矿山开采与安全
赵 杰,赵志强,罗思岗,王国强,胡杨甲,胡志凯
摘要:
针对某低品位铜铅锌硫化矿,采用铜铅顺序优先浮选-锌硫混合浮选再分离工艺进行了浮选分离试验研究。选用高效选择性铜捕收剂BK916和铅捕收剂BK906进行了铜铅顺序优先浮选试验研究,并在锌硫分离试验研究中,利用环保型抑制剂BD和石灰的组合作用,有效抑制了锌硫混合精矿中的黄铁矿,获得了铜品位20.68%、铜回收率72.98%的铜精矿,铅品位61.38%、铅回收率73.57%的铅精矿,锌品位46.31%,锌回收率73.17%的锌精矿和硫品位48.54%的硫精矿。
胡厚勤,谢海云
摘要:
攀西地区钒钛磁铁矿中的钛铁矿主要采用粗、细粒分级分选工艺,存在流程复杂及能耗较高的问题。本文首先对攀西某选厂粗、细粒钛铁矿性质进行了分析,其次开展了粗粒钛铁矿、细粒钛铁矿单一浮选试验及混合浮选试验研究。结果表明,粗、细粒钛铁矿混合浮选指标较好,工艺可行。本论文对简化钛浮选流程、降低生产成本和提升钛铁矿选矿水平提供了一定借鉴。
张迎棋
摘要:
本文以大红柳滩某锂铍多金属矿为研究对象,研究了N甲基9十七烯酰胺基乙磺酸钠和N-甲基脂肪酰胺基乙酸盐作清洗剂时矿物表面清洗浮选对锂铍矿物可浮性及锂铍分离效果的影响,并对矿物表面清洗浮选的试验条件进行了优化。闭路试验的结果表明,在磨矿细度-0.074 mm 72%的条件下,清洗浮选可以获得锂精矿Li2O品位为6.01%,Li2O回收率为87.60%;铍精矿BeO品位6.57%,BeO回收率62.90%的良好指标。其中,锂精矿中BeO品位为0.049%,BeO回收率为31.20%,较好地实现了锂铍分离。
曹阳,刘殿文
摘要:
采用矿物解离分析仪和化学等分析测试手段,在磨矿细度为-0.074mm占92.27%的条件下,对白云鄂博西矿的矿物组成、嵌布特性和粒度分布等方面进行研究。根据矿石的矿物学特征和工业选矿流程的可行性,对原则流程进行了制定并进行了条件优化试验。在此基础上,采用新型稀土捕收剂CMS-1和抑制剂CAM-1,通过稀土浮选开路试验得到REO品位为10.17%,回收率为86.15%的稀土粗精矿。采用新型萤石捕收剂CMK-2和抑制剂CMP-1和CMP-2,通过实验室小型闭路试验,得到CaF2品位90.80%、回收率33.00%的萤石精矿,为选别同种类型矿石提供理论依据。
张华,杨稳权,李海兵,何海涛,蔡忠俊,王冲
摘要:
针对云南某大型磷化工湿法磷酸副产石膏,研究了磷石膏的浮选提纯工艺技术。研究表明,在矿浆pH=1.3,捕收剂YP8-2用量为0.3kg/t时,通过全粒级“一粗二精一扫”正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为97.63%,回收率为94.72%的选矿指标;通过分级“一粗一精一扫”的正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为98.92%,回收率为98.19%的选矿指标。该磷酸工业副产石膏提纯试验研究结果,为磷石膏资源的高值化利用提供预处理技术。
黄松,王俊
摘要:
针对大屯锡矿进入深部开采后巷道围岩稳定性差的问题,为了保证矿山安全高效开采,本文采用数值模拟的方法分析了采场埋深、六边形矿房跨高比和侧压系数对围岩稳定性的影响。研究表明:(1)各影响因素对围岩的位移和应力均有影响,且各影响因素之间存在显著的交互作用;(2)采场埋深和侧压系数对采场围岩位移的影响较跨高比更加显著;(3)六边形矿房宽度大于高度时,两帮应力呈线性增长,跨高比对围岩应力的影响大于采场埋深和侧压系数。据此,当确定采场埋深和侧压系数后,改变六边形矿房的尺寸可以提高围岩的稳定性,研究结果对开采设计具有一定的参考价值。
吕冠颖,刘畅,何环莎,郭泽洋
摘要:
为解决RMR岩体质量分级方法单一评价因素在某一特定强度值或完整性指标附近评分结果会呈现阶梯状突变的问题。利用N阶多项式回归方程,对RMR岩体质量分级体系中单轴抗压强度、点载荷强度、钻孔RQD指标和节理间距与评分体系之间的关系进行了非线性连续拟合,在此基础上优化了原评价体系。结果表明:优化后的RMR岩体质量分级方法消除了原评价体系中的局部突变,使评价结果具有连续性、客观性和现场适用性,该方法已为多个矿山的岩体质量工作评价提供了更为科学、准确的技术支撑和依据。
马旭伟
摘要:
为了解决现有静态路径规划方法无法满足煤矿井下突水灾害动态变化需求,以及传统最短路径算法运行效率有待提升等问题,提出一种基于策略的矿井水灾避灾路径动态规划方法及系统。该方法考虑水流对人员逃生的影响,首先将巷道环境影响因子对避灾路径的影响程度量化为巷道距离当量长度;然后以时间最短为原则,引入人员逃生速度,计算逃生通过每条巷道的时间,构建以逃生时间为邻接矩阵的数学模型;并结合安全监控、水文监测系统联动策略,根据实时监测的井下环境情况,动态修改巷道节点属性,开发基于三维GIS一张图的矿井水灾避灾路径三维动态规划系统。最后,结合矿井实例进行测试分析,验证了算法设计的有效性,可以指导井下人员安全撤离,提高煤矿安全管控能力。
宋洪宇,马宏伟,邵 琳,赵培显,王金洋
摘要:
地下矿山大规模开采会对周围岩体造成扰动,会出现围岩的变形、开裂或者移动,逐渐对地表及其建构筑物造成威胁。以张家岭整合矿区深部大规模开采对地表及其建构筑物的稳定性影响为研究背景,通过辨识得到张家岭整合矿区影响范围内主要建构筑物的保护等级,进而分析影响地表变形的主要因素,结合实际工程地质条件,采用数值模拟方法,利用3Dmine-FLAC3D联合建模分析方法,对张家岭整合矿区深部矿体一期及二期开采后,地表变形及地表构建筑物稳定性进行分析。计算结果表明:一期开采地表移动变形较小,随着二期开采的展开,地表最大竖直位移及最大水平位移逐步增大,其中地表最大沉降为10mm;分析在深部开采结束后, G206国道、尾矿库、竖井、村落、诸河流的地表倾斜、地表曲率及地表水平变形值均满足相关规范要求,因此得出张家岭矿区地下开采对该区域的地表变形影响较弱。
冶金与材料
史彦辉,武海军,杨国强,张娟,张晓冬,段东平
摘要:
火法炼铜过程中产生大量的液态高温渣,一般通过缓冷水淬方式冷却,该处理过程时间长、耗水量大,造成大量的高质热量散失。为提高冶炼铜渣的处理效率和余热利用率,兼顾有价金属元素的回收利用,本文提出转杯粒化技术、颗粒流储换热余热发电技术和气基直接还原铜渣技术结合的工艺系统,并基于此工艺流程进行了物质流、能量流分析。本工艺利用了颗粒流在换热、化学反应过程中的高换热面密度和流动性,通过转杯粒化将液态铜渣转化为流动性好的高温粒化铜渣,分别经过颗粒流换热和气基直接还原回收铜渣中的高温余热和有价金属,可实现铜渣连续化处理工艺,占地小、无水耗,降低了铜冶炼工艺能耗和环保成本。本工艺系统中,每处理1 t铜渣,可回收海绵铁431 kg,余热发电95 kWh,铜渣总余热的77.5%得到回收利用。
杨国强,刘硕,史彦辉,武海军,雷承勇,刘艳
摘要:
铜渣是火法炼铜过程产生的固废,从冶炼炉排出的温度在1200 ℃~1300 ℃,显热能级高,属高品位余热资源,具有很好的回收价值。目前,铜冶炼企业主要采用缓冷—破碎—选矿的方式处理铜渣,未考虑高温铜渣余热回收利用问题,致使大量热量被浪费。为了符合国家节能减排政策的要求,高温铜渣余热回收技术越来越受到重视。本文对铜渣的物性和现行处理方法进行了概述,然后从物理方法和化学方法两种方式总结了现在高温铜渣余热回收技术的研究进展,并提出了高温铜渣余热回收技术未来的研究方向,最后对该技术的未来发展做出展望。
吕成洵,袁亚强,索延帅,郭豪
摘要:
在“双碳”目标的背景下,结合国内能源应用现状,采用煤层气喷吹替代部分固体燃料用于烧结生产,开发适宜的喷吹装备,不仅能改善烧结矿质量,还可以有效实现烧结生产的减排和降本。本文根据富氢烧结技术原理并结合现场情况,确定了喷吹装备的设计参数并进行了工业化试验,分析了煤层气喷吹对烧结产、质量以及能耗指标的影响。研究表明:在吨矿喷吹量为0.48 m3/t时,烧结矿产量变化不大,粒径与强度明显提高,固体燃耗减少了2.44 kg/t, CO2减排量能达到6.04 kg/t,生产成本可降低2.34元/t。
曹玉杰,张鹏杰,孙威
摘要:
采用晶间掺杂方法将不同含量的纳米Al加入钕铁硼细粉中,制备出不同纳米Al掺杂量的烧结钕铁硼磁体。系统研究了纳米Al的掺杂对烧结钕铁硼磁体微观结构、磁性能和温度稳定性的影响。结果表明:纳米Al的掺杂可以明显提高磁体的矫顽力,其矫顽力由未掺杂纳米Al时的8.91 kOe提高到掺杂0.8 wt%纳米Al时的12.34 kOe,但纳米Al的掺杂也会导致磁体的剩磁和磁能积的降低。纳米Al的掺杂能够改善磁体的温度稳定性。由于纳米Al的熔点低,通过掺杂纳米Al既有助于烧结磁体的液相烧结促进其致密化,又能减少块状富稀土相,增加薄片状富稀土相,起到去磁耦合作用,对于烧结磁体的磁硬化具有重要作用。
余天玮,邵宗普,刘亚飞,陈彦彬
摘要:
为了在储能技术领域实现高能量密度和良好的安全性的目标,全固态锂电池(ASSLBs)成为广泛研究的焦点。作为全固态锂电池的主要组成部分,无机固态电解质在全固态锂电池中起着至关重要的作用。在过去的几年里,无机固体电解质的研究已经取得了重大进展。经过几十年的研究努力,各种具有高离子导电性的锂固体电解质相继报道,硫化物固态电解质在高电位下的不稳定性限制了其在超过4.0 V (vs. Li+/Li) 的高压正极材料中的应用;氧化物固态电解质在固固接触上的固有刚性限制了其机械加工性能;卤化物固态电解质同硫化物一并具有严重的空气湿度不稳定性,阻碍其大规模应用。本文针对电池循环过程中,固态电解质与电极匹配的界面副反应问题、材料本征的吸湿性(空气湿度稳定性差)的问题,以及固态电解质与电极界面物理接触失效问题等技术问题及其改进策略进行了总结和探讨,并提出了关于无机固态电解质自身与界面稳定性未来可行的研究方向。
资源利用与材料制备
李亚民,黄凌云,李汶交,李巧蕾,童雄
摘要:
在有色金属开采利用过程中产生了大量尾矿,尾矿堆存不仅造成了有价资源浪费,还存在安全隐患和环境污染。本文从有色金属尾矿的特点、危害和资源现状,详述了有色金属尾矿的综合利用途径。主要包括尾矿再选回收、充填矿山采空区、生产建筑材料、用作土壤改良剂和微量元素肥料、复垦植被和处理废水。讨论了各综合利用途径的优势和局限性,总结了目前比较有效的利用途径;并进一步阐述了有色金属尾矿在废水处理领域中的利用情况,可为有色金属尾矿的综合利用提供参考。
