检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报(自然科学版) 2025年第4期56卷 1259-1274页

作者：姚瑶徐世红郑仁基孙伟高志勇中南大学资源加工与生物工程学院中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室中南大学湖南省关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心中南大学金属资源开发利用碳减排教育部工程研究中心

随着密度泛函理论的持续发展以及计算机硬件性能的提高，通过理论计算从电子/原子/分子层面解析物质的表界面特性成为可能，其应用日趋广泛。本文介绍了近年来密度泛函理论在矿物浮选化学领域的研究现状及进展，主要从电子结构、晶格缺... 详细信息

随着密度泛函理论的持续发展以及计算机硬件性能的提高，通过理论计算从电子/原子/分子层面解析物质的表界面特性成为可能，其应用日趋广泛。本文介绍了近年来密度泛函理论在矿物浮选化学领域的研究现状及进展，主要从电子结构、晶格缺陷和晶面各向异性等方面研究矿物本征性质；从药剂分子活性基团反应性、反应位点活性以及DFT和机器学习辅助浮选药剂筛选等方面评价浮选药剂性能；从吸附类型、吸附能和吸附构型等方面解析矿物与药剂间的相互作用机制。研究结果表明，密度泛函理论为矿物浮选化学领域的发展起到了指导和促进作用，未来将有更广阔的应用前景。

关键词：密度泛函理论矿物浮选

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硫化矿捕收剂分子设计及性能评估研究进展

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有色金属(选矿部分) 2025年第2期 68-86页

作者：张晚佳冯知韬徐世红高志勇中南大学矿物加工与生物工程学院长沙410083 中南大学战略性含钙矿产资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083 中南大学关键金属矿产资源高效清洁利用湖南省国际联合研究中心长沙410083 美国加州大学戴维斯分校化学系戴维斯95616

浮选作为矿物分离领域的关键技术,已有一个多世纪的历史,通过使用捕收剂等浮选药剂,帮助人类实现了矿产资源的综合利用。硫化矿物是矿产资源的主要类别之一,典型硫化矿物(如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)高效捕收剂开发对保障我国金属资源... 详细信息

浮选作为矿物分离领域的关键技术,已有一个多世纪的历史,通过使用捕收剂等浮选药剂,帮助人类实现了矿产资源的综合利用。硫化矿物是矿产资源的主要类别之一,典型硫化矿物(如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)高效捕收剂开发对保障我国金属资源的安全供应具有重要意义。典型硫化矿捕收剂按键合模式可分为单位点、双位点和多位点键合型,其中双位点键合型捕收剂最为常见。本文将已经报道的80余种硫化矿捕收剂按键合模式进行划分,并对其浮选性能进行了总结对比,发现上述捕收剂的性能各有优劣,开发兼顾强捕收能力和高选择性的硫化矿捕收剂仍然是研究难点,浮选性能评估是开发新型捕收剂的关键环节,此外,其环保性与经济性也十分重要。浮选百年历程中,捕收剂开发先后经历了“经验驱动”、“理论驱动”和“数据驱动”阶段,不断推动捕收剂性能评估从定性判断到定量预测发展。在数智化大趋势下,亟需将机器学习为代表的人工智能技术融入浮选药剂开发全流程中,基于能量-空间双匹配原则进行捕收剂分子设计,基于理论-数据共驱动模式进行捕收剂性能评估,以加快浮选药剂的智能研发。

关键词：浮选捕收剂硫化矿物分子设计性能评估机器学习

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钙固化碱焙烧−水浸法从二次铝渣中分离氟和铝

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 2007-2019页

作者：董良民焦芬刘维黄雅琳魏鑫覃文庆中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学湖南省战略性含钙矿产资源清洁高效利用重点实验室长沙410083

设计一种钙固化碱焙烧−水浸出联合工艺处置二次铝渣,研究CaO用量、NaOH用量、焙烧温度和时间对铝溶出和氟固化行为的影响。在最佳实验条件(焙烧温度1000℃、Al与NaOH摩尔比1꞉0.6、F与CaO摩尔比1꞉2.5、焙烧时间2.0 h)下,氟和铝被分离,其... 详细信息

