金属矿山

路增祥, 马驰, 曹朋, 马强英

2019, 48(03): 1-9.

摘要 ( 782 )

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溜井在使用过程中频繁发生的堵塞现象和井壁变形破坏问题，已成为影响矿山安全高效生产的重要因素。将溜井问题归纳为溜井堵塞和井壁稳定性两大问题，并系统分析、总结了溜井问题的研究现状及存在问题。溜井堵塞问题表现为其底部放矿过程中井内物料流动中止，井壁稳定性问题主要表现为井壁变形、失稳和跨塌。研究表明：①矿石含水率、粉矿含量、放矿漏斗角、贮矿高度、贮矿时间以及矿岩块度与溜井直径之间的匹配关系，井壁支护结构脱落与井壁围岩垮塌产生的大块，以及溜井使用管理方面存在的问题，是造成溜井堵塞的主要原因；②矿（废）石的粒度分布特征及其物理力学特性，溜井工程围岩的地质结构特征及其应力场特征，溜井结构、井壁支护强度及其相互关系，是溜井井壁产生变形破坏的主要原因；③矿（废）石在溜井中运动与井壁接触并产生力的作用，使得溜井井壁受到冲击、剪切和摩擦损伤，是溜井井壁产生变形破坏的根本原因；④溜井堵塞后的爆破疏通和临近溜井的掘进爆破，加剧了对井壁的人为破坏。在上述分析的基础上，认为今后溜井问题的研究应着力于：①研究溜井堵塞各影响因素之间的关系，建立相关数学模型，探讨溜井结构及其相关尺寸的设计准则，预防溜井堵塞；②揭示溜井中物料的运动规律及其对井壁的力学作用机理，改善溜井结构及其支护方式，从根本上解决溜井稳定性问题；③研发应力释放技术和高应力环境下的工程支护技术，是解决深埋溜井井壁应力致裂破坏问题的主要研究方向；④从溜井的设计、使用与管理角度预防溜井堵塞，研发溜井堵塞的非爆破疏通技术，减轻爆破对井壁的损伤。

我国深部开采服役井筒风险分析及监测预警技术研究进展

宋朝阳

2019, 48(03): 10-20.

摘要 ( 617 )

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深地资源开发是我国深地探索的重要方向之一，服役井筒是进入深部地层的必由通道。由于井筒所处岩层及多相地质体分布具有区位差异、服役环境复杂等特征，致使井筒安全服役的风险增高，因此，服役井筒风险分析和监测预警已成为当前亟待解决的问题。在分析井筒风险判识与监测预警技术研究现状和存在问题的基础上，围绕保障井筒安全服役这一最终目标，以多尺度、多灾源协同致灾机理，井筒变形失稳理论，工程风险判识及监测预警技术等为基础，并合理借鉴和吸收其他地下工程动力灾害防控领域的研究成果，提出了多尺度分源监测预警思路，凝练了需要解决的关键科学问题和主要研究方向。针对影响井筒安全服役的应力源、腐蚀源和物性源，对于井筒开裂、腐蚀、偏斜等多源风险灾害，在“区域—采区—井筒—关键截面”尺度下，需要进一步研究的4个关键科学问题为：①开采扰动作用下区域地层应力—能量—物理参数耦合关系及其时空演化规律与多场耦合协同致灾机理；②服役井筒风险灾害多参量前兆信息智能判识与预警理论；③多尺度、多源前兆信息采集与信息集群共网传输技术体系；④服役井筒风险灾害判识方法与预警模型。通过上述4个科学问题的深入研究，有助于实现服役井筒风险在线实时监测、智能判识和准确预警的井筒安全服役状态评价新模式，为我国服役井筒结构安全管理和智能服务提供理论和技术支撑。

含锌渣尘中有价金属回收利用现状与研究进展

王超, 郭宇峰, 杨凌志, 陈凤

2019, 48(03): 21-29.

摘要 ( 677 )

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为了促进含锌渣尘中有价金属回收利用技术的发展，对资源量大、富含铁酸锌的钢铁厂电炉粉尘和湿法浸锌渣等2类典型二次锌资源，从综合利用原理、技术路线和利用效果等方面进行了评述。指出了矿相重构是实现电炉粉尘和湿法浸锌渣综合利用的有效方法。电炉粉尘主要有价组分为锌和铁，矿相重构处理后宜采取选矿法分离出锌组分，剩余产物应返回炼铁工序，实现在钢铁厂内循环利用；湿法浸锌渣主要有价组分为锌、铁、镓、铟、银等，矿相重构处理后根据元素走向，采取选矿和湿法提取相结合的方法，在不产生二次污染的前提下，重点实现有价元素的综合回收。

细粒锡石浮选组合药剂研究与应用进展

罗红莹, 张英, 陈荣, 蔡教忠

2019, 48(03): 30-34.

摘要 ( 593 )

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采用浮选工艺回收细粒锡石，药剂是关键。大量的研究与生产实践表明，浮选药剂的组合能提升锡石的综合回收指标。为了系统、全面地了解细粒锡石浮选组合药剂的研究与应用进展，综述了细粒锡石浮选的组合捕收剂、组合调整剂以及捕收剂+调整剂组合的优点、作用机理及应用现状，指出使用组合药剂能取得较理想的浮选指标与药剂间的协同作用密不可分。

我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状及存在问题

廉旭刚, 蔡音飞, 胡海峰

2019, 48(03): 35-40.

