释放“桂林元素”的无限能量——中国有色桂林矿产地质研究院改革发展纪实

在山水甲天下的桂林,有一家拥有58年光荣历史的地质科研院所,以其独有的科研创新力和强大的发展愿景,凝聚在世界500强之一的中国有色矿业集团的旗帜下,谋求创新管理,实现跨越发展,今天,正以铿锵的步伐和勃勃的生机,迈步走在世界一流、国内领先的行业科研院所最前沿——这就是中国有色桂林矿产地质研究院。

用执着唤醒超硬材料高端制品的明天——记中国有色桂林矿产地质研究院院长吕智

桂林矿产地质研究院院长吕智是原中国有色金属工业总公司的跨世纪学术和技术带头人，是全国超硬材料领域权威专家之一；他为桂林矿地院做出专攻“超硬材料应用研究和制品开发”而放弃“金刚石原材料研究”的重大决策；他带领团队所研发的超硬材料制品，打破了中国只能制造低端金刚石工具的魔咒。他被称为比金刚石还硬的人。

桂林市压实混合土填料承载力研究

桂林地区的混合土以其独特的地区特征、复杂的工程力学性质而引起许多学者的注意,而压实混合土作为地基填料的工程借鉴经验极为缺少。结合桂林市三个工程实例,利用浅平板静力载荷试验分别对三个不同地基的承载力进行计算,研究表明:在没测到极限承载力的情况下,可利用麦随基威克司法与双曲线法,通过多试验点求平均值的方法进行外推,得到的极限承载力与常规选择安全系数方法相近;对比分析三种地基的承载力,混合土填料经碾压后压实效果明显,承载力高,在作为良好的土方填筑材料时,具有一定的工程经验和经济效应。

桂林市矿产资源科学开发战略研究

广西桂林市矿产资源比较丰富、品种也较多,分布广泛、相对集中。但开发利用现状不太理想。科学开发桂林市矿产资源,应调控矿产资源开采总量,合理规划布局和确定开采规划区,调整和优化矿业结构,合理利用矿产资源、提高矿产资源利用率,保护与治理矿山生态环境,依法管理和实施矿产资源总体规划。

一株分离自华南离子吸附型稀土矿的短小芽孢杆菌对稀土元素的吸附行为及机理研究

离子吸附型稀土矿是重要的表生矿床,提供了全球90%以上的重稀土。矿床中活跃的微生物能够通过吸附作用影响稀土元素的富集及分异,然而风化壳中的天然细菌对全配分稀土元素吸附行为及机理的相关研究仍然较为缺乏。本文选用离子吸附型稀土矿风化壳中分离出的短小芽孢杆菌,通过吸附实验研究在不同pH值、吸附时间和细菌浓度条件下,细菌对稀土元素的吸附行为。结果表明,短小芽孢杆菌对稀土元素的吸附容量最大可达41.9 mg/g,且重稀土元素在细菌细胞表面和水体之间的分配系数大于轻稀土元素。TEM图像显示,稀土元素在细菌表面形成沉淀;EDS分析显示,细胞表面大量Na、K、Ca等元素在与稀土元素发生离子交换后被脱除。细胞表面磷与稀土元素的分布一致性指示磷酸基团是稀土元素吸附的重要位点,重稀土元素通过与磷酸基团形成稳定的高配位络合物优先吸附在细菌表面。Zeta电位曲线表明,短小芽孢杆菌等电点为2.8,在高于等电点的pH值条件下,微生物对稀土的吸附存在静电吸引。因此,在表生环境中,微生物能够通过形成微沉淀、离子交换、表面络合和静电作用的多种机制吸附稀土元素,促进稀土元素的富集及分异。另外,短小芽孢杆菌有望作为潜在的生物吸附剂应用于稀土元素提取及回收。

