入理解两者之间的依赖关系将有助于合金微观结构和阻尼性能的调控,以适用不同的目标需求。本文采用内耗技术系统地研究了铸态Cu-11 Al -5 Mn (wt.%)形状记忆合金的内耗行为,以获得材料系统的微观组织演变规律及其与热处理过程的依赖关系。在室温~500 ℃的内耗-温度谱中发现了4个典型的内耗峰(P1、P2、P3和P4峰)。P1、P2和P4峰表现出明显的相变内耗峰特征,即随温度升高速率增加,峰温向高温方向移动,随测量频率的增加,峰高逐渐降低。分析认为,P1、P2和P4峰的出现分别与逆马氏体相变、孪晶细化和贝氏体析出有关。P3峰为热激活弛豫型内耗峰,激活能为2.32 eV,该峰属于典型的固溶晶界峰,起源于晶界的粘性滑动。
  • 环境科学与工程
  • 夏洪应,李江平,陈习堂,舒波,余彬,王恩志,曾抗庆
    摘要:
    论文研究了脱锡后废旧电视印刷电路板的热解,探索了温度(400、500、600和700℃)对热解固、液、气产物的产率以及产物成分的影响,并采用XRD、SEM、GC、GC/MS等检测手段对热解产物进行了分析表征。研究表明,随着温度上升,气体产率随着温度的上升而有所增加,在700℃时达到最大值13.45%,液体产率在600℃时达最大值17.4%,固体产率随温度上升而减少,最后趋于稳定。Cu、Sn和Ag等金属在固体产物中得到富集,随热解温度升高而波动,600℃时Cu含量达23.46%,可为铜冶炼的原料;气体产物的主要成分为H2,热解温度为600℃时气体产物中的H2含量最大,达到56.9%,热值达到21.23MJ/Nm3,是优良的富氢燃气;液体产物主要产物是苯酚、4-异丙基苯酚等,产物热值较高。废旧电视印刷电路板热解可实现热解固、液、气产物的综合高效利用。
  • 王贤磊,李峰,张辉,马建洪,胡南,戴仲然,丁德馨,王新廷,姜瑭
    摘要:
    酸法地浸采铀退役采区地下水具有酸性强、铀及SO42-浓度超标的特性,其修复是亟待研究解决的问题。本文以西北某地浸采铀退役采区地下水为研究对象,先采用CaO中和法去除其中的铀;再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-,并探究碳源与进水流速对去除中和处理后的地下水中的SO42-的影响。试验结果表明:每升地下水经0.167 g CaO中和处理后,pH值由3.0升至7.0左右,铀浓度从最初的0.4 mg/L降至0.04 mg/L,达到了排放标准,SO42-浓度从1349.2 mg/L降至840.3 mg/L;中和处理后的地下水经脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器处理,当进水流速为1.0 mL/min、碳源为葡萄糖时,SO42-浓度从840.3 mg/L降至256 mg/L,也达到了排放标准。本项研究表明,先采用CaO中和法去除铀、再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-的二步修复法在酸法地浸采铀退役采区地下水处理中具有潜在应用前景。
  • 材料制备与加工
  • 花思明,张平则,刘子利,王国迎
    摘要:
    利用Gleeble-3180热模拟试验机,对Cu-0.58Sn合金在400~700 ℃,应变速率0.01~10 s?1条件下的热变形行为进行了研究。结果表明:该合金具有正的应变速率敏感性和热敏性,其流动应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。建立了本构方程及热加工图,计算得出CuSn合金的热变形激活能为239.928 kJ/mol,同时优化出合金的最佳热加工参数为:变形温度500~700 ℃,应变速率3.16~10 s-1。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 方明山,肖仪武,李磊
    摘要:
    矿石基因特性是选矿工艺的决定性因素,通过矿石基因研究可以预测有价元素的理论选矿指标。为实现铜硫矿中铜选矿回收率的合理准确预测,从矿石基因的角度,以原矿石工艺矿物学研究结果为基础,建立了一种铜硫矿中铜的选矿回收率预测新方法,且不需要进行选矿试验或测试不同细度磨矿产品中目的矿物单体解离度。研究表明预测结果与实际生产结果相符,可为现场生产提供很好的指导作用。
  • 材料制备与加工
  • 国俊丰,夏春阳
    摘要:
    采用超音速火焰喷涂工艺制备得到了新型TiC-30NiCr涂层,系统地表征分析了涂层的相结构、显微组织和摩擦磨损行为,并与传统的WC-CoCr涂层进行了耐磨损性能的比较。研究发现,热喷涂过程中TiC脱碳转变为了Ti8C5相,绝大部分Cr固溶于Ni相中。在往复摩擦过程中,单质态Cr在摩擦热作用下发生了氧化,同时有少量的氮化硅摩擦副的磨屑嵌入了Ni(Cr)粘结相中。在摩擦应力作用下,层片间疲劳裂纹的扩展、碳化钛和Ni(Cr)相界面的开裂是导致TiC-NiCr涂层发生大块材料剥落的主要原因。虽然与传统WC-CoCr涂层相比,制备的TiC-NiCr涂层的硬度和耐磨性均较低,但其在要求成本低、对环境有好、同时具有较好耐磨性的工况环境中将具有重要的应用前景。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李威,夏飞龙,张姗姗,张强
    摘要:
    为有效解决中低品位高硅铝土矿脱硅及矿石溶出性能。采用焙烧碱浸脱硅技术方案,考察焙烧温度、焙烧时间、焙烧矿石粒度对脱硅效果的影响。研究结果表明:最佳焙烧脱硅条件为温度950℃、时间60S、矿石粒度150μm。焙烧过程中含硅物相转变为无定型二氧化硅,碱浸过程中氧化铝、二氧化硅同存时优先生成NaAl2(AlSi3O10)(OH)2。在最佳脱硅条件下矿石脱硅率为47.12%,相比原矿、焙烧矿精矿溶出率提高并达到97.68%。
