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当期目录

2022年 第43卷  第6期

非金属矿物材料应用专题
我国高岭土开发现状及综合利用进展
冯雪茹, 邓建, 严伟平, 李维斯
2022, 43(6): 1-10. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.001
摘要:
高岭土是一种应用广泛的非金属矿产资源。我国是世界上最早发现并利用高岭土的国家,高岭土储量位居世界前列。虽然我国高岭土储量较大,但随着其应用领域的扩展,资源严重紧缺,价格随之上涨,尤其是优质的高端高岭土加工产品还远不能满足市场消费的需求。本文综述了我国高岭土的主要开发现状、综合利用领域发展进展,并对高岭土的开发与利用情况进行了总结,创建高岭土矿产资源开发与利用新理念,不断探索高岭土资源的开发应用方式,提升高岭土利用效率,促进我国经济可持续高质量发展。
我国煤系高岭土应用现状研究与展望
陈漫, 陈肖汀, 黄腾, 骆春龙, 刘才鹏, 李盟
2022, 43(6): 11-16. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.002
摘要:
煤系高岭土(coal series kaolinite 简称 CK)是煤炭生产和加工过程中产出的工业固体废弃物,因其煅烧土质地纯净、耐磨性好、白度高等优点,也是作为新型陶瓷、高端造纸、高级涂料等不可或缺的原料。我国是高岭土产出大国,煤系高岭土储量位居世界第一,如何开展高效利用便成为我们亟需重视和解决的问题。本文对煤系高岭土简介、主要分布、常见应用及其主要加工工艺和未来发展进行了概述;通过全面详细的介绍,进一步推进煤系高岭土创新性研究和应用。
高纯石英(SiO2)评述(一):微量、微细粒铝硅酸盐矿物的活化与分离
林敏, 徐顺秋, 刘子源, 魏炎, 刘斌, 孟雨, 邱航, 贾倩, 雷绍民
2022, 43(6): 17-20, 25. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.003
摘要(82) HTML(26) PDF(11)
摘要:
高纯石英著以杂质含量极少、SiO2纯度极高,现已广泛地应用于光纤通信、光伏、航空航天、半导体显示等高新技术产业。铝硅酸盐矿物是石英矿中最典型的脉石矿物之一,主要包括钾、钠长石、云母等;以现有的常规分离工艺,难以有效、高效地去除这些顽固性的微量、微细粒的长石、云母。本文详细地阐述了高纯石英中铝硅酸盐脉石矿物分离的基本现状,对顽固性的微量、微细粒长石、云母活化与分离的前沿技术进行系统性地概述;基于近年来我国高纯石英基础理论研究进展,对高品质石英中晶体界面、内部包裹的微量、微细粒铝硅酸盐脉石矿物分离研究提出了合理化的科学建议。
高纯石英(SiO2)评述(二):晶格杂质的活化与分离技术
林敏, 贾倩, 刘子源, 魏炎, 刘斌, 孟雨, 邱航, 徐顺秋, 雷绍民
2022, 43(6): 21-25. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.004
摘要(72) HTML(16) PDF(8)
摘要:
高纯石英著以杂质极少、纯度极高,现已广泛地应用于光纤通信、光伏、航空航天、半导体显示等高新技术产业。广泛赋存于石英晶体结构中的微量金属、非金属元素(H、Li、B、Na、Al、P、K、Ca、Fe、Ti等)因被Si-O-Si键紧密束缚而难以被常规的选矿技术分离。本文详细地阐述了高纯石英中被晶格束缚的微量元素赋存机制,并对国际上高品质石英晶体结构中的微量元素的先进分离技术进行了全面、系统地概述;基于近年来我国高纯石英基础理论研究进展,对我国高纯石英晶格杂质分离的基础理论研究提出合理化的科学建议。
高纯石英(SiO2)评述(三):流体包裹体的分析、活化与分离
林敏, 徐顺秋, 刘子源, 魏炎, 刘斌, 孟雨, 邱航, 雷绍民
2022, 43(6): 26-29. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.005
