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岩石矿物学杂志 2025年

作者：罗晓锋杨占峰曹钊王振江王其伟王艳艳内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室中国稀土学会内蒙古科技大学工程训练中心

铌是一种稀有金属和战略资源，在现代工业中发挥着重要作用。白云鄂博Nb-REE-Fe矿床中铌资源储量巨大，但铌矿物细、散、稀，利用常规手段难以达到研究目的。本文在岩相学和能谱（EDS）分析的基础上，利用矿物自动定量分析系统（AMICS... 详细信息

铌是一种稀有金属和战略资源，在现代工业中发挥着重要作用。白云鄂博Nb-REE-Fe矿床中铌资源储量巨大，但铌矿物细、散、稀，利用常规手段难以达到研究目的。本文在岩相学和能谱（EDS）分析的基础上，利用矿物自动定量分析系统（AMICS）和电子探针（EPMA）对白云鄂博主矿深部霓石型铌-稀土-铁矿石中铌的赋存分布特征进行了研究。结果表明：该类型矿石Nb2O5含量平均为0.15%，铌主要赋存于铌铁矿、烧绿石、易解石、包头矿和铌铁金红石中，这5种铌矿物在霓石型矿石中的矿物含量总和为0.40%。铌矿物粒度细，< 90 μm的占88.16%以上，呈半自形-他形或他形晶粒。EPMA分析表明，铌铁矿、烧绿石、易解石、包头矿和铌铁金红石中Nb2O5平均含量分别为73.46%、63.42%、28.43%、16.03%和15.81%。铌主要以独立铌矿物形式产出，少数以类质同象和（或）包裹体形式进入其它矿物。铌矿物分布分散，多分布于霓石、独居石和磷灰石或霓石、重晶石和氟碳铈矿颗粒间，常与霓石、萤石、独居石、氟碳铈矿、重晶石、磷灰石等矿物共伴生。铌矿物化学成分复杂，类质同象替换现象普遍。计算出了这5种铌矿物的化学分子式，分子式复杂。铌矿物中Nb与一些元素存在明显的相关性，易解石中Ca2+、Th4+存在选择性替换，进一步说明铌矿物在形成过程中发生了复杂的类质同象替换。Nb2O5在烧绿石中占有率最高，在包头矿中最低，前者是后者的近32倍，这5种铌矿物占有率总和90.51%。烧绿石、铌铁矿、铌铁金红石和易解石是提取铌的主要工业矿物。该研究为后续铌的分选提供了依据，以便白云鄂博铌资源得到充分利用。

关键词：铌矿物赋存分布特征电子探针白云鄂博

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白云鄂博矿床烧绿石族矿物的化学成分变化特征

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中国稀土学报 2024年

作者：罗晓锋曹钊王振江王其伟王艳艳胡庆成内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古科技大学工程训练中心

白云鄂博REE-Nb-Fe矿床中铌资源储量丰富，烧绿石族矿物是该矿床主要的铌矿物。本文针对东部接触带的霓石-萤石-少量白云石-铁矿物组成的条带状矿石中的烧绿石族矿物，利用场发射扫描电镜（FE-SEM）和电子探针（EPMA）对其结构特征和化... 详细信息

白云鄂博REE-Nb-Fe矿床中铌资源储量丰富，烧绿石族矿物是该矿床主要的铌矿物。本文针对东部接触带的霓石-萤石-少量白云石-铁矿物组成的条带状矿石中的烧绿石族矿物，利用场发射扫描电镜（FE-SEM）和电子探针（EPMA）对其结构特征和化学成分进行了研究。背散射（BSE）电子图像显示其具有弱条带结构。EPMA分析表明，相对于其理想化学式的理论值和世界其它产地的烧绿石，白云鄂博的烧绿石Nb2O5含量较高，其质量分数为61.32%～65.10%，平均63.84%。按新定义，该烧绿石应为氟钙烧绿石，化学式为(Ca1.20Na0.78RE0.07Fe2+0.01)2.06(Nb1.78Ti0.22)2.00O6.32F0.68，Ca过剩Na亏损。矿物成分中部分阳离子之间存在选择性类质同象置换，Ca选择Nd、La，Th选择Pr。Nb与矿物成分中各元素具有不同的相关性，与Ti呈很好的负相关关系。其稀土配分模式呈“倒U式”，最大值为Pr或Nd。球粒陨石标准化（La/Nd）N的变化范围为0.49～0.58，表明白云鄂博烧绿石为相对La衰减和Nd富集矿物。δEu=0.96～0.99，Eu弱负异常，δCe=1.07～1.22，Ce弱正异常。烧绿石族矿物的化学成分变化主要受晶体结构控制和流体成分变化影响。

