2024年第5期目录
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    地质采矿与安全工程
  • 郭加仁,刘江涛,王增加,杨纪光,朱庚杰
    摘要:
    在常规PID控制时充填浓度存在滞后性、时变性等特点,且易受尾砂性质和粒径等因素影响,提出了一种充填浓度的多目标优化控制策略。通过对充填工艺流程进行分析,构建充填浓度的多目标控制模型,设定多目标决策变量,建立对应的目标函数和约束条件,从底流浓度、充填质量、充填成本方面对充填浓度进行多目标优化,采用遗传算法进行求解,并在MATLAB中进行仿真。通过仿真曲线可知,多目标优化算法在评价指标方面满足质量合格、低成本的控制需求,与传统PID控制算法相比,多目标优化控制算法响应速度更快,鲁棒性更强,该充填系统运行以来,充填浓度稳定在70+-1% 左右,成本降低15%,满足工业生产要求。
  • 提取冶金与化学工程
  • 谭巧义,郭威,高立强,贾先兵,贾炎,孙和云,牛晓鹏,赵海平,阮仁满
    摘要:
    本文对黄铁矿-软锰矿两矿法酸性浸出工艺进行了研究,考察了硫酸浓度、配矿比、反应时间、液固比、反应温度等因素对浸出率的影响,确定了最适宜的浸出条件。并在此基础上开展了甘肃某地难处理金矿的浮选金精矿预氧化-氰化浸出试验研究,结果表明,当配矿质量比FeS2:MnO2=1:5,反应温度90℃,液固比6:1,初始硫酸浓度100g/L,液固比=6:1,预氧化时间为12h,锰的浸出率达到96.3%。此时,黄铁矿的氧化率达到90.5%,预氧化渣氰化处理后金浸出率达到88.3%。
  • 地质采矿与安全工程
  • 郑超,黄原明,赵艳伟,胡正祥,王正雄,左雪飞,王建国
    摘要:
    地下矿山在采用房[1]柱法或者房柱法嗣后充填采矿法开采的过程中,为保证采场的稳定性,往往会预留大部分的矿柱来支撑着上部岩体。现如今采用的一些采矿方法在一定程度上对矿柱的稳定性造成损伤,因此研究和预防矿柱损伤变得至关重要,本文通过对比大红山铜矿西矿段180中段360-B144采场常规点柱法回采与点柱边界预裂爆破法两个方案,对矿柱造成的损伤来研究矿柱的稳定性。结果表明,常规点柱法回采爆破对矿柱的损伤深度在1.47m左右,而点柱边界预裂爆破对矿柱的损伤深度在1.21m左右,点柱边界预裂爆破与常规点柱法回采爆破相比,对周边矿柱的损伤影响较小。点柱边界预裂爆破区矿柱岩体声速变化幅度为9.02%,小于常规点柱法回采爆破区矿柱岩体声速变化幅度14.65%。
  • 提取冶金与化学工程
  • 程少逸,马玉天,张娟,席海龙,孙源君,宗红星,郭勇,李亦婧
    摘要:
    针对镍电解液中杂质锌的选择性分离困难,制备了一种咪唑基离子液体复合树脂。对复合树脂吸附锌氯配合离子的平衡、动力学和热力学特性、吸附选择性以及 pH、和温度对锌吸附率的影响进行研究。 结果表明,吸附符合 Freundlich 等温模型,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程为放热过程温度越低时吸附率越高,树脂对锌表现出了优异的选择性,低pH的溶液条件更有利于树脂吸附锌。离子液体复合树脂对锌的饱和吸附量可达62.38 mg/L。使用该树脂处理实际镍电解液中的杂质锌,移除率最高可达到97.28%,树脂经重复再生6次后仍然能达到85%以上的锌移除率。
  • 地质采矿与安全工程
  • 孟佳乐,黄永辉,张智宇
    摘要:
    针对露天深孔台阶爆破容易出现块度不均匀、大块率高等问题,运用经验公式法对台阶爆破参数进行计算并确定爆破方案,建立基于光滑粒子流体动力学(SPH)的台阶数值模型,对深孔台阶爆破孔排距共同作用下的岩体损伤情况及孔间应力大小进行研究。研究结果表明:孔排距会影响炮孔间的应力叠加作用,模拟过程中SPH粒子能良好地模拟出爆破过程中岩石运动状态和岩石损伤范围,当孔间距为8.5m、排间距为5.0m,爆破效果最佳。将模拟结果应用于现场试验,大块率较优化前降低了10.3%,块度平均合格率提高了5.2%,现场试验与模拟结果最优爆破方案效果高度一致,说明利用SPH的数值模拟方法研究台阶爆破是合理可行的。研究结果可为相关台阶爆破孔排距选择提供依据和参考。
  • 环境科学与工程
  • 王健行,张青青,曾亦婷,谢心怡,王赵鹏,王春英
    摘要:
    采用热活化过硫酸钾(PS)降解典型选矿药剂苯甲羟肟酸(BHA),考察不同温度、PS浓度、BHA浓度、pH及阴阳离子等条件对BHA降解效果的影响,分析降解产物及体系活性物种以明确体系降解机理,并通过绿豆芽发芽试验验证降解体系毒性变化。实验结果表明:PS浓度越高,温度越高降解效果越好,在70°C及1.5 mmol/L PS的条件下,反应120 min后,20 mg/L BHA的降解率达91.34%;强酸性和强碱性条件均能促进BHA的降解;HCO3-SiO32-Cu2+促进了BHA的去除;降解过程以SO4.-氧化为主.热活化PS降解BHA的主要中间产物为苯甲酸和羟胺,且Cu2+的存在促进了羟胺到气态氮的转化。绿豆发芽试验证明经降解后的反应体系毒性较原始溶液明显下降。
  • 材料制备与加工
  • 李晓丹,孙浩军,殷俊,刘艳梅,倪家强,周松,安金岚,回丽
    摘要:
    对激光沉积制造的Ti65钛合金进行室温低周疲劳实验,对比研究了高、低功率试样的低周疲劳性能。结果表明,高、低功率试样均表现出循环软化的特征,随着应变幅的增加,试样的软化率在不断提高;相同应变幅下,高功率试样的软化率和疲劳寿命高于低功率试样。通过损伤演化模型对疲劳寿命进行预测,预测结果较为准确,均处于1.5倍分散带以内。低应变幅下,低功率试样疲劳源萌生于气孔缺陷,高功率试样疲劳源萌生于表面裂纹,低功率试样裂纹萌生速度明显快于高功率试样,疲劳寿命更低;高应变幅下,试样具有多疲劳源,疲劳寿命明显下降。不同功率试样的裂纹均以穿晶断裂的形式进行扩展。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 张洋,崔毅琦,童雄,王靖,黄丹,闫增达,张宇
    摘要:
    针对铜硫浮选分离过程中,大量添加石灰引起的管道堵塞、矿浆环境差等问题,开发了一种新型黄铁矿抑制剂BY,应用于缅甸某硫化铜矿浮选试验并获得了良好的指标。该矿石含铜1.40%、硫8.95%,主要含铜矿物为黄铜矿,含硫矿物为黄铁矿和磁黄铁矿。采用抑制剂BY通过一粗两精一扫的浮选工艺流程,获得的铜精矿Cu品位为25.13%、回收率为93.47%,S品位为33.97%、回收率为19.93%。与石灰相比,精矿中铜品位和回收率分别提高了0.99和0.16个百分点,硫品位和回收率分别降低了1.01和2.14个百分点,闭路试验粗选pH值可由12降低至9.7,可实现低碱环境中铜硫的高效分离。
  • 环境科学与工程
  • 李丽华,毛望,裴尧尧,唐宗振,陈雪岭,李贲
    摘要:
    为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明:在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH为7干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。
  • 材料制备与加工
  • 郑月红,何湉楠,牛嘉楠,高颢洋,王娇,喇培清
    摘要:
    Cu-Ti合金作为导电弹簧,互联接插件等重要元器件的制备材料,其大规模工业制备方法和热处理工艺仍是当前铜合金领域亟需开发和推进的重点。本文采用具有工艺简单、环保节能、成本低廉等优点的铝热法制备了Ti含量分别为1.0 wt.%、4.5 wt.%、10.0 wt.%,即成分区间较大的Cu-Ti合金,且进一步采用固溶和时效处理来调控合金的综合性能。结果表明时效态的Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金中Ti元素主要呈固溶状态,只有非常少量尺寸较小的析出相,而Cu-10.0 wt.%Ti合金中存在大量尺寸较大的Cu4Ti相析出。随着Ti含量的增加,合金的导电率有明显降低的趋势,而硬度和强度则呈现与之相反的趋势。对于成分相同的合金,相较于固溶状态,时效后导电率先略微下降然后上升,450 °C时效4 h后,三个成分合金的导电率均高于固溶态合金;450 °C时效2 h后,Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金均获得了硬度、强度和延伸率的最大值,Cu-10.0 wt.%Ti合金的硬度和延伸率也获得了极大值,其屈服强度和抗拉强度则是随着时效时间呈略微下降的趋势。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 李志婷,彭华锋,汪庶明,先永骏,李豪
    摘要:
    安徽铜陵某铜硫矿浮选厂处理的原矿含铜0.34%,其中硫化铜占近93%,含硫31.26%,属于高硫低铜硫化矿。选厂铜回收率长期维持在82%-84%,明显低于原矿中硫化铜理论回收率,为提升该矿石中铜的回收,本文开展磨矿细度优化,以及复合酯类捕收剂强化铜浮选的试验研究。结果表明,在磨矿细度-74 μm占75%,使用复合酯类捕收剂的条件下,小型闭路试验获得铜精矿铜品位为16.43%,铜回收率达到94.07%的指标,较现场指标分别提高1个和9个百分点;通过对小试和现场产品的粒级组成深入分析得到,现场磨矿细度不足,磨矿产品粒度组成不均匀是造成铜损失在尾矿的关键原因。同时,小试结果证明使用新型复合酯类捕收剂可强化微细粒铜矿物的回收。这为选厂在实际生产中提升指标提供了科学的方向和依据。
  • 材料制备与加工
  • 王生宁,巩晓平,王强,李逢科,吴嘉诚,胡岳,安家志,余海存,丁万武
    摘要:
    3003铝合金具有适中的强度、良好的耐蚀性及优异的焊接性能等优势,被广泛应用于生产食品包装铝箔、散热器等产品。然而,3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,本文以本公司生产的3003铝合金冷轧1.0 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制耳率的关键因素。研究结果表明:3003铸轧产品冷轧退火后铝合金板材中的织构主要由Copper、Brass、S、Goss等形变织构和Cube、CubeND、P、R、黄铜R等再结晶织构组成,随着退火温度的升高,形变织构向再结晶织构的转变倾向增大,且显著伴随S型织构及R型织构的减少,Cube型及CubeND型织构的逐渐增加,当形变织构与再结晶织构比值介于0.67-0.73范围内时,冲压效果明显改善,制耳率效果理想。
  • 提取冶金与化学工程
  • 刘承飞,刘大方,舒波,夏洪应
    摘要:
    铜作为重要的有色金属,它支撑着我国的现代化建设。作为全世界精铜需求最大的国家,我们的铜矿产资源却远远不能满足自身的生产需求,还需大量依靠进口铜矿产资源。此外,在现代化工业发展的今天,矿铜冶炼工艺也面临着环境污染等问题。因此,急需完成废杂铜等二次铜资源的再生利用研究。据报道,现在再生铜的产量已达到334万吨左右。废杂铜熔炼产物粗铜的电解精炼在一定程度上缓解了目前我国面临的资源供需矛盾,也可有效解决废杂铜资源堆积的问题,对铜冶炼双碳战略具有重要的研究意义和价值。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 陈海君
    摘要:
    方铅矿与黄铜矿的分离一直是选矿领域的难点。使用硫酸预氧化可选择性抑制方铅矿表面可浮性,使得两种矿物可浮性产生差异,实现浮选分离。本研究针对铜铅混合精矿硫酸预氧化-浮选分离工艺进行了系统的参数优化。首先,利用单因素试验,分析了预氧化硫酸浓度、温度、时间等关键因素对铜铅混合精矿浮选分离效果的影响;其次,利用正交试验分析,建立了预氧化过程中各影响因素与浮选指标之间的数学模型;通过模型求解,得到最佳预氧化条件为硫酸浓度5 mol/L、时间40 min 、温度100 ℃。最后在上述条件下进行了混合精矿预氧化-浮选闭路试验,获得了铜精矿Cu品位18.03%,Cu回收率94.52%;铅精矿Pb品位47.12%,Pb回收率为91.29%的良好指标,铜铅分离效果显著,对铜铅硫化混合精矿的浮选高效分离提供了一定的借鉴。
  • 材料制备与加工
  • 周松,于洪远,王洪明
    摘要:
    采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(),少量沿扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。
