时间：2023-06-15 17:26:47
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇钢铁化学成分分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】钢材；化学成分；机械性能
前 言
钢铁仍是21世纪占据主导地位的结构材料，在我国快速发展的现阶段，对钢材的需求更是极其迫切。铁矿石含量有限，优质的铁矿石更是稀缺，研究提升我国钢材的性能是科研技术工作者的艰巨任务。钢材的显微组织决定了钢材的机械性能，而其化学组成和热处理工艺又决定了其显微组织。因此对钢材的化学成分与其机械性能进行统计分析，研究之间的关系，对提升钢材质量有指导意义。至十九世纪五十年代以来，不少国外研究者开展了化学分析、显微结构与机械性能之间关系的研究工作，通过这些工作探究了成分与性能之间的关系，并通过钢材成分预测其机械性能，早期的文献有报道。国内因为痕量检测技术方面不足，对钢材这方面的研究还很少。随着近年来试验检测设备技术的进步，计算机的发展，通过计算机对合金钢进行性能设计已经在简单的材料中得到了验证，并且将向复杂材料发展，因此，对一些常用钢材数据积累有着重要的意义。
本文对比了我国某铸钢厂生产的20钢和宝钢集团的20钢的化学成分与机械性能，并对它们之间的关系进行了探究。
1.试验部分
本文从我国南方某钢铁厂选取60炉次20镇静钢?30mm棒材作为试样，以宝钢的20钢轧材做钢样。
试验为了排除轧制板材终了温度的影响，对钢样进行了热处理，采用900℃保温1.5h后进行空冷，然后加工成需要测试的要求的试样尺寸。在北京钢研总院14室对钢材的化学成分进行了详细的分析。用金相显微镜对钢材的微观晶粒度及珠光体的百分含量进行了分析。利用万能试验机对钢材的常规拉伸力学性能进行了测试，同时采用冲击试验机对钢材的冲击韧性进行了评估，测试除了部分试样的裂纹萌生功和裂纹扩展功。
两生产厂家的样品测试的化学成分分析如表1，基本力学性能及微观组织参数对比如表2.
从上面两表数据可以看出，这两家钢材厂的钢材在碳含量控制方面平均值相同，说明两者的技术要求一致，但是从标准差来看，这家钢材厂在控制方面相对于宝钢仍有较大差距。其他成分方面，宝钢也都将标准差控制低于这家钢材厂，说明宝钢在钢材杂质控制水平方面较高。这也在表2中性能稳定可靠性方面得到了体现。
2.数据的分析
因为篇幅关系，本文仅对部分回归方程结果进行讨论，回归方程系数的推导计算过程不做描述。
以化学成分为自变量，机械性能作为因变量，按照多元线性回归统计分析建立回归模型。由钢材的性能、化学成分和组织参数组成对称矩阵。通过矩阵求解得到回归方程系数。
上述方程中——拉伸强度，MPa；
——断裂伸长率，%；
——碳元素含量，%；
——常温冲击功、低温冲击功，J。
3.结论
从线性方程可以看出，几乎所有的性能指标都与碳元素含量有关，说明对钢的性能来说碳的控制最为重要。其他常规元素如硅、锰、硫也很重要，磷的影响稍弱，其次是铝，而其他痕量元素相对来说对钢材性能影响很小。适当的调整和控制化学成分能一定程度提升钢材性能，在冶金过程中对常规五元素的控制仍然是关键所在。
参考文献
关键词：钢铁材料；显微镜；检测
中图分类号：F416文献标识码： A
随着金相显微镜的不断发展，钢铁材料越来越受到广大人们的关注，使人们愿意对其进行研究、开发和应用，特别是对Fe-Fe3C系相图的建立，是金属材料科学的基础。随之建立了金属学、金相学以及相变和合金钢等。随着对微观组织理论的具体分析，大大加快了显微镜的发展进程。电子显微镜的出现，不但使人们看到了钢中第二相沉淀析出的具体情况，而且还可以看到位错的滑移行为，并且发现了不全错位、层错、亚结构等现象。
一、显微镜下对钢铁材料的具体分析
钢铁材料是极为重要的工业原料，因为钢铁材料可以覆盖较宽的强度水平。对于结构材料来说，要求其必须具备各种性能，最为基本的就是强度和韧性。
钢铁材料是碳含量低于2%Wt的铁碳合金，根据不同的用途加入各种合金元素，形成合金钢。人们之所以能发现钢铁材料的范围非常宽的强度水平，是因为钢铁材料起源于铁和碳合金。铁在室温内是体心立方晶格铁索体，当温度升高时就会变成面心立方晶格奥氏体，这种行为称之为相变。
在高温下存在与低温不同的固相r是铁碳合金的重要特征。正是由于此特征的存在，才能通过热处理方法来改变钢铁材料的室温组织，这个重要特征被称为同素异构。金属能够具备非常宽的强度水平是因为要满足人们的在生产生活中的需要。例如建立规模较大的建筑物以及汽车、铁路、船舶、电机等机械设备都需要用到金属材料。由于金属材料具有同素异构的特征，促使人们可以根据不同的冶金工艺使同素异构结构发生改变，也就是利用相变来获得不同强度水平的材料，满足人们的需求。Fe―C合金中加入合金元素形成合金钢，形成多种代位固溶体、间隙固溶体、碳化物、金属问化合物。
固态相变发生相的晶体结构发生改变或者化学成分发生细微的变化，需要原子迁移方可完成。如果由于原子的迁移导致原有原子的邻居关系被破坏，属于扩散型相变。如果不破坏原有原子的邻居关系，原子位移不超过原子间距，称为无扩散型相变。无论是扩散相变，还是无扩散相变，对于同种固态相变，根据不同的外部条件以及内在因素，系统自组织“能动”地形成各种组织，使之具有形形的相貌，例如珠光体的组织中有片状、细片状、极细片状、粒状、点状、针状、类珠光体等多种形态。马氏体有板条状、片状、碟状、凸透镜状、薄片状、薄板状等形态。贝氏体形态较为复杂。这些都是在成分、温度以及冷却的条件下，也既在远离平衡态、随机涨落和非线性相互的条件下，系统自组织的杰作。相变机理一元化，组织形貌具有多样性。
二、概述金相检验
人们利用显微镜观察材料的微观组织结构，可以看到材料具有的独特魅力。此过程称之为金相检验。金相检验的内容有如下几点：第一，材料基体相的组织结构以及材料组织结构的不足之处；第二，显微组织的取向以及状态的不均匀性。例如带状、分布以及晶体大小等；第三，第二相的类型、结构、组成、数量、形态、尺寸和分布；第四，研究原子按键力分布的晶体结构和电子按能量分布的原子、离子结构。在金相检验中应用的测试技术主要有如下三种：第一，显像技术：利用显像技术更透彻的观察材料的显微组织，断口处的形貌特征以及各种缺陷的形貌特征，表面状态等，此类技术主要包括两个方面，一个是腐蚀技术，一个是成像技术。腐蚀技术按不同的检测项目，从而选择不同的试剂和方法进行腐蚀。成像技术主要根据显微镜的成像原理，例如光学显微镜，主要记录以及显示材料的微观组织结构。第二，衍射技术：主要用衍射技术对晶体的结构、晶体缺陷及晶向关系等问题进行研究和分析。在衍射技术中，常用的实验仪器就是X一射线仪、电子衍射仪等。第三，成分分析结构：运用化学成分分析方法对材料的基体、第二相、夹杂物以及腐蚀产物的组成加以研究，特别是材料中的微量元素或者痕量元素对材料性能的影响等。在进行化学成分分析时，常用到的仪器有电子或离子探针、谱仪等。没有任何一种方法可以全面的检测金属材料的性质，利用不同的技术方法只能获取金属材料中某一个方面的信息。不够充分，只有综合的对结果进行分析，利用不同的研究发现金属材料的特点，并进行全方位的分析，从而做出较为明确的解释。所以，要清楚的了解各种冶金研究技术的能力，并且要清楚冶金技术在使用上的局限性。
三、理化检测的全新理念
从显微镜的发展给冶金设计带来了革命性的变化来看，分析技术是合金设计的基础。人们冶炼金属，只通过各种途径对合金工艺过程、特性和使用性能的千年历史加以了解。直至金相显微技术的问世，便形成了现今的冶金科学。显微组织与宏观力学关系认识，为成分一组织―性能半定量或定量的研究和关系式的建立创造了条件，为冶金设计提供了一定的基础。随着检测技术的不断完善，现在已经可以从宏观尺度到电子和原子尺度来研究材料的组织和成分，从而建立组织和性能之间的关系。随着科学技术的不断发展，对于材料检测的要求越来越高，空间分辨率以及原位表征，从二维发展成三维，得到实际晶体的对称性。检测技术的发展和研究是为了能够更加准确、更加及时的将结果呈现给人们，还能有效的降低成本。这便是理化检测的全新理念。
理化检测的检验结果的准确性包括如下几点：第一，检测标准要准确。无论任何检验标准都会有适应性的问题，例如显微组织评定方法标准GB/T13299―1991中组织状态评级图有三套，每一套图片对应一定的含碳量，必须根据所检钢种的含碳量选择对应的图片进行评定。
对力学性能试样的加工也有标准执行问题，化学分析也有化学分析的试验方法及标准，人们在工作中必须要根据试验的材料和检测项目严格执行。第二，上报的数据要准确。进行比对工作是提高数据准确的有效方法。第三，判断的结果要准确。是金相检测人员必须要做到的一点。如果对组织的判断不够准确，数据准确也没有任何实质性的意义。
随着科技的不断发展，按部就班的工作完全不能满足人们的要求，特别是在工艺调整阶段，要求快速进行检验分析工作。这就要求检测人员必须紧跟发展的脚步，必须对需要检测的设备的状态了如指掌，确保设备保持最佳的状态。
现如今在医院看病有一个不成文的规定，无论大病小病都要进行各种各样的检验，花费许多检验费用。有许多专家学者就此提出建议，大力杜绝此类现象发生，低倍检验能进行判定的就不要进行高倍检验，能够用光学显微镜解决的问题就不使用电镜。总而言之，根据不同的检验目的，选择相应的检验仪器设备和方法，从而有效的降低检验费用，使检验成本达到最低。
结语：
本文从微观的角度对钢铁材料进行深入的分析和谈论，对钢铁的材料组织和性能之间的关系给出了较为合理的解释，在对材料的研究过程中起着至关重要的作用。在材料的研究过程中，必须对材料的性能、组成、结构进行深入的研究，选择较为合适的材料，获得最理想的内部组织结构，从而满足人们的使用要求。
参考文献：
[1]王建萍,王家平,许建广.数字图像处理在定量金相分析中的应用[J];材料导报;2012(01).