关键词：烧绿石族矿物化学成分白云鄂博电子探针

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基于载La半焦基催化的松木热解试验

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农业机械学报 2021年第1期52卷 286-293页

作者：牛永红张骏蔡尧尧王文才李义科杨占峰内蒙古科技大学能源与环境学院包头014010 内蒙古科技大学矿业研究院包头014010 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室包头014030

采用浸渍法,以松木热解半焦为载体,制备了载La半焦基催化剂,利用自行设计的两段式生物质催化热解固定床反应系统进行松木燃料棒催化热解试验,研究不同重整温度下载La半焦基催化剂对生物质热解气、焦油、焦炭三相产物的影响规律。通过气... 详细信息

采用浸渍法,以松木热解半焦为载体,制备了载La半焦基催化剂,利用自行设计的两段式生物质催化热解固定床反应系统进行松木燃料棒催化热解试验,研究不同重整温度下载La半焦基催化剂对生物质热解气、焦油、焦炭三相产物的影响规律。通过气体组分的变化、焦油FTIR谱图的变化以及催化剂SEM、XRD表征特性测试,探讨载La半焦基催化剂对生物质热解催化重整效果随温度的变化规律,并与无催化剂和以半焦为催化剂的催化性能进行对比。试验表明:催化重整温度为800℃、La负载量为6%时,半焦基催化剂性能较好,经载La半焦基催化剂催化重整后,松木热解气最高产率达到531 g/kg,焦油生成量最少,为90 g/kg;H2体积分数由650℃时的20.42%升高至850℃时的32.66%,相较于无催化剂和半焦催化剂条件,载La半焦基催化剂在800℃时H2体积分数明显高于无催化剂时的16.77%和以半焦为催化剂时的20.06%;焦油生成量降低趋势明显;经催化重整后,催化剂存在金属元素的团聚现象,活性组分La2O2CO3和La转化为La2O3,伴随着积碳、积灰堵塞催化剂表面部分孔道,催化活性有所减弱。研究表明,载La半焦基催化剂表现出较好的松木催化热解性能。

关键词：松木半焦基催化剂热解气化催化重整

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稀土熔盐电解智能控制系统研究与应用

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稀土 2022年第3期43卷 34-40,I0003页

作者：杨培宏王新春刘玉宝张耀张自雷吕东澔内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 中国科学院包头稀土研发中心内蒙古包头014030

针对目前稀土熔盐电解工艺自动化水平较低,本文提出研究稀土熔盐电解智能控制系统。构建智能控制系统的总体框架,研究智能控制系统的关键技术,提出采用模糊自适应PID控制算法协调控制加料量和电解电源,实现对电解槽熔盐温度的实时调整... 详细信息

针对目前稀土熔盐电解工艺自动化水平较低,本文提出研究稀土熔盐电解智能控制系统。构建智能控制系统的总体框架,研究智能控制系统的关键技术,提出采用模糊自适应PID控制算法协调控制加料量和电解电源,实现对电解槽熔盐温度的实时调整。研究的智能控制系统在6 kA熔盐电解槽进行了实验,实验结果表明,该智能控制系统能够自适应调整电解槽熔盐温度,使得温度偏差在±0.9%范围内,且系统性能稳定,实用性强,为实现稀土熔盐电解工艺的智能化管理提供一定的技术指导。

关键词：稀土熔盐电解模糊自适应PID 智能控制熔盐温度

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白云鄂博东矿露天境界外铁矿体开采探讨

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稀土 2022年第3期43卷 1-8,I0003页

作者：杨占峰王晗侯晓志包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 包头职业技术学院计算机与信息工程系内蒙古包头014030

通过回顾白云鄂博东矿露天开采境界的设计背景,在分析当前露天境界外边帮及深部铁矿体和稀土矿体地质特征的基础上,结合目前露天开采工艺、技术及矿产资源市场的发展与变化,提出优化矿石边界品位、提高境界剥采比、优化边坡角、下沉露... 详细信息

通过回顾白云鄂博东矿露天开采境界的设计背景,在分析当前露天境界外边帮及深部铁矿体和稀土矿体地质特征的基础上,结合目前露天开采工艺、技术及矿产资源市场的发展与变化,提出优化矿石边界品位、提高境界剥采比、优化边坡角、下沉露天矿底部标高等扩大露天开采境界的思路。该思路通过技术经济论证可行后能够更好发挥白云鄂博资源优势,可为下一步白云鄂博矿产资源接续及综合开发利用提供参考。

