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期刊信息/Journal information
矿产保护与利用
中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所
矿产保护与利用

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所

冯安生

双月刊

1001-0076

kcbh@chinajournal.net.cn

0371-68632026 68632087

450006

郑州市陇海西路328号

矿产保护与利用/Journal Conservation and Utilization of Mineral Resources北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是矿业综合类双月刊，1981年创刊，国内外公开发行，现由国土资源部矿产开发司指导，郑州矿产综合利用研究所主办，国家金属矿综合利用工程中心（北京）、国家非金属矿综合利用工程中心、中国选矿科技信息网及国土资源部信息中心协办；主要报道矿业管理研究和矿产资源综合利用、非金属矿深加工技术的最新研究成果。
正式出版
收录年代

    "双碳"战略下我国煤矸石的综合利用技术研究进展

    何占伟何帅王贵帅李世豪...
    1-14页
    查看更多>>摘要：在"双碳"战略背景下,我国持续推进产业和能源结构的升级,倡导绿色、环保和低碳发展.我国煤矸石的大量堆积,导致了严重的资源浪费,还可能引发一系列的环境问题.煤矸石的有效处理与资源化利用成为煤炭行业亟待解决的任务.系统综述了煤矸石在金属提取、材料制备、燃烧利用和生态修复等领域的研究进展.煤矸石可提取铝、铁及"三稀"等金属元素,但在提取过程中易产生大量的废酸和废渣,引起潜在的环境污染风险;煤矸石不仅可以制备混凝土和水泥等传统建筑材料,还能制备多孔陶瓷、沸石等高附加值新型材料;共燃技术的应用有助于提高煤矸石的热能利用效率,降低温室气体排放;作为土壤改良剂,煤矸石在生态修复中展现出良好前景,但需注意重金属离子可能引发的二次污染风险.基于当前煤矸石处理中的问题与挑战,探讨了煤矸石利用未来高质量发展的路径,建议通过多种利用方式相结合,推动煤矸石高效资源化利用,实现经济、环境与社会效益的协调发展.

    煤矸石综合利用金属提取材料制备燃烧利用生态修复

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    煤基固废充填材料及充填工艺发展现状与展望

    刘鹏亮
    15-24页
    查看更多>>摘要：煤基固废是主要的工业废弃物,其规模化处置利用对于煤炭行业可持续发展和矿区生态环境保护具有重要现实意义.充填开采作为兼具煤基固废井下处置和"三下"压煤回收的绿色开采方式,20 多年来得到了快速发展和应用,形成了以固体和膏体为主要充填材料形式、以综采充填和连采充填为主要工艺的技术体系.梳理了以煤矸石和粉煤灰为代表的煤基固废充填开采的技术特点和分类,煤矸石、粉煤灰、炉渣、气化渣、脱硫石膏等固废的基本物理化学性质表明,煤基固废具有作为充填材料的可行性,分别总结了矸石固体和膏体充填材料的压缩特性,分析了连采连充与综采充填两种主要充填开采工艺的特点,在拓宽煤基固废充填材料范围、提高充填开采生产能力、降低充填成本等方面进行了展望,以期为煤基固废充填开采未来发展提供思路.

    煤基固废固体充填材料膏体充填材料连采连充综采充填

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    煤矸石-粉煤灰-矿渣在水泥砂浆中的协同增强效应

    王海钢董智宇李贵林郭家栋...
    25-32页
    查看更多>>摘要：煤矸石作为煤基固废,其资源化利用受到广泛关注.采用煅烧活化的方式提高了黏土质煤矸石的活性,并将其与粉煤灰、矿渣组合使用,研究了三者在水泥砂浆中的协同增强作用.利用流动性测试和抗压/抗折强度测试,评估了复合水泥砂浆的工作性能和力学性能;利用X射线衍射仪(XRD)、水化热分析了煤矸石的活化机理及复合水泥净浆的水化产物和水化动力学过程.结果表明:随着煅烧温度的升高,煤矸石的活性先增加后降低,最佳煅烧温度在 700～800℃之间.粉煤灰、矿渣与700℃煅烧的煤矸石按照 5∶2∶3 的质量比组合使用时,水泥砂浆流动度达到 237 mm,28 d抗压强度为 48.96 MPa,28 d活性指数达到 104.77%.其中,粉煤灰的球形颗粒主要起到润滑作用,显著提高了砂浆的流动性;煤矸石提供了大量活性SiO2,促进了水化反应和水化产物的形成;矿渣具有高火山灰活性和细颗粒尺寸,提供了更多成核位置,增强了砂浆的早期强度.三种材料均不同程度地起到了润滑作用和成核作用,实现了流动性协同提升、水化反应协同促进、水化产物优化、活性成分互补等,增强了水泥基材料的性能.本研究为煤矸石在水泥基材料中的应用提供了新的途径和理论依据.