  • 提取冶金与化学工程
  • 唐耀川,戴羽佳,吴林鸿,安莲英,周堃
    摘要:
    对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li:0.02)国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca2+、Mg2+:首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca2+,后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的 Ca2+、Mg2+;分别考察了物料比、反应温度、加料时间、加料速率、pH 值对卤水除杂效果的影响因素。实验结果表明:在反应温度60 ℃、硫酸钠用量为1.3、加料速率6 mL/min、反应时间70 min 条件下,溶液中 Ca2+ 的脱除率为96.22%,Li+ 的损失率为1.44%;在 pH 为14、10 mol/L NaOH、反应时间50 min、反应温度50 ℃、加料速率为8 mL/min条件下,最终溶液中 Ca2+ 脱除率为99.75%,Mg2+ 去除率为100%,Li+ 的损失率为0.04%;实现了钙镁离子的深度去除,为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件。
  • 马鹏,宗红星,吴红星,赵德刚,赵怀宇,张天权,金玉芬
    摘要:
    铜渣选尾料是铜冶炼炉渣经过选矿工艺处理后产出的尾料,其中赋存丰富的Fe、Ni、Cu、Cr等有价金属。本文以回转窑还原焙烧后得到的铜渣选尾料金属化球团为研究对象,采用80kVA交流电炉进行熔分实验,研究了额定工况下还原剂、助熔剂、沉降时间等不同工艺条件对Fe、Ni、Cu等金属回收率的影响,以及金属化球团熔分过程主要元素的迁移规律。结果表明,经回转窑还原得到的铜渣选尾料金属化球团在1530℃、熔剂率18%、沉降时间30min工艺条件下进行电炉熔分可有效回收铁、铜等有价金属,获得高品位铁合金产品,Fe回收率达95%以上,镍、铜回收率分别达到38%和71%。元素走向分析表明S、Pb、As等杂质元素会不同程度进入合金。
  • 材料制备与加工
  • 李泓达,汝娟坚,程明强
    摘要:
    以氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)为电解液,废白铜为阳极,钛片为阴极,在363 K下对废白铜进行了电解分离,并在阴极获得了高纯阴极铜。系统研究了温度和氯化亚铜(CuCl)浓度对ChCl-EG DES黏度和电导率的影响。结果表明,CuCl+ChCl-EG DES的黏度随着温度的升高而减小,随着CuCl浓度的升高而增大,电导率与之正好相反。阳极极化曲线表明,适当提高CuCl浓度可以使Cu和Ni的电位差增大,有利于铜镍的分离,但CuCl浓度过高会导致阳极溶解速率减慢。电解实验发现,当CuCl浓度升高时,直流电耗先减小后增大,电流效率则相反。当CuCl浓度为1 M时,废白铜电解分离的电流效率高达99.1 %,而直流电耗低至170.2 kW·h·t-1。阴极铜的纯度高达99.62 wt%,其表面形貌平整致密。
  • 地质采矿与安全工程
  • 董峰,李明,郭利杰,杨超
    摘要:
    本文首先测定了矿冶废渣及原材料的基本化学性质,并根据测试结果研发了复合型强碱性激发剂,用于激发矿冶废渣活性,从而制备出适用于矿山充填专用胶凝材料;通过XRD测试了充填专用胶凝材料硬化体中的水化反应产物,结果表明支撑充填体强度的主要物质为钙矾石(AFt)和氢氧化钙(CH)、铝胶(AH8-10)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)等。一个钙矾石(AFt)分子形成会结合和吸附32个H2O分子,表明矿山充填专用胶凝材料更适合含水量较大的尾砂充填料浆。同时采用SEM分析了不同龄期充填硬化体内部结构,揭露了充填硬化体强度增长规律,并分析了各阶段硬化体产生强度的机理;通过强度试验测试了不同条件下两种胶凝材料充填体强度,结果表明充填专用胶凝材料(KS)制备的充填体强度指标高于水泥(SN)制备的充填体强度,强度值相差1倍。
    地质采矿与安全工程
  • 郭加仁,刘江涛,王增加,杨纪光,朱庚杰
    摘要:
    在常规PID控制时充填浓度存在滞后性、时变性等特点,且易受尾砂性质和粒径等因素影响,提出了一种充填浓度的多目标优化控制策略。通过对充填工艺流程进行分析,构建充填浓度的多目标控制模型,设定多目标决策变量,建立对应的目标函数和约束条件,从底流浓度、充填质量、充填成本方面对充填浓度进行多目标优化,采用遗传算法进行求解,并在MATLAB中进行仿真。通过仿真曲线可知,多目标优化算法在评价指标方面满足质量合格、低成本的控制需求,与传统PID控制算法相比,多目标优化控制算法响应速度更快,鲁棒性更强,该充填系统运行以来,充填浓度稳定在70+-1% 左右,成本降低15%,满足工业生产要求。
  • 提取冶金与化学工程
  • 谭巧义,郭威,高立强,贾先兵,贾炎,孙和云,牛晓鹏,赵海平,阮仁满
    摘要:
    本文对黄铁矿-软锰矿两矿法酸性浸出工艺进行了研究,考察了硫酸浓度、配矿比、反应时间、液固比、反应温度等因素对浸出率的影响,确定了最适宜的浸出条件。并在此基础上开展了甘肃某地难处理金矿的浮选金精矿预氧化-氰化浸出试验研究,结果表明,当配矿质量比FeS2:MnO2=1:5,反应温度90℃,液固比6:1,初始硫酸浓度100g/L,液固比=6:1,预氧化时间为12h,锰的浸出率达到96.3%。此时,黄铁矿的氧化率达到90.5%,预氧化渣氰化处理后金浸出率达到88.3%。
  • 地质采矿与安全工程
  • 郑超,黄原明,赵艳伟,胡正祥,王正雄,左雪飞,王建国
    摘要:
    地下矿山在采用房[1]柱法或者房柱法嗣后充填采矿法开采的过程中,为保证采场的稳定性,往往会预留大部分的矿柱来支撑着上部岩体。现如今采用的一些采矿方法在一定程度上对矿柱的稳定性造成损伤,因此研究和预防矿柱损伤变得至关重要,本文通过对比大红山铜矿西矿段180中段360-B144采场常规点柱法回采与点柱边界预裂爆破法两个方案,对矿柱造成的损伤来研究矿柱的稳定性。结果表明,常规点柱法回采爆破对矿柱的损伤深度在1.47m左右,而点柱边界预裂爆破对矿柱的损伤深度在1.21m左右,点柱边界预裂爆破与常规点柱法回采爆破相比,对周边矿柱的损伤影响较小。点柱边界预裂爆破区矿柱岩体声速变化幅度为9.02%,小于常规点柱法回采爆破区矿柱岩体声速变化幅度14.65%。
