青年学者专栏

• 固体氧化物燃料电池关键材料制备技术

  李晓艳;蓝梦啸;付云枫;刘召波;陈宋璇;

  固体氧化物燃料电池在清洁和高效发电方面具有巨大的应用潜力，尽管如此，其尚未得到大规模的普及应用，这在很大程度上归因于关键材料的性能限制，这些材料的寿命直接关系到电池的整体性能。因此，固体氧化物燃料电池关键材料制备技术对发展和普及燃料电池具有重要意义。本文从一个新的角度对燃料电池关键材料制备技术进行综述，重点关注6种不同制备技术的核心工艺步骤，以及在核心步骤中能够起到重要作用的一类或多类物质；其次，对比分析了6种制备方法反应发生难度和反应过程可控性的差异；最后，对本文列举的6种制备技术提出有待进一步发展和研究的方向。

  2025年01期 v.39;No.222 1-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K]
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综述

• 光催化技术处理含铀废水的研究进展

  孙婧怡;

  未经处理直接排放的含铀废水不仅会引发环境污染问题，也会影响人类健康。吸附法、膜分离法、化学沉淀法去除铀难以实现高效环保。在铀需求量逐步增加的背景下，寻求绿色及高效的处理方法成为亟需解决的问题。光催化技术具有高效环保和操作方便等优点，在处理含铀废水方面具有广阔的前景。本文首先介绍了光催化技术原理，然后深入分析光催化材料处理含铀废水的主要影响因素和研究现状，最后进行了总结与展望，为后续光催化技术处理含铀废水的发展提供理论依据。

  2025年01期 v.39;No.222 18-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1112K]
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分析研究

• 铜闪速熔炼余热锅炉盐化风影响仿真分析

  郭天宇;陈斯;李倩;骆祎;

  为研究铜冶炼厂闪速熔炼余热锅炉内盐化风对其运行状态的影响，本文以某工业铜闪速熔炼余热锅炉为研究对象，使用Fluent软件进行仿真计算，对比分析了有、无盐化风情况下锅炉内的流场、温度场、烟尘颗粒运动轨迹等。研究发现，引入盐化风后，炉内速度分布、温度分布、换热效果均发生显著变化：开启盐化风时烟气进入辐射室后，不容易产生直接冲顶；开启盐化风条件下烟气平均温度在辐射室内略低于无盐化风条件，在对流室内烟气平均温度略高于无盐化风条件。仿真结果不仅可以加深现场工艺人员对盐化风影响机制的理解，还为优化操作调控提供了理论支撑，从而提升余热锅炉的整体性能和稳定性。

  2025年01期 v.39;No.222 26-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 2545K]
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• 90°弯管内颗粒沉积数值模拟研究

  许涛;丁甲博;司晓东;

  船舶管道中固体颗粒的沉积严重影响管道的寿命及船舶的正常运行。本文运用Ansys-Fluent流体动力学软件，模拟分析了90°弯管内部固体颗粒的沉积规律，研究了不同弯曲比下流速、温度以及不同颗粒直径对固体颗粒沉积率的影响。结果表明：随着弯曲比、温度和颗粒直径的增加，固体颗粒的沉积率逐渐上升；而随着入口流速的增加，固体颗粒沉积率则逐渐降低，同时加剧了弯曲比对沉积率的影响。此外，固体颗粒沉积率受流速的影响最大，其次是颗粒直径，而温度的影响相对较小。该研究可用于减少管道堵塞事故的发生率，为油流弯管设计提供理论依据。

  2025年01期 v.39;No.222 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K]
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• 破碎岩体巷道失稳机理及支护数值模拟

  李国骁;黄泽隆;薛小蒙;路丰豪;陈继伦;黄明清;