摘要(22) HTML(11) PDF(7)
摘要:
高纯石英著以杂质极少、纯度极高,现已广泛地应用于光纤通信、光伏、航空航天、半导体显示等高新技术产业。流体包裹体,一种来源于原生成矿流体,或是在后期地质作用中被石英捕获的流体,是石英中典型的流体杂质;特别是一些被包裹于石英晶体中的微小气、液包裹体,很难有效地被常规的选矿技术分离。本文详细地阐述了高纯石英中流体包裹体的基本特性,对流体包裹体的活化与分离技术现状进行概述;基于近年来我国高纯石英基础理论研究进展,并对我国高纯石英基础理论研究提出科学建议。
TiO2-蒙脱土复合载体在平板式脱硝催化剂中的应用
常峥峰, 黄力, 王虎, 纵宇浩, 周军
2022, 43(6): 30-35. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.006
摘要(61) HTML(11) PDF(3)
摘要:
为提升平板式脱硝催化剂性能,以TiO2-蒙脱土、TiO2-酸改性蒙脱土为复合载体进行催化剂的制备。采用XRF、XRD、N2-吸附脱附、拉曼光谱、H2-TPR、NH3-TPD等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。结果显示:与传统V2O5-MoO3/TiO2催化剂相比,采用上述复合载体制备的脱硝催化剂具有更高的比表面积和耐磨强度。V2O5-MoO3/TiO2-蒙脱土催化剂中碱金属元素(Na、K)的存在,降低了催化剂的还原性能和酸性性能,对催化剂的脱硝活性有负面影响。相比蒙脱土,酸改性蒙脱土的比表面积较高,碱金属元素含量降低,所以V2O5-MoO3/TiO2-酸改性蒙脱土催化剂的脱硝活性较高。此外,该催化剂还具备优良的抗SO2、H2O性能。
粉磨细度对磷石膏物相转变速率和力学强度的影响研究
何芋崎, 李显波, 杜亚文, 李明露, 陈光超, 张云鹏
2022, 43(6): 36-41. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.007
摘要(25) HTML(9) PDF(6)
摘要:
采用磷石膏制备建筑石膏是规模化消纳磷石膏的重要途径。本文研究了粉磨细度对磷石膏制备建筑石膏物相转化速率及硬化体力学强度与结构的影响。研究结果表明:提高煅烧温度有利于加快磷石膏脱水,合适的煅烧温度为120℃。随着粉磨细度的增加,磷石膏转化为建筑石膏的速率先增加后降低,所制备建筑石膏的抗折强度和抗压强度先增大后降低;未经粉磨的磷石膏制备的建筑石膏硬化体结构松散、孔洞较多、粉化严重,抗折强度和抗压强度仅分别为0.24 MPa和0.57 MPa;当磷石膏平均粒径减小到49.95 μm时,磷石膏脱水速率加快,水化生成的二水石膏晶体粒度均匀,硬化体结构致密、孔洞较少,抗折强度和抗压强度分别提高至1.02 MPa和2.62 MPa。因此,通过粉磨改性不仅有利于提高磷石膏的脱水速率,还能有效改善石膏硬化体的结构,提高建筑石膏的力学强度。
温度对铜渣和磷矿协同联产制备磷铁影响的实验研究
谢仁齐, 黄润, 刘利, 张金柱
2022, 43(6): 42-48. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.008
摘要(22) HTML(12) PDF(4)
摘要:
磷铁是一种重要的工业合金物,在炼钢、化工业及新能源领域和建筑业具有举足轻重的作用,磷铁的开发利用不仅可以为企业带来经济效益,也可为国家经济的发展注入活力。本文在T=1200~1400℃,R(CaO/SiO2)=1.0,t=60 min,C=12%条件下进行实验。以磷矿和铜渣为原料,石墨作还原剂,在高温节能管式炉中还原焙烧制取磷铁,还原后的试样进行分离、磨矿,采用XRD、SEM和EDS对磷铁及渣进行表征,结果显示:T<1300℃所得磷铁主要物相为Fe3P,T>1300℃所得磷铁主要物相为Fe3P、Fe2P。还原后测得渣的主要成分为硅酸盐类,以偏硅酸钙为主(CaSiO3)和含有少量的硅酸铝。