中非新元古代造山带钴超常富集研究进展与展望

钴被誉为“低碳能源金属”,是我国乃至全球急缺的关键金属矿产。中非新元古代铜钴矿带内的沉积岩容矿型铜钴矿床每年为全球提供了60%以上的钴金属产量,是研究钴超常富集的最佳区域。前人对该矿带的研究主要聚焦于铜的成矿作用,然而该矿带内的铜矿床并非都伴生钴,目前对伴生钴的来源-富集过程及其与沉积、成岩、造山作用的成因联系仍缺乏系统研究。本文综述了中非铜钴矿带内沉积岩容矿型铜钴矿床主要研究进展及存在问题,认为超大陆裂解过程改变了中非铜钴矿带的沉积盆地环境,使得钴在沉积地层中发生初始预富集,此外古气候条件,包括增氧事件和冰川事件,也可能对该矿带内的大规模钴的聚集产生了积极作用。新元古代造山作用重新活化沉积地层呈分散分布的钴元素,导致钴的进一步富集。因此,中非铜钴矿带中的钴超常富集是大气-地球-水圈-生物圈之间长期相互作用而形成的成矿效应。在矿床尺度,深入理解沉积岩容矿型铜钴矿床的形成过程,有助于在中非铜钴矿带,甚至在全球其他有利沉积盆地内,勘探更多的钴资源。

壳聚糖衍生碳包覆纳米硅复合材料锂离子电池性能研究

硅负极材料因具有较高的理论容量(Li22Si5合金相对应4200 mAh/g)、较低的工作电压(0.2~0.3 V vs Li/Li+)和地球上丰富的原材料储备,成为代替石墨负极的理想材料之一。但是,低电导率及在循环过程中发生剧烈体积膨胀导致电极失效问题限制了硅负极材料的进一步发展。因此,本工作通过物理法利用壳聚糖和石墨对纳米硅实现碳包覆和复合,制备壳聚糖/石墨@纳米硅复合材料(C/G@Si复合材料),对C/G@Si复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明:随着石墨添加量的提高,C/G@Si复合材料的可逆比容量略微下降,循环性能和导电性能显著提高。当添加50%(质量分数)石墨时,在100 mA/g的电流密度下,C/G@Si复合材料的首次放电比容量为1136.1 mAh/g,循环充放电100次后剩余容量保持在658.5 mAh/g,展示出优异的电化学性能,对进一步推广硅碳负极材料具有一定的参考价值。

广西桂林市雁山新城区防洪工程(二期)堤防工程地质与水文条件分析及工程实践

本文分析了广西桂林市雁山新城区防洪工程(二期)堤防工程的岩土体结构、物理力学性质、工程地质条件和水文地质条件。采用钻探、地质测量、室内试验等方法,研究了该工程的地质环境。结果表明,堤基地质条件为C类,具有多层结构;堤岸地质条件基本稳定,局部地段需采取植物防护措施;穿堤涵管、下堤踏步、上堤道路工程地质条件与相应位置防洪堤相一致。此外,确定了土料、砂砾料和石料等建筑材料的来源及质量标准。研究成果可为类似地层中岩土工程勘察提供参考。

基于AHP和GIS技术的桂林规划城区工程建设适宜性评价

文章采用AHP方法赋权计算桂林市规划城区工程建设适宜性的评价指标权重,基于地理信息系统平台利用多因素综合法计算其工程建设适宜性指数,使用GIS空间分析技术对桂林规划区工程建设适宜性进行分区可视化评价。结果表明:桂林规划城区的工程建设适宜性整体较好,以适宜、较适宜为主,其中适宜区与较适宜区分别占总面积的3.1%和48.3%,适宜性差区为11.4%,不适宜区为37.2%。建议桂林规划城区建设选址应在适宜区和较适宜区,避免适宜性差区,重大建设选址避开不适宜区;在适宜性差区应注意现有地质灾害和可能诱发的地质灾害、地基不均匀沉降等问题的防治;不适宜区建议规划为生态用地,作为桂林旅游城市的生态屏障。

卢安夏某氧化铜矿石尾渣工艺矿物学研究

赞比亚是世界重要的铜矿资源富集区域,国内外已对其成矿地质背景、成矿规律、矿床成因等方面进行了详细研究(任军平等,2021;盖寿山等,2015)。随着矿山开采和生产的不断深入,矿石和尾渣物质成分的相关研究也逐渐成为近年研究的重点。

金属矿山坑道重力及微动测量技术应用研究

目前国内大中型国有金属矿山企业,普遍面临矿产资源储量日趋紧缺的严峻挑战。在新一轮找矿战略形势下的驱动下,资源增储探矿工作迈向深地勘查阶段。物探方法与技术作为开展深部找矿工作的一种主要手段,越来越受到矿产勘查界的广泛重视与应用(袁桂琴等,2011),在深地探矿中首选的方法技术是地球物理测量,坑道物探测量即是一种有效深地测量手段。

