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机械力化学活化蛇纹石沉淀回收镍离子

矿产综合利用 2023年第3期44卷 154-160页

作者：李欣哲孙铭霏贾斯涵高鑫赵嘉艺李钊辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

这是一篇冶金工程领域的论文。本文中,为了高效去除水溶液中的重金属镍离子,同时回收镍金属二次资源,采用机械力化学方法对天然粘土矿物蛇纹石进行活化,探究了活化蛇纹石固定镍离子的效果,并对其机理进行探讨。研究表明:机械力化学活化... 详细信息

这是一篇冶金工程领域的论文。本文中,为了高效去除水溶液中的重金属镍离子,同时回收镍金属二次资源,采用机械力化学方法对天然粘土矿物蛇纹石进行活化,探究了活化蛇纹石固定镍离子的效果,并对其机理进行探讨。研究表明:机械力化学活化后,蛇纹石晶体结构被破坏,无序度增大,导致蛇纹石结构中的Mg^(2+)离子和羟基(OH^(-))大量溶出,促进OH^(-)与Ni^(2+)反应生成非晶态的Ni(OH)_(2)沉淀。在较优条件下,活化蛇纹石的对Ni(II)的处理能力高达226.04 mg/g,且处理后的溶液中镍离子浓度达到国家排放标准,这也表明机械力化学活化蛇纹石在极低用量下就对水中的重金属污染物进行固定及修复。研究结果表明,通过机械力化学活化手段提升蛇纹石反应活性是可行的,同时也提升了廉价的蛇纹石矿物在环境净化和资源回收方面的应用效率,有助于推动“矿物-资源-环境”的交叉发展。

关键词：蛇纹石晶体结构机械力化学镍离子化学沉淀二次资源回收冶金工程

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垂直溜井中物料的冲击夯实过程及其作用特征

金属矿山 2023年

作者：马强英曹朋马驰路增祥王少阳北京科技大学土木与资源工程学院辽宁科技大学矿业工程学院

垂直溜井卸矿过程中的冲击夯实作用影响着储料矿岩的流动性和井壁的稳定性，也是引起溜井堵塞、井壁失稳的重要因素。针对溜井上部卸矿的冲击夯实的作用机理，通过离散元数值模型模拟垂直溜井卸矿过程，分析了冲击夯实作用效果，研究了... 详细信息

垂直溜井卸矿过程中的冲击夯实作用影响着储料矿岩的流动性和井壁的稳定性，也是引起溜井堵塞、井壁失稳的重要因素。针对溜井上部卸矿的冲击夯实的作用机理，通过离散元数值模型模拟垂直溜井卸矿过程，分析了冲击夯实作用效果，研究了冲击夯实作用对贮矿段储料内力链结构分布、空隙率和贮矿段井壁侧压力的影响特征。在当前溜井结构参数下，贮矿高度40 m时，研究发现：① 冲击夯实作用过程包括下落、碰撞、挤压、反弹、覆盖5个阶段，冲击力依次经过点冲击、面冲击向空间扩展；② 应力传递过程中，储料面以下4 m范围内的力链会发生断裂和重组，其余范围的力链被加强或延长，储料整体的力链结构分布变化甚微；③ 冲击夯实作用对储料面以下5 m范围内的空隙率影响较大，其余范围内的储料空隙率的变化率不到1%；④ 卸矿过程中，溜井储料面附近井壁会承受较大的冲击作用并造成井壁冲击损伤；同时冲击夯实作用提高了溜井贮矿段中下部的井壁静态侧压力，进而加速井壁磨损和增大悬拱发生率。

关键词：垂直溜井溜井储料冲击夯实空隙率井壁应力

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干法超细研磨中黑滑石的机械力化学效应

金属矿山 2023年第2期 107-113页

作者：毛永伟孙铭霏李钊代淑娟郭小飞赵通林辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

为揭示机械力化学作用对黑滑石晶体结构、微观形貌和理化性质的影响,指导其矿物综合利用,以江西广丰某黑滑石纯矿物为原料,通过XRD、FTIR、SEM、TG、BET等表征技术,系统地研究了干法超细研磨中黑滑石的机械力化学效应。超细研磨会破坏... 详细信息

