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金属矿山
金属矿山

刘效良

月刊

1001-1250

jsks@vip.163.com

0555-2404796 2404666 2309833

243000

安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号

金属矿山/Journal Metal Mine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国金属学会主办国内外公开发行的矿业工程类专业技术刊物,主要报道国家矿业方针政策、冶金、有色、黄金、煤炭、化工、核工业、非金属、建材等矿山采选工艺、理论、研究成果与技术实践,介绍国内外先进技术与发展动态。《金属矿山》是美国Ei数据库Page One收录期刊,列全国中文核心期刊,矿业工程类首位,国家及省部优秀期刊。
正式出版
收录年代

    中国铁矿石选矿技术发展与展望

    韩跃新张小龙高鹏李艳军...
    1-24页
    查看更多>>摘要:铁矿石作为钢铁工业最为重要的原材料,是我国重要的战略性矿产资源之一.我国铁矿资源储量丰富,但97%以上属于贫矿,需要经过选矿富集后才能供给高炉炼铁.多年来,在我国选矿工作者的共同努力下,我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展.通过回顾我国铁矿选矿技术的发展历程,综述单一弱磁选、单一浮选、重选—磁选—反浮选、磁化焙烧—磁选等主要选矿技术在我国铁矿选矿厂的应用,总结我国典型多金属共生型铁矿石如伴生稀土/萤石型铁矿石、伴生钛铁矿型铁矿石、伴生多金属硫化物型铁矿石和伴生硼铁矿型铁矿石的选矿现状,介绍影响我国铁矿选矿技术进步的关键设备如圆锥破碎机、高压辊磨机、半自磨机、立环脉动高梯度磁选机、高频振动细筛、搅拌磨机等,指出我国铁矿选矿未来要以"高效节能、低碳减排"为原则,以"优质优用、劣质能用"为战略,开发选冶联合工艺,研发大型高效设备,研制低温环保药剂,提高智能控制水平,加强资源综合利用.

    铁矿石选矿技术高效利用低碳环保智能控制

    基于浮选泡沫图像预测精矿品位的研究进展

    卜显忠杨怡琳宛鹤
    25-38页
    查看更多>>摘要:随着人工智能技术在矿业生产的广泛应用,利用计算机视觉技术提高精矿品位预测的准确性和效率已成为必然趋势.在综述了传统图像处理算法和深度学习算法在精矿品位预测中的应用与发展历程基础上,并探讨了未来的发展趋势和挑战.传统图像处理技术通过提取泡沫图像的尺寸、颜色、纹理和流速等特征,结合分水岭分割、颜色矩、灰度共生矩阵和局部点特征匹配等算法进行特征提取.这些特征在计算资源有限的场景中具有一定的应用价值,但在应对精矿品位预测任务时精度较低.深度学习技术通过构建合适的模型架构并利用大量数据进行训练,能够提取高层语义特征,具有较高的预测精度,与图形处理单元(GPU)等高效运算设备配合使用,可实现高性能和高效率的统一.介绍了支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)等机器学习算法以及多层感知器(MLP)、全连接层和多尺度特征融合等深度学习算法在特征映射和品位预测中的应用,以及深度学习模型的发展历程.最后综述了工业界视觉检测系统的应用现状,并从数据驱动模型、多模态数据融合、算法实时性和数据集规模等方面分析了该领域所面临的挑战和未来发展趋势.