琼脂包覆和NH_(4)F改性纳米硅用作锂离子电池负极材料的研究

硅负极材料由于具有成本低、比容量高和安全可靠的优势,成为高能量密度锂离子电池的理想材料之一。但是,在锂嵌入过程中会产生严重的体积膨胀,且材料导电性差及循环稳定性差等问题限制了硅负极材料的商业应用。为此,通过一锅水浴法采用琼脂和NH_(4)F对纳米硅实现碳包覆和掺杂改性,制备琼脂衍生碳/NH_(4)F@纳米硅复合材料(Si@FNC),对其结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明:经NH_(4)F掺杂改性处理后,Si@FNC复合材料的循环稳定性和导电性能显著提高。当掺杂的NH_(4)F与纳米硅粉质量比为1∶5时,在500 mA·g^(−1)的电流密度下,Si@FNC复合材料首次放电比容量为2001.0 mAh·g^(−1),循环充放电200次后仍保持在836.7 mAh·g^(−1),展示出优异的电化学性能,对推广高容量硅碳负极材料具有一定的参考价值。

高铁低品位红土镍矿酸浸工艺研究

研究了用硫酸从印尼某高铁低品位红土镍矿中加压酸浸镍、钴、铁,并探讨了浸出渣中铁品位变化及常压、加压下的浸出动力学。结果表明:在酸矿比260 kg/t、温度250℃(对应水蒸气压力4.0 MPa)、液固体积质量比3/1、搅拌速度300 r/min、粒度100目、反应时间1 h条件下,镍、钴、铁浸出率分别为98.1%、98.3%、4.7%,铁品位可达51.3%;加压和常压下,镍、钴浸出过程均符合界面化学反应控制的收缩核模型,加压下反应活化能分别为116、91 kJ/mol,常压下反应活化能分别为41、53 kJ/mol;常压下主要是针铁矿的浸出,高压下主要是铬铁矿、磁铁矿等矿相的浸出。

广西贺州杉木冲建筑用花岗岩矿地质特征

广西贺州杉木冲建筑用花岗岩矿赋存于加里东期大宁岩体内,主要岩性为中粒斑状黑云母二长花岗岩和中粒斑状角闪石黑云母花岗闪长岩。通过对花岗岩矿地质特征、矿石质量及加工性能进行研究分析认为,该花岗岩矿的物理性能满足低等级建筑石料用花岗岩的工业指标要求,矿石加工工艺流程简单,加工技术性能良好,但矿石质量不稳定,应加强产品质量检测。

利用多源数据融合在某铜金属矿山开展三维实体建模的研究

采用3Dmine三维建模软件结合地质数据、工程测量数据、图件矢量化数据等多源数据融合,构建某铜金属矿山多源信息数据库,并建立了该矿的三维地表DTM模型、矿体三维模型、构造模型、岩性模型、井巷工程三维模型以及矿体块体模型等,利用距离幂次反比法对矿体矿石量、金属量、品位等进行了估值,并与矿山储量核实报告获得的结果进行了对比分析。实践表明,所建模型估算的品位、矿石量、金属量结果可靠,可以有效地展示矿山深部矿体、围岩、断层、井巷工程等三维地下空间的可视化,并为矿山深部矿床的探矿设计、开采设计提供有效依据。

广西壮族自治区贺州市开山镇A1矿区优质饰面花岗岩矿床地质特征

广西壮族自治区贺州市开山镇A1矿区优质饰面花岗岩矿赋存于姑婆山复式岩体中的姑婆山岩体晚侏罗世花岗岩,主要岩性为浅肉红色中-粗粒(或中粒)斑状黑云母正长花岗岩。本文主要阐述了该区饰面花岗岩矿的主要矿体形态、产状、规模,分析了矿石的类型、品种及物理性能、放射性、荒料率等质量特征。矿石花色品种为“贺州红”,根据目前市场行情,属于中-高档饰面石材,具有较好的开发利用价值。本次研究为贺州市开山镇A1矿区饰面花岗岩的进一步勘探开发提供了地质依据。

