矿产综合利用杂志

矿产综合利用杂志2026年第1期

• 大渡河成矿带一柱香金矿床金的赋存特征与黄铁矿标型特征

  张海军, 马天祺, 赵文皓, 陈翠华, 刘舒月, 刘效孔, 邓仁东

  【目的】大渡河金成矿带广泛发育造山型金矿。一柱香金矿床是大渡河金成矿带内比较有代表性的中型矿床之一，黄铁矿是矿床内的主要载金矿物，形成期次明显，为认识该造山型金矿的成矿作用提供了理想的实例。【方法】在详细的野外工作基础上，对一柱香金矿床的矿石样品进行了矿相学观察、电子探针分析、黄铁矿微量元素分析、黄铁矿热电性质测试等综合研究，探讨了矿石中金矿物的赋存状态及黄铁矿的标型特征。【结果】矿床中金矿物以自然金为主，表现为显微金，成色普遍较高，主要呈包体金和裂隙金的形式赋存在黄铁矿及其裂隙中，部分呈包体金赋存于黄铜矿和辉碲铋矿中。【结论】矿床中主要的载金矿物为黄铁矿和黄铜矿，金主要以包体金及裂隙金的形式赋存于黄铁矿中，黄铁矿中基本不含晶格金和纳米金，辉碲铋矿代表的碲铋（Te-Bi-S）熔体可能对金产生了富集作用。矿床中黄铁矿的热电系数计算结果表明，黄铁矿结晶温度约为278 ℃，推测矿床属于高－中温热液矿床；通过热电性质分析，矿体可能在一定程度上遭受剥蚀。

• 个旧矿区东西区花岗岩地球化学特征及其成矿潜力分析

  孙聪伍, 罗太旭, 常国虎, 王宗元, 秦金虎, 付小东

  【目的】云南个旧锡矿是全球最大的锡多金属矿床之一，东、西区成矿差异巨大，东区表现为超大规模的锡多金属矿富集，西区的成矿规模则小了许多。【方法】本文以东区的白沙冲岩体、老卡岩体、马松岩体，以及西区的龙岔河岩体、神仙水岩体为研究对象，基于前人的研究成果，进行系统的年代学和全岩地球化学对比研究。【结果】东、西区花岗质岩石形成年龄主要集中于79.9～95.0 Ma，主量元素特征相似，属于同一岩浆系列。在微量元素和稀土元素配分上，东区花岗岩的配分模式显示为“海鸥式”稀土配分曲线，即轻稀土亏损，重稀土富集，并具有强烈的负Eu异常，近似四分组效应的配分模式，明显富集Rb、Nb、Nd、Zr和U等不相容元素；西区花岗岩的配分模式则表现为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾稀土元素配分曲线，具有较小或不明显的负Eu异常，明显富集Th和Hf。【结论】东区花岗岩对比西区花岗岩有更低的K/Rb、Zr/Hf、Nb/Ta值，更高的Rb/Sr比值，表明东区花岗岩较西区花岗岩有更高的分异程度，高分异岩浆的形成是造成东区锡多金属大规模成矿的主要原因。

• 贵州凯里地区热液型重晶石矿床地质特征与分布规律及成因分析

  张锡贵, 代胜, 何善立, 石庆鹏

  【目的】贵州凯里地区作为贵州热液型重晶石矿床主要分布区之一，其热液型重晶石矿床具有重要的经济价值和科学研究意义。然而，关于该区热液型重晶石矿床的地质特征及分布规律研究相对较少，缺乏系统性和全面性。【方法】本文主要通过野外调查，结合前人对该类型重晶石矿床的研究成果，系统分析了矿床的地质特征，采用类比法从成矿时间、空间分布、控矿因素、成矿物质来源等方面揭示凯里地区热液型重晶石矿床的分布规律及成矿机制。【结果】凯里地区热液型重晶石矿体主要产于奥陶系桐梓组和红花园组地层中发育的张性断层破碎带、层间断层破碎带及节理裂隙密集带内，严格受构造和地层控制。【结论】此类重晶石矿床的形成塑造了一个“生、运、储、盖”组合的成矿系统。本次研究成果为该地区重晶石的勘查与开发提供科学依据。