  地下金属矿山复杂应力条件下围岩破碎和软弱性给巷道支护设计带来了重大挑战。本研究以塞尔维亚某铜金矿为研究对象，采用FLAC~(3D)有限差分软件对3种巷道类型和两级破碎岩性进行数值模拟，评估现有支护设计的合理性，并优化适用于不同围岩条件的支护参数。结果表明，-200 m中段巷道的失稳主要由高地应力、围岩临空面变形共同引起，其典型破坏形式包括压顶破坏、尖顶破坏、锚杆支护系统失效以及喷射混凝土层的外鼓开裂等。Ⅳ、Ⅴ级围岩巷道的顶板沉降量大致在允许范围内，但两帮的累计相对位移普遍超限，表明现有支护设计在控制两帮变形方面存在不足。将-200 m中段Ⅳ、Ⅴ级围岩巷道，支护参数优化为锚杆间距0.8 m×1.0 m、锚索间距2.0 m×3.0 m以及喷射混凝土厚度125 mm,从而满足了符合安全要求，研究成果为地下金属矿山破碎岩体支护优化提供了理论支持。

  2025年01期 v.39;No.222 41-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2213K]
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• 侧吹一步炼镍技术为镍火法冶炼厂带来的机遇

  陆金忠;金鑫;

  随着盛屯矿业在国内贵州福泉一步炼镍系统(NDS)的建成和投产，炉渣高效贫化成为重点关注的热点。在镍火法冶炼领域，有效解决炉渣贫化问题以保障金属回收率，是衡量镍冶炼工艺先进性的核心指标之一。盛屯矿业在贵州的项目初期确定采用侧吹一步炼镍工艺时，研发与当前冶炼条件相匹配的渣贫化装置及工艺控制技术。项目投产后，尽管熔炼处理的原料与设计预期存在显著偏差，如硫化镍精矿、含镍杂料、含硫低于10%的低硫镍合金等，仍产出含镍铜总量大于50%～60%的中高镍锍，冶炼炉渣通过新渣贫化装置处理后，炉渣含镍仍能够控制在0.2%以下，实现了显著的炉渣贫化效果。此次炉渣贫化装置的突破性进展，将为世界镍火法冶炼缩短工艺流程、增强系统原料的适应性、提高金属回收率等方面带来重大突破和机遇。

  2025年01期 v.39;No.222 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 709K]
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开发应用

• 矿山有轨运输无人化安全保障体系研究

  段晓晖;郭帅;

  为了确保矿山有轨运输无人化技术实施后生产的连续性及设备的安全性，实现矿山无人化运输有效的风险控制，本文构建了矿山有轨运输无人化安全保障体系(SASUM),该体系针对矿山有轨运输机车端、集控调度端、线路环境端以及管理制度端4个关键要素，涵盖了系统指标评估、原则设定、技术路线研究等内容，同时集成了新型信息物理系统的应用，通过对设备、环境、运营管理等多方面的风险进行全面识别、分析与管控，建立了一整套动态、高效的安全保障机制，为矿山环境下实现高效、安全的有轨运输以及矿山生产无人化转型提供有力的支持。

  2025年01期 v.39;No.222 55-62+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 890K]
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• 电解铝车间通廊处轨道提升机组的设计与研究

  卢延峰;

  本研究针对电解铝车间通廊处设置的轨道提升机组，在非集中大修时多功能天车在其上通行，而在集中大修时需将其提升一定的高度2种特定状态，进行了结构设计与优化分析。考虑到天车每侧端梁处的4个轮子轮距不等、载荷不对称的特点，本文运用函数解析法的最大值原理，确定了机组承受最大弯矩的位置及相应的计算公式，为设计中最危险截面的识别提供了理论依据。进一步结合挠曲梁受力分析与二阶非线性微分方程的极小值求解，推导出2个动滑轮的最佳安装位置，即当l/L=0.551时，在自重载荷作用下，采用相同材料和惯性矩的梁其变形量达到最小，有效减少了弯曲疲劳破坏。本研究提出的计算公式和设计方法对类似机构的设计计算具有参考价值。

  2025年01期 v.39;No.222 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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• 物料转运中环轨RGV设计优化与应用

  王健;

  针对金属冶炼企业在成品物料转运环节中存在的自动化程度低、人工强度高及安全性不足等显著问题，本文设计并实施了一种创新的自动化物流系统。该系统集成了环形轨道、有轨制导车辆(RGV)、链条输送机、调度系统以及PLC控制系统等组件，实现了金属成品物料的高效、自动转运。实际应用结果表明，该系统能显著提升转运效率，有效降低人工成本，并显著减少生产安全风险。目前，该自动化物流系统已应用于某公司的成品物料生产车间，为金属冶炼行业的自动化升级与改造提供了实践经验和参考价值。