王万金,楚敬龙,崔贺,郑明英
摘要:
针对岩溶山区某2个电解锰渣库渗漏污染下游岩溶地下河出口的具体问题,在对锰渣库污染地下水的机理研究及详细水文地质勘察的基础上,根据锰渣库位于地下水系统排泄区、而地下水系统的补给径流区全为岩溶洼地的特点,提出了“分区治理、清污分流”的源头防控治理方法。根据关键区域抽水试验及理论分析预估,按照该治理方法实施治理工程后,被污染地下河出口水量总体可减少达70%以上,节约污水治理资金300万元/年。
徐佳佳,高文谦
摘要:
环境监理是建设项目“三同时”验收监管的重要辅助手段,也是建设单位依托第三方加强项目全过程环境保护监管的内在需求。针对某酸性水库坝脚酸性水渗漏问题,采取坝体及坝基防渗治理、排水洞防渗治理以及下游渗水回收系统完善等防渗措施,涉及水泥灌浆、化学灌浆、HDPE土工膜防渗等隐蔽工程。根据工程特点,结合环境影响评价文件、设计文件等资料,对隐蔽工程施工、污染防治措施落实、环保行为达标的环境监理要点进行了全面分析,并提出工作建议。研究结果可作为建设单位行之有效的内部环境监管指导,也为同类工程的环境管理提供借鉴和参考。
设备与自动化
朱颖舟,汪晓春,陆博,刘道喜
摘要:
在半自磨磨矿作业中,半自磨机的给矿通常是粒级分布较宽的固体物料,利用筒体内的物料自身做磨矿介质,在筒体内进行连续强烈地冲击磨剥以达到粉磨的目的。所以给矿粒度特性以及矿石可磨性对半自磨过程的影响远大于常规碎磨流程,矿石粒级(块度)分布是一个表征碎矿状态的关键检测工艺参数。通过对给矿皮带上矿石图像进行矿石的粒度特性分析,从给矿源头上实现矿石块度实时检测。本文基于多尺度的矿石图像分析系统,实时采集半自磨给矿矿石图像,通过图像处理技术,实现矿石块度有效分割,以及粒级统计,为半自磨给矿矿石块度控制提供数据支撑。
矿物加工与工艺矿物学
陈巧妹,姜楚灵,欧阳林莉
摘要:
以内蒙古自治区某铷矿石为研究对象,通过化学多元素分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析和MLA(矿物参数自动分析系统)等分析手段对铷矿样的化学成分、矿物组成及含量、嵌布特征、粒度分布、铷元素的赋存状态等进行了工艺矿物学研究。研究结果表明:铷矿石的主要矿物为钠长石、石英、钾长石、云母、高岭石等。矿石中Rb2O含量为0.107%,铷主要以类质同象的形式存在于云母和钾长石中。云母中铷含量0.886%,分布率为47.49%;钾长石铷含量0.226%,分布率为52.51%。矿石中,石英粒度最大,而钾长石和钠长石的嵌布粒度较接近,粒级区间为0.74~1.2mm;云母粒度主要分布在0.02~0.85mm之间,微细粒云母和穿插在长石或被长石包裹中的云母较难实现单体解离,也较易产生泥化,不利于铷的选矿回收。
庞建涛,李树建,肖喆,杨建光,袁明礼,丁文俊,吴浩
摘要:
为了降低磷矿精矿中的倍半氧化物含量,提高湿法磷酸品质,利用XRF、偏光显微镜、SEM、MLA等技术手段,查明了磷矿矿物组成特征、倍半氧化物的赋存特征、磨矿分异特征、赋存矿物单体解离特征等。研究结果表明:Fe2O3主要赋存在褐铁矿中,主要呈集合体形式集中分布、星点状分散分布、侵染状分布、脉状分布;Al2O3主要赋存在白云母、水云母中,呈碎片状,为层状硅酸盐矿物。磨矿后Fe2O3、Al2O3均有向细粒级富集的分异特征,且单体解离情况较好,为选矿脱除提供了基础条件。褐铁矿和层状硅酸盐矿物表面具亲水性,磷矿反浮选工艺难以脱除。
矿山开采与安全
赵 杰,赵志强,罗思岗,王国强,胡杨甲,胡志凯
摘要:
针对某低品位铜铅锌硫化矿,采用铜铅顺序优先浮选-锌硫混合浮选再分离工艺进行了浮选分离试验研究。选用高效选择性铜捕收剂BK916和铅捕收剂BK906进行了铜铅顺序优先浮选试验研究,并在锌硫分离试验研究中,利用环保型抑制剂BD和石灰的组合作用,有效抑制了锌硫混合精矿中的黄铁矿,获得了铜品位20.68%、铜回收率72.98%的铜精矿,铅品位61.38%、铅回收率73.57%的铅精矿,锌品位46.31%,锌回收率73.17%的锌精矿和硫品位48.54%的硫精矿。
胡厚勤,谢海云
摘要:
攀西地区钒钛磁铁矿中的钛铁矿主要采用粗、细粒分级分选工艺,存在流程复杂及能耗较高的问题。本文首先对攀西某选厂粗、细粒钛铁矿性质进行了分析,其次开展了粗粒钛铁矿、细粒钛铁矿单一浮选试验及混合浮选试验研究。结果表明,粗、细粒钛铁矿混合浮选指标较好,工艺可行。本论文对简化钛浮选流程、降低生产成本和提升钛铁矿选矿水平提供了一定借鉴。
张迎棋
摘要:
本文以大红柳滩某锂铍多金属矿为研究对象,研究了N甲基9十七烯酰胺基乙磺酸钠和N-甲基脂肪酰胺基乙酸盐作清洗剂时矿物表面清洗浮选对锂铍矿物可浮性及锂铍分离效果的影响,并对矿物表面清洗浮选的试验条件进行了优化。闭路试验的结果表明,在磨矿细度-0.074 mm 72%的条件下,清洗浮选可以获得锂精矿Li2O品位为6.01%,Li2O回收率为87.60%;铍精矿BeO品位6.57%,BeO回收率62.90%的良好指标。其中,锂精矿中BeO品位为0.049%,BeO回收率为31.20%,较好地实现了锂铍分离。
曹阳,刘殿文
摘要:
采用矿物解离分析仪和化学等分析测试手段,在磨矿细度为-0.074mm占92.27%的条件下,对白云鄂博西矿的矿物组成、嵌布特性和粒度分布等方面进行研究。根据矿石的矿物学特征和工业选矿流程的可行性,对原则流程进行了制定并进行了条件优化试验。在此基础上,采用新型稀土捕收剂CMS-1和抑制剂CAM-1,通过稀土浮选开路试验得到REO品位为10.17%,回收率为86.15%的稀土粗精矿。采用新型萤石捕收剂CMK-2和抑制剂CMP-1和CMP-2,通过实验室小型闭路试验,得到CaF2品位90.80%、回收率33.00%的萤石精矿,为选别同种类型矿石提供理论依据。
张华,杨稳权,李海兵,何海涛,蔡忠俊,王冲
摘要:
针对云南某大型磷化工湿法磷酸副产石膏,研究了磷石膏的浮选提纯工艺技术。研究表明,在矿浆pH=1.3,捕收剂YP8-2用量为0.3kg/t时,通过全粒级“一粗二精一扫”正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为97.63%,回收率为94.72%的选矿指标;通过分级“一粗一精一扫”的正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为98.92%,回收率为98.19%的选矿指标。该磷酸工业副产石膏提纯试验研究结果,为磷石膏资源的高值化利用提供预处理技术。
黄松,王俊
摘要:
针对大屯锡矿进入深部开采后巷道围岩稳定性差的问题,为了保证矿山安全高效开采,本文采用数值模拟的方法分析了采场埋深、六边形矿房跨高比和侧压系数对围岩稳定性的影响。研究表明:(1)各影响因素对围岩的位移和应力均有影响,且各影响因素之间存在显著的交互作用;(2)采场埋深和侧压系数对采场围岩位移的影响较跨高比更加显著;(3)六边形矿房宽度大于高度时,两帮应力呈线性增长,跨高比对围岩应力的影响大于采场埋深和侧压系数。据此,当确定采场埋深和侧压系数后,改变六边形矿房的尺寸可以提高围岩的稳定性,研究结果对开采设计具有一定的参考价值。
吕冠颖,刘畅,何环莎,郭泽洋
摘要:
为解决RMR岩体质量分级方法单一评价因素在某一特定强度值或完整性指标附近评分结果会呈现阶梯状突变的问题。利用N阶多项式回归方程,对RMR岩体质量分级体系中单轴抗压强度、点载荷强度、钻孔RQD指标和节理间距与评分体系之间的关系进行了非线性连续拟合,在此基础上优化了原评价体系。结果表明:优化后的RMR岩体质量分级方法消除了原评价体系中的局部突变,使评价结果具有连续性、客观性和现场适用性,该方法已为多个矿山的岩体质量工作评价提供了更为科学、准确的技术支撑和依据。
马旭伟
摘要:
为了解决现有静态路径规划方法无法满足煤矿井下突水灾害动态变化需求,以及传统最短路径算法运行效率有待提升等问题,提出一种基于策略的矿井水灾避灾路径动态规划方法及系统。该方法考虑水流对人员逃生的影响,首先将巷道环境影响因子对避灾路径的影响程度量化为巷道距离当量长度;然后以时间最短为原则,引入人员逃生速度,计算逃生通过每条巷道的时间,构建以逃生时间为邻接矩阵的数学模型;并结合安全监控、水文监测系统联动策略,根据实时监测的井下环境情况,动态修改巷道节点属性,开发基于三维GIS一张图的矿井水灾避灾路径三维动态规划系统。最后,结合矿井实例进行测试分析,验证了算法设计的有效性,可以指导井下人员安全撤离,提高煤矿安全管控能力。
宋洪宇,马宏伟,邵 琳,赵培显,王金洋
摘要:
地下矿山大规模开采会对周围岩体造成扰动,会出现围岩的变形、开裂或者移动,逐渐对地表及其建构筑物造成威胁。以张家岭整合矿区深部大规模开采对地表及其建构筑物的稳定性影响为研究背景,通过辨识得到张家岭整合矿区影响范围内主要建构筑物的保护等级,进而分析影响地表变形的主要因素,结合实际工程地质条件,采用数值模拟方法,利用3Dmine-FLAC3D联合建模分析方法,对张家岭整合矿区深部矿体一期及二期开采后,地表变形及地表构建筑物稳定性进行分析。计算结果表明:一期开采地表移动变形较小,随着二期开采的展开,地表最大竖直位移及最大水平位移逐步增大,其中地表最大沉降为10mm;分析在深部开采结束后, G206国道、尾矿库、竖井、村落、诸河流的地表倾斜、地表曲率及地表水平变形值均满足相关规范要求,因此得出张家岭矿区地下开采对该区域的地表变形影响较弱。
冶金与材料
史彦辉,武海军,杨国强,张娟,张晓冬,段东平
摘要:
火法炼铜过程中产生大量的液态高温渣,一般通过缓冷水淬方式冷却,该处理过程时间长、耗水量大,造成大量的高质热量散失。为提高冶炼铜渣的处理效率和余热利用率,兼顾有价金属元素的回收利用,本文提出转杯粒化技术、颗粒流储换热余热发电技术和气基直接还原铜渣技术结合的工艺系统,并基于此工艺流程进行了物质流、能量流分析。本工艺利用了颗粒流在换热、化学反应过程中的高换热面密度和流动性,通过转杯粒化将液态铜渣转化为流动性好的高温粒化铜渣,分别经过颗粒流换热和气基直接还原回收铜渣中的高温余热和有价金属,可实现铜渣连续化处理工艺,占地小、无水耗,降低了铜冶炼工艺能耗和环保成本。本工艺系统中,每处理1 t铜渣,可回收海绵铁431 kg,余热发电95 kWh,铜渣总余热的77.5%得到回收利用。
杨国强,刘硕,史彦辉,武海军,雷承勇,刘艳