  • 提取冶金与化学工程
  • 程少逸,马玉天,张娟,席海龙,孙源君,宗红星,郭勇,李亦婧
    摘要:
    针对镍电解液中杂质锌的选择性分离困难,制备了一种咪唑基离子液体复合树脂。对复合树脂吸附锌氯配合离子的平衡、动力学和热力学特性、吸附选择性以及 pH、和温度对锌吸附率的影响进行研究。 结果表明,吸附符合 Freundlich 等温模型,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程为放热过程温度越低时吸附率越高,树脂对锌表现出了优异的选择性,低pH的溶液条件更有利于树脂吸附锌。离子液体复合树脂对锌的饱和吸附量可达62.38 mg/L。使用该树脂处理实际镍电解液中的杂质锌,移除率最高可达到97.28%,树脂经重复再生6次后仍然能达到85%以上的锌移除率。
  • 地质采矿与安全工程
  • 孟佳乐,黄永辉,张智宇
    摘要:
    针对露天深孔台阶爆破容易出现块度不均匀、大块率高等问题,运用经验公式法对台阶爆破参数进行计算并确定爆破方案,建立基于光滑粒子流体动力学(SPH)的台阶数值模型,对深孔台阶爆破孔排距共同作用下的岩体损伤情况及孔间应力大小进行研究。研究结果表明:孔排距会影响炮孔间的应力叠加作用,模拟过程中SPH粒子能良好地模拟出爆破过程中岩石运动状态和岩石损伤范围,当孔间距为8.5m、排间距为5.0m,爆破效果最佳。将模拟结果应用于现场试验,大块率较优化前降低了10.3%,块度平均合格率提高了5.2%,现场试验与模拟结果最优爆破方案效果高度一致,说明利用SPH的数值模拟方法研究台阶爆破是合理可行的。研究结果可为相关台阶爆破孔排距选择提供依据和参考。
  • 环境科学与工程
  • 王健行,张青青,曾亦婷,谢心怡,王赵鹏,王春英
    摘要:
    采用热活化过硫酸钾(PS)降解典型选矿药剂苯甲羟肟酸(BHA),考察不同温度、PS浓度、BHA浓度、pH及阴阳离子等条件对BHA降解效果的影响,分析降解产物及体系活性物种以明确体系降解机理,并通过绿豆芽发芽试验验证降解体系毒性变化。实验结果表明:PS浓度越高,温度越高降解效果越好,在70°C及1.5 mmol/L PS的条件下,反应120 min后,20 mg/L BHA的降解率达91.34%;强酸性和强碱性条件均能促进BHA的降解;HCO3-SiO32-Cu2+促进了BHA的去除;降解过程以SO4.-氧化为主.热活化PS降解BHA的主要中间产物为苯甲酸和羟胺,且Cu2+的存在促进了羟胺到气态氮的转化。绿豆发芽试验证明经降解后的反应体系毒性较原始溶液明显下降。
  • 材料制备与加工
  • 李晓丹,孙浩军,殷俊,刘艳梅,倪家强,周松,安金岚,回丽
    摘要:
    对激光沉积制造的Ti65钛合金进行室温低周疲劳实验,对比研究了高、低功率试样的低周疲劳性能。结果表明,高、低功率试样均表现出循环软化的特征,随着应变幅的增加,试样的软化率在不断提高;相同应变幅下,高功率试样的软化率和疲劳寿命高于低功率试样。通过损伤演化模型对疲劳寿命进行预测,预测结果较为准确,均处于1.5倍分散带以内。低应变幅下,低功率试样疲劳源萌生于气孔缺陷,高功率试样疲劳源萌生于表面裂纹,低功率试样裂纹萌生速度明显快于高功率试样,疲劳寿命更低;高应变幅下,试样具有多疲劳源,疲劳寿命明显下降。不同功率试样的裂纹均以穿晶断裂的形式进行扩展。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 张洋,崔毅琦,童雄,王靖,黄丹,闫增达,张宇
    摘要:
    针对铜硫浮选分离过程中,大量添加石灰引起的管道堵塞、矿浆环境差等问题,开发了一种新型黄铁矿抑制剂BY,应用于缅甸某硫化铜矿浮选试验并获得了良好的指标。该矿石含铜1.40%、硫8.95%,主要含铜矿物为黄铜矿,含硫矿物为黄铁矿和磁黄铁矿。采用抑制剂BY通过一粗两精一扫的浮选工艺流程,获得的铜精矿Cu品位为25.13%、回收率为93.47%,S品位为33.97%、回收率为19.93%。与石灰相比,精矿中铜品位和回收率分别提高了0.99和0.16个百分点,硫品位和回收率分别降低了1.01和2.14个百分点,闭路试验粗选pH值可由12降低至9.7,可实现低碱环境中铜硫的高效分离。
  • 环境科学与工程
  • 李丽华,毛望,裴尧尧,唐宗振,陈雪岭,李贲
    摘要:
    为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明:在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH为7干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。
  • 材料制备与加工
  • 郑月红,何湉楠,牛嘉楠,高颢洋,王娇,喇培清
    摘要:
    Cu-Ti合金作为导电弹簧,互联接插件等重要元器件的制备材料,其大规模工业制备方法和热处理工艺仍是当前铜合金领域亟需开发和推进的重点。本文采用具有工艺简单、环保节能、成本低廉等优点的铝热法制备了Ti含量分别为1.0 wt.%、4.5 wt.%、10.0 wt.%,即成分区间较大的Cu-Ti合金,且进一步采用固溶和时效处理来调控合金的综合性能。结果表明时效态的Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金中Ti元素主要呈固溶状态,只有非常少量尺寸较小的析出相,而Cu-10.0 wt.%Ti合金中存在大量尺寸较大的Cu4Ti相析出。随着Ti含量的增加,合金的导电率有明显降低的趋势,而硬度和强度则呈现与之相反的趋势。对于成分相同的合金,相较于固溶状态,时效后导电率先略微下降然后上升,450 °C时效4 h后,三个成分合金的导电率均高于固溶态合金;450 °C时效2 h后,Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金均获得了硬度、强度和延伸率的最大值,Cu-10.0 wt.%Ti合金的硬度和延伸率也获得了极大值,其屈服强度和抗拉强度则是随着时效时间呈略微下降的趋势。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 李志婷,彭华锋,汪庶明,先永骏,李豪
