典型层状硅酸盐矿物分子模拟研究进展

层状硅酸盐矿物性质特殊,在矿物浮选、矿物材料应用等领域的研究都备受关注。分子模拟作为一种高效分析预测手段,能从微观角度理解层状硅酸盐矿物的性质。综述了滑石、蛇纹石、蒙脱石、高岭石、云母等5种典型层状硅酸盐矿物的分子模拟研究现状,主要包括层间水化作用、矿物吸附浮选药剂及其他污染物,旨在进一步认识层状硅酸盐矿物并更好地分离与利用层状硅酸盐矿物。

富钴黄铁矿中钴微-纳米尺度赋存状态:以大横路铜钴矿为例

黄铁矿是重要的载钴矿物,自然界钴矿床中富钴黄铁矿的Co含量可达10%~20%,明显超出实验岩石学和理论计算获得的黄铁矿溶解Co的能力。目前,这些富钴黄铁矿溶解过饱和Co的机制以及Co过饱和黄铁矿是否出溶方硫钴矿尚不清楚。为探讨以上问题,本文选取吉林大横路Cu-Co矿中富钴黄铁矿为研究对象。能谱元素面扫描和电子探针分析结果显示,大横路富钴黄铁矿中Co呈不均匀分布且无规律,单颗粒Co含量变化范围较大(Py108为4.31%~9.74%、Py110为4.54%~8.83%),Co的不均匀很可能与黄铁矿的生长过程和结晶环境有关。透射电镜和原子探针分析结果显示,纳米尺度富钴黄铁矿中Co呈均匀分布,未见富Co的包裹体和方硫钴矿出溶体,Co以类质同象的形式替换Fe存在于富钴黄铁矿中。根据以上结果,我们认为大横路富钴黄铁矿中溶解过饱和的Co很可能与微晶尺寸效应有关,亚稳态Co过饱和FeS_(2)-CoS_(2)固溶体可以长期保持不变。

新质生产力与矿产资源新格局

根据矿产资源安全巨系统理论,科技子系统是原始动力,驱动经济子系统变化,经济子系统变化又会驱动地缘政治子系统变化,同时,自然子系统的变化也会引起其他子系统变化,各子系统变化均会对矿产资源子系统产生重大影响。本文以矿产资源安全巨系统理论为指导,分析了新质生产力、气候变化、地缘政治等对全球矿产资源格局的影响,认为:新质生产力发展正改变工业化发展模式,后发国家承接产业转移的难度加大,现有矿产资源消费中心地位或将巩固,新的消费中心出现难度加大;新质生产力将改变人类矿产资源使用的终极形态,化石能源不再作为能源而是作为材料利用,金属成为能源之母;人工智能对能源的需求将大幅增长,各国对能源的争夺会愈演愈烈;美国脱钩断链正在破坏全球矿产资源安全,现有矿产资源储量难以满足未来需求,资源问题将成为制约各国生产力发展的重要约束。建议世界各国采取措施保障供应:一是加强国际间资源合作;二是加大勘查力度;三是加强矿产资源循环利用;四是加大低品位、共伴生资源的开发利用;五是大力加强资源节约利用。

中国“新能源矿产目录”厘定研究

全球能源体系正在加速从传统能源向新能源转变,新能源产业发展需要的矿产资源已成为大国博弈的焦点。科学厘定我国“新能源矿产目录”,对于保障国家能源安全和经济安全意义重大。首先,界定了新能源、新能源“产-储-运-用”体系、新能源矿产的概念,据此进一步提出了涵盖重要性、关键性及新能源领域对矿产需求影响程度3个维度的中国“新能源矿产目录”评价体系和评价方法;然后,按照“产-储-运-用”的4大环节梳理出新能源领域主要使用的43种矿产作为备选矿产清单,并通过系统评价确定了涵盖锂、铜、钒、硅(高纯石英)、钕、镝、镨、铽、铀、铂等19种矿产的中国“新能源矿产目录”;最后,分析了我国新能源矿产的供应保障情况,指出我国8种新能源矿产高度紧缺、依赖进口,另外11种矿产目前能够保障需求,未来极有可能面临供不应求、依赖进口的局面,亟需提前布局,加大勘查开发和投资力度,确保国家新能源矿产资源稳定供应。