老挝川圹省BanDa锡多金属矿床地质特征及找矿标志

BanDa锡多金属矿床位于长山成矿带西北段,为近年来新发现的一处中型锡多金属矿床,随着勘查的深入有望突破为大型锡多金属矿床。现阶段矿体主要赋存于二叠系Khang Khai组泥质粉砂岩、粉砂质泥岩中的近SN向构造破碎带和层间破碎带中,矿体的产状、空间分布及形态特征严格受NE向断裂、近SN向断裂和层间破碎带的联合控制。矿体主要呈脉状、细网脉状、条带状、蜂窝状在断裂带和层间破碎带中产出,矿体沿走向和倾向变化较大,具分支复合、尖灭再现和尖灭侧现等现象。矿体中矿石矿物以锡石为主,其次为闪锌矿和黄铜矿,矿石结构以它形-半自形粒状结构为主,矿石构造以浸染状构造为主,认为该矿床为构造-热液充填交代型锡多金属矿床。厘定了五大找矿标志:露头标志、岩性标志、构造标志、围岩蚀变标志及地球物理-地球化学标志等,为下一步矿床深边部找矿勘查和长山成矿带西北段锡多金属矿找矿勘查起指导作用。

哈萨克斯坦库尕德里金矿床流体包裹体特征及矿床成因研究

库尕德里金矿床位于哈萨克斯坦楚伊犁–天山成矿省楚伊犁成矿带之楚河–肯得克塔斯金、铅、锌、铜、钼成矿亚带,大地构造位置属于中亚造山带之哈萨克斯坦–准噶尔板块的穆云库姆–克齐尔库姆–伊犁微板块之肯得克塔斯地块。库尕德里金矿床为该区重要的大型矿床之一,该矿床成矿流体的研究,对深化矿床成因认识、区域成矿规律研究和找矿勘查工作有重要的指导意义。笔者在研究区地质调查和矿床地质特征研究的基础上,开展成矿阶段含矿石英脉流体包裹体岩相学、显微测温和激光拉曼分析。结果表明:库尕德里金矿流体包裹体有C、W、S等3种类型;C型包裹体完全均一温度为278~421℃,盐度为0~13.9wt%NaCleqv;W型包裹体完全均一温度为119~378℃,盐度为1.1~22.9wt%NaCleqv;S型包裹体完全均一温度为136~327℃,盐度为29.1~31.0wt%NaCleqv。成矿压力和深度估算结果表明:成矿压力为95~200MPa,成矿深度约为2~5 km,成矿温度为290~380℃。结合矿床地质特征认为,库尕德里金矿成矿流体具有富CO_(2)、中低盐度的变质流体特征,矿床成因为造山型金矿。

内蒙古金蟾山金矿南大洼构造叠加晕研究与盲矿预测

通过样品采集、测试分析,结合矿区地质条件,本文对金蟾山矿南大洼矿化带开展了构造叠加晕特征研究。研究结果表明:南大洼矿带的原生晕轴向元素异常分带出现了“反分带”现象;矿体前缘晕元素为Hg、As、Sb、F、Ba、B,近矿晕元素为Au、Cu、Ag、Pb、Zn,尾晕元素为Mo、Bi、Mn、Co、Ni、W;矿体构造叠加晕模型显示矿体呈“莲藕”状排布,各独立矿体自上而下均见前缘晕、近矿晕、尾晕呈正常的元素异常形态;根据盲矿预测构造叠加晕模型预测,II-5号矿体深部有3个找矿靶区、VI号矿体深部有1个找矿靶区。新采场初步验证已取得良好的找矿效果,通过该研究为矿山进行深部找矿增储提供依据和有效找矿方法。

重力与微动探测技术在金属矿山地下找矿中的应用研究

随着坑道重力探测的深入研究及微动探测技术的引入及开发,对地下物探技术方法进行了全新的认识与定位,排除了地下电、磁干扰的影响,在金属矿山找矿工作中取得积极有效的探测效果。本文选取白音诺尔铅锌矿对坑道重力与坑道微动探测方法技术进行应用研究,研究了已知矿体的坑道重力异常特征,最终形成该方法的测量及处理应用方案,总结并综合评定方法有效性。应用研究了微动勘探方法在坑道内探测不稳定地质界面的可行性,进一步总结该方法在查找与矿体相关的隐伏断裂构造中的可靠性。通过总结各方法在坑道测量中的优势与弊端,形成了一套适应于生产矿山的方法组合技术应用体系。