东北大学学报（自然科学版）

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基于ICA-LSSVM的铜萃取混合模型

于亮，毛志忠，贾润达

2014, 35 (10): 1369-1372. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.001

摘要 ( 641 )

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PDF(426KB) ( 587 )

由于湿法冶金萃取生产过程中组分的质量浓度在线检测极其困难，因此提出了一种结合独立成分分析与支持向量机的数据建模方法，建立了铜萃取过程组分的质量浓度预测模型.首先利用独立成分分析方法对现场数据进行预处理，然后利用支持向量机建立分配比模型对预测模型中的必要参数进行辨识，从而增强了铜萃取过程组分质量浓度预测模型的准确性.通过萃余液铜质量浓度和反萃余液铜质量浓度的实验证明了该模型更有效、更精确，为进一步控制管理提供了理论基础.

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智能电网中电动汽车与微网联合运行的建模与仿真

韩鹏，汪晋宽，韩英华，李岩

2014, 35 (10): 1373-1377. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.002

摘要 ( 818 )

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PDF(1213KB) ( 925 )

利用多Agent建模方法构建微网负荷、电动汽车及发蓄电装置模型；利用离散事件建模方法构建换电站模型；利用系统动力学建模方法构建微网母线功率模型.仿真结果表明，电动汽车的接入提高了微网的日间高峰时段和夜间负荷，造成了电网峰值和峰均比的增加，需进一步增加微网蓄电装置以提高对可再生能源弃能的吸收和电动汽车充电能耗的补充；在充分的充电服务支持下，电动汽车对换电服务的需求较少；所提模型能够较好反映电动汽车与微网的联合运行过程，对实现微网安全性、可靠性和高效性运行具有重要作用.

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结合共线性因素的无线传感器网络DV-Hop定位算法

张云洲，项姝，付文艳，贾子熙

2014, 35 (10): 1378-1381. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.003

摘要 ( 555 )

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PDF(578KB) ( 518 )

无线传感器网络的锚节点近似位于同一条直线上时，构成共线性现象，造成定位数据失真和精度下降.针对大规模无线传感器网络的非测距定位，结合共线性因素提出了一种DV-Hop定位算法，引入Voronoi图将网络划分成若干区域，依据共线性进行锚节点组的选取和提纯.根据跳数阈值的限制，利用每块区域的锚节点信息和符合共线性原理条件的锚节点信息对未知节点进行定位.仿真实验表明，与传统的DV-Hop和共线性算法相比，所提算法能够提高节点定位精度、减少定位误差；对于分布不均匀的网络，能够实现高精度节点定位，并适用于较复杂的环境.

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最优分数阶PIλDμ网络时延控制器

潘峰，刘禄，薛定宇

2014, 35 (10): 1382-1385. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.004

摘要 ( 739 )

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PDF(477KB) ( 604 )

将分数阶控制理论应用于网络控制系统的时延研究当中，设计了适用于网络控制系统的分数阶最优PIλDμ控制器，并通过仿真实验将其针对固定时延和随机诱导时延的控制效果与整数阶最优PID控制器作了比较.实验结果表明，分数阶控制器和整数阶控制器在应用于对象为整数阶的网络控制系统时均能得到较为理想的效果，但分数阶控制器得到的阶跃响应的超调量更小、上升时间和调节时间也都相对更短，这说明最优分数阶PIλDμ针对网络时延具有更为理想的控制效果.

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基于数据采样的混沌容错同步控制方法

任涛，黄金，于海，王景杨

2014, 35 (10): 1386-1389. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.005

摘要 ( 660 )

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PDF(437KB) ( 616 )

针对含有故障的混沌系统，利用非线性系统Euler近似离散化方法，将采样控制系统转换为离散时间系统，并针对控制器容易出现的一类故障建立数学模型，设计故障观测器，进而给出了容错同步控制器的设计方法以及误差系统渐近稳定的充分条件，有效地实现两个混沌系统的同步.所设计的控制器增益可以通过Matlab提供的线性矩阵不等式(LMI)工具箱来求解.数值仿真实现了两个蔡氏电路的同步，并通过与文献算法的对比，验证了所设计采样同步控制器的有效性和容错能力.

