响应面法设计与优化稀土尾矿基地聚物

稀土提取过程中会产生大量的稀土尾矿，长期堆存会带来严重的环境问题。地聚物是一种新型的硅铝 酸盐无机聚合物，因其优异的性能而受到广泛关注。以稀土尾矿为原料，采用响应面法中的中心复合设计对 n（Si）︰n （Al）、碱激发剂 NaOH 溶液浓度和稀土尾矿掺入量 3 个因素进行了建模，设计和优化了稀土尾矿基地聚物原料配 比。通过方差分析对试验数据进行了统计分析，并利用曲面图研究了参数之间的相互作用及对抗压强度的影响规 律。结果表明，优化后的因素值为 n（Si）︰n（Al）=2.5、NaOH 溶液浓度为 25 mol/L、稀土尾矿掺入量为 38.22%，地聚物 试样 3 d 的抗压强度可达到 58.84 MPa。采用 XRD、XRF、FTIR、SEM 和 XPS 等分析对原料和地聚物试样进行了表 征，发现偏高岭土和硅灰作为铝硅酸盐前驱体，稀土尾矿作为骨料，通过溶解、缩聚重组和固化等地聚合反应过程 成功生成稀土尾矿基地聚物。在此过程中，稀土尾矿以凝胶包裹的形式存在，作为骨料起到骨架和填充作用增强 了地聚物的抗压强度。     

单自由面锚固体单向加载破坏特征和 锚杆荷载规律研究

针对岩石与锚杆形成的锚固复合体,基于实验室单轴压缩实验结果,建立岩石试样单轴压缩数值模型,校验强度参数与塑性剪应变定量关系,确定应变软化力学参数;优化Flac3D中Pile结构单元预应力锚杆构建步骤,建立单自由面锚固体数值模型,剖析锚固体在单向加载条件下的内部破裂特征,揭示在加载全过程中的锚杆轴向荷载及弯矩变化规律。研究表明:由锚杆预应力产生的压应力区按椭球形分布,且压应力在锚固范围内具有双峰值特征;锚杆促使锚固体内部产生共轭剪切破坏带,且共轭剪切带与水平面夹角出现增大趋势,并在临空面浅部出现对称分布的次破裂面;杆体轴向荷载和弯矩分布均具有显著阶段特征;在峰前塑性应变阶段,杆体轴力和弯矩小幅增加,且均以靠近锚杆外锚固端的杆体为主;在峰后软化阶段,杆体轴力和弯矩显著增大,锚杆荷载特征由单纯轴向拉应变突变为拉、弯、剪综合受力状态,且靠近内锚固端杆体弯矩剧烈变化。     

铁橄榄石的氧化分解及碱浸溶硅

将铁橄榄石中的氧化硅转变为易溶于碱溶液的游离态氧化硅对其硅铁分离具有重要意义。通过氧 化焙烧—碱浸工艺实现了铁橄榄石中氧化硅的选择性脱除。X 射线衍射及红外光谱分析结果表明，铁橄榄石在氧 化焙烧过程中先分解为 Fe₃O₄和无定型 SiO₂。随着氧化焙烧温度的升高，Fe₃O₄进一步氧化为 γ-Fe2O3并最终转变为 α-Fe ₂O₃，此时无定型 SiO₂并无明显变化。当氧化焙烧温度超过 1 073 K 时，铁橄榄石可完全分解为无定型 SiO₂和铁 氧化物。铁橄榄石分解的无定型 SiO₂易溶于氢氧化钠溶液而铁氧化物不反应，可通过碱浸实现铁橄榄石氧化焙烧 产物中铁硅高效分离。此结论可通过铜渣处理结果进一步得以证实。铜渣经氧化焙烧—碱浸工艺可脱除 87.33% 的氧化硅，此时铁品位可由铜渣中的 48.55% 提高至浸出渣中的 60.34%。研究结果为铜渣中铁硅综合提取新技术 的开发奠定了理论基础。     

紫花苜蓿对铜铅复合污染土壤的修复效应研究

通过室内盆栽实验，模拟矿区 Cu、Pb 复合污染土壤条件下的豆科植物紫花苜蓿（Medicago sativa）生长 发育情况，并对紫花苜蓿对污染土壤的修复作用进行了研究。结果表明：低浓度的 Cu、Pb 复合污染对紫花苜蓿的 种子萌发、净光合速率和氮吸收无显著影响，高浓度的复合污染明显抑制紫花苜蓿的生长发育，具有显著的毒害作 用。紫花苜蓿对污染土壤中 Cu 和 Pb 均具有明显的富集作用，并随浓度的增加而增加，且 Cu、Pb 均主要累积在植物 根部。紫花苜蓿对可交换态、碳酸盐结合态 Cu、Pb 具有较好的提取作用，并可促进土壤中 Cu、Pb 向残渣态等生物 活性的毒性较低的形态转化。     

表面改性对蛭石流延浆料性能的影响

蛭石是一种具有层状硅酸盐结构的非金属矿物,具有良好的抗氧化性和压缩回弹性,是制备耐高温密封材料的优质原料.论文采用流延法进行材料成型加工,以硬脂酸和硅烷偶联剂A-151为改性剂,考察表面改性对蛭石流延浆料分散稳定性和流变性能的影响.结果表明,硬脂酸改性效果优于硅烷偶联剂A-151,当硬脂酸用量为2％时,高温膨胀蛭石粉体接触角为83°,改性效果显著,球磨制浆的RSH最大为79.2％,分散稳定性较好,浆料流动性最佳,流延坯带表面平整、均匀.     