  • 地质采矿与安全工程
  • 胡 斌,杨 为,李 京,祝 鑫,马利遥,崔阿能
    摘要:
    四川省峨眉黄山石灰石矿山磨环凼部位由于矿山开采以及降雨等因素的扰动发生滑坡,造成运输主干道的毁坏,严重影响矿山企业的正常运营及安全生产。为了尽快恢复矿山生产需对其进行应急治理,而常规治理方案并不适用于此滑坡,所以创新性的提出采用定向抛掷爆破的方案来治理该滑坡。并对主滑方向上的典型剖面在五种工况下进行稳定性计算,建立此爆破方案数值模型并进行计算分析。结果表明:现状滑坡处于临界失稳状态,急需应急治理,爆破清理后滑坡处于稳定状态,说明此应急爆破排险方案安全有效;当爆堆稳定堆积时,主要堆积于685 m平台上,最远冲击离为184 m,最大爆堆高度为36 m。研究结果可为类似矿山滑坡提供一种新的应急治理思路和方案。
  • 张友锋,付玉华
    摘要:
    针对矿山充填开采成本较高、尾砂和废石等固废处置困难等问题,以废石、尾砂为实验材料,通过正交试验法确定质量浓度、灰砂比及废石掺量对粗骨料胶结充填体流动性及力学性能的影响规律,并确定出合理的配比参数。结果表明:质量浓度、废石掺量及灰砂比均为充填料浆坍落度的显著性影响因素,其中质量浓度的影响最为关键;方差分析结果表明,质量浓度、灰砂比能够对充填体3d及28d抗压强度有显著性影响,而当废石掺量为5%~20%时,废石掺量对粗骨料充填体抗压强度无显著性影响;多元线性回归模型能够准确的反映出粗骨料胶结充填体抗压强度及坍落的变化规律,且构建三维可视化模型能够直观反映出质量浓度、灰砂比及废石掺量的复合作用对充填体性能的影响;基于建立的充填体配比参数寻优模型可得出一组合理的配比参数为:灰砂比为1:9.5,质量浓度为80%,废石掺量为20%。
  • 袁明礼
    摘要:
    为研究采动应力对断层上下盘围岩稳定性的影响,采用相似模拟实验的方法,对开挖扰动作用下断层上下盘的围岩移动和破坏机制展开研究,结果表明:随开采工作的不断进行,断层在采动应力的影响下,位于断层下盘的围岩系统失稳垮落现象明显,基于覆层空间结构思想,对下盘围岩冒落规律展开分析,将断层下盘围岩冒落过程分为裂隙发育、覆层快速失稳、覆层逐渐稳定、覆层突变冒落四个阶段。相对于下盘围岩,上盘围岩位移变化微弱,应力增长显著,引入断层稳定性评估的应力比状态量,应力比计算值均在稳定区间内,上盘围岩系统保持稳定,受开挖扰动影响小。
  • 材料制备与加工
  • 蒋一锋,范晋平,镖,文旭
    摘要:
    本文研究向Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Ce元素,对合金组织及力学性能的影响。结果表明:向Mg-14Al-5Si合金中加入重量百分比为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的Ce元素,合金中Mg2Si由粗大树枝状变为多边形和圆形,粗大连续网格状的共晶β-Mg17Al12相也有所细化,变为细小网格状和部分变为孤岛状分布。Ce添加量为1.5%时改性效果最佳,Mg2Si颗粒平均尺寸由45.87μm减小到6.07μm,此时合金力学性能达到最佳,硬度为145HB,抗拉强度为149MPa,屈服强度为92MPa,伸长率为3.91%。同时,在Ce添加量为2.0%的合金中发现白色杆状的CeSi2化合物。
  • 提取冶金与化学工程
  • 孙朴,邓志敢,魏昶,杨源,朱应旭,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    以选矿尾矿经二次选矿获得的铅锌混合精矿为主要研究对象,针对其含铅高、铁较低的特点。对比研究了不同硫化锌精矿的氧压浸出效果,分析了高铅低铁硫化锌精矿的氧压浸出行为。结果表明,低铁锌精矿需在二段补加5 g/L的铁传递氧,锌浸出率达99%以上,铜浸出率约90%。铁大多以二价铁的形式随锌进入到浸出液,少部分入渣,以黄铁矿的形式存在,并有少量的铁氧化物;铅、银、硅沉淀入渣并在渣中富集,浸出渣可实现铅、银等有价金属的回收,精矿中的硫主要以单质硫的形式入渣。在两段氧压逆流浸出中,二段浸出液中铜会沉淀进入一段渣,在系统里循环累积,直至平衡,终渣含铜0.16%,一段浸出液含铜1.00 g/L,具有较高回收价值。
  • 材料制备与加工
  • 侯珺,刘玉德,石文天,张萌,韩玉凡
    摘要:
    基于改善激光选区熔化成型免装配部件的表面质量以及间隙配合运动,采用单因素试验和正交试验研究了激光选区熔化过程中的激光功率、扫描速度、扫描线间距对成型件表面粗糙度的影响,以及研究了激光体能量密度对球副配合运动影响。结果表明:当激光功率为200 W、扫描速度为550 mm/s、扫描线间距为0.12 mm时,成型件表面粗糙度Ra达到最小值12 μm;当球副空腔比为0.2,体能量密度在60~90 J/mm3时,球副间隙无明显粘粉情况且配合灵活。
  • 王栓强,张海鸿,赵璐,刘嘉乐,李梦琪
    摘要:
    以2A12铝合金为基础材料,研究莫来石晶须对2A12铝合金组织和性能的影响。采用井式电阻炉加热,在石墨坩埚中熔炼合金,向液态金属中加入莫来石晶须,获得新合金铸态试样。用万能试验机、硬度仪测试其力学性能,用OM、SEM、EDS、XRD表征分析了显微组织。结果表明:莫来石晶须能有效改善铸态2A12铝合金的机械性能,随着其添加量的增加,合金的抗拉强度、硬度等出现先增加后降低的变化趋势,当莫来石晶须添加量为2%时,合金的抗拉强度和硬度最佳,其抗拉强度和硬度较原始合金分别增加了8.77%、7.41%;晶须的添加使合金的断裂形式发生了改变,原始合金以脆性断裂为主,随着莫来石晶须的添加,合金的断裂形式由脆性断裂向塑性断裂转变;XRD及SEM结果表明,添加的莫来石晶须以陶瓷相聚集在晶界附近。添加晶须一方面细化了晶粒,另一方面硬质点相(陶瓷)阻碍位错滑移从而提高合金的强度和硬度。
  • 魏志祥,李国选,汪月勇,王超宁,汪奇鹏,孔见
