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含铷硅酸盐矿物的酸浸工艺研究进展
韩正伟;王海波;宋银博;贺治国;铷作为战略性稀碱金属,在高新技术领域应用广泛。但铷在地壳中高度分散,多以类质同象形式赋存于矿物晶格之中,鲜有可供开发的独立工业矿床,因此提取难度较大。酸浸法是目前从含铷硅酸盐矿物中提取铷的主要技术途径之一。本文系统梳理酸浸法提铷的基本原理与主要工艺路线,重点分析硫酸直接浸出、硫酸化焙烧—水浸、草酸浸出以及强化辅助浸出体系的适用条件与技术特点;归纳浸出剂浓度、反应温度与时间、液固比、矿石预处理方式等关键工艺参数对铷浸出率的影响规律;探讨浸出动力学控制机制、晶体化学与电化学作用机制,以及机械活化、热活化—水淬、化学助剂强化等策略的作用机理,同时分析酸浸法面临的环境挑战与未来发展趋势。研究表明,酸浸法具备浸出效率高、矿石类型适应性强的突出优势,但伴生有价元素综合回收率偏低、环境负担较重仍是制约该技术发展的关键瓶颈。今后应重点发展温和条件下的选择性浸出工艺,推动酸浸技术实现绿色化转型。
白钨矿捕收剂的研究进展
张泽帆;张英;何青瑞;吴宇;管侦皓;白钨矿是钨资源的主要来源,浮选是回收白钨矿的核心技术。白钨矿常与方解石、萤石等含钙脉石矿物共生,矿物表面均含有Ca2+且表面理化性质相近,传统捕收剂难以实现选择性吸附,造成白钨矿分选回收难度大。近年来白钨矿捕收剂研究主要集中在三方面:1)阴离子捕收剂改性方面,脂肪酸类引入高极性基团提升选择性;磺酸、膦酸类与油酸钠复配形成混合胶束,强化吸附效率并缓解钙离子的干扰;螯合类捕收剂依靠肟基与Ca2+形成五元环螯合物,具备优异选择性,但普遍存在成本偏高、药剂稳定性不足等问题。2)新型捕收剂开发方面,两性捕收剂同时含有阴、阳离子基团,可通过调控矿浆pH实现选择性吸附;阳离子捕收剂主要依靠静电吸附作用,但存在泡沫黏度大、水溶性差等缺陷。3)组合捕收剂协同作用方面,阴-阴组合借助Pb2+活化提高白钨矿表面吸附强度;阴-阳组合覆盖矿物不同活性位点,构筑完整疏水层;阴-非离子组合通过疏水作用削弱静电排斥,提升药剂吸附密度,组合药剂在低温、低品位矿石浮选场景表现突出。当前捕收剂仍面临选择性不足、溶解性差、生产成本高等瓶颈。后续重点研究方向包括:脂肪酸及阳离子捕收剂的分子结构优化;高选择性金属络合物与螯合捕收剂开发;深入解析组合药剂协同作用机制。通过多途径技术创新,推动白钨矿浮选技术向高效、绿色、经济方向发展。
宜昌白果园银钒矿工艺矿物学研究
池汝安;覃哲昊;郭文达;刘德峰;余洪;陈卓;徐彪;刘鑫;为阐明湖北省宜昌白果园银钒矿的矿物学特征,揭示银、钒有价元素的赋存规律,本文采用AMICS、BPMA矿物自动定量分析系统,结合扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)等多种检测手段,系统开展矿石化学组成、矿物组成、矿物嵌布特征及银-钒赋存状态研究。结果表明,白果园银钒矿原矿V_2O5品位1.16%,Ag_2O品位0.01%,属于低品位银钒共伴生矿石;矿石风化程度较高,矿物多以不等粒颗粒集合体形式产出;主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿,含少量黄铁矿;非金属矿物以白云石为主,其次为钾长石、石英,另有少量方解石、磷灰石、高岭石等。钒主要富集于钾长石矿物中,结合微区测试结果推测钒大概率以类质同象进入钾长石晶格,同时钾长石内部包裹的微米级钒钛磁铁矿、黑云母包裹体中同样检测出钒元素;银主要赋存于黄铁矿中。含钒钾长石常与白云石、磁铁矿、赤铁矿、石英等矿物紧密连生;含银黄铁矿多与白云石、钾长石、石英、磁铁矿连生,仅少量颗粒呈单体解离状态。本研究可为该银钒矿后续选冶试验开发提供工艺矿物学基础依据。