    煤矸石煅烧活化协同作用活性指数火山灰反应水泥砂浆

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    铁尾矿制备新型材料研究进展

    傅平丰邓威俞泽恩张思奇...
    33-43页
    查看更多>>摘要：随着我国绿色发展的实施推进,铁尾矿的资源化利用显得愈加重要.目前铁尾矿多用作建筑用砂、矿物掺合料等低附加值建筑材料,其利用潜力尚未充分开发,制备高附加值新型材料是今后铁尾矿利用研究的重点.综述了铁尾矿制备高附加值新型材料的研究进展,包括制备微晶玻璃、泡沫陶瓷、复相陶瓷、陶瓷玻化砖、保温隔热材料和电磁吸波建筑材料等新型建筑材料,絮凝剂、无机复合颜料、白炭黑等铁质化工产品,以及硅质介孔材料、高品质石英砂和农田土壤改良剂等.通过分析铁尾矿的矿物组成和物理化学性质,讨论了铁尾矿制备高附加值新型材料所面临的问题.为推动铁尾矿的资源化利用,建议根据铁尾矿的类型探索其合适的利用途径,并将大宗利用与高值化利用结合,在提高铁尾矿综合利用率的同时,不断提高产品的附加值,实现铁尾矿资源化的经济和环境等多重效益.

    铁尾矿资源化新型材料高值化利用

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    铁尾矿制备建筑材料研究进展

    史达任雪梅郝挺宇张润...
    44-55页
    查看更多>>摘要：铁尾矿是铁矿石开发过程中产生的主要固体废弃物,铁尾矿建材化利用是其规模化消纳的重要方向之一.从铁尾矿的物理、化学特性入手,综述了国内外铁尾矿制备建筑材料方面的研究进展,主要包括:(1)水泥;(2)混凝土,主要作为人造粗/细骨料,或经活化处理后作为胶凝材料等;(3)砖材,包括烧结砖、蒸压砖、陶瓷砖、透水砖、免蒸免烧砖等;(4)墙体材料,包括混凝土墙体材料、新型墙板材料如隔声材料与保温隔热材料等;(5)陶瓷材料,包括玻化砖、微晶玻璃、发泡陶瓷等;(6)路用材料,包括路基填料、路面基层、底基层等.分析了铁尾矿建材化利用存在的主要问题和未来发展趋势.由于铁尾矿粒径跨度大、部分粒度细、级配差、活性差、性能波动大、不同铁尾矿性质差异大等特点,导致在建材化利用过程中存在掺量小、处理成本高、产品性能差等问题.提出依据铁尾矿特点开发高效、简单的生产工艺路线.明确进一步降低生产成本,提高产品价值,是目前铁尾矿建材化利用的迫切需求.

    铁尾矿建筑材料水泥混凝土墙体材料陶瓷材料路用材料

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    铁尾矿制备陶粒工艺、机理与应用进展

    李星臻李国峰刘立伟栗艳锋...
    56-63页
    查看更多>>摘要：我国铁尾矿分布范围广、堆存量大,造成了严重的土地占用和环境污染等问题.铁尾矿基陶粒作为轻骨料,具有轻质高强、吸水率低、抗冻性能良好等特点,可应用于建筑材料、园艺、水处理等领域.阐述了陶粒的种类、铁尾矿用于制备陶粒的原料适用性,介绍了铁尾矿制备焙烧陶粒和免烧陶粒的工艺及其产品性能优劣,分析了铁尾矿基陶粒在焙烧和免烧过程中的反应机理,归纳了铁尾矿基陶粒气孔结构的形成原理及研究现状,系统总结了铁尾矿基陶粒的应用现状,提出了未来研究需要解决的问题及发展方向.利用铁尾矿制备陶粒,对促进铁尾矿资源的循环利用和矿山环境保护具有深远意义.

    铁尾矿陶粒反应机理气孔结构

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    三氯化铁对超细铁尾砂絮凝的影响

    牛福生陈雨盈张晋霞刘飞...
    64-70页
    查看更多>>摘要：随着细粒选矿技术的发展,尾砂的粒径逐渐减小,已经达到了超细级别.要实现选厂超细尾砂的高浓度充填,超细尾砂絮凝沉降浓密是技术关键.为此以钢铁盐酸酸洗废液制得的三氯化铁为絮凝剂开展了某超细铁尾砂絮凝研究.采用工业CCD相机和计算机图像处理软件(Image-Pro Plus),考察了三氯化铁的用量、搅拌转速、搅拌时间对超细铁尾砂絮凝效果的影响.实验结果表明,在三氯化铁用量为 2 700 g/t、磁力搅拌器转速为 800 r/min、搅拌时间为 80 s时,絮凝体的粒径为 39.79 μm,分形维数为 1.92,取得了较好的指标.基于 Box-Behnken 原理,应用响应曲面法建立三氯化铁用量、搅拌转速及搅拌时间三者之间的交互作用对超细铁尾砂絮凝影响的多元回归方程,并进行ANOVA 分析,分析结果表明,其最佳条件为三氯化铁用量2 763.74 g/t,搅拌转速 832.76 r/min,搅拌时间 95.89 s时模型预测絮凝体粒径为 40.28 μm,分形维数为 1.92,与实验结果基本相符.通过对絮凝条件的探究,得出其对超细铁尾砂的作用规律,为指导超细铁尾砂的高效絮凝生产实践应用提供了理论支撑.本研究同时实现了废酸的综合利用,有利于节能减排,降低工业生产的成本.