解析物理问题中蕴含的科学思维方法——以2024年北京西城一模物理试卷第19题为例

科学思维是在高中阶段要培养学生的重要能力.基于科学思维方法对2024年北京高考模拟西城物理卷第19题进行问题解决,深度挖掘和剖析其中蕴含的科学思维方法,探索在教、学、评的实践中发展学生科学思维的路径方法.

新型储能金属钒资源需求预测与供应分析

随着全球太阳能、风能等新能源的快速发展,储能作为解决其发电间歇性等问题的必备设施,未来也将迎来爆发式增长。钒液流电池具有本征安全、全生命周期经济性好及环境友好等特点,且已具备产业化应用条件,在储能领域的重要性不断凸显。本文分析了未来钒液流电池的发展趋势,设置了高速发展、参考和低速发展3种情景,结合钒液流电池单位钒用量,预测了未来不同情景下储能领域钒资源需求趋势。研究发现,未来钒资源需求将快速增长,尤其是在高增长情景下,全球2040年钒资源需求将较2021年增长276~338倍;分析全球钒资源的供应情况,认为随着钒液流电池的迅速发展,未来钒资源将供不应求。针对以上情况,研究提出:一是提高钒液流电池的技术研发力度;二是加大钒矿的地质勘查力度,积极探索新的钒矿资源;三是创新钒钛磁铁矿的提钒方法和技术,提高钒资源利用效率;四是加大钒资源的回收利用;五是重视境外钒钛磁铁矿的布局与开发。

高矿化度矿井水脱盐技术应用现状及研究进展

具有高硬度、高矿化度特征的矿井水脱盐是煤矿废水处置的难点,其过程存在脱盐效率低、成本高昂等问题。介绍了化学法、热力法、膜法、电化学法等脱盐技术的优势及局限性,突出低成本脱盐的必要性,结合海水淡化脱盐机制,归纳和总结了当前高矿化度矿井水脱盐的研究现状及发展趋势。为响应节能减排的号召,将现有脱盐手段与绿色新能源相结合,为高矿化度矿井水脱盐工艺的进一步开发及应用提供参考。

下肢康复系统辅助全髋关节置换术后功能康复的临床应用

目的:观察下肢康复系统对全髋关节置换术后患者下肢运动功能、平衡功能及步行能力的影响,探讨下肢康复系统的临床应用价值。方法:对比分析2020年1月—2021年4月收治的因各种原因行全髋关节置换术的患者76例,随机分成常规康复治疗组(A组)和下肢康复系统组(B组),各38例,两组均进行常规康复治疗,B组在此基础上加用下肢康复系统训练。分别在术前、康复治疗4周后及术后4月随访时采用Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)、Holden功能性步行分级法(functional ambulation category,FAC)进行评价分析,利用下肢康复系统计算和统计患足支撑时间百分比(患足支撑时间/步态周期×100%)、标准化步幅(步幅/身高×100%)、步频、10m最大步行速度(cm/s)。结果:两组患者一般资料比较均无显著性差异,具有可比性。康复治疗4周后,两组患者的BBS评分、单足支撑时间百分比、标准化步幅、步频、最大步行速度、FAC分级均较康复治疗前明显升高,组内比较有显著性差异(P<0.05)。而康复治疗后B组评分高于A组,组间比较有显著性差异(P<0.05),可以认为B组患者恢复更快、更好。在术后4个月复查时,两组患者的BBS评分及FAC分级比较无显著性差异(P>0.05),可以认为两组患者的下肢功能比较接近。但两组患者的单足支撑时间百分比、标准化步幅、步频及最大步行速度比较有显著性差异(P<0.05),可以认为B组的行走功能更好。结论:下肢康复系统结合常规康复训练能在术后早期明显提高全髋关节置换术后患者的下肢运动功能、平衡功能及步行能力,使患者更快恢复,在临床有较大的应用价值。

