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深海矿产资源选冶加工研究现状及展望

中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2861-2880页

作者：蒋训雄蒋伟矿冶科技集团有限公司冶金所北京100160

深海大洋蕴藏丰富的关键金属矿产,国际上近年来围绕深海矿产资源勘探开发研究活动十分活跃,商业开发进程在加快。选冶加工是开发利用深海矿产资源的重要环节,需要低碳、清洁、经济、高效的选冶技术。回顾了世界上主要国家对深海矿产资... 详细信息

深海大洋蕴藏丰富的关键金属矿产,国际上近年来围绕深海矿产资源勘探开发研究活动十分活跃,商业开发进程在加快。选冶加工是开发利用深海矿产资源的重要环节,需要低碳、清洁、经济、高效的选冶技术。回顾了世界上主要国家对深海矿产资源选冶研究历程及现状,总结了中国大洋矿产资源研究开发协会成立30年来,我国在多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、海底稀土等深海资源的选冶与综合利用技术发展,对常压硫酸浸出、高温高压硫酸浸出、还原焙烧-氨浸、自催化还原氨浸、熔炼-浸出等代表性工艺进行了分析,总结了各工艺所取得的技术突破、主要特点、需要进一步解决的问题;分析了深海矿产资源选冶研究发展趋势和重点。

关键词：深海矿产资源多金属结核富钴结壳多金属硫化物选冶技术

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深海多金属硫化物选冶联合技术研究

中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2902-2912页

作者：蒋伟周兵仔李磊蒋训雄张登高矿冶科技集团有限公司冶金研究设计所北京100160 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

深海多金属硫化物矿产资源富含铜、锌、钴、金、银等战略性金属,是人类未来开发利用的潜在资源之一。本文以多金属硫化物样品为研究对象,在工艺矿物学研究基础上,有针对性地开展了选冶联合工艺试验研究,分离提取了有用元素;确定了适合... 详细信息

深海多金属硫化物矿产资源富含铜、锌、钴、金、银等战略性金属,是人类未来开发利用的潜在资源之一。本文以多金属硫化物样品为研究对象,在工艺矿物学研究基础上,有针对性地开展了选冶联合工艺试验研究,分离提取了有用元素;确定了适合处理深海高硫细粒级铜锌多金属硫化物的"预浸-选矿富集-熔炼提取"选冶联合工艺,初步实现了样品中有价金属的回收,其中铜和锌的选冶综合回收率分别达到96.65%和90.31%,并结合深海多金属硫化物的特点,开发出了一种高效清洁的选冶药剂BK915,解决了高硫细粒级铜锌多金属硫化物分选难题,为深海多金属硫化物开发提供技术参考。

关键词：深海多金属硫化物工艺矿物学浮选冶金

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大洋多金属结核低温氢还原-酸浸新工艺

中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2881-2888页

作者：周小舟彭俊沈裕军黄宗朋蔡云卓钟山长沙矿冶研究院有限责任公司矿产资源开发利用技术研究所长沙410012

大洋多金属结核是一种复杂难选的多金属氧化矿,本文以其为原料,开展了低温氢还原-酸浸新工艺研究。首先考察了氢还原温度、时间及氢气流量等因素对有价金属氧化物还原的影响,得出了优化的还原工艺条件:还原温度600℃、时间90 min、氢气... 详细信息

大洋多金属结核是一种复杂难选的多金属氧化矿,本文以其为原料,开展了低温氢还原-酸浸新工艺研究。首先考察了氢还原温度、时间及氢气流量等因素对有价金属氧化物还原的影响,得出了优化的还原工艺条件:还原温度600℃、时间90 min、氢气流量50 mL/min。在此基础上,针对优化条件下的还原物料进行浸出研究,考察了浸出温度、时间、液固比、终点pH值、双氧水和氧气用量对有价金属浸出的影响。结果表明:在浸出液固比6:1、温度80℃、氧气流量250 mL/min、浸出时间6 h、控制终点pH 1.5~2.0的条件下,Ni、Co、Cu、Mn浸出率分别达99.09%,98.35%,94.97%,98.58%,实现了多金属结核中有价金属的高效浸出。