设计一种钙固化碱焙烧−水浸出联合工艺处置二次铝渣,研究CaO用量、NaOH用量、焙烧温度和时间对铝溶出和氟固化行为的影响。在最佳实验条件(焙烧温度1000℃、Al与NaOH摩尔比1꞉0.6、F与CaO摩尔比1꞉2.5、焙烧时间2.0 h)下,氟和铝被分离,其中氟固化率为99.98%,铝溶出率为52.97%。水浸液经蒸发结晶,可得到符合中国工业标准的NaAlO_(2)产品;水浸渣可作为速凝水泥原料。总体而言,此研究为处置二次铝渣提供了一个有效、环保的解决方案。

关键词：二次铝渣钙固化碱焙烧分离氟铝偏铝酸钠清洁生产

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高掺量粉煤灰制备轻质高强陶粒

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第12期33卷 3885-3898页

作者：王莉莎王艳秀孙伟王成文孟祥松中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 战略含钙矿产资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083

提出一种从粉煤灰中制备高强轻质陶粒的方法,为粉煤灰的贮存和有效利用粉煤灰中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等有用物质提供一种潜在的解决方案。在热力学分析的基础上,结合复杂硅酸盐体系中的矿物转化,对冷却方法、焙烧工艺和原料配方进行改进... 详细信息

提出一种从粉煤灰中制备高强轻质陶粒的方法,为粉煤灰的贮存和有效利用粉煤灰中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等有用物质提供一种潜在的解决方案。在热力学分析的基础上,结合复杂硅酸盐体系中的矿物转化,对冷却方法、焙烧工艺和原料配方进行改进,设计出高掺量(60%~90%,质量分数)粉煤灰烧结制备轻质高强陶粒的优化方法。在焙烧温度为1200℃、保温时间5 min的条件下,得到密度小于0.93 g/cm^(3)、强度高达1.08 kN的陶粒。用该方法制备的陶粒比强度明显高于市场上随机购买的几种陶粒产品。

关键词：热力学矿物转型过程控制固体废弃物利用陶粒粉煤灰

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响应曲面法优化铅转炉灰的砷浸出过程

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矿产综合利用 2022年第3期43卷 181-187页

作者：王焕龙焦芬刘维韩俊伟李文华覃文庆中南大学矿物加工与生物工程学院湖南长沙410083 湖南省战略性含钙矿产资源清洁高效利用重点实验室湖南长沙410083

以硫酸为浸出介质,通过响应面方法和Box-Behnken设计(BBD)对浸出条件,包括酸浓度、液固比和温度进行优化。结果表明,酸浓度是最重要的因素,其次是温度和液固比。通过响应面优化,确定在酸浓度为116.77 g/L,液固比为8,温度为170℃的较佳... 详细信息

以硫酸为浸出介质,通过响应面方法和Box-Behnken设计(BBD)对浸出条件,包括酸浓度、液固比和温度进行优化。结果表明,酸浓度是最重要的因素,其次是温度和液固比。通过响应面优化,确定在酸浓度为116.77 g/L,液固比为8,温度为170℃的较佳工艺条件下,铜转炉灰中砷的提取率达到94.49%,说明响应面方法可以成功优化铅转炉砷灰的酸提取实验。

关键词：响应曲面法除砷砷烟灰酸浸 Box-Behnken

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晶面活性对丁二酸调控α-半水硫酸钙晶体形貌的影响

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中国有色金属学报 2023年第6期33卷 1994-2003页

作者：范瑞华何建勇郑仁基管青军池汝安高志勇中南大学资源加工与生物工程学院战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室湖南省关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心长沙 410083 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湘潭 411201 湖北三峡实验室宜昌 443008