关键词 金相检验;发展;重要性
中图分类号TF1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0166-01
1 金相检验在材料研究中的重要性
物理冶金学的任务在于研究金属和合金的成分、组织和性能之间的关系,而这些研究的深度与广度主要依赖于人们对金属内在组织的结构的识别,即金相检验。
在材料的研究过程中:一方面,材料的确切组成、结构和性能结果的获得是通过大量的理化检验研究和测试工作所完成的;另一方面,其材料的组成、结构和性能之间相互关系及变化规律的研究和确定也是大量的理化试验研究和测试工作的参与而得以实现的。在这两个方面中,金相检验占有重要的地位,只有通过金相检验才能完整的解释组成、结构和性能之间的相互关系。许多制备具有优异性能材料的重大进展常常可追溯到对于它们显微组织结构的确定和控制。所有工艺的目的都是为了得到可控的微观组织结构,从而得到所需要的性能。金相学的进步与发展对冶金、机械制造、动力、能源、建筑、国防和其它许多部门无论现在还是将来都会产生巨大的影响。由此可见,在材料的研究与发展中,金相检验是必不可少的,是材料研究的重要组成部分,这是金属材料发展史上人们最深刻的体会。同时也促进了金相检验技术和检测设备的发展。
2 金相检验在现代材料研究中的作用
新一代钢铁重大基础研究项目以3类典型钢材作为代表开展研究。第一类为热轧普碳钢材,通过工艺优化来优化显微组织结构,生产廉价的金属材料;第二类为低合金钢高强度热轧钢材;第三类为合金结构钢。在这3类钢材研究开发的整个过程,始终贯穿一条主线,就是显微结构组织的确定和优化控制。金相检验在现代材料研究中的作用主要体现在如下几个方面。
2.1 化学成分与金相组织
合金设计的根本任务是满足工程构建或用户提出的各项性能要求。而这些性能受控于成分、内部显微组织、杂质和缺陷、表面组织及应力状态等,其中主要是成分和组织。成分和组织在很大程度上控制着所有组织敏感性能。合金设计中首先要做组织设计,选择满足性能要求的组织结构。控制组织结构的第一个因素就是化学成分。化学成分通过相变等方式控制组织中的相、体积分数和形态,如马氏体形态、贝氏体形态等首先受控于碳的含量。低碳钢淬火后得到板条状马氏体,而高碳钢淬火后得到针状马氏体。所以,金相检验是验证和解释所设计成分是否合理的强有力的手段。
2.2 组织演变规律与工艺制度
化学成分确定之后,控制组织结构的主要因素就是制造的装备和制造工艺,包括冶炼、铸造、锻轧、热处理等。从冶炼到成品各环节中,每一个生产环节,对最终产品的组织结构都起到至关重要的作用。金相检验就是各种检验、检测仪器设备和一定的方法,显示、判定、测量材料显微组织随工艺变化的规律,从而制定合理的工艺制度。现代冶金工艺之一连铸连轧一个重要组织因素就是铸造树枝晶的破碎和混晶。原始铸造粗大的树枝晶奥氏体再结晶不完整或再结晶组织不均匀是导致最终铁素体组织混晶的主要原因。
2.3 金相学与材料科学
显微镜的发展给合金设计带来了革命性的变化。众所周知,人类冶炼金属通过各种途径了解合金工艺过程、特性以及使用性能的漫长历史,直到有了金相显微镜后才形成了当今的冶金科学。显微组织与宏观力学关系的认识,为成分―组织―性能半定量或定量的研究和建立关系式创造了条件,为材料的发展奠定了理论基础。其中,最典型的就是Hall―Petch关系式(σs=σo+kd-1/2)。该关系式是细晶强化的理论依据,是20世纪下半叶与钢的组织细化相关的5个重大成就之一。所以,必须依靠实际的金相研究和金相检验工作,来证实材料设计的科学性,制定工艺的合理性。
金相检验分析,不仅有组织识别还有评定,即有定性还有定量、半定量的检测。金相检验的内容归纳起来有一下几项:1)材料基体相的组织结构及其缺陷;2)显微组织的取向和状态的非均匀性,如带状、分布不均、晶粒度等;3)第二相的类型、结构、组成、数量、形态、尺寸和分布;4)研究原子按键力分布的晶体结构和电子按能量分布的原子、离子结构。就显微组织检验来说,显微组织检验是通过一个二维截面视图来建立一个三维结构图形的,这样在显微组织检验中就分为4个级次。A正确识别是什么显微组织;B定性的显微组织状态;C定量的显微组织状态;D显微组织与性能之间的关系。
3 金相检验的主要应用技术
一、实验部分
1.试剂
硝酸（HNO3）：分析纯，密度1.42g/mL，科龙化学试剂厂。
盐酸（HCl）：分析纯，密度1.19g/mL，科龙化学试剂厂。
氢氟酸（HF）：分析纯，密度1.13g/mL，科龙化学试剂厂。
丙酮：分析纯，科龙化学试剂厂。
标准贮备液1：含Al、As、B、Ba、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、Sr等元素，各元素浓度均为1mg/mL。
标准贮备液2：含Mo、Pd、Si、Sn、Ti、W、Sb等元素，各元素浓度均为1mg/mL。（所用试剂除特殊说明外，均为符合国家标准的分析纯试剂和高纯水）
2.仪器和设备
等离子体发射光谱仪（ICP-AES）：型号IRIS-HR-DUO，全谱直读，美国Thermo公司。
电子天平：AG-245型，，感量0.05mg，瑞士梅特勒公司。
微波炉：Galanz格兰仕，型号G08F23CSP-Q5（R0）。
聚乙烯瓶：100mL。
微波消化罐：70 mL。
其他实验用玻璃器皿。
3.样品的处理
将不锈钢样品用丙酮清洗后再用高纯水冲洗干净，转移至经过干燥恒重的烧杯中，放入烘箱中于110℃烘干2h，然后放入干燥器中冷却至室温，称重并记录样品的实际重量。
将称好的样品放入微波消化罐中，加入适量高纯水和14mL浓盐酸，拧紧盖子，放入微波炉中，微波消化5min，冷却后加入5滴氢氟酸，待样品完全溶解后，转移至准备好的100mL容量瓶中，用高纯水定容至刻度，并尽快转移至100mL塑料瓶中。
在不加入样品条件下，按照样品的溶解方法制备空白溶液。
4.标准溶液的配制
1）空白标准溶液STD0的配制
采用浓硝酸用高纯水稀释至5%的硝酸体系溶液作为标准空白溶液。
2）标准溶液STD1的配制
取1mL标准贮备液1于干净的100mL容量瓶中，并加入5mL硝酸，用高纯水定容至刻度。溶液中含Al、As、B、Ba、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、Sr等元素，各元素浓度均为10mg/L。
3）标准溶液STD2的配制
取1mL标准贮备液2于干净的100mL容量瓶中，并加入5mL硝酸，用高纯水定容至刻度。溶液含Mo、Pd、Si、Sn、Ti、W、Sb等元素，各元素浓度均为10mg/L。
5.样品测量
按照ICP-AES光谱仪使用操作程序进行仪器预热及使用前的准备，使用仪器控制软件设定测量参数。改变RF功率、雾化器压力、进样泵速等主要参数，对仪器标样测量进行优化，采用折中方法选择所有要测量的元素及具有较好的灵敏度和稳定性的参数条件，作为仪器最终的测量参数，仪器参数见表1。在选定的条件下对所选择的每一条谱线进行准确定位后，依次测量标准溶液STD0、STD1、STD2，并对仪器进行标定。
二、结果与讨论
1.标准溶液中部分元素的线性相关性
在测量过程中，测量了Si、Mo、Ti等主要元素的浓度为1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L系列标准溶液的标准曲线，测得的部分结果见表2。
由表2可以看出：各元素在所选择的谱线处都具有很好的线性相关性，能够满足分析的需要。
2.不锈钢化学成分分析结果
不锈钢化学成分中元素含量按照下面公式计算：
式中：c—不锈钢样品中待测元素的含量，%；ci—试样中待测元素的浓度，mg/L；c0—试样空白中待测元素的浓度，mg/L；V—测量时试样溶液的体积，L；m—样品的重量，mg。
三、结论
关键词:烧结 专家系统 SPMS 智能控制 PLC
1 前言
河北钢铁集团唐钢公司炼铁厂南区现有烧结机一台,自2007年10月投产以来为4#高炉提供了足量的烧结成品矿。为了适应现代化生产的需要,满足日益提高的生产要求,提高烧结生产的成品率,通过对公司其他烧结机和兄弟单位烧结机生产情况的考察研究,公司决定为该烧结机增设专家系统。
2 烧结专家系统的组成
2.1 烧结专家系统概述
烧结过程智能控制管理系统(即SPMS)是按烧结工艺的要求,确定符合生产实际全过程的控制方案,对配料、加水、混合、烧结机布料及点火、机尾烧成等工艺环节分别进行模型化处理。SPMS分一级控制和二级人工智能控制两方面内容,即L1和L2。每级控制都包含诸多子模型,其中一级控制模型所含的子模型有混合料控制模型、燃料比控制模型、混合料水分控制模型、烧结机布料控制模型、烧结机点火控制模型、混合料槽料位控制模型;二级控制模型所含的子模型有基本配料模型、动态配料模型、BRP偏差控制模型、BRP位置控制模型和生产报表及历史趋势分析管理等。
2.2 SPMS一级、二级硬件配置
一级系统是专家系统PLC基础控制级:由AB公司的Logix5000系列产品组成,共有6个上位机、4对冗余CPU和对应4个远程站IO,将烧结工艺流程分为配料系统、烧结顺控系统、烧结仪控系统和烧结主抽系统。系统网络依据现场环境干扰大,采用了AB公司的ControlNet同轴电缆进行连接,通过1756-ENBT通讯模块实现上位机与PLC、CPU与远程站之间的可靠通讯。并采用冗余通讯方式,分为A、B两路,如果一条通讯链路出现故障,系统会自动在几百ms范围内切换到另外一条链路工作,确保PLC的正常工作。
一、二级系统通过通讯程序交换数据。通讯程序采用Microsoft Visual C# 2005开发,通讯程序把通过RSLinx OPC服务采集到的一级数据直接写到二级数据库表中,同时读取数据库中需要传到一级的计算数据并写到一级系统。二级系统采用C/S结构,即客户端/服务器模式。由一台服务器和两台客户机、一台打印机组成并通过100M交换机组成以太网络。