摘要:
铜渣是火法炼铜过程产生的固废,从冶炼炉排出的温度在1200 ℃~1300 ℃,显热能级高,属高品位余热资源,具有很好的回收价值。目前,铜冶炼企业主要采用缓冷—破碎—选矿的方式处理铜渣,未考虑高温铜渣余热回收利用问题,致使大量热量被浪费。为了符合国家节能减排政策的要求,高温铜渣余热回收技术越来越受到重视。本文对铜渣的物性和现行处理方法进行了概述,然后从物理方法和化学方法两种方式总结了现在高温铜渣余热回收技术的研究进展,并提出了高温铜渣余热回收技术未来的研究方向,最后对该技术的未来发展做出展望。
吕成洵,袁亚强,索延帅,郭豪
摘要:
在“双碳”目标的背景下,结合国内能源应用现状,采用煤层气喷吹替代部分固体燃料用于烧结生产,开发适宜的喷吹装备,不仅能改善烧结矿质量,还可以有效实现烧结生产的减排和降本。本文根据富氢烧结技术原理并结合现场情况,确定了喷吹装备的设计参数并进行了工业化试验,分析了煤层气喷吹对烧结产、质量以及能耗指标的影响。研究表明:在吨矿喷吹量为0.48 m3/t时,烧结矿产量变化不大,粒径与强度明显提高,固体燃耗减少了2.44 kg/t, CO2减排量能达到6.04 kg/t,生产成本可降低2.34元/t。
曹玉杰,张鹏杰,孙威
摘要:
采用晶间掺杂方法将不同含量的纳米Al加入钕铁硼细粉中,制备出不同纳米Al掺杂量的烧结钕铁硼磁体。系统研究了纳米Al的掺杂对烧结钕铁硼磁体微观结构、磁性能和温度稳定性的影响。结果表明:纳米Al的掺杂可以明显提高磁体的矫顽力,其矫顽力由未掺杂纳米Al时的8.91 kOe提高到掺杂0.8 wt%纳米Al时的12.34 kOe,但纳米Al的掺杂也会导致磁体的剩磁和磁能积的降低。纳米Al的掺杂能够改善磁体的温度稳定性。由于纳米Al的熔点低,通过掺杂纳米Al既有助于烧结磁体的液相烧结促进其致密化,又能减少块状富稀土相,增加薄片状富稀土相,起到去磁耦合作用,对于烧结磁体的磁硬化具有重要作用。
余天玮,邵宗普,刘亚飞,陈彦彬
摘要:
为了在储能技术领域实现高能量密度和良好的安全性的目标,全固态锂电池(ASSLBs)成为广泛研究的焦点。作为全固态锂电池的主要组成部分,无机固态电解质在全固态锂电池中起着至关重要的作用。在过去的几年里,无机固体电解质的研究已经取得了重大进展。经过几十年的研究努力,各种具有高离子导电性的锂固体电解质相继报道,硫化物固态电解质在高电位下的不稳定性限制了其在超过4.0 V (vs. Li+/Li) 的高压正极材料中的应用;氧化物固态电解质在固固接触上的固有刚性限制了其机械加工性能;卤化物固态电解质同硫化物一并具有严重的空气湿度不稳定性,阻碍其大规模应用。本文针对电池循环过程中,固态电解质与电极匹配的界面副反应问题、材料本征的吸湿性(空气湿度稳定性差)的问题,以及固态电解质与电极界面物理接触失效问题等技术问题及其改进策略进行了总结和探讨,并提出了关于无机固态电解质自身与界面稳定性未来可行的研究方向。
资源利用与材料制备
李亚民,黄凌云,李汶交,李巧蕾,童雄
摘要:
在有色金属开采利用过程中产生了大量尾矿,尾矿堆存不仅造成了有价资源浪费,还存在安全隐患和环境污染。本文从有色金属尾矿的特点、危害和资源现状,详述了有色金属尾矿的综合利用途径。主要包括尾矿再选回收、充填矿山采空区、生产建筑材料、用作土壤改良剂和微量元素肥料、复垦植被和处理废水。讨论了各综合利用途径的优势和局限性,总结了目前比较有效的利用途径;并进一步阐述了有色金属尾矿在废水处理领域中的利用情况,可为有色金属尾矿的综合利用提供参考。
王万金,楚敬龙,崔贺,郑明英
摘要:
针对岩溶山区某2个电解锰渣库渗漏污染下游岩溶地下河出口的具体问题,在对锰渣库污染地下水的机理研究及详细水文地质勘察的基础上,根据锰渣库位于地下水系统排泄区、而地下水系统的补给径流区全为岩溶洼地的特点,提出了“分区治理、清污分流”的源头防控治理方法。根据关键区域抽水试验及理论分析预估,按照该治理方法实施治理工程后,被污染地下河出口水量总体可减少达70%以上,节约污水治理资金300万元/年。
徐佳佳,高文谦
摘要:
环境监理是建设项目“三同时”验收监管的重要辅助手段,也是建设单位依托第三方加强项目全过程环境保护监管的内在需求。针对某酸性水库坝脚酸性水渗漏问题,采取坝体及坝基防渗治理、排水洞防渗治理以及下游渗水回收系统完善等防渗措施,涉及水泥灌浆、化学灌浆、HDPE土工膜防渗等隐蔽工程。根据工程特点,结合环境影响评价文件、设计文件等资料,对隐蔽工程施工、污染防治措施落实、环保行为达标的环境监理要点进行了全面分析,并提出工作建议。研究结果可作为建设单位行之有效的内部环境监管指导,也为同类工程的环境管理提供借鉴和参考。
设备与自动化
朱颖舟,汪晓春,陆博,刘道喜
摘要:
在半自磨磨矿作业中,半自磨机的给矿通常是粒级分布较宽的固体物料,利用筒体内的物料自身做磨矿介质,在筒体内进行连续强烈地冲击磨剥以达到粉磨的目的。所以给矿粒度特性以及矿石可磨性对半自磨过程的影响远大于常规碎磨流程,矿石粒级(块度)分布是一个表征碎矿状态的关键检测工艺参数。通过对给矿皮带上矿石图像进行矿石的粒度特性分析,从给矿源头上实现矿石块度实时检测。本文基于多尺度的矿石图像分析系统,实时采集半自磨给矿矿石图像,通过图像处理技术,实现矿石块度有效分割,以及粒级统计,为半自磨给矿矿石块度控制提供数据支撑。