    摘要:
    深部复杂地应力环境使得岩石的力学特性发生不同程度的改变,影响了地下开采掘进效率。为了改善大红山铜矿某巷道的爆破掘进效果,对巷道内的大理岩试件开展三维动静组合冲击试验,分析三维受力状态大理岩的动态力学特性、能量分布特征以及损伤演化规律。研究结果表明:当轴压为14 MPa,围压为5 MPa时,在应变率在79.19s-1~186.71s-1时,相对于单轴抗压强度,峰值应力可增加21.56%~135.42%;试件的能量吸收比与入射能成正线性相关,当能量吸收比不大于2.49 J/cm3时,试件仅有少数裂纹贯通,未发生破碎;当能量吸收比大于4.05 J/cm3时,试件完全破碎;试件的损伤随应变呈指数增加,当超过峰值应变后,损伤度加速增长。
  • 提取冶金与化学工程
  • 王卫江,张永锋
    摘要:
    我国铝土矿资源匮乏且品位低,面对日益上涨的铝资源需求,从高铝粉煤灰中提取氧化铝成为一条有效的缓解途径,既可以高值化利用粉煤灰,降低环境危害,同时也可以保障我国铝资源的安全。主要介绍了从粉煤灰提取氧化铝的技术进展,总结了碱法、酸法、酸碱联合法及其他方法的工艺流程、原理及不足之处,指出了制约其工业化进程的关键问题,最后对从粉煤灰提取氧化铝的发展做了展望,以期为相关研究提供参考。
    矿物加工与工艺矿物学
  • 王鹏程,赖春华,王朝,朱贤文
    摘要:
    某低品位铜镍矿含镍0.50%,含铜0.15%,金、银的含量较低,含镁较高。脉石矿物中含有大量可浮性较好的蛇纹石、滑石等钙镁矿物,同时原矿中镍氧化率较高,属于难选低品位铜镍矿石。为高效综合回收有价金属资源,对该矿石进行了选矿工艺试验研究。在“铜镍混浮-铜镍分离”的流程结构以及磨矿细度-74μm占75%的条件下,铜镍混浮添加酸化水玻璃配合CMC 共同作脉石矿物的抑制剂,强化脉石矿物的抑制,采用硫酸铜活化镍矿物,选择捕收能力较强的戊基黄药作捕收剂;对于铜镍混合精矿添加活性炭进行脱药,石灰抑制镍矿物,实现铜镍矿物的分离。全流程闭路试验可以得到含铜28.84%、铜回收率74.18%,含镍0.62%、镍回收率0.41%,含金3.30g/t、含银70g/t的铜精矿,含镍6.61%、镍回收率81.80%,含铜0.40%、铜回收率19.27%的镍精矿,铜镍分离效果较好。铜精矿中的金银均达到计价标准,且铜精矿达到了二级品的标准。“铜镍混浮-铜镍分离”工艺实现铜镍矿物的高效分离,减少铜、镍精矿中的互含,同时将贵金属金、银尽可能富集在铜精矿中,实现有用矿物最大限度的回收。
  • 材料制备与加工
  • 吴松岭,高云霞,王辉,李刚,王先平,蒋卫斌,方前锋
    摘要:
    采用胶结法制备Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯高阻尼复合材料,成功实现了材料内部聚氨酯阻尼层的均匀可控分布以及与Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的紧密结合。采用多功能内耗仪测试了Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的内耗特性,发现其内耗峰随着测试频率的增加向高温方向移动,表现出典型的弛豫特性。研究了内耗峰高与阻尼层厚度、阻尼层层数之间的变化关系,发现当阻尼层厚度增加至2.0 mm时,或者阻尼层数增加至2层时,内耗峰高达到最大。相较而言,抗弯性能则随着阻尼层厚度和层数的增加而单调增加。Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的阻尼性能主要来源于聚氨酯阻尼层的贡献,而抗弯性能则主要来源于Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的贡献。
  • 提取冶金与化学工程
  • 周海波,陶东平
    摘要:
    根据不同温度下单组元的无限稀活度系数的实验值,采用牛顿迭代法求解了分子相互作用体积模型(MIVM)参数,并用获得的参数计算出二元系全浓度的活度系数。通过与二元系全浓度的活度系数实验值对比,验证结果表明MIVM在合金二元体系中的总平均相对误差为4.21%、在离子液体二元体系中总平均相对误差为9.60%,这表明了该方法具有较好的准确性和可靠性,并且仅采用单一组元无限稀活度系数就能确定模型参数的方法目前未见报道。在此基础上,应用MIVM和NRTL方程计算了水和丁醇在不同离子液体中的二元系活度系数,其总平均相对误差分别为0.64%与8.39%(水+离子液体)、1.16%与3.47%(丁醇+离子液体)。这表明在对水/丁醇+离子液体二元系无限稀活度系数的计算中,MIVM的计算精度比NRTL方程更好。据此预测了[DoMIM][NTf2]、[EMIM][TCM]、[N1112OH][NTf2]分别与水、丁醇组成的二元体系全浓度活度系数。这为工业生产丁醇提供了更为可靠的热力学基础数据,也为离子液体体系热力学性质计算提供了一种可供选择的热力学模型。
  • 材料制备与加工
  • 王 金,郝刚领,李育川,雷 波,王伟国,王新福,汪聃
    摘要:
    Cu-Al-Mn形状记忆合金的阻尼性能与微观组织演变密切相关,深入理解两者之间的依赖关系将有助于合金微观结构和阻尼性能的调控,以适用不同的目标需求。本文采用内耗技术系统地研究了铸态Cu-11 Al -5 Mn (wt.%)形状记忆合金的内耗行为,以获得材料系统的微观组织演变规律及其与热处理过程的依赖关系。在室温~500 ℃的内耗-温度谱中发现了4个典型的内耗峰(P1、P2、P3和P4峰)。P1、P2和P4峰表现出明显的相变内耗峰特征,即随温度升高速率增加,峰温向高温方向移动,随测量频率的增加,峰高逐渐降低。分析认为,P1、P2和P4峰的出现分别与逆马氏体相变、孪晶细化和贝氏体析出有关。P3峰为热激活弛豫型内耗峰,激活能为2.32 eV,该峰属于典型的固溶晶界峰,起源于晶界的粘性滑动。
