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铜渣贫化回收铜的研究现状及展望

金属矿山 2024年第1期 293-303页

作者：迟晓鹏刘浩宇夏俊翁威衷水平福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福建福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国... 详细信息

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国资源保障能力具有重要意义。基于铜/铜锍在渣中的赋存状态、铜损的主要形式,重点综述了现阶段铜渣贫化回收铜的工艺技术,包括火法贫化法、浮选法、湿法处理等,并对未来的研究重点进行了展望。目前,电炉贫化处理量大,技术成熟,但其通常使用煤炭等作为还原剂,由于其密度小于铜渣,反应时大多漂浮渣层表面并燃烧,反应不充分,也不利于大气环保。另外,工业上常使用金属铁棒还原炉底结瘤的磁铁矿,但其密度大于铜/铜锍,在渣液中沉降速度快,对渣层的还原不彻底。因此,开发环保、高效的还原剂逐渐成为火法电炉贫化研究的重点。浮选法是处理天然铜矿的常用手段,但铜渣存在硬度高、伴生关系复杂、粒度分布不均、微细粒多等浮选难点,同时铜渣高温浮选导致捕收剂失活的问题也亟待解决。在处理低品位铜渣时,湿法浸出是常用手段,但化学试剂和废液环保问题难以解决;生物浸出具有性质稳定、对环境无污染,且浸出后金属含量较低等优点,但其浸出周期长、效率低。根据目前贫化工艺的难点,对未来贫化工艺开发与优化进行了展望,如增加外场聚集四氧化三铁以改善铜/铜锍沉降环境、开发环保高效的火法贫化还原剂、探究还原剂对不同铜渣渣型的作用机制以及开发耐高温的铜渣浮选新药剂等。

关键词：铜渣渣含铜还原贫化还原剂冰铜

西秦岭李坝造山型金矿床围岩蚀变特征:基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱数据信息提取

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岩石学报 2024年第6期40卷 1784-1800页

作者：谭宏婕邱昆峰刘洪成张鹏聪符佳楠王瑞罗建翔师彦明深时数字地球前沿科学中心地质过程与矿产资源国家重点实验室地球科学与资源学院中国地质大学(北京)北京100083 核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029 陇南紫金矿业有限公司陇南742500 甘肃省有色地勘局天水矿产勘查院天水741020

造山型金矿床蚀变范围广,是研究矿床热液蚀变分带的理想对象。由于距离矿体远近的差异,围岩存在不同的热液蚀变矿物组合。本文基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱遥感图像开展数据收集和蚀变信息提取工作,识别西秦岭李坝超大型造山型金... 详细信息

造山型金矿床蚀变范围广,是研究矿床热液蚀变分带的理想对象。由于距离矿体远近的差异,围岩存在不同的热液蚀变矿物组合。本文基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱遥感图像开展数据收集和蚀变信息提取工作,识别西秦岭李坝超大型造山型金矿床蚀变矿物组合。GF-5B高光谱遥感数据及近端光谱测量(Analytical Spectral Devices)结果表明,研究区蚀变类型主要有黄铁矿化、绢云母化、多硅白云母化、绿泥石化、碳酸盐化。依据野外实地考察、近端光谱测量调查方法验证,基于高光谱遥感提取蚀变信息结果较为准确。白云母与绿泥石短波红外光谱偏移通常与成矿过程中的温度压力条件有关,例如白云母矿物在2200nm附近的Al-OH组合吸收波长位置受矿石流体控制。本文根据2200nm附近的吸收位点将白云母矿物分为绢云母与多硅白云母矿物,二者蚀变模式对比鲜明。多硅白云母通常出现在接近矿体的围岩中,与成矿具有密切联系。绿泥石为远端蚀变,指示了成矿流体形成于酸性环境。二者均可作为示踪金矿化的理想光谱指示矿物。本文研究表明,高分02星星载AHSI高光谱数据在造山型金矿床成矿远景区预测中具有良好的应用效果和潜力。

