2022第11期目录
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    矿物加工与工艺矿物学
  • 常伟华,余涛,苏超,申培伦,刘瑞增,刘殿文
    摘要:
    针对云南某硫化铅锌矿,方铅矿嵌布粒度细、黄铁矿含量高的特点,进行了工艺矿物学与浮选回收技术研究。采用铅硫混浮-混合粗精矿再磨-铅硫分选-锌硫分选选矿回收工艺,基于全流程主要条件试验确定最佳工艺技术条件。实验室全流程闭路试验获得了Pb品位65.52%,Pb回收率87.51%,含锌3.89%的铅精矿;锌1,锌2合计Zn品位54.74%,Zn回收率95.02%的锌精矿及Fe品位42.02%,Fe回收率78.26%硫精矿。目的矿物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿均得到良好回收。
  • 材料制备与加工
  • 徐恒威,梁斌,刘俊新,卢永刚,薛长迁
    摘要:
    为探究无铅锡基合金在动态荷载作用下的力学性能,基于分离式霍普金森拉杆装置开展不同应变率下Sn-58Bi和Sn-9In合金动态拉伸试验,获得峰值强度、延伸率等主要力学参数,并从能量角度分析应变率对断裂速率及合金损伤程度的影响,再辅以拉伸断口微观形貌作为依据,详细阐述了应变率对合金脆性的影响规律。结果表明:Sn-58Bi和Sn-9In峰值强度和延伸率都表现出明显的应变率相关性,其中,峰值强度随应变率增大呈上升趋势,但在不同大小的应变率区间内其增长幅度有所差异,而延伸率则是随应变率增大而减小;此外,耗散应变能占总能量比值的增大加快了裂纹生成速度,宏观上表现为合金断裂速率随应变率增大而增加;经观察发现,不同应变率条件下合金断裂行为存在不同模式与机制,在较低应变率下,合金主要以韧性断裂为主,而随着应变率的增大,断裂模式逐渐向剪切断裂和准解理断裂转变。
  • 丁万武,苟璐珉
    摘要:
    本文制备了一种新型Al-Ti-La中间合金,用来细化变质处理亚共晶Al-7Si合金中的α-Al和共晶Si相。研究了新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:新型Al-Ti-La中间合金对初生α-Al和共晶Si表现出优异的细化变质效果。加入0.2wt.%Al-Ti-La可以使α-Al晶粒尺寸从1460μm减小到230μm,减小了84.25%;二次支晶臂间距从28.55μm减小到15.16μm,减小了46.90%;共晶Si的形貌由粗大的针片状转变为细小的短棒状和颗粒状。随着初生α-Al和共晶Si相的细化,Al-7Si合金的抗拉强度从154MPa增加到175MPa,增加了13.63%;伸长率从5.83%增加到11.94%,增加了104.80%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性提高。
  • 潘春昊,谢刚,俞小花,田林,庄晓东
    摘要:
    通过对钛阳极使用银钌元素制备涂层,探究银钌不同配比和不同焙烧温度下所制备银钌涂层钛阳极的性能,通过扫描电镜和 X 射线衍射对钛阳极涂层的表面形貌和涂层的物相组成进行表征,采用循环伏安测试、极化曲线测试等对银钌涂层钛阳极的电化学性能进行表征。结果显示:涂层的银钌元素在制备的时候效果最好银钌元素配比为Ag:Ru=7:3,焙烧温度为350℃时所制备的涂层阳极性能最好;银钌涂层钛阳极具有其中添加银钌元素利用了其优良的导电性和电催化性。
  • 王树梁,戴仲谋,郭化超,王雪兆,房玉鑫
    摘要:
    本研究采用金相观察、扫描电镜观察、能谱分析、X射线衍射、硬度测试以及分离式霍普金森压杆等手段,探究了经固溶和时效处理后Mg-7.5Gd-3Y-0.5Zr合金在室温条件下的动态冲击行为。结果表明:固溶态和时效态合金均表现出优异的抗冲击性能,固溶态合金在应变速率为3649s-1时合金抗压强度最高为507MPa;时效处理的合金,在4079s-1高应变速率下表现出了574.5MPa超高的抗压强度。固溶态合金随着应变速率的增加,动态析出相明显增多,合金性能明显提升,动态析出粒子与方块状富稀土粒子协调作用阻碍了位错运动,使合金保持优良的抗冲击性能。较固溶态合金而言,时效态合金动态析出相体积分数减少,随着应变速率的增大,动态析出也呈现减少的趋势,在高应变速率4079s-1时未观察到动态析出粒子。因此,时效态样品在变形过程中,纳米析出相是影响合金性能的主要因素,随着应变速率的增加,纳米析出相作用更加突出。
  • 贾佶颖,王景芹,郭培健
    摘要:
    本文采用第一性原理赝势法,计算并分析Ag(110)/Ni(211)界面体系的能量与电子结构,讨论Sn、W掺杂前后对Ag/Ni界面性质的影响。研究结果表明:影响Ag/Ni界面结合稳定性的主要原因是Ag(spd)与Ni(spd)轨道的杂化作用和Ag-Ni金属键的结合强度。在Ag/Ni界面掺杂Sn、W原子后,掺杂体系的分离功增加,界面能降低,利于界面结合强度的增强。Sn、W的掺杂加强了Ag、Ni原子轨道的杂化作用,还增加了Ni与Sn、Ag与W、Ni与W原子间的杂化轨道,促进Ni-Sn、Ag-W、Ni-W金属键的形成,从而提升界面结合的稳定性。
  • 朱彦荣,李莹,伊廷锋
    摘要:
    采用静电纺丝法成功制备了碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料,并研究了其储锂性能。X射线衍射测试结果表明碳纤维具有典型的无定形碳特征。扫描电极测试结果表明,碳纤维和C-Sn/SnO2复合物由均匀的纤维组成,直径在200-300 nm。循环伏安测试表明,说明了碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料均具备较好的可逆性和结构稳定性。充放电测试表明,在500 mA·g-1的电流密度下,470次循环后,碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料的充放电容量分别为346/347 mAh·g-1和547/548 mAh·g-1,说明Sn/SnO2的添加提高了碳纤维的可逆容量;电化学阻抗谱测试结果表明,Sn/SnO2的添加降低了碳纤维的电荷转移电阻,提高了锂离子的传输动力学。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 孙笑怡
    摘要:
    为探究球磨机介质分层机理对球磨效率的影响规律,本文采用介质循 环中心和质量中心解析不同填充率、转速率、长径比下介质群颗粒径向和轴向分 层行为。研究结果表明:径向研究中,填充率越大,介质群循环中心越靠近筒体 中心,转速率增大,介质循环中心逐渐向筒体左下方偏移。对颗粒轴向研究中, 不同的填充率、转速率、长径比下,对颗粒分层均有不同程度的影响。未达到分 层前,颗粒介质随时间的变化而变化,颗粒介质群大体呈现统一单调性;达到分 层状态后,颗粒介质群的质量中心会有明显的变化,折线的增减趋势呈现出明显 的变化。转速率越大,介质群质量中心值越大。长径比越大,介质群质量中心值 越大。
  • 材料制备与加工
  • 刘爽爽,齐素慈,曹学文,武笑宇,王红光
    摘要:
    金属陶瓷物理性能与材料组分和空间组织结构密切相关,其组成相的形态分布具有分形特征。基于渗流理论和分形理论,通过对材料微观结构图像的二值化处理进行导通相分形维数计算,建立分形维数与导通相微观形貌、渗流临界指数之间的定量表征,研究Mo-ZrO2金属陶瓷全组分范围内材料微观结构与电导率和热导率之间的关系。结果表明:导通相面积分形维数随着Mo体积分数的增加而增加,电导率与分形维数遵循渗流转变特征。采用通用有效介质(GEM)方程建立基于导通相分形维数的金属陶瓷电导率和热导率模型,实现材料微观组织定量分析结果与金属陶瓷的渗流模型相结合,有效预测材料宏观物理性质的梯度变化。
  • 提取冶金与化学工程
  • 白鹏辉,张旭,刘锦,肖祥,刘梦宇,张云彭
    摘要:
    采用锌粉置换除钴得到的高钴渣,针对现有工艺的不足,提出了一段硫酸浸出-二段高钴渣中和-过氧化氢氧化除铁-锌粉置换除镉-新型活性硫化剂(简称除镍试剂)除镍-过硫酸钠选择性氧化除锰-过硫酸钠氧化沉钴的湿法冶金工艺,实现渣中钴和镍的分离回收。对工艺流程探究,得出了较优的实验结果。硫酸浓度为150 g/L,温度80℃条件下浸出120min,钴的浸出率为96.14%。锌、镍、镉、铁、锰的浸出率均大于99%。过氧化氢沉铁率达到99.8%以上,过硫酸钠除锰可使锰除到0.13mg/L,沉淀率达到99.98%,Co沉淀率达到99.99%,氧化渣中钴含量达到49.75%。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 温利刚,付 强,贾木欣,王 清,蔡明明,赵建军
    摘要:
    矿石中金的赋存状态和工艺矿物学特性是确定选冶工艺、提高金回收率的根本因素。采用工艺矿物学自动定量分析系统(BPMA),结合扫描电镜-X射线能谱仪(SEM-EDS),详细研究了胶东某蚀变岩型低品位(Au @1.1g/t)金矿石中微细粒金矿物的赋存状态及工艺矿物学特征。结果表明:矿石中金属硫化物主要为黄铁矿;脉石矿物主要为石英,其次为绢云母和钾长石。金矿物主要为银金矿、金银矿等金-银互化物,其平均成色为596.2‰;金矿物嵌布粒度细微,均在10μm以下;金的载体矿物种类较多,绝大多数金矿物与黄铁矿等金属硫化物嵌连;金矿物的嵌布状态主要为硫化物包裹金和裂隙金,含少量粒间金,其占有率分别为40.18%、39.75%和7.48%;通过浮选富集黄铁矿等硫化物并对粗精矿进行再磨,有利于提高金的回收率。BPMA-SEM-EDS自动、定量、可视化分析方法可以快速、高效、准确表征矿石中金的赋存状态和矿石工艺矿物学特性。
  • 地质采矿与安全工程
  • 任洋,吴云峰
    摘要:
    隧道开挖、矿山开采等工程中均涉及有岩石应力周期性压缩和拉伸现象,施工条件产生的力学效应对岩石结构影响显著。为研究不同加卸载速率下岩石的变形破坏特征,设计了砂岩在单轴条件下非等同加卸载速率循环荷载试验,基于应力-应变曲线、滞回环、残余应变及弹性模量等角度深入分析了砂岩岩体在循环荷载下的损伤、失稳劣化演化规律。结果表明:横幅循环荷载残余应变与循环次数呈对数函数相关,分级循环荷载中每一级的上限应力对应变的改变量要大于下限应力对应变的改变量;残余应变与循环次数拟合结果为同一斜率的线性相关函数;加载方式对岩样弹性模量大小有一定影响,且加卸载速率一致时对其影响最大。
  • 环境科学与工程
  • 袁志华,孙占学,刘金辉,刘亚洁,周义朋,周仲魁,李泽兵,李明东,温 桃
    摘要:
    在过去50年时间里,我国铀矿开采技术从跟跑到并跑,目前逐步起到在铀矿采冶领域领跑的作用。文中系统梳理了铀矿常规开采、堆浸、原地爆破浸出及地浸等采铀技术,并评述了其研究进展,其中重点介绍了目前铀矿开采的主流技术-地浸采铀技术的研究进展;评述了铀矿植物、土壤及地下水微生物等生态修复技术。铀矿地下水微生物修复技术在铀矿地下水修复中具有广阔的应用前景,选育耐重金属离子及耐低酸微生物菌群是铀矿地下水微生物修复技术的一个重要研究方向。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李嘉辉,张 程,邓志敢,魏 昶,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    钢铁厂冶炼过程产生的含锌固体废弃物经烟化挥发得到氧化锌烟尘,具有来源广、成分复杂、原料波动性大的特点。以该氧化锌烟尘为研究对象,针对现行湿法炼锌常规工艺处理流程存在原料适应性差,锌直收率低,浸出渣中铅难以富集的问题,本文研究了氧化中浸-加压酸浸组合技术工艺,考察了液固比、反应时间、浸出温度、氧化剂等因素对锌、铟及主要金属离子浸出的影响。结果表明,采用氧化中浸技术在温度60 ℃、液固比3.9 mL/g、中浸1 h、中和2 h、过氧化氢用量62 mL/kg的条件下,锌浸出率达到80%以上,中浸液中铁含量<20 mg/L,可实现锌的浸出与铁的同步沉淀;中浸渣采用加压酸浸技术,利用氧化中浸渣中沉淀的三价铁对硫化物进行氧化浸出,在不添加氧化剂、温度125 ℃、液固比2.5 mL/g、浸出时间3 h,浸出剂酸浓度为150 g/L的条件下,锌和铟浸出率分别达98%和90%以上,锌与铟可同时高效浸出,且可同步实现浸出液中铁价态的控制,加压酸浸液中铁浓度在17 g/L左右、其中二价铁浓度在16 g/L左右,90%以上的铁为二价铁,易于后续溶液处理,加压酸浸渣铅含量≥30%,富集比高。该工艺解决了常规工艺锌直收率低的问题,简化了工艺流程,提高了原料适应性,实现了氧化锌烟尘的高效综合利用。
  • 李一凡,宋永辉,曾鑫辉,张新未,王一帆,陈嘉璐
    摘要:
    采用三辛基甲基氯化铵(N263)-磷酸三丁酯(TBP)-正辛醇-磺化煤油协同萃取体系从金矿氰化废水中富集和回收有价金属,主要研究了N263与TBP的浓度、振荡时间、水相初始pH、相比(O/A)对铜氰络合离子萃取率的影响及协同萃取反应机制。研究表明,采用N263(20 vol.%)-TBP(15 vol.%)-正辛醇(10 vol.%)-磺化煤油体系在室温,O/A为1:1,pH值为10、混相时间为5min的条件下,废水中铜离子的单级萃取率可达到为98.9%,饱和萃取容量为19576 mg/L。饱和负载有机相经1 mol/L NaOH+5 mol/L NaSCN溶液反萃,在相比(O/A)为2:1的条件下,单级反萃液中Cu离子浓度可达到23000 mg/L,实现了废水中铜氰络合离子的有效富集。萃取过程中铜氰络合离子优先与TBP结合从而失去亲水性,随后再与N263阳离子发生离子缔合反应进入有机相。
  • 地质采矿与安全工程
  • 包 松,郭连军,王小孩,莫宏毅,徐振洋
    摘要:
    以地下深部花岗岩为试验材料,利用GAW-2000微机控制电液伺服岩石单轴试验机进行分级循环加卸载试验,研究在同一递增荷载幅度条件下,试件的抗压强度、变形、破坏特征、残余应变以及弹性模量的变化趋势。结果表明:在单轴分级循环加卸载试验作用下,岩样的峰值强度随着每级循环次数的增加呈现递减趋势,且单调荷载应力-应变曲线包络住循环荷载应力-应变曲线;岩样破坏特征主要以剪切破坏为主,随着循环次数增加,破坏裂纹更加分散;岩样在加载过程中,岩体内部的结构在不断地调整,导致结构面变得密集与裂隙间更加闭合,卸载时回弹变形有滞后现象,加载起点与卸载终点不重合;轴向弹性、残余应变与环向弹性、残余应变随循环次数变化的规律具有相似性,岩样弹性模量曲线的趋势以“波浪形”的规律交替变化。
  • 王大坤,叶图强,闫大洋,王雪松,徐振洋
    摘要:
    为快速、准确的统计现场爆破块度,提出了基于三维点云的爆破块度识别方法。利用三维激光扫描仪获取爆堆点云数据,通过ICP配准、SOR降噪和体素下采样进行点云预处理,采用RANSAC平面拟合对预处理后的点云数据进行初始分割、基于点云密度的DBSACAN算法进行聚类,识别岩块轮廓。通过计算聚类后岩块点云的三维凸包和OBB方向包围盒,获得爆堆点云中所有岩块的体积和最长粒径。结果表明:在室内试验中基于三维点云的爆破块度识别方法与直接测量法相比获取的体积平均相对误差为4.61%,粒径平均相对误差为4.75%;在现场测试试验中的平均识别准确率为80.4%,获得的爆破块度统计结果对爆破参数优化具有一定的参考作用。
  • 陈 懋,姚锡文,许开立
    摘要:
    为了解决矿井突水危险性评价结果模糊性强的问题,提高矿井突水危险性评价的准确性,笔者构建了包含定性与定量主控因素的突水危险性评价指标体系,利用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)组合赋权并结合云模型,构建了突水危险性综合评价云模型。将该模型应用于某金矿的突水危险性评价,结果表明:采样点评价结果模糊性低、可信度高,引用富水指数法并结合实际工程情况与水文地质条件,验证了该模型评价结果的准确性与有效性。该模型可以满足实际工程需求,为矿井水害防治工作提供指导与参考。
  • 环境科学与工程
  • 陈斌,李青,祝怡斌
    摘要:
    对浸矿后离子型稀土原地浸矿场采用清水进行淋洗,在184天的清水淋洗过程中,尾水氨氮值从最开始的507mg/L,降低至140mg/L,淋洗尾水pH4.52~3.10。淋洗尾水采用两级反渗透膜分离,既回收有价资源稀土,又能使出水氨氮达标。结果表明,产水氨氮浓度稳定低于15mg/L,对稀土的截留率高于98.25%,浓水中稀土离子平均浓度313.4mg/L,可进一步回收稀土资源。
  • 地质采矿与安全工程
  • 朱传明,丁文智,陈新
    摘要:
    凡口铅锌矿边缘矿体的发现使得矿山目前的充填系统无法满足日益增长的充填需求。本文根据凡口新探明矿体与充填站的位置关系提出了施工新充填钻孔,利用原充填钻孔两种管路布置方案;计算了地表充填管路输送分级尾砂、细尾砂的最大允许充填倍线为8.56、3.47。根据理论计算与数值模拟结果,认为在充填管道的地表阶段输送分级尾砂和细尾砂时,两种方案都需要采用泵送方式输送;在充填管道地下阶段输送分级尾砂充填料浆时可以自流输送,当充填倍线降至3以下时才能自流输送细尾砂。对泵送压力的计算结果表明:充填系统需要配备最大泵送能力不小于12MPa的充填泵才能满足矿山的充填料浆输送需求。
    矿物加工与工艺矿物学
  • 常伟华,余涛,苏超,申培伦,刘瑞增,刘殿文
    摘要:
    针对云南某硫化铅锌矿,方铅矿嵌布粒度细、黄铁矿含量高的特点,进行了工艺矿物学与浮选回收技术研究。采用铅硫混浮-混合粗精矿再磨-铅硫分选-锌硫分选选矿回收工艺,基于全流程主要条件试验确定最佳工艺技术条件。实验室全流程闭路试验获得了Pb品位65.52%,Pb回收率87.51%,含锌3.89%的铅精矿;锌1,锌2合计Zn品位54.74%,Zn回收率95.02%的锌精矿及Fe品位42.02%,Fe回收率78.26%硫精矿。目的矿物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿均得到良好回收。
  • 材料制备与加工
  • 徐恒威,梁斌,刘俊新,卢永刚,薛长迁
    摘要:
    为探究无铅锡基合金在动态荷载作用下的力学性能,基于分离式霍普金森拉杆装置开展不同应变率下Sn-58Bi和Sn-9In合金动态拉伸试验,获得峰值强度、延伸率等主要力学参数,并从能量角度分析应变率对断裂速率及合金损伤程度的影响,再辅以拉伸断口微观形貌作为依据,详细阐述了应变率对合金脆性的影响规律。结果表明:Sn-58Bi和Sn-9In峰值强度和延伸率都表现出明显的应变率相关性,其中,峰值强度随应变率增大呈上升趋势,但在不同大小的应变率区间内其增长幅度有所差异,而延伸率则是随应变率增大而减小;此外,耗散应变能占总能量比值的增大加快了裂纹生成速度,宏观上表现为合金断裂速率随应变率增大而增加;经观察发现,不同应变率条件下合金断裂行为存在不同模式与机制,在较低应变率下,合金主要以韧性断裂为主,而随着应变率的增大,断裂模式逐渐向剪切断裂和准解理断裂转变。
  • 丁万武,苟璐珉
    摘要:
    本文制备了一种新型Al-Ti-La中间合金,用来细化变质处理亚共晶Al-7Si合金中的α-Al和共晶Si相。研究了新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:新型Al-Ti-La中间合金对初生α-Al和共晶Si表现出优异的细化变质效果。加入0.2wt.%Al-Ti-La可以使α-Al晶粒尺寸从1460μm减小到230μm,减小了84.25%;二次支晶臂间距从28.55μm减小到15.16μm,减小了46.90%;共晶Si的形貌由粗大的针片状转变为细小的短棒状和颗粒状。随着初生α-Al和共晶Si相的细化,Al-7Si合金的抗拉强度从154MPa增加到175MPa,增加了13.63%;伸长率从5.83%增加到11.94%,增加了104.80%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性提高。
  • 潘春昊,谢刚,俞小花,田林,庄晓东
    摘要:
    通过对钛阳极使用银钌元素制备涂层,探究银钌不同配比和不同焙烧温度下所制备银钌涂层钛阳极的性能,通过扫描电镜和 X 射线衍射对钛阳极涂层的表面形貌和涂层的物相组成进行表征,采用循环伏安测试、极化曲线测试等对银钌涂层钛阳极的电化学性能进行表征。结果显示:涂层的银钌元素在制备的时候效果最好银钌元素配比为Ag:Ru=7:3,焙烧温度为350℃时所制备的涂层阳极性能最好;银钌涂层钛阳极具有其中添加银钌元素利用了其优良的导电性和电催化性。
  • 王树梁,戴仲谋,郭化超,王雪兆,房玉鑫
    摘要:
    本研究采用金相观察、扫描电镜观察、能谱分析、X射线衍射、硬度测试以及分离式霍普金森压杆等手段,探究了经固溶和时效处理后Mg-7.5Gd-3Y-0.5Zr合金在室温条件下的动态冲击行为。结果表明:固溶态和时效态合金均表现出优异的抗冲击性能,固溶态合金在应变速率为3649s-1时合金抗压强度最高为507MPa;时效处理的合金,在4079s-1高应变速率下表现出了574.5MPa超高的抗压强度。固溶态合金随着应变速率的增加,动态析出相明显增多,合金性能明显提升,动态析出粒子与方块状富稀土粒子协调作用阻碍了位错运动,使合金保持优良的抗冲击性能。较固溶态合金而言,时效态合金动态析出相体积分数减少,随着应变速率的增大,动态析出也呈现减少的趋势,在高应变速率4079s-1时未观察到动态析出粒子。因此,时效态样品在变形过程中,纳米析出相是影响合金性能的主要因素,随着应变速率的增加,纳米析出相作用更加突出。
  • 贾佶颖,王景芹,郭培健
    摘要:
    本文采用第一性原理赝势法,计算并分析Ag(110)/Ni(211)界面体系的能量与电子结构,讨论Sn、W掺杂前后对Ag/Ni界面性质的影响。研究结果表明:影响Ag/Ni界面结合稳定性的主要原因是Ag(spd)与Ni(spd)轨道的杂化作用和Ag-Ni金属键的结合强度。在Ag/Ni界面掺杂Sn、W原子后,掺杂体系的分离功增加,界面能降低,利于界面结合强度的增强。Sn、W的掺杂加强了Ag、Ni原子轨道的杂化作用,还增加了Ni与Sn、Ag与W、Ni与W原子间的杂化轨道,促进Ni-Sn、Ag-W、Ni-W金属键的形成,从而提升界面结合的稳定性。
  • 朱彦荣,李莹,伊廷锋
    摘要:
    采用静电纺丝法成功制备了碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料,并研究了其储锂性能。X射线衍射测试结果表明碳纤维具有典型的无定形碳特征。扫描电极测试结果表明,碳纤维和C-Sn/SnO2复合物由均匀的纤维组成,直径在200-300 nm。循环伏安测试表明,说明了碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料均具备较好的可逆性和结构稳定性。充放电测试表明,在500 mA·g-1的电流密度下,470次循环后,碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料的充放电容量分别为346/347 mAh·g-1和547/548 mAh·g-1,说明Sn/SnO2的添加提高了碳纤维的可逆容量;电化学阻抗谱测试结果表明,Sn/SnO2的添加降低了碳纤维的电荷转移电阻,提高了锂离子的传输动力学。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 孙笑怡
    摘要:
    为探究球磨机介质分层机理对球磨效率的影响规律,本文采用介质循 环中心和质量中心解析不同填充率、转速率、长径比下介质群颗粒径向和轴向分 层行为。研究结果表明:径向研究中,填充率越大,介质群循环中心越靠近筒体 中心,转速率增大,介质循环中心逐渐向筒体左下方偏移。对颗粒轴向研究中, 不同的填充率、转速率、长径比下,对颗粒分层均有不同程度的影响。未达到分 层前,颗粒介质随时间的变化而变化,颗粒介质群大体呈现统一单调性;达到分 层状态后,颗粒介质群的质量中心会有明显的变化,折线的增减趋势呈现出明显 的变化。转速率越大,介质群质量中心值越大。长径比越大,介质群质量中心值 越大。
  • 材料制备与加工
  • 刘爽爽,齐素慈,曹学文,武笑宇,王红光
    摘要:
    金属陶瓷物理性能与材料组分和空间组织结构密切相关,其组成相的形态分布具有分形特征。基于渗流理论和分形理论,通过对材料微观结构图像的二值化处理进行导通相分形维数计算,建立分形维数与导通相微观形貌、渗流临界指数之间的定量表征,研究Mo-ZrO2金属陶瓷全组分范围内材料微观结构与电导率和热导率之间的关系。结果表明:导通相面积分形维数随着Mo体积分数的增加而增加,电导率与分形维数遵循渗流转变特征。采用通用有效介质(GEM)方程建立基于导通相分形维数的金属陶瓷电导率和热导率模型,实现材料微观组织定量分析结果与金属陶瓷的渗流模型相结合,有效预测材料宏观物理性质的梯度变化。
  • 提取冶金与化学工程
  • 白鹏辉,张旭,刘锦,肖祥,刘梦宇,张云彭
    摘要:
    采用锌粉置换除钴得到的高钴渣,针对现有工艺的不足,提出了一段硫酸浸出-二段高钴渣中和-过氧化氢氧化除铁-锌粉置换除镉-新型活性硫化剂(简称除镍试剂)除镍-过硫酸钠选择性氧化除锰-过硫酸钠氧化沉钴的湿法冶金工艺,实现渣中钴和镍的分离回收。对工艺流程探究,得出了较优的实验结果。硫酸浓度为150 g/L,温度80℃条件下浸出120min,钴的浸出率为96.14%。锌、镍、镉、铁、锰的浸出率均大于99%。过氧化氢沉铁率达到99.8%以上,过硫酸钠除锰可使锰除到0.13mg/L,沉淀率达到99.98%,Co沉淀率达到99.99%,氧化渣中钴含量达到49.75%。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 温利刚,付 强,贾木欣,王 清,蔡明明,赵建军