关键词：剥采比边界品位边坡角经济合理露天矿境界

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气态悬浮炉在稀土碳酸盐焙烧中的应用开发

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中国稀土学报 2021年第4期39卷 616-623页

作者：田皓崔建国郝喜红王哲徐萌张伟白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室包头稀土研究院内蒙古包头014030 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 包头华美稀土高科有限公司内蒙古包头014015

以热分解温度较高的碳酸镧为原料,将气态悬浮焙烧设备引入到稀土行业中进行稀土碳酸盐的焙烧处理。采用同步热分析仪、X射线衍射仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜、智能粉体特性测试仪对产品的热分解过程、晶相组成、晶体粒度、形貌特征... 详细信息

以热分解温度较高的碳酸镧为原料,将气态悬浮焙烧设备引入到稀土行业中进行稀土碳酸盐的焙烧处理。采用同步热分析仪、X射线衍射仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜、智能粉体特性测试仪对产品的热分解过程、晶相组成、晶体粒度、形貌特征、比表面积、密度和安息角等特性进行了表征。对连续生产过程中的能耗、产品收率等实际生产指标进行持续监测,并与传统静态焙烧工艺做综合性比较。结果表明:气态悬浮炉焙烧稀土碳酸盐的适应性强,可以生产出合格的稀土氧化物产品,产品无过烧或欠烧,产品流动性好,比表面积大,单位产品能耗低,该设备可以在稀土行业推广。

关键词：气态悬浮炉碳酸镧氧化镧表征合格产品

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白云鄂博东矿深部稀土-铌-铁-钍矿化特征及多元成矿分析

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稀土 2022年第6期43卷 25-34页

作者：侯晓志杨占峰王振江包头职业技术学院计算机与信息工程系内蒙古包头014030 包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010

基于现场采样,通过化学检测分析,综合多元素分析数据,采用多元分析方法对白云鄂博东矿深部主要成矿元素矿化特征和成矿关系进行了研究。结果表明,白云鄂博东矿深部所有类型铁矿石TFe、REO、Nb_(2)O_(5)、ThO_(2)的平均品位分别为31.65%... 详细信息

基于现场采样,通过化学检测分析,综合多元素分析数据,采用多元分析方法对白云鄂博东矿深部主要成矿元素矿化特征和成矿关系进行了研究。结果表明,白云鄂博东矿深部所有类型铁矿石TFe、REO、Nb_(2)O_(5)、ThO_(2)的平均品位分别为31.65%、4.83%、0.11%和0.031%,明显高于矿石边界品位,表明东矿深部资源潜力巨大;东矿深部稀土配分显示以轻稀土为主,轻重稀土的分异度较大;通过相关性分析、聚类分析和因子分析发现,东矿深部主要元素组合为REO、Nb_(2)O_(5)、ThO_(2)、BaO、P_(2)O_(5),表明上述五种元素具有相同的物质来源和成矿过程,而铁在整个分析过程中,均表现出不一致性,说明铁的成矿可能是一个相对独立的过程。本研究中相关性分析与因子分析结果吻合度较高,结果具有相对可靠性,聚类分析所得结果具有参考价值。

关键词：白云鄂博东矿矿化特征地球化学多元分析

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LaFe合金在底吹氩钢包内熔化混匀的数值模拟研究

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材料导报 2022年第21期36卷 177-183页

作者：刘玉宝王举金杨文刘风琴李亚琼崔凌霄张洋北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心内蒙古包头014030 北方工业大学机械与材料学院北京100144

为研究LaFe合金在氩气搅拌钢液中的熔化混匀现象,本研究首先采用欧拉-拉格朗日法建立了吹氩过程钢液流场的计算模型,然后在流场模型的基础上建立了合金熔化和混匀模型,并研究了吹氩制度、合金品位对合金熔化混匀的影响。结果表明,LaFe... 详细信息