摘要 ( 855 )

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三维激光扫描作为一种非接触式测量技术，近年来在我国矿山测量领域得到了广泛应用，涉及了矿区边坡监测、露天矿储量管理、地表沉陷监测等方面。结合近年来的相关研究成果，系统分析了我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状，并对存在的问题进行了探讨。研究表明：矿山测量工程应用及科学研究中使用的三维激光扫描设备与配套软件以国外进口为主，国产设备与软件较少；从数据采集、处理、成果应用等方面分析，主要存在的问题有采集数据质量不佳、点云数据匹配精度有待提高、点云数据滤波算法精度不高、特殊监测领域的应用成果不明显等。在上述分析的基础上，认为该领域的主要研究方向为：①高精度的空天地一体化数据采集方案，如InSAR、LiDAR、倾斜摄影测量与地面三维激光扫描技术相结合；②具有自主知识产权的点云数据处理软件开发，包括点云数据智能匹配算法、智能化高精度点云数据滤波算法等；③三维激光点云数据后期成果应用，包括面状地物变形监测理论与方法、大数据技术与人工智能技术相结合的三维激光扫描实时动态监测方法。总体来说，进一步推进三维激光扫描技术在我国矿山测量领域的应用，有助于大幅提升相关工程技术人员的空间三维数据处理能力，进而提高工作效率。

西石门铁矿北区高应力破碎矿体崩落法开采技术

宋德林, 任凤玉, 刘德祥, 阚景文, 孙丁丁

2019, 48(03): 41-47.

摘要 ( 619 )

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西石门铁矿北区新探矿体为缓倾斜破碎厚—中厚矿体，且地压显现严重，属于极度难采矿体。矿山采用无底柱分段崩落法开采，开采中存在设备运行不畅、采场结构不稳、巷道破坏严重等问题。为缓解高应力破碎条件带来的开采问题，从设备选型、采场结构参数确定、巷道布置方式及回采顺序、支护措施等方面对回采技术进行了改进。在确保设备运行顺畅的前提下，确定了软弱围岩条件下铲运设备需由1.5 m³增大至2 m³，巷道断面尺寸应由3 m×3 m增大至3.2 m×3.1 m；综合考虑巷道稳定性、矿体条件、凿岩能力、满足放出体发育等条件，确定了采场结构参数为分段高度13 m、进路间距12 m；以适应地压活动规律为原则确定了回采进路以垂直走向布置为佳，开采顺序为从已采矿体边界向上盘退采；分析了地压严重以及开挖后易短时间冒落的围岩支护要求，提出了超前锚杆+U型钢拱架的支护措施；根据散体流动参数确定了最小边孔角为50°，根据出矿口废石的出露位置将崩落步距调整为1.6 m。上述参数和支护措施在西石门铁矿北区高应力破碎矿体开采过程中得到了成功应用，增强了无底柱分段崩落法开采该类矿体的适用性。

岩爆分级预测的粗糙集-多维正态云模型

刘冉, 叶义成, 张光权, 姚囝, 陈虎, 王其虎

2019, 48(03): 48-55.

摘要 ( 697 )

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准确有效的岩爆分级预测对避免或减少岩爆灾害具有重要意义。选取围岩最大切向应力σθ、岩石单轴抗压强度σc、岩石单轴抗拉强度σt和岩石弹性变形能指数Wet作为岩爆评价指标，将多维正态云模型作为岩爆等级的预测方法，利用粗糙集确定评价指标权重，以国内外15组岩爆实例作为模型构建样本，建立了粗糙集-多维正态云岩爆分级预测模型。首先采用模糊集聚类后再通过粗糙集逐级筛选评价指标的方法确定评价指标权重，根据多维正态正向云发生器计算得到评价指标的确定度；然后利用评价指标权重和评价指标确定度计算评价样本的综合确定度，根据最大隶属度原则，判定评价样本的岩爆等级。采用鑫华矿业矿岩样本对粗糙集-多维正态云岩爆分级预测模型进行了有效性验证，计算结果与工程实际相吻合，表明该模型具有较好的实用性。

某金矿“三下”开采移动带内地表稳定性分析

程立年, 李晓刚, 叶振华, 孙秀柱

2019, 48(03): 56-61.

摘要 ( 630 )

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为确保移动带内地表村庄、河流、道路的安全，同时最大限度地开采地下资源，结合某金矿大断裂带构造条件下采用尾砂胶结充填采矿法的工程实例，运用概率积分法理论计算出的矿山安全开采深度为108 m，小于覆岩厚度（130 m），满足安全开采要求。采用FLAC3D数值模拟方法对该矿“三下”开采移动范围内典型剖面的地表沉降进行了分析，经计算，最大倾斜变形为0.022 mm/m、最大水平变形为0.019 mm/m，与地表实测数据较接近，满足建（构）筑物保护等级要求。根据矿山井下爆破工程特点，计算出的矿山最大爆破安全允许距离为96 m，认为矿井爆破振动不会影响至地表。研究表明：该矿“三下”开采移动带内地表建（构）筑物安全稳定，对于该矿安全高效开采以及类似矿山开采移动带范围内的地表稳定性分析有一定的参考价值。

充填体单轴压缩峰后应力—应变曲线特征及声发射参数研究

刘艳章, 李凯兵, 李伟, 郭赟林, 程爱平, 曹华斌

2019, 48(03): 63-67.