    摘要:
    矿石中金的赋存状态和工艺矿物学特性是确定选冶工艺、提高金回收率的根本因素。采用工艺矿物学自动定量分析系统(BPMA),结合扫描电镜-X射线能谱仪(SEM-EDS),详细研究了胶东某蚀变岩型低品位(Au @1.1g/t)金矿石中微细粒金矿物的赋存状态及工艺矿物学特征。结果表明:矿石中金属硫化物主要为黄铁矿;脉石矿物主要为石英,其次为绢云母和钾长石。金矿物主要为银金矿、金银矿等金-银互化物,其平均成色为596.2‰;金矿物嵌布粒度细微,均在10μm以下;金的载体矿物种类较多,绝大多数金矿物与黄铁矿等金属硫化物嵌连;金矿物的嵌布状态主要为硫化物包裹金和裂隙金,含少量粒间金,其占有率分别为40.18%、39.75%和7.48%;通过浮选富集黄铁矿等硫化物并对粗精矿进行再磨,有利于提高金的回收率。BPMA-SEM-EDS自动、定量、可视化分析方法可以快速、高效、准确表征矿石中金的赋存状态和矿石工艺矿物学特性。
  • 地质采矿与安全工程
  • 任洋,吴云峰
    摘要:
    隧道开挖、矿山开采等工程中均涉及有岩石应力周期性压缩和拉伸现象,施工条件产生的力学效应对岩石结构影响显著。为研究不同加卸载速率下岩石的变形破坏特征,设计了砂岩在单轴条件下非等同加卸载速率循环荷载试验,基于应力-应变曲线、滞回环、残余应变及弹性模量等角度深入分析了砂岩岩体在循环荷载下的损伤、失稳劣化演化规律。结果表明:横幅循环荷载残余应变与循环次数呈对数函数相关,分级循环荷载中每一级的上限应力对应变的改变量要大于下限应力对应变的改变量;残余应变与循环次数拟合结果为同一斜率的线性相关函数;加载方式对岩样弹性模量大小有一定影响,且加卸载速率一致时对其影响最大。
  • 环境科学与工程
  • 袁志华,孙占学,刘金辉,刘亚洁,周义朋,周仲魁,李泽兵,李明东,温 桃
    摘要:
    在过去50年时间里,我国铀矿开采技术从跟跑到并跑,目前逐步起到在铀矿采冶领域领跑的作用。文中系统梳理了铀矿常规开采、堆浸、原地爆破浸出及地浸等采铀技术,并评述了其研究进展,其中重点介绍了目前铀矿开采的主流技术-地浸采铀技术的研究进展;评述了铀矿植物、土壤及地下水微生物等生态修复技术。铀矿地下水微生物修复技术在铀矿地下水修复中具有广阔的应用前景,选育耐重金属离子及耐低酸微生物菌群是铀矿地下水微生物修复技术的一个重要研究方向。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李嘉辉,张 程,邓志敢,魏 昶,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    钢铁厂冶炼过程产生的含锌固体废弃物经烟化挥发得到氧化锌烟尘,具有来源广、成分复杂、原料波动性大的特点。以该氧化锌烟尘为研究对象,针对现行湿法炼锌常规工艺处理流程存在原料适应性差,锌直收率低,浸出渣中铅难以富集的问题,本文研究了氧化中浸-加压酸浸组合技术工艺,考察了液固比、反应时间、浸出温度、氧化剂等因素对锌、铟及主要金属离子浸出的影响。结果表明,采用氧化中浸技术在温度60 ℃、液固比3.9 mL/g、中浸1 h、中和2 h、过氧化氢用量62 mL/kg的条件下,锌浸出率达到80%以上,中浸液中铁含量<20 mg/L,可实现锌的浸出与铁的同步沉淀;中浸渣采用加压酸浸技术,利用氧化中浸渣中沉淀的三价铁对硫化物进行氧化浸出,在不添加氧化剂、温度125 ℃、液固比2.5 mL/g、浸出时间3 h,浸出剂酸浓度为150 g/L的条件下,锌和铟浸出率分别达98%和90%以上,锌与铟可同时高效浸出,且可同步实现浸出液中铁价态的控制,加压酸浸液中铁浓度在17 g/L左右、其中二价铁浓度在16 g/L左右,90%以上的铁为二价铁,易于后续溶液处理,加压酸浸渣铅含量≥30%,富集比高。该工艺解决了常规工艺锌直收率低的问题,简化了工艺流程,提高了原料适应性,实现了氧化锌烟尘的高效综合利用。
  • 李一凡,宋永辉,曾鑫辉,张新未,王一帆,陈嘉璐
    摘要:
    采用三辛基甲基氯化铵(N263)-磷酸三丁酯(TBP)-正辛醇-磺化煤油协同萃取体系从金矿氰化废水中富集和回收有价金属,主要研究了N263与TBP的浓度、振荡时间、水相初始pH、相比(O/A)对铜氰络合离子萃取率的影响及协同萃取反应机制。研究表明,采用N263(20 vol.%)-TBP(15 vol.%)-正辛醇(10 vol.%)-磺化煤油体系在室温,O/A为1:1,pH值为10、混相时间为5min的条件下,废水中铜离子的单级萃取率可达到为98.9%,饱和萃取容量为19576 mg/L。饱和负载有机相经1 mol/L NaOH+5 mol/L NaSCN溶液反萃,在相比(O/A)为2:1的条件下,单级反萃液中Cu离子浓度可达到23000 mg/L,实现了废水中铜氰络合离子的有效富集。萃取过程中铜氰络合离子优先与TBP结合从而失去亲水性,随后再与N263阳离子发生离子缔合反应进入有机相。
  • 地质采矿与安全工程
  • 包 松,郭连军,王小孩,莫宏毅,徐振洋
    摘要:
    以地下深部花岗岩为试验材料,利用GAW-2000微机控制电液伺服岩石单轴试验机进行分级循环加卸载试验,研究在同一递增荷载幅度条件下,试件的抗压强度、变形、破坏特征、残余应变以及弹性模量的变化趋势。结果表明:在单轴分级循环加卸载试验作用下,岩样的峰值强度随着每级循环次数的增加呈现递减趋势,且单调荷载应力-应变曲线包络住循环荷载应力-应变曲线;岩样破坏特征主要以剪切破坏为主,随着循环次数增加,破坏裂纹更加分散;岩样在加载过程中,岩体内部的结构在不断地调整,导致结构面变得密集与裂隙间更加闭合,卸载时回弹变形有滞后现象,加载起点与卸载终点不重合;轴向弹性、残余应变与环向弹性、残余应变随循环次数变化的规律具有相似性,岩样弹性模量曲线的趋势以“波浪形”的规律交替变化。
  • 王大坤,叶图强,闫大洋,王雪松,徐振洋
    摘要:
    为快速、准确的统计现场爆破块度,提出了基于三维点云的爆破块度识别方法。利用三维激光扫描仪获取爆堆点云数据,通过ICP配准、SOR降噪和体素下采样进行点云预处理,采用RANSAC平面拟合对预处理后的点云数据进行初始分割、基于点云密度的DBSACAN算法进行聚类,识别岩块轮廓。通过计算聚类后岩块点云的三维凸包和OBB方向包围盒,获得爆堆点云中所有岩块的体积和最长粒径。结果表明:在室内试验中基于三维点云的爆破块度识别方法与直接测量法相比获取的体积平均相对误差为4.61%,粒径平均相对误差为4.75%;在现场测试试验中的平均识别准确率为80.4%,获得的爆破块度统计结果对爆破参数优化具有一定的参考作用。