川东北元坝地区上三叠统须家河组天然裂缝发育特征与主控因素

川东北元坝地区上三叠统须家河组致密砂岩储层物性较差,天然裂缝的发育改善了储层物性。天然裂缝是主要的储集空间和渗流通道,对天然气的运移、成藏和高产有着重要的影响。本文根据地表露头、岩心、薄片和成像测井等资料,对元坝地区须家河组天然裂缝成因类型及发育特征进行研究,并分析控制天然裂缝发育的主控因素。结果表明,研究区主要发育构造成因的低角度和高角度剪切裂缝,主要方位为NW-SE(300°±10°)和NEE-SWW(70°±5°)向,有效性好;裂缝充填程度较低,有效性好。构造部位、岩性和岩层厚度为影响裂缝发育的主要因素。鼻状构造部位及断层上升盘距离断层面400 m以内、垂直断距在60~120 m之间、北西向断层延伸线拐点附近为裂缝发育的有利部位,有利于天然气高产;中细粒石英砂岩和细粒长石岩屑砂岩中裂缝最为发育;高能量环境规模砂体(高石英含量,低泥质含量)更有利于裂缝发育;裂缝发育程度与岩层厚度呈明显的负相关关系,当岩层厚度小于1 m时,裂缝密度大,发育程度高。

一种用于轴类零件轴肩滚压加工的钳架的研发

完整分析了一种用于轴类零件轴肩加工的钳架的设计过程,该钳架通用性强,结构紧凑,适用于曲轴等轴类零件轴肩凹槽的滚压加工,具有定位便捷、运行可靠、生产率高的特点。

矿产资源安全巨系统理论方法与实践

矿产资源的自然属性、经济属性和社会属性,决定了矿产资源安全涉及众多资源类型、宏大空间分布、超长产业链条、巨大产业规模、跨越时空配置、复杂因素影响、层次纷繁多样。矿产资源安全规模之大、层次之多、影响因素之复杂难以穷尽,是一个复杂巨系统。如何使矿产资源安全巨系统高效运转以服务经济社会发展,是一项复杂性科学难题。本文引入系统科学的研究思路,提出了矿产资源安全巨系统概念,刻画了矿产资源安全巨系统的结构和组成,揭示了自然资源、经济、社会等因素对矿产资源安全巨系统的驱动机理,形成了矿产资源安全巨系统理论。在此基础上,建立了涵盖以系统思维研究构建矿产资源安全保障的理论知识模型、构建基于大数据平台的仿真实验系统、积极推动政府决策与反馈三大环节的矿产资源安全系统工程学研究新方向,提出了建立矿产资源安全的总体设计部的战略思想。研究成果已应用于国家资源安全保障工作实践,有效支撑了国家矿产资源安全保障工作。

基于DPSIR模型的黄金行业绿色矿山建设综合评价研究

针对当前绿色矿山评价过程中存在的主观因素影响较大的问题,以黄金行业为例,基于驱动力—压力—状态—影响—响应框架模型,从5个层面构建指标体系。结合主客观组合赋权法确定指标权重,引入TOPSIS和耦合协调度模型定量评价绿色矿山建设时空演化过程及子系统间的耦合协调性,分析得出影响企业绿色矿山建设的主要障碍因子,为企业绿色矿山建设改进提供对策建议。通过对陕西某金矿的实际案例分析,验证了模型的适用性。本研究系统整合了绿色矿山评价指标,完善并优化了绿色矿山建设评价方法,使评价结果更加公平可靠,为推进矿山可持续发展提供了有效途径。