• 基于遥感生态指数的迁安矿区生态环境质量变化研究

  王晓雷, 高汇锋, 满卫东, 王宏刚, 刘明月, 张永彬, 闫顺玺

  【目的】由于矿山环境问题日益加剧，揭示矿区生态环境质量变化特征，对矿区管理具有重要意义。【方法】基于Landsat系列遥感数据，采用遥感生态指数（RSEI），对迁安矿区1990－2020年生态环境质量时空变化特征进行分析，并结合CA-Markov模型对2025年生态环境质量进行预测研究，并探究其驱动因素。【结果】表明（1）迁安矿区1990－2020年生态环境质量总体属于中等水平，RSEI的均值处于0.58～0.72之间。（2）2000年前迁安矿区生态环境质量持续上升，2000年之后呈波动下降，2005－2010年下降最快。（3）预计2025年迁安矿区的RESI均值为0.622，生态环境质量将有一定上升。（4）迁安矿区生态环境质量的演变是土地利用变化和政策因素共同作用的结果，应致力于建立引导型矿山生态修复模式，以更好地修复矿山生态环境。【结论】研究结果可以为迁安矿区的生态环境质量的评估与生态环境保护政策制定提供科学依据。

• 生物炭联合蚯蚓粪、电石渣对硫化铜矿酸性土壤改良效果

  张晓, 薛锦春, 韩华钦

  【目的】针对硫化铜矿酸性土壤pH值低、有机质水平差、重金属含量高等问题，【方法】本研究采用有机－无机联合改良的方法，以江西省城门山铜矿区污染酸性土壤为研究对象，基于土壤培养实验和盆栽实验，探讨不同添加量（3%、5%、10%）生物炭联合有机肥蚯蚓粪和含钙固体废物电石渣对硫化铜矿酸性土壤的改良效果，以及对甜象草生长状况和体内重金属含量的影响。【结果】结果表明，施加土壤改良剂能显著改善硫化铜矿酸性土壤理化性质，降低土壤中重金属Pb、Cu、Zn全量和有效态含量，其中处理组ECB3（10%生物炭+2%电石渣+5%蚯蚓粪）改善效果最明显。以Cu2+吸附为例，生物炭对Cu2+的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，表明生物炭对Cu2+的吸附属于单层表面吸附，且以化学吸附为主。施加土壤改良剂后甜象草植株高度增加了55.96%～183.43%，生物量提升26.7倍，甜象草地上部分重金属含量明显降低，根部富集重金属能力增强。根据土壤重金属全量、有效态含量与土壤理化性质的相关性分析可知，土壤理化性质与土壤重金属含量呈显著负相关关系。【结论】甜象草与土壤环境因子冗余分析表明甜象草对重金属的吸收能力除了受自身生理特点外，还受土壤环境因子以及土壤重金属生物有效性的影响。

• 施用巯基凹凸棒石对水稻生理、土壤性质和镉形态的影响

  钟佳祺, 朱霞萍, 安艳, 任维, 赵平

  【目的】土壤中Cd易被水稻吸收，经食物链进入人体，开展Cd污染土壤修复研究具有重要的现实意义。【方法】通过盆栽水稻实验，探究了巯基凹凸棒石（ATP-SH）对水稻生理、土壤性质和Cd形态的影响。【结果】结果表明，ATP-SH使齐穗期水稻叶片净光合速率和气孔导度明显增加，较大增长率分别为407.00%和76.43%；水稻叶片最大光化学效率、实际量子产率、光化学淬灭系数略微上升，非光化学淬灭系数最大增长105.15%。水稻植株Cd含量随ATP-SH添加量升高显著降低，大米、秸秆Cd的较大下降率分别为90.24%和78.46%。ATP-SH对土壤有效钾、有效磷、碱解氮、阳离子交换量、有机质、pH值没有明显的影响。与对照相比，土壤有效态Cd含量较大下降率为82.52%；离子交换态Cd、碳酸盐结合态Cd和弱有机质结合态Cd含量较大下降率分别为92.40%、60.84%、51.22%，而铁锰氧化物结合态Cd和强有机质结合态Cd含量最大增长率分别为71.70%、65.08%。【结论】ATP-SH对土壤Cd具有很好的钝化有效性。