3 一级控制模型概述
3.1 烧结混合料量控制模型
其功能是根据一级配料设定值或二级动态配料模型计算的配料设定值自动控制各品种物料切除量,并根据混匀矿的下料量动态调整其它料种下料量,保证混合料配比(化学成分)稳定。模型控制每种料总下料量稳定的同时还根据混匀矿的实际下料量动态调整其它料种的下料量,目标是保证混合料化学成分稳定。
3.2 混合料槽料位控制模型
该模型根据混合料矿槽的料位变化情况,自动调整配料室混匀矿的下料量,并以混匀矿下料量为基础,按预先的比例,调整其它物料的下料量。最终保证混合料槽位始终控制在一个稳定的水平,设计控制精度达到目标槽位的10%范围内。这样的直接作用是混合料槽不会装冒也不会断料,保证了烧结生产的稳定运行。
3.3 燃料比率控制模型
该模型用于在线控制烧结混合料中的燃料量,目标是保证混合料中配碳量合理稳定。
燃料比率控制模型采用矢量跟踪技术,对实际的物料下料量进行跟踪,对燃料总量进行控制,并对生产过程中混匀矿、生石灰和返矿产生的波动,根据燃料中的碳含量通过配比计算动态调整燃料的切出量,确保烧结混合料中的碳含量保持恒定
3.4 烧结混合料水分控制模型
该模型的工作原理是:首先根据参加配料的各单品种物料切出量和原始水分值(水份测量值或二级传入),计算得出原始混合料的干料量和水量,使用矢量跟踪技术,按照一、二混后混合料目标水分率计算出一、二混需要补水量,再结合一混、二混后水份测量值,通过水分修正系数解决水分检测过程中的纯滞后问题,根据混合料料量变化控制污泥、水、蒸汽的流量。
3.5 烧结混合料布料控制模型
烧结机布料控制模型根据一级设定或二级烧透偏差计算值动态调节六个烧结机布料闸门开度,保证料层横断面形状符合要求,使混合料同时在目标烧透位置烧透,烧结矿烧结均匀合格,降低了返矿率。该模型还接收二级烧透位置模型计算的烧结机速度设定值,控制烧结机速度,保证烧透点位置在指定范围内。
3.6 烧结混合料点火控制模型
该模型原设计思想是保证单位烧结机面积上的点火热值保持恒定,但由于我厂没有安装煤气热值仪,因此我们对原模型设计思想进行了修改,使之可在线控制点火炉煤气及空气流量,即模型通过设定的点火炉温度控制煤气流量,根据空燃比设定值控制助燃空气流量。
4 二级子模型功能概述
二级系统在一级自动化控制的基础上,根据罗德罗基公司开发的人工智能系统利用VB设计开发的智能模糊控制模型。主要完成基本配料计算、动态配料计算、点火炉温度控制、烧透点控制和数据存储和报表管理功能。
4.1 基本配料模型
基本配料模型是优化配料的计算工具,根据目标烧结矿成份计算出需要的原料干配比。该模型提供多种计算方式,计算原理是根据输入的目标烧结矿碱度和新原料中的含碳量,依据输入的原料化学成分分析数据,通过科学计算,得出每种原料的干配比。在原料成分变化大时运行。
4.2 动态配料模型
动态配料模型是在基本配料决策模型的基础上,结合要求的烧结矿产量和实际的烧结矿成分数据,计算出合适的湿配比,使得生产的烧结矿成分尽可能的达到基本配料模型给出的目标水平,烧结矿产量达到目标值。一般在烧结矿成分发生变化时应使用该模型进行计算,对配料进行调整。
4.3 BRP偏差控制模型及BRP位置控制模型
实现过程是使用安装在机尾5个风箱热电偶矩阵(每个风箱电偶矩阵在烧结机宽度方向上8个测点,共40个温度测点)测量台车下的废气温度,在烧结机宽度方向上形成8个BRP温度趋势数据,根据8个BRP 温度趋势数据的变化趋势计算得出料层厚度偏差值,并向一级烧结机布料控制模型时实传送,改变微调闸门开度,对料层厚度进行调整,从而确保料层断面烧透均匀。根据废气温度均值变化情况调节烧结机速度,使废气温度上升点控制在沿烧结机长度方向上的某一位置。
【关键词】金属材料；职业道德；专业素能；综合素质
中图分类号： [TB31] 文献标识码： A
1引言
当今世界可以说是钢铁世界：从日常生活到社会经济发展，从基础建设到重大建设工程，从运载工具飞天入海到钻山掘土，都离不开金属材料。随着新材料不断的被开发、被研制，用途越来越广，改变人们的生活，改变了世界。
1.1金属材料的性能与检测
金属材料不断的被应用到各行各业：机械加工、设备制造、建筑、电力、通信、航空航天等等，它们的用途决定了材料必须保证质量才能满足使用的功能和安全，材料的质量是通过检测来验证材料力学性能和化学成分是否满足需求。
检测主要是对已知材料进行力学性能试验和化学成分分析，确定材料是否符合国家标准和技术要求，判定材料质量合格与否，确定金属材料是否具有应有的性能
1.2检验工作的作用
金属材料的质量由检测来验证，检验的结果又去指导生产和确定材料是否可以作为原材料用于产品加工，材料的性能决定了产品的质量和使用功能、使用安全。
检验工作指导生产服务于生产，保证产品质量持续稳定，检验质量保障了产品质量。
1.3检验工作的性质决定检验员应具有的品质
材料的力学性能和化学成分决定材料的质量，质量影响材料的用途和安全，质量必须靠检测来确认，决定了材料理化检验员必须具有全面、较强的专业知识和能力。
金属材料的质量牵涉到经济利益和安全，称职的材料理化检验员还必须具有良好的职业道德，坚持工作原则，对材料做出真实、正确的判定，保证材料的使用性能和使用安全。
材料发展的趋势及检测新方法、新原理、新设备的出现，要求检验员要不断的提高自身素质，拓宽知识视野，始终走在科技前沿，具有独树一帜的专业素能和高尚的职业道德。
2材料检验员的职业道德品质
检验员要遵守相关的法律法规，依据检验规程，按一定的程序、工艺和方法对材料进行检测和判定。在检验过程中可能受到客观和主观的影响，因此工作中必须坚守职业道德。
2.1材料检验员的职能划分
根据材料生产和使用过程，可以将检验工作划分为：研发检测、生产控制检测、使用检测和仲裁检测。研发检测是根据使用的需要或者金属元素的性质去开发新性能的材料，满足需要和推进科技进步；生产控制检测是对已有标准和技术要求的材料去生产，通过检测控制产品质量持续合格，生产有序进行；使用检测非常重要，是对直接用于产品加工的金属原材料进行检测，确定材料使用功能和安全；仲裁检测就是对有争议的金属材料性能由有检测能力和资格的第三方进行鉴定的检测。
2.2材料检验员应具有的职业道德
材料检验员必须有严谨的工作态度，坚持工作原则，坚持职业道德和职业操守，独立、客观、公正开展材料检测工作，依据检测规程和程序得出科学结论并对自己的工作成果负责。
研发检测是对新材料开发的辅助，本文仅对生产检测、使用检测和仲裁检测进行论述。
2.2.1金属材料生产检验员应具有的职业道德
金属材料的生产主要是通过一系列的工艺、配方和方法等，生产出已知的、具有固定要求性能的材料，理化检验是对产品制造质量的控制，从材料配方到产品出厂，保证材料的化学成分和力学性能符合国标和技术要求，确定材料的制造工艺、方法满足要求。
生产厂商生产的金属材料虽然满足经济发展需要，但最终的目的是追求利润，追求利益最大化，用最低的成本追求最大的利润，许多厂商玩起球，一些添加的贵重合金金属都在国标要求下限，致使力学性能也在国标要求下限，给金属材料制品留下许多安全隐患。
在工作中，检验员也许会受到各方面的干扰，有来自行政上的命令，有经济利益上面的驱动等等，造成工作成果失准。如为过分追求效益，检验过程中接到上级的暗示，甚至命令，要求检验结果必须合格；有的为经济利益驱动，违背良知出不正确的结果，使检测结果的客观性、公正性和独立性受到影响，失去了对产品质量控制的本质，不能作为过程控制的指针，造成质量隐患，甚至不合格，降低公司信誉，对社会产生不良影响甚至造成经济损失等等。决定了材料检验员必须坚守职业道德，依据程序独立工作，做到客观、公正性和科学性。
2.2.2金属材料使用检验员应具有的职业道德
材料的质量决定了产品使用功能和使用安全，由于质量造成经济损失和安全事故时有发生，危害社会和人身安全。如2008年雪灾中电力铁塔的倒塌，屡见不鲜的建筑物、桥梁垮塌，设备产品等使用寿命的降低等。为杜绝安全事故和降低经济损失必须加强检测控制。
材料使用检测是使用单位对采购的金属原材料质量的验证，在原材料入库或使用前进行物理性能和化学成分的检测，以求满足产品生产和使用的性能需求，使材料既能满足功能要求又能降低成本，达到提高经济效益的目的，促进企业持续发展。
为保证材料性能和安全，检验员要坚持原则和职业道德，遵守法律法规，遵守工艺和操作规程，依据工作程序，独立、公正，避免任何干扰得出结论，指导生产、服务生产。
2.2.3金属材料仲裁鉴定检验员应具有的职业道德
材料生产和使用单位因质量发生纠纷，需要由有资质的第三方检测鉴定，独立地出具客观、公正、可信度检验结论，确定材料质量。比如前段时间闹得沸沸扬扬不粘锅锰超标事件。
鉴定检验更容易受到各种干扰，特别是经济利益的诱惑，稍有不慎就会出现社会问题。理化检验员必须坚守职业道德，坚持工作原则，加强自身素质建设。正如业内所说：一个称职的理化检验员首要的任务就是坚持原则，不违背道德良知，促进检验工作健康有序的发展。
3检验员应具有的专业素能
合格的检验员必须具有相应的专业素能：专业素质和工作能力，它决定工作成果的科学性和可靠性，对产品进行判定，发现问题、为原因分析提供依据，提出纠正措施和预防措施。
3.1检验员自身必备的专业素质
检验员的业务素质不仅要通过系统的理论学习，而且要通过实践，在工作中不断的总结、积累，并再次应用到工作中去指导工作；再者要加强继续教育，学习专业中出现的新理论、新原理、新材料和新方法，提高自身的专业素质和工作成果质量。
检验工作中要排除对检测环境影响的各种因素，对检验结果进行不确定度评定，使用可接受性的检验程序和方法，加强数理统计，使检测更具有客观性和科学性，保证产品质量。
3.2检验员应具有的工作能力
检验员不仅要有相适应的专业素质，还必须有相应的工作能力，它决定检验员的成功与否，决定能否果断、快速得出正确结论，能否将专业知识应用到日常工作中。在工作中必须遵守法律法规，坚定的贯彻执行标准和方法，做到举一反三和融会贯通，将与检测相关的知识能够成功的运用到自己的专业知识中，指导工作。