  • 环境科学与工程
  • 夏洪应,李江平,陈习堂,舒波,余彬,王恩志,曾抗庆
    摘要:
    论文研究了脱锡后废旧电视印刷电路板的热解,探索了温度(400、500、600和700℃)对热解固、液、气产物的产率以及产物成分的影响,并采用XRD、SEM、GC、GC/MS等检测手段对热解产物进行了分析表征。研究表明,随着温度上升,气体产率随着温度的上升而有所增加,在700℃时达到最大值13.45%,液体产率在600℃时达最大值17.4%,固体产率随温度上升而减少,最后趋于稳定。Cu、Sn和Ag等金属在固体产物中得到富集,随热解温度升高而波动,600℃时Cu含量达23.46%,可为铜冶炼的原料;气体产物的主要成分为H2,热解温度为600℃时气体产物中的H2含量最大,达到56.9%,热值达到21.23MJ/Nm3,是优良的富氢燃气;液体产物主要产物是苯酚、4-异丙基苯酚等,产物热值较高。废旧电视印刷电路板热解可实现热解固、液、气产物的综合高效利用。
  • 王贤磊,李峰,张辉,马建洪,胡南,戴仲然,丁德馨,王新廷,姜瑭
    摘要:
    酸法地浸采铀退役采区地下水具有酸性强、铀及SO42-浓度超标的特性,其修复是亟待研究解决的问题。本文以西北某地浸采铀退役采区地下水为研究对象,先采用CaO中和法去除其中的铀;再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-,并探究碳源与进水流速对去除中和处理后的地下水中的SO42-的影响。试验结果表明:每升地下水经0.167 g CaO中和处理后,pH值由3.0升至7.0左右,铀浓度从最初的0.4 mg/L降至0.04 mg/L,达到了排放标准,SO42-浓度从1349.2 mg/L降至840.3 mg/L;中和处理后的地下水经脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器处理,当进水流速为1.0 mL/min、碳源为葡萄糖时,SO42-浓度从840.3 mg/L降至256 mg/L,也达到了排放标准。本项研究表明,先采用CaO中和法去除铀、再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-的二步修复法在酸法地浸采铀退役采区地下水处理中具有潜在应用前景。
  • 材料制备与加工
  • 花思明,张平则,刘子利,王国迎
    摘要:
    利用Gleeble-3180热模拟试验机,对Cu-0.58Sn合金在400~700 ℃,应变速率0.01~10 s?1条件下的热变形行为进行了研究。结果表明:该合金具有正的应变速率敏感性和热敏性,其流动应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。建立了本构方程及热加工图,计算得出CuSn合金的热变形激活能为239.928 kJ/mol,同时优化出合金的最佳热加工参数为:变形温度500~700 ℃,应变速率3.16~10 s-1。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 方明山,肖仪武,李磊
    摘要:
    矿石基因特性是选矿工艺的决定性因素,通过矿石基因研究可以预测有价元素的理论选矿指标。为实现铜硫矿中铜选矿回收率的合理准确预测,从矿石基因的角度,以原矿石工艺矿物学研究结果为基础,建立了一种铜硫矿中铜的选矿回收率预测新方法,且不需要进行选矿试验或测试不同细度磨矿产品中目的矿物单体解离度。研究表明预测结果与实际生产结果相符,可为现场生产提供很好的指导作用。
  • 材料制备与加工
  • 国俊丰,夏春阳
    摘要:
    采用超音速火焰喷涂工艺制备得到了新型TiC-30NiCr涂层,系统地表征分析了涂层的相结构、显微组织和摩擦磨损行为,并与传统的WC-CoCr涂层进行了耐磨损性能的比较。研究发现,热喷涂过程中TiC脱碳转变为了Ti8C5相,绝大部分Cr固溶于Ni相中。在往复摩擦过程中,单质态Cr在摩擦热作用下发生了氧化,同时有少量的氮化硅摩擦副的磨屑嵌入了Ni(Cr)粘结相中。在摩擦应力作用下,层片间疲劳裂纹的扩展、碳化钛和Ni(Cr)相界面的开裂是导致TiC-NiCr涂层发生大块材料剥落的主要原因。虽然与传统WC-CoCr涂层相比,制备的TiC-NiCr涂层的硬度和耐磨性均较低,但其在要求成本低、对环境有好、同时具有较好耐磨性的工况环境中将具有重要的应用前景。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李威,夏飞龙,张姗姗,张强
    摘要:
    为有效解决中低品位高硅铝土矿脱硅及矿石溶出性能。采用焙烧碱浸脱硅技术方案,考察焙烧温度、焙烧时间、焙烧矿石粒度对脱硅效果的影响。研究结果表明:最佳焙烧脱硅条件为温度950℃、时间60S、矿石粒度150μm。焙烧过程中含硅物相转变为无定型二氧化硅,碱浸过程中氧化铝、二氧化硅同存时优先生成NaAl2(AlSi3O10)(OH)2。在最佳脱硅条件下矿石脱硅率为47.12%,相比原矿、焙烧矿精矿溶出率提高并达到97.68%。
  • 地质采矿与安全工程
  • 胡 斌,杨 为,李 京,祝 鑫,马利遥,崔阿能
    摘要:
    四川省峨眉黄山石灰石矿山磨环凼部位由于矿山开采以及降雨等因素的扰动发生滑坡,造成运输主干道的毁坏,严重影响矿山企业的正常运营及安全生产。为了尽快恢复矿山生产需对其进行应急治理,而常规治理方案并不适用于此滑坡,所以创新性的提出采用定向抛掷爆破的方案来治理该滑坡。并对主滑方向上的典型剖面在五种工况下进行稳定性计算,建立此爆破方案数值模型并进行计算分析。结果表明:现状滑坡处于临界失稳状态,急需应急治理,爆破清理后滑坡处于稳定状态,说明此应急爆破排险方案安全有效;当爆堆稳定堆积时,主要堆积于685 m平台上,最远冲击离为184 m,最大爆堆高度为36 m。研究结果可为类似矿山滑坡提供一种新的应急治理思路和方案。