• MH盐碱地改良材料对盐碱土壤性能的影响

  安长聪, 韩凤兰, 江成云, 李茂辉, 董雄伟

  【目的】为探究煤粉炉粉煤灰制备的MH盐碱地改良材料的施用量、施用时间对盐碱土壤理化性质的影响。【方法】以施用煤粉炉工艺生产的粉煤灰为基体材料制备MH盐碱地改良材料，在室内开展周期25 d的土壤盆栽实验。【结果】MH盐碱地改良材料不同施用量下，盐碱土壤pH值、HCO3-、交换性钠离子含量随时间增加均呈现逐渐降低的变化规律。2.5%施用量时，盐碱土壤室内培养25 d，土壤pH值降低0.64个单位，HCO3-降低57.16%，交换性钠离子含量降低77.27%。土壤有效磷、速效钾含量均有不同程度提高，土壤容重降低至1.40 g/cm3，孔隙度提高6.83%，显著改变了土壤固、液、气三相比例分配。但有机质、阳离子交换量较供试土壤分别降低46.06%、29.96%。【结论】MH盐碱地改良材料可有效调控盐碱土壤理化性质，改善作物生长环境。

• 煤系高岭土除铁技术研究现状

  曾红久, 吴锦文, 胡娟, 邓小伟, 吕波

  【目的】煤系高岭土主要与煤炭伴生，是一种宝贵的自然资源和重要的非金属矿物，而煤系高岭土中含有大量的铁矿物，在高温焙烧时容易使原料变黄或砖红色，影响煅烧产品的品质，不利于后续的资源化利用过程。因此，在后续煤系高岭土的深度处理过程中，必须采取预先除铁措施。【方法】分析了几种常见煤系高岭土的除铁技术，对各技术的优缺点进行了详细的探讨。【结果】煤系高岭土中各种杂质种类、数量及赋存状态因其成因及种类的不同而存在差异。【结论】因此，煤系高岭土的除铁必须与实践相结合，确定较优的方案和工艺参数。

• 承德超贫钒钛磁铁矿铁、钛、磷选矿研究现状与展望

  李凤久, 黄文露, 赵留成, 贾清梅, 张浩, 宋斌燕

  【目的】为总结承德超贫钒钛磁铁矿中铁、钛、磷资源开发利用及选矿分离工艺的研究进展，【方法】通过文献综述的方式，针对承德超贫钒钛磁铁矿的铁、钛、磷选矿研究现状展开分析，系统梳理承德超贫钒钛磁铁矿开发利用的现有技术情况。【结果】目前承德地区对超贫钒钛磁铁矿的开发已形成一定规模，主流选铁工艺采用强磁 —浮选联合流程，配套高压辊磨、干式 / 湿式预选、阶段磨矿阶段弱磁选等技术；选磷则以粗细分级—浮选工艺为主，但整体综合利用水平偏低，微细粒钛、磷矿物的回收难题尚未得到有效解决。【结论】后续应围绕微细粒钛、磷矿物开展微泡浮选工艺研究，研发高选择性捕收剂并优化浮选药剂制度，以此实现超贫钒钛磁铁矿资源的高效综合利用。

• 同碳数烷烃捕收剂的结构对浮选性能的影响

  解维伟, 王亚宁, 张子洞, 蒋俊杰

  【目的与方法】为研究不同分子结构的捕收剂对氧化煤浮选的影响，选择碳原子个数相同但结构不同的正十二烷、异十二烷和环十二烷作为浮选捕收剂对淮北煤样的浮选效果进行探索。【结果】浮选结果表明，捕收剂用量在0.9～1.2 kg/t区间内时，正十二烷、异十二烷的可燃体回收率高于环十二烷，具有较好的捕收性；同区间内异十二烷和环十二烷的精煤灰分始终低于正十二烷，具有较好的选择性，其中异十二烷投加量为1 kg/t时，浮选精煤灰分低至11.37%。对药剂作用前后的煤样进行FTIR测试、XPS测试、接触角测试和润湿热测试，通过对测试结果的分析探明药剂改善煤样浮选效果的机理。结果表明，煤样表面的含氧基团会恶化煤泥可浮性。【结论】三种不同分子结构的药剂均可不同程度提高煤样可浮性，其中异十二烷作用后的煤样C-C/C-H相对含量显著提高，C-O、C=O、O=C-O等亲水基团含量显著降低，接触角较原煤增大23.90°，润湿热较原煤提高1.041 J/g，说明异十二烷可有效覆盖氧化煤表面的含氧基团，增加疏水区域的面积，阻碍水化膜在煤粒表面的生成，使药剂本身在煤粒表面更好地得到铺展，并增强了吸附牢固性，进而强化浮选效果。