    摘要:
    安徽铜陵某铜硫矿浮选厂处理的原矿含铜0.34%,其中硫化铜占近93%,含硫31.26%,属于高硫低铜硫化矿。选厂铜回收率长期维持在82%-84%,明显低于原矿中硫化铜理论回收率,为提升该矿石中铜的回收,本文开展磨矿细度优化,以及复合酯类捕收剂强化铜浮选的试验研究。结果表明,在磨矿细度-74 μm占75%,使用复合酯类捕收剂的条件下,小型闭路试验获得铜精矿铜品位为16.43%,铜回收率达到94.07%的指标,较现场指标分别提高1个和9个百分点;通过对小试和现场产品的粒级组成深入分析得到,现场磨矿细度不足,磨矿产品粒度组成不均匀是造成铜损失在尾矿的关键原因。同时,小试结果证明使用新型复合酯类捕收剂可强化微细粒铜矿物的回收。这为选厂在实际生产中提升指标提供了科学的方向和依据。
  • 材料制备与加工
  • 王生宁,巩晓平,王强,李逢科,吴嘉诚,胡岳,安家志,余海存,丁万武
    摘要:
    3003铝合金具有适中的强度、良好的耐蚀性及优异的焊接性能等优势,被广泛应用于生产食品包装铝箔、散热器等产品。然而,3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,本文以本公司生产的3003铝合金冷轧1.0 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制耳率的关键因素。研究结果表明:3003铸轧产品冷轧退火后铝合金板材中的织构主要由Copper、Brass、S、Goss等形变织构和Cube、CubeND、P、R、黄铜R等再结晶织构组成,随着退火温度的升高,形变织构向再结晶织构的转变倾向增大,且显著伴随S型织构及R型织构的减少,Cube型及CubeND型织构的逐渐增加,当形变织构与再结晶织构比值介于0.67-0.73范围内时,冲压效果明显改善,制耳率效果理想。
  • 提取冶金与化学工程
  • 刘承飞,刘大方,舒波,夏洪应
    摘要:
    铜作为重要的有色金属,它支撑着我国的现代化建设。作为全世界精铜需求最大的国家,我们的铜矿产资源却远远不能满足自身的生产需求,还需大量依靠进口铜矿产资源。此外,在现代化工业发展的今天,矿铜冶炼工艺也面临着环境污染等问题。因此,急需完成废杂铜等二次铜资源的再生利用研究。据报道,现在再生铜的产量已达到334万吨左右。废杂铜熔炼产物粗铜的电解精炼在一定程度上缓解了目前我国面临的资源供需矛盾,也可有效解决废杂铜资源堆积的问题,对铜冶炼双碳战略具有重要的研究意义和价值。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 陈海君
    摘要:
    方铅矿与黄铜矿的分离一直是选矿领域的难点。使用硫酸预氧化可选择性抑制方铅矿表面可浮性,使得两种矿物可浮性产生差异,实现浮选分离。本研究针对铜铅混合精矿硫酸预氧化-浮选分离工艺进行了系统的参数优化。首先,利用单因素试验,分析了预氧化硫酸浓度、温度、时间等关键因素对铜铅混合精矿浮选分离效果的影响;其次,利用正交试验分析,建立了预氧化过程中各影响因素与浮选指标之间的数学模型;通过模型求解,得到最佳预氧化条件为硫酸浓度5 mol/L、时间40 min 、温度100 ℃。最后在上述条件下进行了混合精矿预氧化-浮选闭路试验,获得了铜精矿Cu品位18.03%,Cu回收率94.52%;铅精矿Pb品位47.12%,Pb回收率为91.29%的良好指标,铜铅分离效果显著,对铜铅硫化混合精矿的浮选高效分离提供了一定的借鉴。
  • 材料制备与加工
  • 周松,于洪远,王洪明
    摘要:
    采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(),少量沿扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。
  • 提取冶金与化学工程
  • 唐耀川,戴羽佳,吴林鸿,安莲英,周堃
    摘要:
    对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li:0.02)国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca2+、Mg2+:首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca2+,后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的 Ca2+、Mg2+;分别考察了物料比、反应温度、加料时间、加料速率、pH 值对卤水除杂效果的影响因素。实验结果表明:在反应温度60 ℃、硫酸钠用量为1.3、加料速率6 mL/min、反应时间70 min 条件下,溶液中 Ca2+ 的脱除率为96.22%,Li+ 的损失率为1.44%;在 pH 为14、10 mol/L NaOH、反应时间50 min、反应温度50 ℃、加料速率为8 mL/min条件下,最终溶液中 Ca2+ 脱除率为99.75%,Mg2+ 去除率为100%,Li+ 的损失率为0.04%;实现了钙镁离子的深度去除,为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件。
  • 马鹏,宗红星,吴红星,赵德刚,赵怀宇,张天权,金玉芬
    摘要:
    铜渣选尾料是铜冶炼炉渣经过选矿工艺处理后产出的尾料,其中赋存丰富的Fe、Ni、Cu、Cr等有价金属。本文以回转窑还原焙烧后得到的铜渣选尾料金属化球团为研究对象,采用80kVA交流电炉进行熔分实验,研究了额定工况下还原剂、助熔剂、沉降时间等不同工艺条件对Fe、Ni、Cu等金属回收率的影响,以及金属化球团熔分过程主要元素的迁移规律。结果表明,经回转窑还原得到的铜渣选尾料金属化球团在1530℃、熔剂率18%、沉降时间30min工艺条件下进行电炉熔分可有效回收铁、铜等有价金属,获得高品位铁合金产品,Fe回收率达95%以上,镍、铜回收率分别达到38%和71%。元素走向分析表明S、Pb、As等杂质元素会不同程度进入合金。