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基于滑动窗口最长公共子序列WiFi指纹定位算法

张明洋，陈剑，闻英友，赵宏

2014, 35 (10): 1390-1393. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.006

摘要 ( 740 )

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PDF(625KB) ( 800 )

针对基于WiFi瞬时指纹定位算法中由于RSS信号的时变特性引起的WiFi定位精度差问题，提出了一种基于滑动窗口最长公共子序列指纹定位算法.该算法将时间序列的RSS信号指纹转化为基于滑动窗口的数据模型，增加了指纹特征信息，提高比对准确性.通过计算请求定位数据与样本的最长公共子序列来获得样本点的相似性，解决由于窗口伸缩或滑动窗口中个别采样点无信号引起的比对不准确问题，从而提高了定位的精确性和鲁棒性.实验结果表明，所提定位算法的结果明显优于瞬时指纹定位算法.

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基于时空影响域的地震网络构造方法

何璇，赵海，蔡巍，张娅

2014, 35 (10): 1395-1399. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.007

摘要 ( 674 )

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PDF(503KB) ( 679 )

针对地震系统表现出的时空复杂性，提出一种基于时空影响域的地震网络构造方法，根据震级的大小确定地震在时间和空间上的直接影响范围.实验结果表明，所提方法构造的地震网络在不同时间跨度下均表现出稳定的无标度特征，幂指数在1到2之间，节点的出入度呈现正相关性；网络的平均聚集系数在大地震来临之后迅速增大，然后随时间推移逐渐减小，最终恢复平稳；通过地震数据所构成的基于时空影响域的网络表现出一定的统计规律，可以帮助分析地震系统的内在联系.

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OFDM系统中基于改进阈值的DFT信道估计

季策，田春堂，王丽娟

2014, 35 (10): 1400-1403. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.008

摘要 ( 578 )

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PDF(525KB) ( 647 )

在OFDM系统中，传统的基于DFT的信道估计不能使循环前缀内的噪声得到有效的抑制.为解决此问题，在分析利用不同的时域阈值来抑制噪声的算法缺点和不足的基础上，提出了一种新的将噪声样本点能量的中位数作为时域阈值的DFT信道估计算法.仿真实验表明，所提算法在大脉冲噪声情况下，可以很好地解决信道有效样本点被滤除的问题，且能使循环前缀内的噪声得到有效抑制，误码率和均方误差得到进一步降低，提高了信道估计的准确性.

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退火温度对含磷高强IF钢FeTiP析出行为的影响

张洁岑，邸洪双，蒋光炜，曹宇

2014, 35 (10): 1404-1407. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.009

摘要 ( 610 )

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PDF(1020KB) ( 753 )

通过模拟罩式退火过程，研究了含磷高强IF钢中FeTiP粒子在退火过程中的析出行为，利用透射电镜选区衍射并结合能谱分析，确定了FeTiP的晶体结构.结果表明:650℃退火试样中只含有少量FeTiP，随着退火温度的升高，FeTiP数量明显增加，其大量分布于晶内及晶界处，且晶界处析出物尺寸明显大于晶内析出物.当退火温度升高到800℃时，FeTiP完全溶解，因此在整个基体无法检测到FeTiP.FeTiP的溶解消除了其对再结晶的阻碍作用，最终获得高强度{111}取向再结晶组织，从而提高高强IF钢成形的性能.FeTiP具有斜方晶体结构，且析出物中Nb元素的存在(含Nb原子可表达为Fe(Ti，Nb)P)不会引起晶体结构的改变.

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连续退火工艺对B250P钢组织性能的影响

蒋光炜，王春柳，曹宇，邸洪双

2014, 35 (10): 1408-1411. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.010

摘要 ( 627 )

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PDF(703KB) ( 634 )

对含磷高强B250P钢板的连续退火工艺进行了模拟实验，通过光学金相、透射电子显微技术及拉伸实验，研究了连退工艺中加热速度、退火温度、保温时间及冷却速度对B250P钢微观组织及力学性能的影响.结果表明，B250P钢晶粒尺寸随着加热速度的增加、退火温度的升高及冷却速度的增大而增大；随着保温时间的增加，晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势.退火过程中B250P钢析出相主要为纳米级的NbC和TiC，具有钉扎位错和大角度晶界及细化晶粒的作用.B250P钢的r值随着加热速度的升高而增大，随着冷却速度的增加而减小；提高退火温度和保温时间，r值先增大后减小.