广西某铷矿工艺矿物学特征及伴生组分综合利用潜力分析
王海波;韩正伟;宋银博;贺治国;为明确广西全州县李家伟晶岩型铷矿石中铷及共伴生钽、铌、锂的赋存状态,评估矿石选矿回收的矿物学潜力,采用化学多元素分析、X射线衍射(XRD)、矿物解离分析(MLA)及扫描电镜能谱(SEM-EDS)开展系统工艺矿物学研究。结果表明,原矿主要有价组分Rb_2O品位为0.1124%;伴生Nb_2O5品位60 g/t、Ta_2O5品位31 g/t、Li_2O品位330 g/t,具备综合回收利用价值。铷主要以类质同象赋存于云母与钾长石内,云母Rb_2O平均品位为0.32%,钾长石Rb_2O平均品位为0.27%,另有少量铷分布在铁铝氧化物相中。铌、钽的独立载体矿物为富钨铌锰矿与含铌金红石,铌锰矿Nb_2O5、Ta_2O5平均品位分别为45.70%、16.39%,含铌金红石Nb_2O5平均品位为5.45%;两类矿物嵌布粒度微细,集中在5~70μm,与石英、云母等脉石矿物嵌连紧密。云母、长石以中粒嵌布为主,粒度0.1~0.6 mm;当磨矿细度为-0.074 mm占85%时,二者单体解离度分别为77.07%、78.51%,具备浮选分离的矿物学条件。本次测试未发现独立锂矿物,结合矿物组合特征推测锂以类质同象赋存于云母晶格,仅依靠物理选矿难以产出高品位铷精矿,载体矿物富集后需辅以冶金手段提取。本研究全部结论基于本次测试岩芯样品。
工艺矿物学在选矿产品高值化利用技术开发中的应用——以锡粗精矿研究为例
叶小璐;牛耀辉;王伟;李卫;李荣峰;任晓东;某银锡多金属矿生产中,粗砂摇床与细砂摇床精矿合并得到锡品位9.53%的锡粗精矿,为实现该选矿产品高值化利用,开展系统的工艺矿物学研究。采用化学多元素分析、AMICS矿物自动分析系统、光学显微镜、扫描电镜等测试手段,查明试样化学组成、矿物赋存状态、嵌布关系以及锡石粒度-解离特征,厘清制约锡石分选提质的关键矿物学因素。结果表明,粗精矿中锡主要赋存于锡石,少量赋存于黄锡矿;有害杂质砷主要来源于毒砂,氟来源于电气石与萤石,试样中砷、氟含量分别为1.31%、1.62%。锡石整体单体解离度为70.19%,连生体以锡石-脉石连生为主,连生矿物粒度集中在0.020~0.30 mm中粗粒区间;锡石解离度随粒度减小显著提升,+0.30 mm粗粒级解离度仅51.74%,存在大量脉石连生体。黄铁矿、毒砂密度与锡石接近,但可浮性差异明显,可通过浮选脱除;电气石、萤石与锡石紧密连生,易造成锡精矿氟杂质超标。基于矿物学特征提出技术思路:优先浮选脱除黄铁矿、毒砂以降低砷硫干扰,对粗粒锡石实施选择性再磨后重选富集,同时控制含氟脉石的不利影响。本研究仅基于矿物学推演,可为锡粗精矿精选提质及高值化利用技术开发提供矿物学依据。
离子型稀土矿精细勘查与原地浸矿监测技术研究进展
谢钰霖;周贺鹏;刘畅;陈斌锋;邹志强;张臻悦;李国标;潘栋彬;张永兵;离子型稀土矿矿体结构复杂、非均质性明显,稀土元素赋存状态多样,且原地浸矿过程主要发生于地下,因此资源勘查、浸出过程监测和浸矿条件调控均具有较大难度。本文围绕离子型稀土矿勘查与原地浸矿过程中的关键技术,总结了精细化勘查、渗流监测和强化浸出等方面的研究进展,重点讨论多源地球物理探测、三维地质建模、浸出液在线检测、地下渗流监测以及绿色浸出技术的应用现状与特点。在此基础上,分析了现有方法在不同类型数据协同利用、地下浸出过程实时监测以及勘查、浸出与调控相互衔接等方面存在的不足。未来应进一步加强地质、地球物理和浸矿过程信息的综合利用,结合三维地质建模、在线监测、数值模拟和智能分析方法,提高矿体空间结构识别和浸出过程动态表征能力,并逐步实现浸矿参数的及时调整与全过程优化。本文可为离子型稀土矿资源勘查、原地浸矿过程优化及绿色高效开发提供参考。