晶体形貌决定了α-半水硫酸钙(α-HH)的物化性质与应用领域.本文采用第一性原理计算和Wulff构型理论揭示了晶面活性差异对丁二酸调控α-HH晶体形貌的影响.结果表明:α-HH的(204)晶面是晶体形貌调控的关键晶面.(204)晶面上Ca2+连续分布... 详细信息

晶体形貌决定了α-半水硫酸钙(α-HH)的物化性质与应用领域.本文采用第一性原理计算和Wulff构型理论揭示了晶面活性差异对丁二酸调控α-HH晶体形貌的影响.结果表明:α-HH的(204)晶面是晶体形貌调控的关键晶面.(204)晶面上Ca2+连续分布且密度高,导致(204)晶面活性高,有利于媒晶剂作用.丁二酸以O—Ca离子键形式环状吸附在α-HH的(204)晶面.α-HH的高活性晶面优先被媒晶剂吸附并抑制,使晶体形貌沿高活性晶面方向缩短,过量的媒晶剂使晶体各晶面生长均被抑制,实现晶体形貌调控.

关键词： α-半水硫酸钙晶面活性丁二酸晶体形貌调控第一性原理

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磨矿介质形状对铜硫浮选分离的影响

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 573-585页

作者：汪聪邓建肖庆飞孙伟徐世红高志勇中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083 中南大学湖南省关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心长沙410083 中国地质调查局成都矿产综合利用研究所成都610041 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

本文系统研究了段介质和球介质对黄铜矿和黄铁矿磨矿及浮选过程的影响。单矿物、混合矿及实际矿浮选结果表明,段介质可以提高黄铜矿和黄铁矿的浮选回收率,促进铜硫浮选分离。磨矿实验、粒度分布和扫描电镜结果表明,段介质可产生更多尺... 详细信息

本文系统研究了段介质和球介质对黄铜矿和黄铁矿磨矿及浮选过程的影响。单矿物、混合矿及实际矿浮选结果表明,段介质可以提高黄铜矿和黄铁矿的浮选回收率,促进铜硫浮选分离。磨矿实验、粒度分布和扫描电镜结果表明,段介质可产生更多尺寸均一、具有棱角且伸长率较高的颗粒,选择性研磨粗颗粒和黄铁矿,有效避免黄铜矿过磨。X射线衍射分析结果表明,段介质能使黄铜矿暴露更多(112)面,使黄铁矿暴露较多(200)面。捕收剂与黄铜矿(112)面的作用能较黄铁矿(200)面更高,因此,段介质可强化黄铜矿和黄铁矿颗粒间的可浮性差异,改善铜硫浮选分离效果。本研究对通过优化磨矿作业条件强化矿物浮选分离提供一定指导意义。

关键词：黄铜矿黄铁矿磨矿介质浮选表面性质

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α-半水硫酸钙的制备、晶形调控与应用

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中国有色金属学报 2024年第11期34卷 3735-3749页

作者：范瑞华管青军孙伟高志勇中南大学资源加工与生物工程学院战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室湖南省关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心金属资源开发利用碳减排教育部工程研究中心长沙410083 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湘潭411201

半水硫酸钙水化机械强度高、生物相容性强、干燥气密性好,在建筑材料、生物医药、精密铸造、增材制造等领域已有应用。本文从制备方法、晶形调控和实际应用三个方面简要综述了近年来国内外α-半水硫酸钙材料的研究进展。最后,对α-半水... 详细信息

半水硫酸钙水化机械强度高、生物相容性强、干燥气密性好,在建筑材料、生物医药、精密铸造、增材制造等领域已有应用。本文从制备方法、晶形调控和实际应用三个方面简要综述了近年来国内外α-半水硫酸钙材料的研究进展。最后,对α-半水硫酸钙当前研究与应用面临的挑战和未来发展前景进行了展望。

关键词：半水硫酸钙制备晶体形貌调控应用

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DTPMP在萤石和方解石浮选分离中的应用及机理

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中国有色金属学报 2024年第2期34卷 598-610页