为揭示机械力化学作用对黑滑石晶体结构、微观形貌和理化性质的影响,指导其矿物综合利用,以江西广丰某黑滑石纯矿物为原料,通过XRD、FTIR、SEM、TG、BET等表征技术,系统地研究了干法超细研磨中黑滑石的机械力化学效应。超细研磨会破坏黑滑石矿物的晶体结构,引发晶格畸变,Mg^(2+)和OH^(-)可以从固相脱出成为自由离子。矿物颗粒棱角消失、形状趋于统一,比表面积下降,但当研磨作用过大时颗粒会发生二次聚团。研磨过程中,黑滑石表面官能团振动特性发生变化,红外吸收峰出现移动。由于粉体内能的累积,黑滑石的热分解效率也会明显提升,在较低温度下就可脱除结构羟基。在合理的强度范围内,机械力化学作用可有效增强黑滑石的界面反应活性。

关键词：黑滑石机械力化学超细研磨晶体结构

西藏某氧化铜矿工艺矿物学特征及浮选技术研究

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有色金属（选矿部分） 2023年第2期 1-7,70页

作者：崔波姜效军张琦李颖刘鸿辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

为探索西藏某氧化铜矿的难选原因,提高铜矿资源回收率,利用矿物自动分析系统(AMICS)分析了矿物组成、元素含量,以及分布、矿物连生定量关系和包裹程度。矿石中铜含量为0.91%,其中氧化铜矿为孔雀石和硅孔雀石,占比为30.30%,硫化铜矿为斑... 详细信息

为探索西藏某氧化铜矿的难选原因,提高铜矿资源回收率,利用矿物自动分析系统(AMICS)分析了矿物组成、元素含量,以及分布、矿物连生定量关系和包裹程度。矿石中铜含量为0.91%,其中氧化铜矿为孔雀石和硅孔雀石,占比为30.30%,硫化铜矿为斑铜矿、辉铜矿和黄铜矿。矿石难选的主要原因:1)含有明显的孔雀石和硅孔雀石;2)辉铜矿与硅孔雀石连生明显,孔雀石与石英包裹夹杂严重。利用组合捕收剂二甲基二硫代次磷酸铵、表面活性剂和羟肟酸的协同作用,粗精矿中铜的回收率从76.85%提高到78.99%。对难选氧化铜矿的分选研究、实际生产具有参考价值。

关键词：矿物自动分析系统氧化铜矿难选结构原因分析工艺矿物学协同作用

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三产品磁选柱的研制与应用

金属矿山 2022年第3期51卷 183-189页

作者：任伟杰郭小飞张洺睿代淑娟辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

针对辽宁朝阳某选矿厂磁铁矿选别流程复杂的问题,根据磁铁矿不同组分的磁性和密度差异,研制了一种三产品磁选柱,设计了磁场结构和流场结构,分别用于磁铁矿单体、富连生体和贫连生体(脉石)的分离。磁系由恒定磁场、粗选磁场和精选磁场3... 详细信息

针对辽宁朝阳某选矿厂磁铁矿选别流程复杂的问题,根据磁铁矿不同组分的磁性和密度差异,研制了一种三产品磁选柱,设计了磁场结构和流场结构,分别用于磁铁矿单体、富连生体和贫连生体(脉石)的分离。磁系由恒定磁场、粗选磁场和精选磁场3部分组成。采用三产品磁选柱对辽宁朝阳某选矿厂细度为-0.074 mm占64.58%、TFe品位为61.43%的磁铁矿样进行选别,当恒定磁场励磁电流6 A、粗选磁场励磁电流6 A、粗选周期1 s、粗选区上升水流速度3.9 cm/s、精选磁场励磁电流0.8 A、精选周期2.5 s、精选区上升水流速度0.96 cm/s时,精矿、中矿、尾矿TFe品位分别为67.93%、54.67%、21.52%,TFe回收率分别为92.90%、5.71%和1.39%。与选矿厂原分选指标相比,三产品磁选柱在达到了该选矿厂两段选别分选指标基础上,使最终铁精矿TFe品位提升了0.57个百分点,有效缩短了选别流程。三产品磁选柱在一定程度上实现了磁铁矿单体、连生体和脉石矿物的同步分离,能够有效提高磁铁矿的分选效率,为磁铁矿石的高效分选提供新的技术途径。