• 湿法磷酸－磷石膏浮选净化联合新工艺

  徐瑞, 陈晓庆, 周伟, 潘志权

  【目的】为改进湿法磷酸生产工艺，缩短磷石膏净化流程，达到磷石膏综合利用，进行了湿法磷酸与磷石膏浮选净化联合工艺的研究。【方法】通过硫酸与磷矿反应，研究磷矿的浸出行为，将磷酸石膏浆采用反浮选工艺开展石膏磷酸浆分离除杂研究。【结果】磷矿粒度小于178 µm、搅拌速度为350 r/min、反应温度为75 ℃、25%硫酸、反应时间为4 h时，磷矿分解率达到96.12%，采用收缩未反应芯模型，确定固膜扩散为最终速率控制步骤；在激活剂用量0.18 kg/t，激活时间为10 min，自制的醚基捕收剂用量0.36 kg/t，矿浆温度为60 ℃条件下进行反浮选实验。【结论】浮选获得石膏的白度达到65.7%，纯度达到96.2%，水溶性P2O5和水溶性F-的含量均符合 GB/T 23456－2018一级石膏指标要求且磷酸品质符合HG/T 4068-2008。

• 云南某载银铋矿物选矿实验

  陈红兵, 邹坚坚, 胡真

  某矿山产出的重选粗精矿含银17.9 g/t，含铋1.15%，含硫23.42%，73.29%的银赋存于铋矿物，主要的铋矿物是自然铋，少量辉铋矿，硫化矿物有磁黄铁矿、黄铁矿等。【目的】为同时实现矿物中银、铋元素的高效回收，根据矿物之间的磁性差异和可浮性差异，【方法】采用“中磁选磁黄铁矿－载银铋矿物优先浮选－黄铁矿活化浮选”工艺流程，石灰抑制黄铁矿，硫酸铜活化载银铋矿物， BIC和ZA捕收载银铋矿物，【结果】全流程实验获得银品位363.5 g/t，银回收率70.36%，铋品位24.61%，铋回收率74.32%的铋银精矿，硫品位40.52%，硫回收率71.11%的硫精矿，硫品位30.61%，硫回收率22.15%的磁黄铁矿精矿。【结论】实验实现了磁黄铁矿、载银铋矿物、黄铁矿及脉石之间的高效分离，高效回收了铋银硫，为重选粗精矿的高效综合回收提供了技术支持。

• 铅锌分离高效捕收剂MY-1机理及应用

  陈雄, 何名飞, 卜浩, 汤优优, 贾敏

  【目的】广西某矿山有用矿物主要为脆硫锑铅矿与铁闪锌矿，使用常规捕收剂时需要配合石灰在高碱性条件下实现铅锌分离，药剂选择性较差，石灰用量大。【方法】针对上述问题，以脆硫锑铅矿、铁闪锌矿为研究对象，通过单矿物及人工混矿实验，筛选出一种高效铅锌分离捕收剂MY-1，并开展了实际矿石浮选实验。【结果】研究结果表明，MY-1是脆硫锑铅矿选择性捕收剂，可在弱酸性条件下实现两者的有效分离。在磨矿细度为-0.074 mm 65%时，采用铅锑、锌、硫顺序优先流程，使用“硫酸+硫酸锌+焦亚硫酸钠+MY-1”药剂制度选铅，使用“石灰+硫酸铜+Z200”药剂制度选锌，闭路实验可获得铅锑精矿含Pb27.74%、Sb 23.76%、Zn 5.58%，铅回收率90.56%；锌精矿含Zn 47.26%，锌回收率91.83%的较好指标。【结论】动电位、红外光谱及XPS分析结果表明，MY-1在铁闪锌矿表面仅发生了微弱的物理吸附，但可与脆硫锑铅矿表面铅原子作用，生成疏水性难溶物硫代磷酸铅，而是强烈化学吸附于脆硫锑铅矿表面，这可能是捕收剂MY-1具有较好选择性的原因。

