有色金属(冶炼部分)

重有色金属

  • 含砷烟尘中砷在NaOH-Na2S-H2O体系的浸出行为

    李田玉;黄凌云;高文成;田炳阳;尚鹤;温建康;

    含砷烟尘是有色金属冶炼行业中一种常见的副产物,因其含有铅锌铜铋等多种有价金属而具有较高的回收价值。但烟尘中高含量的砷及复杂的砷赋存状态影响了有价金属的回收,通常需预脱砷再分步回收其他金属。以某含砷烟尘为原料,其有价金属含量为铜3.68%、铅12.97%、锌5.50%、铋4.48%、镉3.61%和钼0.84%,而砷为4.71%。物相组成主要有PbSO_4、As_2O_3、Pb_9As_4S_(15)、CuS和CdSO_4·H_2O等。探讨了含砷烟尘在NaOH-H_2O、NaOH-H_2O_2-H_2O和NaOH-Na_2S-H_2O三种体系下的碱浸效果,并详细考察了NaOH-Na_2S-H_2O体系下各因素对砷浸出行为的影响,得到了较优试验条件:NaOH浓度150 g/L、Na_2S用量18%(相对于含砷烟尘)、固液比1∶6、反应温度70℃、反应时间5 h。在此优化条件下,砷和钼均具有较高的浸出率,分别为95.60%和97.94%;而锌有28.67%被浸出至溶液中。其他金属如铜、铅、铋、镉和铟等,则几乎不被浸出或浸出率很低。

    2026年01期 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1241K]
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  • 基于LSTM神经网络预测转炉炉壁温度周期性波动

    陈习堂;孙鼎然;张鑫;高荣;王恩志;徐建新;

    针对铜冶炼转炉在生产过程中因熔体喷溅、摇炉操作等动态工况导致炉壁温度出现周期性剧烈波动,传统静态温度监测方法难以准确预测的问题,本文提出一种融合LSTM神经网络与图像匹配技术的智能监测方法。通过部署于炉腹、风眼区、端盖东、端盖西四部位的红外热像仪采集时序温度数据,创新性地采用模板区域提取与灰度差异分析算法对摇炉遮挡等异常图像进行预处理,有效提升数据质量。在此基础上,构建LSTM预测模型,利用其门控机制捕捉温度序列的长期依赖关系,实现对未来温度趋势的精准预测。工业验证结果表明,该模型在炉腹和端盖西的预测平均绝对误差(MAE)为1.35~1.44℃,风眼区等复杂工况下MAE控制在3.66~4.20℃,显著优于传统方法。该方法能够可靠识别炉衬蚀损引起的温度上升趋势,为转炉预测性维护提供数据支撑,对保障安全生产、延长炉寿及推动冶炼智能化具有重要工程价值。

    2026年01期 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2105K]
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  • 天然气烧嘴参数对锌精馏炉塔盘传热性能的影响研究

    林保平;杜志俊;曾平生;黄正宗;伍东玲;刘柳;

    塔式锌精馏炉在用天然气替代煤气的过程中,出现燃烧室内积炭、温度分布不均等问题,导致塔盘热流密度与炉体产能降低。天然气烧嘴参数对其燃烧过程有着重要影响,进而对塔盘传热性能及精馏生产效率等重要指标有显著影响。为提高锌精馏炉的产能、降低能耗,本文基于计算流体力学(CFD)方法,对不同烧嘴内径与结构下燃烧室内天然气燃烧过程进行了数值模拟,明确了各因素对炉内燃烧与传热的作用规律,并提出了相应的优化方案。结果表明:增大烧嘴内径可改善炉况,但需控制增大幅度以规避回火风险;喇叭型烧嘴口加装钝体可强化气团混合与辐射传热,有效改善炉膛下部低温问题,提升塔盘温度均匀性,是兼顾烟气覆盖范围与燃烧效率的优选方案;当烧嘴内径均为120 mm时,直筒型烧嘴因出口无扩张使射流流速更高,卷吸高温空气能力与气团混合效果更优,炉膛温度分布更均匀,传热性能相较于喇叭型烧嘴表现更好。本研究结论可为塔式锌精馏炉的结构优化提供理论依据。

    2026年01期 20-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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  • 低铜料液逆向预浸技术研究及产业化

    杨要峰;揭晓武;徐登魁;张永禄;