摘要 ( 736 )

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低强度充填体在充填法开采中控制地压时可能处于峰后破坏阶段，其峰后应力—应变曲线特征及声发射参数与地压控制关系密切。以程潮铁矿灰砂比为1∶6的全尾砂胶结充填体为研究对象，开展了充填体单轴压缩及声发射监测试验，得到充填体单轴压缩下的应力—应变曲线及声发射参数，采用能率和声发射事件对峰后应力—应变曲线特征及破坏过程进行了分析。结果表明：充填体峰后应力—应变曲线斜率为负值，先逐渐减小，后逐渐增大，最后基本保持不变，根据峰后应力—应变曲线斜率变化趋势可将其划分为AB段、BC段及C以后段，其中AB段应力—应变曲线逐渐变陡，斜率逐渐减小，呈上凸型，充填体表面宏观裂纹不断增多，强度劣化加速，能率先急剧减小后快速增大，声发射事件定位点局部比较集中；BC段应力—应变曲线变缓，斜率逐渐增大，呈上凹型，剪切裂纹扩展、汇合形成宏观剪切面，破坏过程变缓，能率较高且逐渐下降，声发射事件定位点聚集呈带状分布；C以后段应力—应变曲线斜率基本不变，剪切面出现滑移，充填体残余结构支撑外部荷载，能率和声发射事件大幅下降；充填体峰后声发射参数能较好地反映其应力—应变曲线特征及破坏过程。

大松动圈下锚固承载层支护效应的弹塑性解

余涛, 赵光明, 孟祥瑞, 董春亮, 王超

2019, 48(03): 68-72.

摘要 ( 621 )

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对于大松动圈围岩巷道，锚杆和围岩共同作用在松动圈内部形成了“锚固承载层”。为研究大松动圈下“锚固承载层”对巷道围岩应力分布的影响，通过理论推导和实例分析，认为“锚固承载层”在极限平衡状态下对塑性区提供的支护强度[pid]由锚杆支护强度[pi]和锚固承载结构强度两部分组成，根据支护强度[pi]和锚固层厚度b的关系提出了“锚固界限厚度”概念。对于松动圈外的围岩，将巷道周边的应力分布进行了重新计算并与传统的Finner-Kastner解进行了比较。研究表明：承载结构在巷道稳定性控制中占据主导作用，支护强度和承载结构协调作用更有利于巷道维护，修正Finner-Kastner解可为深部巷道围岩支护机理研究以及巷道支护参数设计提供理论依据。

全尾矿浓密压密区细观结构研究

侯贺子, 李翠平, 王少勇, 颜丙恒

2019, 48(03): 73-78.

摘要 ( 615 )

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为对全尾矿浓密压密区的细观结构进行三维表征和定量化研究，使用显微CT对压密区进行了扫描，基于体绘制方法进行了絮团和孔隙结构的三维重构，并对絮团分形维数、絮团面积率、孔隙分支数量、孔隙尺寸、孔隙连通密度等参数的变化规律进行研究。结果表明：①压密区絮团体积所占比重较大，并且絮团连通性较好，絮团面积率与絮团分形维数的变化趋势相反；②绝大部分孔隙的分支数目不超过2个，分支长度大多较短小；③压密区孔隙结构数量众多，但孔隙基本较小，体积小于500 μm³的孔隙占98.6%，表面积小于500 μm²的孔隙占97.6%，孔隙结构的连通性不佳，连通密度最高为0.000 218。通过压密区絮团结构和孔隙结构的三维重构，以及对孔隙与絮团各项结构参数的分析，有利于进一步揭示全尾矿浓密压密区细观结构规律。

某高品位磁铁精矿球团预热—煤基直接还原研究

朱德庆, 严欣程, 潘建, 郭正启

2019, 48(03): 79-85.

摘要 ( 554 )

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为了了解高品位铁精矿球团的预热及煤基直接还原特性，以某高品位磁铁精矿为原料，对添加有机添加剂的球团进行了预热及直接还原工艺条件研究，并对确定条件下的DRI球团进行了性能表征。结果表明：①预热球团的抗压强度随预热时间的延长和预热温度的升高而增大，要获得抗压强度为1 000 N/个的预热球团，1 100 ℃下需预热14 min。②1 100 ℃预热14 min的抗压强度为1 000 N/个的预热球团在C、Fe质量比为1.5，温度为1 100 ℃，时间120 min的条件下进行还原，可获得铁品位为94.12%、金属化率为98.64%的DRI球团。③DRI球团中仅呈现金属铁的衍射峰，中心金属铁互连紧密，金属键桥发育充分，铁晶粒粗大，球团边缘更明显，该有害元素含量极低的特极DRI是冶炼特殊钢、制备粉末冶金铁粉及高纯铁的优质原料。④预热球团具有足够的抗压强度不仅是回转窑安全运行的重要保证，而且对直接还原速率有明显影响，适宜采用1 100 ℃预热14 min抗压强度为1 000 N/个左右的预热球团。

某菱铁矿石直接还原—弱磁选试验

何威, 曾维伟, 陈向, 廖德华

2019, 48(03): 86-89.

