2020年第12期目录
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    重有色金属
  • 李相良,秦树辰,李贺,冯亚平,刘三平
    摘要:
    对硫化铜钴矿加压浸出过程中铁、锰的行为进行了研究。结果表明,在反应温度190 ℃、氧分压0.6 MPa、反应时间2 h的条件下,随着初始酸铁浓度的变化,铁以赤铁矿、碱式硫酸盐及其水合物等多种形态进入渣中,浸出液中的铁浓度与终点酸度由于铁沉淀形式的变化而无明显的相关性。锰离子在此浸出条件下,未形成沉淀而留存在液相中。
  • 徐俊杰,高晶宝,孔令鑫,游彦军,杨斌
    摘要:
    根据气液相平衡理论设计了测定合金气液相平衡的试验设备并测定了铅锑合金气液相平衡数据。测定结果证实了铅锑合金存在共沸现象,共沸现象发生在铅锑合金中锑摩尔含量为10%~20%。并采用分子相互作用体积模型计算了铅锑合金的活度组元的系数,平均相对偏差和平均标准偏差分别为±0.08%和±0.005,证明该模型适用于计算铅锑合金活度系数。结合气液相平衡理论应用该模型计算并绘制了铅锑合金气液相平衡相图(T-x-y图),计算结果并没有出现共沸现象并且与试验结果偏差很大。通过分析可知,纯金属的饱和蒸气压的准确性、金属挥发时分子形式、液态金属原子间结合力、液态金属表面张力和黏度等都会影响合金气液相平衡的计算结果,而目前的气液相平衡理论都没有考虑这些因素。本研究指出,下一步合金气液相平衡研究工作的重点是从试验角度测定纯金属的饱和蒸气压,在此基础上结合原子间结合力和分子挥发状态发展目前的气液相平衡理论,使其适用于计算共沸合金体系,从而更好地指导真空蒸馏。
  • 郑江峰,吴浩,张晨,文定强,叶伟明,高琦
    摘要:
    研究了不同反应温度、固液比、氧分压、搅拌转速、浸出液浓度和反应时间对硫化镍钴渣中钴和镍的浸出规律及动力学的影响。结果表明:钴和镍浸出的较优条件为:反应温度120 ℃、固液比1︰30 g/mL、氧气分压0.7 MPa、搅拌转速230 r/min、硫酸浓度1 mol/L、反应时间130 min,镍和钴的平均浸出率分别为94.02%、94.64%。硫化钴镍渣中镍和钴的浸出符合收缩核模型,内扩散为反应的限制性环节,表观活化能分别为3.65、6.02 kJ/mol。可以通过减低渣粒度和固液比、维持较高的浸出液浓度、转速和氧分压来提高硫化镍钴渣的浸出速率。
  • 王辉,谭秋生,苏福永
    摘要:
    针对4种不同的氧枪喷口结构进行了冷态试验研究,采用高速相机获得了不同喷口下的炉内气泡形态,采用电导率法测试了不同喷口下炉内流体的混合状况。试验结果表明,在相同的气体流量下,不同的气体喷口时炉内气泡的形态十分相似,当采用结构最复杂的喷口时,炉内的混合状态是最好的,结构最简单的喷口混合效果最差,其最小响应时间较最复杂喷口增加约11%,均混时间增加约4.7%。
  • 卢友志,蒋艳,王军正,苏李敏,岑湘仕
    摘要:
    以黄金间碧竹叶为还原剂,硫酸为酸性介质,研究黄金间碧竹叶浸出低品位软锰矿的效果。通过单因素试验考察了硫酸浓度、反应时间、反应温度、还原剂的用量、液固比等因素对锰浸出率的影响。通过响应面法探究各反应条件对锰浸出率的综合影响并进行优化。结果表明,各因素影响锰浸出率的顺序依次为反应温度>硫酸浓度>竹叶用量>反应时间。当硫酸浓度为2.37 mol/L、反应时间2.24 h、反应温度98.5 ℃、黄金间碧竹加入量4.97 g、液固比9 mL/g时,锰的浸出率为97.47%。
  • 李强,刘三平,张学东,郑朝振
    摘要:
    回转窑挥发法是处理锌浸出渣的成熟工艺,针对某湿法炼锌浸出渣开展还原挥发锌、铅、铟试验研究。结果表明,锌浸渣中的物相主要为铁酸锌,在煤配比30%、挥发温度1 150 ℃、挥发1 h的条件下,锌、铅和铟的挥发率分别为99.92%、99.59和83.46%,窑渣含锌、铅和铟分别为0.025%、0.027%和0.013%。窑渣磁选回收铁,再浮选回收碳、铜和银,尾渣可以作为水泥和砖等建材原料。
  • 轻有色金属
  • 余娅红,张念炳,耿芃,周军
    摘要:
    采用等温饱和法研究了静置和搅拌状态对TiO2在Na3AlF6-AlF3-CaF2熔盐体系中的溶解速率及溶解量的影响,分别对空冷和水淬处理的熔盐样品进行X射线衍射分析。结果表明:熔盐温度为960 ℃时,静置状态下,TiO2的溶解量随溶解时间的延长而增加,溶解120 min时的溶解量为2.33%;搅拌条件下,提高了溶解速率,溶解120 min时的溶解量为5.33%;XRD分析表明二氧化钛在熔盐体系中以TiO2相存在。
  • 梁贺磊,王东兴,杨声海,刘志强,曹洪杨,饶帅,张魁芳
    摘要:
    铝是废三元锂离子电池正极材料浸出液中的主要杂质之一,除铝是浸出液净化分离的重要步骤。针对传统中和沉淀除铝工艺存在镍、钴损失严重及萃取法除铝成本高等问题,绘制了298 K时Men+-PO43--H2O系(Men+:[Al]T、[Fe(Ⅲ)]T、[Fe(Ⅱ)]T、[Cu]T、[Ni]T、[Co]T、[Mn]T、[Li]T)组浓度对数-pH图,利用热力学平衡图对磷酸盐沉淀法从废旧三元锂离子电池硫酸浸出液中净化除铝过程进行热力学分析。结果表明:在合适pH范围可以形成难溶磷酸盐稳定区,pH为1~4.8时磷酸盐沉淀形成由易到难的顺序为Fe3+>Al3+>Cu2+ Fe2+>Co2+>Mn2+ Ni2+>Li+,磷酸盐沉淀法可以将铝与镍、钴、锰金属分开。试验数据表明,加入1.2倍理论量的磷酸钠,控制沉淀pH为4,溶液中铝、镍、钴、锰沉淀率分别为99.86%、1.35%、0.99%、2.09%。磷酸盐沉淀法从废旧三元锂离子电池硫酸浸出液中除铝是一种有效的方法。
  • 廖财斌,任国兴,肖松文
    摘要:
    针对含氟/磷杂质组分的三元正极废粉和纯三元正极粉开展还原焙烧—水浸试验,发现相同试验条件下,含杂三元正极废粉锂的浸出率明显低于纯三元正极粉,氟/磷杂质组分是影响还原焙烧—水浸提锂效果的关键因素,还原焙烧过程中,由于氟/磷的影响,正极材料中的锂部分转化为不溶于水的LiF和Li3PO4,进而损失于水浸渣中。
  • 稀贵金属
  • 张青林,周义朋,穆志军,阳晓宇,黎广荣
    摘要:
    新疆蒙其古尔铀矿床CO2+O2地浸采铀工艺中,铀浓度与HCO3-呈显著的正相关关系,但经过浸出初期后,提高CO2加入量不能有效提升体系HCO3-浓度,而对多数地浸单元的矿化条件而言,HCO3-浓度也尚未达最佳浸出需求。为此在该矿床某采区,采用补加碳酸氢铵和提高CO2加入量相配合的工艺,开展了强化浸出试验。结果表明,强化浸出效果显著,该采区浸出液中HCO3-从850 mg/L提升至1 200 mg/L,单孔铀浓度提升1.73~44.33 mg/L,集合样铀浓度提升8 mg/L。将pH调控在6.2~6.3和降低O2加入量稳定SO42-浓度,能避免强化浸出过程中发生碳酸钙和硫酸钙的沉淀,抽、注流量也并未受到影响。该强化浸出技术在多采区应用取得了良好的浸出效果和经济效益,是对该矿床CO2+O2浸出工艺的进一步优化。
  • 岑丽,陈功新,王文凤,苏航
    摘要:
    通过室内柱浸试验,探析不同粒度(2.5~5、5~10、2.5~10 mm)铀矿在生物浸出过程中金属离子与铀浸出的规律,分析柱浸过程中pH、Eh、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出行为,并运用PHREEQC计算金属离子的饱和指数及浸出液中铀的存在形式。结果表明,铀矿中K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出趋势相似,粒度越小该铀矿中浸出的金属离子越多,经过66 d柱浸试验,三种粒度的铀矿铀浸出率分别为85.93%、69.75%、79.65%。酸化阶段及菌浸阶段硬石膏达到饱和,酸化阶段磷酸铀酰达到饱和,菌浸阶段氟化铁达到饱和。柱浸浸出液中铀主要以正六价存在,酸化阶段铀化学形态主要为硫酸铀酰及磷酸铀酰,菌浸出阶段主要为硫酸铀酰及氟化铀酰。
  • 材料与设备
  • 王辰,刘海洲,宁淑芳,唐艳萍,张力图
    摘要:
    为能够在无Ce掺杂时增强NaHoF4的荧光发射能力,设计制备了Yb3+浓度梯度多层级纳米核壳颗粒,并对其微观形貌、荧光发射能力、相结构及抗癌诊疗效果进行了测试。结果表明,合成的六边形NaHoF4颗粒结晶度良好,尺寸约为20 nm;多层级包覆壳层薄且均匀,该结构的荧光发射强度高于无/单一壳层包覆。980 nm激光照射下,表面修饰Ce6的多层级NaHoF4纳米核壳颗粒在HeLa癌细胞中具有良好的抗癌诊疗作用。
  • 郝煜辉,王容岳,袁章福,王存
    摘要:
    为了评估Sn-Sb合金焊料的电化学可靠性,以Sn-xSb(x=0.5%,3%,5%,10%,质量百分数)合金为工作电极,Pt片为对电极,饱和甘汞电极(SCE,饱和KCl溶液)为参比电极,中性5% NaCl溶液为腐蚀溶液,采用电化学腐蚀试验方法,研究了Sb含量对Sn-Sb合金焊料的电化学腐蚀行为的影响。通过对合金样品的动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)的分析,得出Sn-Sb合金焊料耐腐蚀性下降的趋势为Sn-10Sb > Sn-5Sb > Sn-3Sb > Sn-0.5Sb。
  • 王刚,董佩文,刘芳,曾敏,张群力,段之殷,解国珍
    摘要:
    通过溴化锂溶液传质性能测试装置,研究了气相异辛醇添加量对溴化锂溶液表面张力的影响,以及在降膜吸收的过程中气相异辛醇的添加量和溶液的流量对传质系数的影响。结果表明:气相异辛醇的添加对溴化锂溶液的表面张力和传质系数均有明显影响,表面张力随异辛醇添加量的增加而减小,传质系数的变化规律与其相反。气相异辛醇分子在溶液表面的吸附作用降低了溶液表面张力梯度,从而引起的Marangoni效应,是对流传质强化比增大的重要原因。
  • 环境工程
  • 黄兆琴,胡淋潮,祁本武,代静玉
    摘要:
    为研究生物炭进入土壤环境后表面性质的变化及其对土壤吸附Cu(Ⅱ)的影响,在土壤环境中对两种不同温度制备稻壳生物炭模拟老化培养,运用元素分析、扫描电镜漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等手段比较老化前后生物炭表面性质的变化,并将生物炭以3%、5%的比例添加到土壤中老化,通过等温吸附试验研究老化生物炭对土壤吸附重金属铜离子的影响。结果表明:在土壤中经过240 d老化后,两种不同温度制备稻壳生物炭所含C元素含量减少,O元素增加,羧基、羰基、脂肪族羟基等含氧官能团增多,生物炭极性增强。老化后的稻壳生物炭对铜离子的最大吸附量增加,生物炭的添加及其老化作用促进土壤对Cu(Ⅱ)的吸附固定作用,并且具有一定的长期稳定性。
  • 李琦,杨卫春,李书鹏,甄胜利
    摘要:
    以甘肃某铬化工场地污染土壤作为处理对象,通过黄铁矿高能球磨活化铁粉制备了铬还原修复材料FeS2/Fe0,考察了该材料对铬污染土壤的还原修复效果,并探究了外场强化修复铬污染土壤的方法。结果表明,FeS2/Fe0修复Cr(Ⅵ)含量为448.1 mg/kg的污染土壤,30 d后去除率达到99.1%,微波场可有效缩短修复周期,机械力—微波场联合作用可将总Cr(Ⅵ)含量为4 995 mg/kg的污染土壤修复降至1.9 mg/kg。
  • 高世康,杨志辉,周连碧,曾宪坤,柴喜林
    摘要:
    我国锑矿区土壤锑与砷污染严重,化学稳定化是修复锑砷污染土壤的重要方法。以水稻秸秆为原材料,采用水热法制得比表面积高达33.11 m2/g的铁负载生物炭稳定材料,Fe3+的负载明显促进碳化过程,改善了生物炭的性能。铁负载生物炭对土壤中五价态锑、砷的稳定化效果明显高于三价态。水溶态As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的稳定率分别为51.22%和58.33%,有效态As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的稳定率分别为53.67%和52.33%。修复后土壤中非专性吸附态和专性吸附态锑、砷向弱结晶和结晶型铁铝氧化物结合态转化,从而实现锑砷稳定。
  • 冶金史
  • 长孙樱子,付文斌,卢轩
    摘要:
    陕西汉中曾出土大量商代青铜器,其中城固县龙头出土的一件商代四足铜鬲,造型独特,纹饰精美,是迄今所见唯一一件。分析了该器物的化学成分、金相组织和铅同位素比值。结果表明,该四足铜鬲为高铅铅锡合金,铸造成型;微量元素中银的含量较高,可能由铅矿引入;其铅同位素比值为商代常见的高放射成因铅,所用铅矿的产地与郑州、盘龙城、殷墟等遗址出土铜器相同,说明与商文化存在密切的关系。并从合金技术和铅同位素比值的角度讨论了汉中四足铜鬲的年代和来源。
    重有色金属
  • 李相良,秦树辰,李贺,冯亚平,刘三平
    摘要:
    对硫化铜钴矿加压浸出过程中铁、锰的行为进行了研究。结果表明,在反应温度190 ℃、氧分压0.6 MPa、反应时间2 h的条件下,随着初始酸铁浓度的变化,铁以赤铁矿、碱式硫酸盐及其水合物等多种形态进入渣中,浸出液中的铁浓度与终点酸度由于铁沉淀形式的变化而无明显的相关性。锰离子在此浸出条件下,未形成沉淀而留存在液相中。
  • 徐俊杰,高晶宝,孔令鑫,游彦军,杨斌
    摘要:
    根据气液相平衡理论设计了测定合金气液相平衡的试验设备并测定了铅锑合金气液相平衡数据。测定结果证实了铅锑合金存在共沸现象,共沸现象发生在铅锑合金中锑摩尔含量为10%~20%。并采用分子相互作用体积模型计算了铅锑合金的活度组元的系数,平均相对偏差和平均标准偏差分别为±0.08%和±0.005,证明该模型适用于计算铅锑合金活度系数。结合气液相平衡理论应用该模型计算并绘制了铅锑合金气液相平衡相图(T-x-y图),计算结果并没有出现共沸现象并且与试验结果偏差很大。通过分析可知,纯金属的饱和蒸气压的准确性、金属挥发时分子形式、液态金属原子间结合力、液态金属表面张力和黏度等都会影响合金气液相平衡的计算结果,而目前的气液相平衡理论都没有考虑这些因素。本研究指出,下一步合金气液相平衡研究工作的重点是从试验角度测定纯金属的饱和蒸气压,在此基础上结合原子间结合力和分子挥发状态发展目前的气液相平衡理论,使其适用于计算共沸合金体系,从而更好地指导真空蒸馏。
