礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金申請指南

礦物加工科學與技術國家重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)依托礦冶科技集團有限公司建設,于2013年通過國家科技部驗收,是科技部批準建設的首批企業國家重點實驗室,是我國礦物加工領域開展基礎理論與應用基礎研究、培養高層次人才、促進礦物加工科學及其相關領域國際國內科研合作與學術交流的重要基地。

為推動實驗室平臺建設,本著“開放、流動、聯合、競爭”的原則,本實驗室設立開放基金,面向國內外礦物加工科研人員,資助圍繞實驗室研究領域,創新性強、具有廣闊應用前景的研究項目。根據《礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金管理辦法》,制訂2022年度重點實驗室開放基金申請指南。

一、資助研究方向

開放基金資助項目分為重點項目和一般項目。

(一)重點項目

重點項目申請書撰寫具體要求與項目聯系人聯系確定,獲資助項目在執行過程中需與實驗室開展實質性合作研究。2022年度擬資助重點項目如下。

1、鈣鎂鹽類氧化礦物復雜浮選體系量子化學計算新模型及理論模擬研究

項目背景:

量子化學在礦物加工、資源環境等領域中的應用日趨廣泛,已成為開展浮選藥劑設計,研究礦物界面微觀作用的重要工具。但傳統的量子化學計算模型未充分考慮礦物表面的有效微觀結構及水化作用,調整劑與捕收劑的協同作用,以及藥劑分子的色散效應等因素,難以實現對礦物浮選界面作用的精確描述,這制約了高效浮選藥劑的開發,以及浮選分離新理論與新技術的發展。

擬解決的關鍵問題:

1)以菱鎂礦-白云石-方解石、磷灰石-白云石、白鎢礦-螢石-方解石等代表性鈣鎂鹽類氧化礦物體系為研究對象,建立適合研究鈣鎂鹽類氧化礦物復雜浮選體系的量子化學計算新模型,揭示礦物表面的有效微觀結構及水化作用機理;

2)建立捕收劑與抑制劑、多元捕收劑等組合藥劑在鈣鎂鹽類礦物表面共同作用的吸附模型,深入揭示鈣鎂鹽類氧化礦物表面浮選藥劑的選擇性吸附機理,進一步闡明鈣鎂鹽類礦物浮選分離的界面化學本質。

考核指標:

1)提出適合研究鈣鎂鹽類氧化礦物復雜浮選體系的量子化學計算新模型;

2)闡明鈣鎂鹽類氧化礦物的表界面有效微觀結構及水化作用機理;

3)建立鈣鎂鹽類礦物浮選藥劑的界面吸附模型,闡明其選擇性作用機理;

4)發表相關論文2-3篇;

聯系人:朱陽戈   18701689731  zhuyangge@bgrimm.com

2、微細粒高效浮選新方法理論基礎研究

項目背景:

微細粒(-19微米)分選一直是選礦的難題。近年來,納米氣泡、空氣析出礦化和強紊流分選是微細粒強化浮選回收的理論研究熱點,不同研究單位相繼開發了系列新型微細粒浮選設備,在工程實踐上取得了一定的應用,但技術經濟效果不佳。因此亟需以微細粒礦物為研究對象,開展氣、液、固三相流場中氣泡生成、氣泡-顆粒礦化和泡沫運動的相關理論基礎研究,為高效的微細粒設備開發找到新理論支撐。

擬解決的關鍵問題:

1)湍流強度對微細礦物顆粒(-19微米)與氣泡碰撞黏附概率的影響;

2)氣泡的析出礦化和紊流碰撞礦化對-19微米顆粒礦化效果的影響;

3)在礦漿環境中以布朗運動為主的-5微米顆粒可浮選回收的探索研究;

4)微細粒目的礦物和非目的礦物在泡沫層中的運動規律;

5)不同調漿方式和能量輸入對浮選效果的影響。

考核指標:

1)闡明湍流強度與細粒礦物分選效果間的關系。

2)闡明氣泡直徑、分布、充氣量大小等對細粒礦物礦化和分選的影響。

3)以微細粒鈦鐵礦或磷灰石為研究對象,提高-19μm細粒礦物回收率3-5個百分點,平均能量耗散強度不大于3.5W/kg。

聯系人:張明 13811679348  zhangming@bgrimm.com

3、微細鐵礦石顆粒群磁團聚演化機理研究

項目背景:

以磁選柱為代表的微細粒鐵礦石精選環境是一個復雜的多力場空間,磁性顆粒群會因為外部及內部力場的變化產生磁團聚聚散過程演化,目前尚缺乏磁性顆粒群磁團聚微結構形成和磁團聚演化機理研究。

擬解決的關鍵問題:

1)磁場-流場中顆粒群體系下磁性顆粒綜合力場模型。將顆粒置于群體系內,結合顆粒自身性質、外磁場、流場及其他磁性顆粒磁化作用影響的多因素綜合力場模型,從群體系出發全面揭示分選空間顆粒受力,深入研究每個因素對體系結構及力學性能的影響,闡明顆粒群體系下磁性顆粒受力及運動機制。

2)群體系下磁團聚微結構形態演化過程。

分析外加磁場-顆粒群體系-流體聯合作用對磁性顆粒磁團聚微結構的影響,依據磁能和磁作用力研究磁團聚微結構演化過程;對外加動態磁場和流場作用下不同形態磁團聚的微結構的磁能進行分析,研究多種形態磁團聚力學性能,揭示磁團聚體形貌之間動態轉化規律。

考核指標:

1)闡明磁性顆粒在外磁場、流場、重力場及群內顆粒間感應磁場作用下運動規律,解決不同場之間強耦合算法問題。

2)闡明磁團聚體形貌之間轉化規律及磁團聚體微結構形成演化機理。

3)在國內核心期刊以上級別發表2篇論文。

聯系人:魏紅港 15510790080   weihonggang@bgrimm.com

4、基于固液兩相耦合的立式螺旋攪拌磨機細磨過程數值模擬研究

項目背景:

目前立磨機的模擬仿真以離散單元法為主,只能研究研磨機介質單一因素的作用機制,無法考慮礦漿的作用,具有一定的局限性。DEM-CFD耦合仿真可以極大程度的模擬立式螺旋攪拌磨機內礦漿的分布與流動模型,更真實的揭示影響立式螺旋攪拌磨機磨礦機理的流體特性。

擬解決的關鍵問題:

1)計算機仿真耦合平臺搭建。搭建計算機仿真耦合平臺;設計Fluent和EDEM的仿真接口;以立式螺旋攪拌磨機為例建立仿真耦合模型。

2)仿真模型和策略修正。搭建實驗平臺對仿真策略進行驗證,基于驗證結果,對計算機仿真耦合模型和模擬策略進行修正尋優。

3)關鍵因子影響機制研究。綜合利用計算機仿真和實驗室試驗,研究確定影響磨礦效率及設備功率的關鍵因子及其影響機制(影響曲線或者公式)。

考核指標:

1)形成適合于立磨機功率預測的DEM-CFD建模方法及仿真策略;

2)得到介質特性對立式螺旋攪拌磨機輸入功率的影響規律,誤差小于15%。

聯系人:何建成 18601375272   hejiancheng@bgrimm.com

5、項目名稱:細粒低品位金屬礦大通量重選拋尾設備研究

項目背景:

隨著礦產資源貧、細化加劇,選礦廠能耗、藥耗和工藝復雜性增加。預選技術是節能降耗的關鍵,高效細粒重選拋尾設備可在選別作業前,低成本拋除大量輕質脈石礦物,為浮選作業提供優質原料,是選礦技術發展的重要研究方向。

擬解決的關鍵問題:

以低品位鉛鋅礦等金屬礦為研究對象,探明流化床床層特性和層流拜格諾力調控強化細粒金屬礦拋尾效率的分選理論,開發基于流化床干涉沉降與層流剪切作用相結合的逆流重選柱預選設備,解決低品位金屬礦中細粒脈石礦物重選高效拋尾的問題。

考核指標:

1)形成金屬礦細粒拋尾的流化床分選理論體系,研發適合于細粒低品位金屬礦高效拋尾的大通量重選設備;

2)針對典型礦樣進行詳細試驗研究,優化操作和結構參數,為后續的設備放大和擴大試驗提供依據;

3)發表研究論文1-2篇。

聯系人:朱陽戈   18701689731    zhuyangge@Bgrimm.com

6、碳酸鹽礦化菌的篩選及其對尾礦中Cd的礦化特性

項目背景:

我國有色金屬尾礦庫數量多、分布廣、產生量大、污染嚴重,是我國重金屬污染的主要來源之一。傳統的尾礦庫重金屬污染修復技術存在工藝復雜、成本高、二次污染等問題。微生物礦化以其處理工藝簡單、成本低和無二次污染等優點,具有較好的應用前景。

擬解決的關鍵問題:

以有色金屬尾礦重金屬Cd為研究對象,采用微生物礦化技術礦化尾礦中重金屬Cd,降低Cd的生物有效性。解決以下三個關鍵問題:

1)馴化選育廣泛適應尾礦環境的碳酸鹽礦化菌。

2)闡明碳酸鹽礦化菌誘導尾礦中重金屬Cd礦化的影響規律,識別影響礦化效果的關鍵因素并調控礦化過程,獲取最佳礦化工藝參數。

3)探明含重金屬Cd礦物形成過程,揭示碳酸鹽礦化菌誘導尾礦中重金屬Cd的礦化機理。

考核指標:

1)選育出具有高脲酶活性、高效重金屬Cd礦化效果的碳酸鹽礦化菌;