摘要 ( 535 )

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以某菱铁矿石为原料，采用直接还原—弱磁选工艺，研究了焙烧温度、还原时间、碳铁质量比对还原焙烧产品金属化率的影响，以及磨矿细度、磁场强度对弱磁选指标的影响。结果表明：在还原焙烧温度为1 050 ℃，还原时间为100 min，碳铁质量比为2.3的条件下，得到铁金属化率为90.88%的还原焙烧产品；还原焙烧产品在磨矿细度为-0.037 mm占79.60%，磁场强度为79.62 kA/m下，得到铁品位为92.40%，铁回收率为96.60%的还原铁粉，可直接作为炼钢原料。

某高镁低铁镍型红土镍矿石转底炉法还原提镍试验

王静静, 曹志成, 高建勇, 颜坤

2019, 48(03): 90-94.

摘要 ( 570 )

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某高镁低铁镍型红土镍矿石Fe、Ni品位分别为17.68%和1.62%，MgO含量为19.06%，镍主要以类质同象形式取代Fe、Mg存在于铁氧化物和硅酸盐矿物中，占比分别为39.65%和54.72%。为了确定该矿石的高效开发利用工艺，通过小型基础试验确定还原焙烧和磨选工艺参数，再在中径8 m的转底炉上进行还原焙烧中试试验。结果表明：试样采用煤基直接还原—水淬冷却—2阶段磨矿弱磁选工艺处理，在红土镍矿、石灰石、TN的质量配比为100∶10∶3，按碳氧物质的量之比1.2配入无烟煤，还原焙烧温度为1 280 ℃，还原焙烧时间为40 min，还原焙烧熟料水淬产品一段磨矿细度为-0.074 mm占83.31%，一段弱磁选磁场强度为190.98 kA/m，二段磨矿细度为-0.074 mm占97.43%，二段弱磁选磁场强度为127.32 kA/m的情况下，获得了Ni品位为5.63%、Fe品位为60.39%、Ni回收率为80.83%、Fe回收率为75.14%的镍铁粉；中径8 m的转底炉中试产品经磨选，获得了Ni品位为5.26%、Fe品位为59.20%、Ni回收率为80.84%、Fe回收率为74.98%的镍铁粉。该研究成果可作为工程化的依据，也为同类型红土镍矿石资源的高效开发利用提供了技术借鉴。

提高某高镍锍中一次合金回收效果的研究

祝传奇, 寇珏, 孙发昭, 黄文昊, 马淑贤, 孙春宝

2019, 48(03): 95-99.

摘要 ( 484 )

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某高镍锍磨选车间因一次合金回收工艺合理性问题及设备的工作状况问题，一次合金回收效果很不理想，不仅严重影响后续贵金属的回收效果，而且对一次合金的后续冶炼造成不良影响。为确定合理的工艺改造方案，在对一次合金高度富集的二段分级返砂进行工艺矿物学研究的基础上，进行了一次合金高效回收工艺研究。工艺矿物学研究表明：二段分级返砂中的主要矿物为硫镍矿、铜铁镍合金和斑铜矿；硫镍矿和斑铜矿的粒度主要为27~150 μm，铜铁镍合金的粒度粗大，70%以上大于75 μm；粗粒铜铁镍合金单体解离情况良好，细粒铜铁镍合金则主要与硫镍矿、斑铜矿等连生。实验室试验表明，采用筛出粗粒（+150 μm）合金—筛下再磨（-75 μm占70%）—弱磁选流程处理二段分级返砂，贵金属的综合回收率大幅度提高至95%以上。按试验确定的方案对现场工艺流程进行优化改造，最终产出的一次合金S综合含量为8.94%，Pt、Pd、Au总回收率分别为99.38%、94.07%、96.12%，明显优于改造前的生产指标。因此，该工艺是一次合金的高效回收工艺，较低的S含量为后续冶炼创造了良好的条件。

某高铝矾土低温煅烧结晶特性研究

王莹, 倪文, 张钰莹

2019, 48(03): 100-104.

摘要 ( 672 )

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为了解某高铝矾土低温煅烧水化活性被激发的机理，试验借助XRD分析和SEM分析的手段，从产物种类、结晶状态和表面形貌等方面的变化研究了试样在不同煅烧温度下的结晶特性，以及煅烧温度对生成物刚玉晶体活性的影响。结果表明，试样在500 ℃左右煅烧时的脱水速率最快，煅烧熟料的结晶度最差，晶相的胶凝反应活性最大，最适合作为胶凝材料掺合料制造矾土水泥和灌浆材料等；高铝矾土在煅烧升温过程中，一水硬铝石的层状结构逐渐粘合，形成刚玉的粒状结构，同时颗粒表面的横纹逐渐清晰，说明晶体结晶程度逐步增加，反应活性逐步降低。

Na₂CO₃促进某硅质页岩中低价钒的钠化氧化作用研究

杨鑫龙, 冯雅丽, 李浩然

2019, 48(03): 105-110.