关键词： AHSI 高分五号02星高光谱遥感造山型金矿床蚀变分带:多硅白云母

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锂电池用电解铜箔性能调控研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 113-121页

作者：杨蕾朱茂兰翁威衷水平福州大学材料科学与工程学院厦门理工学院材料科学与工程学院福州大学紫金地质与矿业学院福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室紫金矿业集团股份有限公司低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室

新能源动力锂电池行业向高能量密度的逐步迈进推动了负极铜箔集流体朝超薄、低轮廓、高力学性能等高性能的趋势发展。锂电铜箔作为锂电池的关键辅材之一，其质量和特性对锂电池性能起着重要作用。因此，锂电铜箔的性能精准调控和结构定... 详细信息

新能源动力锂电池行业向高能量密度的逐步迈进推动了负极铜箔集流体朝超薄、低轮廓、高力学性能等高性能的趋势发展。锂电铜箔作为锂电池的关键辅材之一，其质量和特性对锂电池性能起着重要作用。因此，锂电铜箔的性能精准调控和结构定向修饰对提升锂电池性能具有重要意义。本文从锂电铜箔电沉积技术出发，介绍了铜电沉积原理、过程以及当前铜箔市场情况，归纳总结了锂电铜箔的物理性能、化学性能和表面性能对锂电池电化学性能的影响机制，为后续对铜箔性能精准调控提供参考，并重点综述了生箔工艺参数优化和改性处理这两种综合提升锂电铜箔性能和锂电池性能的方法，分析了铜箔结构修饰的研究现状和发展动态。最后，本文指出了目前电解铜箔作为锂电池负极集流体所存在的问题，并对其未来发展趋势进行了展望，以期为高性能锂电铜箔的研发和应用提供参考。

关键词：电解铜箔锂电池铜集流体特性锂电性能

耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟

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水文地质工程地质 2024年第5期51卷 1-13页

作者：夏传安樊秀峰王浩简文彬福州大学紫金地质与矿业学院岩土与地质工程系福建福州350108 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福建福州350002 福建省地质灾害重点实验室福建福州350002

变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度... 详细信息

变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。

关键词：地下水变密度地下水流降阶模型高斯过程蒙特卡罗模拟

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饱水单孔红砂岩裂纹扩展及能量演化规律

土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：张向向彭冲刘成禹福州大学紫金地质与矿业学院福州大学自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州大学福建省地质灾害重点实验室福州大学地质工程福建省高校工程研究中心

利用TAW-2000试验机、摄像装置和PCI-2型声发射仪，对干燥和饱水状态下的含孔洞红砂岩开展单轴压缩试验，探究干燥和饱水状态下含孔洞红砂岩的受力变形特征、裂纹扩展机制、声发射特性及能量演化规律。结果表明，饱水单孔岩样力学参数... 详细信息

利用TAW-2000试验机、摄像装置和PCI-2型声发射仪，对干燥和饱水状态下的含孔洞红砂岩开展单轴压缩试验，探究干燥和饱水状态下含孔洞红砂岩的受力变形特征、裂纹扩展机制、声发射特性及能量演化规律。结果表明，饱水单孔岩样力学参数显著降低，脆性跌落系数大幅提高；单孔岩样裂纹扩展过程可以分为初始变形、裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展4个阶段，其中饱水单孔岩样萌生的初始裂纹和次生裂纹更多更长，且在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时均产生了显著的荷载跌落现象；饱水和干燥单孔岩样声发射信号均主要集中在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时，且饱水单孔岩样声发射信号相对较弱，初始裂纹萌生时声发射信号多于裂纹失稳扩展时；与干燥单孔岩样相比，外部输入的能量更易于在饱水单孔岩样中耗散，饱水单孔岩样达到储能速率峰值更慢，能够储存的弹性能更少，更有利于降低岩样破坏时的能量释放剧烈程度。