矿物加工与工艺矿物学
陈巧妹,姜楚灵,欧阳林莉
摘要:
以内蒙古自治区某铷矿石为研究对象,通过化学多元素分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析和MLA(矿物参数自动分析系统)等分析手段对铷矿样的化学成分、矿物组成及含量、嵌布特征、粒度分布、铷元素的赋存状态等进行了工艺矿物学研究。研究结果表明:铷矿石的主要矿物为钠长石、石英、钾长石、云母、高岭石等。矿石中Rb2O含量为0.107%,铷主要以类质同象的形式存在于云母和钾长石中。云母中铷含量0.886%,分布率为47.49%;钾长石铷含量0.226%,分布率为52.51%。矿石中,石英粒度最大,而钾长石和钠长石的嵌布粒度较接近,粒级区间为0.74~1.2mm;云母粒度主要分布在0.02~0.85mm之间,微细粒云母和穿插在长石或被长石包裹中的云母较难实现单体解离,也较易产生泥化,不利于铷的选矿回收。
庞建涛,李树建,肖喆,杨建光,袁明礼,丁文俊,吴浩
摘要:
为了降低磷矿精矿中的倍半氧化物含量,提高湿法磷酸品质,利用XRF、偏光显微镜、SEM、MLA等技术手段,查明了磷矿矿物组成特征、倍半氧化物的赋存特征、磨矿分异特征、赋存矿物单体解离特征等。研究结果表明:Fe2O3主要赋存在褐铁矿中,主要呈集合体形式集中分布、星点状分散分布、侵染状分布、脉状分布;Al2O3主要赋存在白云母、水云母中,呈碎片状,为层状硅酸盐矿物。磨矿后Fe2O3、Al2O3均有向细粒级富集的分异特征,且单体解离情况较好,为选矿脱除提供了基础条件。褐铁矿和层状硅酸盐矿物表面具亲水性,磷矿反浮选工艺难以脱除。
矿山开采与安全
赵 杰,赵志强,罗思岗,王国强,胡杨甲,胡志凯
摘要:
针对某低品位铜铅锌硫化矿,采用铜铅顺序优先浮选-锌硫混合浮选再分离工艺进行了浮选分离试验研究。选用高效选择性铜捕收剂BK916和铅捕收剂BK906进行了铜铅顺序优先浮选试验研究,并在锌硫分离试验研究中,利用环保型抑制剂BD和石灰的组合作用,有效抑制了锌硫混合精矿中的黄铁矿,获得了铜品位20.68%、铜回收率72.98%的铜精矿,铅品位61.38%、铅回收率73.57%的铅精矿,锌品位46.31%,锌回收率73.17%的锌精矿和硫品位48.54%的硫精矿。
胡厚勤,谢海云
摘要:
攀西地区钒钛磁铁矿中的钛铁矿主要采用粗、细粒分级分选工艺,存在流程复杂及能耗较高的问题。本文首先对攀西某选厂粗、细粒钛铁矿性质进行了分析,其次开展了粗粒钛铁矿、细粒钛铁矿单一浮选试验及混合浮选试验研究。结果表明,粗、细粒钛铁矿混合浮选指标较好,工艺可行。本论文对简化钛浮选流程、降低生产成本和提升钛铁矿选矿水平提供了一定借鉴。
张迎棋
摘要:
本文以大红柳滩某锂铍多金属矿为研究对象,研究了N甲基9十七烯酰胺基乙磺酸钠和N-甲基脂肪酰胺基乙酸盐作清洗剂时矿物表面清洗浮选对锂铍矿物可浮性及锂铍分离效果的影响,并对矿物表面清洗浮选的试验条件进行了优化。闭路试验的结果表明,在磨矿细度-0.074 mm 72%的条件下,清洗浮选可以获得锂精矿Li2O品位为6.01%,Li2O回收率为87.60%;铍精矿BeO品位6.57%,BeO回收率62.90%的良好指标。其中,锂精矿中BeO品位为0.049%,BeO回收率为31.20%,较好地实现了锂铍分离。
曹阳,刘殿文
摘要:
采用矿物解离分析仪和化学等分析测试手段,在磨矿细度为-0.074mm占92.27%的条件下,对白云鄂博西矿的矿物组成、嵌布特性和粒度分布等方面进行研究。根据矿石的矿物学特征和工业选矿流程的可行性,对原则流程进行了制定并进行了条件优化试验。在此基础上,采用新型稀土捕收剂CMS-1和抑制剂CAM-1,通过稀土浮选开路试验得到REO品位为10.17%,回收率为86.15%的稀土粗精矿。采用新型萤石捕收剂CMK-2和抑制剂CMP-1和CMP-2,通过实验室小型闭路试验,得到CaF2品位90.80%、回收率33.00%的萤石精矿,为选别同种类型矿石提供理论依据。
张华,杨稳权,李海兵,何海涛,蔡忠俊,王冲
摘要:
针对云南某大型磷化工湿法磷酸副产石膏,研究了磷石膏的浮选提纯工艺技术。研究表明,在矿浆pH=1.3,捕收剂YP8-2用量为0.3kg/t时,通过全粒级“一粗二精一扫”正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为97.63%,回收率为94.72%的选矿指标;通过分级“一粗一精一扫”的正浮选闭路工艺流程,可以获得CaSO4.2H2O含量为98.92%,回收率为98.19%的选矿指标。该磷酸工业副产石膏提纯试验研究结果,为磷石膏资源的高值化利用提供预处理技术。
黄松,王俊
摘要:
针对大屯锡矿进入深部开采后巷道围岩稳定性差的问题,为了保证矿山安全高效开采,本文采用数值模拟的方法分析了采场埋深、六边形矿房跨高比和侧压系数对围岩稳定性的影响。研究表明:(1)各影响因素对围岩的位移和应力均有影响,且各影响因素之间存在显著的交互作用;(2)采场埋深和侧压系数对采场围岩位移的影响较跨高比更加显著;(3)六边形矿房宽度大于高度时,两帮应力呈线性增长,跨高比对围岩应力的影响大于采场埋深和侧压系数。据此,当确定采场埋深和侧压系数后,改变六边形矿房的尺寸可以提高围岩的稳定性,研究结果对开采设计具有一定的参考价值。