• 黄铁矿矿浆表面张力的变化规律及对浮选的影响

  孙晓妍, 崔守慧, 宋宝旭, 马芳源, 郭思瑶

  【目的】硫化矿一直是有色金属浮选领域最常见的目标富集矿物，通常考虑药剂制度对硫化矿浮选的影响来判定浮选精矿指标，而通常忽视了矿浆表面张力对硫化矿浮选的影响。【方法】本文以典型的硫化矿黄铁矿为研究对象，考查了矿浆浓度、细度、伴生矿物、捕收剂和起泡剂等因素对黄铁矿浮选矿浆表面张力的影响规律，同时通过纯矿物浮选探索了矿浆表面张力对黄铁矿浮选回收率的影响。【结果】矿浆浓度实验表明，随着矿浆浓度增加表面张力先降低后上升，浓度30%时表面张力达到最小值69.63 mN/m，且自然pH值时伴生矿物石英的表面张力最接近水。细度实验表明，随着黄铁矿细度的降低矿浆表面张力呈现下降趋势。捕收剂和起泡剂实验表明，MA-1+HX609组合时，矿浆表面张力较其他组合更低。【结论】纯矿物浮选实验表明, 矿浆表面张力与黄铁矿浮选回收率成反比，表面张力越小，黄铁矿回收率越高。

• 低品位伴生萤石制备氢氟酸机理研究

  杨旭, 李育彪, 张媛, 谢顺昕, 宋少先, 陈鹏

  【目的】单一型萤石是目前硫酸法生产氢氟酸的主要原料，但是目前单一型萤石储量不足，保障年限仅十余年。伴生型萤石储量约为单一型萤石的两倍，但是目前缺少使用伴生型萤石为原料生产氢氟酸的研究，制约了其高值化利用。【方法】本文以品位为99.1%的高品位单一型萤石与纯度为85.2%的低品位伴生型萤石为研究对象，研究在不同温度、液固摩尔比及时间条件下与浓硫酸的反应过程。【结果】发现在200 ℃、反应4 h，单一型萤石产酸的较佳液固摩尔比为1.25∶1，HF转化率为98.1%，伴生型萤石产酸时所需的浓硫酸用量更高，较佳液固摩尔比为1.5∶1，HF转化率为82.1%。单一型萤石反应产生的氟石膏晶体颗粒大，结晶度好且表面致密，而伴生型萤石反应产生的氟石膏晶体颗粒小，晶体形状不规则且呈紧密堆积状。【结论】因此，伴生型萤石反应产生的氟石膏颗粒内部存在明显的螺旋状花纹，且团聚现象比单一型萤石更严重，阻碍了制酸反应的进行，是HF转化效率低的主要原因。

• 新型捕收剂浮选内蒙古某黝铜矿型铜银硫化矿实验

  施雨航, 宋宝旭, 王帅, 黄恩铭, 杨光, 周兰

  有色金属硫化矿资源复杂，伴生元素价值大，单一捕收剂难以获得理想指标，组合捕收剂具有互补性和协同作用效应，有利于实现复杂多金属硫化矿资源高效分离和综合回收。【目的】为了查明新型捕收剂YL-1对某黝铜矿铜银分离的影响，【方法】通过浮选实验的方法，对比了YL-1、YL-2、Z200捕收剂对浮选指标的影响。【结果】结果表明，新型捕收剂YL-1优于其他捕收剂，不仅回收率高于其他捕收剂，且银品位有所提高。采用“铜银混合浮选”工艺流程。在闭路实验-0.074 mm中获得铜品位18.38%和回收率87.80%铜精矿；银品位1 253.11 g/t和回收率73.69%银精矿的良好指标。浮选尾矿给入后续锡的回收作业，实现了矿石中铜银良好回收和矿产资源综合利用。【结论】捕收剂YL-1可以实现粗粒级条件下铜银矿物的高效捕收，在较宽的粒级范围内，铜银精矿铜品位及银品位较高。在高效分选的同时能够有效实现节能环保、降本增效的目标。