摘要 ( 616 )

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在对含钒硅质页岩添加NaCl进行氧化焙烧提钒过程中引入Na₂CO₃可促进钒的氧化和后续浸出。在对促进效果进行考察的基础上，通过对复合添加剂焙烧产物及浸出渣的化学成分、XRD及SEM-EDS等的分析，研究了Na₂CO₃的促进机理。结果表明：①在NaCl+Na₂CO₃（质量比为3∶2）与试验原料质量比为10%，焙烧温度800 ℃，焙烧时间180 min，焙烧产物在液固比10 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间120 min条件下搅拌浸出（600 r/min），钒浸出率达到84.96%。②焙烧过程中，原料中的白云母、伊利石等矿物铝氧八面体晶格被破坏，转变为主要含元素Na、K、Al、Si、O的熔融颗粒并析出钠长石。Na₂CO₃增加焙烧原料碱度，使石英反应活性增强并与熔融颗粒共熔产生多孔颗粒。③加入NaCl和Na₂CO₃后，熔融颗粒及石英共熔产生的微孔结构及焙烧过程中充填于熔融颗粒间的长石形成的气相通道，均使焙烧料内部O₂的扩散性增强，与低价钒接触几率增加，加速钒氧化进程，使钒氧化焙烧效果变好。

广西某铝母液中镓钒铝的偕胺肟螯合树脂吸附与解吸试验

郑琦, 韦悦周, 何春林, 吴静, 戴蔚

2019, 48(03): 111-115.

摘要 ( 581 )

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广西某铝土矿浸出循环母液中富含镓、钒，为给镓的分离、回收工艺研究提供依据，研究了偕胺肟螯合树脂吸附镓、钒、铝的规律和盐酸解吸的规律。结果表明：①偕胺肟螯合树脂对镓具有较高选择性，对铝的吸附率非常低；吸附温度对树脂吸附镓、铝的影响较小，对吸附钒影响较大，钒吸附率随温度升高而增大；树脂对镓的吸附速率比钒快很多；该吸附过程符合准二级动力学模型和颗粒扩散模型；镓的最优吸附条件为吸附温度25 ℃，吸附时间60 min。②在25 ℃情况下较低浓度的盐酸就能高效、快速解吸偕胺肟螯合树脂吸附的镓、铝，且受解吸温度的影响较小，钒难以解吸；提高盐酸浓度和解吸温度，盐酸对钒的解吸率明显上升；镓的最优解吸条件为盐酸浓度1.0 mol/L，解吸温度25 ℃，解吸时间5 min。③由于偕胺肟螯合树脂对铝土矿浸出循环母液中镓和钒的吸附率较高，且钒解吸困难，影响树脂的再生和循环利用。为了高效、低成本分离、回收镓，需在树脂吸附镓之前先采用氢氧化钠沉淀并回收原液中的钒，以尽量降低溶液的钒含量。

离子液体［C16mim］［NTf₂］萃取H₂SO₄-NaClO₃溶液体系中的Au（Ⅲ）

陈玥, 张承龙, 邓明强, 马恩　王瑞雪, 王景伟

2019, 48(03): 116-118.

摘要 ( 586 )

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为了解咪唑型离子液体——1-十六烷基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺（［C16mim］［NTf₂］）-正戊醇体系对Au（Ⅲ）的萃取效果，研究了不同pH值、不同萃取剂浓度（［C16mim］［NTf₂］与正戊醇的质量体积比，g/L）、不同相比（离子液体相与浸金液相体积比VIL/Vaq，下同）对Au（Ⅲ）的萃取效果，并研究了［C16mim］［NTf₂］对Au（Ⅲ）的选择性萃取效果。结果表明：［C16mim］［NTf₂］对Au（Ⅲ）的萃取率随着pH值和相比的增大呈上升趋势；pH＜1.6时，Au（Ⅲ）的萃取率随萃取剂浓度的增加而增大；［C16mim］［NTf₂］对Au（Ⅲ）有明显的选择性萃取效果，在浸金液Au3+浓度为0.05 g/L，相比为1∶3，浸金液pH=1.6～2.0，［C16mim］［NTf₂］浓度为5 g/L，常温萃取时间为2 min情况下，Au（Ⅲ）萃取率可达90%以上， Au对于Al、Cu、Fe、Zn的选择性系数β分别为466、780、1 118和1 404。

莫桑比克某鳞片石墨制备可膨胀石墨工艺条件研究

钟友来, 邱杨率, 张凌燕, 陈俐全, 袁韵茹, 何富超

2019, 48(03): 119-124.

摘要 ( 713 )

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为了确定莫桑比克某天然鳞片石墨制备可膨胀石墨的工艺条件及其性能，进行了制备工艺条件研究，并对其性能及机理进行了研究。结果表明，+0.5 mm、0.5～0.3 mm粒级鳞片石墨在HAc和HClO₄与石墨的体积质量比分别为1.3 mL/g和5 mL/g，KMnO₄与石墨的质量比为0.13，反应温度为50 ℃，反应时间为60 min条件下的可膨胀石墨在850 ℃的膨胀体积分别为450 mL/g，400 mL/g；0.3～0.18 mm粒级鳞片石墨在HAc和HClO4与石墨的体积质量比分别为1.3 mL/g和5 mL/g，KMnO4与石墨的质量比为0.17，反应温度为50 ℃，反应时间为60 min条件下的可膨胀石墨在850 ℃的膨胀体积为320 mL/g；不同粒级的鳞片石墨的膨胀体积受条件变化的影响大体相近，相对来说，粒度越粗，氧化插层反应的效果越好，制得的可膨胀石墨的膨胀体积也越大；经过氧化插层反应，鳞片石墨层间空隙嵌入了ClO[-4]和Ac^-，制得的可膨胀石墨经过高温膨胀，层间空隙的ClO[-4]和Ac-迅速气化分解，产生的大量气体破坏了石墨层间的分子作用力，撑开了石墨片层，形成了体积大、蠕虫效果良好、具有丰富孔隙的膨胀石墨。

西藏达龙钨钼多金属矿床地质特征及找矿前景

吴小雷, 徐庆鸿, 刘耀辉, 迟占东, 覃鹏, 孙广沅

2019, 48(03): 125-134.