偏高岭土混凝土的耐久性与水化特性分析
宁波, 刘苗苗, 王文飞
2022, 43(6): 49-54, 60. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.009
摘要(70) HTML(12) PDF(2)
摘要:
为了得到不同偏高岭土掺量对混凝土物理、力学性能和水化特性的影响,开展了偏高岭土混凝土的基本物理力学实验和混凝土的水化性能实验。结果表明:适当掺加偏高岭土来代替混凝土水泥掺料,可以较好地提升混凝土的力学性能和工作性能。但是随着偏高岭土掺量的不断增大,混凝土内部的水泥含量会减少以及混凝土内部的化学结合水量减少。使得其水化放热量和放热速率均减小以及水化反应生成的氢氧化钙含量减少。通过结合偏高岭土水化后XRD图谱分析可知,在偏高岭土掺量为15%时钙矾石XRD图谱峰值最显著。这和前期得到混凝土力学性能达到较佳的偏高岭土掺量一致。
基于正交实验的废石-磷尾砂充填材料配比优化研究
宋俊杰, 张卫中, 王孟来, 何勤理, 康钦容
2022, 43(6): 55-60. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.010
摘要:
为改善磷矿山固废物的赋存问题,采用正交实验法,开展了废石、磷尾砂充填配比研究。基于SPSS多元非线性回归分析,研究充填体单轴抗压强度、泌水率及坍落度的影响因素,确定较优配比并开展半工业实验进行可靠性分析。实验结果表明:当废石尾砂比为6∶4时,充填性能达到较优;当充填料浆的质量浓度为78%、水泥掺量为280 kg/m3时,充填体泌水率达到较优并满足高流态的泵送要求,符合矿山充填工艺要求。
铅锌尾矿砂对混凝土单轴压缩声发射特征的影响研究
张亚利, 陈昌远, 王杰, 季云
2022, 43(6): 61-65. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.011
摘要:
为了研究尾矿砂骨料混凝土的力学特性,对4种铅锌尾砂含量的混凝土开展单轴压缩实验,同时获取了压缩过程中的声发射信号,基于声发射信号对材料损伤演化特征进行了评价。结果表明:混凝土试件的变形过程分为弹性、塑性、断裂破坏和残余变形4个主要阶段;随着铅锌尾砂取代率增加,抗压强度有增大趋势,并在超过30%后趋于稳定;根据声发射实验得到了损伤因子与应变的关系曲线;普通混凝土结构损伤主要在塑性变形阶段,尾矿砂改性混凝土的结构性损伤集中在塑性和断裂破坏阶段;一定比例的铅锌尾砂有助于加速水化凝胶物的形成,从而增强强度和变形性能。
铁尾矿粉沥青混凝土胶浆-集料粘附性和TG-DSC实验研究
万金侠, 孙博一
2022, 43(6): 66-72. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.012
摘要:
在研究铁尾矿粉掺入沥青混凝土中的力学性能和路用性能的基础上,分析了铁尾矿粉掺量对沥青胶浆-集料粘附性的影响,并开展了不同铁尾矿粉掺量下沥青混凝土的TG和DSC实验。结果表明,综合不同铁尾矿粉掺量作用下沥青混凝土胶浆基本物理性能指标的变化规律,得到在铁尾矿粉掺量为60%时,沥青混凝土各项指标达到较佳值,且此时沥青混凝土的路用性能也能完全满足公路道路的使用要求。随着铁尾矿粉掺量的不断增大,沥青胶浆接触角和表面能与粘附功和剥落功的变化规律呈现出先增大后减小的趋势,且在铁尾矿粉掺量为60%时取得较大值。同时,铁尾矿粉的掺入可以有效地提升沥青混凝土的耐热性能以及有效地提升了沥青混凝土热稳定性。
基于正交实验金尾矿砂再生混凝土实验研究
李志强, 张轩硕, 卜娜蕊, 俞勇, 祝帆, 李堰江
2022, 43(6): 73-78, 83. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.013
摘要:
为缓解天然砂石资源短缺,采用正交实验对金尾矿砂再生混凝土进行力学研究,选取水灰比、金尾矿砂取代率、再生粗骨料取代率和粉煤灰掺量四个影响因素,得到了金尾矿砂再生混凝土抗压、抗拉强度两种性能指标,并基于力学性能进行了配比优化组合研究。结果表明:水灰比、粉煤灰掺量对两种评价指标影响显著,其次是金尾矿砂取代率,而二次破碎的再生粗骨料对二者影响较小。综合考虑配制金尾矿砂再生混凝土的较佳因素水平方案为水灰比0.45、金尾矿砂取代率30%、再生粗骨料取代率30%、粉煤灰掺量10%。通过对较佳配比浇筑的金尾矿砂再生混凝土与普通混凝土、再生混凝土的两种强度对比和微观分析可知,金尾矿砂应用于再生混凝土中是可行的。
矿山固废资源化与生态环境
夏家店金矿含氰尾矿无害化处理实验
李和付, 曹欢, 孙皞, 王亚伟, 王勇, 宁彩霞
2022, 43(6): 79-83. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.014
摘要:
针对夏家店金矿含氰尾矿特点,开展了过氧化氢氧化法、过碳酸钠(固体双氧水)氧化法破氰效果实验研究,旨在使破氰尾矿满足 HJ 943-2018《黄金行业氰渣污染控制技术规范》回填利用要求。结果表明,过碳酸钠(固体双氧水)氧化法破氰效果不如过氧化氢,而将含氰尾矿浆pH值调节至9,不添加催化剂CuSO4的条件下采用2 g/L过氧化氢破氰1 h,尾渣总氰含量可降低至0.9 mg/kg以下,尾渣浸出毒性指标满足规范回填利用要求。
攀西地区某典型铜矿尾矿资源化技术研究
毛益林, 杨进忠, 刘小府
2022, 43(6): 84-88, 93. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.015
摘要:
为解决攀西地区某典型尾矿资源化利用问题,对该低品位尾矿进行了综合回收利用研究。基于尾矿工艺矿物学研究结果,研发了适合该尾矿性质的“浮磁重梯次回收有用矿物—尾矿制硅肥”的工艺技术路线,在回收利用有价元素基础上,使难利用的尾矿资源变成了产率11.78%、K2O品位7.77%、回收率25.92%的云母精矿和有效硅含量40%以上的硅肥产品,尾矿减少64.66%,实现了尾矿资源化及减量化。
某电解锰渣烧结砖吸水率和饱和系数研究
尤晓宇, 王家伟, 王海峰, 赵平源
2022, 43(6): 89-93. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.016
摘要:
以电解锰渣为主要原料制备电解锰渣烧结砖,研究了烧结温度、烧结时间、Ca添加量、Si添加量对烧结砖吸水率和饱和系数的影响。结果表明:烧结砖吸水率、饱和系数随烧结温度、烧结时间的增加呈下降的趋势;烧结砖吸水率、饱和系数随Ca添加量的增加呈上升的趋势;烧结砖吸水率、饱和系数随Si添加量的增加呈先降后升的趋势。电解锰渣烧结砖制备的较佳工艺条件:烧结温度为850℃,烧结时间为2.5 h,Ca添加量为0,Si添加量为24%。此时,电解锰渣免烧砖的吸水率为15.81%,饱和系数为1.03,性能较好。
先锋植物修复介导的根际微域对铅锌冶炼废渣中重金属的形态分异特性影响
朱鑫维, 吴永贵, 李鑫龙, 罗有发, 孙航
2022, 43(6): 94-103, 130. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.017
摘要:
为研究金属冶炼废渣堆场内典型先锋草本植物对废渣养分及重金属形态的影响,以开展植被重建5年的铅锌冶炼废渣堆场上先锋草本植物(三叶草,Trifoliumrepens;黑麦草,Loliumperenne)根际微域为研究对象,分析在生态修复过程中两种草本植物根际微域不同粒径废渣(<0.25、0.25~0.5、0.5~1、1~2、2~5、>5 mm)中重金属含量与赋存形态及养分的分异特征。结果表明:废渣内植物养分主要分布在<1 mm的小粒径废渣中;植物根际与非根际废渣中有机质与全氮含量总体上随废渣粒径增加呈先升高后降低的趋势,而有效氮、有效磷含量则随废渣粒径增加呈降低趋势;两种草本植物对废渣养分的改善效果主要表现为三叶草>黑麦草>对照,并表现出明显的根际效应(根际>非根际)。两种植物修复作用显著影响废渣重金属含量及其赋存形态在不同粒径中的分布:(1)三叶草根际废渣Pb、Cu含量显著低于对照,并促使Cd向残渣态转化;(2)黑麦草根际不同粒径废渣Cu、Cd含量发生再分配,在细小粒径(<0.5 mm)废渣中的含量显著降低;(3)两种植物根际废渣酸可溶解态Cu、Pb、Cd、Zn的比例明显降低,且比例随废渣粒径增加而上升。综上,三叶草和黑麦草作为废渣堆场生态修复的先锋植物,可为外来优势植物的自然定居创造良好的植生条件,并对细小粒径废渣扩散迁移生态风险的控制具有重要意义。