• 金属阳离子价态及絮凝方式对煤泥沉降特性的影响

  张立伟, 张彦甫, 尚书宏, 秦博

  【目的】为了从技术与环境角度出发搞清准能选煤厂煤泥特性，研究一价（Na+，K+）和二价（Mg2+，Ca2+）金属阳离子以及阴离子絮凝剂（SPP-600）存在的情况下，准能选煤厂煤泥水混凝/絮凝行为特征。【方法】研究分析了煤泥水的絮凝性能并进行了絮凝实验，测定了悬浮液浊度值，采用激光衍射粒度分析仪揭示了絮凝体的粒径，分析了絮凝体的强度。【结果】结果表明，在0.1 mol/dm3浓度下，二价阳离子比一价阳离子对煤泥水的絮凝沉降效果更好，但在1 mol/dm3浓度下，一价离子具有较高的沉降速率和较低的浊度值。通过絮凝实验确定了絮凝剂的较佳添加量为150 g/mg。絮凝剂的粒径和强度测试结果表明，添加Na+絮凝剂的絮凝体强度高于添加Ca2+时的絮凝剂强度。当絮凝剂浓度为0.1 mol/dm3 Ca2+ + 150 g/mg时，絮凝效果较佳。【结论】研究表明，采用混凝+絮凝方式可以获得更快的絮凝速度和较低的浊度，有利于煤泥水沉降处理。

• 基于DEM的复合振动筛矿物筛分机制模拟研究

  杨华瑞, 马学东, 赵轩瑾, 宋梅雪, 王晓川

  【目的】为了强化传统振动筛的筛分性能，本研究以铁尾矿为研究对象，根据李萨如合成振动理论，构建了一种新型复合振动筛。【方法】采用EDEM软件建立了三个粒度等级的颗粒作为筛分物料，并在振动参数相同的情况下，进行直线振动筛和复合振动筛的离散元对比模拟研究。【结果】研究表明，由于复合振动在xyz三个方向均存在分振动，使矿物颗粒群受力更加多样化，松散程度大，分层效果好，矿物颗粒在筛面上分布更加均匀。与直线振动筛相比，复合振动筛在筛分处理能力、筛分效率等方面都具有较大优势。【结论】经量化计算发现复合振动筛在较小的振动参数下，获得了94.95%的筛分效率，比直线振动筛高出3.25%。

• 基于PSO-BP算法的平－摆筛参数交互对分层效果的影响

  牛福生, 张红梅, 张晋霞, 王研, 于晓东

  以平－摆双运行模式直线振动筛参数：振幅、振频、振动方向角和摆动角度为研究对象，探究不同参数交互作用对分层效果的影响。【目的】为更加直观地分析振动筛的筛分参数与分层效果的复杂影响关系以及筛分过程中料体群的动态特性规律，便于开展振动筛参数优化研究，提升料体筛分分层效果及筛分效率。【方法】首先使用solid works建立振动筛简化三维模型，使用正交实验法设计实验方案，并将实验方案中对应因素水平导入EDEM中，以神经网络为载体探究振动筛的振幅、振动频率、振动方向角和摆动角度四个参数与分层效果的变化规律，对获得的数据结果进行深度学习。【结果】将筛分参数与不同分层效果进行影响权重分析，发现振动频率、振动幅度、振动方向角和摆动角度的影响效果最为显著，故以这四种参数组合表征振动筛运行状态，以明晰不同参数对料体分层效果的变化规律。当振幅为3.4 mm，振频为14.8 Hz，振动方向角为44.1°，摆动角度为0.6°时，料体群分层效果明显，细粒级物料总体分布于筛面端。【结论】本文以筛机振动参数为变量和料体分层效果为优化目标，以期为振动筛优化设计提供启发。