金尾矿资源化利用研究进展

金尾矿大量堆存不仅占用了宝贵的土地资源,而且存在极大的安全隐患。这些尾矿中部分金属元素和非金属矿物含量较高,具有较大回收价值与资源化利用前景。针对金尾矿的资源化利用,详细阐述了金尾矿回收金、铁、铅等有价金属和石英、长石、绢云母等非金属矿物的技术路径与工艺特点,分析研究了金尾矿活化后作为胶凝材料用于采区充填的技术方案,同时对金尾矿制备混凝土、烧结砖、陶粒、泡沫陶瓷等建筑材料的研究进展进行了综述。最后综合评述了金尾矿资源化利用存在的问题和研究发展方向。

选冶联合回收某高硫黄金尾矿中金的试验研究

为实现选金尾矿资源中金的高效回收,对陕西省某含硫黄金尾矿(硫含量为11.60%、金含量为1.5×10^(-6)、包裹金含量为84.77%)进行预处理—浮选预富集—浮选中矿再磨—浸出的选冶联合工艺研究。结果表明:机械搅拌、超声及添加H_(2)SO_(4)、Na_(2)S预处理均可以改善金矿物表面性质,从而提高浮选回收率;原料添加H_(2)SO_(4)预处理后经2次粗选得到金品位为6.94×10^(-6)、金回收率为87.22%的混合粗精矿产品,浮选回收率较无预处理时提高了10.52%,实现了裸露金和硫化物包裹金的预先富集;粗精矿经一次抑硫精选,获得金品位为21.65×10^(-6)的金精矿;在-0.038 mm含量占95%、NaCN质量浓度为0.16%和浸出时间为48 h的条件下,精选中矿直接浸出率为91.48%,实现了包裹金的分离回收;最终得到金的选冶联合总回收率为80.45%,实现了高硫包裹型难处理金尾矿资源的高效回收。

CO-CO_(2)体系制备氘代甲醇催化剂的合成与改性

作为一种重要的化工原料和氘代中间体,氘代甲醇(CD3OD)广泛用于核磁共振试剂、氘代药物中间体和光电材料改性,但其在CO-CO_(2)体系的催化合成效率仍有待提高。本研究采用浸渍法掺杂稀土元素对CuO/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂进行改性,评价了其在CO-CO_(2)体系加D2制氘代甲醇的催化性能,并表征了催化剂。结果表明,稀土元素成功掺杂并均匀分散于CZA催化剂中,La和Ce的掺入能有效提高催化剂的比表面积和孔容,增加表面CuO的数量;而Pr的掺入降低了催化剂活性。其中,CZA-3%La催化剂具有最大的比表面积(46.69m^(2)/g)和最大的孔容(0.26cm^(3)/g),催化活性最好,其氘代甲醇时空产率相比CZA催化剂提高了7.96%。稀土掺杂改性的CZA催化剂对提升CO-CO_(2)体系合成氘代甲醇的反应效率有重要意义。

基于构型优选的5G集群无人机协同导航方法

针对现有基于测距的集群UAV协同导航方法普遍忽略了空间构型对定位定能的影响,难以获得精确的导航定位结果,提出一种基于空间构型优选的5G集群UAV协同导航方法。构建了复杂环境下基于5G信号的UAV相对测距误差模型,基于最小几何精度因子(geometric dilution of precision,GDOP)准则建立了协同导航节点寻优策略,实现了协同导航空间构型的实时优选;设计了基于5G测距网络的协同导航滤波器,对UAV导航信息进行在线估计和实时补偿,提高集群UAV的协同定位精度。仿真结果表明:该方法从机定位精度平均提升了约42.05%,为集群UAV实现在卫星不可用条件下的自主导航提供了一种有效的新方法。