工作能力在检测结果的失效分析本质和重大的失效案例中都能得到验证，无论你的专业知识多么渊深，在实际工作中你的能力不能拓宽，视野不够宽广，将直接影响你的知识发挥，工作中就不能有的放矢切中要害，得出正确的结果。
3.3综合素能的提高
为做好检测工作，就要不断的提高综合素能，适应不断发展的检测工作，日臻完善检测方法。不仅要坚持继续教育，而且要不断的涉猎各方面相关的知识。比如，从事化学元素分析要涉猎物理专业，物理要涉猎数学专业，常规化学分析要涉猎直读光谱元素分析等。科技的进步促使我们要孜孜不倦涉猎各方面的知识，鞭笞我们去学习、去提高自身的综合素能。
4检验工作的发展趋势必须与时俱进
新材料不断被研发，新品种不断出现，性能不断的提高，满足了各种需要，也要求检测工作必须满足材料发展需要，必须与之相适应，保证材料性能得到验证和确定。
传统的检测方法，已有的材料标准和检测程序，有的已经与材料发展不相适应，主要反映在方法繁琐、复杂、陈冗和结果精确度上。特别是新材料出现及对合金元素的性质再认识上，确定了检验工作必须与材料发展相适应，与材料发展做到与时俱进。
近年来，各种检测仪器不断的更新换代，检测精度不断提高，使材料中一些未知的微量元素被检出、被认知，这些元素在材料中的作用需重新认识。材料标准不断完善、更具科学性；标准物质各种指标更完整、准确，分析要求更严格；检测方法更完善、科学，使得检测更便利、快捷，结果更准确、完善，准确度更高。特别是近年来发展的原子谱分析技术，直读光谱仪的应用，提高了工作效率和经济效益。同时要求检验工作必须符合材料发展趋势，材料理化检验员必须不断学习新知识，提高自己的综合素质，满足材料发展和检验工作需要。
关键词：质量监督；创新质监；效能管理
中图分类号：
F2
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）22002602
1内外环境因素决定了质检机构需要对检验业务、检验能力和科技发展进行重新定位和战略规划
机构改革，食品职能划转，决定质检机构必须尽快摆脱食品业务的依赖，回到非食品检验业务主导的轨道。认监委对质检机构和国家中心建立“市场化、专业化、服务化质检机构”的定位等外部因素需要我们重新规划和部署。
目前，湖北省大多数质检机构业务求大求全，不聚焦、机构资源配置和维护入不敷出，仅有的盈利在为不盈利的买单，不能产生绩效。机构的科技规划没有围绕定位展开，不利于长期发展规划和资源配置及投入。各检测中心负责人更多的关心内部经营，而很少关注外部政府政策、辖区企业机构情况、企业需求情况及行业情况等外部因素。机构的目标管理只分解到部门层级，个人层级的目标未展开。未形成自上而下的层层展开网状结构，员工不是主动参与，而是被动做事，个人目标和部门目标无法融合，也形成不了自下而上的层层保证，这样不利于调动员工的热情、参与感、归属感和成就感。
综上，所有问题的源头在于缺乏立足现有基础的长期科技规划，而长期的规划立足的基础是地方经济状况、企业和行业发展状况以及目前检测机构的情况。
2地区经济产业行业、检测机构二维度调研概况
湖北省共有产业集群75个（截止2014年12月）主要涵盖生物医药、光电子信息、纺织服装、石油化工、钢铁有色金属及其制品、机电及机械装备制造、汽车零部件及整车等领域。武汉拥有汉口北、家具等一批民生消费品集群市场；苏宁云商模式进军武汉。事关公共安全、人身健康和生命财产安全的重点产品主要为3C产品，食品、食品接触材料及器皿等食品相关准入产品，工业生产许可证产品以及国家强制标准产品。事关国计民生产品主要为家用电器、食品接触材料及器皿、纺织服装、文教用品、妇女用品、儿童用品、汽车和装饰建筑材料。六大高耗能行业为钢铁、有色、非金属、化工（水泥）、石油加工以及电力。五大产能过剩行业为钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃、造船。国家重点节能环保行业为煤炭、电力、钢铁、有色金属、石油石化、化工、建材、机械、纺织行业。节能生态环保认证产品主要有生态纺织品、家电产品、照明设备、电力设备、建筑建材、办公设备、机电产品、新能源汽车。
全国共有国家中心531家（截止2014年12月），涉及电子信息、装备制造、钢铁及有色金属、石油化工、轻工及纤维纺织、新材料、汽车及船舶、食品安全、节能环保、能源及民生计量、建筑装饰装修材料、特种设备安全共12个领域。其中纺织服装领域国家中心46家，电力电器35家，电缆6家，光电子信息38家，建筑节能材料46家，钢铁金属及其制品18家，汽车及零部件8家，石化21家，日化14家，光学眼镜4家，珠宝8家，文教用品8家，玩具2家。湖北省共有国家中心14家，其中系统外5家；湖北省已批准筹建系统内国家中心8家，其中仅2家地点在武汉。
湖北省在CNAS注册的系统内外检测机构共169个（其中武汉市112个），其中实验室认可机构112个（其中武汉市74个），单计量认证机构57个（其中武汉市47个）。湖北省已建成的省中心12个；湖北省已批准筹建的省中心共18个。
3调研的启发及思考
（1）机构检测理念定位于“安全、健康、节能、环保、生态、循环产品的守护和引导”。这符合国家中长期质量发展规划、科技发展规划和政策导向，符合科技项目、技装技改项目、中小企业公共平台建设等项目、资金和奖励申请的导向，符合消费者及民众的民生和消费需求，符合技术引领、产业技术转型的企业行业需求，体现质量管理的社会责任，有益于快速提升机构的影响力，给业务发展、营销策略、宣传导向指引了方向。
（2）建立“有毒有害物质测试”、“非食品微生物及抗菌性能测试”、“阻火阻燃测试”、“可靠性稳定性测试”、“安全生态纺织品测试”、“电器低碳环保效能测试”、“节能环保材料测试”等特色检测业务，实现技术行业引领、全面业务提升的以点带面效应。
“有毒有害物质测试”、“非食品微生物测试”和“抗菌性能测试”是涉及健康的重要化学和生物监测指标，涉及食品包材接触材料及器皿、纺织品、儿童用品、文教用品、建筑装饰材料、日化用品、电子电器、汽车及配饰、金银及仿真饰品等众多消费品行业，以及生物医药、化肥、农药等领域。这些领域产品的组成中可能含有各种有毒有害物质和原材料，提取这些有害原材料及其最终废弃使用的产品全生命周期中，存在环境污染的同时对人类健康也造成危害。欧盟RoHS和国推RoHS标准对有毒有害物质的限量都有要求。
“阻火阻燃性能测试”是涉及安全的重要物理指标，近年来频繁发生的汽车、厂房等火灾事件引起对防火材料、产品的燃烧性能和阻燃性能的重视，主要涉及纺织、建材建筑材料、汽车及汽车配饰、电线电缆、电工电子产品、家具、安防等易燃材料涉及领域。“可靠性稳定性测试”是涉及汽车零部件、航空航天、船舶、轨道交通、工程机械、家用电器、电子电气电工产品、元器件和基础件的稳定性测试，建筑材料、涂料油漆产品、塑料及塑料产品、橡胶及橡胶产品、金属材料及产品耐候性测试，水敏感材料、建筑材料涂料、通讯电器设备外壳、汽车摩托车配件的老化测试。《科技规划》明确“十二五”期间提升以上重点行业的可靠性，加强产品可靠性设计、试验及生产过程质量控制，提升可靠性水平，而我市是以上重点领域元器件主要制造市之一，开展稳定性测试有坚实的市场基础和市场需求，即能在武汉经济腾飞中分一杯羹又符合单项能力建立投入的经济要求。
（3）发展“认证-检验-标准、咨询培训、认证”、“全生命周期、全产业链、全供应链检验”、“以特色带动全面发展”的业务、人才和科研的循环发展模式。
以生态纺织品业务为例，以生态纺织品染料和化学品助剂Eco -Passport认证、生态纺织品Intertek Eco-Certification和Oeko-Tex 100生态产品认证的检测指标和标准为最高要求。按照“问题/实施内容=最高要求-现状”的公式，对现有纺织品检验能力梳理，确定要完善和建立的能力，围绕需要完善和建立的能力进行检验设备、设施环境的添置和改造，并可进行技装技改项目的申报；对检验人的检验能力再培训、确定“人才引、聘、评、考”的科技和检验技能的岗位内容。梳理标准要求限值和精度，我们目前GB方法标准是否有且是否能满足要求，不能满足的是否有ISO等国际标准，考虑是否可以等同采用ISO标准制定GB标准；若ISO等国际标准也无，考虑制定标准；有指标方法标准但GB产品标准中无要求的，考虑对GB标准的修订，并可对以上类型申报标准制修订项目。
以生态纺织品特色检测逐步带动纺织染料商、助剂商、化学品商、辅料商、各类纤维商、纱线商、织物商，服装商，家用纺织品及室内装饰用品商，特种纺织品商，成衣及附配件等生产商、加工商、经销商、商、批发商和零售商全供应链业务发展。以纺织服装为核心带动相关皮革、鞋类、箱包、服饰配饰、珠宝检测领域全产业链业务发展。
“安全生态纺织品测试”、“电器低碳环保效能测试”、“节能环保装饰材料测试”分别以“纺织服装国家中心”、“电器效能国家中心”和“国家环保与节能材料国家中心”为平台。“纺织服装国家中心”走以生态纺织品为特色的产业化链服务。“电器效能国家中心”以节能、低碳、环保的电子电工、电力电器、电线电缆的元件、配件及相关产品为主要检测对象；以强制认证、工业产品许可产品和准入产品为基础业务，开展产品的有毒有害物质测试、微生物定性定量测试、抗菌性能测试、食品接触测试、物理和机械测试、电气性能测试、电气安全试验、电磁兼容性（EMC）测试、可靠性测试、材料测试、易燃性测试、环境安全性和环境适应性测试；深入开展资源、能源节能环保认证产品；探索电子信息产品、信息设备产品、激光产品、光纤光伏产品、自动化识别产品如防伪产品、射频产品、条码产品和生物特征识别产品检测。