• 入料结构对旋流重选柱流场及分选效果影响

  赵鹏博, 高建川, 董连平, 杨润全, 樊盼盼, 王建成

  旋流重选柱是一种可应用于细粒物料重力分选领域的高效分选设备，对粗煤泥和煤气化渣分选均有很好的效果。【目的】为了研究入料结构对重选柱内部流场及颗粒分离效果的影响，【方法】设计并加工了水平切入式和圆角螺旋式两种入料结构，通过Fluent软件数值模拟分析与实验室分离实验相结合的方法对其进行对比分析。【结果】流场模拟表明,在相同的入料压力下，圆角螺旋式入料使得旋流重选柱内部流场具有更高的静态压力、切向速度和向下的径向速度，有利于提高颗粒按密度分选的精度。旋流重选柱对煤气化渣的分选实验数据表明：相同入料压力下，圆角螺旋式入料旋流重选柱的处理量更大，同时对煤气化渣中较粗粒级的分选精度更高，在溢流管插入筒体深度为105、135、165 mm条件下，>0.125 mm粒级分选效率比水平切入式分别提高3.32%、2.50%、5.35%。【结论】改变入料结构为进一步提高旋流重选柱分选效果提供了新的技术途径。

• Vorsyl水介质旋流器内部流场及颗粒运动数值模拟

  许春璇, 杨润全, 董连平

  【目的】本文主要对Vorsyl旋流器进行结构参数重新设计，实现水介质分选。【方法】通过模拟研究了三种喉板形状对Vorsyl水介质旋流器内部流场和不同密度颗粒运动的影响。利用RSM模型+VOF模型对三种喉板形状Vorsyl水介质旋流器内部气液两相流场进行了模拟计算。【结果】结果显示，三种喉板的Vorsyl水介质旋流器内部的压力场、速度场具有相同的分布规律，但正锥Vorsyl水介质旋流器有着更小的分流比和压降，且存在明显的轴向零速包络面，有利于分选。利用Mixture模型模拟对比了三种喉板形状Vorsyl水介质旋流器内部自生介质场，结果显示， 三种喉板形状Vorsyl水介质旋流器内部密度场分布规律相同，但正锥Vorsyl水介质旋流器可以在喉板缝隙处形成密度更高、更稳定的密度场，有利于分选。利用DPM模型模拟了粒度为1 mm的不同密度颗粒在Vorsyl水介质旋流器中的运动轨迹，结果显示，正锥Vorsyl水介质旋流器可以使更高密度的颗粒进入溢流。【结论】在加入的自生介质细粒含量为30%、粒度为0.075 mm、密度为1 700 kg/m3时，正锥Vorsyl水介质旋流器在喉板缝隙处形成了密度更高的自生介质场，达到1 300～1 350 kg/m3左右，此时可以使1 450 kg/m3的1 mm颗粒进入溢流管。

• CRT玻璃纤维增强注浆材料的制备及其强度特征

  黄湘寒, 肖楮文, 郑凯, 吴伟明

  【目的】为了促进废弃阴极射线管（CRT）玻璃的资源化利用，同时提升矿山注浆材料的力学性能，采用CRT玻璃制备的纤维进行注浆材料的掺杂改性。【方法】通过单轴压缩实验探究了CRT玻璃纤维长度、掺量和养护时间对其试件强度的影响规律，并结合微观图像对CRT玻璃纤维的增强机理进行探讨。【结果】结果表明，加入CRT玻璃纤维使得矿山注浆材料的抗压强度和延性显著提高；抗压强度的增长速度随养护时间延长而下降，0～3 d为快速增长期，养护3 d后逐渐趋于稳定；纤维的长度对抗压强度指标影响显著，短切纤维对试件强度增长贡献值较高；随着纤维掺量增加，抗压、抗折强度指标呈先增后减的变化规律，强度在掺量为0.3%～0.4%之间达到较大。【结论】纤维在注浆试件中的桥接效应可抑制压缩裂缝的扩展，对试件破坏起到缓冲作用；然而，当纤维掺量过高或纤维长度过长时会发生交缠、联结、聚集和成团，增加了局部区域的孔隙率，使矿山注浆材料的强度和变形性能发生明显的弱化。