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BH-IF钢超快速加热退火工艺

徐德超，李俊，孟庆格，刘沿东

2014, 35 (10): 1412-1416. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.011

摘要 ( 727 )

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PDF(849KB) ( 816 )

研究了不同退火条件对BH-IF钢组织和织构演变及性能的影响.结果表明:随着加热速率的增加，BH-IF钢晶粒得到细化，但并不明显，强度和延伸率提高，再结晶织构仍为典型的管状γ织构；在超快速加热速率条件下，XRD织构分析显示BH-IF钢γ取向纤维织构组分及强度差异缩小，各组分更趋均匀.随保温时间增加，γ取向纤维织构强度增加，因而由其决定的r值(塑性应变比)增加.在超快速加热速率条件下，试样平行于轧向的r0降低，而垂直于轧向的r90增加，其均值rm无明显变化.

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7050合金电流均匀化过程中的温度分布

贾品峰，何立子，张海涛，崔建忠

2014, 35 (10): 1417-1421. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.012

摘要 ( 616 )

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PDF(868KB) ( 530 )

研究了电流、风机频率、冷却水和辅助加热对7050合金均匀化过程中温度场分布的影响.结果表明:单纯施加电流时，试样心部及表面温度分布十分不均匀.电流为1500A时，试样中心点处温度只能达到402℃.在电流加热过程中采用吹风方式，心部与表面温差为79℃.采用辅助加热后，心部与表面温差小于±5℃.利用ANSYS建立的温度场数学模型，预测电流为16000A、尺寸为100mm×200mm×2000mm试样的中心点心部温度为324℃，心部与表面温差为1℃.在铝合金均匀化过程中，施加1000A电流，可有效促进晶界残余相的溶解.

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多道次搅拌摩擦加工对5083-O铝合金组织性能的影响

陈雨，李晓华，付明杰，丁桦

2014, 35 (10): 1422-1426. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.013

摘要 ( 645 )

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PDF(1585KB) ( 765 )

在不同轴肩直径、搅拌头转速和搅拌头行进速度下，对27mm厚5083-O铝合金进行了多道次搅拌摩擦加工(multipassfrictionstirprocessing)，搭接率为100%，共进行3道次搅拌摩擦加工.研究结果表明，加工区由细小的再结晶组织组成；随着加工道次的增加，加工区内部缺陷体积减少，晶粒进一步细化，析出相细化并均匀分布，力学性能提高，加工区最高抗拉强度可达360MPa，延伸率也优于母材；其中，第二道次加工对材料组织和性能的影响最为明显.

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电感应再加热对低合金钢热轧组织影响的模拟

陈泽军，李宏图，张静，黄光杰

2014, 35 (10): 1427-1431. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.014

摘要 ( 492 )

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PDF(1054KB) ( 535 )

利用热模拟试验机Gleeble1500D研究了低合金钢变形后，冷却至一定温度进行电感应再加热后微观组织的变化情况.在不同冷却温度，以及淬火和正火两种热处理方式下，研究了再加热过程对微观组织的影响.结果表明:变形后再加热过程对淬火试样组织影响较大；冷却温度处于两相区时，电感应再加热过程能改善温度分布均匀性，影响铁素体相变过程和碳氮化物的析出行为，促进晶粒长大，能够有效地控制和改善淬火热处理钢材的微观组织和性能.

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镀锡溶液中添加剂含量测定的新方法

李兵虎，刘常升，唐钢锋，贾瑜

2014, 35 (10): 1432-1436. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.015

摘要 ( 736 )

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PDF(468KB) ( 1042 )

利用锡离子及亚铁离子在磷酸二氢钠缓冲溶液形成沉淀物被除去方式进行样品预处理，以安捷伦ZORBAXEclipseXDB-C18色谱柱为分离柱，以20mmol/L磷酸二氢钠溶液-甲醇体系(48∶52)为流动相，215nm为波长检测条件，提出了监测电渡液中有效添加剂(α-萘酚聚氧乙烯醚，α-萘酚磺酸聚氧乙烯醚)含量的高效液相色谱法(HPLC).此方法样品损失率小于4%，α-萘酚聚氧乙烯醚和α-萘酚磺酸聚氧乙烯醚的平均回收率为966%~989%，分析结果偏差在005g/L之内.该方法快速、准确、灵敏度高、重现性好，完全满足镀锡工艺监测的要求.