  2025年01期 v.39;No.222 69-73+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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• 多晶硅生产中活塞压缩机的故障分析及优化策略研究

  杜俊平;路向飞;杨永刚;

  在多晶硅生产过程中，氢气、氯硅烷等关键工艺气体的加压环节主要依赖于活塞压缩机。本文系统阐述了活塞压缩机的结构特性，并针对某多晶硅生产企业所使用的活塞压缩机在生产中常见3类故障的原因进行了统计和分析，提出了降低压缩介质粉尘量、提高填料密封效率、强化操作管理能力以及优化设备合理选型4个方面的优化措施。实施结果表明，这些措施有效降低了活塞压缩机的故障率，降幅达到83.33%,显著提升了多晶硅生产系统的安全性与稳定性，为生产企业带来了显著的安全效益和经济效益。

  2025年01期 v.39;No.222 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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经验交流

• 双面铣九辊矫直机齿轮轴折断故障的分析与研究

  常学思;

  针对双面铣机组九辊矫直机频繁出现的齿轮轴折断现象，本文系统分析了矫直机的工作机制，并对矫直辊的弯曲变形进行了深入且全面的探究。在此基础上，本文对矫直机的主要参数进行了严谨的选定与计算，并对工作辊的弯曲变形进行了严格的校核分析。通过综合研究，本文揭示了齿轮轴折断的根本原因，并提出了生产使用中应重点关注的事项。本研究旨在为生产人员提供操作指导，以保障生产设备的稳定运行和高效性能。

  2025年01期 v.39;No.222 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K]
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• 基于锚杆、长锚索孔作业的凿岩台车推进梁改造

  葛正斌;史铭;王瑛;高启波;李明瑞;

  针对凿岩台车在井下巷道掘进过程中只能施工平行于巷道的掌子眼，无法施工垂直于巷道的支护眼及长锚索深孔的问题，本文对凿岩台车推进梁进行改造，实现施工长锚索深孔时钎杆连接功能。改造后的Axera6-240凿岩台车推进梁总长度不大于4.3 m,凿岩孔深2.4 m,能够完成凿岩台车一、二次支护凿岩作业。同时，对Axera6-240凿岩台车及阿特拉斯H282凿岩台车推进梁加装夹钎器，进一步实现了长锚索深孔凿岩作业，扩展了凿岩台车的作业范围，提高了设备利用率，此次改造实现了以短杆连接形式进行不同深度长锚索支护凿岩作业的要求，为长锚索支护工艺提供了技术保障。

  2025年01期 v.39;No.222 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K]
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• 全尾砂高效分级脱水充填工艺优化设计与砂仓性能研究

  田小平;吴学民;王莹莹;

  本研究提出了一种全尾砂分级脱水充填新工艺，该工艺通过全尾砂分级处理，其中粗粒级尾砂采用自然重力沉降法进行脱水，而细粒级尾砂则采用絮凝重力沉降法进行脱水。为此，本研究还专门研制了相应的分级脱水设备。与传统的全尾砂脱水工艺相比，该分级脱水工艺显著提升了浓缩效率，降低了能耗和脱水成本，同时减少了环境污染。该工艺的适用性广泛，尤其适用于非煤金属矿山的全尾砂充填工程，为矿山充填技术的可持续发展提供了新的技术路径。

  2025年01期 v.39;No.222 92-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K]
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• 《有色设备》征稿启事

  <正>《有色设备》创刊于1987年，由中国有色金属工业协会主管，中国有色工程有限公司、中国有色金属学会主办公开发行的国家级学术期刊(双月刊)。本刊是中国有色金属学会冶金设备委员会会刊，获得“CAJ-CD规范执行优秀期刊奖”“全国有色金属行业优秀期刊奖”“中国有色金属出版物奖(期刊奖)优秀奖”“第四届中国有色金属优秀期刊”等荣誉，同时是知网、万方、维普、超星等数据库收录期刊。

  2025年01期 v.39;No.222 98页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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