综合评述
矿区土壤重金属污染化学修复及强化方法研究进展
端爱玲, 杨树俊, 韩张雄, 张树雄, 王思远, 李敏
2022, 43(6): 104-109. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.018
摘要:
随着开采活动的加剧,矿区土壤污染问题日益突出。如今的修复方法主要有物理修复,化学修复,生物修复等。其中化学修复法效率高、修复快速,但修复过程中容易造成矿区土壤环境的退化,因此,在利用化学修复方法的同时,如果结合其他方法,将会有更广泛的应用前景。本文通过对矿区土壤化学修复法的研究现状、存在问题进行分析,同时总结了化学法联合其他方法的研究热点,分析得出当前化学修复方法应当结合其他方法,开展联合强化修复,以确保修复过程减少化学物质对矿区土壤的二次污染。
熔盐电解法制备镧合金的研究进展
康佳, 闫奇操, 刘玉宝, 于兵, 赵二雄, 张全军, 黄海涛
2022, 43(6): 110-115. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.019
摘要:
镧是一种重要的稀土元素,储量丰富,且应用面广。其中镧合金在储氢材料、磁制冷、金属靶材、钢铁改质等领域有着广泛的应用。熔盐电解是制备镧合金的主要方法之一,本文系统介绍了该方法制备La-Zn、La-Cu、La-Ni、和La-Al合金的研究进展,同时总结了镧离子在不同熔盐体系中的电化学行为研究成果,并对产品在其应用领域的发展现状进行总结与评价。最后对未来的基础与应用研究方向提出了建设性的建议。
含硫铁物料脱硫工艺技术现状
罗立群, 雷严明, NiyonzimaJean Christophe
2022, 43(6): 116-123. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.020
摘要:
硫在含铁物料的开发利用中是有害杂质元素,因此需要脱除。本文介绍了含铁物料中硫的来源、产出特征与危害,归纳了以浮选法、焙烧法、浸出法处理含铁物料脱硫的技术现状,介绍了此3种脱硫方法的适用条件、应用特色,并比较了各自的优缺点。展望未来含硫铁物料脱硫研究与发展方向,指出浮选法需合理选择磨选流程和药剂制度,注重铜离子复合活化剂、黄药类组合捕收剂提高浮选脱硫指标;焙烧法根据含硫矿物组成和热力学性质选择合适的焙烧炉型、筛选适宜的热工制度;生物浸出应结合多形态硫元素的迁移演变特征,培育良性高效菌种、实施短周期高效浸出,以实现高效脱硫。
矿物加工工程
磷矿反浮选几种胺离子捕收剂脱硅性能对比
闫雅雯, 罗惠华, 国亚非, 赵泽阳, 张正虎, 张振翼
2022, 43(6): 124-130. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.021
摘要:
为了较好地实现磷矿反浮选脱硅,选取适宜的胺类捕收剂及合理的浮选条件是磷矿反浮选脱硅的关键。通过浮选实验,对比研究脂肪胺类、胺醚类、醚胺类和氧化胺共4类不同胺类捕收剂对石英的捕收效果。实验表明,在相同pH值下不同胺类捕收剂对胶磷矿浮选性能不同,在弱碱性介质中,脂肪胺类药剂对SiO2的捕收能力的基本排序为:椰油二胺浮选捕收硅酸盐矿物性能优于正辛胺、十二胺、椰油胺,异十三胺,但是异十三胺药剂对磷的损失率较低,椰油二胺次之,十二胺、椰油胺和正辛胺对磷的损失较大。胺醚类药剂对SiO2的捕收能力强弱为:椰油胺聚氧乙烯醚对硅酸盐矿物的捕收能力强于十二胺聚氧乙烯醚,十二胺聚氧乙烯醚浮选尾矿P2O5损失率高于椰油胺聚氧乙烯醚;醚胺类药剂对SiO2的捕收能力强弱为:异十醚胺较C10醚胺对硅酸盐矿物的捕收能力较弱,对异十醚胺浮选尾矿P2O5的损失率高于C10醚脂;实验结果说明,相同类型的胺类药剂的浮选性能基本相似,同时存在一些较小差异,碳链组成相同的脂肪二胺对胶磷矿的捕收能力比脂肪一胺强,浮选性能由强到弱基本排序为:二胺>一胺>醚胺>胺醚>氧化胺。