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环境温度对转炉顶吹氧枪射流特性的影响

李明明，李琳，李强，邹宗树

2014, 35 (10): 1437-1441. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.016

摘要 ( 608 )

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PDF(716KB) ( 848 )

联合标准的k-ω湍流模型和雷诺平均的N-S方程，建立了转炉多喷孔氧枪超音速射流可压缩、非等温过程的三维CFD模型，模型的有效性通过实验进行了验证.考察了温度对气体分子黏度的影响，研究了不同温度场下射流动力学特性.结果表明:环境温度对射流速度、密度及温度分布有较大影响，环境温度越高，射流密度越小，速度衰减越慢，速度越大，并且射流径向扩张越厉害；温度越低，射流越易于聚并.随着射流的轴向流动，温度场对射流动压的影响逐渐减小，即射流对熔池的冲击力受环境温度影响减弱，但冲击面积随温度的提高而增大.

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感应加热中间包夹杂物的运动及去除

王强，石月明，李一明，李宝宽

2014, 35 (10): 1442-1446. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.017

摘要 ( 869 )

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PDF(2053KB) ( 742 )

针对某钢厂双通道式感应加热中间包，建立了三维非稳态数学模型来研究感应加热中间包内夹杂物的运动行为和去除率.从力平衡原理出发，采用欧拉-拉格朗日方法分析了感应加热中间包内夹杂物的运动行为.建立了感应加热情况下夹杂物碰撞长大的数学模型，考察了夹杂物碰撞长大对其去除率的影响.结果表明，钢液流过通道受到紧箍作用，夹杂物会受电磁压力作用而向通道壁面运动，有利于夹杂物的去除；碰撞长大能够显著提高小粒径夹杂物的去除率；感应加热有助于夹杂物的去除，尤其是小粒径夹杂物.

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ZrN的力学和热力学性质的第一性原理

谭心，贾亦超，刘学杰

2014, 35 (10): 1447-1451. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.018

摘要 ( 620 )

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PDF(746KB) ( 1079 )

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法，研究了fcc-ZrN的平衡态性质、不同压力下的弹性性质及热力学性质.通过对焓压关系、弹性性质的分析，推测fcc结构到bcc结构ZrN的相变发生在208~220GPa之间.进一步分析了fcc-ZrN在不同压力下力学的各向异性，得到了压力对ZrN力学性质的影响关系.计算分析了fcc-ZrN的热力学性质.研究结果表明:力学各向同性随压力增大明显减弱；一定温度下，热容随压力增加而减小；德拜温度随着压力增加而增大；低压区温度影响较大，高压区压力影响较大.

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钙化渣碳化反应器的数值模拟

张子木，刘燕，章俊，王颖

2014, 35 (10): 1452-1455. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.019

摘要 ( 670 )

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PDF(1000KB) ( 540 )

针对低品位铝土矿在工业中利用率不高、赤泥中高碱高铝等问题，提出了钙化-碳化法处理低品位铝土矿和赤泥的新方法.设计了文丘里式钙化渣碳化反应器，利用商用CFD软件ANSYS130/Fluent对该反应器中气液固三相流动进行了模拟计算.模拟和研究了表观气速等结构参数对钙化渣碳化反应器内速度场、气含率的影响，发现增大表观气速有利于促进气液间传质和反应，但气含率不宜过大.平均气含率的模拟值与实测值吻合良好，验证了所提方法的有效性.研究结果对钙化渣碳化反应器的设计及应用具有一定的参考价值.

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高铝粉煤灰制备氢氧化铝的比表面积及孔隙特性

张廷安，郑朝振，吕国志，孙俊民

2014, 35 (10): 1456-1459. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.020

摘要 ( 707 )

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PDF(444KB) ( 812 )

以高铝粉煤灰烧结熟料为原料，经溶出、深度脱硅和分解(碳酸化分解或晶种分解)得到高白氢氧化铝，采用低温氮气吸附法分析两种分解方法制得的氢氧化铝的比表面积和孔隙分布.结果表明:氢氧化铝的等温吸附线属III类，氢氧化铝晶粒之间的孔隙以微孔为主，存在一定数量的介孔和大孔.碳分氢氧化铝BET比表面积和平均孔径远大于种分氢氧化铝，碳酸化分解时在CO2的强推动下，氢氧化铝猛烈析出并凝聚，使得晶体结构疏松，晶间空隙大.晶种分解靠晶体的长大而使晶体变粗，晶体结构致密，晶间空隙小.

