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分子动力学模拟在矿物浮选中的研究进展

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 1-19页

作者：徐芮孙宁孙伟韩海生唐鸿鹄王丽中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室湖南长沙410083

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力... 详细信息

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力学模拟逐渐成为研究矿物浮选行为的有利工具。本文以硅酸盐矿物浮选体系为例,论述近年来组合捕收剂在硅酸盐浮选分离中的应用,阐述研究者对药剂在水溶液体系、气-水界面及矿物-水界面的分子动力学模拟研究进展,指出目前模拟研究中存在的问题,并对分子动力学在矿物浮选中的应用发展前景进行展望。

关键词：分子动力学模拟浮选界面组合捕收剂

苯甲羟肟酸在浮选中的应用及作用机理研究进展

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 877-898页

作者：曾勇程恺韩海生孙伟唐鸿鹄伍喜庆中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083

苯甲羟肟酸(Benzohydroxamic acid,简称BHA)是一种具有良好选择性的氧化矿捕收剂,近年来在浮选中得到了广泛的应用。本文介绍了BHA的物理化学性质,梳理了BHA及其衍生物在矿物浮选中的应用,总结了BHA在矿物表面的吸附机理。结果表明:BHA... 详细信息

苯甲羟肟酸(Benzohydroxamic acid,简称BHA)是一种具有良好选择性的氧化矿捕收剂,近年来在浮选中得到了广泛的应用。本文介绍了BHA的物理化学性质,梳理了BHA及其衍生物在矿物浮选中的应用,总结了BHA在矿物表面的吸附机理。结果表明:BHA是一种与金属离子容易形成杂环配合物的螯合剂,在白钨矿、锡石、钛铁矿、稀土矿物等矿物的浮选中已经广泛使用。BHA主要通过与矿物表面金属位点形成O,O五元环配位结构产生稳定吸附,其吸附性能与溶液中组分BHA−的含量息息相关。金属离子活化能显著提高BHA的捕收性能,分为经典金属离子活化和金属离子有机配合物活化两种形式,以BHA金属离子配合物作为捕收剂是金属离子活化的优选方案。基于以上结论,对BHA未来的研究趋势及重点进行了展望。

关键词：苯甲羟肟酸浮选氧化矿离子活化金属离子配合物

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萘磺酸钠对硫化铅锌矿中碳质物的选择性抑制

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 2059-2071页

作者：曹正强刘润清李杰唐鸿鹄孙伟中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

针对硫化铅锌矿中碳质物吸附浮选药剂、恶化浮选效果的问题,本文以隐晶质石墨为难浮碳质物,研究了抑制剂萘磺酸钠(2-NSS)对方铅矿、闪锌矿以及隐晶质石墨浮选行为的影响。结果表明:2-NSS对难浮碳质物石墨具有明显的抑制作用。加入2-NSS... 详细信息

针对硫化铅锌矿中碳质物吸附浮选药剂、恶化浮选效果的问题,本文以隐晶质石墨为难浮碳质物,研究了抑制剂萘磺酸钠(2-NSS)对方铅矿、闪锌矿以及隐晶质石墨浮选行为的影响。结果表明:2-NSS对难浮碳质物石墨具有明显的抑制作用。加入2-NSS后,方铅矿品位从82.28%提高至85.93%,回收率从82.08%提高至97.06%;闪锌矿品位从61.19%提高至63.48%,回收率从89.31%提高至93.46%。接触角试验、红外光谱分析、吸附量测试、浮选泡沫分析等结果表明:2-NSS易吸附于石墨表面,难吸附于铅锌硫矿物表面,2-NSS吸附于石墨表面后,能减弱捕收剂异丁基黄原酸钠(SIX)在石墨表面的吸附,减少药剂消耗,浮选泡沫更稳定。DFT模拟分析结果表明:2-NSS主要通过π-π堆积作用吸附于石墨表面。

关键词：石墨萘磺酸钠 π-π堆积作用浮选泡沫

“翻转课堂+PBL”融合教学在固液分离课程中的实践

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科教导刊 2024年第1期 121-123页

作者：江锋韩海生唐鸿鹄中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

在传统教学模式下,教师是教学活动的主导,是知识的传授者,学生是知识的接受者,处于被动接受的地位。而“翻转课堂+PBL”融合教学模式则鼓励学生主动参与学习、发现问题和解决问题。本研究基于“固液分离”课程,开展了“翻转课堂+PBL”... 详细信息

