矿柱—充填体系统协同作用机制研究

为深入分析矿柱和充填体的协同作用机制,针对矿山点柱式充填开采工艺,抽象出矿柱—充填体系统模型,并利用FLAC3D数值模拟软件构建其力学模型,从整体和局部的角度综合分析了矿柱和充填体的协 同作用关系及其承载机制。研究表明：充填体对矿柱存在4种作用效果,即提高矿柱峰值强度、限制矿柱径向位移、延缓矿柱破坏、加强破坏矿柱承载能力,在充填体作用下,矿柱承载特性改善显著,峰值强度提高了 34%;从整体角度上分析,系统在承载过程中,充填体的力学行为表现为总体支护—被动承载—位移约束—共同承载,矿柱成为加载初期主要承载体的本质原因是二者弹性模量的差异;从局部角度上分析,系统中部矿 柱和充填体在承载过程中相互作用、相互协助,二者具有明显的协同承载机制,以维持平面整体承载力,此外,在系统高度h=75 mm位置的充填体及矿柱应力状态明显高于h=50 mm位置。上述分析可为矿山分层充填优 化设计提供依据。     

钒渣常压直接酸溶浸出实验

这是一篇冶金工程领域的论文。以河北承德某钢厂钒渣为研究对象，针对当前钒渣“钠化焙烧-水浸提钒”生产工艺易产生有毒有害气体且钒回收率低、多种有价金属未能综合回收利用的现状，本文在Fe-VH₂O系热力学研究基础上，对钒渣常压下直接硫酸溶解浸出过程中磨矿细度、反应温度、酸浓度、液固比、浸出反应时间及搅拌速度等影响因素进行了实验研究。结果表明，浸出反应温度、硫酸浓度及液固比对钒浸出具有显著影响，在粒度D95约16μm，反应温度90℃、液固比8∶1、H₂SO₄浓度4 mol/L、浸出反应时间8 h、搅拌速度400 r/min的条件下，钒浸出率为86.33%；酸溶过程中产生的无定形SiO₂可能覆盖在未溶解完全的矿物颗粒表面而阻碍矿物的进一步酸溶反应。     

磷石膏中稀土元素溶解浸出研究进展

磷石膏堆存量巨大,通常含有大量稀土元素,是潜在的二次资源。加强磷石膏中稀土元素的回收利用研究,具有重要的经济与环境意义。本文从磷石膏中稀土元素赋存状态出发,对磷石膏中稀土元素溶解浸出研究进展进行了综述,对不同浸出剂浸出机理及影响因素等进行了总结分析。在此基础上,对磷石膏中稀土元素回收利用提出建议。磷石膏中稀土元素主要以类质同相赋存于磷石膏晶体中。当前研究中,磷石膏中稀土元素浸出主要以无机强酸为浸出剂,浸出率较高,但酸性强,可能产生二次污染;有机溶剂与盐溶液浸出率高,但成本较高,浸出后有机溶剂难于处理;有机弱酸与生物浸出对环境友好,但浸出效率较低。寻求磷石膏中稀土元素的有效浸出剂,实现磷石膏高附加值综合利用,是未来的研究方向。     

轴向动荷载作用下煤系石灰岩损伤特性研究

为降低在巷道支护、掘进的过程中，工程扰动、爆破等活动对围岩稳定性的影响，开展煤系石灰岩在不同冲击荷载下的损伤特性研究；使用霍普金森压杆进行不同冲击荷载下的冲击试验，利用LS-DYNA有限元软件模拟石灰岩破碎过程，对破碎后各粒度质量分数、应力-应变曲线、峰值应力-平均应变率曲线及石灰岩破碎过程分析。结果表明：随着冲击荷载增大，峰值应力、平均应变率逐渐增大，试件破碎程度愈发严重，且峰值应力与平均应变率呈近似线性关系；不同冲击荷载下，试件破碎遵循由边缘向中心扩展、由内部裂隙间挤压破碎向外部发育的规律，其破坏过程分为裂隙闭合阶段、近似弹性阶段、裂隙急速发育阶段和快速卸载阶段；峰值应力、试件破碎程度以及试样破碎能量耗散受应变率影响显著。     