关键词：大洋多金属结核低温氢还原浸出硫酸

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中国大洋硫化物勘探研究的发展与展望

中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2624-2637页

作者：刘颖李家彪王叶剑陶春辉曾志刚韩喜球李传顺周亚东梁锦中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国大洋矿产资源研究开发协会办公室北京100860 自然资源部第二海洋研究所杭州310012 中国科学院海洋研究所青岛266071 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

海底热液系统的发现催生了全球大洋多金属硫化物成矿、海底极端生态系统和多圈层相互作用等研究新领域。本文重点从大洋热液硫化物的全球发现、我国大洋硫化物勘探研究的发展历程和技术创新、未来勘探开发的研究热点等方面探讨我国大洋... 详细信息

海底热液系统的发现催生了全球大洋多金属硫化物成矿、海底极端生态系统和多圈层相互作用等研究新领域。本文重点从大洋热液硫化物的全球发现、我国大洋硫化物勘探研究的发展历程和技术创新、未来勘探开发的研究热点等方面探讨我国大洋硫化物勘探研究成果和世界发展趋势,提出我国应持续发展大洋多金属硫化物勘探开发理论研究,突破智能、重载、协同、绿色勘探开发技术,迎接未来商业开采时代的到来。

关键词：大洋多金属硫化物海底极端生态系统热液系统勘探技术

基于瞬变电磁法的南大西洋热液硫化物区电性结构

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中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2713-2721页

作者：杨悦李传顺叶俊李兵党院王赛自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

大西洋中脊属于典型的慢速扩张洋中脊,具有形成大型热液硫化物矿床的潜力。目前,国际上对大西洋中脊热液活动的调查研究主要集中在北大西洋,而对于南大西洋中脊的调查和研究相对较少,且主要采用传统的技术手段,只能探测到矿床的表面特征... 详细信息

大西洋中脊属于典型的慢速扩张洋中脊,具有形成大型热液硫化物矿床的潜力。目前,国际上对大西洋中脊热液活动的调查研究主要集中在北大西洋,而对于南大西洋中脊的调查和研究相对较少,且主要采用传统的技术手段,只能探测到矿床的表面特征,而对其形态、规模及赋存状态等问题无法得到准确的评估。海洋瞬变电磁法对浅部高导体异常灵敏,这使其成为热液硫化物资源探测和评价的新兴手段之一。为了研究南大西洋海底热液系统,我国在南大西洋开展了多个科考航次,其中大洋52航次在南大西洋热液硫化物区开展了瞬变电磁勘查工作;基于Occam反演方法对数据进行了反演。结果表明:测线区域浅部电阻率整体偏低,而深部电阻率较高且横向变化不均匀;在840~880和1060~1080号点之间存在两处由浅到深的连续低阻异常,均对应着较强的二次场响应,推测为热液硫化物矿堆。该矿堆呈现管状形态,向下延伸30 m左右。这证明了海洋瞬变电磁法在热液硫化物矿的定位、圈定硫化物矿的范围、研究硫化物矿的空间结构等方面具有较强的可行性,可有效地服务于多金属硫化物矿资源评价工作。

关键词：海底热液多金属硫化物南大西洋瞬变电磁资源评价

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海底多金属硫化物资源预测:方法与思考

中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2682-2695页

作者：沈芳韩喜球李洪林王叶剑浙江大学海洋学院舟山316021 自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室杭州310012 上海交通大学海洋学院上海200240

海底多金属硫化物是未来可供开发利用的重要矿产资源。由于海底环境复杂,勘探成本巨大,利用成矿理论开展资源预测工作就显得尤为重要。本文综述了现有的海底多金属硫化物成矿远景区预测方法,分析比较了各预测方法的特点,借鉴陆地火山成... 详细信息

海底多金属硫化物是未来可供开发利用的重要矿产资源。由于海底环境复杂,勘探成本巨大,利用成矿理论开展资源预测工作就显得尤为重要。本文综述了现有的海底多金属硫化物成矿远景区预测方法,分析比较了各预测方法的特点,借鉴陆地火山成因块状硫化物的资源预测方法,并结合卡尔斯伯格脊的应用实例,对多金属硫化物资源预测工作进行了探讨:多金属硫化物成矿预测方法需综合考虑研究区的勘探程度、数据资料的精度、覆盖范围等实际情况,并结合各方法的特点及其适用性进行合理选取;应用知识驱动与数据驱动的组合预测方法和深度学习算法解决已知硫化物矿床(点)不足、小样本、数据缺失、数据耦合、主客观误差等问题,提高预测的准确性和效率;通过综合比较基于不同原理的预测方法获得的结果进行验证,提高资源预测的可靠性。