在传统教学模式下,教师是教学活动的主导,是知识的传授者,学生是知识的接受者,处于被动接受的地位。而“翻转课堂+PBL”融合教学模式则鼓励学生主动参与学习、发现问题和解决问题。本研究基于“固液分离”课程,开展了“翻转课堂+PBL”融合教学模式的设计与实施,分析学生的学习效果和学习体验,并对该教学模式的优缺点进行评价。研究结果表明,在固液分离课程中,“翻转课堂+PBL”融合教学能提高学生的学习主动性和学习效果,激发其学习兴趣和创新能力,但也存在一些改进的空间。

关键词：翻转课堂 PBL教学多模式融合固液分离课程

基于计算机视觉的岩石裂隙识别表征与软件研制

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岩土工程学报 2024年第3期46卷 459-469页

作者：李元海徐晓华朱鸿鹄杨硕唐晓杰赵万勇中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 徐州工程学院土木工程学院江苏徐州221018

岩石裂隙特征是评判岩体结构及其完整性的核心指标,也是评估岩石工程安全稳定性的重要因素。针对岩石裂隙识别,采用深度学习方法,通过引入混合注意力机制对Unet模型进行了改进,有效提高了岩石裂隙识别的精度。针对交叉岩石裂隙的分离与... 详细信息

岩石裂隙特征是评判岩体结构及其完整性的核心指标,也是评估岩石工程安全稳定性的重要因素。针对岩石裂隙识别,采用深度学习方法,通过引入混合注意力机制对Unet模型进行了改进,有效提高了岩石裂隙识别的精度。针对交叉岩石裂隙的分离与特征提取,提出了一种基于迹线方向判定的裂隙分离与表征算法,依据裂隙分离的结果形式,采用重合追踪法或断裂追踪法分离交叉裂隙骨架,继而使用微分累加法、方框法、线性回归法求得裂隙的长度、宽度及倾角等几何特征指标。基于提出的算法,研制了一套具有图形用户界面的岩石裂隙图像智能识别与表征软件系统,实现了从深度学习模型参数选择、模型训练、裂隙识别、量化分析到结果可视化的完整功能。最后对岩石裂隙识别与分离表征算法的性能进行了评判,结果表明,改进Unet模型对复杂分布的裂隙识别效果最好,其总体识别性能要优于其他网络;骨架分离算法对常见类型交叉裂隙能够取得预期结果,表征算法对分离裂隙与交叉裂隙的表征精度高,对实际岩石裂隙图像的应用效果较好。研究成果可为基于计算机视觉的岩石工程试验与岩体结构检测技术研发提供参考依据。

关键词：岩石裂隙深度学习图像分析裂隙分离裂隙表征

矿物加工虚拟仿真实验教学建设及实践——以中南大学矿业学科为例

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创新与创业教育 2024年第2期15卷 89-95页

作者：范晓慧陈凤唐鸿鹄陈许玲中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

针对新时代矿业行业对专业人才的要求,以培养学生全周期工程思维和提高其工程胜任力为目标,采用虚拟仿真的教学手段,突破矿产资源加工过程中高温、高危、高成本等限制,解决传统教学无法开展全流程实验及生产极端工况操作等难题,将科研... 详细信息

针对新时代矿业行业对专业人才的要求,以培养学生全周期工程思维和提高其工程胜任力为目标,采用虚拟仿真的教学手段,突破矿产资源加工过程中高温、高危、高成本等限制,解决传统教学无法开展全流程实验及生产极端工况操作等难题,将科研成果融入实验教学,有机融合数据库技术、虚拟仿真、专家系统、智能算法,让学生通过自主选题、自主探究学习、自主流程设计、自主设备搭建、自主调试运行,设计与资源特性相适应的工艺流程、生产设备及操作参数,实景体验工业生产过程异常工况,使其成为具有实干担当、开拓创新、国际视野和竞争力的矿业卓越人才。

关键词：虚拟仿真矿物加工实验教学问题导向全周期工程

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无煤柱开采工作面相邻采空区连通后漏风规律研究

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煤炭技术 2024年第2期43卷 183-187页

作者：康小景张遵国张宏虎马凯欣袁新立唐朝晋能控股装备制造集团有限公司寺河煤矿二号井山西晋城048006 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105

