深海履带式集矿机设计的研究

集矿机是深海流体提升式采矿系统的核心设备。基于太平洋Ｃ－Ｃ区锰结核的赋存条件，介绍集矿机的采集原理、类型及其设计要求，并着重讨论了履带式集矿机在集矿头与行走机构设计方面必须考虑的问题，对我国现阶段的集矿机研制工作具有参考意义。     

基于CFD方法的海底集矿机模型外形优化

为了减少深海集矿机在工作中所受到的水阻力、提高能量利用率, 利用流体力学软件, 通过求解RANS方程, 选择realizable k-ε湍流模型, 对集矿机模型在海底不同速度下行走进行了流场数值模拟, 得出了模型水阻力随速度变化的一般规律。根据计算结果对集矿机外形进行了优化设计, 得到了几种减小水阻力的优化模型, 数值计算结果表明, 优化模型的外形设计能有效减小集矿机水阻力, 可为今后集矿机外形设计提供参考。     

深海采矿集矿机定位系统的研究

为了采集海底资源,世界有关国家研制了不同结构的集矿机。但确定集矿机与采矿船的行走路线是深海采矿的难题。介绍了利用短基线声学原理进行集矿机定位,并阐述了定位系统的工作原理、系统组成、水下集矿机的运行轨迹,以及抗干扰的对策和延时的修正。     

波流联合作用下深海扬矿管的水平液动力载荷

深海多金属结核采矿系统由集矿机、输送软管、中间矿仓、扬矿管及采矿船等组成，如图1所示。其基本工作原理是：采矿船在海面按设计的线路行走，同时集矿机在海底运行并采取半埋入海底表面的多金属结核。采集的结核在集矿机内清洗、脱泥和破碎后，经软管输送到连接于扬矿管下端的中间矿仓，并经扬矿管扬送到海面的采矿船上。串接于扬矿管道中间的潜水矿浆泵作为动力装置，将中间矿仓内的结核矿浆吸入管道并泵送到采矿船上。     

海底堆积层采挖性能测定装置的研制

日本工业技术院从1981年开始,制定了开采4000～6000米深海底锰结核的大型科研计划。采矿系统中的集矿系统的研究是最复杂的,因为研制集矿机械,必须试验集矿机对深海底堆积层的力学作用,只有了解了堆积层的承载力、沉降特性、集矿机行走时受堆积层粘着阻力的影响等问题,才能研制出     

深海采矿集矿机的设计

集矿机是用于水深５０００ｍ左右，环境条件复杂恶劣的海底集其表层多金属结核矿石的设备。文章以深海采矿最新研究成果为依据，结合科学技术进步可能实现的目标，对工业开采使用的集矿机设计进行了探讨。     

深海采矿集矿机的研究与开发

介绍了我国深海采矿集矿机的研制背景和研究开发历程,对我国现有深海采矿集矿机的组成与结构特点、关键技术问题及其解决情况进行了总结。对集矿机在我国深海采矿研究中的应用,及其在深海底栖工程装备方面的移植和拓展前景进行了展望。     

海底集矿机的绕障行走控制

用集矿机进行海底采矿时，会遇到障碍物，若利用测障声纳，可得到与障碍物有关的标准信号，从而确定集矿机的转弯路径，实现绕障控制。文章介绍了测障声纳的工作原理，行走控制步骤以及模型集矿机绕障行走试验过程中测得的数据。试验研究表明，测过声纳测障，可使集矿机按规划路径进行绕障行走。     

SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统的研究

集矿机在数千米以下的深海底进行采矿作业时,如何掌握集矿机所在确切位置,实时跟踪集矿机的运行轨迹,并控制集矿机在特定的矿区按照规划的采集路线进行行走和采矿,是集矿机导航定位系统研究亟待解决的问题。由于深海工作环境的特殊性,目前国内外应用的深海导航定位大多采用应答式的基线水声系统,但在深海应用中暴露出精度不够、干扰严重、滞后严重等问题,无法满足集矿机定位要求。SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统以萨格奈克效应作为理论基础,利用激光陀螺捷联惯性测量技术,首次将该项新技术成功应用于深海水下移动设备,有效地解决了水声定位存在的问题,使深海水下移动设备的导航定位有了突破性进展,最大误差降至1 m以内,满足了集矿机水下定位要求,并使我国在这一研究领域迈进世界先进行列。     

履带式微型海底钻机行驶动力学建模与分析

概述了履带式微型海底钻机组成结构及其作业过程；应用仿真软件Recurdyn建立了履带式微型海底钻机多体动力学模型；开展了底质土力学特性试验研究，构建了深海底质力学模型；进行了履带式微型海底钻机深海底行驶过程动力学仿真。结果表明，在深海沉积物底质条件下，履带式微型海底钻机在行驶过程中存在轻微打滑现象和一定的沉陷量与仰角；深海底质(特别是稀软底质)力学性能显著影响履带式微型海底钻机动态特性；在钻机低速行驶时行驶速度对履带式微型海底钻机动态特性影响较大。     

CTAB与油酸钠混合捕收剂浮选分离磁铁矿与角闪石的研究

采用油酸钠(NaOL)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合捕收剂进行磁铁矿与角闪石的浮选分离研究。分别考察了单一捕收剂CTAB、NaOL和混合捕收剂对单矿物和人工混合矿浮选的影响,借助Zeta电位、FTIR对捕收剂与矿物表面的吸附机理进行了研究。矿物浮选试验结果表明:在pH=5.5,CTAB与油酸钠的摩尔比为2∶1的条件下,混合捕收剂较单一捕收剂具有更好的选择性。Zeta电位和红外光谱结果表明,单一捕收剂CTAB和油酸钠分别以物理吸附与化学吸附的形式吸附在矿物表面,混合捕收剂中油酸钠的存在一定程度上抑制了CTAB在磁铁矿表面的吸附,但不影响CTAB在角闪石矿物表面的吸附。     