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硅热法炼镁预制球团的实验研究

文明，张廷安，豆志河，周廉

2014, 35 (10): 1460-1463. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.021

摘要 ( 542 )

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PDF(460KB) ( 644 )

在硅热法炼镁物料预处理过程中，白云石煅烧时经常会损失大约5%的细粉料.为了解决这一问题，提出了将白云石先造球再进行煅烧处理的新工艺.主要研究了白云石球团进行分步煅烧后，球团内白云石的烧损率、煅白的灼减量及水化活度.结果表明:白云石制团后经过分步煅烧，球团内煅白的质量完全达到硅热法炼镁的要求，并有效地缩短了白云石煅烧时间.当煅烧1h时，球团内白云石的烧损率为45%，煅白的灼减量为189%左右，水化活度为35%，球团的吸湿远远小于白云石常规烧结.

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高铅铜阳极泥焙烧渣中铅钡的赋存状态

李雪娇，杨洪英，郭军，吕阳

2014, 35 (10): 1464-1467. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.022

摘要 ( 635 )

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PDF(420KB) ( 645 )

采用工艺矿物学的手段对焙烧后的阳极泥中铅和钡的赋存状态进行了具体的研究.研究结果表明，焙烧后的阳极泥中PbSO4与BaSO4发生有限固熔，PbSO4进入BaSO4形成(Pb，Ba)SO4.Ag常常部分取代(Pb，Ba)，形成(Pb，Ba，Ag)SO4，Sb有时部分取代S，形成(Pb，Ba)S(Sb)O4.焙烧后的铜阳极泥贱金属之间联系复杂，CuO与(Pb，Ba)SO4物相经常互相包裹.微小颗粒的金银合金经常包裹在(Pb，Ba)SO4中，有时(Pb，Ba)SO4与较大颗粒金银合金平行共结.

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高硫硅锰合金脱硫研究

朱子宗，樊金环，李钦，谢泽伟

2014, 35 (10): 1468-1471. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.023

摘要 ( 617 )

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PDF(738KB) ( 668 )

针对高硫硅锰合金，采用高温硅钼炉、XRD以及常规化学分析法，研究了CaO-BaO-MgO-SiO2-CaF2五元脱硫渣系中MgO，CaO，BaO对脱硫效果的影响.研究结果表明:随着BaO与CaO质量比的增加，脱硫率先升高后降低.当MgO的质量分数为8%，CaF2的质量分数为10%，BaO与CaO的质量比为09143时，脱硫率达到944%；当MgO的质量分数为12%，CaF2的质量分数为14%，BaO与CaO的质量比为07879时，脱硫率达到954%.当CaO的质量分数为35%，BaO的质量分数为32%时，随着MgO质量分数的增加脱硫率先升高后降低，MgO的质量分数为8%时，渣的脱硫能力最高.

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红土矿半熔融态还原渣金界面分离的影响因素

吕学伟，袁秋刚，刘梅，白晨光

2014, 35 (10): 1473-1477. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.024

摘要 ( 639 )

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PDF(1311KB) ( 805 )

红土矿半熔融态还原工艺中金属与渣相的界面分离及液渣从耐火材料表面的脱除是该工艺能否工程化的核心问题.针对该问题，考察了CaO和体系温度对渣铁分离行为的影响规律，同时实验研究了炉渣在不同耐火材料上的界面铺展行为.实验结果表明:不添加CaO时，1440℃金属聚集效果较好，磁选后“精矿”金属质量分数为61%；随着CaO质量分数的增加，液态金属易于团聚与长大，精矿金属的质量分数增加显著，在1400℃，15%CaO时可达937%；熔渣与Al2O3质耐火材料较易润湿，与碳质耐材较难润湿，在实验范围内随着炉渣碱度的增加其与耐材的润湿性变差.