二次锗资源回收技术的研究现状与展望
何飞;穆显洪;罗雪;何志红;张芝荣;敖顺福;常伟华;锗是光纤通信、红外光学器件、半导体与太阳能电池等高技术领域不可或缺的稀有战略金属。我国锗资源储量与原生锗产量位居世界前列,但锗多为伴生稀散金属,高端锗材料仍存在供应缺口,大力发展二次资源回收技术对保障国内锗资源供给具有重要现实意义。锗回收原料主要来自铅锌铜冶炼副产物、燃煤粉煤灰以及电子类二次废料,其中锌浸出渣是原生锗最主要来源,废光纤、废旧电路板、硅晶片等电子废弃物也是锗回收的重要载体。本文系统综述了锗二次资源回收技术研究现状,梳理了湿法、火法、生物浸出等冶炼副产物提锗工艺,总结电子废料中锗的回收路径,介绍溶剂萃取、离子交换、化学沉淀、电化学沉积、真空蒸馏等分离提纯手段,并对离子液体萃取、生物冶金改良、纳米吸附材料、计算机模拟仿真等新兴技术开展论述。现有各类回收工艺虽已取得大量研究成果,但依旧面临回收率不足、药剂消耗大、生产成本偏高、三废治理压力突出、实验室成果难以向工业放大等现实难题。针对上述瓶颈,未来应重点开发绿色萃取与功能化吸附材料,借助基因工程提升生物冶金效率,发展外场耦合强化与一体化短流程工艺,结合全生命周期评价开展工艺选型。通过传统工艺优化与新技术融合创新,攻克效率-成本-环保之间的矛盾,推动锗回收技术的产业化落地,实现稀散锗资源高效、绿色、可持续利用。
磁选—浮选联合工艺综合回收铬及铂钯的研究
王国强;朱阳戈;武煜凯;赵志强;罗思岗;南非某铬铁矿尾矿中镁、铁和铝等元素含量高,Cr含量在33%~36%,同时伴生的铂族矿物整体粒度细,10 μm以下的铂族矿物的占比达到48.71%,回收难度大。针对该尾矿,在充分进行工艺矿物学研究的基础上,详细开展了高梯度强磁试验和浮选试验,通过“先浮后磁”和“先磁后浮”两种方案的全工艺闭路流程试验对比,结果表明,“先磁后浮”方案的工艺指标整体优于“先浮后磁”方案。先磁后浮全工艺流程可获得产率为42.54%的强磁铬精矿,其Cr2O3品位为40.68%、回收率为75.94%,同时获得产率为1.59%的铂钯浮选精矿,其铂品位为64.33 g/t、回收率为53.34%,钯品位为29.88 g/t、回收率为41.76%,铂钯精矿中Cr2O3杂质含量为2.52%。通过高梯度强磁工艺可有效回收铬铁矿,确保强磁尾矿中Cr2O3处于较低含量,为伴生有价铂族金属的回收提供了有利条件,同时在后续浮选回收铂钯的过程中使用特色辅助捕收剂BK903G,强化了微细粒铂族矿物的回收。该技术不仅实现铬铁矿尾矿中有价资源的再利用,同时为同类型尾矿资源的开发提供借鉴。
旋磁磁场磁选机卸矿装置研究与应用
赵静静;邢亚英;李国平;旋转磁场磁选机基于高频交变磁场技术,通过高频磁扰动破坏磁团聚,可大幅提高分选精度,在磁铁矿细粒干选、湿式提精降杂等领域具有广泛应用前景。但该类设备磁系为360°全周布置,无天然卸矿区,导致卸矿困难成为制约其大型化的关键瓶颈。本文针对卸矿核心部件感应卸料辊,采用COMSOL Multiphysics开展有限元仿真,系统对比了四种齿形结构的磁场分布与齿尖场强,揭示了齿尖场强随安装间距的指数衰减规律,并通过受力分析阐明了磁力-重力-离心力协同作用的卸矿机理,确定最优齿形为梯形凹槽间隔齿及关键工艺参数。在此基础上,开发了适配湿式分选的组合式感应卸矿装置及适配干式分选的自感应清扫装置,并进行了工业应用考察。本研究为旋转磁场磁选机满磁系卸矿提供了系统的设计方法与可靠的技术方案,支撑了该类设备在细粒干选、湿法提纯等领域的工业化推广。