  • 郑江峰,吴浩,张晨,文定强,叶伟明,高琦
    摘要:
    研究了不同反应温度、固液比、氧分压、搅拌转速、浸出液浓度和反应时间对硫化镍钴渣中钴和镍的浸出规律及动力学的影响。结果表明:钴和镍浸出的较优条件为:反应温度120 ℃、固液比1︰30 g/mL、氧气分压0.7 MPa、搅拌转速230 r/min、硫酸浓度1 mol/L、反应时间130 min,镍和钴的平均浸出率分别为94.02%、94.64%。硫化钴镍渣中镍和钴的浸出符合收缩核模型,内扩散为反应的限制性环节,表观活化能分别为3.65、6.02 kJ/mol。可以通过减低渣粒度和固液比、维持较高的浸出液浓度、转速和氧分压来提高硫化镍钴渣的浸出速率。
  • 王辉,谭秋生,苏福永
    摘要:
    针对4种不同的氧枪喷口结构进行了冷态试验研究,采用高速相机获得了不同喷口下的炉内气泡形态,采用电导率法测试了不同喷口下炉内流体的混合状况。试验结果表明,在相同的气体流量下,不同的气体喷口时炉内气泡的形态十分相似,当采用结构最复杂的喷口时,炉内的混合状态是最好的,结构最简单的喷口混合效果最差,其最小响应时间较最复杂喷口增加约11%,均混时间增加约4.7%。
  • 卢友志,蒋艳,王军正,苏李敏,岑湘仕
    摘要:
    以黄金间碧竹叶为还原剂,硫酸为酸性介质,研究黄金间碧竹叶浸出低品位软锰矿的效果。通过单因素试验考察了硫酸浓度、反应时间、反应温度、还原剂的用量、液固比等因素对锰浸出率的影响。通过响应面法探究各反应条件对锰浸出率的综合影响并进行优化。结果表明,各因素影响锰浸出率的顺序依次为反应温度>硫酸浓度>竹叶用量>反应时间。当硫酸浓度为2.37 mol/L、反应时间2.24 h、反应温度98.5 ℃、黄金间碧竹加入量4.97 g、液固比9 mL/g时,锰的浸出率为97.47%。
  • 李强,刘三平,张学东,郑朝振
    摘要:
    回转窑挥发法是处理锌浸出渣的成熟工艺,针对某湿法炼锌浸出渣开展还原挥发锌、铅、铟试验研究。结果表明,锌浸渣中的物相主要为铁酸锌,在煤配比30%、挥发温度1 150 ℃、挥发1 h的条件下,锌、铅和铟的挥发率分别为99.92%、99.59和83.46%,窑渣含锌、铅和铟分别为0.025%、0.027%和0.013%。窑渣磁选回收铁,再浮选回收碳、铜和银,尾渣可以作为水泥和砖等建材原料。
  • 轻有色金属
  • 余娅红,张念炳,耿芃,周军
    摘要:
    采用等温饱和法研究了静置和搅拌状态对TiO2在Na3AlF6-AlF3-CaF2熔盐体系中的溶解速率及溶解量的影响,分别对空冷和水淬处理的熔盐样品进行X射线衍射分析。结果表明:熔盐温度为960 ℃时,静置状态下,TiO2的溶解量随溶解时间的延长而增加,溶解120 min时的溶解量为2.33%;搅拌条件下,提高了溶解速率,溶解120 min时的溶解量为5.33%;XRD分析表明二氧化钛在熔盐体系中以TiO2相存在。
  • 梁贺磊,王东兴,杨声海,刘志强,曹洪杨,饶帅,张魁芳
    摘要:
    铝是废三元锂离子电池正极材料浸出液中的主要杂质之一,除铝是浸出液净化分离的重要步骤。针对传统中和沉淀除铝工艺存在镍、钴损失严重及萃取法除铝成本高等问题,绘制了298 K时Men+-PO43--H2O系(Men+:[Al]T、[Fe(Ⅲ)]T、[Fe(Ⅱ)]T、[Cu]T、[Ni]T、[Co]T、[Mn]T、[Li]T)组浓度对数-pH图,利用热力学平衡图对磷酸盐沉淀法从废旧三元锂离子电池硫酸浸出液中净化除铝过程进行热力学分析。结果表明:在合适pH范围可以形成难溶磷酸盐稳定区,pH为1~4.8时磷酸盐沉淀形成由易到难的顺序为Fe3+>Al3+>Cu2+ Fe2+>Co2+>Mn2+ Ni2+>Li+,磷酸盐沉淀法可以将铝与镍、钴、锰金属分开。试验数据表明,加入1.2倍理论量的磷酸钠,控制沉淀pH为4,溶液中铝、镍、钴、锰沉淀率分别为99.86%、1.35%、0.99%、2.09%。磷酸盐沉淀法从废旧三元锂离子电池硫酸浸出液中除铝是一种有效的方法。
  • 廖财斌,任国兴,肖松文
    摘要:
    针对含氟/磷杂质组分的三元正极废粉和纯三元正极粉开展还原焙烧—水浸试验,发现相同试验条件下,含杂三元正极废粉锂的浸出率明显低于纯三元正极粉,氟/磷杂质组分是影响还原焙烧—水浸提锂效果的关键因素,还原焙烧过程中,由于氟/磷的影响,正极材料中的锂部分转化为不溶于水的LiF和Li3PO4,进而损失于水浸渣中。
  • 稀贵金属
  • 张青林,周义朋,穆志军,阳晓宇,黎广荣
    摘要:
    新疆蒙其古尔铀矿床CO2+O2地浸采铀工艺中,铀浓度与HCO3-呈显著的正相关关系,但经过浸出初期后,提高CO2加入量不能有效提升体系HCO3-浓度,而对多数地浸单元的矿化条件而言,HCO3-浓度也尚未达最佳浸出需求。为此在该矿床某采区,采用补加碳酸氢铵和提高CO2加入量相配合的工艺,开展了强化浸出试验。结果表明,强化浸出效果显著,该采区浸出液中HCO3-从850 mg/L提升至1 200 mg/L,单孔铀浓度提升1.73~44.33 mg/L,集合样铀浓度提升8 mg/L。将pH调控在6.2~6.3和降低O2加入量稳定SO42-浓度,能避免强化浸出过程中发生碳酸钙和硫酸钙的沉淀,抽、注流量也并未受到影响。该强化浸出技术在多采区应用取得了良好的浸出效果和经济效益,是对该矿床CO2+O2浸出工艺的进一步优化。
  • 岑丽,陈功新,王文凤,苏航
    摘要:
    通过室内柱浸试验,探析不同粒度(2.5~5、5~10、2.5~10 mm)铀矿在生物浸出过程中金属离子与铀浸出的规律,分析柱浸过程中pH、Eh、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出行为,并运用PHREEQC计算金属离子的饱和指数及浸出液中铀的存在形式。结果表明,铀矿中K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出趋势相似,粒度越小该铀矿中浸出的金属离子越多,经过66 d柱浸试验,三种粒度的铀矿铀浸出率分别为85.93%、69.75%、79.65%。酸化阶段及菌浸阶段硬石膏达到饱和,酸化阶段磷酸铀酰达到饱和,菌浸阶段氟化铁达到饱和。柱浸浸出液中铀主要以正六价存在,酸化阶段铀化学形态主要为硫酸铀酰及磷酸铀酰,菌浸出阶段主要为硫酸铀酰及氟化铀酰。
  • 材料与设备
  • 王辰,刘海洲,宁淑芳,唐艳萍,张力图
    摘要:
    为能够在无Ce掺杂时增强NaHoF4的荧光发射能力,设计制备了Yb3+浓度梯度多层级纳米核壳颗粒,并对其微观形貌、荧光发射能力、相结构及抗癌诊疗效果进行了测试。结果表明,合成的六边形NaHoF4颗粒结晶度良好,尺寸约为20 nm;多层级包覆壳层薄且均匀,该结构的荧光发射强度高于无/单一壳层包覆。980 nm激光照射下,表面修饰Ce6的多层级NaHoF4纳米核壳颗粒在HeLa癌细胞中具有良好的抗癌诊疗作用。
  • 郝煜辉,王容岳,袁章福,王存
    摘要:
    为了评估Sn-Sb合金焊料的电化学可靠性,以Sn-xSb(x=0.5%,3%,5%,10%,质量百分数)合金为工作电极,Pt片为对电极,饱和甘汞电极(SCE,饱和KCl溶液)为参比电极,中性5% NaCl溶液为腐蚀溶液,采用电化学腐蚀试验方法,研究了Sb含量对Sn-Sb合金焊料的电化学腐蚀行为的影响。通过对合金样品的动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)的分析,得出Sn-Sb合金焊料耐腐蚀性下降的趋势为Sn-10Sb > Sn-5Sb > Sn-3Sb > Sn-0.5Sb。
  • 王刚,董佩文,刘芳,曾敏,张群力,段之殷,解国珍
    摘要:
    通过溴化锂溶液传质性能测试装置,研究了气相异辛醇添加量对溴化锂溶液表面张力的影响,以及在降膜吸收的过程中气相异辛醇的添加量和溶液的流量对传质系数的影响。结果表明:气相异辛醇的添加对溴化锂溶液的表面张力和传质系数均有明显影响,表面张力随异辛醇添加量的增加而减小,传质系数的变化规律与其相反。气相异辛醇分子在溶液表面的吸附作用降低了溶液表面张力梯度,从而引起的Marangoni效应,是对流传质强化比增大的重要原因。
  • 环境工程
  • 黄兆琴,胡淋潮,祁本武,代静玉
    摘要:
    为研究生物炭进入土壤环境后表面性质的变化及其对土壤吸附Cu(Ⅱ)的影响,在土壤环境中对两种不同温度制备稻壳生物炭模拟老化培养,运用元素分析、扫描电镜漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等手段比较老化前后生物炭表面性质的变化,并将生物炭以3%、5%的比例添加到土壤中老化,通过等温吸附试验研究老化生物炭对土壤吸附重金属铜离子的影响。结果表明:在土壤中经过240 d老化后,两种不同温度制备稻壳生物炭所含C元素含量减少,O元素增加,羧基、羰基、脂肪族羟基等含氧官能团增多,生物炭极性增强。老化后的稻壳生物炭对铜离子的最大吸附量增加,生物炭的添加及其老化作用促进土壤对Cu(Ⅱ)的吸附固定作用,并且具有一定的长期稳定性。
  • 李琦,杨卫春,李书鹏,甄胜利
    摘要:
    以甘肃某铬化工场地污染土壤作为处理对象,通过黄铁矿高能球磨活化铁粉制备了铬还原修复材料FeS2/Fe0,考察了该材料对铬污染土壤的还原修复效果,并探究了外场强化修复铬污染土壤的方法。结果表明,FeS2/Fe0修复Cr(Ⅵ)含量为448.1 mg/kg的污染土壤,30 d后去除率达到99.1%,微波场可有效缩短修复周期,机械力—微波场联合作用可将总Cr(Ⅵ)含量为4 995 mg/kg的污染土壤修复降至1.9 mg/kg。
