重有色金属
马朝君,彭巨擘,袁海滨,郑光发,么长慧,章夏冰,冯早
摘要:
锡冶炼过程综合能源消耗占整个锡生产过程90%,存在很大节能潜力。针对锡冶炼过程综合能耗机理模型难以建立、导致预测准确度不高的问题,提出灰狼优化的支持向量机回归(GWO-SVR)模型用于锡冶炼过程综合能耗的预测,并以某锡冶炼厂为例,将所提模型与SVR、RF(随机森林)、BP(反向传播神经网络)、LR(线性回归)模型进行比较。结果表明,GWO-SVR模型可获得最理想的预测结果,在预测精度上相比于其他机器学习算法有着巨大优势。此外,使用SHAP值从全局解释和单样本解释两个方面解释所建立的GWO-SVR模型,可视化特征对输出的贡献,增加了GWO-SVR的可解释性,并以此制定可靠的节能策略。
金鑫,邓志敢,于睿,周宣通,徐红江,魏昶,蒋光德
摘要:
以湿法冶炼高冰镍过程中产生的高冰镍浸出渣为研究对象,采用二氧化硫对高冰镍渣加压还原浸出,考察了初始硫酸浓度、液固比、通气方式、浸出温度和浸出时间对高冰镍渣还原浸出过程铜、铁行为的影响;对还原浸出液采用置换沉淀和冷冻结晶的方法,对还原浸出中铜和铁进行分离回收。结果表明:在初始硫酸浓度100 g/L,液固比6 mL/g,反应时间3 h,反应温度90 ℃,二氧化硫分压0.15 MPa的条件下,铁和铜的浸出率分别为99.35%、77.46%,浸出液中铁几乎全部为亚铁离子;在硫酸含量20~30 g/L,温度70 ℃,铁粉加入量5.7 g/L,反应时间40 min的条件下,对还原浸出液进行置换沉铜,沉铜率达到了99.70%,渣含铜为67.91%。在温度—10 ℃,保温时间20~30 min,初始硫酸浓度100 g/L的条件下,对沉铜后液进行冷冻结晶制备硫酸亚铁,铁沉淀率达到了72.6%,七水硫酸亚铁纯度达到了92.93%。
陈章庆,黄魁,董海丽,单馨可,魏琳,黄国亮,潘媚媚
摘要:
传统火法冶金工艺可将PbO2直接还原为铅,然而这需要高温条件且易产生铅挥发等问题。湿法冶金虽可在低温下高效地将PbO2还原为二价铅化合物,但需要消耗较多的强酸和还原试剂。提出了一种PbO2绿色转化的方法,利用(NH4)2SO4在低温下分解成NH4HSO4将PbO2还原为PbSO4。结果表明,NH4HSO4和PbO2反应过程会生成中间产物Pb(NH4)2(SO4)2。废铅膏与(NH4)2SO4反应的最佳条件为:摩尔比n(SO42-)/n(TPb)=1、焙烧温度340 ℃、焙烧时间1.5 h,在该条件下PbO2的还原率为96.64%,焙烧产物的PbSO4含量为96.38%。
叶昌美,李武斌,黄健,李勇,张谊,胡志同,吴占新
摘要:
采用CV、LSV等电化学方法研究了阴极电化学机制,同时通过SEM、XPS等表征方法考察亚硫酸铵对阴极表面、锰晶体结构的影响。结果表明:氢在不锈钢阴极表面析出和锰在不锈钢阴极表面沉积的起始电位分别为—1.0、—1.40 V;亚硫酸铵对析氢反应具有明显的抑制作用,降低锰沉积的电流,减小直流电耗。当亚硫酸铵用量为SeO2的4倍时,锰沉积电流效率高达67.42%,亚硫酸铵有望成为替代SeO2的添加剂。在沉积锰的小区域能谱图中,能捕捉到100%纯度的锰,利于后期高纯锰的研发。
周楠
摘要:
阴极铜质量的稳定关系到企业品牌形象的稳固和产量任务的顺利完成。获得板面平整、结晶致密、化学成分合格、物理外观良好的阴极铜一直是贵溪冶炼厂电解车间提升工艺技术水平的重点工作。通过对阴极铜表面质量影响因素的综合分析,深入追踪阴极铜电解生产环节中由物料指标控制、循环系统生产环境、产品输出洗涤质量所带来的一系列不足之处,从中总结归纳出阴极铜表面质量缺陷把控关键性技术措施,为阴极铜电解生产质量的提高做出进一步的保障。
轻有色金属
杨再明,吴鸿飞,潘晓林
摘要:
基于高效脱硅产物钙铁榴石,从制备的水化石榴石中高效提取氧化铝,系统研究了不同参数对水化石榴石碱热转化的影响规律和反应动力学行为。结果表明,制备的水化石榴石主要由立方体颗粒团聚而成,化学组成与标准分子式基本一致。铁铝比的增加、反应温度的升高、反应时间的延长和分子比的增加均有利于水化石榴石中氧化铝的回收。水化石榴石最佳碱热转化工艺为:铁铝比1.0、反应温度280 ℃、反应时间60 min、分子比30,此条件下氧化铝回收率为63.12%。碱热转化过程中大部分水化石榴石转化为钙铁榴石,氧化铝的碱热反应主要受界面传输和扩散共同控制,反应表观活化能为26.60 kJ/mol。