为研究LaFe合金在氩气搅拌钢液中的熔化混匀现象,本研究首先采用欧拉-拉格朗日法建立了吹氩过程钢液流场的计算模型,然后在流场模型的基础上建立了合金熔化和混匀模型,并研究了吹氩制度、合金品位对合金熔化混匀的影响。结果表明,LaFe合金的品位影响其密度,进而影响其在钢液中的熔化行为;合金熔化时间与其品位存在近似线性关系,品位越高,熔化时间越短;双孔吹氩最有利于合金混匀,其次为单孔偏心吹氩,中心吹氩情况下钢包底部难以得到有效混匀;合金品位越高,其混匀时间越短,在吹氩位置为靠近壁面的0.8倍半径处,吹氩流量为100 NL/min条件下,纯La的最大混匀时间短于300 s,而20LaFe和50LaFe的最大混匀时间均长于320 s,在综合考虑合金收得率的前提下应尽可能提高合金品位,以缩短混匀所需时间。

关键词： LaFe合金熔化混匀数值模拟钢包底吹氩

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碱烧结法回收二次铝灰中氧化铝

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中国有色冶金 2024年第4期53卷 105-112页

作者：伍永福鲍高战王日昕刘中兴练以诚刘玉宝内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 江西省科学院应用物理研究所江西南昌330029 中铝环保节能集团有限公司北京102209 包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014010 轻稀土清洁提取与应用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010

二次铝灰中蕴含大量的氧化铝、铝和氮化铝等,还有部分氟化物和氯化物盐类,属于危险废弃物。目前常用的铝回收技术有酸浸法和碱浸法,均存在工艺条件苛刻、回收率低、能耗高、物耗大和产品附加值较低等问题。本研究采用碱烧结法从二次铝... 详细信息

二次铝灰中蕴含大量的氧化铝、铝和氮化铝等,还有部分氟化物和氯化物盐类,属于危险废弃物。目前常用的铝回收技术有酸浸法和碱浸法,均存在工艺条件苛刻、回收率低、能耗高、物耗大和产品附加值较低等问题。本研究采用碱烧结法从二次铝灰中回收氧化铝,考察烧结温度对氮化铝转化率的影响,碱铝比、烧结时间和成型方式对氧化铝回收率的影响,得到以下主要结论:在烧结温度1423 K、烧结时间40 min、碱铝比1.1、干压成型的试验条件下,氧化铝溶出率最大为94.23%;通过对二次铝灰铝酸钠熟料浸出渣成分以及物相进行分析,得到二次铝灰经过碱烧结法焙烧后熟料主要成分为Al_(2)O_(3)和Na_(2)O,分别占到49.70%和28.06%,熟料标准浸出后残渣主要成分为CaO、Al_(2)O_(3)和MgO,含量分别为25.46%、20.27%和15.80%;二次铝灰中AlN分解率较高,可达到95%以上,最终浸出渣中氟离子浸出毒性在30 mg/L以下。综上所述,本文采用碱烧结法资源化利用二次铝灰,实现了二次铝灰脱氮固氟的无害化处置,具有环境友好、资源利用率高的优势,为后续大规模工业化推广奠定了理论基础。

关键词：二次铝灰脱氮固氟铝回收碱烧结法无害化处置浸出毒性资源化利用

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白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石中铌的赋存状态及分布规律

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矿物学报 2022年第5期42卷 659-668页

作者：罗晓锋杨占峰王振江李强王其伟朱雪峰王艳艳内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014030 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030包头稀土研究院内蒙古包头014030 内蒙古科技大学工程训练中心内蒙古包头014010

白云鄂博矿床中铌与稀土、铁、萤石等密切共生,为更好地利用白云鄂博矿铌资源,通过现场取样,结合化学分析、X射线能谱仪、场发射扫描电镜和矿物自动分析系统(AMICS),对白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石的化学成分、矿物组成、铌的赋存... 详细信息

白云鄂博矿床中铌与稀土、铁、萤石等密切共生,为更好地利用白云鄂博矿铌资源,通过现场取样,结合化学分析、X射线能谱仪、场发射扫描电镜和矿物自动分析系统(AMICS),对白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石的化学成分、矿物组成、铌的赋存状态和分布规律进行研究。结果表明:该类型铁矿石化学成分和矿物组成复杂,铌(NbO)品位为0.23%,铌矿物产出粒度较细;铌矿物有褐钇铌矿、铌铁金红石、烧绿石、易解石、铌铁矿和铌锰矿,铌矿物质量分数最高的是褐钇铌矿,为0.14%,铌元素质量分数最高的是铌锰矿,为77.60%,铌(NbO)分布率最高的是褐钇铌矿,为19.46%;铌(NbO)在这6种矿物中的分布率总和为57.20%,分布率最高的是褐钇铌矿,最低的是铌铁矿,前者是后者的近6倍。

关键词：白云鄂博萤石型铌-稀土-铁矿石铌赋存状态分布规律

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