“国家环保与节能材料国家中心”定位“节能环保产品测试和材料分析测试”，综合运用常量、微量和痕量检测技术，并重有机和无机分析、成分与生产工艺流程分析，进行材料的定性定量分析、组织结构分析、化学成分分析、表面及微区的形貌、力学性质、物化性能等测试；以仪器分析手段和数据处理为支撑，为企业提供材料及相关产品的成分分析、未知物分析、配方分析、诊断分析和材质鉴定。服务企业实现材料成分鉴定、配方还原、对比分析，指导企业工艺配方、工艺改进，缩短研发周期，降低技术成本，探索全方位检测服务业务思路。
4科技管理方面的若干建议
（1）抓好科研管理的3个核心内容：项目信息收集、申报的内容和质量的引导、项目过程的内部管理和项目的外联沟通。主要涉及包括项目选择和可行性分析的项目范围管理、项目人力资源管理、项目采购管理、项目沟通管理、项目财务管理、项目时间管理、项目质量管理和项目风险管理8个项目管理要素。每个要素又包含一整套相应的规章、制度、程序和过程管理表格。通过计划、组织、监督、控制和指导基本职能具体展开实施。科研管理遵循“最小资源”实现目标的原则，按重要性在时间和精力上合理比例分配，实现项目管理的效能管理，即利用系统软件工具进行项目的数字信息化管理。
（2）质检机构的经营发展以“价值经营为导向”比较符合检测市场发展的趋势和要求，主要包括提升检验能力，积极开拓以检验为基础的综合服务市场，提高检验质量及效率，加强检验检测业务的营销手段，建立质检机构的品牌形象。对内，建立机构自身的独特价值；对外，明确目标市场和目标对象，内外兼修，量身定制适合机构自身的均衡、稳健的长远发展规划。
（3）建议实行真正意义的目标管理，全员参与，上下沟通，使员工了解机构目标，机构了解员工需求，达成共同目标，使员工绩效和机构绩效一致，从而实现机构的整体目标。建议绩效指标体系分任务完成指标，成本指标，顾客满意度指标和员工满意度指标四部分，设立不同的权重，且具体指标设置时适当增加过程指标和能力指标。其中任务完成指标包括科技、质量和业务任务完成指标；顾客满意度指标符合以顾客满意导向的市场化经营理念；员工满意度指标有利于各部门创造一个和谐、激励的氛围，实现个人目标和机构目标的一致，员工满意度直接影响顾客满意，员工满意忠诚度高工作效率提高，提供更好的服务和产品，这样客户感到满意对机构的忠诚度提高，必然给机构带来更多效益，而员工收入增加，进一步提高员工满意度。
参考文献
[1]爱德华兹.戴明W.戴明论质量管理[M].钟汉清，戴久水译.海口：海南出版社，2003.
关键词：土聚物、抢修补材料、低品位、高岭土
土壤聚物的概念来源于法国教授Davidovits。Davidovits教授在对古建筑物的研究过程中发现，耐久性的古建筑物中有架状的硅铝酸盐化合物的存在，这类化合物与地壳中大量存在的佛石类物质结构相似，被称为土聚物[1-3]。
世界高岭土总产量约为4000万t，但精制高岭土不到50%。随着社会的进步和科技的发展，需要的高岭土(尤其是优质高岭土)会越来越多。今后若干年，国内外高岭土市场将保持稳定发展，贸易量将呈不断增长的趋势，尤其是优质高岭土，因而我国高岭土工业应着眼于国内外两大市场，重点发展深加工，开发新产品，尽快改变目前产品结构不合理的状况，从传统的应用领域转向高科技、高效益的领域。
本研究的目标是研发出一种用低品位高岭土激发的土聚物抢修补材料，其砂浆常温养护下一天的抗压强度>20MPa,28天抗压强度>60MPa；砂浆28天抗渗压力>1.0MPa；与混凝土的界面有高的粘结强度（＞1.5MPa）；初凝时间3-5小时，终凝聚时间4-6小时并且砂浆流动度>180mm的抢修补材料。
1 试验
1.1 试验用原材料
(1)高岭土本试验采用二种高岭土进行比对试验,优质高岭土采用广东湛江华鼎矿业生产的高纯度高岭土粉,低品位高岭土采用取自清远，直接在地面采集。其化学成分如下：
从表1―2中可知，这种低品位的高岭土的二氧化硅含量为74.31%,氧化铝的含量仅为17.38%，而氧化镁和氧化铁的含量都小于1.0%。而从表1-1中优质高岭土的化学成分可以看到二氧化硅的含量仅为47.90%，氧化铝含量为36.17%，而氧化铁和氧化镁的含量相差不大。对比这二种高岭土的化学成分可知，低品位的高岭土二氧化硅的含量比优质高岭土的含量多多出了高达25%，而氧化铝的含量则少了接近20%，可以猜测到这种低品位高岭土的主要问题是杂质石英砂的含量过高，导致其中可用的高岭石等有用成分含量降低。由于高岭土中掺入的铝的杂质是基本上是没有的，因此可以根据化学式和化学分析中氧化铝的含量来推导二氧化硅中非石英砂的含量。低品位高岭土中氧化铝的含量为17.38%,根据化学式推导出来的二氧化硅中非石英砂的含量为20.45%，则石英砂的含量则为53.86%；优质高岭土中氧化铝的含量为36.17%，根据化学式推导出来的二氧化硅中非石英砂的含量为42.55%，则石英砂的含量则为5.35%。这种低品位的高岭土是直接在地面上采集的，没有经过任何加工，而地面上的石英砂是非常多的，因而掺杂在其中。
(2) 矿渣：本研究均采用韶关钢铁集团公司产的同批粒化高炉矿渣。化学成份如表3―1。
(3) 水泥：采用珠江水泥厂生产的越秀牌P.Ⅱ.42.5水泥。
(4) 水玻璃：模数为1.0,浓度为35%的水玻璃。
1.2 试验方法
(1) 胶砂试体的制备：强度性能用胶砂试体的制备参照GB/T 17671进行。
(2) 强度性能的测定：试体为40mm×40mm×160mm的棱柱体。按照GB/T 17671测定胶砂试体的抗折、抗压强度。胶砂试体的养护龄期为1d、3d和28d。
(3) 胶砂流动度试验：参照GB2419《水泥胶砂流动度测定方法》。
(4) 粘结强度试验：参照《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81。
(5) 凝结时间的测定：按照配比称取一定质量的偏高岭土（或矿渣粉）和硅酸钠溶液后，把材料共同搅拌，搅拌方法参照GB/T1346《硅酸盐水泥的标准稠度、凝结时间和安定性检验》，搅拌好的浆液做凝结时间试验。
1.3低品位高岭土的加工
1 原矿的打散
由于低品位高岭土是从高岭土矿直接装袋运回来的，因此高岭土中有大量的杂质，且颗粒较大，不可能直接煅烧成偏高岭土。所以先把所有的低品位高岭土混均匀后，把树枝等杂物挑出来，然后用锤子把大块的颗粒敲成小块的，再在实验室小磨中打散5分钟。把这种高岭土命名为DY。
2 原矿的淘洗
参照陶瓷工业中淘洗高岭土的方法，利用石英砂和偏高岭土密度的差异，让它们在水中静置分层。把DY放在水箱里，然后加水并且搅拌，使低品位高岭土充分分散，然后让它静置分层。由于石英砂的密度较高岭土大，所以石英砂沉降到水箱的底部，而中间则为高岭土，上层则为水。然后把上层的水倒掉，再把中层的高岭土放在托盘里放到烘箱在105℃下烘干，而下层的砂就倒掉。烘干后的高岭土冷却后把它放在球磨机里打散5分钟。把这种高岭土命名为DT。
3 原矿的湿磨
要湿磨高岭土，必须加入一定的水，使高岭土粉变成浆体并且使其有一定的流动度才能把磨完的浆体从湿磨机里面倒出来。经过试验，在1.2的水灰比下配成的低品位高岭土浆体的流动度较好，所以我们把高岭土DY以1.2的水灰比放在湿磨机里面，湿磨300分钟，倒出后放在托盘里在105℃的烘箱里面烘干，等它冷却后放在球磨机里面打散5分钟。把这种高岭土命名为DYS。
4 淘洗后湿磨
参照三中的方法，把DT以1.2的水灰比放在湿磨机里面，湿磨300分钟，倒出后放在托盘里在105℃的烘箱里面烘干，等它冷却后放在球磨机里面打散5分钟。把种高岭土命名为DTS。
然后放在实验电炉中在800℃保温2h，烧成偏高岭土。
2 结果
2.1 凝结时间
将上述的四种低品位的高岭土及优质高岭土烧成的偏高岭土按下配方测定其凝结时间，结果如表2―1：
表2―1 配比及凝结时间结果(W%)
注：Y为优质高岭土
从表中可以看到，掺入了30%的高活性矿渣后，碱激发低品位偏高岭土及优质高岭土的凝结时间均能控制在6h以内，基本上达到要求。
2.2 抗压抗折强度
按上配方制成的土聚物的胶砂流动度及抗压抗折强度结果如下。
1 胶砂工作性能
胶砂流动度结果如表2―2。
表2―2 胶砂流动度结果
从表2―2中可以看到胶砂流动度的规律为DY>DT>DYS>DTS。原因之一是DY和DT颗粒分布比较宽，原因二就是含砂率的差异，含砂率越高，其流动度越大，这是因为砂和偏高岭土的颗粒形状不同，因此砂的需水量较偏高岭土的需水量少，所以含石英砂量多的偏高岭土制成的砂浆的胶砂流动度较大，而石英砂量少的胶砂流动度变小。而优质偏高岭土在相同的配方中的流动度为195mm，比由这四种低品位偏高岭土成型的流动度都要差，这是因为这四种偏高岭土的含砂量比优质高岭土的要大；而经过湿磨的低品位偏高岭土虽然级配较差，但是由于砂含量的因素，在相同配比下其流动度还是比优质偏高岭土的要好。
2 抗压抗折强度
抗压强度结果见表2-3。
表2―3 抗压抗折强度结果
从表中可以看到，随着龄期的增长，各配方的抗压和抗折强度不断增大。在1d的时候，各配方中的抗压强度均相差不大，在20MPa左右浮动，这是由于掺了30%的矿渣，矿渣是一种高活性的矿物，所以在1d的时候，由于矿渣和偏高岭土的活性差异，反应的原料应该大部分是矿渣，偏高岭土反应量比较小。1d的时候抗折强度差别相对来说较大，DT和Y差别不大，比DY的大了1MPa左右，又比DYS和DTS大了约0.5MPa左右
低品位高岭土中3d的抗压强度DT仍然为最高，超过了44MPa，和Y差别不大，比最低的DYS高出了8MPa左右，而DY和DTS居中大约40MPa，可以看见，在这个龄期矿渣还是发挥绝大部分的作用，偏高岭土的活性作用还不明显，所以颗粒的堆积效应还是发挥较大的作用。抗折强度和抗压强度的规律相一致，最大的还是DT，最小的是DYS。
低品位高岭土中28d的抗压强度规律比较复杂，DT>DY>DYS>DTS。和1d和3d相同的是DT的抗压强度仍然是最大的。但是经过湿磨磨细的料做出来的抗压强度比没有经过磨细的料的抗压强度要低。在这龄期的抗折强度数据都在7MPa以上，但是DT是最低的，而DTS最好，DYS次之。抗折与抗压不同步，相差很远。而在这龄期无论是抗压强度还是抗折强度，优质高岭土均好于低品位高岭土，说明到达28d的时候，优质高岭土的品位优势才能显现出来。
