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中南大学学报（英文版）
中南大学学报（英文版）

黄伯云

月刊

2095-2899

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0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学内

中南大学学报（英文版）/Journal Journal of Central South UniversityCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>《Journal Central South University of Technology》（即《中南大学学报（英文版）》ISSN 1005-9784,CN43-1231/TD）是国家教育部主管、中南大学主办的以材料、选矿、冶金、化学化工、机电、信息、地质、采矿、土木等专业学科为主的科技期,1994年创刊,双月刊。自2007年第1期起与世界著名德国科技出版集团施普林格(Springer-Verlag)联合出版。本刊已被《科学引文索引》（SCI-E）；《EI Compendex》(即EI核心版)；《化学文摘》；《金属文摘》；《铝工业文摘》等知名检索刊物收录：
正式出版
收录年代

    基于响应曲面法和反应动力学优化铝渣中AlN的水解

    董良民焦芬刘维刘世阳...
    2993-3005页
    查看更多>>摘要：铝渣中的氮化铝(AlN)在潮湿的空气中会水解,释放出大量的氨气.氨气长时间暴露在空气中会危害环境和损害人体健康,但经有效处置可回收利用.本文针对AlN水解存在反应时间长、反应不彻底的特点,研究了反应温度、液固比和反应时间对水解行为的影响,并采用响应曲面法对实验条件进行了优化.在最佳实验条件下:反应温度95℃、反应时间11.2 h、液固比7.8:1 mL/g、搅拌速度400 r/min,AlN水解率为92.45%.反应动力学研究表明,水解过程由表面化学反应控制模型控制,表观活化能为40.24 kJ/mol.XRD和SEM-EDS结果显示,AlN最终转化为Al(OH)3附着在铝渣的表面,晶体随温度和时间的增加逐渐增大.本文结果为从铝渣中回收氨气提供了有效的参考.

    氮化铝水解响应曲面法反应动力学资源回收

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    以超纯磁铁精矿为原料通过H?gan?s工艺制备高纯还原铁粉

    吴金甜徐斌董中林周玉娟...
    3006-3020页
    查看更多>>摘要：在本研究中,以铁品位为68.38%、硅含量为2.33%的优质磁铁精矿为原料通过反浮选获得了铁品位为72.12%、硅含量为0.09%的超纯磁铁精矿.以超纯磁铁精矿为原料,在1075 ℃下煤基还原18 h、850 ℃下氢气还原50 min制备了铁品位为99.06%的高纯还原铁粉.高纯还原铁粉的松装密度、流动性和压缩性分别为2.34 g/cm3,9.01 s/(50 g)和6.55 g/cm3,达到了粉末冶金用铁粉企业标准(MHF/QB-2016)中MHF80∙235(优等)级.用高纯还原铁粉通过共沉淀法制备磷酸铁锂,其首次充电比容量达168.20 mA·h/g.铁鳞经过1075 ℃煤基还原36 h、14 mT磁选、850 ℃氢气还原60 min得到铁品位为98.47%的二次还原铁粉,其松装密度、流动性和压缩性分别为2.30 g/cm3,10.39 s/(50 g)和6.41 g/cm3.与铁鳞相比,超纯磁铁精矿不仅可省去赫格纳斯工艺中的磁选环节,而且其煤基还原和氢气还原环节所需的时间更短,得到的还原铁粉铁品位更高、工艺性能更佳.本文提出了还原铁粉工艺性能的改善机理:还原铁粉的粗颗粒占比和铁品位的提高可以明显改善其松装密度和压缩性,粗颗粒占比的增加也会改善还原铁粉的流动性.

    反浮选超纯磁铁精矿Höganäs工艺高纯还原铁粉粉末冶金磷酸铁锂

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    表面粗糙度对浮选气泡-颗粒相互作用的影响机理研究进展

    赵亮ZHOU Joe张志军刘清侠...
    3021-3043页
    查看更多>>摘要：表面粗糙度对高效浮选起着至关重要的作用.通过与理想固体表面的对比,本文着重综述了表面粗糙度对气泡在固体表面润湿行为和动态粘附/脱附行为的影响机理.目前关于理想条件下气泡-颗粒间相互作用的动力学研究与实际浮选矿物仍存在一定的差距.此外,结合浮选捕收剂、纳米气泡和润湿状态,详细讨论并总结了表面粗糙度对实际矿物浮选效果的影响.结果表明,在理想条件下建立的相关模型很难或者仅能部分应用于表征实际的矿物浮选过程.未来的研究方向应当注重如何实现通过表面粗糙度调控强化实际矿物颗粒的浮选回收率,例如开发实际矿物颗粒表面粗糙度的量化测定技术,或者将理想情况下气泡-颗粒作用动力学模型与实际矿物浮选过程有机结合起来.