    精矿品位预测浮选泡沫图像处理计算机视觉深度学习

    赤泥基吸附剂的应用研究进展

    邱俊杨威阎正卿柳晓...
    39-47页
    查看更多>>摘要:赤泥是氧化铝生产过程中所排放的一种强碱性固体废弃物,每年排放量巨大且利用率低,造成了严重的资源浪费和环境污染,如何有效资源化回收利用赤泥是亟须解决的问题.从赤泥的危害、理化性质和综合利用现状出发,对赤泥基吸附剂的应用研究进展进行了详细综述.赤泥粒度细、比表面积和孔隙率较高,含有多种活性成分,适合制备吸附剂以处理含污废水.然而,赤泥若直接应用于污水处理,处理能力有限,并且高碱性的赤泥若直接用于处理污水,会使溶液pH值升高.为此,常采用一系列的活化工艺对赤泥进行活化,制备赤泥基吸附剂.活化工艺不仅可以提高赤泥基吸附剂的吸附性能,还在一定程度上可以预防赤泥造成二次污染.目前常用的赤泥活化工艺主要有酸活化工艺、热活化工艺以及中和活化工艺.酸活化工艺可明显提升赤泥对阴离子的吸附效果;热活化工艺可减少传质阻力、高温造孔并使矿物转化,但成本较高;中和活化赤泥常用于处理金属阳离子.联合活化技术能综合利用单一活化技术的优点,使活化后的赤泥有更好的吸附性能,但联合活化技术操作较为复杂,成本也更高,导致现有的联合活化技术在工业上很难被大规模应用.目前,赤泥基吸附剂已被研究用于处理污水中的非金属阴离子、金属阳离子和有机污染物.列举了赤泥基吸附剂去除废水中的阴离子和重金属阳离子的实例,阐述了其去除机理:赤泥基吸附剂对一些废水中特定的污染物,如PO43-、F-、AsO43-等表现出良好的吸附性能,其主要通过表面络合、离子交换和沉淀作用去除废水中的阴离子污染物;经过活化改性后的赤泥能有效去除水中如铅、铜、铬等重金属阳离子,针对不同的目标阳离子,去除机理也有所不同,主要包括离子交换、共沉淀、静电吸引、"阳离子-π"相互作用、络合作用和物理吸附等.但目前对赤泥基吸附剂对各种污染物的去除机理尚未完全明确,且对多种污染物同时存在下的竞争吸附体系研究较少.综上分析指出,在未来赤泥基吸附剂的研究中,寻找便捷、廉价的活化工艺方法制备新型、高效、环保的吸附剂,提高赤泥基吸附剂的吸附性能是一个重要的研究方向.同时,在赤泥基吸附剂的制备和处理废弃物的研究中,应加强制备机理和吸附机理的研究,为赤泥基吸附剂的生产和工业应用提供理论指导.

    赤泥资源化利用吸附剂废水

    氧化对铜硫矿物浮选影响的研究现状

    薛季玮刘启鸿刘童田宇...
    48-55页
    查看更多>>摘要:大多数铜硫矿物表面易氧化,而氧化会对矿物浮选行为及药剂在矿物表面的吸附产生重要影响.目前,关于氧化对铜硫矿物浮选的影响,研究者开展了大量相关研究并取得了显著成果.从铜硫矿物表面氧化影响因素出发,重点分析了溶液性质、矿物晶格缺陷等因素对铜硫矿物表面氧化的影响机理.针对氧化后铜硫矿物浮选回收难度增加的原因进行了分析,一方面,氧化后铜硫矿物表面溶解产生的金属离子增加,会使铜硫矿物表面相互影响严重,造成铜硫矿物难以浮选分离;另一方面,铜硫矿物表面氧化产生的强亲水性的金属氧化物及氢氧化物则会严重减弱捕收剂的有效吸附,使铜硫矿物可浮性降低.基于此,从铜硫矿物表面氧化层脱落方法和氧化后铜硫矿物表面调控方法两方面论述了氧化后铜硫矿物浮选强化措施及其机理.最后,针对氧化后铜硫矿物浮选强化措施提出了相关建议,以期为实现氧化后铜硫矿物高效浮选回收提供借鉴.

    铜硫矿物浮选氧化机理药剂吸附强化措施

    辉钼矿与滑石浮选药剂研究进展

    刘栖巧车宇航陈伟刘胜...
    56-68页
    查看更多>>摘要:辉钼矿和滑石共伴生关系密切且可浮性相近,因此两者的高效分离一直是浮选领域的难点.目前辉钼矿-滑石分离工艺主要有浮钼抑滑石的正浮选和先浮选脱除滑石再浮钼的反浮选两类,两种工艺都涉及辉钼矿与滑石的抑制剂和辉钼矿捕收剂.近些年来报道了很多辉钼矿-滑石分离的新型药剂,但是缺乏对药剂化学组成、官能团和空间构型等方面相似性、递变性和差异性的系统总结和分析.因此,在总结了目前辉钼矿和滑石晶体结构与亲/疏水特性的研究进展基础上,较详细论述了辉钼矿和滑石抑制剂类型、吸附机理和应用效果,分析了抑制剂作用的构效关系,并介绍了辉钼矿/滑石抑制剂和辉钼矿捕收剂的分子设计最新进展.通过总结晶体结构和基面/端面的亲/疏水性性质,发现两种矿物的端面都存在离子溶解、氧化等行为,导致其亲水性较强,但由于基面占据了整体表面积的90%以上,因此两种矿物整体上表现出较好的天然疏水性,这是其浮选分离困难的根本原因.水溶性金属盐是传统的辉钼矿和滑石的无机抑制剂,存在用量大、选择性差的缺点,因而其应用受到限制.有机高分子物质是辉钼矿/滑石抑制剂的研究热点,该类药剂在矿浆中往往表现为酸性,此时辉钼矿/滑石表面的碱度越高,两者间的相互作用就越强;在"强相互作用"时,这种酸碱相互作用可能表现为化学吸附,而在"弱相互作用"时,该作用表现为疏水吸引、氢键吸引、静电吸引等形式的弱吸附,这类抑制剂包括目前大量报道的多糖、腐殖酸等.因此,基于抑制剂在官能团种类与数量、空间构型等因素作用下与两种矿物的基/端面的Mo/Mg金属位点吸附的构效关系,采用组合或者接枝合成等方式设计高选择性分子结构,是开发辉钼矿/滑石抑制剂的思路之一.传统辉钼矿捕收剂以烃油类和巯基类药剂为主,但分别存在分散性差和对辉钼矿-硫化矿脉石的选择性差的缺陷,因此在烃油类捕收剂基础上,从捕收剂分子与辉钼矿端面暴露位点、氧化组分、溶解组分的化学作用出发,设计含有N、P、S等元素的高选择性捕收剂,实现表面氧化、溶解严重的微细粒辉钼矿的选择性捕收,是辉钼矿捕收剂分子设计的方向之一.抑制剂和辉钼矿捕收剂是辉钼矿和滑石浮选分离的关键,设计绿色高效的新型药剂对辉钼矿的开发具有重要意义.