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2，3-二羟基丙基二硫代碳酸钠对铜铅硫化矿浮选行为的影响

朴正杰，魏德洲，刘智林

2014, 35 (10): 1478-1481. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.025

摘要 ( 715 )

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PDF(525KB) ( 632 )

在乙硫氮浮选体系下，研究了小分子有机抑制剂2，3-二羟基丙基二硫代碳酸钠(SGX)对黄铜矿和方铅矿可浮性的影响，并通过动电位测试和红外光谱分析，探讨了SGX与两种矿物表面的相互作用机理.单矿物浮选试验结果表明:在整个pH值范围内，SGX对黄铜矿的浮选有一定的促进作用，而对方铅矿有强的抑制作用；随着SGX质量浓度的增加，方铅矿的回收率迅速下降，而黄铜矿的回收率有小幅度的增加.人工混合矿浮选试验结果表明，当矿浆pH值为6，SGX质量浓度为19g/L时，可得到较好的分离效果，精矿中铜的质量分数和回收率分别为2966%和8523%.动电位和红外光谱测试分析结果表明SGX与方铅矿之间的吸附能力明显强于黄铜矿.

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电凝聚膜生物反应器膜过滤特性

李亮，张雪雨，钱光升，胡筱敏

2014, 35 (10): 1482-1486. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.026

摘要 ( 652 )

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以模拟印染废水为研究对象，考察了ECMBR和MBR系统中的膜污染和污泥混合液特性.结果表明:两系统膜过滤阻力均以沉积阻力为主，MBR和ECMBR中沉积阻力分占总阻力的99%和9334%，但ECMBR总阻力仅为普通MBR污泥总阻力的1/4，电凝聚可有效降低沉积层阻力.对比分析两系统中的混合液特性，ECMBR中污泥平均粒径大，Zeta电位绝对值小，胞外聚合物和溶解性微生物产物浓度低，污泥相对疏水性较高.电凝聚通过改变混合液特性，从而有效改善膜生物反应器过滤性能，增加膜通量，减少膜过滤阻力.

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松辽西部地区高氟地下水形成机理

马诗敏，徐新阳，陈熙，郭晓东

2014, 35 (10): 1487-1491. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.027

摘要 ( 555 )

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为了查明高氟地下水的分布、形成条件，通过环境地质调查及水样测试，从地层、气象、地质地貌、水文地质及水文地球化学等几个角度进行了系统分析，初步探明了该地区高氟地下水的主要分布区域.依据大量地下水化学分析资料，分析了高氟地下水的形成机理.研究结果表明，岩石和土壤中的氟离子经过淋溶作用溶于地下水，是形成高氟水的重要原因之一.此项研究为饮水型地氟病的防治提供了科学基础，从而避免氟中毒的发生.

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金属露天矿生产计划优化算法的改进

顾晓薇，胥孝川，王青，刘剑平

2014, 35 (10): 1492-1495. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.028

摘要 ( 579 )

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PDF(426KB) ( 694 )

针对露天矿生产计划优化中使用锥体排除法产生地质最优开采体序列时，不考虑锥体之间重叠部分对相应锥体的平均品位影响的问题，提出了改进的锥体排除算法.该算法在锥体排除过程中，重新确定了锥体的空间搜索逻辑，同时重新计算锥体数组中受品位最低锥体影响的各锥体的平均品位并重新排序.把新算法产生的地质最优开采体序列作为状态变量建立动态排序模型，对所有可行的路径进行评价，得出NPV最大的路径作为最优开采方案.实例应用表明，在相同技术经济条件下，改进后的优化算法无论是生产能力稳定性还是最终净现值都明显优于原算法，其中NPV提高了105%.

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基于FLUENT的大倾角综放面通风降尘系统

姚锡文，鹿广利，许开立，王延瞳

2014, 35 (10): 1497-1501. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.029

摘要 ( 677 )

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PDF(1489KB) ( 731 )

针对大倾角综放工作面倾角大、风流运动多变导致通风系统复杂、最优排尘风速难确定等问题，基于气固两相流动理论，建立大倾角综放工作面仿真模型.通过FLUENT软件进行数值模拟，研究了不同通风方式下综放工作面风流运动规律和粉尘分布、上行通风与下行通风的降尘机理及大倾角综放工作面的最优排尘风速.结果表明:上行通风时，人行道空间的沿程粉尘质量浓度为1200~1600mg/m3；下行通风时，人行道空间的沿程粉尘质量浓度为460~600mg/m3.下行通风方式更加适用于大倾角综放工作面.最优排尘风速为25~28m/s，入口风速不宜超过30m/s.对比工作面现场实测粉尘质量浓度与数值模拟分析可知，二者结果较为一致，验证了数值模拟结果的可靠性与准确性.研究结果可为大倾角综放工作面采取有针对性的防尘措施提供理论指导.