摘要 ( 484 )

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达龙钨钼多金属矿床地处西藏拉萨市墨竹工卡县境内，位于著名的冈底斯成矿带东段北侧，目前矿区内已探获金属资源量WO3 8.38万t、Mo 2.98万t、Cu+Pb+Zn 5.03万t。结合矿区最新地质工作成果，对区域地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征进行了详细分析，并对矿床成因进行了探讨。研究表明：①矿体主要赋存于上二叠统旁那组浅变质砂岩和板岩中，Ⅱ#、Ⅲ-1#、Ⅲ-2#、Ⅳ-1#矿体为主矿体，呈厚大脉状、透镜状及薄脉状产出，受NE向达龙断裂带控制，围岩蚀变发育，蚀变分带明显，矽卡岩化与矿化关系密切；②达龙矿床成因类型为矽卡岩—热液脉型钨钼多金属矿床，成矿物质来源于岩浆，与燕山晚期碰撞型中酸性岩浆活动关系密切，成矿流体具有从高温、高盐度向低温、低盐度演化分异的特征。在上述分析的基础上，从地层、构造、岩浆岩等方面分析了矿区成矿条件并对找矿标志和找矿前景进行了讨论，认为矿区NE向断裂、地层与岩体接触外带、硅化及地表铁帽等蚀变地段、环形线性构造交叉同时硅化及铁化蚀变异常叠加区域、Cu-Pb-Zn-W-Mo异常及低电阻高极化异常为有利的找矿标志；矿区15#勘探线深边部、Ⅰ#、Ⅱ#矿化体北侧以及Ⅳ-1#矿体以南地段找矿潜力巨大，是矿区有利的找矿靶区。

西藏罗布真铅锌多金属矿床地质特征及成因

洪涛, 夏菲, 钟福军, 刘国奇, 吴德海, 周堂波

2019, 48(03): 135-146.

摘要 ( 643 )

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罗布真铅锌多金属矿床处于西藏昂仁县境内，位于冈底斯南亚带西段。在分析区域成矿地质背景、矿床地质特征的基础上，结合矿区最新勘查成果，对区内控矿因素、赋矿围岩地球化学特征和矿床成因进行了分析。研究表明：①矿体主要赋存于古新世—始新世林子宗群帕那组（E2p）英安岩与黑云母斜长花岗斑岩、二长花岗斑岩的接触部位，主要受NWW向断裂控制，同时也受地层、岩浆岩等因素制约，矿体多呈透镜状、似层状产出，分带明显，矿化蚀变强烈，主要有硅化、绿泥石化、碳酸岩化、黄铁矿化；②赋矿的黑云母斜长花岗斑岩与英安岩形成于始新世，为同一期岩浆活动的产物；③黑云母斜长花岗斑岩与英安岩具有相似的地球化学特征，表明两者具有相同的初始岩浆起源，其中，黑云母斜长花岗斑岩属于Ⅰ型花岗岩，其岩石成因类型与我国典型斑岩型铜矿的赋矿围岩相同；④罗布真铅锌多金属矿床为具有幔源属性的岩浆热液矿床，成矿物质具有多源性特点，成矿年龄小于51 Ma。在上述分析的基础上进行了找矿预测，认为落布岗木北部Ⅱ#、Ⅲ#矿化带所在的B潜力区深部具有较好的成矿远景，值得进一步开展工作。

藏南邦卓玛地区金多金属矿土壤地球化学特征及找矿前景

袁和, 许云鹏, 邵华, 黄昊, 王磊, 罗先熔

2019, 48(03): 147-155.

摘要 ( 526 )

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藏南邦卓玛地区地处特提斯喜马拉雅中东部，位于藏南江孜—隆子金锑多金属成矿带上，该区域成矿潜力巨大，是寻找金锑多金属矿的有利地区。为在邦卓玛地区实现找矿突破，在该区开展了地质找矿工作，以1∶10 000土壤地球化学测量数据为基础，采用元素变异系数、Cv1和Cv1 /Cv2变异系数解释图与分形理论相结合的方法，对Au、Pb、W、Sb、Cu、Zn、Mo、Ba、Sn 9种元素进行了分析，揭示了各元素在空间上的富集分布规律及其成矿潜力。在此基础上，结合区内成矿地质条件和元素异常特征对该区进行了成矿预测。研究表明：①Cu、Zn、Mo、Ba、Sn成矿潜力较小，Au、Pb、W、Sb成矿潜力较大，运用分形理论得出了各元素的异常下限，其中Au为7.24×10^-9，Pb为53.83×10^-6，W为6.12×10^-6，Sb为4.14×10^-6；②根据多元素套合关系在区内圈定了3处找矿靶区，其中1#靶区内主攻矿种Au的异常强度为36.4×10^-9，2#、3#靶区内Au的异常强度分别为49.8×10-9、47.3×10^-9；③经过对1#靶区进行探槽工程验证，发现了1条长150 m、厚0.30 m的含金石英脉，Au品位为（3.64~4.78）×10^-6；2#、3#靶区内Au的异常强度均高于1#靶区Au的异常强度，表明邦卓玛地区具有较好的找矿前景。

组合振动筛运动学仿真分析与参数匹配研究

徐丽, 张杰, 郭年琴

2019, 48(03): 156-160.