何艺霖,缪涵,庞忠亚,李光石,王坤,邹星礼,鲁雄刚
摘要:
基于Calphad方法,首先对CaCl2-CaO、CaCl2-CaF2和CaO-CaF2体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl2-CaO-CaF2三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法(DSC)测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl2-CaO-CaF2三元体系热力学数据库。
董树豪,杨亚凯,张豪,郭慧,韩桂洪,曹亦俊
摘要:
矿石提锂由于反应效率高、生产周期短,是制备高端锂材的主要方法之一。锂辉石因其氧化锂品位高是矿石提锂的主要来源。开发高效锂辉石提锂工艺对于保障锂行业可持续发展具有重要意义。通过对典型的锂辉石提锂工艺,包括硫酸法、石灰石烧结法、硫酸盐法、氯化焙烧法、碱性压煮法和氟化学法等研究现状进行阐述,充分探讨各提锂工艺的反应原理、工艺参数、反应效率等,客观分析总结现有工艺的优缺点,并对锂辉石提锂工艺的改进进行总结展望。此外,对提锂过程中涉及的晶型转化的研究进展进行分析,重点对相变过程中γ相的生成及对相变路径的影响因素进行系统讨论,为指导α锂辉石短流程甚至无相变制备锂盐产品提供指导。
宋二伟,彭庆收,王二强
摘要:
作为氧化铝生产过程的关键工序,多效蒸发工序的设备较多、操作复杂,蒸发过程涉及到的变量众多、变量之间的耦合关系很复杂,给现场操作带来了一定挑战。蒸发器蒸水量和汽水比(新蒸汽用量与蒸水量比值)是蒸发工序考核的重要指标,其数值大小直接影响到蒸发工序操作成本。尤其在蒸汽不足时,蒸发效果直接影响到母液浓度,甚至影响整个生产流程及产能,最终影响到企业的竞争力。调查发现,现场操作基本以经验为主,调整工艺参数未能到达预期目的,有时甚至出现相反效果,致使蒸发器潜能未能充分发挥,生产条件未能达到最优。基于物料衡算、能量衡算,借助流程模拟软件,搭建氧化铝生产逆流多效蒸发工艺等效物理模型,对拜尔法氧化铝生产多效蒸发工序工艺参数进行分析,探究不同工艺参数对蒸水量(汽耗)的影响规律,为蒸发工序实际操作提供理论指导,进而实现氧化铝生产节能、减排目的,助力氧化铝企业绿色低碳可持续发展。
稀贵金属
辛燕,刘勇,张益硕,李龙祥,周仲魁
摘要:
为改善以往生物浸铀效率不高的缺陷,通过添加外源Fe2+及改变矿物粒径来提高生物对铀的浸出率。研究结果表明:外源Fe2+浓度分别为0、0.5、1.0和2.0 g/L时,铀浸出率分别为87.34%、88.27%、91.23%、89.13%,当浸出体系中Fe2+浓度为1.0 g/L时,铀矿石会产生部分溶解且表面粗糙孔隙明显,有利于铀的浸出,溶浸液中存在适量的Fe2+对生物浸铀的能力具有提升效果。另外,外源Fe2+对铀矿生物浸出符合固体产物层缩核模型,浸出过程主要受扩散控制。当粒径<- mm和-5 mm时铀浸出率分别为91.23%和83.70%,矿物粒径适当减小可增大颗粒比表面积,同样利于铀的浸出。
王伟豪,刘金辉,阳奕汉,王如意,梁大业,闫学锐,何挺
摘要:
铀资源既是核军工基石又是核电发展的粮仓,在当前复杂的国际形势与大力发展核电的时代,更是一种不可或缺的重要资源。随着内蒙古巴彦乌拉铀矿地浸采铀的运行,矿层堵塞、铀浸出量下降等问题逐渐浮现。为探明地浸采铀过程中含矿层渗透性的演化特征,在巴彦乌拉铀矿床C10采区某试验单元开展了井间示踪试验。试验结果表明,地浸一年后含矿层砂岩孔隙度与渗透性降低,其原因与含矿层砂岩孔隙发生堵塞有关。地浸二年后C10采区试验单元在三个渗流方向即KZ13238-KC13036、KZ13238-KC13038和KZ13238-KC13438方向均产生了优势渗流通道。地浸二年后各方向渗流通道溶浸液流速较地浸一年均有不同程度降低,且下降幅度相较于前一年更大。表明随着采区的运行,含矿层孔隙堵塞情况日益严重,含矿层渗透性不断降低。研究结果可以为地浸中含矿层渗透性演化特征提供示踪证据。