攀枝花某细粒嵌布铁矿石分选工艺
唐昊, 赵通林
2022, 43(6): 131-137. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.022
摘要:
攀枝花某铁矿原矿石中有用矿物为磁铁矿,其磁性铁分布率为79.53%,有少量的赤铁矿、褐铁矿,钒钛含量极低无法进行物理选别,脉石矿物主要为云母、长石等硅酸盐矿物,矿石中的有用矿物因嵌布粒度细导致极难回收利用。为了高效开发利用该类矿石资源,经磨矿、磁选条件实验及重选探索实验,确定了单作业较佳工艺参数,经工艺流程实验,确定采用阶段磨矿、阶段选别、单一磁选工艺处理该矿石。工艺流程实验结果表明,在原矿石中铁品位36.78%,经三次磨矿、五次磁选,在-43 μm含量98%的最终磨矿粒度条件下,最终获得铁精矿品位为65.50%,产率41.77%,金属回收率为74.39%的铁精矿,为有效利用细粒嵌布类型攀枝花铁矿提供了新的参考工艺。
新型环保钨捕收剂的工业化应用研究
刘进, 张红英
2022, 43(6): 138-141, 154. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.023
摘要:
为解决钨捕收剂生产过程中产生高COD废水的问题,研制了新型环保钨捕收剂,并在湖南某选厂进行了工业实验。工业实验获得钨精矿含WO3 40.10%,WO3实际回收率为71.73%,WO3回收率比2016年、2017年的钨全年累计生产指标平均提高3.41%;工业实验尾水COD 28.39 mg/L,比2016年、2017年GY作捕收剂的平均COD下降14.53%。工业实验结果表明,新药剂分选性能优异,生产过程稳定,绿色环保,在保障原有钨精矿品位和回收率的情况下,工业实验综合药剂成本和尾矿废水COD有所降低,新型环保捕收剂的使用,经济效益明显,对矿山企业具有节能减排、清洁环保的重要意义。
油酸钠与含苯环类羟肟酸盐对金红石可浮性的影响及协同作用机理研究
郭万中, 印万忠, 刘明宝, 池冬瑞, 班小淇, 殷学明
2022, 43(6): 142-149. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.024
摘要:
为揭示油酸钠(SO)和羟肟酸类药剂协同浮选金红石的协同机理,在单矿物浮选的基础上,采用Zeta电位、表面张力、接触角、紫外漫反射光谱等手段从界面化学角度探索了组合药剂在金红石表面的作用行为。结果表明:三种药剂对金红石捕收能力大小顺序为:油酸钠(SO)>苯甲羟肟酸钠(BHA)>水杨羟肟酸钠(SHA)。药剂添加顺序对组合体系中金红石的浮选行为影响较大,油酸钠分子中富电子的双键与羟肟酸类药剂分子中缺电子的苯环之间具有电子共轭效应,该效应可引起组合药剂发生缔合并生成缔合物从而对金红石产生协同作用。苯甲羟肟酸钠与油酸钠组合体系中金红石浮选回收率与药剂作用后矿物的带隙大小存正比例关系,而在水杨羟肟酸钠和油酸钠组合体系中则成反比例关系。
四川某铁矿铁精矿制备超级铁精矿实验
陈宏凯, 杜新, 周政
2022, 43(6): 150-154. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.025
摘要:
对四川某铁矿铁精矿进行超级铁精矿选别实验研究,原料中TFe品位65.50%,主要的脉石成分为SiO2,品位为4.82%,有害元素S、P含量较低,磁性铁占有率98.74%,其他物相的铁元素含量很低,且基本不具有磁性,通过继续磨矿-磁选,可提升磁性铁占有率,进而提升铁精矿纯度。实验采用“预先筛分-磨矿分级-磁选-反浮选”的选别工艺制备超级铁精矿,在筛分尺寸0.074 mm,以纳米陶瓷球为磨矿介质,磨矿粒度−0.038 mm 90%,反浮选阳离子捕收剂分段添加量(100+50+50) g/t,玉米淀粉600 g/t的条件下可获得产率24.23%,可获得铁品位71.71%,SiO2含量0.16%,酸不溶物0.16%的超级铁精矿。该工艺磨矿能耗低,药剂制度简单,药剂绿色高效,流程合理,可行性高,同时全流程实验生产的副产品铁精矿产率72.25%,品位65.47%,可作为优质铁精矿销售。
内蒙古某多金属矿尾矿回收萤石实验研究
吴迪, 王洪岭, 孟庆波, 高玉德, 杨晓文, 张晓刚
2022, 43(6): 155-158, 166. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.026
摘要:
内蒙古某多金属矿浮选尾矿中含有萤石资源,由于受前期钨锡浮选药剂和矿石嵌布特性的影响,萤石浮选精矿品位最高为92%,回收率30%左右,尾矿中萤石资源未能有效回收。本研究通过预先磁选抛废提高萤石入选品位,采用有机抑制剂HG-1代替酸化水玻璃,在原料CaF2品位17.65%的条件下,获得CaF2品位97.26%,回收率63.15%的高品质萤石精矿,实现了该尾矿中萤石资源的综合回收。
基于EDEM—FLUENT耦合矿物颗粒分离效果的模拟研究
张凡, 李玲玲, 马学东
2022, 43(6): 159-166. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.027
摘要:
为了能同时依据矿粒的密度和粒度对其分离,尝试选用水平冲击水流和振动作用的联合分离工艺,采用EDEM-FLUENT耦合方法,以矿粒的回收率及分离产品含杂率为评价指标,对矿粒在分选装置中的分离行为进行模拟研究,并探讨不同工艺参数对矿粒分离效果的影响。结果表明:所选用的分离工艺可有效地依据矿粒的密度和粒径进行分离。添加振动筛能大幅度降低分离产品的含杂率。分选装置的较佳参数为:筛面倾角为0°、振动频率为10 Hz、振幅为3 mm、颗粒入口底部宽度为7 mm,此时回收率96.8%,含杂率5.67%。
铜火法精炼炉高砷铜烟尘低温真空碳热还原脱砷研究
李聪, 张荣良, 曾加, 鲁琴瑶, 周琳凯, 张威
2022, 43(6): 167-173. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.028
摘要:
以铜火法精炼炉高砷铜烟尘为原料,采用低温真空碳热还原法对烟尘中As进行脱除处理。通过TGA-DSC对原料进行差热分析,借助于XRD、ICP、SEM等分析手段分别对烟尘和蒸发残渣的物相、化学成分和形貌等进行了分析,在热力学分析的基础上,研究了蒸发温度、残压、还原剂量、蒸发时间等对As及其他有价金属脱除率的影响。结果表明,当蒸发温度为350℃、残压为100 Pa、还原剂量为25%和蒸发时间为50 min时,在保证其他金属基本上不蒸发的同时,As的去除率可达81.63%,实现了As及其他有价金属的选择性分离。蒸发物为纯度较高的As2O3,可以作为初级As2O3产品使用。有价金属在蒸发残渣中得到富集,便于后续的废酸浸出工艺回收。
加药方式对铜萃余液中和处理的影响
陈征贤
2022, 43(6): 174-178, 183. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.029
摘要:
本文验证一段石灰中和工艺,通过调整加药方式、药剂混配、用水类型、加药次数等方式对铜萃余液的pH值的影响,初步对各种中和工艺下的中和渣产量及药剂成本进行分析。结果表明,湿法加药方式比干法的加药方法对铜萃余液的中和效果更好。与现有中和工艺比较,采用石灰乳分两段中和工艺具有药剂成本低和时间短特点,而石灰石-石灰两段中和工艺属于石灰石药剂耗量易控制,理论渣量较小,综合药剂成本较低。
粗锌中锌的真空蒸馏蒸发动力学研究
赵伟辰, 熊恒, 徐宝强, 杨红卫