  • 张友锋,付玉华
    摘要:
    针对矿山充填开采成本较高、尾砂和废石等固废处置困难等问题,以废石、尾砂为实验材料,通过正交试验法确定质量浓度、灰砂比及废石掺量对粗骨料胶结充填体流动性及力学性能的影响规律,并确定出合理的配比参数。结果表明:质量浓度、废石掺量及灰砂比均为充填料浆坍落度的显著性影响因素,其中质量浓度的影响最为关键;方差分析结果表明,质量浓度、灰砂比能够对充填体3d及28d抗压强度有显著性影响,而当废石掺量为5%~20%时,废石掺量对粗骨料充填体抗压强度无显著性影响;多元线性回归模型能够准确的反映出粗骨料胶结充填体抗压强度及坍落的变化规律,且构建三维可视化模型能够直观反映出质量浓度、灰砂比及废石掺量的复合作用对充填体性能的影响;基于建立的充填体配比参数寻优模型可得出一组合理的配比参数为:灰砂比为1:9.5,质量浓度为80%,废石掺量为20%。
  • 袁明礼
    摘要:
    为研究采动应力对断层上下盘围岩稳定性的影响,采用相似模拟实验的方法,对开挖扰动作用下断层上下盘的围岩移动和破坏机制展开研究,结果表明:随开采工作的不断进行,断层在采动应力的影响下,位于断层下盘的围岩系统失稳垮落现象明显,基于覆层空间结构思想,对下盘围岩冒落规律展开分析,将断层下盘围岩冒落过程分为裂隙发育、覆层快速失稳、覆层逐渐稳定、覆层突变冒落四个阶段。相对于下盘围岩,上盘围岩位移变化微弱,应力增长显著,引入断层稳定性评估的应力比状态量,应力比计算值均在稳定区间内,上盘围岩系统保持稳定,受开挖扰动影响小。
  • 材料制备与加工
  • 蒋一锋,范晋平,镖,文旭
    摘要:
    本文研究向Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Ce元素,对合金组织及力学性能的影响。结果表明:向Mg-14Al-5Si合金中加入重量百分比为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的Ce元素,合金中Mg2Si由粗大树枝状变为多边形和圆形,粗大连续网格状的共晶β-Mg17Al12相也有所细化,变为细小网格状和部分变为孤岛状分布。Ce添加量为1.5%时改性效果最佳,Mg2Si颗粒平均尺寸由45.87μm减小到6.07μm,此时合金力学性能达到最佳,硬度为145HB,抗拉强度为149MPa,屈服强度为92MPa,伸长率为3.91%。同时,在Ce添加量为2.0%的合金中发现白色杆状的CeSi2化合物。
  • 提取冶金与化学工程
  • 孙朴,邓志敢,魏昶,杨源,朱应旭,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    以选矿尾矿经二次选矿获得的铅锌混合精矿为主要研究对象,针对其含铅高、铁较低的特点。对比研究了不同硫化锌精矿的氧压浸出效果,分析了高铅低铁硫化锌精矿的氧压浸出行为。结果表明,低铁锌精矿需在二段补加5 g/L的铁传递氧,锌浸出率达99%以上,铜浸出率约90%。铁大多以二价铁的形式随锌进入到浸出液,少部分入渣,以黄铁矿的形式存在,并有少量的铁氧化物;铅、银、硅沉淀入渣并在渣中富集,浸出渣可实现铅、银等有价金属的回收,精矿中的硫主要以单质硫的形式入渣。在两段氧压逆流浸出中,二段浸出液中铜会沉淀进入一段渣,在系统里循环累积,直至平衡,终渣含铜0.16%,一段浸出液含铜1.00 g/L,具有较高回收价值。
  • 材料制备与加工
  • 侯珺,刘玉德,石文天,张萌,韩玉凡
    摘要:
    基于改善激光选区熔化成型免装配部件的表面质量以及间隙配合运动,采用单因素试验和正交试验研究了激光选区熔化过程中的激光功率、扫描速度、扫描线间距对成型件表面粗糙度的影响,以及研究了激光体能量密度对球副配合运动影响。结果表明:当激光功率为200 W、扫描速度为550 mm/s、扫描线间距为0.12 mm时,成型件表面粗糙度Ra达到最小值12 μm;当球副空腔比为0.2,体能量密度在60~90 J/mm3时,球副间隙无明显粘粉情况且配合灵活。
  • 王栓强,张海鸿,赵璐,刘嘉乐,李梦琪
    摘要:
    以2A12铝合金为基础材料,研究莫来石晶须对2A12铝合金组织和性能的影响。采用井式电阻炉加热,在石墨坩埚中熔炼合金,向液态金属中加入莫来石晶须,获得新合金铸态试样。用万能试验机、硬度仪测试其力学性能,用OM、SEM、EDS、XRD表征分析了显微组织。结果表明:莫来石晶须能有效改善铸态2A12铝合金的机械性能,随着其添加量的增加,合金的抗拉强度、硬度等出现先增加后降低的变化趋势,当莫来石晶须添加量为2%时,合金的抗拉强度和硬度最佳,其抗拉强度和硬度较原始合金分别增加了8.77%、7.41%;晶须的添加使合金的断裂形式发生了改变,原始合金以脆性断裂为主,随着莫来石晶须的添加,合金的断裂形式由脆性断裂向塑性断裂转变;XRD及SEM结果表明,添加的莫来石晶须以陶瓷相聚集在晶界附近。添加晶须一方面细化了晶粒,另一方面硬质点相(陶瓷)阻碍位错滑移从而提高合金的强度和硬度。
  • 魏志祥,李国选,汪月勇,王超宁,汪奇鹏,孔见
    摘要:
    深部复杂地应力环境使得岩石的力学特性发生不同程度的改变,影响了地下开采掘进效率。为了改善大红山铜矿某巷道的爆破掘进效果,对巷道内的大理岩试件开展三维动静组合冲击试验,分析三维受力状态大理岩的动态力学特性、能量分布特征以及损伤演化规律。研究结果表明:当轴压为14 MPa,围压为5 MPa时,在应变率在79.19s-1~186.71s-1时,相对于单轴抗压强度,峰值应力可增加21.56%~135.42%;试件的能量吸收比与入射能成正线性相关,当能量吸收比不大于2.49 J/cm3时,试件仅有少数裂纹贯通,未发生破碎;当能量吸收比大于4.05 J/cm3时,试件完全破碎;试件的损伤随应变呈指数增加,当超过峰值应变后,损伤度加速增长。