关键词：红砂岩饱水状态孔洞声发射裂纹扩展能量演化

基于松散耦合方法的弃土场边坡三维建模及稳定性分析:以福州市闽清县白樟池埔建筑弃土场为例

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科学技术与工程 2024年第3期24卷 1184-1191页

作者：赖滨泓王浩豆红强福州大学紫金地质与矿业学院福州350116 福建省地质灾害重点实验室福州350002 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州350002

近年来大规模的旧房拆迁改造及道路建设导致弃土方量剧增,弃土场已成为城市建设的重要附属工程。由于弃土场边坡结构松散、密实性差,较天然边坡更易发生变形破坏,弃土场的安全管理备受关注。为实现复杂工况下弃土场稳定性的快速分析,通... 详细信息

近年来大规模的旧房拆迁改造及道路建设导致弃土方量剧增,弃土场已成为城市建设的重要附属工程。由于弃土场边坡结构松散、密实性差,较天然边坡更易发生变形破坏,弃土场的安全管理备受关注。为实现复杂工况下弃土场稳定性的快速分析,通过搭建ArcGIS和GeoStudio的松散耦合方法,构建了一套集可视化建模和模拟计算为一体的技术框架。为改良模型可视化效果,配合虚拟钻孔和空间插值方法改良地层曲面精度,完善了弃土场的三维建模技术。采用Python语言为程序接口完成跨平台模型数据交换,实现全时空全方位的多工况弃土场边坡稳定性快速预测。闽清白樟池埔建筑弃土场的应用实例表明,此方案能够实现弃土场任意断面的高质量识别和复杂工况下稳定性变化规律的快速预测,可见松散耦合方法在弃土场稳定性分析过程中具有显著的适用性和实用价值。

关键词：松散耦合地理信息系统建筑弃土场三维建模稳定性分析

闽粤地区花岗岩风化土体粘粒迁移过程的土柱渗流试验

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山地学报 2024年第1期42卷 132-142页

作者：王浩许少鸿陈叶健徐陈灵黄瑛瑛福州大学紫金地质与矿业学院福建省地质工程勘察院福建省地质灾害重点实验室福建省地质矿产勘查开发局自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室

花岗岩风化土具有大孔隙结构、级配不良的特性。降雨入渗驱动粘粒迁移导致花岗岩风化土内部孔隙扩张和颗粒粗化，是闽粤地区花岗岩分布区水土流失和边坡变形破坏的主因。本文设计土柱渗流模型试验，研究不同级配条件下花岗岩风化土体的... 详细信息

花岗岩风化土具有大孔隙结构、级配不良的特性。降雨入渗驱动粘粒迁移导致花岗岩风化土内部孔隙扩张和颗粒粗化，是闽粤地区花岗岩分布区水土流失和边坡变形破坏的主因。本文设计土柱渗流模型试验，研究不同级配条件下花岗岩风化土体的粘粒迁移过程与特征，考察土粒含量、渗流量及水力梯度等指标的变化规律。研究表明：(1)含有较多粘土矿物成分的细粒，尤其是粒径小于5μm的具有良好亲水性的粘粒，在渗流作用下容易发生迁移、集聚、淤堵或再迁移过程，导致渗流量与水力梯度持续变化，逐步出现土体颗粒粗化现象；(2)随着砾粒含量的增加，内部土粒单元发育成形的“混粒性”孔隙-骨架结构更为明显；当砾粒含量从40%增加至60%时，粘粒流失量增加14%,渗流量增加了51%,土体渗流通道增多、土体颗粒粗化，土体结构性逐步丧失；(3)花岗岩风化土中粘粒迁移过程由稳定渗流状态向优势渗流状态转变引起，一旦优势流通道成立，水力梯度增幅可达40%。研究结论可为闽粤地区花岗岩分布区水土流失治理和边坡灾害防治提供科学依据。