关键词：多金属硫化物资源预测预测方法成矿远景区

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大洋锰结核中钴的赋存状态及提取实验研究

吉林大学学报（地球科学版） 2009年第5期39卷 824-827页

作者：于德利张培萍肖国拾张东丽吉林大学材料科学与工程学院长春130025 吉林大学测试科学实验研究中心长春130026

为合理有效地提取和利用大洋金属资源,在对大洋锰结核化学成分及矿物组成进行测定的基础上,采用分布溶解法对钴的赋存状态进行了分析。选择还原氨浸法对大洋锰结核中的多金属进行了浸取实验,并用铵黄铁矾法对浸取液进行了除铁及用硫化... 详细信息

为合理有效地提取和利用大洋金属资源,在对大洋锰结核化学成分及矿物组成进行测定的基础上,采用分布溶解法对钴的赋存状态进行了分析。选择还原氨浸法对大洋锰结核中的多金属进行了浸取实验,并用铵黄铁矾法对浸取液进行了除铁及用硫化沉淀法对钴进行分离提取等实验。结果表明:大洋锰结核中钴的质量分数可达0.30%,且主要以硅酸钴、氧化钴和硫化钴的形式存在。氨浸提取可以有效地使金属离子从结核中溶出,其中钴的浸出率最高可达93.25%;铵黄铁矾法可将浸出液中的铁全部去除。提取的硫化钴中除含有少量铬外未见其它杂质元素。

关键词：大洋锰结核赋存状态钴提取

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西北太平洋多金属结核区沉积物黏土矿物特征

中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2696-2712页

作者：王银吕士辉苏新李嘉盈李怀明任向文中国地质大学(北京)海洋学院北京100083 同济大学海洋与地球科学学院上海200092 自然资源部第二海洋研究所杭州310012 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

以中国大洋48航次在西北太平洋中国多金属结核合同区(马尔库斯-威克海山群山间盆地与麦哲伦海山群山间盆地)采集到的30个站位表层沉积物为研究对象,开展了黏土矿物组成、分布特征及物质来源等方面的相关分析研究工作。结果发现:研究区... 详细信息

以中国大洋48航次在西北太平洋中国多金属结核合同区(马尔库斯-威克海山群山间盆地与麦哲伦海山群山间盆地)采集到的30个站位表层沉积物为研究对象,开展了黏土矿物组成、分布特征及物质来源等方面的相关分析研究工作。结果发现:研究区表层沉积物中黏土矿物类型以伊利石为主,其次为蒙脱石,高岭石及绿泥石含量较低;研究区沉积物中的伊利石主要来源于亚洲大陆的风尘输入。蒙脱石有3种主要物质来源:陆地风化来源(亚洲大陆)、海山(风化)自生来源及富含蒙脱石的洋流(下部环南极深层水)。亚洲风尘输入可能是绿泥石和高岭石的主要物源之一。

关键词：黏土矿物物质来源陆地风化风尘输入下部环南极深层水

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深海集矿机模型车行走驱动系统

中南大学学报（自然科学版） 2005年第3期36卷 470-474页

作者：桂卫华冯磊华王随平中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083

研制了1台集矿机模型车,并通过对集矿机模型车液压驱动系统中所用的比例阀、变量泵以及液压马达的分析研究,分别建立其数学模型;采用PI控制,利用Simulink工具箱对该系统的数学模型进行仿真。在仿真过程中,通过变换负载及改变PID控制器... 详细信息

研制了1台集矿机模型车,并通过对集矿机模型车液压驱动系统中所用的比例阀、变量泵以及液压马达的分析研究,分别建立其数学模型;采用PI控制,利用Simulink工具箱对该系统的数学模型进行仿真。在仿真过程中,通过变换负载及改变PID控制器参数来观察输出结果。仿真结果表明当增加负载时,系统振荡增大,这与系统的实际情况相符;当加入微分控制时,仿真波形有很大毛刺,这说明采用PI控制器比较合适。

关键词：集矿机液压驱动数学模型仿真