  • 提取冶金与化学工程
  • 王卫江,张永锋
    摘要:
    我国铝土矿资源匮乏且品位低,面对日益上涨的铝资源需求,从高铝粉煤灰中提取氧化铝成为一条有效的缓解途径,既可以高值化利用粉煤灰,降低环境危害,同时也可以保障我国铝资源的安全。主要介绍了从粉煤灰提取氧化铝的技术进展,总结了碱法、酸法、酸碱联合法及其他方法的工艺流程、原理及不足之处,指出了制约其工业化进程的关键问题,最后对从粉煤灰提取氧化铝的发展做了展望,以期为相关研究提供参考。
    矿物加工与工艺矿物学
  • 王鹏程,赖春华,王朝,朱贤文
    摘要:
    某低品位铜镍矿含镍0.50%,含铜0.15%,金、银的含量较低,含镁较高。脉石矿物中含有大量可浮性较好的蛇纹石、滑石等钙镁矿物,同时原矿中镍氧化率较高,属于难选低品位铜镍矿石。为高效综合回收有价金属资源,对该矿石进行了选矿工艺试验研究。在“铜镍混浮-铜镍分离”的流程结构以及磨矿细度-74μm占75%的条件下,铜镍混浮添加酸化水玻璃配合CMC 共同作脉石矿物的抑制剂,强化脉石矿物的抑制,采用硫酸铜活化镍矿物,选择捕收能力较强的戊基黄药作捕收剂;对于铜镍混合精矿添加活性炭进行脱药,石灰抑制镍矿物,实现铜镍矿物的分离。全流程闭路试验可以得到含铜28.84%、铜回收率74.18%,含镍0.62%、镍回收率0.41%,含金3.30g/t、含银70g/t的铜精矿,含镍6.61%、镍回收率81.80%,含铜0.40%、铜回收率19.27%的镍精矿,铜镍分离效果较好。铜精矿中的金银均达到计价标准,且铜精矿达到了二级品的标准。“铜镍混浮-铜镍分离”工艺实现铜镍矿物的高效分离,减少铜、镍精矿中的互含,同时将贵金属金、银尽可能富集在铜精矿中,实现有用矿物最大限度的回收。
  • 材料制备与加工
  • 吴松岭,高云霞,王辉,李刚,王先平,蒋卫斌,方前锋
    摘要:
    采用胶结法制备Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯高阻尼复合材料,成功实现了材料内部聚氨酯阻尼层的均匀可控分布以及与Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的紧密结合。采用多功能内耗仪测试了Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的内耗特性,发现其内耗峰随着测试频率的增加向高温方向移动,表现出典型的弛豫特性。研究了内耗峰高与阻尼层厚度、阻尼层层数之间的变化关系,发现当阻尼层厚度增加至2.0 mm时,或者阻尼层数增加至2层时,内耗峰高达到最大。相较而言,抗弯性能则随着阻尼层厚度和层数的增加而单调增加。Fe-17Mn-5Cr-1.5Al/聚氨酯复合材料的阻尼性能主要来源于聚氨酯阻尼层的贡献,而抗弯性能则主要来源于Fe-17Mn-5Cr-1.5Al合金层的贡献。
  • 提取冶金与化学工程
  • 周海波,陶东平
    摘要:
    根据不同温度下单组元的无限稀活度系数的实验值,采用牛顿迭代法求解了分子相互作用体积模型(MIVM)参数,并用获得的参数计算出二元系全浓度的活度系数。通过与二元系全浓度的活度系数实验值对比,验证结果表明MIVM在合金二元体系中的总平均相对误差为4.21%、在离子液体二元体系中总平均相对误差为9.60%,这表明了该方法具有较好的准确性和可靠性,并且仅采用单一组元无限稀活度系数就能确定模型参数的方法目前未见报道。在此基础上,应用MIVM和NRTL方程计算了水和丁醇在不同离子液体中的二元系活度系数,其总平均相对误差分别为0.64%与8.39%(水+离子液体)、1.16%与3.47%(丁醇+离子液体)。这表明在对水/丁醇+离子液体二元系无限稀活度系数的计算中,MIVM的计算精度比NRTL方程更好。据此预测了[DoMIM][NTf2]、[EMIM][TCM]、[N1112OH][NTf2]分别与水、丁醇组成的二元体系全浓度活度系数。这为工业生产丁醇提供了更为可靠的热力学基础数据,也为离子液体体系热力学性质计算提供了一种可供选择的热力学模型。
  • 材料制备与加工
  • 王 金,郝刚领,李育川,雷 波,王伟国,王新福,汪聃
    摘要:
    Cu-Al-Mn形状记忆合金的阻尼性能与微观组织演变密切相关,深入理解两者之间的依赖关系将有助于合金微观结构和阻尼性能的调控,以适用不同的目标需求。本文采用内耗技术系统地研究了铸态Cu-11 Al -5 Mn (wt.%)形状记忆合金的内耗行为,以获得材料系统的微观组织演变规律及其与热处理过程的依赖关系。在室温~500 ℃的内耗-温度谱中发现了4个典型的内耗峰(P1、P2、P3和P4峰)。P1、P2和P4峰表现出明显的相变内耗峰特征,即随温度升高速率增加,峰温向高温方向移动,随测量频率的增加,峰高逐渐降低。分析认为,P1、P2和P4峰的出现分别与逆马氏体相变、孪晶细化和贝氏体析出有关。P3峰为热激活弛豫型内耗峰,激活能为2.32 eV,该峰属于典型的固溶晶界峰,起源于晶界的粘性滑动。
  • 环境科学与工程
  • 夏洪应,李江平,陈习堂,舒波,余彬,王恩志,曾抗庆
    摘要:
    论文研究了脱锡后废旧电视印刷电路板的热解,探索了温度(400、500、600和700℃)对热解固、液、气产物的产率以及产物成分的影响,并采用XRD、SEM、GC、GC/MS等检测手段对热解产物进行了分析表征。研究表明,随着温度上升,气体产率随着温度的上升而有所增加,在700℃时达到最大值13.45%,液体产率在600℃时达最大值17.4%,固体产率随温度上升而减少,最后趋于稳定。Cu、Sn和Ag等金属在固体产物中得到富集,随热解温度升高而波动,600℃时Cu含量达23.46%,可为铜冶炼的原料;气体产物的主要成分为H2,热解温度为600℃时气体产物中的H2含量最大,达到56.9%,热值达到21.23MJ/Nm3,是优良的富氢燃气;液体产物主要产物是苯酚、4-异丙基苯酚等,产物热值较高。废旧电视印刷电路板热解可实现热解固、液、气产物的综合高效利用。