  • 高世康,杨志辉,周连碧,曾宪坤,柴喜林
    摘要:
    我国锑矿区土壤锑与砷污染严重,化学稳定化是修复锑砷污染土壤的重要方法。以水稻秸秆为原材料,采用水热法制得比表面积高达33.11 m2/g的铁负载生物炭稳定材料,Fe3+的负载明显促进碳化过程,改善了生物炭的性能。铁负载生物炭对土壤中五价态锑、砷的稳定化效果明显高于三价态。水溶态As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的稳定率分别为51.22%和58.33%,有效态As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的稳定率分别为53.67%和52.33%。修复后土壤中非专性吸附态和专性吸附态锑、砷向弱结晶和结晶型铁铝氧化物结合态转化,从而实现锑砷稳定。
  • 冶金史
  • 长孙樱子,付文斌,卢轩
    摘要:
    陕西汉中曾出土大量商代青铜器,其中城固县龙头出土的一件商代四足铜鬲,造型独特,纹饰精美,是迄今所见唯一一件。分析了该器物的化学成分、金相组织和铅同位素比值。结果表明,该四足铜鬲为高铅铅锡合金,铸造成型;微量元素中银的含量较高,可能由铅矿引入;其铅同位素比值为商代常见的高放射成因铅,所用铅矿的产地与郑州、盘龙城、殷墟等遗址出土铜器相同,说明与商文化存在密切的关系。并从合金技术和铅同位素比值的角度讨论了汉中四足铜鬲的年代和来源。
    重有色金属
  • 李相良,秦树辰,李贺,冯亚平,刘三平
    摘要:
    对硫化铜钴矿加压浸出过程中铁、锰的行为进行了研究。结果表明,在反应温度190 ℃、氧分压0.6 MPa、反应时间2 h的条件下,随着初始酸铁浓度的变化,铁以赤铁矿、碱式硫酸盐及其水合物等多种形态进入渣中,浸出液中的铁浓度与终点酸度由于铁沉淀形式的变化而无明显的相关性。锰离子在此浸出条件下,未形成沉淀而留存在液相中。
  • 徐俊杰,高晶宝,孔令鑫,游彦军,杨斌
    摘要:
    根据气液相平衡理论设计了测定合金气液相平衡的试验设备并测定了铅锑合金气液相平衡数据。测定结果证实了铅锑合金存在共沸现象,共沸现象发生在铅锑合金中锑摩尔含量为10%~20%。并采用分子相互作用体积模型计算了铅锑合金的活度组元的系数,平均相对偏差和平均标准偏差分别为±0.08%和±0.005,证明该模型适用于计算铅锑合金活度系数。结合气液相平衡理论应用该模型计算并绘制了铅锑合金气液相平衡相图(T-x-y图),计算结果并没有出现共沸现象并且与试验结果偏差很大。通过分析可知,纯金属的饱和蒸气压的准确性、金属挥发时分子形式、液态金属原子间结合力、液态金属表面张力和黏度等都会影响合金气液相平衡的计算结果,而目前的气液相平衡理论都没有考虑这些因素。本研究指出,下一步合金气液相平衡研究工作的重点是从试验角度测定纯金属的饱和蒸气压,在此基础上结合原子间结合力和分子挥发状态发展目前的气液相平衡理论,使其适用于计算共沸合金体系,从而更好地指导真空蒸馏。
  • 郑江峰,吴浩,张晨,文定强,叶伟明,高琦
    摘要:
    研究了不同反应温度、固液比、氧分压、搅拌转速、浸出液浓度和反应时间对硫化镍钴渣中钴和镍的浸出规律及动力学的影响。结果表明:钴和镍浸出的较优条件为:反应温度120 ℃、固液比1︰30 g/mL、氧气分压0.7 MPa、搅拌转速230 r/min、硫酸浓度1 mol/L、反应时间130 min,镍和钴的平均浸出率分别为94.02%、94.64%。硫化钴镍渣中镍和钴的浸出符合收缩核模型,内扩散为反应的限制性环节,表观活化能分别为3.65、6.02 kJ/mol。可以通过减低渣粒度和固液比、维持较高的浸出液浓度、转速和氧分压来提高硫化镍钴渣的浸出速率。
  • 王辉,谭秋生,苏福永
    摘要:
    针对4种不同的氧枪喷口结构进行了冷态试验研究,采用高速相机获得了不同喷口下的炉内气泡形态,采用电导率法测试了不同喷口下炉内流体的混合状况。试验结果表明,在相同的气体流量下,不同的气体喷口时炉内气泡的形态十分相似,当采用结构最复杂的喷口时,炉内的混合状态是最好的,结构最简单的喷口混合效果最差,其最小响应时间较最复杂喷口增加约11%,均混时间增加约4.7%。
  • 卢友志,蒋艳,王军正,苏李敏,岑湘仕
    摘要:
    以黄金间碧竹叶为还原剂,硫酸为酸性介质,研究黄金间碧竹叶浸出低品位软锰矿的效果。通过单因素试验考察了硫酸浓度、反应时间、反应温度、还原剂的用量、液固比等因素对锰浸出率的影响。通过响应面法探究各反应条件对锰浸出率的综合影响并进行优化。结果表明,各因素影响锰浸出率的顺序依次为反应温度>硫酸浓度>竹叶用量>反应时间。当硫酸浓度为2.37 mol/L、反应时间2.24 h、反应温度98.5 ℃、黄金间碧竹加入量4.97 g、液固比9 mL/g时,锰的浸出率为97.47%。
