中国镍资源开发现状与可持续发展策略及其关键技术

镍矿已成为现代航空工业、国防工业以及国民经济不可或缺的战略资源。首先基于世界镍矿资源调查、开发利用现状以及供需矛盾分析,阐述中国镍矿资源特点和资源开发面临的主要问题,提出中国镍矿开发与可持续发展的策略。然后指出循环经济和科技与制度创新并举,提高镍矿资源综合利用水平,是中国镍矿资源开发的发展方向;合理开发国内资源,充分利用海外资源是中国镍矿资源的开发策略。寻找新的镍矿资源是提高资源保有年限的根本;发展边角矿、残矿、贫矿、深井与原位浸出的采矿技术,提高复杂难采矿安全、高效和经济开发,是中国镍矿资源开发与环境保护的重要基础。最后明确红土镍矿开发利用是中国镍矿资源开发的发展趋势。     

我国大型贫铁矿充填法开采关键技术与发展方向

我国钢铁工业快速发展对铁矿石需求迅速增长.我国是世界第4大铁矿资源国,但由于矿石品位低,采矿技术条件差,开采难度大,一直没有得到充分的开发利用,导致铁矿石对外依存度高达70%,严重影响我国铁矿工业战略发展和企业的经济效益.开发国内资源是我国在"十二五"铁矿资源开发的战略决策.为了保护矿山生态环境,我国在建的8座千万吨级矿山均采用充填法开采.因此,大型贫铁矿充填采矿研究现状、关键技术以及发展方向成为人们关注的问题.本文首先概述近20年来我国铁矿充填采矿技术的发展水平、应用现状以及研究成果.然后,指出我国大型铁矿品位低和"三下"矿床是我国铁矿资源的特点.由此明确了大型贫铁矿床安全高效和无废开采所面临的关键技术难题,阐明了我国大型铁矿充填法开采初步研究成果.最后,指明了大型贫铁矿充填采矿技术的发展方向,为我国贫矿资源开发研究提供参考.     

利用烧结脱硫灰渣制备新型充填胶凝材料试验

烧结脱硫灰渣是半干法脱硫排放的废弃物.灰渣含有亚硫酸钙和飞灰等不稳定矿物成分,使得该废弃物利用面临困难.针对铁矿全尾砂胶结充填法采矿对廉价的胶凝材料的需求,采用烧结脱硫灰渣和水淬渣,开展了制备全尾砂充填胶凝材料试验研究.以生石灰作为碱激发剂,硫酸盐作为辅助激发剂,对矿渣微粉活性实施复合激发.首先采用正交设计进行试验方案设计;然后采用极差分析对数据进行处理和配比决策,最后以阶段嗣后充填采矿对其强度要求,建立并求解全尾砂新型充填胶凝材料的优化模型,获得了充填胶凝材料的优化配比.结果显示,当胶砂比为1∶8、料浆浓度为68%时,以生石灰和烧结脱硫灰渣作为水淬渣复合激发剂制备的新型充填胶凝材料,烧结脱硫灰渣比例达到10%时,3 d、7 d及28 d的胶结充填体强度不低于相同条件下的32.5R早强水泥,而胶凝材料成本低于水泥材料.     

氨法浸出某精矿中低含量镍铜钴的试验研究

以某深度碳还原处理后的镍冶炼渣的磁选精矿为研究对象, 对其组成以及镍、铜和钴在其中的赋存状态进行了检测和分析, 研究了浸出该精矿中铜、镍、钴的可行性。以氨水-碳酸盐缓冲溶液为浸出剂, 氧气为氧化剂, 分别探讨了物料细度、浸出时间、浸出温度、氨水浓度、铵盐浓度和氧气压力对浸出效果的影响, 得出最优浸出工艺为: 物料料度为d₉₀=68 μm, 氨水浓度为3.0 mol/L,碳酸铵浓度为0.5 mol/L, 氧气压力为0.3 MPa, 温度为60 ℃, 浸出时间为120 min。在此条件下, 铜浸出率为62.5%, 镍浸出率为10%, 钴浸出率为65.8%。并以铜为例, 对氨浸试验进行了简要的机理分析。     