  • 材料制备与加工
  • 李泓达,汝娟坚,程明强
    摘要:
    以氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)为电解液,废白铜为阳极,钛片为阴极,在363 K下对废白铜进行了电解分离,并在阴极获得了高纯阴极铜。系统研究了温度和氯化亚铜(CuCl)浓度对ChCl-EG DES黏度和电导率的影响。结果表明,CuCl+ChCl-EG DES的黏度随着温度的升高而减小,随着CuCl浓度的升高而增大,电导率与之正好相反。阳极极化曲线表明,适当提高CuCl浓度可以使Cu和Ni的电位差增大,有利于铜镍的分离,但CuCl浓度过高会导致阳极溶解速率减慢。电解实验发现,当CuCl浓度升高时,直流电耗先减小后增大,电流效率则相反。当CuCl浓度为1 M时,废白铜电解分离的电流效率高达99.1 %,而直流电耗低至170.2 kW·h·t-1。阴极铜的纯度高达99.62 wt%,其表面形貌平整致密。
  • 地质采矿与安全工程
  • 董峰,李明,郭利杰,杨超
    摘要:
    本文首先测定了矿冶废渣及原材料的基本化学性质,并根据测试结果研发了复合型强碱性激发剂,用于激发矿冶废渣活性,从而制备出适用于矿山充填专用胶凝材料;通过XRD测试了充填专用胶凝材料硬化体中的水化反应产物,结果表明支撑充填体强度的主要物质为钙矾石(AFt)和氢氧化钙(CH)、铝胶(AH8-10)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)等。一个钙矾石(AFt)分子形成会结合和吸附32个H2O分子,表明矿山充填专用胶凝材料更适合含水量较大的尾砂充填料浆。同时采用SEM分析了不同龄期充填硬化体内部结构,揭露了充填硬化体强度增长规律,并分析了各阶段硬化体产生强度的机理;通过强度试验测试了不同条件下两种胶凝材料充填体强度,结果表明充填专用胶凝材料(KS)制备的充填体强度指标高于水泥(SN)制备的充填体强度,强度值相差1倍。
    地质采矿与安全工程
  • 郭加仁,刘江涛,王增加,杨纪光,朱庚杰
    摘要:
    在常规PID控制时充填浓度存在滞后性、时变性等特点,且易受尾砂性质和粒径等因素影响,提出了一种充填浓度的多目标优化控制策略。通过对充填工艺流程进行分析,构建充填浓度的多目标控制模型,设定多目标决策变量,建立对应的目标函数和约束条件,从底流浓度、充填质量、充填成本方面对充填浓度进行多目标优化,采用遗传算法进行求解,并在MATLAB中进行仿真。通过仿真曲线可知,多目标优化算法在评价指标方面满足质量合格、低成本的控制需求,与传统PID控制算法相比,多目标优化控制算法响应速度更快,鲁棒性更强,该充填系统运行以来,充填浓度稳定在70+-1% 左右,成本降低15%,满足工业生产要求。
  • 提取冶金与化学工程
  • 谭巧义,郭威,高立强,贾先兵,贾炎,孙和云,牛晓鹏,赵海平,阮仁满
    摘要:
    本文对黄铁矿-软锰矿两矿法酸性浸出工艺进行了研究,考察了硫酸浓度、配矿比、反应时间、液固比、反应温度等因素对浸出率的影响,确定了最适宜的浸出条件。并在此基础上开展了甘肃某地难处理金矿的浮选金精矿预氧化-氰化浸出试验研究,结果表明,当配矿质量比FeS2:MnO2=1:5,反应温度90℃,液固比6:1,初始硫酸浓度100g/L,液固比=6:1,预氧化时间为12h,锰的浸出率达到96.3%。此时,黄铁矿的氧化率达到90.5%,预氧化渣氰化处理后金浸出率达到88.3%。
  • 地质采矿与安全工程
  • 郑超,黄原明,赵艳伟,胡正祥,王正雄,左雪飞,王建国
    摘要:
    地下矿山在采用房[1]柱法或者房柱法嗣后充填采矿法开采的过程中,为保证采场的稳定性,往往会预留大部分的矿柱来支撑着上部岩体。现如今采用的一些采矿方法在一定程度上对矿柱的稳定性造成损伤,因此研究和预防矿柱损伤变得至关重要,本文通过对比大红山铜矿西矿段180中段360-B144采场常规点柱法回采与点柱边界预裂爆破法两个方案,对矿柱造成的损伤来研究矿柱的稳定性。结果表明,常规点柱法回采爆破对矿柱的损伤深度在1.47m左右,而点柱边界预裂爆破对矿柱的损伤深度在1.21m左右,点柱边界预裂爆破与常规点柱法回采爆破相比,对周边矿柱的损伤影响较小。点柱边界预裂爆破区矿柱岩体声速变化幅度为9.02%,小于常规点柱法回采爆破区矿柱岩体声速变化幅度14.65%。
  • 提取冶金与化学工程
  • 程少逸,马玉天,张娟,席海龙,孙源君,宗红星,郭勇,李亦婧
    摘要:
    针对镍电解液中杂质锌的选择性分离困难,制备了一种咪唑基离子液体复合树脂。对复合树脂吸附锌氯配合离子的平衡、动力学和热力学特性、吸附选择性以及 pH、和温度对锌吸附率的影响进行研究。 结果表明,吸附符合 Freundlich 等温模型,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程为放热过程温度越低时吸附率越高,树脂对锌表现出了优异的选择性,低pH的溶液条件更有利于树脂吸附锌。离子液体复合树脂对锌的饱和吸附量可达62.38 mg/L。使用该树脂处理实际镍电解液中的杂质锌,移除率最高可达到97.28%,树脂经重复再生6次后仍然能达到85%以上的锌移除率。
  • 地质采矿与安全工程
  • 孟佳乐,黄永辉,张智宇
    摘要:
    针对露天深孔台阶爆破容易出现块度不均匀、大块率高等问题,运用经验公式法对台阶爆破参数进行计算并确定爆破方案,建立基于光滑粒子流体动力学(SPH)的台阶数值模型,对深孔台阶爆破孔排距共同作用下的岩体损伤情况及孔间应力大小进行研究。研究结果表明:孔排距会影响炮孔间的应力叠加作用,模拟过程中SPH粒子能良好地模拟出爆破过程中岩石运动状态和岩石损伤范围,当孔间距为8.5m、排间距为5.0m,爆破效果最佳。将模拟结果应用于现场试验,大块率较优化前降低了10.3%,块度平均合格率提高了5.2%,现场试验与模拟结果最优爆破方案效果高度一致,说明利用SPH的数值模拟方法研究台阶爆破是合理可行的。研究结果可为相关台阶爆破孔排距选择提供依据和参考。
  • 环境科学与工程
  • 王健行,张青青,曾亦婷,谢心怡,王赵鹏,王春英
    摘要:
    采用热活化过硫酸钾(PS)降解典型选矿药剂苯甲羟肟酸(BHA),考察不同温度、PS浓度、BHA浓度、pH及阴阳离子等条件对BHA降解效果的影响,分析降解产物及体系活性物种以明确体系降解机理,并通过绿豆芽发芽试验验证降解体系毒性变化。实验结果表明:PS浓度越高,温度越高降解效果越好,在70°C及1.5 mmol/L PS的条件下,反应120 min后,20 mg/L BHA的降解率达91.34%;强酸性和强碱性条件均能促进BHA的降解;HCO3-SiO32-Cu2+促进了BHA的去除;降解过程以SO4.-氧化为主.热活化PS降解BHA的主要中间产物为苯甲酸和羟胺,且Cu2+的存在促进了羟胺到气态氮的转化。绿豆发芽试验证明经降解后的反应体系毒性较原始溶液明显下降。
  • 材料制备与加工
  • 李晓丹,孙浩军,殷俊,刘艳梅,倪家强,周松,安金岚,回丽
    摘要:
    对激光沉积制造的Ti65钛合金进行室温低周疲劳实验,对比研究了高、低功率试样的低周疲劳性能。结果表明,高、低功率试样均表现出循环软化的特征,随着应变幅的增加,试样的软化率在不断提高;相同应变幅下,高功率试样的软化率和疲劳寿命高于低功率试样。通过损伤演化模型对疲劳寿命进行预测,预测结果较为准确,均处于1.5倍分散带以内。低应变幅下,低功率试样疲劳源萌生于气孔缺陷,高功率试样疲劳源萌生于表面裂纹,低功率试样裂纹萌生速度明显快于高功率试样,疲劳寿命更低;高应变幅下,试样具有多疲劳源,疲劳寿命明显下降。不同功率试样的裂纹均以穿晶断裂的形式进行扩展。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 张洋,崔毅琦,童雄,王靖,黄丹,闫增达,张宇
    摘要:
    针对铜硫浮选分离过程中,大量添加石灰引起的管道堵塞、矿浆环境差等问题,开发了一种新型黄铁矿抑制剂BY,应用于缅甸某硫化铜矿浮选试验并获得了良好的指标。该矿石含铜1.40%、硫8.95%,主要含铜矿物为黄铜矿,含硫矿物为黄铁矿和磁黄铁矿。采用抑制剂BY通过一粗两精一扫的浮选工艺流程,获得的铜精矿Cu品位为25.13%、回收率为93.47%,S品位为33.97%、回收率为19.93%。与石灰相比,精矿中铜品位和回收率分别提高了0.99和0.16个百分点,硫品位和回收率分别降低了1.01和2.14个百分点,闭路试验粗选pH值可由12降低至9.7,可实现低碱环境中铜硫的高效分离。
  • 环境科学与工程
  • 李丽华,毛望,裴尧尧,唐宗振,陈雪岭,李贲
    摘要:
    为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明:在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH为7干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。
  • 材料制备与加工
  • 郑月红,何湉楠,牛嘉楠,高颢洋,王娇,喇培清
    摘要:
    Cu-Ti合金作为导电弹簧,互联接插件等重要元器件的制备材料,其大规模工业制备方法和热处理工艺仍是当前铜合金领域亟需开发和推进的重点。本文采用具有工艺简单、环保节能、成本低廉等优点的铝热法制备了Ti含量分别为1.0 wt.%、4.5 wt.%、10.0 wt.%,即成分区间较大的Cu-Ti合金,且进一步采用固溶和时效处理来调控合金的综合性能。结果表明时效态的Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金中Ti元素主要呈固溶状态,只有非常少量尺寸较小的析出相,而Cu-10.0 wt.%Ti合金中存在大量尺寸较大的Cu4Ti相析出。随着Ti含量的增加,合金的导电率有明显降低的趋势,而硬度和强度则呈现与之相反的趋势。对于成分相同的合金,相较于固溶状态,时效后导电率先略微下降然后上升,450 °C时效4 h后,三个成分合金的导电率均高于固溶态合金;450 °C时效2 h后,Cu-1.0 wt.%Ti和Cu-4.5 wt.%Ti合金均获得了硬度、强度和延伸率的最大值,Cu-10.0 wt.%Ti合金的硬度和延伸率也获得了极大值,其屈服强度和抗拉强度则是随着时效时间呈略微下降的趋势。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 李志婷,彭华锋,汪庶明,先永骏,李豪
    摘要:
    安徽铜陵某铜硫矿浮选厂处理的原矿含铜0.34%,其中硫化铜占近93%,含硫31.26%,属于高硫低铜硫化矿。选厂铜回收率长期维持在82%-84%,明显低于原矿中硫化铜理论回收率,为提升该矿石中铜的回收,本文开展磨矿细度优化,以及复合酯类捕收剂强化铜浮选的试验研究。结果表明,在磨矿细度-74 μm占75%,使用复合酯类捕收剂的条件下,小型闭路试验获得铜精矿铜品位为16.43%,铜回收率达到94.07%的指标,较现场指标分别提高1个和9个百分点;通过对小试和现场产品的粒级组成深入分析得到,现场磨矿细度不足,磨矿产品粒度组成不均匀是造成铜损失在尾矿的关键原因。同时,小试结果证明使用新型复合酯类捕收剂可强化微细粒铜矿物的回收。这为选厂在实际生产中提升指标提供了科学的方向和依据。
  • 材料制备与加工
  • 王生宁,巩晓平,王强,李逢科,吴嘉诚,胡岳,安家志,余海存,丁万武
    摘要:
    3003铝合金具有适中的强度、良好的耐蚀性及优异的焊接性能等优势,被广泛应用于生产食品包装铝箔、散热器等产品。然而,3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,本文以本公司生产的3003铝合金冷轧1.0 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制耳率的关键因素。研究结果表明:3003铸轧产品冷轧退火后铝合金板材中的织构主要由Copper、Brass、S、Goss等形变织构和Cube、CubeND、P、R、黄铜R等再结晶织构组成,随着退火温度的升高,形变织构向再结晶织构的转变倾向增大,且显著伴随S型织构及R型织构的减少,Cube型及CubeND型织构的逐渐增加,当形变织构与再结晶织构比值介于0.67-0.73范围内时,冲压效果明显改善,制耳率效果理想。
  • 提取冶金与化学工程