作者：吴望妮陶黎明范瑞华彭涛王建军高志勇中南大学资源加工与生物工程学院长沙 410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙 410083 中南大学湖南省关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心长沙 410083 中南大学金属资源开发利用碳减排教育部工程研究中心长沙 410083

萤石(CaF2)是一种关键战略性矿产资源,在自然界中常与同为含钙矿物的方解石(CaCO3)共生.泡沫浮选是分离这两种含钙矿物最主要的方法,但萤石和方解石表面的钙活性位点相似,导致其选择性分离一直是世界性难题.萤石浮选中常用水玻璃抑制方... 详细信息

萤石(CaF2)是一种关键战略性矿产资源,在自然界中常与同为含钙矿物的方解石(CaCO3)共生.泡沫浮选是分离这两种含钙矿物最主要的方法,但萤石和方解石表面的钙活性位点相似,导致其选择性分离一直是世界性难题.萤石浮选中常用水玻璃抑制方解石,实现萤石正浮选富集.然而,水玻璃选择性低且用量大,导致部分萤石被抑制无法回收,且因其分散性好会造成尾矿难以沉降、尾水难以处理等问题.本文提出了抑制萤石浮选方解石的反浮选思路,并开发了一种绿色萤石抑制剂—二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP).单矿物、二元混合矿及实际矿浮选试验表明,在中性pH下,以油酸钠(NaOL)作捕收剂、低用量的DTPMP作抑制剂,可实现萤石的反浮选分离.药剂吸附量检测和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,DTPMP在萤石表面的吸附量更多、吸附强度更大.密度泛函理论(DFT)计算结果表明,DTPMP更容易在萤石表面吸附,且DTPMP膦酸基团中的H原子与萤石表面的F原子生成的氢键作用较强.因此,DTPMP作为一种绿色高效的抑制剂,在萤石浮选领域具有较好的工业应用前景.

关键词：方解石萤石浮选抑制剂二乙烯三胺五甲叉膦酸

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金川硫化铜镍矿酸性介质中新型浮选药剂体系研究

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矿产保护与利用 2022年第2期42卷 25-32页

作者：李博文阳恒程少逸高志勇曹建中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室湖南长沙410083 湖南关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心湖南长沙410083 镍钴资源综合利用国家重点实验室甘肃金川737100

金川硫化铜镍矿含镁硅酸盐脉石含量高,泥化后通过异相凝聚和机械夹带影响精矿镍、铜金属的富集。相关研究与国外的工业实践证明,酸性介质浮选能促进含镁硅酸盐脉石的分解,显著提升硫化铜镍矿中有用矿物的回收,降低精矿氧化镁含量。但目... 详细信息

金川硫化铜镍矿含镁硅酸盐脉石含量高,泥化后通过异相凝聚和机械夹带影响精矿镍、铜金属的富集。相关研究与国外的工业实践证明,酸性介质浮选能促进含镁硅酸盐脉石的分解,显著提升硫化铜镍矿中有用矿物的回收,降低精矿氧化镁含量。但目前国内相关研究较少,缺乏与酸性介质浮选匹配的药剂体系。对此,以Ni品位0.42%、Cu品位0.32%的金川某生产车间二段浮选给矿为研究对象,研究了酸性介质中适合的新型药剂体系,并利用起泡剂测试装置对比分析了不同起泡剂的性能。试验结果表明,在pH值为4的酸性浮选条件下,以异丁基黄原酸钠为捕收剂、Z-200为辅助捕收剂和松油醇为起泡剂,经过一次粗选两次精选和两次扫选,可获得Ni回收率58.92%、Cu回收率45.60%、Ni品位3.54%和Cu品位2.03%的精矿产品。与现场药剂体系相比,精矿Ni、Cu回收率分别提高了7.54、24.40百分点,MgO含量降低了0.94百分点。新药剂体系全面提升了金川硫化铜镍矿资源综合利用率。

关键词：金川硫化铜镍矿降镁酸性介质浮选新药剂体系起泡剂

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