3 抗渗强度
结果如表2―4。
表2―4 抗渗强度结果
从表中可见，这五个配方的抗渗强度均大于1.6MPa，超过了试验机量程（1.6MPa），在达到了抗渗机能达到的最大的抗渗强度后仍没有被击穿渗水，说明它们都有很好的抗渗能力。
4 与混凝土界面的粘结能力
结果如表2―5。
表2―5 界面粘结强度结果
从表中可以看到，各配方中的劈裂抗拉强度差别不大，均大于2.3MPa。
3结论
（1）掺入30%的矿渣后，以低品位高岭土为原料的配方的凝结时间均能控制在6h以内；而以DYS为原料的配方终凝时间更是缩短到4.28h。从凝结时间的要求来看符合抢修补材料凝结时间的要求，而且具有较好的胶砂流动性。
（2）掺入30%矿渣后，四个配方的1d抗压强度均在20MPa左右，而最高的为DT为原料的配方1d达到20.2MPa，28d达到66.4 MPa。从抗压强度的要求来看达到了抢修补材料的要求。
（3）上述四个配方均有较好的抗渗能力和粘结能力，也能达到抢修补材料的要求。
（4）掺入30%矿渣后，优质高岭土到达28d的龄期时候的品位优势才能显现出来。
参考文献
Margie Morris. Archaeology and Technology. Concrete International.1987, Vol.9, No.12:28~35
Campbell, Donald H.; Folk, Robert L. Ancient Egyptian pyramids concrete or rock? Concrete International; Design and Consruction. 1991. 13(8):28,30~38
摘要：
本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性．结果表明:预热时间对于预热球强度影响不大，在预热时间为10min时，随着预热温度的提高，预热球强度和氧化率呈直线型增加，适宜温度为1050℃，此时预热球强度可达每个400N以上;与传统铁矿球团相比，铬铁矿球团焙烧所需的温度高，焙烧时间为10min时，焙烧温度从1250℃提高到1350℃，球团强度从每个1078N提高到1973N．在铬铁矿球团预热和焙烧过程中，铬尖晶石(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4氧化生成富镁的(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr，Fe，Al)2O3，当温度高于1000℃时，(Cr，Fe，Al)2O3新相生成，其主要以环状分布在颗粒外层，颗粒内部为针状与(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4形成交织结构，降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr，Fe，Al)2O3向颗粒外层富集和再结晶长大，有利于球团的固结，提高球团强度．
关键词：
铬铁矿;球团;焙烧;氧化;固结
铬铁合金冶炼的主要原料包括铬铁块矿和铬铁粉矿(＜8mm)，由于在冶炼过程中对炉料透气性的要求，通常铬铁块矿更适合冶炼［1］．然而，世界上每年开采的铬铁矿中，块矿仅占20%，粉矿约占80%．相对于块矿来说，粉矿品位高，价格低［2-5］．我国铬矿资源贫乏，95%以上铬铁矿依靠进口［6-7］．因此，有效利用廉价粉矿是降低我国铬系铁合金生产成本，提高市场竞争力的有效途径之一［8］．铬铁粉矿冶炼前需对其进行造块，以满足冶炼对炉料块度和性能的要求．目前，芬兰奥图泰公司的氧化球团技术(OutocumPu法)和日本的球团回转窑预还原技术(SRC法)由于其产量大、造块产品质量稳定等诸多优点而得到广泛使用［9-10］．但我国生产球团矿以链篦机-回转窑工艺为主，由于铬铁矿球团所需的焙烧温度高，给回转窑工艺生产带来一定的困难，同时也不利于节能降耗．Tathavadkar等［11］在空气气氛下对南非铬铁粉矿进行热处理，分析了铬铁矿在氧化过程中物相的变化规律;王海娟等［12］研究了烧结温度对铬铁烧结矿强度的影响，表明烧结温度达到1300～1350℃时，温度的提高才明显增加烧结矿的抗压强度．然而国内外的研究多集中于铬铁矿的氧化行为及其造块新工艺的研究［13］，对于铬铁矿球团固结的机理及球团强度影响因素的研究则相对较少．因此，本文模拟链篦机-回转窑的生产条件，对铬铁矿球团的氧化固结行为以及Cr/Fe比对其焙烧的影响进行了研究，揭示其氧化固结特性，为工业生产提供理论指导．
1原料性能及研究方法
1.1原料性能
本试验采用的原料包括四种铬铁粉矿(其中铬铁矿B和C由铬铁矿A和D配矿而成)和一种膨润土，化学成分如表1所示．铬铁矿A属于低Cr/Fe比的铬铁矿，Cr/Fe比为1.35，而铬铁矿D的Cr/Fe比则相对较高，为2.55，铬铁矿B和铬铁矿C的Cr/Fe比分别为1.51和1.70;由于铬铁矿中主要为铬尖晶石(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4，Mg和Al分别晶格取代Fe和Cr，因而Fe含量低的铬铁矿其MgO含量相对较高，而Cr含量低的铬铁矿其Al2O3含量相对更高．本试验采用的膨润土为钠基膨润土，物理性能如下:每15g胶质价98mL，膨胀容16.25mL•g－1，吸水率(2h)367%，每100g吸蓝量26.75g，蒙脱石质量分数60.52%.对铬铁矿A和铬铁矿D进行了X射线衍射分析，结果如图1所示．可知虽然两种铬铁矿在化学成分分析结果上有所差异，但是主要的矿物组成均为铬铁尖晶石((Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4)．
1.2研究方法
造球试验是在圆盘造球机中进行的．其主要技术参数为:直径1000mm，转速25r•min－1，边高150mm，倾角47°．造球时每次称取4kg铬铁精矿(干基)，膨润土添加量按试验设定配比(1.25%)进行计算，配料后将铬铁精矿和膨润土充分混匀，再进行造球试验．造好的生球经过筛分，将12～14mm的生球作为合格生球并在105℃烘箱中进行干燥备用．为了更好地模拟链篦机-回转窑生产，预热和焙烧分别在两段卧式管炉中进行，卧式管炉由两段硅碳管电阻炉对接而成．将10个干球装入刚玉瓷舟推入炉内，整个预热和焙烧过程在空气气氛下进行，炉口为敞开式，保证空气自然流通［14］．按照设定的升温速度、加热时间和降温速度，球团在炉内依次经历预热、焙烧、均热和冷却四个过程，预热球及焙烧球在智能球团抗压机上测定其抗压强度．结合光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等微观测试技术分析球团矿矿相鉴定及显微结构，研究球团矿的矿物成分、结晶形态、微观结构等．
2结果与讨论
2.1预热和焙烧条件对铬铁矿球团的影响
天然铬铁矿结构可用分子式(Fe2+，Mg)(Cr，Fe3+，Al)2O4的立方尖晶石描述，此式表示天然矿物是纯尖晶石六个末端成员FeCr2O4、Fe3O4、FeAl2O4、MgCr2O4、MgFe2O4和MgAl2O4的固溶体．铬铁矿中的尖晶石矿物在氧化气氛条件下加热，可能发生的反应如下［15-16］:FeO•Fe2O3+1/4O23/2Fe2O3，(1)FeO•Cr2O3+1/6O21/3Fe3O4+Cr2O3，(2)FeO•Cr2O3+1/4O21/2Fe2O3+Cr2O3，(3)FeO•Al2O3+1/6O2l/3Fe3O4+Al2O3，(4)FeO•Al2O3+1/4O2l/2Fe2O3+Al2O3.(5)上述五个反应的标准吉布斯自由能与温度的关系如图2所示．可知含铁尖晶石在正常的预热和焙烧温度下(一般低于1350℃)都能自发进行，反应的趋势依次是FeCr2O4、Fe3O4和FeAl2O4．铬铁矿氧化的过程主要是发生的Fe2+的氧化反应，因此在研究铬铁球团的氧化度时以Fe2+的氧化率来表示．
2.1.1预热条件对预热球的影响
在铬铁矿B中配加1.25%膨润土，研究了预热温度和预热时间对铬铁矿氧化和预热球强度的影响，结果见图3．可知在预热温度1050℃条件下，随着预热时间从8min延长到14min，球团氧化率从70.0%增加到76.5%，预热时间超过10min时，球团氧化率增长放缓，预热球强度整体呈升高趋势，但变化幅度相对较小，所以适宜的预热时间为10min．在适宜预热时间条件下，预热温度从950℃提高到1000℃，球团氧化效果明显变好，FeO氧化率从35.6%增加到53.37%，预热球强度从每个152N增加到283N;继续提高温度，球团氧化程度先快速增加，当温度高于1050℃后增加放缓，当温度为1100℃时，FeO氧化率为82.8%;与此同时，当温度从1000℃提高到1100℃，预热球强度从每个283N增加到517N，增幅较大．上述研究可知，预热时间对于预热球的强度影响不大，适宜的预热时间为10min;而预热温度的提高，使得球团强度呈直线型增加，在温度1050℃预热10min的适宜条件下，预热球强度达到每个411N，满足链篦机-回转窑生产工艺对预热球强度大于每个400N的要求．采用X射线衍射分析研究了预热温度对铬铁矿球团焙烧过程物相组成的影响，结果如图4所示．在低于1000℃温度下，铬铁矿焙烧过程没有新的物相生成，其主要的物相仍为铬铁尖晶石(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4．虽然铬铁矿在较低的温度下Fe2+就会发生氧化反应，但是氧化反应进程缓慢，X射线衍射分析还检测不到氧化产物．当温度提高到1000℃时，明显有新的物相(Cr，Fe，Al)2O3生成;通过比较(Cr，Fe，Al)2O3在1000℃和1100℃的衍射峰可知，在较高温度下，(Cr，Fe，Al)2O3衍射峰的强度有所增强．