2022, 43(6): 179-183. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.030
摘要:
本文针对粗锌中金属元素的蒸发行为,选取Cd-Zn、Bi-Zn和Bi-Sn-Zn体系进行了真空蒸馏蒸发动力学实验,测定了合金中组元锌的蒸发速率。用Langmuir公式计算了锌的蒸发速率,结果与实验相吻合,表明了该方法的可行性。计算了三种合金体系中锌的凝结系数,关联了组元活度系数,解释了合金体系中组元间相互作用对元素蒸发速率的影响,研究结果对粗金属真空蒸馏分离提纯及实验设备的优化设计具有指导意义。
分析与鉴定
山东某低品位金矿工艺矿物学
石宝宝, 杨晓峰, 翟存楼, 刘瑶瑶
2022, 43(6): 184-188. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.031
摘要:
山东某地金矿平均含Au 0.8~1.0 g/t,属低品位金矿。由于矿石含金较低,为降低选矿成本,有效回收有价金属,对矿石进行详细的工艺矿物学研究。研究发现,该矿石自然类型为石英黄铁矿脉,工业类型为中硫金矿石。矿石中金属矿物主要为硫化物,以黄铁矿为主,次为方铅矿、闪锌矿,含少量黄铜矿等,非金属矿物主要为石英、绢云母等。矿石中黄铁矿粒度较粗,方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等粒度较细,黄铁矿、方铅矿等与金关系较密切,是金的主要载体矿物。自然金主要为细粒金,多呈包裹体分布。根据工艺矿物学研究结果,建议采用“重选+浮选”工艺流程,不但取得较高的精矿指标,且降低了选矿成本。
某铜镍多金属硫化矿工艺矿物学
谈伟军, 冯泽平
2022, 43(6): 189-192, 200. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.032
摘要:
本文研究了某铜镍多金属硫化矿的工艺矿物学,结果表明该矿石原矿中主要有用矿物为镍黄铁矿和黄铜矿,主要金属硫化物为磁黄铁矿,少量黄铁矿。脉石矿物主要为蛇纹石、橄榄石和阳起石等镁硅酸盐矿物。矿石具有较高的综合回收利用价值,建议开展对该矿铂、钯、金、银的赋存状态研究和相应的选矿工艺研究,以最大限度地回收该矿中贵金属矿物。
高品位稀土精矿中稀土、铁、磷、钙元素赋存状态研究
李娜, 秦玉芳, 金海龙, 王其伟
2022, 43(6): 193-200. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.033
摘要:
白云鄂博混合稀土精矿稀土品位65.86%,杂质元素P2O5、CaO、TFe含量分别为11.26%、3.89%、1.34%。实验采用化学分析、AMICS(自动矿物分析系统)、SEM及EDS等分析手段,研究混合稀土精矿中的稀土及杂质元素赋存状态。研究结果表明:稀土主要以独立矿物形式存在于氟碳铈矿、独居石、氟碳钙铈矿和黄河矿,铁主要存在于磁/赤铁矿和黄铁矿中,磷主要赋存于独居石和磷灰石中,钙主要赋存于萤石、磷灰石、白云石和方解石中,为进一步分选氟碳铈矿和独居石精矿,及降低稀土精矿中杂质元素含量提供矿物学依据。
西藏丁青象牙玉的玉石学及矿物学特征
唐国成, 巴桑多吉
2022, 43(6): 201-206. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.06.034
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摘要:
矿床产于西藏丁青县,其质地温润细腻,色如象牙,故得名“象牙玉”, 矿石呈砾石状,部分呈磨圆状、椭圆状。运用紫外可见光谱、X射线荧光光谱、红外光谱、X射线粉晶衍射及扫描电镜等技术对象牙玉进行了玉石学及矿物学特征研究。结果表明:象牙玉摩氏硬度在4~6,相对密度2.92~3.05,折射率1.62~1.70,无多色性,无特征吸收谱带,主要矿物成分为菱镁矿(MgCO3),少量石英(SiO2),微量方解石(CaCO3)。丁青象牙玉的玉石学及矿物学特征可作为产地鉴定的依据。