针对无煤柱开采“Y”型通风工作面采空区漏风严重,相邻采空区连通后漏风规律复杂等特点,以寺河煤矿二号井97312工作面为研究对象,使用SF6示踪气体法测定了漏风区域分布、漏风量和漏风类型,并通过数值模拟分析了采空区内部漏风流场分布... 详细信息

针对无煤柱开采“Y”型通风工作面采空区漏风严重,相邻采空区连通后漏风规律复杂等特点,以寺河煤矿二号井97312工作面为研究对象,使用SF6示踪气体法测定了漏风区域分布、漏风量和漏风类型,并通过数值模拟分析了采空区内部漏风流场分布规律。结果表明:97311采空区与97312采空区全域存在漏风流;97222巷均为正压漏风,漏风流由97222巷挡矸墙进入97311采空区后,向97312采空区运移;97312工作面进风隅角与回风隅角处形成涡流,导致97312工作面沿风流方向依次形成正压—负压—正压—负压4段漏风区域,部分漏风以涡流形式流回97312工作面,大部分经挡矸墙进入97224巷沿空留巷段;97224巷沿空留巷段以负压漏风为主,但在巷道变形严重和插管瓦斯抽采区域为正压漏风。

关键词： “Y”型通风沿空留巷漏风规律示踪气体数值模拟

改性黑药类捕收剂强化浮选玉龙铅锌矿中伴生银的无碱工艺研究

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矿产保护与利用 2024年第1期44卷 67-73页

作者：江锋何帅唐鸿鹄吴永安韩英杰许世明中南大学湖南长沙410083 内蒙古玉龙矿业有限公司内蒙古锡林浩特026000

针对玉龙铅锌矿浮选过程中伴生银矿物回收率不高等问题,进行了新型捕收剂下无碱铅银浮选工艺研究。研究结果表明,在磨矿细度为-74μm占65%时,抑制剂采用亚硫酸钠与硫酸锌,捕收剂采用改性黑药类捕收剂CY-1,可实现无碱条件下铅银精矿中银... 详细信息

针对玉龙铅锌矿浮选过程中伴生银矿物回收率不高等问题,进行了新型捕收剂下无碱铅银浮选工艺研究。研究结果表明,在磨矿细度为-74μm占65%时,抑制剂采用亚硫酸钠与硫酸锌,捕收剂采用改性黑药类捕收剂CY-1,可实现无碱条件下铅银精矿中银回收率的显著提升。闭路实验获得了含Pb 52.05%、Ag 4 866 g/t的铅银精矿,铅、银回收率分别为91.76%和84.43%。与乙硫氮+丁铵黑药为组合捕收剂时的高碱工艺相比,铅、银回收率分别提高了2.5和6百分点。该工艺消除了浮选过程中石灰对银矿物的抑制,有助于强化铅锌矿伴生稀贵金属的综合回收,提升资源的综合利用效率。

关键词：浮选铅锌矿伴生金属银无碱工艺捕收剂

数字化导板引导下拔除上颌埋伏牙后同期种植1例

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口腔医学 2024年第2期44卷 121-125页

作者：蒲奕名周静刘清辉吕红卜鸿鹄李倩唐荣穗湖南中医药大学附属口腔医(学)院湖南长沙410005 长沙市口腔医院种植修复科湖南长沙410005

目的报告并讨论1例缺牙区存在埋伏牙时使用数字化导板精准拔除上颌埋伏牙后同期种植的病例。方法设计并使用三维打印数字化导板,对上颌缺牙区埋伏牙进行精确引导下拔除后同期种植。结果数字化导板在术中就位良好,对埋伏牙的定位准确... 详细信息

目的报告并讨论1例缺牙区存在埋伏牙时使用数字化导板精准拔除上颌埋伏牙后同期种植的病例。方法设计并使用三维打印数字化导板,对上颌缺牙区埋伏牙进行精确引导下拔除后同期种植。结果数字化导板在术中就位良好,对埋伏牙的定位准确迅速,种植体植入到达预计位置,避让了邻近重要解剖结构。结论数字化导板的使用让上颌缺牙区埋伏牙的拔除以及种植手术更微创、快速、准确。

关键词：数字化导板埋伏牙口腔种植