摘要 ( 616 )

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为了研究组合振动筛的振动特性和运动参数匹配，用Solidworks建立组合振动筛三维模型，并用ADAMS进行运动学仿真分析。通过对GDZS2460/2型上、下单元组合振动筛虚拟设计与仿真，得到该组合振动筛上单元振动筛的振幅为4.67 mm，工作频率为16.18 Hz，筛面倾角为23°；下单元筛的振幅为9.16 mm，工作频率为12.16 Hz，筛面倾角为20°。上、下单元筛参数的合理匹配，能使物料在上单元振动筛较快速移动和分层，在下单元振动筛松散、透筛，从而提高组合振动筛的处理能力和筛分效率，更好地满足不同的生产需求，解决潮湿细颗粒物料难筛分的问题，并提高使用寿命。

尾矿坝稳定性属性识别的因素空间-未确知测度模型

李辉, 易富, 张佳, 杜常博

2019, 48(03): 161-167.

摘要 ( 598 )

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针对影响尾矿坝稳定性的因素众多、各因素之间彼此耦合且存在大量未确知信息的问题，将尾矿坝稳定性视为结果因素，选取对其有影响的18个定量因素和9个定性因素作为条件因素，构建了尾矿坝稳定性属性识别系统的因素空间。将未确知数学理论引入因素空间，构建了因素空间-未确知测度模型，并讨论了该模型的求解方法。通过层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）和信息熵理论计算主客观权重，确定各条件因素的组合权重，运用因素合成方法将高维度的因素空间降维成一维合因素轴，得到合因素测度识别向量，依据置信度准则对尾矿坝稳定性进行评价。以某尾矿坝为例进行了模型验证与分析，结果表明：模型对于尾矿坝稳定性因素的识别结果与现场判别结果基本一致，反映出该模型有助于解决尾矿坝稳定性评价问题，可为类似复杂系统的诊断评价提供参考。

矿区边坡变形预测的IGM-LSSVM模型

冯腾飞, 刘小生, 钟钰, 马玉清

2019, 48(03): 168-172.

摘要 ( 481 )

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由于监测环境恶劣，变形监测序列常伴有较大波动，针对灰色模型（gray model，GM）仅适用于分析指数型变形序列，且最小二乘支持向量机（least squares support vector machine，LSSVM）在进行变形预测时存在参数难以有效选取的问题，提出了一种改进的灰色最小二乘支持向量机变形预测模型（IGM-LSSVM）。将几何平均生成变换引入GM（1，1）模型，增强其输入样本的指数规律性，初步预测出变形值并计算残差；针对人工蜂群算法（artificial bee colnony，ABC）在优化LSSVM参数时易陷入局部极值的缺陷，引入Metropolis准则并为其设计了自适应降温函数，得到自适应Metropolis人工蜂群算法（adaptive metropolis artificial bee colnony，AMABC）；利用AMABC算法优化的LSSVM训练GM（1，1）模型得到的预测残差值补偿GM（1，1）模型，得到最终预测值。某矿区边坡变形预测表明：AMABC算法有效克服了ABC算法易陷入局部最优解的缺点，IGM-LSSVM、GM（1，1）、ABC-GM-LSSVM等模型预测的平均相对误差分别为1.223%，9.565％、3.200％，可见，IGM-LSSVM的预测精度相对于其余2种模型优势明显，对于实现矿区边坡变形高精度预测有一定的参考价值。

基于无人机遥感的开采沉陷耕地质量评价及复垦建议

徐岩, 胡振琪, 陈景平, 陈超

2019, 48(03): 173-181.

摘要 ( 537 )

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针对我国东部高潜水位矿区煤炭开采造成耕地减产绝收及生态破坏等问题，以东滩煤矿开采沉陷耕地玉米作物为例，利用无人机多光谱影像和田间同步实测数据，采用经验模型法建立了开采沉陷耕地玉米叶面积指数反演模型并进行了耕地质量评价。结果表明：引入红边波段的归一化植被指数（red-red edge normalized difference vegetation index，RRENDVI）构建的幂函数模型为最优模型，其R2=0.756，RMSE=1.125，模型具有较高的精度和可靠性。通过该模型对研究区玉米叶面积指数（leaf area index，LAI）进行反演，得到玉米LAI分布图。根据研究区玉米及当地正常生长玉米的LAI均值，并结合实际沉陷积水情况，构建了沉陷耕地质量评价规则，将开采沉陷耕地分为五等，根据各等级地块损毁程度分别提出了划方平整、挖深垫浅等复垦建议。分析结果对于小范围沉陷耕地损毁监测、耕地质量评价及复垦工作具有一定的参考价值。

高潜水位矿区不同土地利用方式下复垦土壤颗粒与分形特征

房莉, 余健, 方凤满, 周光, 汪梦甜, 解进飞

2019, 48(03): 182-188.