    矿物加工表面粗糙度浮选润湿状态气泡-颗粒粘附气泡-颗粒脱附

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    阿拉伯胶在镜铁矿与绿泥石浮选分离中的选择性抑制作用

    王海川杨诚胡义明李明阳...
    3044-3056页
    查看更多>>摘要：绿泥石作为一种典型的含铁硅酸盐矿物,与镜铁矿的密度、比磁化系数和表面理化性质接近,导致绿泥石与镜铁矿分离极为困难.为解决这一问题,采用阿拉伯胶(GA)为选择性抑制剂,以十二胺(DDA)作为捕收剂来分离镜铁矿和绿泥石.通过浮选试验、吸附量试验、Zeta电位检测、接触角测试、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X-射线光电子光谱(XPS)考察了GA的抑制作用机理.单矿物浮选结果表明,在pH值为8,GA和DDA的用量分别为90 mg/L和20 mg/L时,镜铁矿和绿泥石的回收率分别达到22.1%和82.4%.通过人工混合矿浮选试验进一步验证了GA对镜铁矿的选择性抑制作用.吸附量、接触角和Zeta电位检测均表明,GA对镜铁矿的吸附作用比绿泥石更强,且先吸附的GA会阻碍后续DDA的吸附,从而降低镜铁矿的可浮性.FT-IR和XPS分析结果表明,GA通过化学吸附作用于镜铁矿表面,其羟基与镜铁矿表面的铁位点相互作用,形成金属螯合物.最后,构建了GA在镜铁矿和绿泥石表面的吸附模型.

    浮选绿泥石镜铁矿阿拉伯胶含铁硅酸盐抑制剂

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    微生物矿化技术在烧结法赤泥治理中的应用研究

    刘鹏程钰陈龙邵光辉...
    3057-3068页
    查看更多>>摘要：本文研究了采用微生物诱导碳酸盐沉积技术(MICP)处理制铝工业的废弃物拜耳法赤泥.通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO3含量及分布、金属离子浸出量、pH值以及应力-应变特性的变化,综合评价了处理赤泥的效果.结果表明:MICP技术可以克服赤泥矿物成分复杂、粒度细小、碱性强、多有害物质特性的不良影响,处理拜耳法赤泥是有效、安全、高效的.在此基础上,通过固结排水三轴剪切试验对不同注浆轮数处理的赤泥试样应力-应变特性进行了研究,发现随着碳酸盐含量的增加,拜耳法赤泥的破坏形态由初始的塑性破坏转变为脆性破坏,抗剪强度有明显的增长.利用多种微观测试手段分析了在这一过程中化学成分、矿物组成、微观结构的变化,揭示了微生物固化赤泥的微观机制.

    微生物矿化赤泥工业固废方解石机理分析

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    利用鲸鱼优化算法的规则几何物体自然电位反演

    柳建新张鹏飞谢静崔益安...
    3069-3082页
    查看更多>>摘要：自然电场法对地下水和地下污染相关的流动电位和氧化还原电位非常敏感,可以高效经济的实现对地下水和污染物的探测和定位.鲸鱼优化算法是一种元启发式算法,通过模拟座头鲸的捕食行为实现参数优化.将鲸鱼算法应用于规则极化几何体(即球体、水平圆柱体和垂直圆柱体)的自然电场数据反演,可以快速实现对地下目标体的精细勘探.首先,利用鲸鱼算法对球体、垂直圆柱体以及组合模型进行了参数反演测试,并对垂直柱体模型参数的优化过程进行了统计分析,讨论了鲸鱼算法的收敛性.然后,利用3组实验室观测的物理模型数据进行进一步的参数反演测试,与另外2种优化算法进行对比分析表明鲸鱼算法具有明显的优势.最后,将鲸鱼算法用于某场地实测自然电场数据的处理解释,实测数据反演结果得到了开挖验证,说明反演算法的实用性较好.反演测试还表明,基于鲸鱼优化算法的自然电场反演具有一定的抗噪声能力,在噪声条件下还能保持良好的收敛性.该方法可以实现对地下目标体快速精确反演定位,具有良好的实用性,可以广泛应用于地下水和地下污染调查.