  • 王贤磊,李峰,张辉,马建洪,胡南,戴仲然,丁德馨,王新廷,姜瑭
    摘要:
    酸法地浸采铀退役采区地下水具有酸性强、铀及SO42-浓度超标的特性,其修复是亟待研究解决的问题。本文以西北某地浸采铀退役采区地下水为研究对象,先采用CaO中和法去除其中的铀;再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-,并探究碳源与进水流速对去除中和处理后的地下水中的SO42-的影响。试验结果表明:每升地下水经0.167 g CaO中和处理后,pH值由3.0升至7.0左右,铀浓度从最初的0.4 mg/L降至0.04 mg/L,达到了排放标准,SO42-浓度从1349.2 mg/L降至840.3 mg/L;中和处理后的地下水经脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器处理,当进水流速为1.0 mL/min、碳源为葡萄糖时,SO42-浓度从840.3 mg/L降至256 mg/L,也达到了排放标准。本项研究表明,先采用CaO中和法去除铀、再采用厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器去除SO42-的二步修复法在酸法地浸采铀退役采区地下水处理中具有潜在应用前景。
  • 材料制备与加工
  • 花思明,张平则,刘子利,王国迎
    摘要:
    利用Gleeble-3180热模拟试验机,对Cu-0.58Sn合金在400~700 ℃,应变速率0.01~10 s?1条件下的热变形行为进行了研究。结果表明:该合金具有正的应变速率敏感性和热敏性,其流动应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。建立了本构方程及热加工图,计算得出CuSn合金的热变形激活能为239.928 kJ/mol,同时优化出合金的最佳热加工参数为:变形温度500~700 ℃,应变速率3.16~10 s-1。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 方明山,肖仪武,李磊
    摘要:
    矿石基因特性是选矿工艺的决定性因素,通过矿石基因研究可以预测有价元素的理论选矿指标。为实现铜硫矿中铜选矿回收率的合理准确预测,从矿石基因的角度,以原矿石工艺矿物学研究结果为基础,建立了一种铜硫矿中铜的选矿回收率预测新方法,且不需要进行选矿试验或测试不同细度磨矿产品中目的矿物单体解离度。研究表明预测结果与实际生产结果相符,可为现场生产提供很好的指导作用。
  • 材料制备与加工
  • 国俊丰,夏春阳
    摘要:
    采用超音速火焰喷涂工艺制备得到了新型TiC-30NiCr涂层,系统地表征分析了涂层的相结构、显微组织和摩擦磨损行为,并与传统的WC-CoCr涂层进行了耐磨损性能的比较。研究发现,热喷涂过程中TiC脱碳转变为了Ti8C5相,绝大部分Cr固溶于Ni相中。在往复摩擦过程中,单质态Cr在摩擦热作用下发生了氧化,同时有少量的氮化硅摩擦副的磨屑嵌入了Ni(Cr)粘结相中。在摩擦应力作用下,层片间疲劳裂纹的扩展、碳化钛和Ni(Cr)相界面的开裂是导致TiC-NiCr涂层发生大块材料剥落的主要原因。虽然与传统WC-CoCr涂层相比,制备的TiC-NiCr涂层的硬度和耐磨性均较低,但其在要求成本低、对环境有好、同时具有较好耐磨性的工况环境中将具有重要的应用前景。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李威,夏飞龙,张姗姗,张强
    摘要:
    为有效解决中低品位高硅铝土矿脱硅及矿石溶出性能。采用焙烧碱浸脱硅技术方案,考察焙烧温度、焙烧时间、焙烧矿石粒度对脱硅效果的影响。研究结果表明:最佳焙烧脱硅条件为温度950℃、时间60S、矿石粒度150μm。焙烧过程中含硅物相转变为无定型二氧化硅,碱浸过程中氧化铝、二氧化硅同存时优先生成NaAl2(AlSi3O10)(OH)2。在最佳脱硅条件下矿石脱硅率为47.12%,相比原矿、焙烧矿精矿溶出率提高并达到97.68%。
  • 地质采矿与安全工程
  • 胡 斌,杨 为,李 京,祝 鑫,马利遥,崔阿能
    摘要:
    四川省峨眉黄山石灰石矿山磨环凼部位由于矿山开采以及降雨等因素的扰动发生滑坡,造成运输主干道的毁坏,严重影响矿山企业的正常运营及安全生产。为了尽快恢复矿山生产需对其进行应急治理,而常规治理方案并不适用于此滑坡,所以创新性的提出采用定向抛掷爆破的方案来治理该滑坡。并对主滑方向上的典型剖面在五种工况下进行稳定性计算,建立此爆破方案数值模型并进行计算分析。结果表明:现状滑坡处于临界失稳状态,急需应急治理,爆破清理后滑坡处于稳定状态,说明此应急爆破排险方案安全有效;当爆堆稳定堆积时,主要堆积于685 m平台上,最远冲击离为184 m,最大爆堆高度为36 m。研究结果可为类似矿山滑坡提供一种新的应急治理思路和方案。
  • 张友锋,付玉华
    摘要:
    针对矿山充填开采成本较高、尾砂和废石等固废处置困难等问题,以废石、尾砂为实验材料,通过正交试验法确定质量浓度、灰砂比及废石掺量对粗骨料胶结充填体流动性及力学性能的影响规律,并确定出合理的配比参数。结果表明:质量浓度、废石掺量及灰砂比均为充填料浆坍落度的显著性影响因素,其中质量浓度的影响最为关键;方差分析结果表明,质量浓度、灰砂比能够对充填体3d及28d抗压强度有显著性影响,而当废石掺量为5%~20%时,废石掺量对粗骨料充填体抗压强度无显著性影响;多元线性回归模型能够准确的反映出粗骨料胶结充填体抗压强度及坍落的变化规律,且构建三维可视化模型能够直观反映出质量浓度、灰砂比及废石掺量的复合作用对充填体性能的影响;基于建立的充填体配比参数寻优模型可得出一组合理的配比参数为:灰砂比为1:9.5,质量浓度为80%,废石掺量为20%。