难免阳离子对石英和长石浮选行为的影响及机理研究进展

石英和长石是两种常见的非金属矿物,因其矿物结构和物化性能相似,导致其浮选分离难度较大。除了捕收剂、抑制剂种类及用量等因素会直接影响二者浮选分离效果以外,溶液中各种难免阳离子对两种矿物的浮选行为也存在较大影响。为了厘清这些离子对石英、长石浮选行为的影响规律,分别从阴离子捕收剂、阳离子捕收剂和阴阳离子混合捕收剂3种浮选体系角度出发,对不同浮选体系中常见难免阳离子在石英、长石的浮选中的影响效果进行了综述,结合浮选溶液化学和现代测试分析方法对其影响机理进行了阐述,总结了有利于二者浮选分离的阳离子种类及相应的浮选条件,提出在石英、长石浮选分离研究中,各阳离子对浮选药剂和矿物之间作用影响缺少系统性研究,并指出计算机模拟与实际矿物浮选情况相结合将是未来的研究方向,为石英和长石的浮选分离研究提供参考。     

国外某难选高砷铜金矿石选冶联合工艺研究

国外某高砷铜金矿石金、铜、砷品位分别为3.46 g/t、1.028%、1.16%,为高效开发利用该矿石资源,进行了系统的浮选试验以及加压预氧化、氰化浸金试验研究,确定采用混合浮选—铜砷(硫)分离—硫砷精矿加压预氧化氰化浸金—尾矿直接氰化的选冶联合工艺。试验结果表明:原矿在磨矿细度为-0.074 mm占85%时,经1粗2扫混合浮选,混浮精矿再磨至-0.038 mm占85%,经1粗2精1扫铜砷(硫)分离获得铜、金、砷品位分别为22.49%、27.43g/t、0.42%,铜、金、砷回收率分别为87.99%、35.12%、1.88%的铜精矿以及铜、金、砷品位分别为0.47%、9.03 g/t、5.90%,铜、金、砷回收率分别为6.03%、37.93%、86.57%的硫砷精矿;采用加压预氧化—氰化浸金工艺处理硫砷精矿,金对原矿的回收率达到36.19%;采用直接氰化浸金工艺处理混合浮选尾矿,金对原矿的回收率为10.77%;铜和金的选冶综合回收率分别达到87.99%、82.08%,实现了矿石中铜和金的有效回收。     

围压作用下水射流破岩损伤机理的数值模拟研究北大核心

采用显示动力学软件对水射流冲孔过程进行数值模拟,探究煤岩在高压水射流冲击下的破碎规律及裂隙发育状态,分析射流水柱冲击有/无围压的煤岩时,掏槽成孔的过程及机理,论证了煤岩体受拉伸力和剪切力的作用下导致横纵向裂隙形成并逐渐延伸成裂隙网的过程。研究结果表明:水射流冲击煤岩形成孔洞的同时,会在周围煤岩形成供瓦斯运移的裂隙,且成孔损伤范围受围压的影响;射流参数一定时,围压作用会阻碍孔深和孔径的扩展,但会使得周围裂隙的发育范围进一步扩张,20 MPa围压作用下扩张范围约增加40%。     

考虑接触面特性与采充时序的胶结充填体稳定性评价

胶结充填体稳定性分析与合理强度设计是充填采矿成功实施的关键,基于典型充填采场工程,通过充填体、矿岩体室内压缩试验和充填体—边界介质组合体直剪试验获取相关力学参数后,构建了考虑接触面特征和采充时序的目标胶结充填体稳定性分析三维数值计算模型,系统分析了目标胶结充填体位移、应力和塑性区分布特征。结果表明,相同灰砂配比目标胶结充填体,在考虑接触面特性后的位移量增大,应力值降低,塑性区与破坏区减小,更能体现充填体与边界介质接触的拱效应作用,与实际相符。研究结果可为矿山胶结充填体强度设计优化提供参考。     

超细尾砂料浆流变参数预测及管输温度分布特征

为探究初始料浆温度变化对超细尾砂料浆流变参数的影响及管道内料浆温度分布特征，开展了超细尾砂料浆流变试验，进行了料浆流动传热仿真试验，推导了流变参数预测模型及管输温度分布计算模型。结果表明：料浆温度与超细尾砂料浆屈服应力、塑性黏度均遵循Exponential Decay 2拟合模型；不同料浆初始温度下管径与管道内料浆温度符合Asym2sig拟合模型，将其模型参数与管径进行深度拟合分析，利用管径表示拟合模型中的变化参量，实现了变量的统一；超细尾砂料浆流动时摩擦生热高于水化产热，依据传热学理论，超细尾砂料浆经管道内摩擦产热传热、水化产热传热以及与外界环境交换传热后达到动态平衡；基于流变参数预测模型及管道内温度分布模型，可在已知管径、料浆初始温度条件下预测管道内料浆屈服应力和塑性黏度。