  • 刘承飞,刘大方,舒波,夏洪应
    摘要:
    铜作为重要的有色金属,它支撑着我国的现代化建设。作为全世界精铜需求最大的国家,我们的铜矿产资源却远远不能满足自身的生产需求,还需大量依靠进口铜矿产资源。此外,在现代化工业发展的今天,矿铜冶炼工艺也面临着环境污染等问题。因此,急需完成废杂铜等二次铜资源的再生利用研究。据报道,现在再生铜的产量已达到334万吨左右。废杂铜熔炼产物粗铜的电解精炼在一定程度上缓解了目前我国面临的资源供需矛盾,也可有效解决废杂铜资源堆积的问题,对铜冶炼双碳战略具有重要的研究意义和价值。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 陈海君
    摘要:
    方铅矿与黄铜矿的分离一直是选矿领域的难点。使用硫酸预氧化可选择性抑制方铅矿表面可浮性,使得两种矿物可浮性产生差异,实现浮选分离。本研究针对铜铅混合精矿硫酸预氧化-浮选分离工艺进行了系统的参数优化。首先,利用单因素试验,分析了预氧化硫酸浓度、温度、时间等关键因素对铜铅混合精矿浮选分离效果的影响;其次,利用正交试验分析,建立了预氧化过程中各影响因素与浮选指标之间的数学模型;通过模型求解,得到最佳预氧化条件为硫酸浓度5 mol/L、时间40 min 、温度100 ℃。最后在上述条件下进行了混合精矿预氧化-浮选闭路试验,获得了铜精矿Cu品位18.03%,Cu回收率94.52%;铅精矿Pb品位47.12%,Pb回收率为91.29%的良好指标,铜铅分离效果显著,对铜铅硫化混合精矿的浮选高效分离提供了一定的借鉴。
  • 材料制备与加工
  • 周松,于洪远,王洪明
    摘要:
    采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(),少量沿扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。
  • 提取冶金与化学工程
  • 唐耀川,戴羽佳,吴林鸿,安莲英,周堃
    摘要:
    对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li:0.02)国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca2+、Mg2+:首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca2+,后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的 Ca2+、Mg2+;分别考察了物料比、反应温度、加料时间、加料速率、pH 值对卤水除杂效果的影响因素。实验结果表明:在反应温度60 ℃、硫酸钠用量为1.3、加料速率6 mL/min、反应时间70 min 条件下,溶液中 Ca2+ 的脱除率为96.22%,Li+ 的损失率为1.44%;在 pH 为14、10 mol/L NaOH、反应时间50 min、反应温度50 ℃、加料速率为8 mL/min条件下,最终溶液中 Ca2+ 脱除率为99.75%,Mg2+ 去除率为100%,Li+ 的损失率为0.04%;实现了钙镁离子的深度去除,为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件。
  • 马鹏,宗红星,吴红星,赵德刚,赵怀宇,张天权,金玉芬
    摘要:
    铜渣选尾料是铜冶炼炉渣经过选矿工艺处理后产出的尾料,其中赋存丰富的Fe、Ni、Cu、Cr等有价金属。本文以回转窑还原焙烧后得到的铜渣选尾料金属化球团为研究对象,采用80kVA交流电炉进行熔分实验,研究了额定工况下还原剂、助熔剂、沉降时间等不同工艺条件对Fe、Ni、Cu等金属回收率的影响,以及金属化球团熔分过程主要元素的迁移规律。结果表明,经回转窑还原得到的铜渣选尾料金属化球团在1530℃、熔剂率18%、沉降时间30min工艺条件下进行电炉熔分可有效回收铁、铜等有价金属,获得高品位铁合金产品,Fe回收率达95%以上,镍、铜回收率分别达到38%和71%。元素走向分析表明S、Pb、As等杂质元素会不同程度进入合金。
  • 材料制备与加工
  • 李泓达,汝娟坚,程明强
    摘要:
    以氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)为电解液,废白铜为阳极,钛片为阴极,在363 K下对废白铜进行了电解分离,并在阴极获得了高纯阴极铜。系统研究了温度和氯化亚铜(CuCl)浓度对ChCl-EG DES黏度和电导率的影响。结果表明,CuCl+ChCl-EG DES的黏度随着温度的升高而减小,随着CuCl浓度的升高而增大,电导率与之正好相反。阳极极化曲线表明,适当提高CuCl浓度可以使Cu和Ni的电位差增大,有利于铜镍的分离,但CuCl浓度过高会导致阳极溶解速率减慢。电解实验发现,当CuCl浓度升高时,直流电耗先减小后增大,电流效率则相反。当CuCl浓度为1 M时,废白铜电解分离的电流效率高达99.1 %,而直流电耗低至170.2 kW·h·t-1。阴极铜的纯度高达99.62 wt%,其表面形貌平整致密。
  • 地质采矿与安全工程
  • 董峰,李明,郭利杰,杨超
    摘要:
    本文首先测定了矿冶废渣及原材料的基本化学性质,并根据测试结果研发了复合型强碱性激发剂,用于激发矿冶废渣活性,从而制备出适用于矿山充填专用胶凝材料;通过XRD测试了充填专用胶凝材料硬化体中的水化反应产物,结果表明支撑充填体强度的主要物质为钙矾石(AFt)和氢氧化钙(CH)、铝胶(AH8-10)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)等。一个钙矾石(AFt)分子形成会结合和吸附32个H2O分子,表明矿山充填专用胶凝材料更适合含水量较大的尾砂充填料浆。同时采用SEM分析了不同龄期充填硬化体内部结构,揭露了充填硬化体强度增长规律,并分析了各阶段硬化体产生强度的机理;通过强度试验测试了不同条件下两种胶凝材料充填体强度,结果表明充填专用胶凝材料(KS)制备的充填体强度指标高于水泥(SN)制备的充填体强度,强度值相差1倍。

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