  • 陈 懋,姚锡文,许开立
    摘要:
    为了解决矿井突水危险性评价结果模糊性强的问题,提高矿井突水危险性评价的准确性,笔者构建了包含定性与定量主控因素的突水危险性评价指标体系,利用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)组合赋权并结合云模型,构建了突水危险性综合评价云模型。将该模型应用于某金矿的突水危险性评价,结果表明:采样点评价结果模糊性低、可信度高,引用富水指数法并结合实际工程情况与水文地质条件,验证了该模型评价结果的准确性与有效性。该模型可以满足实际工程需求,为矿井水害防治工作提供指导与参考。
  • 环境科学与工程
  • 陈斌,李青,祝怡斌
    摘要:
    对浸矿后离子型稀土原地浸矿场采用清水进行淋洗,在184天的清水淋洗过程中,尾水氨氮值从最开始的507mg/L,降低至140mg/L,淋洗尾水pH4.52~3.10。淋洗尾水采用两级反渗透膜分离,既回收有价资源稀土,又能使出水氨氮达标。结果表明,产水氨氮浓度稳定低于15mg/L,对稀土的截留率高于98.25%,浓水中稀土离子平均浓度313.4mg/L,可进一步回收稀土资源。
  • 地质采矿与安全工程
  • 朱传明,丁文智,陈新
    摘要:
    凡口铅锌矿边缘矿体的发现使得矿山目前的充填系统无法满足日益增长的充填需求。本文根据凡口新探明矿体与充填站的位置关系提出了施工新充填钻孔,利用原充填钻孔两种管路布置方案;计算了地表充填管路输送分级尾砂、细尾砂的最大允许充填倍线为8.56、3.47。根据理论计算与数值模拟结果,认为在充填管道的地表阶段输送分级尾砂和细尾砂时,两种方案都需要采用泵送方式输送;在充填管道地下阶段输送分级尾砂充填料浆时可以自流输送,当充填倍线降至3以下时才能自流输送细尾砂。对泵送压力的计算结果表明:充填系统需要配备最大泵送能力不小于12MPa的充填泵才能满足矿山的充填料浆输送需求。
    矿物加工与工艺矿物学
  • 常伟华,余涛,苏超,申培伦,刘瑞增,刘殿文
    摘要:
    针对云南某硫化铅锌矿,方铅矿嵌布粒度细、黄铁矿含量高的特点,进行了工艺矿物学与浮选回收技术研究。采用铅硫混浮-混合粗精矿再磨-铅硫分选-锌硫分选选矿回收工艺,基于全流程主要条件试验确定最佳工艺技术条件。实验室全流程闭路试验获得了Pb品位65.52%,Pb回收率87.51%,含锌3.89%的铅精矿;锌1,锌2合计Zn品位54.74%,Zn回收率95.02%的锌精矿及Fe品位42.02%,Fe回收率78.26%硫精矿。目的矿物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿均得到良好回收。
  • 材料制备与加工
  • 徐恒威,梁斌,刘俊新,卢永刚,薛长迁
    摘要:
    为探究无铅锡基合金在动态荷载作用下的力学性能,基于分离式霍普金森拉杆装置开展不同应变率下Sn-58Bi和Sn-9In合金动态拉伸试验,获得峰值强度、延伸率等主要力学参数,并从能量角度分析应变率对断裂速率及合金损伤程度的影响,再辅以拉伸断口微观形貌作为依据,详细阐述了应变率对合金脆性的影响规律。结果表明:Sn-58Bi和Sn-9In峰值强度和延伸率都表现出明显的应变率相关性,其中,峰值强度随应变率增大呈上升趋势,但在不同大小的应变率区间内其增长幅度有所差异,而延伸率则是随应变率增大而减小;此外,耗散应变能占总能量比值的增大加快了裂纹生成速度,宏观上表现为合金断裂速率随应变率增大而增加;经观察发现,不同应变率条件下合金断裂行为存在不同模式与机制,在较低应变率下,合金主要以韧性断裂为主,而随着应变率的增大,断裂模式逐渐向剪切断裂和准解理断裂转变。
  • 丁万武,苟璐珉
    摘要:
    本文制备了一种新型Al-Ti-La中间合金,用来细化变质处理亚共晶Al-7Si合金中的α-Al和共晶Si相。研究了新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:新型Al-Ti-La中间合金对初生α-Al和共晶Si表现出优异的细化变质效果。加入0.2wt.%Al-Ti-La可以使α-Al晶粒尺寸从1460μm减小到230μm,减小了84.25%;二次支晶臂间距从28.55μm减小到15.16μm,减小了46.90%;共晶Si的形貌由粗大的针片状转变为细小的短棒状和颗粒状。随着初生α-Al和共晶Si相的细化,Al-7Si合金的抗拉强度从154MPa增加到175MPa,增加了13.63%;伸长率从5.83%增加到11.94%,增加了104.80%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性提高。
  • 潘春昊,谢刚,俞小花,田林,庄晓东
    摘要:
    通过对钛阳极使用银钌元素制备涂层,探究银钌不同配比和不同焙烧温度下所制备银钌涂层钛阳极的性能,通过扫描电镜和 X 射线衍射对钛阳极涂层的表面形貌和涂层的物相组成进行表征,采用循环伏安测试、极化曲线测试等对银钌涂层钛阳极的电化学性能进行表征。结果显示:涂层的银钌元素在制备的时候效果最好银钌元素配比为Ag:Ru=7:3,焙烧温度为350℃时所制备的涂层阳极性能最好;银钌涂层钛阳极具有其中添加银钌元素利用了其优良的导电性和电催化性。
  • 王树梁,戴仲谋,郭化超,王雪兆,房玉鑫
    摘要:
    本研究采用金相观察、扫描电镜观察、能谱分析、X射线衍射、硬度测试以及分离式霍普金森压杆等手段,探究了经固溶和时效处理后Mg-7.5Gd-3Y-0.5Zr合金在室温条件下的动态冲击行为。结果表明:固溶态和时效态合金均表现出优异的抗冲击性能,固溶态合金在应变速率为3649s-1时合金抗压强度最高为507MPa;时效处理的合金,在4079s-1高应变速率下表现出了574.5MPa超高的抗压强度。固溶态合金随着应变速率的增加,动态析出相明显增多,合金性能明显提升,动态析出粒子与方块状富稀土粒子协调作用阻碍了位错运动,使合金保持优良的抗冲击性能。较固溶态合金而言,时效态合金动态析出相体积分数减少,随着应变速率的增大,动态析出也呈现减少的趋势,在高应变速率4079s-1时未观察到动态析出粒子。因此,时效态样品在变形过程中,纳米析出相是影响合金性能的主要因素,随着应变速率的增加,纳米析出相作用更加突出。