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天津滨海新区地基土工程地质分区的可拓学评价

宋盛渊，王清，孙涛，鲍硕超

2014, 35 (10): 1502-1506. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.030

摘要 ( 624 )

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PDF(544KB) ( 659 )

采用可拓学理论，建立了以软土层埋深、厚度、孔隙比、液性指数、压缩模量为评价指标的土体沉降的预测和评价模型，并以定量的形式表示评定结果.该方法的最大优点就是所选取评价指标的数量和种类不受限制，既可适用于不同工程地质条件的地基土，又可最大限度地合理利用工程地质勘察成果.将该方法应用于天津滨海新区地基土的沉降评价，评价结果与现场观测的结果吻合，且影响研究区土体沉降的主要因素为压缩模量、软土层厚度.最后，根据沉降等级对研究区进行工程地质分区，得到了科学合理的分区结果.

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砂土中隧道垂直下穿既有管线的数值模拟

王正兴，缪林昌，石文博

2014, 35 (10): 1507-1511. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.031

摘要 ( 549 )

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PDF(1708KB) ( 686 )

为研究隧道施工条件下管线的变形，通过开发颗粒流程序及利用室内管线加载-挠度试验建立了管线宏细观参数之间的关系.基于PFC2D建立了隧道-土体-管线的数值模型，模拟砂土中隧道垂直下穿既有管线过程中管线的变形位移.通过数值模拟分析了地层损失率及管线与隧道间距对模拟结果的影响规律.结果表明:随着地层损失率的增加及管隧间距的减小，管线中间的下拉效应与距管线中点35倍隧道直径处的上拱效应越明显；管线中部上覆附加应力会随地层损失率的增大及管隧间距的减小而增大，同时对应管底土压力则迅速减小并稳定在一较小值；管线与管底土层沉降槽宽度系数比值(ip/i)与地层损失率成正比，而与管隧间距成反比，最大值可达到24.

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基于Clipper的3-TPS混联机器人运动轨迹控制

史家顺，王凯，朱立达，王宛山

2014, 35 (10): 1512-1515. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.032

摘要 ( 621 )

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PDF(480KB) ( 625 )

针对3-TPS混联机器人的空间运动性能要求及自身的结构特点，提出了一种基于Clipper的3-TPS混联机器人开放式数控系统.为了解决该机器人的运动摆头与回转工作台间角度的耦合及由工作台运动造成的工具编程点位置的变化等关键问题，建立了混联机器人运动学位置逆解数学模型.在构建基于Clipper的3-TPS混联机器人数控系统硬件平台基础上，将该机器人的运动学逆解数学模型转换为位置运动控制算法，并在球面上进行了螺旋轨迹实验验证.空间运动轨迹的理论与实验分析结果表明:所设计的数控系统能满足3-TPS混联机器人的控制要求，其运动模型及控制算法正确、可行.

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高精密滚动轴承游隙的可靠性保障

李皓川，孙志礼，闫明

2014, 35 (10): 1516-1520. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2014.10.033

摘要 ( 520 )

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PDF(551KB) ( 715 )

以滚动轴承为研究对象，以可靠性理论为指导对轴承游隙进行设计.首先根据弹性力学理论推导工作游隙计算公式，得到过盈配合量、转速等随机因素对游隙的影响规律，并基于Monte-Carlo法实现了原始游隙分布与工作游隙分布之间的相互转换.在研究最佳工作游隙区间时，基于滚动轴承拟动力学分析，计算得到了不同工作游隙下轴承内部载荷分布情况，并基于非线性振动的分岔理论，绘制了轴承-转子系统的分岔图，得到不同工作游隙对非线性系统稳定性的影响规律.基于确定的最佳工作游隙区间，实现了对原始游隙区间的控制，为保障高精密轴承游隙的可靠性提供了理论依据.

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