吕冠颖,刘畅,何环莎,郭泽洋
摘要:
为解决RMR岩体质量分级方法单一评价因素在某一特定强度值或完整性指标附近评分结果会呈现阶梯状突变的问题。利用N阶多项式回归方程,对RMR岩体质量分级体系中单轴抗压强度、点载荷强度、钻孔RQD指标和节理间距与评分体系之间的关系进行了非线性连续拟合,在此基础上优化了原评价体系。结果表明:优化后的RMR岩体质量分级方法消除了原评价体系中的局部突变,使评价结果具有连续性、客观性和现场适用性,该方法已为多个矿山的岩体质量工作评价提供了更为科学、准确的技术支撑和依据。
马旭伟
摘要:
为了解决现有静态路径规划方法无法满足煤矿井下突水灾害动态变化需求,以及传统最短路径算法运行效率有待提升等问题,提出一种基于策略的矿井水灾避灾路径动态规划方法及系统。该方法考虑水流对人员逃生的影响,首先将巷道环境影响因子对避灾路径的影响程度量化为巷道距离当量长度;然后以时间最短为原则,引入人员逃生速度,计算逃生通过每条巷道的时间,构建以逃生时间为邻接矩阵的数学模型;并结合安全监控、水文监测系统联动策略,根据实时监测的井下环境情况,动态修改巷道节点属性,开发基于三维GIS一张图的矿井水灾避灾路径三维动态规划系统。最后,结合矿井实例进行测试分析,验证了算法设计的有效性,可以指导井下人员安全撤离,提高煤矿安全管控能力。
宋洪宇,马宏伟,邵 琳,赵培显,王金洋
摘要:
地下矿山大规模开采会对周围岩体造成扰动,会出现围岩的变形、开裂或者移动,逐渐对地表及其建构筑物造成威胁。以张家岭整合矿区深部大规模开采对地表及其建构筑物的稳定性影响为研究背景,通过辨识得到张家岭整合矿区影响范围内主要建构筑物的保护等级,进而分析影响地表变形的主要因素,结合实际工程地质条件,采用数值模拟方法,利用3Dmine-FLAC3D联合建模分析方法,对张家岭整合矿区深部矿体一期及二期开采后,地表变形及地表构建筑物稳定性进行分析。计算结果表明:一期开采地表移动变形较小,随着二期开采的展开,地表最大竖直位移及最大水平位移逐步增大,其中地表最大沉降为10mm;分析在深部开采结束后, G206国道、尾矿库、竖井、村落、诸河流的地表倾斜、地表曲率及地表水平变形值均满足相关规范要求,因此得出张家岭矿区地下开采对该区域的地表变形影响较弱。
冶金与材料
史彦辉,武海军,杨国强,张娟,张晓冬,段东平
摘要:
火法炼铜过程中产生大量的液态高温渣,一般通过缓冷水淬方式冷却,该处理过程时间长、耗水量大,造成大量的高质热量散失。为提高冶炼铜渣的处理效率和余热利用率,兼顾有价金属元素的回收利用,本文提出转杯粒化技术、颗粒流储换热余热发电技术和气基直接还原铜渣技术结合的工艺系统,并基于此工艺流程进行了物质流、能量流分析。本工艺利用了颗粒流在换热、化学反应过程中的高换热面密度和流动性,通过转杯粒化将液态铜渣转化为流动性好的高温粒化铜渣,分别经过颗粒流换热和气基直接还原回收铜渣中的高温余热和有价金属,可实现铜渣连续化处理工艺,占地小、无水耗,降低了铜冶炼工艺能耗和环保成本。本工艺系统中,每处理1 t铜渣,可回收海绵铁431 kg,余热发电95 kWh,铜渣总余热的77.5%得到回收利用。
杨国强,刘硕,史彦辉,武海军,雷承勇,刘艳
摘要:
铜渣是火法炼铜过程产生的固废,从冶炼炉排出的温度在1200 ℃~1300 ℃,显热能级高,属高品位余热资源,具有很好的回收价值。目前,铜冶炼企业主要采用缓冷—破碎—选矿的方式处理铜渣,未考虑高温铜渣余热回收利用问题,致使大量热量被浪费。为了符合国家节能减排政策的要求,高温铜渣余热回收技术越来越受到重视。本文对铜渣的物性和现行处理方法进行了概述,然后从物理方法和化学方法两种方式总结了现在高温铜渣余热回收技术的研究进展,并提出了高温铜渣余热回收技术未来的研究方向,最后对该技术的未来发展做出展望。
吕成洵,袁亚强,索延帅,郭豪
摘要:
在“双碳”目标的背景下,结合国内能源应用现状,采用煤层气喷吹替代部分固体燃料用于烧结生产,开发适宜的喷吹装备,不仅能改善烧结矿质量,还可以有效实现烧结生产的减排和降本。本文根据富氢烧结技术原理并结合现场情况,确定了喷吹装备的设计参数并进行了工业化试验,分析了煤层气喷吹对烧结产、质量以及能耗指标的影响。研究表明:在吨矿喷吹量为0.48 m3/t时,烧结矿产量变化不大,粒径与强度明显提高,固体燃耗减少了2.44 kg/t, CO2减排量能达到6.04 kg/t,生产成本可降低2.34元/t。
曹玉杰,张鹏杰,孙威
摘要:
采用晶间掺杂方法将不同含量的纳米Al加入钕铁硼细粉中,制备出不同纳米Al掺杂量的烧结钕铁硼磁体。系统研究了纳米Al的掺杂对烧结钕铁硼磁体微观结构、磁性能和温度稳定性的影响。结果表明:纳米Al的掺杂可以明显提高磁体的矫顽力,其矫顽力由未掺杂纳米Al时的8.91 kOe提高到掺杂0.8 wt%纳米Al时的12.34 kOe,但纳米Al的掺杂也会导致磁体的剩磁和磁能积的降低。纳米Al的掺杂能够改善磁体的温度稳定性。由于纳米Al的熔点低,通过掺杂纳米Al既有助于烧结磁体的液相烧结促进其致密化,又能减少块状富稀土相,增加薄片状富稀土相,起到去磁耦合作用,对于烧结磁体的磁硬化具有重要作用。