柯平超,王坤坤,钟婷婷,周义朋,马晓磊,万凌云,徐玲玲,王键,黎广荣
摘要:
通过对国内某企业进口放射性铌铁精矿进行工艺矿物学分析,确定该精矿的主要矿相为烧绿石,同时伴生钛铁矿和白云母,矿石中放射性元素U和Th的含量分别为0.27%和1.03%。针对该铌铁精矿,探索H2SO4-Fe(Ⅲ)、H2SO4-HF-H2O2、H2SO4-HF、H2SO4-HF-H2O2-(NH4)2CO3体系中U和Th的浸出及分离效果,最终确定H2SO4-HF-H2O2-(NH4)2CO3多段浸出工艺能有效实现U和Th的脱除与分离。U、Th的脱除率分别为100%和80%。基于研究提出了铌铁精矿U、Th脱除及分离工艺流程。
余东原,罗 跃,梁大业,李立尧
摘要:
在地浸采铀过程中,准确预测铀浸出金属量具有重要意义。使用多元线性回归、多层感知机(MLP)和随机森林(RF)多种机器学习方法分别建立预测模型。结果表明:1)相比于传统的多元线性回归算法,MLP和RF两种方法能够得到预测性能更好的模型。2)多层感知机(MLP)模型在预测铀浸出金属量变化的上性能表现最佳(R2=0.91)。3)在相同的预测精度下,RF模型比MLP模型耗时更短,超参数设置更加简单。4)在以总流量和每平米铀量为铀浸出金属量的关键因素进行分析时,总流量对铀浸出金属量的权重占比为81.6%。
刘 康,苏学斌,梁耕宇,程浩,王桂硕,张承天,刘忠臣,刘会武,向秋林
摘要:
独居石是典型伴生铀、钍的稀土矿资源,通过现有的碱溶转化、优溶等步骤提取稀土后,所得优溶渣是富含铀、钍、稀土的重要二次资源。为与稀土提取保持一致的盐酸体系,研究优溶渣的盐酸浸出过程对整体回收工艺十分关键。采取单因素试验考察浸出过程条件对铀、钍、稀土浸出率的影响。结果表明,使用下述优化参数:盐酸浓度6 mol/L、浸出时间1.5~2 h、浸出温度60 ℃、液固体积质量比3 mL/g时,优溶渣中铀、钍、稀土的浸出率分别可达90%~95%、92%~93%、>60%,实现了较高的资源回收率。浸出渣的工艺矿物学分析表明,其主要由锆石、钍化合物和石英等脉石矿物组成。剩余的稀土组分则主要集中在未分解的独居石中,其余为少量磷钇矿和褐钇铌矿。试验结果可为独居石优溶渣的综合回收技术提供基础数据和支撑。
张晓星,鲁兴武,殷勤生,袁晶晶,程亮,李俞良
摘要:
针对富铼渣中成分多、金属赋存状态复杂的特点,采用控电位氧化浸出方法对富铼渣中的铼进行浸出试验,通过单因素试验确定了下述最优条件:氧化浸出电位700~750 mV、硫酸质量浓度15%、浸出温度70 ℃、浸出时间60 min,在此条件下铼浸出率为98.612%,其他组分浸出率均高于90%。
环境工程
张煜,李俊杰,葛哲令,易小艺
摘要:
阐述了铜冶炼火法工艺发展状况,剖析了铜冶炼过程产生废水的主要环节,并对废水处理工艺及原理进行了梳理,分析了某铜冶炼企业废水产生节点、产生特点和组成成分;针对现有的废水处理技术和资源化利用提出了合理的建议。特别阐述了阳谷祥光铜业自主研发的旋浮铜冶炼技术、粗铜自氧化还原精炼技术、平行流电解技术,硫化+石膏+中和”工艺和废水深度处理联合工艺特点,对采用火法冶炼工艺的铜冶炼企业的废水处理及资源化利用具有借鉴意义。
冶金史
朱谨,黄全胜,李永春
摘要:
韩城芝川古代冶铁遗址位于陕西省渭南市韩城芝川镇芝西村,遗存面积超4 000 m2,考古年代为西汉。科研团队对该遗址开展冶金考古田野调查并采集到炉渣、陶片等遗物,使用扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、金(矿)相显微观察等手段对采集到的18个冶炼遗物进行成分分析和显微结构观察。结果表明,16个炉渣为硅钙铝系高钙低铁炉渣,基体主要为玻璃相、偶见铁橄榄石,其产品是生铁,应为生铁冶炼炉渣。1个炉渣为高铁渣,以浮氏体为主、间有铁橄榄石和极少量玻璃相;1个样品的块状金属为熟铁,很可能为生铁炒钢的遗物。该遗址主要是生铁冶炼遗址,同时进行炒钢冶金活动,是迄今发现陕西渭南地区最早的生铁炒钢遗址。