    针对铜钴矿湿法冶炼主流工艺低铜料液(CCD洗水)直接开路去钴回收系统,较高的游离酸未能有效利用,同时造成氧化水解除铁锰过程石灰消耗高等诸多问题,通过流程梳理,提出低铜料液逆向预浸技术构思。将低铜料液与磨矿底流预中和浸出,一方面消耗低铜料液的游离酸,有利于后续的水解除杂,另一方面对原矿底流进行预浸,降低后续浸出酸耗。通过系统的试验研究,得出在矿量比50%、预浸时间1 h等优化条件下,低铜料液余酸由初始8.50 g/L降至2.06 g/L,有效酸耗占比达64.81%。刚果(金)某4.5 Mt/a铜钴矿湿法冶炼厂产业化验证表明,在不影响铜钴回收效果的前提下,该技术每年可节省硫酸24.6 kt、石灰18.8 kt,酸耗降低约20%,降本增效成果显著。

    2026年01期 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K]
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  • 澳斯麦特炉顶吹喷枪旋流特性的研究

    彭明;乐安胜;张笑;刘建兴;宋翰林;陈展展;薛向欣;

    顶吹浸没喷枪(TSL)作为澳斯麦特炉的核心设备,其旋流特性直接影响熔池搅拌效率及冶炼过程的能耗与环保性能。针对现有顶吹喷枪存在的熔池局部温度不均、渣相喷溅严重、喷枪寿命短等问题,结合数值模拟与工业改造实例,建立三维流动数值模型,采用SST k-ω湍流模型,分析了旋流在喷枪内的生成、扩散和衰减特征,讨论了旋流强度的调控规律,探究了旋流叶片结构参数(旋流叶片角度和出风口与水平夹角)对喷枪内流场特性的影响。结果发现,改造后喷枪内的气流总速度显著提升,气体旋流特性明显增强,喷枪内气体的轴向速度更大且分布更均匀,具有更大的动能,喷枪出口处总速度最高225 m/s,喷枪的切向速度峰值最小约85 m/s,最高可达150 m/s,随混合区深度增加,喷枪的切向速度发生衰减且分布范围收窄。改造后的喷枪切向速度出口处能保持50 m/s,而原始喷枪在40 m/s左右,旋流叶片角度增大可增强切向速度分量并减少能量衰减,而出口处速度分布的线性趋势优化了熔池搅拌效果。研究表明,优化后的喷枪喷吹的气体可提升熔池搅拌能力,促使熔池内的多相流均匀化,降低冶炼能耗与废气排放,为有色金属冶炼的绿色转型提供了理论依据与技术支撑。

    2026年01期 37-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K]
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  • 锌焙砂酸浸渣混合锌精矿的加压浸出行为及机理

    徐刚;彭晓华;张梅;邹维;晋家强;刘维维;董铁广;梁艳辉;

    研究了采用硫化锌精矿强化锌焙砂酸浸渣浸出过程,以强化铁酸锌(ZnFe_2O_4)和硫化锌(ZnS)的分解,实现锌、铜、铟等有价金属的高效率浸出与铁的定向转化。结果表明,该工艺可显著提高有价金属的浸出率,并使铁以Fe~(2+)形态溶出,有利于后续采用赤铁矿法除铁。在液固比5、酸浸渣与硫化锌精矿质量比2.5、木质素添加量为总矿量的0.2%、反应时间1.5 h、搅拌转速500 r/min的固定条件下,Ⅰ段浸出推荐采用压缩空气作为氧化介质,反应温度110℃,总压控制在0.3 MPa,既可抑制H_2S气体的生成,又可实现95%以上的Fe~(3+)还原率;Ⅱ段浸出则采用纯氧加压,反应温度150℃,总压1.2 MPa,最终锌、铁、铜、铟的总浸出率分别达到99.5%、92.2%、96.5%和95.4%。铅、银和硫则分别以PbSO_4、AgInS_2和S_8形态富集于浸出渣中,总渣率为27.3%,该渣可作为铅银渣副产品进行资源化利用。该工艺有效避免了铁矾相的生成,降低了渣害和处理成本,为铁酸锌物料及复杂锌资源的清洁利用提供了理论依据和技术支撑。

    2026年01期 51-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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轻有色金属

  • 高级氧化联合混凝法去除锂焙砂浸出液中铊的工艺研究

    黎洪;陆亚男;陈慧;袁章福;王勇;