MgX_(2)O_(4)(X=Cr、Fe、Mn)型尖晶石B位点阳离子对乙烷化学链氧化脱氢生成乙烯的影响

化学链循环氧化脱氢技术(CL-ODH)是一个多功能的平台,它可以利用载氧体中晶格氧的选择性氧化这一特性,实现乙烷向乙烯的高值化转化。本研究探讨了MgX_(2)O_(4)(X=Cr、Fe或Mn)型尖晶石载氧体中B位元素对乙烷CL-ODH性能的影响。采用固定床和H_(2)-TPR、O_(2)-TPD、TG、原位拉曼、SEM、TEM等方法对MgX_(2)O_(4)尖晶石进行了性能测试和表征。结果表明,MgCr_(2)O_(4)仅释放微量表面吸附氧,更倾向于催化乙烷转化为焦炭和氢气。MgFe_(2)O_(4)通过提供更多的表面晶格氧,促进乙烷深度氧化成CO_(2)。MgMn_(2)O_(4)载氧体在乙烷CL-ODH反应中能够释放出大量的体相晶格氧,它可以选择性燃烧氢气以推进反应正向进行,增加乙烯的选择性,实现了73.72%的乙烷转化率和81.46%的乙烯选择性。此外,MgMn_(2)O_(4)催化剂在乙烷CL-ODH反应中进行了30次的氧化还原循环实验,表现出稳定的反应性能,在整个循环测试中乙烯收率大约为62.00%。MgX_(2)O_(4)尖晶石氧化物中B位元素影响了其晶格氧的供应能力,从而影响了其在乙烷CL-ODH反应中的性能。

CO-CO_(2)体系合成氘代甲醇热力学分析及正交优化

作为一种重要的化工原料和氘代中间体,氘代甲醇(CD_(3)OD)被广泛应用于核磁共振试剂、氘代药物中间体、光电材料改性,但其在CO-CO_(2)体系中的催化合成效率仍有待提高。文章通过热力学计算CO-CO_(2)加D_(2)制备氘代甲醇反应条件对反应物平衡转化率的影响,并采用CuO/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,设计正交实验探索合成氘代甲醇的最佳反应条件。以氘代甲醇时空产率为指标,实验获得的最优反应条件为:反应温度240℃,反应压强5 MPa;n(D_(2))/n(CO+CO_(2))为3,n(CO)/n(CO_(2))为1。

基于效果—效率的金矿绿色矿山建设综合评价研究

针对绿色矿山评价存在的经济类指标和定量指标占比少、评价方法主观因素影响较大以及绿色矿山效果—效率综合评价研究缺少等问题,开展了黄金行业绿色矿山建设综合评价研究。首先,从黄金行业绿色矿山建设效果和投入产出效率2个维度构建指标体系,采用区间层次分析法(IAHP)与熵权法(EWM)相结合的方法,获取评价指标的主客观组合权重;然后,结合TOPSIS法构建效果评价模型,并利用DEA法中的BCC模型对投入产出效率评价进行分析;最后,在效果、效率测度的基础上,设计效果—效率评估矩阵,研究黄金矿山企业绿色矿山建设整体现状与发展情况,并结合实际案例分析和验证模型的适用性。结果表明:黄金矿山企业的绿色矿山建设效果和效率是一个动态变化过程,实际案例企业的绿色矿山建设整体逐渐达到“中高”及以上状态,企业之间存在差异性。研究结果可为黄金矿山企业后续发展提供科学的改进依据。

油田生产运行车辆夏季自燃成因分析及对策

油田生产运行车辆年限较长的车辆占比较高,夏季高温是油田生产运行车辆自燃的高发期。深入分析了夏季车辆自燃的成因,包括油路、线路老化、车内易燃易爆物品等因素,并揭示了这些因素在夏季高温环境下的相互作用,以及它们如何共同导致车辆自燃。提出了相应的预防措施,包括定期检查油路、线路,避免车内放置易燃易爆物品等措施。这些预防措施可有效降低夏季高温环境下油田生产运行车辆自燃的风险,确保油田生产的顺利进行。