  • 贾佶颖,王景芹,郭培健
    摘要:
    本文采用第一性原理赝势法,计算并分析Ag(110)/Ni(211)界面体系的能量与电子结构,讨论Sn、W掺杂前后对Ag/Ni界面性质的影响。研究结果表明:影响Ag/Ni界面结合稳定性的主要原因是Ag(spd)与Ni(spd)轨道的杂化作用和Ag-Ni金属键的结合强度。在Ag/Ni界面掺杂Sn、W原子后,掺杂体系的分离功增加,界面能降低,利于界面结合强度的增强。Sn、W的掺杂加强了Ag、Ni原子轨道的杂化作用,还增加了Ni与Sn、Ag与W、Ni与W原子间的杂化轨道,促进Ni-Sn、Ag-W、Ni-W金属键的形成,从而提升界面结合的稳定性。
  • 朱彦荣,李莹,伊廷锋
    摘要:
    采用静电纺丝法成功制备了碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料,并研究了其储锂性能。X射线衍射测试结果表明碳纤维具有典型的无定形碳特征。扫描电极测试结果表明,碳纤维和C-Sn/SnO2复合物由均匀的纤维组成,直径在200-300 nm。循环伏安测试表明,说明了碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料均具备较好的可逆性和结构稳定性。充放电测试表明,在500 mA·g-1的电流密度下,470次循环后,碳纤维和C-Sn/SnO2纤维负极材料的充放电容量分别为346/347 mAh·g-1和547/548 mAh·g-1,说明Sn/SnO2的添加提高了碳纤维的可逆容量;电化学阻抗谱测试结果表明,Sn/SnO2的添加降低了碳纤维的电荷转移电阻,提高了锂离子的传输动力学。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 孙笑怡
    摘要:
    为探究球磨机介质分层机理对球磨效率的影响规律,本文采用介质循 环中心和质量中心解析不同填充率、转速率、长径比下介质群颗粒径向和轴向分 层行为。研究结果表明:径向研究中,填充率越大,介质群循环中心越靠近筒体 中心,转速率增大,介质循环中心逐渐向筒体左下方偏移。对颗粒轴向研究中, 不同的填充率、转速率、长径比下,对颗粒分层均有不同程度的影响。未达到分 层前,颗粒介质随时间的变化而变化,颗粒介质群大体呈现统一单调性;达到分 层状态后,颗粒介质群的质量中心会有明显的变化,折线的增减趋势呈现出明显 的变化。转速率越大,介质群质量中心值越大。长径比越大,介质群质量中心值 越大。
  • 材料制备与加工
  • 刘爽爽,齐素慈,曹学文,武笑宇,王红光
    摘要:
    金属陶瓷物理性能与材料组分和空间组织结构密切相关,其组成相的形态分布具有分形特征。基于渗流理论和分形理论,通过对材料微观结构图像的二值化处理进行导通相分形维数计算,建立分形维数与导通相微观形貌、渗流临界指数之间的定量表征,研究Mo-ZrO2金属陶瓷全组分范围内材料微观结构与电导率和热导率之间的关系。结果表明:导通相面积分形维数随着Mo体积分数的增加而增加,电导率与分形维数遵循渗流转变特征。采用通用有效介质(GEM)方程建立基于导通相分形维数的金属陶瓷电导率和热导率模型,实现材料微观组织定量分析结果与金属陶瓷的渗流模型相结合,有效预测材料宏观物理性质的梯度变化。
  • 提取冶金与化学工程
  • 白鹏辉,张旭,刘锦,肖祥,刘梦宇,张云彭
    摘要:
    采用锌粉置换除钴得到的高钴渣,针对现有工艺的不足,提出了一段硫酸浸出-二段高钴渣中和-过氧化氢氧化除铁-锌粉置换除镉-新型活性硫化剂(简称除镍试剂)除镍-过硫酸钠选择性氧化除锰-过硫酸钠氧化沉钴的湿法冶金工艺,实现渣中钴和镍的分离回收。对工艺流程探究,得出了较优的实验结果。硫酸浓度为150 g/L,温度80℃条件下浸出120min,钴的浸出率为96.14%。锌、镍、镉、铁、锰的浸出率均大于99%。过氧化氢沉铁率达到99.8%以上,过硫酸钠除锰可使锰除到0.13mg/L,沉淀率达到99.98%,Co沉淀率达到99.99%,氧化渣中钴含量达到49.75%。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 温利刚,付 强,贾木欣,王 清,蔡明明,赵建军
    摘要:
    矿石中金的赋存状态和工艺矿物学特性是确定选冶工艺、提高金回收率的根本因素。采用工艺矿物学自动定量分析系统(BPMA),结合扫描电镜-X射线能谱仪(SEM-EDS),详细研究了胶东某蚀变岩型低品位(Au @1.1g/t)金矿石中微细粒金矿物的赋存状态及工艺矿物学特征。结果表明:矿石中金属硫化物主要为黄铁矿;脉石矿物主要为石英,其次为绢云母和钾长石。金矿物主要为银金矿、金银矿等金-银互化物,其平均成色为596.2‰;金矿物嵌布粒度细微,均在10μm以下;金的载体矿物种类较多,绝大多数金矿物与黄铁矿等金属硫化物嵌连;金矿物的嵌布状态主要为硫化物包裹金和裂隙金,含少量粒间金,其占有率分别为40.18%、39.75%和7.48%;通过浮选富集黄铁矿等硫化物并对粗精矿进行再磨,有利于提高金的回收率。BPMA-SEM-EDS自动、定量、可视化分析方法可以快速、高效、准确表征矿石中金的赋存状态和矿石工艺矿物学特性。
  • 地质采矿与安全工程
  • 任洋,吴云峰
    摘要:
    隧道开挖、矿山开采等工程中均涉及有岩石应力周期性压缩和拉伸现象,施工条件产生的力学效应对岩石结构影响显著。为研究不同加卸载速率下岩石的变形破坏特征,设计了砂岩在单轴条件下非等同加卸载速率循环荷载试验,基于应力-应变曲线、滞回环、残余应变及弹性模量等角度深入分析了砂岩岩体在循环荷载下的损伤、失稳劣化演化规律。结果表明:横幅循环荷载残余应变与循环次数呈对数函数相关,分级循环荷载中每一级的上限应力对应变的改变量要大于下限应力对应变的改变量;残余应变与循环次数拟合结果为同一斜率的线性相关函数;加载方式对岩样弹性模量大小有一定影响,且加卸载速率一致时对其影响最大。
  • 环境科学与工程
  • 袁志华,孙占学,刘金辉,刘亚洁,周义朋,周仲魁,李泽兵,李明东,温 桃
    摘要:
    在过去50年时间里,我国铀矿开采技术从跟跑到并跑,目前逐步起到在铀矿采冶领域领跑的作用。文中系统梳理了铀矿常规开采、堆浸、原地爆破浸出及地浸等采铀技术,并评述了其研究进展,其中重点介绍了目前铀矿开采的主流技术-地浸采铀技术的研究进展;评述了铀矿植物、土壤及地下水微生物等生态修复技术。铀矿地下水微生物修复技术在铀矿地下水修复中具有广阔的应用前景,选育耐重金属离子及耐低酸微生物菌群是铀矿地下水微生物修复技术的一个重要研究方向。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李嘉辉,张 程,邓志敢,魏 昶,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    钢铁厂冶炼过程产生的含锌固体废弃物经烟化挥发得到氧化锌烟尘,具有来源广、成分复杂、原料波动性大的特点。以该氧化锌烟尘为研究对象,针对现行湿法炼锌常规工艺处理流程存在原料适应性差,锌直收率低,浸出渣中铅难以富集的问题,本文研究了氧化中浸-加压酸浸组合技术工艺,考察了液固比、反应时间、浸出温度、氧化剂等因素对锌、铟及主要金属离子浸出的影响。结果表明,采用氧化中浸技术在温度60 ℃、液固比3.9 mL/g、中浸1 h、中和2 h、过氧化氢用量62 mL/kg的条件下,锌浸出率达到80%以上,中浸液中铁含量<20 mg/L,可实现锌的浸出与铁的同步沉淀;中浸渣采用加压酸浸技术,利用氧化中浸渣中沉淀的三价铁对硫化物进行氧化浸出,在不添加氧化剂、温度125 ℃、液固比2.5 mL/g、浸出时间3 h,浸出剂酸浓度为150 g/L的条件下,锌和铟浸出率分别达98%和90%以上,锌与铟可同时高效浸出,且可同步实现浸出液中铁价态的控制,加压酸浸液中铁浓度在17 g/L左右、其中二价铁浓度在16 g/L左右,90%以上的铁为二价铁,易于后续溶液处理,加压酸浸渣铅含量≥30%,富集比高。该工艺解决了常规工艺锌直收率低的问题,简化了工艺流程,提高了原料适应性,实现了氧化锌烟尘的高效综合利用。
  • 李一凡,宋永辉,曾鑫辉,张新未,王一帆,陈嘉璐
    摘要:
    采用三辛基甲基氯化铵(N263)-磷酸三丁酯(TBP)-正辛醇-磺化煤油协同萃取体系从金矿氰化废水中富集和回收有价金属,主要研究了N263与TBP的浓度、振荡时间、水相初始pH、相比(O/A)对铜氰络合离子萃取率的影响及协同萃取反应机制。研究表明,采用N263(20 vol.%)-TBP(15 vol.%)-正辛醇(10 vol.%)-磺化煤油体系在室温,O/A为1:1,pH值为10、混相时间为5min的条件下,废水中铜离子的单级萃取率可达到为98.9%,饱和萃取容量为19576 mg/L。饱和负载有机相经1 mol/L NaOH+5 mol/L NaSCN溶液反萃,在相比(O/A)为2:1的条件下,单级反萃液中Cu离子浓度可达到23000 mg/L,实现了废水中铜氰络合离子的有效富集。萃取过程中铜氰络合离子优先与TBP结合从而失去亲水性,随后再与N263阳离子发生离子缔合反应进入有机相。
  • 地质采矿与安全工程
  • 包 松,郭连军,王小孩,莫宏毅,徐振洋
    摘要:
    以地下深部花岗岩为试验材料,利用GAW-2000微机控制电液伺服岩石单轴试验机进行分级循环加卸载试验,研究在同一递增荷载幅度条件下,试件的抗压强度、变形、破坏特征、残余应变以及弹性模量的变化趋势。结果表明:在单轴分级循环加卸载试验作用下,岩样的峰值强度随着每级循环次数的增加呈现递减趋势,且单调荷载应力-应变曲线包络住循环荷载应力-应变曲线;岩样破坏特征主要以剪切破坏为主,随着循环次数增加,破坏裂纹更加分散;岩样在加载过程中,岩体内部的结构在不断地调整,导致结构面变得密集与裂隙间更加闭合,卸载时回弹变形有滞后现象,加载起点与卸载终点不重合;轴向弹性、残余应变与环向弹性、残余应变随循环次数变化的规律具有相似性,岩样弹性模量曲线的趋势以“波浪形”的规律交替变化。
  • 王大坤,叶图强,闫大洋,王雪松,徐振洋
    摘要:
    为快速、准确的统计现场爆破块度,提出了基于三维点云的爆破块度识别方法。利用三维激光扫描仪获取爆堆点云数据,通过ICP配准、SOR降噪和体素下采样进行点云预处理,采用RANSAC平面拟合对预处理后的点云数据进行初始分割、基于点云密度的DBSACAN算法进行聚类,识别岩块轮廓。通过计算聚类后岩块点云的三维凸包和OBB方向包围盒,获得爆堆点云中所有岩块的体积和最长粒径。结果表明:在室内试验中基于三维点云的爆破块度识别方法与直接测量法相比获取的体积平均相对误差为4.61%,粒径平均相对误差为4.75%;在现场测试试验中的平均识别准确率为80.4%,获得的爆破块度统计结果对爆破参数优化具有一定的参考作用。
  • 陈 懋,姚锡文,许开立
    摘要:
    为了解决矿井突水危险性评价结果模糊性强的问题,提高矿井突水危险性评价的准确性,笔者构建了包含定性与定量主控因素的突水危险性评价指标体系,利用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)组合赋权并结合云模型,构建了突水危险性综合评价云模型。将该模型应用于某金矿的突水危险性评价,结果表明:采样点评价结果模糊性低、可信度高,引用富水指数法并结合实际工程情况与水文地质条件,验证了该模型评价结果的准确性与有效性。该模型可以满足实际工程需求,为矿井水害防治工作提供指导与参考。
  • 环境科学与工程
  • 陈斌,李青,祝怡斌
    摘要:
    对浸矿后离子型稀土原地浸矿场采用清水进行淋洗,在184天的清水淋洗过程中,尾水氨氮值从最开始的507mg/L,降低至140mg/L,淋洗尾水pH4.52~3.10。淋洗尾水采用两级反渗透膜分离,既回收有价资源稀土,又能使出水氨氮达标。结果表明,产水氨氮浓度稳定低于15mg/L,对稀土的截留率高于98.25%,浓水中稀土离子平均浓度313.4mg/L,可进一步回收稀土资源。
  • 地质采矿与安全工程
  • 朱传明,丁文智,陈新
    摘要:
    凡口铅锌矿边缘矿体的发现使得矿山目前的充填系统无法满足日益增长的充填需求。本文根据凡口新探明矿体与充填站的位置关系提出了施工新充填钻孔,利用原充填钻孔两种管路布置方案;计算了地表充填管路输送分级尾砂、细尾砂的最大允许充填倍线为8.56、3.47。根据理论计算与数值模拟结果,认为在充填管道的地表阶段输送分级尾砂和细尾砂时,两种方案都需要采用泵送方式输送;在充填管道地下阶段输送分级尾砂充填料浆时可以自流输送,当充填倍线降至3以下时才能自流输送细尾砂。对泵送压力的计算结果表明:充填系统需要配备最大泵送能力不小于12MPa的充填泵才能满足矿山的充填料浆输送需求。

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