胡飞,闻磊,秦颍
摘要:
利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对荆州市纪南镇雨台村张大冢战国墓地出土12件青铜器进行成分与金相分析。结果表明,12件青铜器分别为铅锡青铜、锡铅青铜和锡青铜3种材质,铅锡(或锡铅)青铜器普遍含铅量较高,青铜器多以铸造成形,铜盘均采用热锻加工技术。不同类型及使用功能的器物,其合金成分与金相组织存在明显差异。张大冢墓地作为战国中晚期的楚国下等级贵族家族墓地,出土青铜容器也多为素面薄壁,锈蚀较为严重,但其出土青铜器的合金配比、制作技术及机械性能均展现出战国中晚期楚国工匠已经拥有成熟的青铜合金、铸造以及加工技术,也揭示出当时工匠有意识地在青铜明器与实用器的合金技术上存在区别对待,为全面认识东周时期楚都纪南城青铜冶铸业的发展状况提供科学依据。
袁浩铭,李永春,黄全胜
摘要:
平山战国冶铁遗址位于河北省石家庄市平山县北白家岸村西侧,面积约47 000 m2。2022年7月对该遗址进行田野调查并获取炉渣、炉壁等冶金遗存。采用X射线荧光光谱分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDX)、金(矿)相观察等科学试验方法,对10个炉渣等样品进行检测分析,结合炉渣的化学成分和显微组织讨论该遗址的冶炼性质与技术特征。结果表明,该遗址为冶铁遗址,技术类型为生铁冶炼,炼铁渣属于钙硅铝系高钙炉渣。
潘思宇,魏国锋,胡悦,吴光浩
摘要:
枞阳地区以其特殊的地理位置、丰富的铜矿资源和众多的古代矿冶遗址,成为探索安徽青铜时代冶金技术发展的重要地区。采用XRD、SEM-EDS等方法对该地区祖家墩遗址出土炉渣进行检测分析和研究。结果表明,祖家墩遗址出土炉渣均为冶炼渣。通过铜硫比和周围矿山开采情况,推测该遗址所使用矿石更可能为硫化铜矿石。根据炉渣中夹杂的金属颗粒判断,祖家墩遗址可能同时存在红铜和砷铜两种冶炼活动,其砷铜不排除是使用氧化矿与含砷硫化矿石共熔还原而成,砷料来源应与铜陵当地多金属矿床有关。
重有色金属
马朝君,彭巨擘,袁海滨,郑光发,么长慧,章夏冰,冯早
摘要:
锡冶炼过程综合能源消耗占整个锡生产过程90%,存在很大节能潜力。针对锡冶炼过程综合能耗机理模型难以建立、导致预测准确度不高的问题,提出灰狼优化的支持向量机回归(GWO-SVR)模型用于锡冶炼过程综合能耗的预测,并以某锡冶炼厂为例,将所提模型与SVR、RF(随机森林)、BP(反向传播神经网络)、LR(线性回归)模型进行比较。结果表明,GWO-SVR模型可获得最理想的预测结果,在预测精度上相比于其他机器学习算法有着巨大优势。此外,使用SHAP值从全局解释和单样本解释两个方面解释所建立的GWO-SVR模型,可视化特征对输出的贡献,增加了GWO-SVR的可解释性,并以此制定可靠的节能策略。
金鑫,邓志敢,于睿,周宣通,徐红江,魏昶,蒋光德
摘要:
以湿法冶炼高冰镍过程中产生的高冰镍浸出渣为研究对象,采用二氧化硫对高冰镍渣加压还原浸出,考察了初始硫酸浓度、液固比、通气方式、浸出温度和浸出时间对高冰镍渣还原浸出过程铜、铁行为的影响;对还原浸出液采用置换沉淀和冷冻结晶的方法,对还原浸出中铜和铁进行分离回收。结果表明:在初始硫酸浓度100 g/L,液固比6 mL/g,反应时间3 h,反应温度90 ℃,二氧化硫分压0.15 MPa的条件下,铁和铜的浸出率分别为99.35%、77.46%,浸出液中铁几乎全部为亚铁离子;在硫酸含量20~30 g/L,温度70 ℃,铁粉加入量5.7 g/L,反应时间40 min的条件下,对还原浸出液进行置换沉铜,沉铜率达到了99.70%,渣含铜为67.91%。在温度—10 ℃,保温时间20~30 min,初始硫酸浓度100 g/L的条件下,对沉铜后液进行冷冻结晶制备硫酸亚铁,铁沉淀率达到了72.6%,七水硫酸亚铁纯度达到了92.93%。