    锂云母焙砂浸出液中常含有高毒性的铊元素,实现铊的高效脱除对于锂云母提锂过程意义重大。本研究采用硫酸亚铁活化过硫酸钠形成高级氧化,并与Fe~(3+)混凝沉淀相结合脱除锂云母焙砂浸出液中的铊,系统研究了溶液pH、药剂投加量、共存离子等对铊去除的影响,并在实际锂焙砂浸出液中进行了验证。E_h-pH图表明,较高的pH和E_h条件下,Tl以固体Tl_2O_3的形式存在。试验结果表明,Tl去除率在初始pH=3~11范围内变化不大,随混凝pH的升高而逐渐升高,随Na_2S_2O_8和FeSO_4·7H_2O投加量的增加而增加,共存离子Ca~(2+)和SO_4~(2-)对除铊效果有显著抑制作用;自由基淬灭试验显示溶液氧化性的提高主要通过Fe~(2+)活化过硫酸盐产生SO_4·~-来实现。在优化条件下,模拟溶液中铊的去除率可以达到95.5%,实际锂焙砂浸出液中铊去除率达到80%,锂损失率<0.5%。

    2026年01期 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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稀贵金属

  • 金精矿分段搅拌生物预氧化高效脱硫脱砷研究

    田炳阳;赵娟;聂榕;尚鹤;刘学;温建康;

    针对高硫高砷难处理金精矿在常规提金工艺中金浸出率低、环境污染大的问题,本研究聚焦分段搅拌生物预氧化技术,选育出具备高效脱硫脱砷性能的预氧化菌种。具体为,将初始混合菌种(以嗜铁、嗜酸菌等为主)两次分段搅拌驯化后,通过金精矿单次加矿,在矿浆浓度15%条件下生物氧化7 d,最终砷、硫氧化率分别达到83.67%、48.73%以上,金的提取率从45.58%提高到了84.30%。与此同时,随着砷氧化率的提高,预氧化渣中金的提取率也逐渐升高,得出高砷高硫难处理金精矿中砷的氧化率与金的提取率呈正相关的结论。本研究证实了分段搅拌生物预氧化工艺是一种高效、环保且经济的预处理方法,为高硫高砷金精矿的生物预氧化-环保提金工艺提供技术支撑。

    2026年01期 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
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材料与设备

  • 铜溅射靶材制备技术现状与发展趋势

    刘硕;宋谨博;张树辉;向朝建;葛楚怡;包申旭;

    铜溅射靶材在电子信息、集成电路等行业发挥着重要作用,是应用最多的金属靶材之一。可分为高纯铜靶材和铜合金靶材两类,其技术要求主要包括纯度、晶粒尺寸、晶粒取向、致密度等。制备流程主要包括,铸造法或粉末冶金法制坯,利用锻造、轧制、热处理等环节进行靶材性能调控,以提高靶材的综合性能。本文主要阐述了铜溅射靶材的两种基本类型及相关应用,论述了其主要技术要求、两种靶材制坯方法及有关靶材性能调控方法,对铜溅射靶材的发展方向进行了总结展望。

    2026年01期 78-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
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  • 硅藻土基Fenton复合材料的制备及其催化性能研究

    白晶;魏来;丛毓;毛硕;吕济余;赵美媛;贾莹光;王猛;

    采用直接沉淀法制备硅藻土基非均相Fenton复合材料,旨在解决均相Fenton铁泥多、pH窗口窄的问题,提出一种硅藻土原位负载Fe_2O_3的非均相催化体系,通过响应面法实现工艺全局优化。通过XRD、SEM、BET、FT-IR进行表征,结合催化动力学与响应面分析优化工艺,评估材料稳定性。制备工艺优化结果显示,当Fe~(3+)浓度为0.02 mol/L、Fe~(3+)与OH~–比为1∶3、450℃保温2 h时,材料性能最优。表征结果表明,Fe_2O_3均匀负载于硅藻土表面且结晶良好,无明显团聚;硅藻土主体结构(Si—O—Si键、表面羟基)未被破坏,且催化前后结构稳定。催化性能研究发现,H_2O_2浓度、pH、材料投加量均影响罗丹明B降解效果,单因素最优条件为:H_2O_2浓度50 mmol/L、pH=3、材料投加量1 g/L。响应面分析构建的二次多项式模型(R~2=0.9482)显示,三因素显著性排序为H_2O_2浓度>pH>材料投加量,全局最优催化条件为:材料投加量1.101 g/L、H_2O_2浓度41.035 mmol/L、pH=2.4,此时预测降解率97.775%;经调整验证实际降解率达到96.12%,吻合度高。稳定性测试表明,该复合材料循环使用5次后,罗丹明B降解率仍超过80%,重复利用性良好。

    2026年01期 91-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K]
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  • 电石渣基羟基磷灰石的微波合成及其对水中Cu2+的吸附

    董意;刘桐羽;崔硕;冯嘉予;曹睿;潘自斌;宁平;贾丽娟;王访;