  • 李强,刘三平,张学东,郑朝振
    摘要:
    回转窑挥发法是处理锌浸出渣的成熟工艺,针对某湿法炼锌浸出渣开展还原挥发锌、铅、铟试验研究。结果表明,锌浸渣中的物相主要为铁酸锌,在煤配比30%、挥发温度1 150 ℃、挥发1 h的条件下,锌、铅和铟的挥发率分别为99.92%、99.59和83.46%,窑渣含锌、铅和铟分别为0.025%、0.027%和0.013%。窑渣磁选回收铁,再浮选回收碳、铜和银,尾渣可以作为水泥和砖等建材原料。
  • 轻有色金属
  • 余娅红,张念炳,耿芃,周军
    摘要:
    采用等温饱和法研究了静置和搅拌状态对TiO2在Na3AlF6-AlF3-CaF2熔盐体系中的溶解速率及溶解量的影响,分别对空冷和水淬处理的熔盐样品进行X射线衍射分析。结果表明:熔盐温度为960 ℃时,静置状态下,TiO2的溶解量随溶解时间的延长而增加,溶解120 min时的溶解量为2.33%;搅拌条件下,提高了溶解速率,溶解120 min时的溶解量为5.33%;XRD分析表明二氧化钛在熔盐体系中以TiO2相存在。
  • 梁贺磊,王东兴,杨声海,刘志强,曹洪杨,饶帅,张魁芳
    摘要:
    铝是废三元锂离子电池正极材料浸出液中的主要杂质之一,除铝是浸出液净化分离的重要步骤。针对传统中和沉淀除铝工艺存在镍、钴损失严重及萃取法除铝成本高等问题,绘制了298 K时Men+-PO43--H2O系(Men+:[Al]T、[Fe(Ⅲ)]T、[Fe(Ⅱ)]T、[Cu]T、[Ni]T、[Co]T、[Mn]T、[Li]T)组浓度对数-pH图,利用热力学平衡图对磷酸盐沉淀法从废旧三元锂离子电池硫酸浸出液中净化除铝过程进行热力学分析。结果表明:在合适pH范围可以形成难溶磷酸盐稳定区,pH为1~4.8时磷酸盐沉淀形成由易到难的顺序为Fe3+>Al3+>Cu2+ Fe2+>Co2+>Mn2+ Ni2+>Li+,磷酸盐沉淀法可以将铝与镍、钴、锰金属分开。试验数据表明,加入1.2倍理论量的磷酸钠,控制沉淀pH为4,溶液中铝、镍、钴、锰沉淀率分别为99.86%、1.35%、0.99%、2.09%。磷酸盐沉淀法从废旧三元锂离子电池硫酸浸出液中除铝是一种有效的方法。
  • 廖财斌,任国兴,肖松文
    摘要:
    针对含氟/磷杂质组分的三元正极废粉和纯三元正极粉开展还原焙烧—水浸试验,发现相同试验条件下,含杂三元正极废粉锂的浸出率明显低于纯三元正极粉,氟/磷杂质组分是影响还原焙烧—水浸提锂效果的关键因素,还原焙烧过程中,由于氟/磷的影响,正极材料中的锂部分转化为不溶于水的LiF和Li3PO4,进而损失于水浸渣中。
  • 稀贵金属
  • 张青林,周义朋,穆志军,阳晓宇,黎广荣
    摘要:
    新疆蒙其古尔铀矿床CO2+O2地浸采铀工艺中,铀浓度与HCO3-呈显著的正相关关系,但经过浸出初期后,提高CO2加入量不能有效提升体系HCO3-浓度,而对多数地浸单元的矿化条件而言,HCO3-浓度也尚未达最佳浸出需求。为此在该矿床某采区,采用补加碳酸氢铵和提高CO2加入量相配合的工艺,开展了强化浸出试验。结果表明,强化浸出效果显著,该采区浸出液中HCO3-从850 mg/L提升至1 200 mg/L,单孔铀浓度提升1.73~44.33 mg/L,集合样铀浓度提升8 mg/L。将pH调控在6.2~6.3和降低O2加入量稳定SO42-浓度,能避免强化浸出过程中发生碳酸钙和硫酸钙的沉淀,抽、注流量也并未受到影响。该强化浸出技术在多采区应用取得了良好的浸出效果和经济效益,是对该矿床CO2+O2浸出工艺的进一步优化。
  • 岑丽,陈功新,王文凤,苏航
    摘要:
    通过室内柱浸试验,探析不同粒度(2.5~5、5~10、2.5~10 mm)铀矿在生物浸出过程中金属离子与铀浸出的规律,分析柱浸过程中pH、Eh、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出行为,并运用PHREEQC计算金属离子的饱和指数及浸出液中铀的存在形式。结果表明,铀矿中K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+与铀的浸出趋势相似,粒度越小该铀矿中浸出的金属离子越多,经过66 d柱浸试验,三种粒度的铀矿铀浸出率分别为85.93%、69.75%、79.65%。酸化阶段及菌浸阶段硬石膏达到饱和,酸化阶段磷酸铀酰达到饱和,菌浸阶段氟化铁达到饱和。柱浸浸出液中铀主要以正六价存在,酸化阶段铀化学形态主要为硫酸铀酰及磷酸铀酰,菌浸出阶段主要为硫酸铀酰及氟化铀酰。
  • 材料与设备
  • 王辰,刘海洲,宁淑芳,唐艳萍,张力图
    摘要:
    为能够在无Ce掺杂时增强NaHoF4的荧光发射能力,设计制备了Yb3+浓度梯度多层级纳米核壳颗粒,并对其微观形貌、荧光发射能力、相结构及抗癌诊疗效果进行了测试。结果表明,合成的六边形NaHoF4颗粒结晶度良好,尺寸约为20 nm;多层级包覆壳层薄且均匀,该结构的荧光发射强度高于无/单一壳层包覆。980 nm激光照射下,表面修饰Ce6的多层级NaHoF4纳米核壳颗粒在HeLa癌细胞中具有良好的抗癌诊疗作用。
  • 郝煜辉,王容岳,袁章福,王存
    摘要:
    为了评估Sn-Sb合金焊料的电化学可靠性,以Sn-xSb(x=0.5%,3%,5%,10%,质量百分数)合金为工作电极,Pt片为对电极,饱和甘汞电极(SCE,饱和KCl溶液)为参比电极,中性5% NaCl溶液为腐蚀溶液,采用电化学腐蚀试验方法,研究了Sb含量对Sn-Sb合金焊料的电化学腐蚀行为的影响。通过对合金样品的动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)的分析,得出Sn-Sb合金焊料耐腐蚀性下降的趋势为Sn-10Sb > Sn-5Sb > Sn-3Sb > Sn-0.5Sb。
  • 王刚,董佩文,刘芳,曾敏,张群力,段之殷,解国珍
    摘要:
    通过溴化锂溶液传质性能测试装置,研究了气相异辛醇添加量对溴化锂溶液表面张力的影响,以及在降膜吸收的过程中气相异辛醇的添加量和溶液的流量对传质系数的影响。结果表明:气相异辛醇的添加对溴化锂溶液的表面张力和传质系数均有明显影响,表面张力随异辛醇添加量的增加而减小,传质系数的变化规律与其相反。气相异辛醇分子在溶液表面的吸附作用降低了溶液表面张力梯度,从而引起的Marangoni效应,是对流传质强化比增大的重要原因。
  • 环境工程
  • 黄兆琴,胡淋潮,祁本武,代静玉
    摘要:
    为研究生物炭进入土壤环境后表面性质的变化及其对土壤吸附Cu(Ⅱ)的影响,在土壤环境中对两种不同温度制备稻壳生物炭模拟老化培养,运用元素分析、扫描电镜漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等手段比较老化前后生物炭表面性质的变化,并将生物炭以3%、5%的比例添加到土壤中老化,通过等温吸附试验研究老化生物炭对土壤吸附重金属铜离子的影响。结果表明:在土壤中经过240 d老化后,两种不同温度制备稻壳生物炭所含C元素含量减少,O元素增加,羧基、羰基、脂肪族羟基等含氧官能团增多,生物炭极性增强。老化后的稻壳生物炭对铜离子的最大吸附量增加,生物炭的添加及其老化作用促进土壤对Cu(Ⅱ)的吸附固定作用,并且具有一定的长期稳定性。
  • 李琦,杨卫春,李书鹏,甄胜利
    摘要:
    以甘肃某铬化工场地污染土壤作为处理对象,通过黄铁矿高能球磨活化铁粉制备了铬还原修复材料FeS2/Fe0,考察了该材料对铬污染土壤的还原修复效果,并探究了外场强化修复铬污染土壤的方法。结果表明,FeS2/Fe0修复Cr(Ⅵ)含量为448.1 mg/kg的污染土壤,30 d后去除率达到99.1%,微波场可有效缩短修复周期,机械力—微波场联合作用可将总Cr(Ⅵ)含量为4 995 mg/kg的污染土壤修复降至1.9 mg/kg。
  • 高世康,杨志辉,周连碧,曾宪坤,柴喜林
    摘要:
    我国锑矿区土壤锑与砷污染严重,化学稳定化是修复锑砷污染土壤的重要方法。以水稻秸秆为原材料,采用水热法制得比表面积高达33.11 m2/g的铁负载生物炭稳定材料,Fe3+的负载明显促进碳化过程,改善了生物炭的性能。铁负载生物炭对土壤中五价态锑、砷的稳定化效果明显高于三价态。水溶态As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的稳定率分别为51.22%和58.33%,有效态As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)的稳定率分别为53.67%和52.33%。修复后土壤中非专性吸附态和专性吸附态锑、砷向弱结晶和结晶型铁铝氧化物结合态转化,从而实现锑砷稳定。
  • 冶金史
  • 长孙樱子,付文斌,卢轩
    摘要:
    陕西汉中曾出土大量商代青铜器,其中城固县龙头出土的一件商代四足铜鬲,造型独特,纹饰精美,是迄今所见唯一一件。分析了该器物的化学成分、金相组织和铅同位素比值。结果表明,该四足铜鬲为高铅铅锡合金,铸造成型;微量元素中银的含量较高,可能由铅矿引入;其铅同位素比值为商代常见的高放射成因铅,所用铅矿的产地与郑州、盘龙城、殷墟等遗址出土铜器相同,说明与商文化存在密切的关系。并从合金技术和铅同位素比值的角度讨论了汉中四足铜鬲的年代和来源。

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