2)獲得尾礦重金屬Cd礦化的最佳工藝參數;

3)揭示尾礦重金屬Cd污染的微生物原位礦化修復機制。

聯系人:祝怡斌 13621216928    yibinzhumas@163.com

7、多石少土區尾礦砂快速土壤化研究

項目背景:

西南地區的生態環境脆弱,地質災害多發,多石少土,因歷史原因存在大量危險病舊散小尾礦庫,環境風險極大。傳統尾礦堆場治理所采用的覆土封場閉庫,存在運輸困難、取土成本高、取土區生態二次破壞等問題。

擬解決的關鍵問題:

1)研究西南地區典型危險病舊尾礦庫中尾礦砂的自然風化程度與污染現狀;

2)研究尾礦砂中主要關注礦物與伴生礦物的相互作用規律,研究尾礦強化風化過程的礦物類型及結構的耦合控制關鍵技術;

3)根據尾礦砂的理化性質及堆存現狀,闡明尾礦砂中主要污染物的遷移轉化規律,研發尾礦砂的快速風化成土技術與污染防控技術。

考核指標:

1)研發出尾礦砂快速風化成土技術1項,成土周期跟現有技術相比縮短30%以上,形成適用于西南地區的多石少土區尾礦砂快速風化成土集成技術方案;

2)申請國家發明專利1-2件;

3)發表核心論文1-2篇。

聯系人:陳國強  13141231155   13141231155@126.com

8、鋰、鈹元素的礦物原位微區分析技術研究

項目背景:

鋰、鈹由于原子序數小,準確進行原位微區含量分析難度大,造成這些元素的賦存狀態研究始終難以深入,難以為選礦工藝制定與優化提供有效支撐。

擬解決的關鍵問題:

針對礦石中的鋰、鈹的含量進行原位微區含量分析技術研究,實現鋰、鈹元素在礦物中的準確定量。

考核指標:

1)針對鋰、鈹元素,形成在實際生產應用中具可操作性的礦物原位微區測試方法。運用該方法測試的數據重復性、穩定性強,礦物全元素總量達到95%以上;

2)與重點實驗室研究人員共同形成該分析方法的實驗室操作規范。

聯系人:葉小璐  13718267281   yexiaolu@bgrimm.com

(二)一般項目

2022年度擬資助的一般項目包括但不限于以下研究方向:

1. 礦床、礦石、礦物的基因特性表征與可選性關系研究

2. 浮選過程礦物晶體化學與界面化學研究

3. 選礦藥劑的基因特性研究及分子設計

4. 大型浮選機多相流建模優化及動力學仿真

5. 細顆粒磁性礦干式分選過程模擬仿真

6. 重力選礦過程流場模擬仿真研究

7. 選礦廢水處理與循環利用基礎研究

8. 固體廢棄物資源化利用及城市礦山開發基礎研究

9. 選礦過程機理研究及檢測方法

二、資助對象與申請條件

申請者一般應是具有高級技術職稱或具有博士學歷的國內外科技工作者。其他申請者需有兩名具有高級職稱的同行科技人員書面推薦。

三、申請要求及注意事項

1. 開放基金申請受理截止時間為2021年9月30日(以郵戳為準)。

2. 申請人可在礦冶科技集團有限公司網站(http://www.gsincere.com/)下載申請書,按要求撰寫。經所在單位簽署意見后報送至實驗室(一式1份),同時將電子版文件發送至實驗室郵箱。

3. 每位申請者只能同時申報1項研究項目,已獲資助的開放基金項目負責人在項目結題前不得再次以項目負責人身份申請開放基金。

4. 開放基金資助期限為2年,研究期限為“2022年1月1日-2023年12月31日”。

5. 開放基金的評審與管理按照《礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金管理辦法》執行。

6. 開放基金重點項目支持力度原則上不超過10萬元/項,一般項目原則上不超過5萬元/項,對項目完成質量高或發展前景好的項目可滾動支持。項目經費按年度撥付到項目承擔單位,承擔單位需獨立建賬,專款專用。

7. 基金獲得者即成為實驗室室客座研究人員,開放基金資助項目所獲得的成果由實驗室和申請者及其所在單位共享,論文署名單位須包括礦物加工科學與技術國家重點實驗室(英文名稱為State Key Laboratory of Mineral Processing)(至少為第二單位)。項目相關成果或論文發表必須標注“礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金資助”和項目號,英文論文應標注“Funded by Open Foundation of State Key Laboratory of Mineral Processing”。

四、申請材料報送地址和聯系人

申請材料報送地址:北京市大興區北興路東段22號1號樓A307

聯系人:李成必  宋振國

郵編:102628

電話: 010-59069503  010-59069472

傳真: 010-59069524

E-mail: KUANGJIASKL@bgrimm.com

下載:

1.《礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金管理辦法》

2. 《礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金申請書》模板

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