关键词：三产品磁选柱磁铁矿恒定磁场粗选磁场精选磁场

EDEM_DEM模拟技术在矿石碎磨中的研究进展

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金属矿山 2022年第6期51卷 150-159页

作者：岳翔李梓豪马阳郭小飞代淑娟辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

矿石的碎磨过程占据整个选矿厂投资的60%以上,采用数学建模和过程模拟技术,是提高碎磨过程研究效率的重要途径。综述了国内外矿石颗粒离散元模型建立的过程,并介绍了EDEM_DEM模拟技术在圆锥破碎机、高压辊磨机、球磨机、半自磨机和搅拌... 详细信息

矿石的碎磨过程占据整个选矿厂投资的60%以上,采用数学建模和过程模拟技术,是提高碎磨过程研究效率的重要途径。综述了国内外矿石颗粒离散元模型建立的过程,并介绍了EDEM_DEM模拟技术在圆锥破碎机、高压辊磨机、球磨机、半自磨机和搅拌磨机碎磨过程中的研究进展,采用EDEM软件建立了颗粒模型、黏结模型和设备模型,通过黏结键的受力情况反映矿石碎磨过程的能量变化,使用颗粒替换的方法模拟矿石碎磨过程,通过分析模拟实验结果,得出影响矿石碎磨程度的关键因素,如圆锥破碎机动锥旋摆速度和进动角等设备参数。通过对比调整参数后的设备模型的模拟实验结果,可以优化碎磨过程和实验设备,提高碎磨和优化设备效率,降低成本。

关键词：碎磨过程 DEM EDEM 颗粒模型参数优化

细粒赤铁矿对淀粉与石英吸附特性影响及机理研究

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金属矿山 2022年第7期51卷 175-180页

作者：张伦旭孙博远金丹马艺闻辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

通过不同粒度赤铁矿、石英单矿物及两者混合矿与淀粉抑制剂的吸附作用试验,结合FT-IR、AMF检测分析及表征,旨在分析细粒赤铁矿对石英与淀粉作用影响,为鞍山式细粒赤铁矿浮选过程的优化提供理论指导。试验结果表明:当吸附温度为35℃、矿... 详细信息

通过不同粒度赤铁矿、石英单矿物及两者混合矿与淀粉抑制剂的吸附作用试验,结合FT-IR、AMF检测分析及表征,旨在分析细粒赤铁矿对石英与淀粉作用影响,为鞍山式细粒赤铁矿浮选过程的优化提供理论指导。试验结果表明:当吸附温度为35℃、矿浆pH值为11.5、淀粉浓度为3 g/L、吸附时间为5 min时,淀粉与赤铁矿、石英作用差异最大;随着淀粉浓度的增加,-0.037 mm粒级的细粒赤铁矿与其吸附作用强度明显增强;淀粉在赤铁矿表面发生了以范德华力为主的多分子层物理吸附,在石英表面的发生了多分子层的物理吸附,且存在吸附滞后现象。-0.045 mm的细颗粒赤铁矿含量为34.6%~88.4%时会削弱淀粉的抑制作用,导致铁精矿进入尾矿,降低浮选指标。