铂族金属汽车尾气净化催化剂研发及应用进展

本文主要探讨国内外铂族金属尾气净化催化剂最新的研发及应用进展,通过供需数据分析近年来铂族金属在汽车尾气净化催化剂领域的应用情况,通过国内外文献及专利技术揭示铂族金属在汽车尾气净化催化剂领域的研发动向,重点分析了近年来如何减少使用铂族金属和如何提高催化性能的相关技术,此外还涉及到载体、蜂窝结构、捕集器、过渡金属氧化物、柴油尾气净化、尾气催化剂回收和对生物圈的影响等方面的研发进展。从研发技术趋势来看,铂族金属在汽车尾气催化净化剂方面的应用与研发更多的倾向于资源的合理应用、高效利用、以及尽可能的降低成本等方面,采取的措施包括比较昂贵的铂被较廉价的钯等替代、强化对铂族金属的性能活化、改善气体扩散性、设计合理的结构（包括比表面、孔径和孔体积等）、粒径的合理设置等方面。未来铂在个体汽车尾气净化催化剂上的用量将进一步减少,其他金属（如过渡金属氧化物）在协同铂族金属尽可能发挥催化活性的同时减少铂族金属的用量,以求在成本和效率方面找到最佳平衡点。     

金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究

巷道支护问题一直是矿业工程中的难题,特别是在深部软岩巷道中,能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。“双层网锚喷+U型钢拱架”联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案,为了解该方案的支护效果,在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段,采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法,对该试验段巷道的支护效果进行评价,并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明：（1）在当前支护条件下,巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制,但底鼓问题严重,最大位移可达110 cm;（2）针对当前支护方案的薄弱环节,提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施;（3）设计了一组参数优化方案,并对其支护效果进行了数值模拟分析,认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形,并弥补原支护方案的缺陷。     

铁矿全尾砂新型充填胶凝材料的开发及应用研究

全尾砂充填法采矿是未来铁矿石开采的发展趋势,降低采矿成本是铁矿充填法采矿的必由之路。以水淬渣粉作为主要原料,采用碱和盐复合激发剂激发,获得了一种全尾砂新型充填胶凝材料-矿山尾砂固结粉（简称矿尾粉,代号为KWF）。与水泥材料相比,矿尾粉成本低、强度高,对含泥量高的全尾砂充填料优势更显著。采用矿尾粉替代水泥用于铁矿充填法采矿,不仅能够降低充填采矿成本,而且还能够实现固体废弃物资源化利用,从而保护环境和无废开采。矿尾粉新型充填胶凝材料已在唐龙新型建材有限公司工业化生产,在东凯矿业公司铁矿山应用,获得了显著的经济效益和社会效益;为在建设中的司家营地区大型贫铁矿充填法采矿奠定了基础。     

高应力破碎镍矿机械化湿喷混凝土配合比优化

针对金川镍矿矿岩破碎,地压较大,采用传统的干喷锚网支护效果不理想且巷道返修率高的问题,提出湿喷混凝土技术来改善这一局面。采用正交设计方法进行配合比试验,研究了水灰比、水泥、减水剂和砂石比（细砂与绿豆石的质量比）对湿喷混凝土工作性及力学性能的影响规律。结果表明：各因素对湿喷混凝土工作性的影响顺序为：水灰比>水泥掺量>砂石比>减水剂掺量,要保证湿喷料浆塌落度大于150 mm,其水灰比应大于0.44、水泥掺量应大于430 kg/m3、砂石比应在2~4;水泥掺量对湿喷混凝土的力学特性影响最大,其次为水灰比,砂石比与湿喷混凝土强度呈凸形关系,减水剂对湿喷混凝土的强度影响较小。引入单位价值强度系数V对不同水泥掺量湿喷混凝土的经济性进行对比,确定了最佳配合比,通过现场应用达到了较好的效果,具有较高的综合经济效益。     

有色冶金高铁高硅渣炼制生铁的应用探讨

有色金属火法冶炼过程普遍产生高铁高硅炉渣,其产量大、难处理的特点导致了金属资源的浪费,也造成了环境污染。结合有色冶金高铁炉渣化学成分,对其直接作为炼铁炉料做了资源性评价。分析了当前有色冶金渣提铁现状以及提铁产品质量,提出其在耐候钢、部分含铜不锈钢方面应用的新思路。     

超声空化作用对方解石浮选行为的影响研究

研究了超声空化作用对水玻璃和 NaOL 体系下方解石浮选行为的影响。 试验条件范围内,原被抑制的 方解石随着超声声强的增加、超声时间的延长,浮选回收率不断提高;高的超声声强还可提高方解石的浮选速率。 经 超声频率 40 kHz、超声声强 0. 56 W / cm2、超声时间 15 min 处理后,方解石的浮选回收率可由 8. 50%提高到 82. 73%。 对超声处理前后浮选溶液中水玻璃及 NaOL 含量测定发现,超声处理后浮选溶液中水玻璃含量增加、NaOL 含量减少, 超声空化作用能使方解石表面水玻璃脱附,空出的吸附位点再被 NaOL 吸附。 接触角测量结果表明,超声处理能使水 玻璃和 NaOL 体系下方解石表面接触角增大,疏水性增强。 研究结果可以提供一种新的调控方解石矿物表面疏水性 的方法。