2.1.2焙烧条件对铬铁球团强度的影响
在铬铁矿B中配加1.25%膨润土，并在适宜的预热条件(预热温度1050℃，预热时间10min)下研究了焙烧温度和焙烧时间对焙烧球强度的影响，见图5．可知焙烧温度为1300℃时，焙烧时间从10min延长到18min，焙烧球抗压强度变化不明显，表明时间对球团固结的影响较小;在焙烧时间为10min的条件下，随着焙烧温度的升高，焙烧球抗压强度增加，焙烧温度由1250℃升高到1350℃时，焙烧球抗压强度由每个1078N增加到1973N，增加幅度较大，表明焙烧温度是影响球团固结的主要因素．对生球及上述三种不同焙烧温度(1250、1300和1350℃)下得到的球团矿进行了显微结构分析，结果如图6和图7所示．可知经过焙烧后的球团颗粒相互聚集，结构紧密，并且随着焙烧温度的升高，球团矿抗压强度增大，球团矿的结晶越来越完整，晶粒长大明显．当焙烧温度为1250℃时，球团矿中矿物主要为点状和絮状连接，其颗粒间的孔隙多，使得连接强度低;温度提高到1300℃时，球团矿中颗粒开始聚集，相互靠拢;继续提高到1350℃，球团矿中开始呈互连状的结晶形态，晶粒尺寸长大，孔隙率降低，使得球团的强度提高．温度的升高加速了氧化反应的进行，图7中当焙烧温度从1250℃升高到1350℃，颗粒外层以及内部生成的(Cr，Fe，Al)2O3明显增多，而且由于温度的升高，离子活性增强，(Cr，Fe，Al)2O3向颗粒外层富集的速度也会加快［17］，颗粒形成的(Cr，Fe，Al)2O3氧化物环变厚，(Cr，Fe，Al)2O3在颗粒再结晶有利于球团的固结，使得球团强度提高.对1300℃焙烧所得的球团进行了扫描电镜能谱分析，结果如图8和表2所示．可知焙烧球的主要矿物组成为铬尖晶石((Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4)和铬铁铝复合氧化物((Cr，Fe，Al)2O3)，次要矿物组成为镁铁橄榄石等硅酸盐成分以及石英．
2.2Cr/Fe比对铬铁球团预热和焙烧的影响
2.2.1Cr/Fe比对球团强度的影响
在膨润土配比1.25%、预热(温度1050℃，时间10min)和焙烧(温度1300℃，时间16min)的条件下，研究了Cr/Fe比对预热和焙烧的影响，结果见图9．可知当铬铁矿Cr/Fe比从2.55降低到1.35，预热球强度从每个190N提高到506N，焙烧球强度从每个690N提高到1900N，预热球和焙烧球的强度都在不断提高，而且提高的幅度均比较大，表明Cr/Fe比低的铬铁矿固结能力强．从球团中FeO氧化率的变化可知，随着Cr/Fe比的降低，FeO氧化率在不断提高．采用热重分析仪在空气气氛中对Cr/Fe比为2.55和1.35的两种铬铁矿进行热重分析(TG--DSC)，升温速率为10℃•min－1，结果如图10所示．可知在升温过程中，Cr/Fe比为1.35的铬铁矿A在700℃以下时比较稳定，温度高于700℃时开始增重，至1200℃左右结束，即图中的AB段，此时Fe2+发生氧化反应，增重约为1.13%，达到该矿FeO(19.75%)全部氧化理论增重的51.6%．Cr/Fe比为2.55的铬铁矿D的热重曲线CDE段出现明显的失重，CD段的温度较低，其失重主要是铬铁矿D中含有一部分的结晶水在加热的过程中分解出来，对铬铁矿D在450℃中性气氛下加热过程中产生的废气进行热处理，检测出部分水蒸气，这与CD段的失重相吻合，而中性气氛下检测铬铁矿D600℃时焙烧释放出的CO2质量分数为1.08%，与其在600℃左右时失重1.3%左右相吻合，因此该段失重是由碳酸盐的热解反应而引起．EF段加热过程有822.5℃和1035℃两个放热峰，过程增重约为0.23%，同样是发生Fe2+氧化反应，过程增重仅达到该矿FeO(12.90%)全部氧化理论增重的16.0%．说明随着Cr/Fe比的降低，铬铁矿氧化难度降低，铬铁矿球团固结能力提高，预热球和焙烧球的强度不断提高．
2.2.2Cr/Fe比对焙烧球微观结构的影响
不同Cr/Fe比的铬铁矿球团显微结构如图11所示．可知当Cr/Fe比为2.55时(图11(a))，只在颗粒边缘有零星的浅白色(Cr，Fe，Al)2O3生成，颗粒内部(Cr，Fe，Al)2O3生成量非常少;当Cr/Fe比降低到1.7时(图11(b))，则在颗粒边缘有明显的氧化物环，并在颗粒内部生成条状(Cr，Fe，Al)2O3，但是生成的条状(Cr，Fe，Al)2O3并不多;当Cr/Fe比继续降低到1.51时(图11(c))，颗粒边缘的氧化物环更加明显，氧化物环的厚度增加，颗粒内部也生成一部分的针状(Cr，Fe，Al)2O3，并与(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4形成交织结构;当Cr/Fe比为1.35时(图11(d))，则不论是颗粒边缘还是颗粒内部都生成大量的(Cr，Fe，Al)2O3．因此，随着铬铁矿Cr/Fe比不断降低，由图11(a)到(d)，氧化过程中生成的(Cr，Fe，Al)2O3越来越多，(Cr，Fe，Al)2O3的生成并向颗粒外层富集，使得颗粒外层氧化物环变厚，(Cr，Fe，Al)2O3的再结晶有利于球团的固结，从而使球团强度得到提高．
3结论
(1)铬铁矿球团在适宜的预热条件(预热温度1050℃，预热时间10min)下，预热球强度达到每411N，满足链篦机-回转窑生产工艺对预热球强度大于每个400N的要求;与传统的铁矿球团相比，铬铁矿球团焙烧所需的温度高，当焙烧温度从1250℃提高到1350℃，球团强度从每个1078N提高到1973N．
(2)在铬铁矿球团焙烧过程中，(Fe，Mg)(Cr，Al)2O4氧化生成(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr，Fe，Al)2O3，(Cr，Fe，Al)2O3主要分布在颗粒外层，颗粒内部为针状(Cr，Fe，Al)2O3与(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4形成交织结构．(3)Cr/Fe比的降低和焙烧温度的升高均有助于(Cr，Fe，Al)2O3向颗粒外层富集，其再结晶有利于球团的固结，从而提高球团强度．因此，生产铬铁矿氧化球团时，在满足不同牌号铬铁合金生产对Cr/Fe比要求的情况下，在高Cr/Fe比原料中可适量配加低Cr/Fe比原料，可以降低生产难度，同时有利于节能降耗．
参考文献：
[1]刘培骁，储少军．铬粉矿冷压球团的研究．钢铁研究，2011，39(3):12
[2]庆，李建，范晓慧，等．铬铁矿粉造块方法综述．烧结球团，2004，29(2):27
[3]庆，李建，潘建，等．铬铁矿粉烧结试验研究．钢铁，2007，42(8):7
[5]庆，仉宏亮，潘建，等．铬铁粉矿球团烧结新工艺及固结机理研究．金属矿山，2010(5):99
[6]郑明贵，赖亮光．中国铬矿需求情景分析．资源与产业，2011，13(4):43
[7]张启轩．我国铁合金工业的现状及加快实施创新对策．铁合金，2000(2):33
[8]李东海．铬铁矿制粒烧结工艺优化研究［学位论文］．重庆:重庆大学，2012
[9]阎江峰，陈加希，胡亮．铬冶金．北京:冶金工业出版社，2007
[10]杨世明．我国铬铁生产发展中的问题与思路．铁合金，1996，27(3):48
[12]王海娟，郎永沛，汪晓今，等．南非铬铁粉矿球团烧结工艺的探索．铁合金，2013，44(1):6
[13]李建．铬铁矿粉球团烧结新工艺及固结机理研究［学位论文］．长沙:中南大学，2004
[14]傅菊英，姜涛，庆．烧结球团学．长沙:中南工业大学出版社，1996
[15]齐天贵．铬铁矿强氧化焙烧理论与技术研究［学位论文］．长沙:中南大学，2011
Abstract： Copper in low grade copper ore in Yunnan contains copper 0.33%， which is mainly sulfide of copper. The associated silver grade is 3.71g/t and the main gangue mineral is serpentine， talc etc. Due to the low grade of copper and associated silver， it is necessary to choose the proper process and reagent to enrich copper， meanwhile， silver can be also enriched. Through the study of grinding fineness test and collector， the type of inhibitor， it is used to the mixture of Z-200 and butyl xanthate （1：1） collector 80g/t， oil-2# 30g/t， lime 300g/t and technology of copper and sulfur mixed flotation -coarse concentrate regrinding flotation， obtained the grade and recovery of copper concentrate were 16.48% and 82.42%， the content of silver were 58.23g/t and the recovery rate was 27.12%. It is good beneficiation index.