    自然电场鲸鱼算法反演

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    铁路隧道内设置缓冲气室的流动特性研究

    张扬泰刘峰孙桓五陈大伟...
    3083-3096页
    查看更多>>摘要：铁路隧道内设置气室可以减轻列车鼻尖波在传播过程中产生的惯性陡变,并有效地防止隧道洞口出现严重的微气压波.该方法的有效性通常与缓冲气室的压力响应和附近流动特性密切相关.本文基于无黏、轴对称流动模型,对典型波前作用下隧道内单个气室的流动特性进行了数值研究.研究结果表明:对于一个固定体积的气室来说,其连接处尺寸存在一个确定的区间,可以使气室呈现欠阻尼特性;连接处流动的不均匀性会导致气室和隧道内的压力分布呈现一定的三维效应;轴对称模型和一维模型所得最大压力梯度之间的差异主要发生在气室连接处;当波前通过气室约5 m后,该差异逐渐减小至1%左右.此外,我们还通过建立缩比模型实验装置,对比了数值结果和实验结果,验证了数值方法的准确性.

    波前缓冲气室三维效应流动特性微气压波

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    高速列车交会振动对邻近建筑内精密仪器的影响及减振措施研究

    王雨琪蔡小培臧传臻王启好...
    3097-3112页
    查看更多>>摘要：随着城际铁路的大力建设,铁路沿线特别是一些放置精密仪器的建筑因振动环境恶化,内部仪器受到反复振动的影响,且当列车高速会车时,引起的振动更为剧烈.本文对邻近线路建筑物内的精密仪器进行数值仿真分析,建立了高速列车会车的耦合模型,提出一种振动叠加的预测方法.对既有振动数据进行采集,用于模型验证.在此基础上,对精密仪器的振动进行评估并提出相应的减振措施.结果表明,既有振动主频在10～20 Hz,在该频段存在振动超限风险;列车高速会车会导致精密仪器无法正常工作.加装减振垫可以有效缓解列车引起的高频振动(40～80 Hz)影响.列车振动与既有振动叠加后,高层振动以10～20 Hz为主,建议在精密仪器处采取减振措施.

    城际铁路列车交会振动预测精密仪器减振轨道

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    轨道不平顺小样本全信息表达的联合模拟方法

    朱志辉李宇森周高扬刘禹兵...
    3113-3126页
    查看更多>>摘要：针对传统方法需要生成大量轨道不平顺样本才能涵盖所有随机特征,但样本数多又会导致计算效率低的问题,本文提出了一种自适应采样法(ASM)与改进的第二类随机谐和函数法(MSHF)结合的轨道不平顺模拟的联合方法.ASM自适应选取符合轨道不平顺功率谱密度函数(PSD)谱概率分布的高代表性样本点,从而减少样本数量;之后在SHF中添加一类符合谱概率分布的独立变量进行改进,通过将ASM选取的样本点代入新增变量,实现了轨道随机不平顺的时域小样本全信息表达.以车轨桥耦合系统(TTBS)随机动力分析为例,与传统一次性采样和SHF方法相比,本文方法在提高精度的同时可以减少41.67%的计算时间.

    自适应采样法随机谐和函数法轨道不平顺谱概率分布随机动力分析列车-轨道-桥梁耦合系统

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    复合地层盾构交叠下穿施工下既有隧道变形分析

    周中郑熠迪胡江锋杨豪...
    3127-3144页
    查看更多>>摘要：复合地层中盾构隧道交叠下穿既有隧道时,既有隧道的变形较为复杂.因此,本文考虑了浆体固结和盾构交叠下穿施工,提出一种既有隧道变形计算方法.首先,利用等效层理论简化复合地层,分析不同因素引起的地层变形,并引入浆液固结方程对其进行修正;然后,基于分段计算思想,建立盾构交叠下穿既有隧道的计算公式;最后,通过有限元模型分析实际工程中既有隧道的变形,验证所提理论的有效性.结果表明:数值模拟结果与本文理论计算结果关于变形趋势是一致的,盾构与既有隧道交叠前,既有隧道变形总体呈"M"型;交叠后,既有隧道变形逐渐变为"U"形,最大变形点由交叠点向盾构掘进方向移动,既有线沉降变形区间逐渐扩大,最大变形增量逐渐减小并趋于稳定.

    盾构隧道既有隧道交叠下穿

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