余天玮,邵宗普,刘亚飞,陈彦彬
摘要:
为了在储能技术领域实现高能量密度和良好的安全性的目标,全固态锂电池(ASSLBs)成为广泛研究的焦点。作为全固态锂电池的主要组成部分,无机固态电解质在全固态锂电池中起着至关重要的作用。在过去的几年里,无机固体电解质的研究已经取得了重大进展。经过几十年的研究努力,各种具有高离子导电性的锂固体电解质相继报道,硫化物固态电解质在高电位下的不稳定性限制了其在超过4.0 V (vs. Li+/Li) 的高压正极材料中的应用;氧化物固态电解质在固固接触上的固有刚性限制了其机械加工性能;卤化物固态电解质同硫化物一并具有严重的空气湿度不稳定性,阻碍其大规模应用。本文针对电池循环过程中,固态电解质与电极匹配的界面副反应问题、材料本征的吸湿性(空气湿度稳定性差)的问题,以及固态电解质与电极界面物理接触失效问题等技术问题及其改进策略进行了总结和探讨,并提出了关于无机固态电解质自身与界面稳定性未来可行的研究方向。
资源利用与材料制备
李亚民,黄凌云,李汶交,李巧蕾,童雄
摘要:
在有色金属开采利用过程中产生了大量尾矿,尾矿堆存不仅造成了有价资源浪费,还存在安全隐患和环境污染。本文从有色金属尾矿的特点、危害和资源现状,详述了有色金属尾矿的综合利用途径。主要包括尾矿再选回收、充填矿山采空区、生产建筑材料、用作土壤改良剂和微量元素肥料、复垦植被和处理废水。讨论了各综合利用途径的优势和局限性,总结了目前比较有效的利用途径;并进一步阐述了有色金属尾矿在废水处理领域中的利用情况,可为有色金属尾矿的综合利用提供参考。
王万金,楚敬龙,崔贺,郑明英
摘要:
针对岩溶山区某2个电解锰渣库渗漏污染下游岩溶地下河出口的具体问题,在对锰渣库污染地下水的机理研究及详细水文地质勘察的基础上,根据锰渣库位于地下水系统排泄区、而地下水系统的补给径流区全为岩溶洼地的特点,提出了“分区治理、清污分流”的源头防控治理方法。根据关键区域抽水试验及理论分析预估,按照该治理方法实施治理工程后,被污染地下河出口水量总体可减少达70%以上,节约污水治理资金300万元/年。
徐佳佳,高文谦
摘要:
环境监理是建设项目“三同时”验收监管的重要辅助手段,也是建设单位依托第三方加强项目全过程环境保护监管的内在需求。针对某酸性水库坝脚酸性水渗漏问题,采取坝体及坝基防渗治理、排水洞防渗治理以及下游渗水回收系统完善等防渗措施,涉及水泥灌浆、化学灌浆、HDPE土工膜防渗等隐蔽工程。根据工程特点,结合环境影响评价文件、设计文件等资料,对隐蔽工程施工、污染防治措施落实、环保行为达标的环境监理要点进行了全面分析,并提出工作建议。研究结果可作为建设单位行之有效的内部环境监管指导,也为同类工程的环境管理提供借鉴和参考。
设备与自动化
朱颖舟,汪晓春,陆博,刘道喜
摘要:
在半自磨磨矿作业中,半自磨机的给矿通常是粒级分布较宽的固体物料,利用筒体内的物料自身做磨矿介质,在筒体内进行连续强烈地冲击磨剥以达到粉磨的目的。所以给矿粒度特性以及矿石可磨性对半自磨过程的影响远大于常规碎磨流程,矿石粒级(块度)分布是一个表征碎矿状态的关键检测工艺参数。通过对给矿皮带上矿石图像进行矿石的粒度特性分析,从给矿源头上实现矿石块度实时检测。本文基于多尺度的矿石图像分析系统,实时采集半自磨给矿矿石图像,通过图像处理技术,实现矿石块度有效分割,以及粒级统计,为半自磨给矿矿石块度控制提供数据支撑。
矿物加工与工艺矿物学
陈巧妹,姜楚灵,欧阳林莉
摘要:
以内蒙古自治区某铷矿石为研究对象,通过化学多元素分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析和MLA(矿物参数自动分析系统)等分析手段对铷矿样的化学成分、矿物组成及含量、嵌布特征、粒度分布、铷元素的赋存状态等进行了工艺矿物学研究。研究结果表明:铷矿石的主要矿物为钠长石、石英、钾长石、云母、高岭石等。矿石中Rb2O含量为0.107%,铷主要以类质同象的形式存在于云母和钾长石中。云母中铷含量0.886%,分布率为47.49%;钾长石铷含量0.226%,分布率为52.51%。矿石中,石英粒度最大,而钾长石和钠长石的嵌布粒度较接近,粒级区间为0.74~1.2mm;云母粒度主要分布在0.02~0.85mm之间,微细粒云母和穿插在长石或被长石包裹中的云母较难实现单体解离,也较易产生泥化,不利于铷的选矿回收。
庞建涛,李树建,肖喆,杨建光,袁明礼,丁文俊,吴浩
摘要:
为了降低磷矿精矿中的倍半氧化物含量,提高湿法磷酸品质,利用XRF、偏光显微镜、SEM、MLA等技术手段,查明了磷矿矿物组成特征、倍半氧化物的赋存特征、磨矿分异特征、赋存矿物单体解离特征等。研究结果表明:Fe2O3主要赋存在褐铁矿中,主要呈集合体形式集中分布、星点状分散分布、侵染状分布、脉状分布;Al2O3主要赋存在白云母、水云母中,呈碎片状,为层状硅酸盐矿物。磨矿后Fe2O3、Al2O3均有向细粒级富集的分异特征,且单体解离情况较好,为选矿脱除提供了基础条件。褐铁矿和层状硅酸盐矿物表面具亲水性,磷矿反浮选工艺难以脱除。