关键词：花岗岩风化土颗粒级配粘粒迁移颗粒粗化闽粤地区

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碎石土细颗粒迁移特征及优先流形成路径

工程地质学报 2024年第2期32卷 387-396页

作者：王晓摇樊秀峰简文彬吴振祥吕澄浒福州大学紫金地质与矿业学院福州350108 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州350002

碎石土是一种非连续、非均质的结构性材料,由于内部含有大量碎石块,容易形成架空结构,使其内部形成复杂独特的渗流通道即优先流通道,碎石土优先流通道是包括水分运移和土体细颗粒迁移的复杂过程,但在研究其优先流路径时通常只考虑了水... 详细信息

碎石土是一种非连续、非均质的结构性材料,由于内部含有大量碎石块,容易形成架空结构,使其内部形成复杂独特的渗流通道即优先流通道,碎石土优先流通道是包括水分运移和土体细颗粒迁移的复杂过程,但在研究其优先流路径时通常只考虑了水分的运移而忽略了细颗粒的迁移,颗粒迁移与通道形成密切相关。为此,对两种不同级配土柱(粗细颗粒连续级配和间断级配)分别进行饱和渗流-颗粒迁移试验,从细颗粒迁移的角度分析通道形成的时空发展规律。试验结果表明:细颗粒迁移一部分由于流失引起碎石土渗透性增大,另一部分由于重新沉积而堵塞局部孔隙,降低渗透性,两者作用结果最终加速优先流通道形成;连续级配的碎石土形成大面积交叉分布的管网状渗流通道,间断级配的碎石土则形成集中渗流通道;相同水力条件下,不同级配细颗粒迁移的空间分布特征不同,连续级配的碎石土细颗粒迁移不随空间位置的差异而发生变化,间断级配的碎石土细颗粒迁移随空间位置的差异而发生变化,两种级配下碎石土细颗粒主要流失量的粒径范围均在1~0.075 mm;不同水力梯度条件下,连续与间断级配试验细颗粒流失量均随水力梯度增加而增大,间断级配的碎石土破坏时水力梯度小于连续级配破坏时水力梯度,间断级配碎石土更容易发生破坏。研究成果为进一步揭示碎石土优先流形成机理提供试验依据。

关键词：碎石土优先流通道细颗粒迁移

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脚踏实“碲”,因“碲”制宜

矿物岩石地球化学通报 2024年

作者：江纪辰南贵周徐净刘文元谢桂青福州大学紫金地质与矿业学院中国地质大学(北京)地球科学与资源学院自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室

碲（Te）被称为“准金属”，是非金属中金属性最强的元素。因具备许多优良特性而在半导体、太阳能、光伏电池、医药抗癌等领域发光发热，碲更是被誉为现代轻重工业、国防科技的“维生素”。作为战略性关键矿产，碲具有良好的发展前景，...

碲（Te）被称为“准金属”，是非金属中金属性最强的元素。因具备许多优良特性而在半导体、太阳能、光伏电池、医药抗癌等领域发光发热，碲更是被誉为现代轻重工业、国防科技的“维生素”。作为战略性关键矿产，碲具有良好的发展前景，随着未来全球对高新技术产业发展的愈加重视以及绿色环保理念的深入人心，碲资源也将成为大国博弈中的“兵家必争之地”。当前，国际市场对碲的需求与日俱增，相较于20世纪初，碲的价格也因此翻了一番且居高不下。中国的碲储量虽然位居世界前列，但在资源保护、开发利用环节还有着诸多不足；由于近几年碲资源国际供需关系的改变，预测未来中国碲资源也很有可能出现供不应求的危机。因此，脚踏实“碲”充分了解碲的性质、用途、赋存形式及资源分布，摸清碲资源家底，提前谋划战略举措，才能在云诡波谲的世界大环境中因“碲”制宜，在大国资源博弈中处于优势。

关键词：