大模型在选矿过程中的应用:技术路线与应用场景
刘道喜;邹国斌;王庆凯;张康辉;王旭;宋涛;宋阳;大模型与工业智能体技术的发展为选矿过程智能化提供了新的技术路径。本文首先梳理了大模型与工业智能体的技术演进历程;其次,从多源数据底座、领域知识建模、选矿行业大模型、工业智能体及闭环优化等方面构建了大模型赋能选矿过程的总体技术框架;最后,进一步总结了大模型在选矿知识问答与生产辅助、磨矿—浮选过程智能优化控制以及设备预测性维护与检修辅助等典型场景中的应用进展。现有研究与工程实践表明,大模型能够融合工业数据、工艺知识、机理模型和专业算法,显著提升知识检索、异常诊断、参数优化和运维决策等能力,但受限于高质量数据获取、模型泛化与可解释性、实时控制能力、工业系统集成以及安全可信机制等方面面临的诸多挑战,目前相关应用仍以辅助决策和示范验证为主。选矿垂直领域大模型、多模态感知、机理—数据融合、多智能体协同及人在回路的安全治理技术,将推动大模型由知识服务向局部闭环控制和全流程协同优化演进。未来,大模型有望成为选矿智能化的重要认知与决策中枢,为实现选矿过程高效、稳定、绿色和少人化运行提供有力支撑。
微电解—中和沉淀法处理酸性重金属矿山地下水的试验研究
张志,赵永斌 ,刘如意对矿山酸性地下水中所含铅、锌、锑三种重金属离子的去除方法进行了试验研究。研究结果表明 ,采用微电解—中和沉淀法处理该地下水 ,对三种金属离子均有很高的去除效率 ,处理后的水质指标达到了矿山选矿工艺用水的要求。
石煤提钒综合利用新工艺的研究
戴文灿,朱柒金,陈庆邦,刘如意,孙水裕石煤中加入石灰和适量的添加剂 ,焙烧后用酸浸出 ,可制得纯度达到国标 99级以上的五氧化二钒。本法与传统的钠化焙烧相比 ,在生产中解决了废气污染问题 ,并能综合利用资源 ,具有成本低、污染少等优点 ,有良好的经济效益、环境效益和社会效益
微波照射对岩石强度的影响研究
戴俊;孟振;吴丙权;岩石破碎作业有很多新兴的方法,微波辅助机械破岩便是其中之一。研究该方法的关键是掌握微波照射对岩石强度的影响规律。采用特制的微波设备,通过微波照射岩石,研究岩石在微波照射下的强度变化。通过改变微波对岩石照射的强度和时间,测得不同情况下岩石强度,最后得出微波照射对岩石强度的影响规律:微波对岩石的照射时间越长、微波的强度越大,对岩石强度的影响也就明显。该方法的研究有利于微波辅助机械破岩方法的实现,可以使岩石破碎作业方法更加多样化,岩石破碎作业的费用大大降低,工人的工作环境得到改善。
CPT浮选柱工作原理及应用
张兴昌加拿大CPT新型浮选柱在历经兴衰后 ,采用易于从柱体外部拆装检修的SlamJet○R气体分散器等新技术 ,解决了充气器易结钙堵塞等技术难题 ,提高了自动控制程度 ,使CPT浮选柱在国外得到普遍应用 ,在国内 ,目前已成功应用于德兴铜矿大山选矿厂 ,提高了分选效率及二段铜精矿品位。
用新型捕收剂MOH浮选微细粒钛铁矿
朱建光;陈树民;姚晓海;邓清华;王升鹤;用新型捕收剂MOH浮选攀枝花微细粒钛铁矿,工业试验得到含TiO247.2%、回收率76.53%的结果,与使用MOS相比,在精矿品位控制在含TiO247%时,可提高回收率6.22%。
磷酸铁锂正极材料制备研究进展与展望
丁静;张小龙;邵红雷;赵冰;谢玉佳;锂离子电池凭借其高能量密度、轻量化设计以及高输出功率等显著优势,在众多领域得到了广泛应用。但目前,其在实际应用中仍存在一些亟待突破的技术瓶颈,主要表现在能量密度相对过低、低温性能较差等方面。为攻克这些难题,诸多研究学者围绕电池原料组分开展系列研究工作。正极材料作为锂离子电池的核心组成部分,对电池整体性能有着至关重要的影响。在众多正极材料中,磷酸铁锂凭借其独特的性能以及成本优势,被认为是最具发展潜力的材料之一。概述了制备磷酸铁锂材料的多种前驱体原料,根据原料特性介绍了一些主流生产工艺流程;梳理了现阶段主要的磷酸铁锂制备技术,对比分析了不同技术之间的优缺点以及各自的适用场景,为实际生产中的技术方案选择提供了依据;总结了磷酸铁锂产品性能优化的多种改性策略;剖析了磷酸铁锂制备过程中存在的技术难题,明确了磷酸铁锂制备工艺的重点研究方向。研究成果对于改善磷酸铁锂产品质量、提升锂离子电池性能具有一定的借鉴意义。