  • 袁明礼
    摘要:
    为研究采动应力对断层上下盘围岩稳定性的影响,采用相似模拟实验的方法,对开挖扰动作用下断层上下盘的围岩移动和破坏机制展开研究,结果表明:随开采工作的不断进行,断层在采动应力的影响下,位于断层下盘的围岩系统失稳垮落现象明显,基于覆层空间结构思想,对下盘围岩冒落规律展开分析,将断层下盘围岩冒落过程分为裂隙发育、覆层快速失稳、覆层逐渐稳定、覆层突变冒落四个阶段。相对于下盘围岩,上盘围岩位移变化微弱,应力增长显著,引入断层稳定性评估的应力比状态量,应力比计算值均在稳定区间内,上盘围岩系统保持稳定,受开挖扰动影响小。
  • 材料制备与加工
  • 蒋一锋,范晋平,镖,文旭
    摘要:
    本文研究向Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Ce元素,对合金组织及力学性能的影响。结果表明:向Mg-14Al-5Si合金中加入重量百分比为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的Ce元素,合金中Mg2Si由粗大树枝状变为多边形和圆形,粗大连续网格状的共晶β-Mg17Al12相也有所细化,变为细小网格状和部分变为孤岛状分布。Ce添加量为1.5%时改性效果最佳,Mg2Si颗粒平均尺寸由45.87μm减小到6.07μm,此时合金力学性能达到最佳,硬度为145HB,抗拉强度为149MPa,屈服强度为92MPa,伸长率为3.91%。同时,在Ce添加量为2.0%的合金中发现白色杆状的CeSi2化合物。
  • 提取冶金与化学工程
  • 孙朴,邓志敢,魏昶,杨源,朱应旭,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    以选矿尾矿经二次选矿获得的铅锌混合精矿为主要研究对象,针对其含铅高、铁较低的特点。对比研究了不同硫化锌精矿的氧压浸出效果,分析了高铅低铁硫化锌精矿的氧压浸出行为。结果表明,低铁锌精矿需在二段补加5 g/L的铁传递氧,锌浸出率达99%以上,铜浸出率约90%。铁大多以二价铁的形式随锌进入到浸出液,少部分入渣,以黄铁矿的形式存在,并有少量的铁氧化物;铅、银、硅沉淀入渣并在渣中富集,浸出渣可实现铅、银等有价金属的回收,精矿中的硫主要以单质硫的形式入渣。在两段氧压逆流浸出中,二段浸出液中铜会沉淀进入一段渣,在系统里循环累积,直至平衡,终渣含铜0.16%,一段浸出液含铜1.00 g/L,具有较高回收价值。
  • 材料制备与加工
  • 侯珺,刘玉德,石文天,张萌,韩玉凡
    摘要:
    基于改善激光选区熔化成型免装配部件的表面质量以及间隙配合运动,采用单因素试验和正交试验研究了激光选区熔化过程中的激光功率、扫描速度、扫描线间距对成型件表面粗糙度的影响,以及研究了激光体能量密度对球副配合运动影响。结果表明:当激光功率为200 W、扫描速度为550 mm/s、扫描线间距为0.12 mm时,成型件表面粗糙度Ra达到最小值12 μm;当球副空腔比为0.2,体能量密度在60~90 J/mm3时,球副间隙无明显粘粉情况且配合灵活。
  • 王栓强,张海鸿,赵璐,刘嘉乐,李梦琪
    摘要:
    以2A12铝合金为基础材料,研究莫来石晶须对2A12铝合金组织和性能的影响。采用井式电阻炉加热,在石墨坩埚中熔炼合金,向液态金属中加入莫来石晶须,获得新合金铸态试样。用万能试验机、硬度仪测试其力学性能,用OM、SEM、EDS、XRD表征分析了显微组织。结果表明:莫来石晶须能有效改善铸态2A12铝合金的机械性能,随着其添加量的增加,合金的抗拉强度、硬度等出现先增加后降低的变化趋势,当莫来石晶须添加量为2%时,合金的抗拉强度和硬度最佳,其抗拉强度和硬度较原始合金分别增加了8.77%、7.41%;晶须的添加使合金的断裂形式发生了改变,原始合金以脆性断裂为主,随着莫来石晶须的添加,合金的断裂形式由脆性断裂向塑性断裂转变;XRD及SEM结果表明,添加的莫来石晶须以陶瓷相聚集在晶界附近。添加晶须一方面细化了晶粒,另一方面硬质点相(陶瓷)阻碍位错滑移从而提高合金的强度和硬度。
  • 魏志祥,李国选,汪月勇,王超宁,汪奇鹏,孔见
    摘要:
    深部复杂地应力环境使得岩石的力学特性发生不同程度的改变,影响了地下开采掘进效率。为了改善大红山铜矿某巷道的爆破掘进效果,对巷道内的大理岩试件开展三维动静组合冲击试验,分析三维受力状态大理岩的动态力学特性、能量分布特征以及损伤演化规律。研究结果表明:当轴压为14 MPa,围压为5 MPa时,在应变率在79.19s-1~186.71s-1时,相对于单轴抗压强度,峰值应力可增加21.56%~135.42%;试件的能量吸收比与入射能成正线性相关,当能量吸收比不大于2.49 J/cm3时,试件仅有少数裂纹贯通,未发生破碎;当能量吸收比大于4.05 J/cm3时,试件完全破碎;试件的损伤随应变呈指数增加,当超过峰值应变后,损伤度加速增长。
  • 提取冶金与化学工程
  • 王卫江,张永锋
    摘要:
    我国铝土矿资源匮乏且品位低,面对日益上涨的铝资源需求,从高铝粉煤灰中提取氧化铝成为一条有效的缓解途径,既可以高值化利用粉煤灰,降低环境危害,同时也可以保障我国铝资源的安全。主要介绍了从粉煤灰提取氧化铝的技术进展,总结了碱法、酸法、酸碱联合法及其他方法的工艺流程、原理及不足之处,指出了制约其工业化进程的关键问题,最后对从粉煤灰提取氧化铝的发展做了展望,以期为相关研究提供参考。

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