    铁尾砂超细絮凝响应曲面法

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    银山矿超细全尾砂精细化絮凝沉降实验研究

    丁家铎李红鹏宋子安陈秋松...
    71-79页
    查看更多>>摘要：银山矿全尾砂-19 μm颗粒约占 51%,属于超细全尾砂,处理过程中面临浓密脱水难度大的问题,且深锥浓密效果受到季节变化以及尾砂入料质量浓度的显著影响.因此,为提升银山矿深锥浓密机沉降效果,通过室内物化性质检测、室内絮凝沉降实验、现场半工业实验,开展了超细全尾砂精细化絮凝实验研究.结果表明:优选出的DR1030 絮凝剂,在尾砂浆质量浓度10%时絮凝剂单耗为 30.0 g/t(夏季)、33.0 g/t(其他季节),尾砂浆质量浓度 15%时絮凝剂单耗为 35.0 g/t(夏季)、38.0 g/t(其他季节).半工业实验条件下,DR1030 絮凝剂的实际单耗 34.0 g/t,与现场絮凝剂相比,低 4.4 g/t;DR1030 对应的底流质量浓度波动性更小,质量浓度更高,平均值提高 2.6 百分点;扩展度测试表明DR1030 对料浆流动性无明显影响.本次实验为提升银山矿充填质量提供了重要的工艺参数,对其他相似矿山也具有一定的借鉴意义.

    膏体充填超细尾砂絮凝沉降底流浓度深锥浓密机

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    钼精选尾矿中微细粒铜钼硫化矿的选择性絮凝浮选

    彭伟军吕帅雒伟哲祁梦瑶...
    80-87页
    查看更多>>摘要：河南某钼精选尾矿粒度微细,-23 μm粒级占 65%,其中Cu和Mo品位分别为 0.20%和 0.08%,具有一定的回收价值.作者前期通过在丙烯酰胺上引入疏水单体——十二烷基葡萄苷,合成了具有较好疏水性的PADD絮凝剂,并将其用于该钼精选尾矿中微细粒铜钼硫化矿的选择性絮凝浮选回收工艺.研究结果表明,在粗选矿浆pH为 4.2、六偏磷酸钠用量 500 g/t、PADD用量 100 g/t、硫酸铜用量 100 g/t、煤油用量 75 g/t、乙硫氨酯用量 75 g/t和 2 号油用量 40 g/t的条件下,经过一次粗选、一次扫选和两次精选、中矿合并返回至粗选的闭路试验流程,获得了铜品位 12.054%、铜回收率 89.98%、钼品位 3.214%、钼回收率 64.20%的铜钼混合精矿,有效地实现了钼精选尾矿中有价金属铜和钼的综合回收.基于较强的疏水性,PADD主要通过疏水作用力与微细粒铜钼硫化矿发生选择性絮凝作用,从而显著提高钼精选尾矿中微细粒铜钼硫化矿选择性絮凝浮选效果.

    钼精选尾矿选择性絮凝浮选铜钼硫化矿综合回收

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    碱激发-水热法活化某超细钼尾矿制备硅钾土壤调理剂

    王静王博曹劲楠肖潇...
    88-96页
    查看更多>>摘要：针对某超细钼尾矿常规用于制备建材时难度大、综合利用率低的特点,提出了碱激发-水热法联合制备土壤调理剂的技术途径,以钼尾矿、生石灰、秸秆为原料,KOH为激发剂,在水热条件下制备土壤调理剂.研究了KOH质量浓度、尾矿与石灰质量比、秸秆与尾矿质量比、混合干料与碱液质量体积比、水热反应时间、水热反应温度等因素对可溶性Si和K元素产生量的影响.结果表明,在KOH浓度为 0.5 mol/L、尾矿与石灰质量比为 1∶0.8、秸秆与尾矿质量比为 1∶70、混合干料与碱液比为 100 g∶300 mL、水热反应时间为 9 h、水热反应温度为 180℃的条件下,制备的土壤调理剂可溶性Si、K含量分别为 8.9%、6.85%,满足《硅钙钾镁肥》(GB/T 36207-2018)中Si和K元素指标要求.在碱激发-水热法的联合作用下,尾矿中的硅铝酸盐矿物发生解聚和缩聚反应,激活Si、K、Al等元素的反应活性,所制备的土壤调理剂样品中可溶性Si、K元素含量符合国标要求;生成了网络结构,具备较强的吸附性能.该研究成果将对我国钼尾矿的减量化、资源化以及农业生产的可持续发展具有重要意义.

    土壤调理剂钼尾矿碱激发-水热法正交实验矩阵分析法

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