国内外提锂技术研究进展及应用
赵海平;刘志伟;刘敬智;胡学平;段文权;高立强;于梓丰;贾炎;谭巧义;阮仁满;随着双碳政策的实施,新能源汽车产业快速发展,高容量的锂电池得到了大规模的应用,因此,绿色、高效的提锂技术成为决定最终锂资源回收经济效益的关键因素。根据资源类型的差异,提锂技术可分为盐湖卤水提锂和矿石提锂技术两种。盐湖卤水主要用于生产工业级的碳酸锂,工艺流程简单,成本较低,但其生产条件较差,常伴随较高的Mg/Li。盐湖卤水提锂技术主要分为分步沉淀法和吸附法两种,分别用来处理低、高Mg/Li盐湖卤水资源。锂辉石、锂云母、锂黏土等锂矿石主要用于生产电池级碳酸锂,提锂工艺成熟,但生产成本高,环境污染较为严重,目前常用的工艺为硫酸焙烧法、硫酸盐培烧法、氯化焙烧法、石灰石焙烧法和碱性压煮法。结合盐湖卤水、锂辉石、锂云母和锂黏土等目前主要的锂资源,从资源储量分布、典型工艺流程、代表性矿山项目以及相应的运营成本分析等方面详细阐述了国内外锂资源提锂技术的研究和应用现状,并通过对不同锂矿资源开发技术在应用过程中的优缺点对比分析,从工业应用价值的角度来阐述现有技术中制约提锂效率的关键因素,并据此提出了不同锂资源提锂技术未来的发展方向,为提锂技术的优化更新提供相应的参考。
2023年浮选药剂研究进展
朱一民;本文收集了2023年国内核心期刊发表的部分浮选药剂的信息,分硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、调整剂、起泡剂与助磨剂及助滤剂、浮选药剂的结构与性能和废水处理六个方面介绍并略加评论。
矿物型与风化壳淋积型稀土矿选冶工艺差异及适应性分析
周芳;张加骏;方熙杨;陈国梁;池汝安;矿物型与风化壳淋积型(离子吸附型)稀土是我国稀土资源的两大核心工业类型,二者工艺矿物学属性的本质差异决定了选冶技术路径的根本分异。本文基于工艺矿物学原理,系统对比分析了两类稀土资源的赋存状态、提取机理及现行选冶工艺的工程适应性。结果表明,受资源“贫细杂化”演化与环保标准趋严的双重制约,现有成熟工艺面临显著的适应性挑战:以内蒙古、四川、山东矿区为代表的矿物型稀土,因矿物嵌布粒度微细化导致流体跟随性增强,常规浮选界面调控失效,且酸法焙烧工艺存在伴生资源浪费、放射性废渣治理难度大等问题;以南方中重稀土矿区为代表的风化壳淋积型稀土,受矿体非均质性影响,原位浸矿过程存在明显的渗流盲区与传质瓶颈,传统铵盐浸取工艺虽浸出效率高、工艺成熟,但氨氮累积引发的环境问题亟待解决。据此,提出针对性的技术优化方向:矿物型稀土需重点突破靶向性螯合捕收剂分子组装、微细粒剪切絮凝及伴生资源梯级回收技术,并引入机器视觉浮选智能控制系统;风化壳淋积型稀土应聚焦渗流传质优化与铵盐精准减量化,逐步向低铵/无铵绿色浸取工艺转型,同时耦合多物理场强化传质与流场可视化反演技术,最终实现我国稀土资源的绿色、高效、智能化提取。
2022年浮选药剂的进展
朱一民;本文收集了2022年国内核心期刊发表部分浮选药剂的信息,分硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、调整剂、起泡剂和助磨剂、浮选药剂的结构与性能和废水处理六个方面介绍并略加评论。