    浮选辉钼矿滑石捕收剂抑制剂构效关系

    我国闪锌矿中Ge资源富集与提取研究进展

    张胜东杨波谢维友童雄...
    69-79页
    查看更多>>摘要:Ge是一种战略性稀散金属,在现代工业中发挥着重要作用.闪锌矿作为Ge最主要的载体矿物,是工业上提取回收Ge的重要来源,闪锌矿提Ge在Ge资源开发中占据重要地位.分别从闪锌矿中Ge的赋存状态、载Ge闪锌矿的浮选理论工艺及药剂研究、硫化锌冶炼过程中Ge的迁移与富集规律和从含Ge冶炼富集物中深度富集回收Ge的方法与工艺等方面,系统概述了近年来我国闪锌矿中Ge资源富集与提取技术开发和工业实践的现状.闪锌矿中Ge主要以类质同象形式存在,Ge取代导致闪锌矿的铜活化和黄药捕收活性降低、浮选回收难度增加.工业实践表明,通过优化载体矿物载锗闪锌矿的浮选药剂和工艺,可在一定程度上提升硫化锌精矿中Ge回收效果.在目前常用的硫化锌冶炼工艺中,形成的含Ge富集物主要包括真空炉渣、浸出渣、氧化锌烟尘、锗铁渣、中和渣、置换渣等.针对上述Ge富集物,目前形成了以火法富集、浸出法、沉淀法、萃取法和离子交换法等为主的Ge深度富集提取技术,其中浸出一沉淀/溶剂萃取的发展和应用最为成熟.在分析发展现状的基础上,提出需从重视选别阶段Ge回收指标提升、改进冶炼工艺的提升Ge在冶炼产物中富集程度和强化Ge萃取分离技术开发及工业化应用3个方面进一步提高我国闪锌矿中Ge资源富集提取技术水平.

    锗资源富集与提取载锗闪锌矿赋存状态

    充填体—边界介质组合体剪切力学特性与参数分析

    卢宏建牟超武捷
    80-87页
    查看更多>>摘要:充填体—边界介质组合体接触面的剪切力学特性与参数是研究充填采场应力分布与充填体揭露稳定性评价的基础数据.通过室内直剪试验与RFPA3D数值模拟试验联合手段,对3种灰砂配比(1∶4、1∶8和1∶20)、4种接触面法向应力(50 kPa、100 kPa、150 kPa和200 kPa)的充填体—边界介质组合体(充填体—围岩、充填体—矿体、胶结充填体—非胶结充填体)的剪切力学特性与声发射特征、黏聚力和内摩擦角参数变化规律进行了分析.结果表明:随灰砂配比降低,充填体—围岩组合体峰值剪切强度减少,破坏模式由脆性变为延性,破坏形态由颗粒粘连、块状粘连到凸起体尖端被剪断.灰砂配比1∶4组合体发生破坏时剪切应力垂直下降,振铃计数率突然骤增,其他阶段振铃计数率相对较小.灰砂配比1∶8和1∶20组合体从裂隙压密到破坏阶段,声发射振铃计数率密集,剪切过程中有明显剪胀变形;充填体—边界介质组合体接触面的峰值剪切强度随法向应力、灰砂配比降低而减少.胶结充填体—围岩接触面峰值剪切强度略小于胶结充填体—矿体强度,胶结—非胶结充填体组合体峰值强度远小于胶结充填体—矿岩组合体,接近非胶结充填体自身强度;充填体—边界介质组合体接触面的黏聚力和内摩擦角随灰砂配比降低而减少.充填体—围岩与充填体—矿体黏聚力和内摩擦角接近,胶结—非胶结充填体组合体黏聚力和内摩擦角参数远小于胶结充填体—矿岩组合体.研究结果拓展了充填体—边界介质组合体剪切力学特性获取方法,为充填采场稳定性分析提供了基础数据.