关键词： 铜矿；伴生银；再磨；浮选
Key words： copper；associated silver；regrinding；flotation
中图分类号：P618.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）14-0162-04
0 引言
铜矿类型主要有斑岩型、砂页岩型、矽卡岩型、脉型等，其中以斑岩型铜矿为主，分别占世界储量的一半以上。铜作为关乎国民生计的重要金属，其用量仅次于钢铁和铝。而我国铜矿主要分布在东部地区的江西、安微、黑龙江，约占全国储量的44%，西部地区的、云南、新疆和内蒙古约占52.8%。并且铜矿的品位低，品位大于1%的铜矿仅占储量的21%。随着铜需求量的不断增加和高品位铜矿的日渐枯竭，对低品位铜矿的开发利用已经成为生产铜的重要途径[1-3]。
此外，在有色金属矿物中回收其中的伴生金银矿是生产金银的一种重要方法。我国有色金属资源丰富，其中伴生金银等贵金属的储量也十分巨大，伴生金银主要赋存在铜矿、镍矿、铅锌矿中[4-5]。为了更好地利用我国储量丰富的有色资源，本文对云南某低品位伴生银的铜矿为研究对象，开展了探索提高铜品位及其伴生银的实验研究。
1 原矿性质
该低品位铜矿，矿石含铜0.33%，主要呈原生硫化铜态存在；含镍0.13%，主要呈硅酸镍态存在；矿石含铁18.31%，磁性铁占总铁的41.56%。矿石中的脉石矿物主要是蛇纹石、滑石、绿泥石；次要矿物为磁铁矿；少量矿物为白云石、方解石。
1.1 原矿多元素分析
经原矿光谱分析结果可知，原矿主要元素为Cu、Ni、Si、Al、Mg、Fe、Ag，其他元素少量或微量。化学多元素分析是定量查明各种类型矿石中主要元素及其组分含量，以确定矿石的性质与特点。原矿主要化学成分分析结果见表1。
由多元素分析可知，矿石中的主要有价金属为铜、镍和铁。
1.2 原矿铜物相分析
为了查清铜矿物的赋存状态，对铜矿物进一步做了物相分析，铜物相分析结果见表2。
由表2可知，铜主要以原生硫化铜的形式存在，占83.33%，其次是次生硫化化铜，占10.31%。因此，从回收硫化铜的角度考虑，即使把全部的硫化铜都回收上来，回收率也只有83.33%，要想提高铜的回收率，就必须研究可回收多种物相的混合药剂。
2 选矿试验方案设计
根据矿石的性质，结合前期的探索性试验情况，发现常规药剂对铜有比较好的浮选效果，镍有富集，但很难达到3%，难以成为合格的镍精矿。同时发现在磨矿细度为
-200目占60%的情况下，铜粗精矿再磨-270目占90%时，铜硫进一步分离，有助于提高铜精矿的品位。综合考虑，最终采用“铜硫混浮-粗精矿再磨浮选”的工艺[6-9]。
2.1 原矿浮选探索试验
以丁基黄药为捕收剂，经过一次粗选、两次精选和一次扫选，得到探索的结果如表3所示。
由探索性试验结果可知，以丁基黄药为捕收剂，经过一次粗选、两次精选和一次扫选，可以得到品位、回收率分别为6.74%和78.83%的铜精矿。同时，尾矿中铜含量较低，占有率仅为1.21%。从探索性试验开看，目的矿物铜矿物的富集效果明显，回收率较为理想，亩说明该铜矿可选性较好，但铜精矿品位比起合格精矿还有较大差距。
2.2 磨矿细度试验
按照图1的流程，在捕收剂丁基黄药用量150g/t，2#油90g/t条件下，进行了磨矿细度试验。
捕收剂采用丁基黄药，用量为150g/t；起泡剂采用2#油，用量为90g/t；采用一次粗选流程，实验结果如图2。
由图2可知，随着磨矿细度的增加，铜精矿回收率逐渐提高，铜精矿品位则出现略微下降的趋势，说明铜矿物解离效果变好；当磨矿细度达到-200目60%时，铜精矿回收率达到最大 90.83%，铜与脉石解离较为完全；继续增加磨矿细度至-200目80%时，铜品位和回收率都有所下降，说明矿石出现了过磨现象，铜回收率降低，同时，矿石过磨后对矿浆环境造成了影响，泡沫间夹带的微细粒脉石增加，使得铜精矿的产率增加，铜品位降低。因此，综合考虑品位、回收率、药剂用量以及磨矿成本等因素，采用-200目60%的磨矿细度较为合适。
2.3 药剂选择试验
2.3.1 捕收剂种类试验
对于铜精矿品位的提高，捕收剂的选择至关重要。为了考察适合该铜矿的捕收剂，有效提高铜精矿品位和回收率，对Z-200、乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药4种捕收剂的浮选效果进行了考察。在磨矿细度-200目占60%，捕收剂用量：为80g/t，起泡剂2#油用量30g/t，扫选减半。试验流程采用一次粗选，一次精选，一次扫选。试验流程见图3：试验原则流程。验结果见表4。
由捕收剂种类试验可知：在磨矿细度、药剂用量及浮选时间等条件相同时，使用Z-200作捕收剂，铜精矿品位为11.83%，较其它捕收剂具有明显的优势，但其铜回收率与捕收能力较强的是丁基黄药。综合药剂价格等因素，试验采用Z-200与丁黄药进行药剂配比试验，以兼顾其各自的优点，以便得到更好的选别指标。
2.3.2 捕收剂用量试验
捕收剂用量对浮选指标起到决定性的影响，为了达到最优指标。对丁基黄药与Z-200组合捕收剂的用量进行了考察。试验中粗选捕收剂用量（丁基黄药：Z-200为1：1）分别为60g/t、80g/t和100g/t。试验流程见图4原则流程，结果见表5。
由组合捕收剂用量试验结果可知，随着组合捕收剂用量的增加，精矿的品位逐渐降低、回收率逐渐增加；当捕收剂用量为80g/t时，铜精矿的品位和回收率达到最佳水平，继续增加药剂用量，铜回收率虽然有所上升，但铜精矿品位大幅度地降低，同时，考虑尾矿中铜矿物的品位和占有率，捕收剂用量选用80g/t较为合适。
2.3.3 精选石灰用量试验
在粗选过程中有部分黄铁矿进入铜粗精矿中，在铜粗精矿精选过程中，铜精矿和黄铁矿能否有效分离是决定铜精矿品位的核心因素之一，而石灰是常见的黄铁矿抑制剂，石灰用量是黄铁矿被抑制效果的决定性因素。因此对石灰的用量进行了考察。在精选中石灰药剂用量分别为200g/t、300g/t和400g/t。试验流程见图4原则流程，结果见表6。
由石灰用量试验结果可知，随着石灰用量的增加，精矿的品位逐渐增加，说明精选时石灰抑制了黄铁矿的上浮；当石灰用量为300g/t时，铜精矿的品位和回收率达到最佳水平，继续增加药剂用量，铜品位虽然有所上升，但铜精矿回收率大幅度地降低，综合考虑品位和回收率，石灰用量选用300g/t。
2.4 粗精矿再磨试验对比
在药剂制度确定后，根据试验的结果决定采用一次粗选，三次精选和一次扫选的开路作业流程，但精矿的指标并不太好.根据矿石的性质，在粗选后采用再磨流程，磨矿细度为-270目90%，使粗精矿充分单体解离，浮选流程如图5，实验结果如表7。
从表7可以看出，粗精矿直接浮选铜精矿品位与再磨在精矿品位相差10.36%。分析精矿中硫及铁含量，结果表明精矿中混入大量黄铁矿，光学显微镜观察铜精矿，显示了硫化铜和硫化铁单体解离不完全，使精矿品位很难得到提高。因此采用粗精矿再磨流程可以使铜硫进一步单体解离，有助于提高铜精矿品位。
在实际的工业生产中，粗精矿再磨之后，铜精矿品位随粗精矿磨矿细度增加而增加，但过细的话又会容易造成矿浆泥化现象，综合考虑最终选择粗精矿细度为-270目90%。
2.5 浮选闭路试验
由全开路试验知，采用一次粗选、三次精选、一次扫选的工艺流程，精矿的回收率有35.78%，全开路总回收率达89.64%，同时，增加精选次数有利于铜品位的提高，因此采用三次精选流程。在开路试验取得的良好浮选指标的基础上，进行了浮选闭路试验，试验流程见图6，结果见表8。
由浮选闭路试验结果可知，铜精矿的品位达到了16.48%，回收率为82.42%；银的品位达到了58.23g/t，回收率为27.12%，说明采用Z-200与丁黄药的组合药剂及一次粗选、粗精矿再磨、三次精选、一次扫选的工艺流程，可以获得指标较好的铜精矿。
对铜精矿化学多元素分析可知，主要元素铜、银的含量分别为16.48%和58.23g/t，主要有害杂质砷、锌、镁、硅等的含量均较低，说明铜精矿质量比较高。（见表9）
3 结论
①针对该矿，采用Z-200与丁黄药进行药剂组合，可以兼顾其各自的优点，能够得到更好的选别指标。在铜粗精矿精选中石灰的用量对铜精矿的品位影响较大，当石灰用量为300g/t时，铜精矿的品位和回收率达到最佳水平。采用一次粗选、粗精矿再磨、三次精选、一次扫选的工艺流程，可得到铜品位16.48%和回收率82.42%，含银58.23g/t，占全部银的27.12%的铜精矿。
②对原矿进行选别后尾矿中仍含有铁、镍等有用元素，尾矿中铁主要以磁铁矿态存在，占41.56%，其次是赤褐铁矿形式存在，占40.20%，磁铁矿部分可以通过磁选方法加以回收。另外尾矿中镍主要以硅酸镍态形存在，占44.62%，其次是硫化镍态，占39.23%，因此镍的浮选指标并不好，要想利用好尾矿中的镍，应研究开发能够较好浮选硅酸镍及硫化镍的药剂。
参考文献：
[1]陈家模.多金属硫化矿浮选分离[M].贵阳：贵州科技出版社，2001.
[2]胡为柏.浮选[M].北京：冶金工业出版社，1989.
[3]周平，唐金荣，施俊法，杨宗喜，金玺.铜资源现状与发展态势分析[J].岩石矿物学杂志，2012（05）：750-756.
[4]宛鹤.复杂多金属矿石共（伴）生金银综合利用的试验研究[D].西安建筑科技大学，2009.
[5]曾清华.我国伴生金银选矿技术的新进展[J].矿产保护与利用，1994（06）：22-25，51.
[6]叶峰宏，刘全军，邓荣东，等.云南香格里拉高硫铜矿选矿试验研究[J].矿冶，2012（9）：24-27，43.
[7]涂玉国，汤优优，雷霆，等.某高铁铜矿选矿试验研究[J].矿冶，2011（9）：42-46.