关键词：细粒赤铁矿石英吸附作用淀粉

随钻信号对岩石单轴抗压强度响应特征及反演模型

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煤炭科学技术 2024年

作者：刘河清刘建康郝建赵立进汤建泉山东科技大学能源与矿业工程学院

岩石单轴抗压强度是岩土工程与地下工程中表征岩体性质的重要参数之一。为了准确、快速地感知、预测煤矿井下岩体的岩石单轴抗压强度，以室内九种不同配比的相似材料试件钻取实验为基础，构建基于随钻振动信号的单轴抗压强度GA-BP（Gene... 详细信息

岩石单轴抗压强度是岩土工程与地下工程中表征岩体性质的重要参数之一。为了准确、快速地感知、预测煤矿井下岩体的岩石单轴抗压强度，以室内九种不同配比的相似材料试件钻取实验为基础，构建基于随钻振动信号的单轴抗压强度GA-BP（Genetic Algorithm-Backpropagation）神经网络预测模型。通过改变GA-BP神经网络的隐含层数、种群数和训练函数，讨论分析预测模型影响因素与结果，确定最优预测模型结构。结果表明：随钻振动信号与相似模拟材料的单轴抗压强度之间具有响应关系，所构建预测模型准确率都在70%以上，以随钻振动信号感知预测单轴抗压强度的研究方法具有一定的可行性；训练函数选择trainlm、隐含层为8、种群数为20时模型结果最优，训练集、测试集决定系数分别为0.761、0.745，均方根误差分别为6.039 MPa、4.254 MPa，平均绝对误差分别为6.574 MPa、4.716 MPa。本文提出的单轴抗压强度预测方法可为岩石力学性质的智能辨识提供新的思路。

关键词：随钻振动信号单轴抗压强度相似材料人工神经网络时域、频域特征

基于不同浓度氯盐作用下充填膏体时效性特征研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：温卓越杜兆文李帅乾山东科技大学能源与矿业工程学院

为研究矿井水作用下充填膏体时效性，配制了浓度为0%、5%、10%和15%氯盐溶液，开展了侵蚀周期为4次、8次、12次和16次的氯盐干湿循环试验，分析了充填膏体宏观和微观特征，基于构建的压实-弹塑性本构模型获得了充填膏体损伤曲线，探讨... 详细信息

为研究矿井水作用下充填膏体时效性，配制了浓度为0%、5%、10%和15%氯盐溶液，开展了侵蚀周期为4次、8次、12次和16次的氯盐干湿循环试验，分析了充填膏体宏观和微观特征，基于构建的压实-弹塑性本构模型获得了充填膏体损伤曲线，探讨了氯盐作用下充填膏体应力演化机制。结果表明：充填膏体质量随氯盐侵蚀周期增加呈急剧增长、缓慢增长和缓慢下降趋势，高浓度氯盐溶液会加速充填膏体质量变化；随氯盐侵蚀周期增加，充填膏体依次呈现出高应力-低应变、低应力-高应变和低应力-低应变宏观力学特征；压实度呈先急剧减小后小幅度增降发展动态，塑性因子呈先稳定后急剧增降变化趋势。氯盐会促使充填膏体损伤进程的平稳发展，抑制塑性后期的损伤激增；浓度为5%和10%氯盐溶液中经历16次干湿循环后的损伤曲线发展曲率相对较小，15%浓度氯盐溶液中经历12次干湿循环后的损伤曲线发展曲率相对较小。化学腐蚀是引起充填膏体胶结性能弱化的重要原因，化学腐蚀的盐蚀产物一部分来源于氯盐与未参与水化反应铝酸三钙(C3A)化学结合，另一部分来源于氯盐与水化产物钙矾石(AFt)化学结合。盐蚀产物与内部结构协调变形是造成充填膏体性能异化的关键因素，盐蚀产物充实抵抗内部应力致使压密性能和裂隙扩展能力降低。本研究可为矿井水中充填膏体时效稳定性分析提供理论依据，对维护充填膏体长期稳定具有重要意义。

关键词：时效性充填膏体干湿循环本构模型损伤进程