    电石渣(CS)是氯碱工业中电石(CaC_2)水解生产乙炔(C_2H_2)过程中产生的富钙碱性固体废弃物。大量堆存的电石渣不仅占用土地资源,造成钙资源的浪费,还存在环境污染风险。为实现电石渣的高效资源化利用,本研究以电石渣为钙源,通过微波辐照法成功合成了羟基磷灰石(MW-CS-HAP),并将其用于水中Cu~(2+)的吸附去除。通过XRD、SEM、XPS及BET比表面积分析对材料进行表征,结果证实以电石渣为钙源成功合成了羟基磷灰石,且所合成的MW-CS-HAP具有较高的比表面积(82.082 m~2/g)。相较于商业羟基磷灰石(S-HAP)及以硝酸钙为钙源制备的羟基磷灰石(MW-Ca-HAP),MW-CS-HAP表现出更优的吸附性能。在优化合成条件(pH=10.5,Ca/P摩尔比1.67,微波功率406 W,辐照时间20 min)下制备的MW-CS-HAP对Cu~(2+)的最大去除效率达到99.09%,饱和吸附容量达到198.18 mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,以单层吸附为主;吸附动力学符合伪二级动力学模型,表明其吸附主要是化学吸附。MW-CS-HAP对Cu~(2+)的吸附机理主要为离子交换,同时伴有表面络合作用。本研究不仅为电石渣的资源化利用提供了新途径,也为含铜重金属废水的治理提供了一种高效、经济且环境友好的技术路线。

    2026年01期 102-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2386K]
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  • 钴改性富氮碳催化剂的制备及其催化氧化MgSO3性能研究

    胡天皓;冯嘉予;杨汉微;赵飞;贾丽娟;宁平;刘彦章;

    在有色金属冶炼产生的高浓度SO_2烟气净化过程中,镁法湿法脱硫技术应用广泛,但其脱硫副产物亚硫酸镁(MgSO_3)的催化氧化仍面临挑战。同时,该过程产生的废水常含有Pb~(2+)等重金属污染物。基于“以废治废”理念,本研究以废弃烟头为碳源,通过球磨改性制备钴基双功能催化剂(Co-NrC-BM),其对MgSO_3的催化氧化速率(0.095 mmol/(L·s))达到非催化条件下的9倍,同时实现对Pb~(2+)的高容量吸附(236.92 mg/g)。研究表明,烟头衍生的富氮碳载体具有较高的氮含量和发达的孔隙结构,有效促进了钴物种的锚定与分散;球磨工艺进一步增强了活性组分与载体间的相互作用并引入含氧官能团,从而提升了其催化氧化性能和吸附能力。

    2026年01期 117-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2395K]
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环境工程

  • 倾斜地层对CO2运移特征与封存机制的影响研究

    韩顺琦;杨国栋;张银银;陈浪;韩积斌;张喜龙;闵康婷;

    为探究地层倾角对咸水层CO_2地质封存中羽流迁移、压力响应及封存分布的影响。基于准噶尔盆地东沟组砂岩储层相关资料,构建三维地质模型,对超临界CO_2在倾斜地层中运移规律进行模拟研究。结果表明:地层倾角增大显著增大了CO_2羽流的侧向迁移距离,促使其沿盖层下缘汇聚,增加了突破盖层的潜在风险。封存过程中随着部分CO_2相态改变,扩散范围持续扩大但迁移速率减缓。压力场演化中,注入期近井区域压力显著抬升并向两侧传播;相较于水平地层,倾斜地层压力影响半径更大,压力等值线呈不对称分布。封存量分配受倾角影响,储层上半区域有利于构造封存;停注后残余与溶解封存持续增强,形成封存机制的动态转换,储层上半区域累计封存量占比较高。研究结果为倾斜地层CO_2地质封存的封存效率与安全性评价提供相关的理论依据,为碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)工程选址及注入策略提供优化。

    2026年01期 128-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K]
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  • 氧氯化锆生产过程污染物排放分类体系及其生态环境危害评估

    白云龙;杨志伟;谢锋;李斌川;

    氧氯化锆作为锆化工核心产品,其生产过程伴生的放射性及化学污染物具有多介质迁移、高毒性叠加的特征,对生态环境构成系统性威胁。本文针对“一酸一碱”法全流程,通过物质流分析(MFA)与风险熵(ER)模型耦合,构建了“介质-工序-毒性”三维三级分类体系:一级按物理形态划分为气态(HCl、Cl_2及U/Th气溶胶)、液态(含锆/重金属废水、放射性废酸)、固态(硅渣、污泥)污染物;二级关联碱熔分解、水洗转化、酸化结晶、脱水干燥4个关键工序,明确晶格取代、静电吸附等迁移机制;三级基于危害指数(HI)与剂量转换系数量化毒性分级,其中~(226)Ra风险熵达到34.7,HCl达到12.9,列为一级管控物。通过某50 kt/a企业案例验证,废酸萃取-沉淀耦合回用技术可使U/Th去除率提升至92%,硅渣制备五水偏硅酸钠的Na_2Si_2O_5转化率达到91.3%,联合技术降低环境负荷25%;放射性污泥按低放废物标准(U>0.3 Bq/g)处置,处置成本降低37%。研究首次建立放射性与化学污染物协同分类框架,为锆行业清洁生产标准制定提供多维度科学支撑。