海底采矿集矿机智能控制系统的研究

海底采矿集矿机需在5000~6000 m的海底沿预设的路线进行采矿作业。由于海底地质环境、海流、输送管道和电缆等诸多因素的影响,其行走路径的控制至关重要。当其方向发生偏移时,采用常规的方向控制,即使修正方向后,也会产生平移误差。把单纯的方向控制变成了具有人工智能的行走路径控制。控制结构上采用方向、速度、行走路径的三环串级控制,从根本上解决了平移误差问题。     

A thermochemical study of thiol collector surface reactions on galena and chalcopyrite

The mechanism whereby thiol collectors adsorb onto a mineral surface has been widely studied. Most of these studies examine the mineral surface at equilibrium state and, often, well above monolayer coverage. However, the formation of species at the mineral surface is a complex process that is both kinetically and thermodynamically controlled. In a typical industrial application, the dosage of collector will be around monolayer level. This study uses isothermal titration microcalorimetry to measure the heat evolved during the reaction of sodium ethyl xanthate (SEX) and sodium isobutyl dithiocarbamate (SIBDTC) and their mixtures with galena and chalcopyrite. The sensitivity of the instrument allows heats of reaction of sub-monolayer quantities of thiol collector to be measured.The study found that the nature of the reaction between a collector and a mineral surface was dependent on the type of mineral and the type of collector. Proposals are made for the reactions based on previously reported results and the evidence from this investigation. It was found that when collectors reacted with mixtures of galena and chalcopyrite, the magnitude of the reaction was lower compared to that measured for the pure minerals alone. This may be due to galvanic interactions between the minerals, resulting in a passivating effect on one or both of the minerals.     

新型捕收剂DTL-1对悬浮焙烧三水铝石的浮选试验

阴离子捕收剂DTL-1是东北大学为悬浮焙烧—磁选铁精矿反浮选脱铝而研制的新型捕收剂，通过捕收剂DTL-1对三水铝石单矿物悬浮焙烧后的铝矿样以及铝矿样和赤铁矿单矿物悬浮焙烧—磁选后的铁矿样组成的人工混合矿进行浮选试验，以检验捕收剂DTL-1的脱铝效果。结果表明：在常温条件下，DTL-1对铝矿样的捕收效果较好，当pH值为8.0时，单矿物浮选试验可获得Al2O3回收率91.21%的指标，人工混合矿（铁矿样与铝矿样的质量比为15.67∶1，Al2O3品位约为5.95%）浮选试验可获得TFe品位70.67%，TFe回收率76.11%，Al2O3品位1.93%，铝的脱除率为74.72%的选别指标。采用表面动电位和红外光谱检测对捕收剂与铝矿样的作用机理进行研究，结果表明：捕收剂DTL-1与铝矿样之间存在着静电吸附、氢键吸附和化学吸附。这说明DTL-1是一种可用于悬浮焙烧—磁选铁精矿反浮选脱铝的新型常温阴离子捕收剂。     

用PAC作捕收剂时黄铜矿和黄铁矿的浮游性研究

新型捕收剂PAC是北京矿冶研究总院于近年研制的一种硫化矿捕收剂 ,曾有研究表明对铜、金、银等矿物具有选择捕收性。用PAC、黄药作捕收剂 ,在不同条件下对黄铜矿和黄铁矿单矿物的浮选对比试验表明 ,新型捕收剂PAC对黄铜矿捕收力强 ,对黄铁矿捕收力弱 ,具有明显的选择捕收性     

新药剂的研制与推广应用

介绍株洲选矿药剂厂近几年来研制开发或与相关科研究院所联合研制的部分新型选矿药剂及工业应用情况 ,分硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、起泡剂三个方面介绍     

一种捕收增效剂的快速筛选方法

混合用药和复配增效剂仍然是提高氧化矿捕收剂浮选性能的主要方法。找到一种快速评价捕收增效剂增效作用效果的方法对寻找有效的捕收增效剂和优化药剂配方至关重要。以捕收剂在目的矿物表面的吸附量为出发点,并与纯矿物试验相对照,介绍了一种捕收增效剂快速筛选的方法。     

四种表面活性剂对改性脂肪酸捕收剂的增效作用

考察了四种表面活性剂在菱锰矿浮选中对改性脂肪酸类捕收剂Dd-21的增效作用。结果表明,表面活性剂的添加,可以提高捕收剂对菱锰矿的选择性。当添加表面活性剂为吐温-80时,回收率从49.10%提高到84.17%。通过液体表面张力测试、粒度分析、动电位测试及红外光谱分析方法揭示了表面活性剂的增效机理。该机理表现为增效剂物理吸附于矿物表面,有效促进了捕收剂的化学吸附作用,且增效剂的加入会与捕收剂在菱锰矿表面产生共吸附。     

新型钛铁矿捕收剂捕收性能和作用机理的研究

实验合成了一种对钛铁矿浮选选择性强的阴离子捕收剂TAO, 以此为基础与一种廉价脂肪酸皂组合复配研制出一种新型钛铁矿捕收剂RHB。单矿物浮选实验表明: pH=6～10范围内RHB对钛铁矿/钛辉石体系有较强的选择性。人工混合矿(钛铁矿占40%, 钛辉石占60%, 钛总品位20.34%)实验表明: RHB一次粗选获得的粗精矿品位达到42.62%, 与目前生产用捕收剂MOS相比, 在回收率指标相近的情况下, 粗精矿品位提高了5.32个百分点。对新型捕收剂的关键组分TAO在钛铁矿表面的作用机理进行了探讨。