• 热活化－化学活化对水库底泥－水泥复合胶凝材料性能的影响

  李彦苍, 张春元, 张子鹤, 石华旺, 冯胜雷

  【目的】水库底泥数量众多，且呈流塑状，承载能力较差，处理较困难，因此急需寻找水库底泥处理方法。【方法】通过流动度、凝结时间和力学强度等实验，研究水库底泥热活化和化学活化对水库底泥－水泥复合胶凝材料性能的影响。【结果】结果表明，热活化后胶砂试块强度得到提高，但凝结时间大于6.5 h，流动度下降，当热活化温度为700 ℃时，胶砂试块28 d抗折和抗压强度分别为6.71和36.88 MPa，胶砂流动度只有109 mm；热活化－化学活化耦合活化作用下，凝结时间小于6.5 h，流动度上升，当Na2SiO3掺入量为3%时，胶砂流动度提高了13.8%，胶砂试块的28 d 抗折和抗压强度分别为6.98和44.67 MPa。【结论】微观测试结果表明，热活化和化学活化可以促进水库底泥产生更多无定形SiO2参与水化反应，生成更多的水化产物。本研究可以解决水库底泥处理困难的问题，同时为水库底泥的资源化利用提供新思路。

• 冻融和干湿循环下煤矸石混凝土耐久性

  张学祥, 齐文跃, 杨宗泉, 刘瑞, 胡亚军, 马新根

  【目的】为研究改变冻融循环次数及粗骨料取代率对普通混凝土与煤矸石混凝土力学性能、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性能的影响机制，【方法】本文重点分析了抗压强度损失率、质量损失率及动弹性模量损失率等关键指标。【结果】煤矸石混凝土的抗压强度随冻融循环次数的增加呈显著递减趋势，具体表现为每经历50次冻融循环，其抗压强度平均衰减幅度达30%；相较于普通混凝土，煤矸石混凝土在冻融作用下的劣化效应更为显著，基于动弹性模量损失率构建的冻融损伤模型具有更高的拟合精度，该模型可有效表征煤矸石混凝土宏观力学性能的演化规律。【结论】在干湿循环实验中，所有试件均呈现渐进式损伤特征，当煤矸石掺量提升时，其耐久性能呈现规律性下降。在同样的干湿循环次数下，加入较多的矸石会使其耐久性降低，其中R60、R80、R100在干湿循环60次时抗压、耐腐蚀系数降低到75%就被判定为结构损伤。

• 棒磨时间对钢渣制备凝胶材料性能的影响

  汤雪, 赵恒泽, 齐艺裴, 李晔

  【目的】为了提高钢渣活性，通过棒磨对钢渣进行物理激活，并以激活后的钢渣为原料制备凝胶材料，【方法】利用XRD、FT-IR、SEM和激光粒度分析等方法对钢渣原料及其制备的凝胶材料进行表征，探究棒磨时间对材料性能的影响规律。【结果】棒磨能够增加钢渣的活性，促进凝胶相产生。随着棒磨时间延长到90 min，钢渣比表面积从1.08 m2/g提高至1.99 m2/g，粒径从5.57 μm下降到3.02 μm。利用钢渣制备的凝胶材料，其开孔孔隙率随棒磨时间的延长而减少，而体积密度和抗压强度则随棒磨时间的增加而升高，分别为8.47%、1.76 g/cm3和3.04 MPa。【结论】在碱性条件下，钢渣的反应过程既包括C2S、C3S等的水化过程，也包括地质聚合反应过程，而棒磨时间对后者的影响更加显著。

• 基于胶固粉的充填浆料常温氧化产气研究

  张晓明, 赵序峰, 周昆, 鲍庆国, 甘治雄, 仲晓星

  【目的】在煤矿充填开采过程中发现，充填浆料之间发生物化作用以及受采空区环境的影响会产生干扰气体，引起井下KGA5矿用CO传感器误报警。【方法】基于上述问题，利用常温氧化测试装置和浆料常温氧化生成气体测试系统，研究了煤矸石、胶固粉、粉煤灰和矿井水以一定比例配制成的基于胶固粉的充填浆料常温氧化产气特性。【结果】结果表明，基于胶固粉的充填浆料在物化反应过程中会消耗O2和CO2，同时会生成CO、H2和NH3。【结论】基于胶固粉的全组分充填浆料在物化反应中CO、H2和NH3的最大产生量分别约为8.789×10-4 ppm/(kg·m3）、1.39×10-3 ppm/(kg·m3）和1.707×10-3 ppm/(kg·m3）。此外，经过交叉干扰实验分析，H2是造成KGA5矿用CO传感器误报警的主要原因，且干扰范围在0.4～0.5之间。