    充填采矿充填体—边界介质组合体非线性接触面剪切力学特性数值模拟

    考虑软化和扩容的圆形巷道围岩Z-P准则弹塑性解

    经来旺谢金鑫尚佳乐冯瑜腾...
    88-96页
    查看更多>>摘要:巷道围岩受应力作用表现出的软化、扩容行为对巷道的变形和破环有重大影响.为了研究软化、扩容特性对巷道围岩稳定性的影响,根据岩体的软化特性,建立理想的弹性软化模型,将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;基于Zienkiewicz-Pande准则和非关联流动法则,考虑围岩的软化、扩容特性,推导出含中间主应力的圆形巷道弹塑性解析解;将Z-P准则与M-C、D-P等准则进行比较,分析了软化模量、扩容等因素对巷道围岩的影响.结果表明:Z-P准则可良好地适用于发生软化、扩容的巷道;中间主应力系数为0.4时,围岩塑性区范围最小,围岩位移最小,塑性区内应力最大;软化模量越大,围岩破裂区半径越大;剪胀角越大,塑性区位移越大,破裂区半径越大;支护阻力越大,巷道塑性区范围越小,且提高支护阻力能有效控制巷道围岩的变形.

    Z-P准则软化扩容中间主应力弹塑性分析

    聚丙烯纤维磷石膏胶结体早期力学强度特性及增韧机理研究

    张卫中周凯孔德华吴倩倩...
    97-103页
    查看更多>>摘要:在传统水泥基复合材料的研究领域,纤维增强了材料的强度、韧性、延展性和抗裂性.为了提高磷石膏胶结体的早期强度,掺入聚丙烯纤维作为增强剂,开展了掺纤维磷石膏胶结体制备试验以及单轴抗压强度试验,分析了纤维对磷石膏胶结体破坏规律的影响,并通过SEM探究了纤维对磷石膏胶结体的增韧机理.研究结果表明:随纤维掺量增加磷石膏胶结体单轴抗压强度呈先增加后降低的趋势,且纤维最优掺量为1%;掺入纤维的磷石膏胶结体能延缓峰值抗压强度达到时间且破坏时的峰值应力更大,未掺入纤维的磷石膏胶结体在荷载超过应力峰值后快速失稳,掺入聚丙烯纤维的磷石膏胶结体则呈缓慢降低趋势;随着纤维的掺入,磷石膏胶结体的裂纹数量逐渐减少,且裂而不断,磷石膏胶结体的延性变形明显;微观下聚丙烯纤维表面附着有絮团状水化产物,且在磷石膏胶结体固结过程中相互缠结形成稳定的网状结构.研究成果可为磷石膏基复合材料在固废胶结充填现场的应用提供一定参考.

    聚丙烯纤维磷石膏胶结体早期力学特性裂纹演化

    碳纤维布均匀约束下煤圆柱的损伤演化

    李庆文高安梁禹萌萌高森林...
    104-113页
    查看更多>>摘要:煤柱失稳灾害仍然是目前煤炭资源安全高效开采的热点研究问题之一.为深入研究碳纤维布层数和加载速率对煤圆柱能量演化的影响,加载速率分为0.01mm/min、0.1 mm/min、1 mm/min和10 mm/min 4级,碳纤维布约束层数分为0层、1层和2层3类,采用SAM-2000岩石综合试验系统对煤圆柱进行单轴压缩试验.试验结果表明:相同碳纤维布层数下,加载速率越高,崩飞的煤屑扩散越明显,煤圆柱整体性越差,能量释放程度越强,属于劈—剪复合失效模式;碳纤维布层数越多,峰值总能量、峰值弹性能和峰值耗散能逐渐增加,加载速率对煤圆柱能量方面的影响减小.根据能量耗散理论,提出损伤因子,进而建立了本构模型,经验证拟合度较高.

    均匀约束加载速率煤圆柱单轴压缩试验本构模型