摘要 ( 545 )

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以徐州市柳新镇高潜水位采煤塌陷区林地、稻麦轮作、棉豆轮作复垦地为研究对象，并与相同利用方式的未塌陷地（林地、稻麦轮作、棉豆轮作）进行对比，分析了不同土地利用方式下复垦土壤的团聚体稳定性、颗粒分布、分形维数以及土壤容重、紧实度、孔隙度的变化特征，探讨了不同土地利用方式对复垦土壤的影响。结果表明：①在0~20 cm土层深度，与相同利用方式的未塌陷地相比，塌陷区复垦土壤耕作层的土壤黏粒、粗黏粒含量明显降低；与未利用的塌陷地相比，塌陷区复垦土壤的黏粒、粗黏粒含量均有所升高，其中以稻麦轮作地表层土壤的黏粒、粗黏粒含量最高；②不同土地利用方式对复垦土壤的团聚体结构性状均具有不同程度的改善作用，即直径大于0.25 mm 的湿团聚体数量、湿团聚体平均质量直径增大，团聚体破坏率下降，稳定性增强，其中，稻麦轮作方式对复垦土壤团聚体结构的改善效果较好；③复垦土壤颗粒分布、分形维数、直径大于0.25 mm 的湿团聚体数量、湿团聚体平均质量直径、团聚体破坏率及土壤容重、紧实度、孔隙度之间存在密切联系，土壤分形维数对土壤团聚体结构及其稳定性具有良好的指示作用。上述分析结果对于进一步制定高潜水位采煤塌陷区复垦土壤质量恢复措施有一定的参考价值。

矿山酸性废水中和处理工艺优化研究

沈青峰

2019, 48(03): 189-193.

摘要 ( 571 )

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采用石灰中和酸性废水的矿山普遍存在氧化钙反应不彻底、污泥沉降性能不理想问题。为了提高氧化钙的利用效率、改善污泥的沉降效果，以某铜矿环保车间的废水为试样，进行了氧化钙直接中和废水工艺条件研究和污泥回流+氧化钙中和废水工艺条件研究。结果表明：①在氧化钙用量为24 g/L、消化时间为20 min、搅拌速度为400 r/min情况下进行氧化钙直接中和试验，反应75 min的料浆pH＞6。②在污泥（pH＞6）回流比例为40%、氧化钙用量为22.0 g/L情况下进行废水中和，也可将废水的pH调至6以上，且废水中金属离子浓度得到大幅度下降，满足送尾矿库储存的要求。③污泥的回流不仅可以充分利用其中未反应的氧化钙，减少新添氧化钙的用量，还可以改善污泥的沉降性能、提高污泥的固含量，有利于尾矿库回水的澄清。

某硫酸渣中铅、锌的氯化焙烧动力学研究

姚维杰, 朱德庆, 潘建, 郭正启, 王浩1

2019, 48(03): 194-199.

摘要 ( 718 )

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硫酸渣是一种大宗固体工业废弃物，铁含量较高，含量偏高的铅、锌往往是制约其作为铁资源利用的重要因素。氯化焙烧—磁化焙烧—磁选工艺则可成功脱除铅、锌，获得高铁低铅锌铁精矿。为揭示硫酸渣氯化焙烧过程中各主要相态的铅、锌发生氯化反应的限制环节，以及氯化反应的速率和氯化焙烧机理，以CaCl₂为氯化剂，对某硫酸渣进行了氯化焙烧动力学研究。结果表明：①铁、铅、锌含量分别为49.90%、0.29%和1.23%，锌绝大部分为氧化态，铅主要为氧化态，其次是硫酸铅和其他形态铅，在CaCl₂与硫酸渣的质量比为6%的情况下，延长氯化焙烧时间或提高焙烧温度，锌、铅的氯化挥发脱除率均上升，1 000 ℃时焙烧5 min，锌、铅的脱除率分别达86.99%和83.14%，为后续磁化焙烧—磁选制备高铁低杂铁精矿创造了良好的条件。②相比较而言，氯化焙烧脱锌比脱铅更容易。③900～1 050 ℃时锌氯化挥发的表观活化能为42.07×10³ J/mol，受化学反应控制；900～950 ℃时铅氯化挥发的表观活化能为43.88×10³ J/mol，受化学反应控制；1 000～1 050 ℃时铅氯化挥发的表观活化能为20.34×10³ J/mol，受扩散控制。④强化铅、锌的氯化挥发脱除，除了提高温度，还可通过增加固体氯化剂用量或提高硫酸渣固体颗粒的孔隙率和比表面积来实现。

某低活性酸性矿渣微粉的机械力化学效应研究

李茂辉, 陈志杰

2019, 48(03): 200-204.

摘要 ( 454 )

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为减少冶炼矿渣堆存对环境的污染，提高矿渣微粉的综合利用率，实现固体废弃物的循环利用，通过微观分析、强度试验等手段对一种低活性酸性矿渣微粉展开机械力化学效应研究，探究矿渣微粉经机械粉磨后的充填体性能。试验结果表明：矿渣微粉机械粉磨30 min、60 min、90 min后，特征粒径从22.49 μm分别降至18.55 μm、13.80 μm、10.61 μm，颗粒形态由不规则多边形大颗粒转变为表面棱角不分明的卵石状小颗粒，但并未引起相态的变化；在其他条件相同的情况下，矿渣微粉粉磨时间延长，胶砂试块的抗压强度增长，粉磨60 min后对应试块的抗压强度满足矿山充填要求。可见，矿渣微粉粒度变细可显著提升矿渣微粉的活性，进而提高充填体试件的抗压强度。

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