    2026年01期 141-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1366K]
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  • 含硫氰渣制备硫铝酸盐水泥熟料的研究

    高腾跃;谢锋;王伟;白云龙;左晓丰;董凯伟;

    我国黄金工业每年产出大量含有剧毒氰化物的氰渣,已被环保部列入《国家危险废物名录》。氰渣的无害化处置和资源化回收利用是所有黄金企业不得不面对的严峻挑战和必须尽快解决的重大难题。本文提出了利用富硫氰渣制备硫铝酸盐水泥熟料的技术思路。在合适配料和烧结温度下,氰渣中铁硫组分可与CaO、Al_2O_3、SiO_2等反应生成有效矿相C_4A_3S、C_4AF、C_(12)A_7等;提高焙烧温度和增加焙烧时间均有助于提高熟料的抗压强度,但过高的温度和过长的时间造成水泥熟料中有效矿物晶粒粗大,导致水泥熟料抗压强度减小。确定了利用富硫氰化尾渣制备硫铝酸盐水泥熟料的最佳工艺条件为:碱度系数为1.0、硫铝比为3.82的生料在1 300℃条件下焙烧40~60 min。利用含硫氰渣制备硫铝酸盐水泥熟料的主要物相组成为C_4A_3S、C_4AF、C_(12)A_7和C_2S,熟料水化时需添加30%的CaSO_4·2H_2O,水化后试样抗压强度均符合42.5~#硫铝酸盐水泥对抗压强度的标准要求。

    2026年01期 150-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
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冶金史

  • 中国原地浸出采铀发展史——第三部分:技术进步,创新发展

    王海峰;

    地浸采铀技术从无到有已完全成熟,并进入创新发展阶段。但在几十年的地浸采铀试验和生产中科技人员发现,中国矿山钻孔抽注液量和浸出液铀浓度普遍偏低、人均劳动生产率有待提高以及矿山经济效果不理想。为解决这些问题,探寻地浸采铀新工艺、新方法和开创企业发展生机,他们在钻孔施工、成井和洗井工艺、地下浸出方法、水冶工艺、环境保护和污染控制等方面提出并践行一个又一个新思路、新技术。正是这种执着奋进,敢想敢干的精神,完善了中国地浸采铀工艺,推动了地浸采铀的技术进步。实践证明,新技术的追求永无止境,而“技术进步,创新发展”永远是地浸采铀的命脉。

    2026年01期 160-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 1895K]
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  • 准格尔旗二长渠汉墓群出土金属器初步科学分析

    欧阳顺;宋国栋;信泽民;郁永彬;

    内蒙古准格尔旗二长渠墓群出土汉代金属器包含铜器和铅器两种材质。经成分检测的13件金属器中12件为铅锡青铜,另1件为纯铅器。铅同位素比值分析的14件样品中,柿蒂花与铺首使用C_2类铅,属于西汉时期广泛使用的一类铅资源类型,铅片则属于一种特殊的C类铅;铜镜使用A类铅,该器可能为贸易等方式流入。分析结果有助于增进对西汉时期北方草原地区金属器制作工艺的理解,为探讨西汉时期北方草原地区与中原地区的互动关系提供了线索。

    2026年01期 174-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2915K]
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  • 赣鄱地区商周青铜冶金技术与资源流通

    魏强兵;

    赣鄱地区依托本地丰富的铜、锡矿产资源,自商代起,该地区已逐步建立起一套涵盖矿石开采、金属冶炼与器物铸造的完备青铜冶金生产体系。随着考古资料的持续积累与研究深入,赣鄱地区在商周时期青铜冶金技术的发展脉络日趋清晰。现有研究表明,该区域并非孤立演进,而是通过构建广泛的资源流通与技术交流网络,与周边地区乃至中原文化圈保持频繁互动,从而深度融入了中华文明体系。这一认识不仅确认了赣鄱地区作为商周文明有机组成部分的重要地位,同时也突显了其与中原及周围之间长期而紧密的文化与技术联系。

    2026年01期 184-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K]
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