钙离子对萤石和方解石浮选行为的影响及其 调控方法研究

盐类矿物在浮选的过程中会溶解出不同的离子，这些离子通常会影响矿物的浮选。而在碳酸盐萤石 的浮选中，钙离子是其常见的影响离子。通过单矿物浮选试验，考察了在 pH=9 的条件下，钙离子对萤石和方解石 浮选行为的影响，并利用络合剂 EDTA 对浮选矿浆中的 Ca²⁺进行调控。研究结果表明：当 NaOL 作捕收剂，TA 作抑 制剂时，方解石能够较好地被抑制，而萤石的浮选基本不受影响，两者可浮性差异较大；当 Ca²⁺加入时，萤石和方解 石均被强烈抑制，进而影响两者的浮选分离。加入络合剂 EDTA 进行调控后，钙离子对萤石浮选的影响被有效地 消除，提高了萤石的回收率。Zeta 电位测试分析表明，Ca²⁺会与矿浆中油酸根离子反应，消耗矿浆中的捕收剂，从而 使萤石不能上浮，而 EDTA 能有效络合矿浆中的 Ca²⁺，使得萤石能够重新上浮；Ca²⁺的存在基本不影响药剂在方解石 表面的吸附。     

我国钒页岩提钒技术研究现状及前景

综述了近十年来我国在钒页岩提钒领域的重要研究成果，包括选矿预富集、焙烧、浸出、净化富集及 沉钒等方面的研究现状和最新进展。重点探讨了典型难处理云母型钒页岩焙烧、浸出、净化富集和沉钒技术的研 究工作及最新研究成果，同时介绍了一些新兴强化钒高效提取的方法在钒页岩提钒领域的应用及机理。空白焙烧 工艺适用于钒赋存形式简单且多赋存于氧化物中的钒页岩，而对于钒赋存形式复杂的钒页岩，钒的转价率较低；添 加剂焙烧工艺能够有效破坏含钒矿物晶体结构，强化低价态钒的释放和氧化。直接酸浸工艺能有效浸取以吸附形 式存在的钒页岩中钒，而对于钒以类质同象形式赋存于云母类矿物中的页岩适用性较差；助浸剂及新兴外场浸出 工艺能进一步强化含钒矿物晶格破坏，显著提高钒的浸出率；新型净化富集技术能实现钒与杂质离子的高效分离 富集，提高分离过程的适用性和环保性；新型无铵沉钒工艺可从源头消除传统铵盐沉钒工艺过程的氨氮及大气污 染等环境问题，并获得高附加值钒产品。后续应基于钒页岩工艺矿物学研究，进一步开发高效、低能耗的提钒技 术；同时，探讨提钒技术基础理论，阐明提钒工艺过程控制因素，优化提钒工艺参数，降低生产成本，为我国钒页岩 提钒行业绿色可持续发展提供理论及技术支撑。     

缓倾斜中厚矿体分层开采与围岩控制研究

挑水河磷矿缓倾斜中厚矿体开采时，围岩的应力状况严重影响采场顶底板的稳定性。采用条带式分 层充填采矿法，通过对充填体的破坏机理进行研究，分析不同充填条带宽度、留空区条带宽度及不同充填灰砂比下 采场顶底板、充填条带的应力变形，确定充填开采可降低采场围岩塑性区比例，优化开采参数，提高采场围岩的稳 定性；通过计算受支护强度影响下的采场围岩应力分布，确定软弱结构面滑动的极限条件，对滑移区域的位置和范 围进行预测，通过加强支护以提高围岩软弱结构面的稳定性。     

机械力活化某铜尾矿处理模拟含铜废水试验

为解决铜离子废水的污染问题，以湖北某碳酸盐型铜尾矿为原料，通过搅拌磨机械活化方式进行了以废治废可行性研究，并对机械活化可能引发尾矿泥化的问题和可能释放尾矿中金属离子的问题进行了论证，最后通过XRD技术分析了铜离子的去除机理。结果表明：①在机械活化作用下，湖北某碳酸盐型铜尾矿可以有效去除模拟废水中的铜离子。当尾矿添加量与铜离子（由硝酸铜提供）的质量比为18∶1、模拟废水铜离子初始浓度为100 mg/L、反应时间为60 min情况下，铜离子去除率达99.83%。该铜尾矿对硫酸铜型含铜模拟废水的处理效果明显好于硝酸铜型模拟废水。②由于机械活化与实际磨矿过程的强度存在明显差别，因此，机械活化没有造成铜尾矿粒度的明显变化；同时活化后的矿浆中金属离子的浓度非常低，因此，机械活化也不存在释放金属离子的问题。③铜尾矿处理模拟含铜废水过程中，起主要作用的是方解石，机械活化加速了方解石的溶解与电离，其产生的碳酸根离子发生水解进而引起矿浆pH值的升高，最终使铜离子发生沉淀反应。对于硫酸铜型模拟废水而言，生成的沉淀主要为一水铜蓝矾；对于硝酸铜型模拟废水而言，生成的则是无定型状态的铜矿物。