陈章庆,黄魁,董海丽,单馨可,魏琳,黄国亮,潘媚媚
摘要:
传统火法冶金工艺可将PbO2直接还原为铅,然而这需要高温条件且易产生铅挥发等问题。湿法冶金虽可在低温下高效地将PbO2还原为二价铅化合物,但需要消耗较多的强酸和还原试剂。提出了一种PbO2绿色转化的方法,利用(NH4)2SO4在低温下分解成NH4HSO4将PbO2还原为PbSO4。结果表明,NH4HSO4和PbO2反应过程会生成中间产物Pb(NH4)2(SO4)2。废铅膏与(NH4)2SO4反应的最佳条件为:摩尔比n(SO42-)/n(TPb)=1、焙烧温度340 ℃、焙烧时间1.5 h,在该条件下PbO2的还原率为96.64%,焙烧产物的PbSO4含量为96.38%。
叶昌美,李武斌,黄健,李勇,张谊,胡志同,吴占新
摘要:
采用CV、LSV等电化学方法研究了阴极电化学机制,同时通过SEM、XPS等表征方法考察亚硫酸铵对阴极表面、锰晶体结构的影响。结果表明:氢在不锈钢阴极表面析出和锰在不锈钢阴极表面沉积的起始电位分别为—1.0、—1.40 V;亚硫酸铵对析氢反应具有明显的抑制作用,降低锰沉积的电流,减小直流电耗。当亚硫酸铵用量为SeO2的4倍时,锰沉积电流效率高达67.42%,亚硫酸铵有望成为替代SeO2的添加剂。在沉积锰的小区域能谱图中,能捕捉到100%纯度的锰,利于后期高纯锰的研发。
周楠
摘要:
阴极铜质量的稳定关系到企业品牌形象的稳固和产量任务的顺利完成。获得板面平整、结晶致密、化学成分合格、物理外观良好的阴极铜一直是贵溪冶炼厂电解车间提升工艺技术水平的重点工作。通过对阴极铜表面质量影响因素的综合分析,深入追踪阴极铜电解生产环节中由物料指标控制、循环系统生产环境、产品输出洗涤质量所带来的一系列不足之处,从中总结归纳出阴极铜表面质量缺陷把控关键性技术措施,为阴极铜电解生产质量的提高做出进一步的保障。
轻有色金属
杨再明,吴鸿飞,潘晓林
摘要:
基于高效脱硅产物钙铁榴石,从制备的水化石榴石中高效提取氧化铝,系统研究了不同参数对水化石榴石碱热转化的影响规律和反应动力学行为。结果表明,制备的水化石榴石主要由立方体颗粒团聚而成,化学组成与标准分子式基本一致。铁铝比的增加、反应温度的升高、反应时间的延长和分子比的增加均有利于水化石榴石中氧化铝的回收。水化石榴石最佳碱热转化工艺为:铁铝比1.0、反应温度280 ℃、反应时间60 min、分子比30,此条件下氧化铝回收率为63.12%。碱热转化过程中大部分水化石榴石转化为钙铁榴石,氧化铝的碱热反应主要受界面传输和扩散共同控制,反应表观活化能为26.60 kJ/mol。
何艺霖,缪涵,庞忠亚,李光石,王坤,邹星礼,鲁雄刚
摘要:
基于Calphad方法,首先对CaCl2-CaO、CaCl2-CaF2和CaO-CaF2体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl2-CaO-CaF2三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法(DSC)测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl2-CaO-CaF2三元体系热力学数据库。
董树豪,杨亚凯,张豪,郭慧,韩桂洪,曹亦俊
摘要:
矿石提锂由于反应效率高、生产周期短,是制备高端锂材的主要方法之一。锂辉石因其氧化锂品位高是矿石提锂的主要来源。开发高效锂辉石提锂工艺对于保障锂行业可持续发展具有重要意义。通过对典型的锂辉石提锂工艺,包括硫酸法、石灰石烧结法、硫酸盐法、氯化焙烧法、碱性压煮法和氟化学法等研究现状进行阐述,充分探讨各提锂工艺的反应原理、工艺参数、反应效率等,客观分析总结现有工艺的优缺点,并对锂辉石提锂工艺的改进进行总结展望。此外,对提锂过程中涉及的晶型转化的研究进展进行分析,重点对相变过程中γ相的生成及对相变路径的影响因素进行系统讨论,为指导α锂辉石短流程甚至无相变制备锂盐产品提供指导。
宋二伟,彭庆收,王二强
摘要:
作为氧化铝生产过程的关键工序,多效蒸发工序的设备较多、操作复杂,蒸发过程涉及到的变量众多、变量之间的耦合关系很复杂,给现场操作带来了一定挑战。蒸发器蒸水量和汽水比(新蒸汽用量与蒸水量比值)是蒸发工序考核的重要指标,其数值大小直接影响到蒸发工序操作成本。尤其在蒸汽不足时,蒸发效果直接影响到母液浓度,甚至影响整个生产流程及产能,最终影响到企业的竞争力。调查发现,现场操作基本以经验为主,调整工艺参数未能到达预期目的,有时甚至出现相反效果,致使蒸发器潜能未能充分发挥,生产条件未能达到最优。基于物料衡算、能量衡算,借助流程模拟软件,搭建氧化铝生产逆流多效蒸发工艺等效物理模型,对拜尔法氧化铝生产多效蒸发工序工艺参数进行分析,探究不同工艺参数对蒸水量(汽耗)的影响规律,为蒸发工序实际操作提供理论指导,进而实现氧化铝生产节能、减排目的,助力氧化铝企业绿色低碳可持续发展。
稀贵金属
辛燕,刘勇,张益硕,李龙祥,周仲魁
摘要:
为改善以往生物浸铀效率不高的缺陷,通过添加外源Fe2+及改变矿物粒径来提高生物对铀的浸出率。研究结果表明:外源Fe2+浓度分别为0、0.5、1.0和2.0 g/L时,铀浸出率分别为87.34%、88.27%、91.23%、89.13%,当浸出体系中Fe2+浓度为1.0 g/L时,铀矿石会产生部分溶解且表面粗糙孔隙明显,有利于铀的浸出,溶浸液中存在适量的Fe2+对生物浸铀的能力具有提升效果。另外,外源Fe2+对铀矿生物浸出符合固体产物层缩核模型,浸出过程主要受扩散控制。当粒径<- mm和-5 mm时铀浸出率分别为91.23%和83.70%,矿物粒径适当减小可增大颗粒比表面积,同样利于铀的浸出。
王伟豪,刘金辉,阳奕汉,王如意,梁大业,闫学锐,何挺
摘要:
铀资源既是核军工基石又是核电发展的粮仓,在当前复杂的国际形势与大力发展核电的时代,更是一种不可或缺的重要资源。随着内蒙古巴彦乌拉铀矿地浸采铀的运行,矿层堵塞、铀浸出量下降等问题逐渐浮现。为探明地浸采铀过程中含矿层渗透性的演化特征,在巴彦乌拉铀矿床C10采区某试验单元开展了井间示踪试验。试验结果表明,地浸一年后含矿层砂岩孔隙度与渗透性降低,其原因与含矿层砂岩孔隙发生堵塞有关。地浸二年后C10采区试验单元在三个渗流方向即KZ13238-KC13036、KZ13238-KC13038和KZ13238-KC13438方向均产生了优势渗流通道。地浸二年后各方向渗流通道溶浸液流速较地浸一年均有不同程度降低,且下降幅度相较于前一年更大。表明随着采区的运行,含矿层孔隙堵塞情况日益严重,含矿层渗透性不断降低。研究结果可以为地浸中含矿层渗透性演化特征提供示踪证据。
柯平超,王坤坤,钟婷婷,周义朋,马晓磊,万凌云,徐玲玲,王键,黎广荣
摘要:
通过对国内某企业进口放射性铌铁精矿进行工艺矿物学分析,确定该精矿的主要矿相为烧绿石,同时伴生钛铁矿和白云母,矿石中放射性元素U和Th的含量分别为0.27%和1.03%。针对该铌铁精矿,探索H2SO4-Fe(Ⅲ)、H2SO4-HF-H2O2、H2SO4-HF、H2SO4-HF-H2O2-(NH4)2CO3体系中U和Th的浸出及分离效果,最终确定H2SO4-HF-H2O2-(NH4)2CO3多段浸出工艺能有效实现U和Th的脱除与分离。U、Th的脱除率分别为100%和80%。基于研究提出了铌铁精矿U、Th脱除及分离工艺流程。
余东原,罗 跃,梁大业,李立尧
摘要:
在地浸采铀过程中,准确预测铀浸出金属量具有重要意义。使用多元线性回归、多层感知机(MLP)和随机森林(RF)多种机器学习方法分别建立预测模型。结果表明:1)相比于传统的多元线性回归算法,MLP和RF两种方法能够得到预测性能更好的模型。2)多层感知机(MLP)模型在预测铀浸出金属量变化的上性能表现最佳(R2=0.91)。3)在相同的预测精度下,RF模型比MLP模型耗时更短,超参数设置更加简单。4)在以总流量和每平米铀量为铀浸出金属量的关键因素进行分析时,总流量对铀浸出金属量的权重占比为81.6%。
刘 康,苏学斌,梁耕宇,程浩,王桂硕,张承天,刘忠臣,刘会武,向秋林
摘要:
独居石是典型伴生铀、钍的稀土矿资源,通过现有的碱溶转化、优溶等步骤提取稀土后,所得优溶渣是富含铀、钍、稀土的重要二次资源。为与稀土提取保持一致的盐酸体系,研究优溶渣的盐酸浸出过程对整体回收工艺十分关键。采取单因素试验考察浸出过程条件对铀、钍、稀土浸出率的影响。结果表明,使用下述优化参数:盐酸浓度6 mol/L、浸出时间1.5~2 h、浸出温度60 ℃、液固体积质量比3 mL/g时,优溶渣中铀、钍、稀土的浸出率分别可达90%~95%、92%~93%、>60%,实现了较高的资源回收率。浸出渣的工艺矿物学分析表明,其主要由锆石、钍化合物和石英等脉石矿物组成。剩余的稀土组分则主要集中在未分解的独居石中,其余为少量磷钇矿和褐钇铌矿。试验结果可为独居石优溶渣的综合回收技术提供基础数据和支撑。
张晓星,鲁兴武,殷勤生,袁晶晶,程亮,李俞良
摘要:
针对富铼渣中成分多、金属赋存状态复杂的特点,采用控电位氧化浸出方法对富铼渣中的铼进行浸出试验,通过单因素试验确定了下述最优条件:氧化浸出电位700~750 mV、硫酸质量浓度15%、浸出温度70 ℃、浸出时间60 min,在此条件下铼浸出率为98.612%,其他组分浸出率均高于90%。
环境工程
张煜,李俊杰,葛哲令,易小艺
摘要:
阐述了铜冶炼火法工艺发展状况,剖析了铜冶炼过程产生废水的主要环节,并对废水处理工艺及原理进行了梳理,分析了某铜冶炼企业废水产生节点、产生特点和组成成分;针对现有的废水处理技术和资源化利用提出了合理的建议。特别阐述了阳谷祥光铜业自主研发的旋浮铜冶炼技术、粗铜自氧化还原精炼技术、平行流电解技术,硫化+石膏+中和”工艺和废水深度处理联合工艺特点,对采用火法冶炼工艺的铜冶炼企业的废水处理及资源化利用具有借鉴意义。
冶金史
朱谨,黄全胜,李永春
摘要:
韩城芝川古代冶铁遗址位于陕西省渭南市韩城芝川镇芝西村,遗存面积超4 000 m2,考古年代为西汉。科研团队对该遗址开展冶金考古田野调查并采集到炉渣、陶片等遗物,使用扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、金(矿)相显微观察等手段对采集到的18个冶炼遗物进行成分分析和显微结构观察。结果表明,16个炉渣为硅钙铝系高钙低铁炉渣,基体主要为玻璃相、偶见铁橄榄石,其产品是生铁,应为生铁冶炼炉渣。1个炉渣为高铁渣,以浮氏体为主、间有铁橄榄石和极少量玻璃相;1个样品的块状金属为熟铁,很可能为生铁炒钢的遗物。该遗址主要是生铁冶炼遗址,同时进行炒钢冶金活动,是迄今发现陕西渭南地区最早的生铁炒钢遗址。
胡飞,闻磊,秦颍
摘要:
利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对荆州市纪南镇雨台村张大冢战国墓地出土12件青铜器进行成分与金相分析。结果表明,12件青铜器分别为铅锡青铜、锡铅青铜和锡青铜3种材质,铅锡(或锡铅)青铜器普遍含铅量较高,青铜器多以铸造成形,铜盘均采用热锻加工技术。不同类型及使用功能的器物,其合金成分与金相组织存在明显差异。张大冢墓地作为战国中晚期的楚国下等级贵族家族墓地,出土青铜容器也多为素面薄壁,锈蚀较为严重,但其出土青铜器的合金配比、制作技术及机械性能均展现出战国中晚期楚国工匠已经拥有成熟的青铜合金、铸造以及加工技术,也揭示出当时工匠有意识地在青铜明器与实用器的合金技术上存在区别对待,为全面认识东周时期楚都纪南城青铜冶铸业的发展状况提供科学依据。
袁浩铭,李永春,黄全胜
摘要:
平山战国冶铁遗址位于河北省石家庄市平山县北白家岸村西侧,面积约47 000 m2。2022年7月对该遗址进行田野调查并获取炉渣、炉壁等冶金遗存。采用X射线荧光光谱分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDX)、金(矿)相观察等科学试验方法,对10个炉渣等样品进行检测分析,结合炉渣的化学成分和显微组织讨论该遗址的冶炼性质与技术特征。结果表明,该遗址为冶铁遗址,技术类型为生铁冶炼,炼铁渣属于钙硅铝系高钙炉渣。
潘思宇,魏国锋,胡悦,吴光浩
摘要:
枞阳地区以其特殊的地理位置、丰富的铜矿资源和众多的古代矿冶遗址,成为探索安徽青铜时代冶金技术发展的重要地区。采用XRD、SEM-EDS等方法对该地区祖家墩遗址出土炉渣进行检测分析和研究。结果表明,祖家墩遗址出土炉渣均为冶炼渣。通过铜硫比和周围矿山开采情况,推测该遗址所使用矿石更可能为硫化铜矿石。根据炉渣中夹杂的金属颗粒判断,祖家墩遗址可能同时存在红铜和砷铜两种冶炼活动,其砷铜不排除是使用氧化矿与含砷硫化矿石共熔还原而成,砷料来源应与铜陵当地多金属矿床有关。
重有色金属
马朝君,彭巨擘,袁海滨,郑光发,么长慧,章夏冰,冯早
摘要:
锡冶炼过程综合能源消耗占整个锡生产过程90%,存在很大节能潜力。针对锡冶炼过程综合能耗机理模型难以建立、导致预测准确度不高的问题,提出灰狼优化的支持向量机回归(GWO-SVR)模型用于锡冶炼过程综合能耗的预测,并以某锡冶炼厂为例,将所提模型与SVR、RF(随机森林)、BP(反向传播神经网络)、LR(线性回归)模型进行比较。结果表明,GWO-SVR模型可获得最理想的预测结果,在预测精度上相比于其他机器学习算法有着巨大优势。此外,使用SHAP值从全局解释和单样本解释两个方面解释所建立的GWO-SVR模型,可视化特征对输出的贡献,增加了GWO-SVR的可解释性,并以此制定可靠的节能策略。
金鑫,邓志敢,于睿,周宣通,徐红江,魏昶,蒋光德
摘要:
以湿法冶炼高冰镍过程中产生的高冰镍浸出渣为研究对象,采用二氧化硫对高冰镍渣加压还原浸出,考察了初始硫酸浓度、液固比、通气方式、浸出温度和浸出时间对高冰镍渣还原浸出过程铜、铁行为的影响;对还原浸出液采用置换沉淀和冷冻结晶的方法,对还原浸出中铜和铁进行分离回收。结果表明:在初始硫酸浓度100 g/L,液固比6 mL/g,反应时间3 h,反应温度90 ℃,二氧化硫分压0.15 MPa的条件下,铁和铜的浸出率分别为99.35%、77.46%,浸出液中铁几乎全部为亚铁离子;在硫酸含量20~30 g/L,温度70 ℃,铁粉加入量5.7 g/L,反应时间40 min的条件下,对还原浸出液进行置换沉铜,沉铜率达到了99.70%,渣含铜为67.91%。在温度—10 ℃,保温时间20~30 min,初始硫酸浓度100 g/L的条件下,对沉铜后液进行冷冻结晶制备硫酸亚铁,铁沉淀率达到了72.6%,七水硫酸亚铁纯度达到了92.93%。
陈章庆,黄魁,董海丽,单馨可,魏琳,黄国亮,潘媚媚
摘要:
传统火法冶金工艺可将PbO2直接还原为铅,然而这需要高温条件且易产生铅挥发等问题。湿法冶金虽可在低温下高效地将PbO2还原为二价铅化合物,但需要消耗较多的强酸和还原试剂。提出了一种PbO2绿色转化的方法,利用(NH4)2SO4在低温下分解成NH4HSO4将PbO2还原为PbSO4。结果表明,NH4HSO4和PbO2反应过程会生成中间产物Pb(NH4)2(SO4)2。废铅膏与(NH4)2SO4反应的最佳条件为:摩尔比n(SO42-)/n(TPb)=1、焙烧温度340 ℃、焙烧时间1.5 h,在该条件下PbO2的还原率为96.64%,焙烧产物的PbSO4含量为96.38%。
叶昌美,李武斌,黄健,李勇,张谊,胡志同,吴占新
摘要:
采用CV、LSV等电化学方法研究了阴极电化学机制,同时通过SEM、XPS等表征方法考察亚硫酸铵对阴极表面、锰晶体结构的影响。结果表明:氢在不锈钢阴极表面析出和锰在不锈钢阴极表面沉积的起始电位分别为—1.0、—1.40 V;亚硫酸铵对析氢反应具有明显的抑制作用,降低锰沉积的电流,减小直流电耗。当亚硫酸铵用量为SeO2的4倍时,锰沉积电流效率高达67.42%,亚硫酸铵有望成为替代SeO2的添加剂。在沉积锰的小区域能谱图中,能捕捉到100%纯度的锰,利于后期高纯锰的研发。
周楠
摘要:
阴极铜质量的稳定关系到企业品牌形象的稳固和产量任务的顺利完成。获得板面平整、结晶致密、化学成分合格、物理外观良好的阴极铜一直是贵溪冶炼厂电解车间提升工艺技术水平的重点工作。通过对阴极铜表面质量影响因素的综合分析,深入追踪阴极铜电解生产环节中由物料指标控制、循环系统生产环境、产品输出洗涤质量所带来的一系列不足之处,从中总结归纳出阴极铜表面质量缺陷把控关键性技术措施,为阴极铜电解生产质量的提高做出进一步的保障。
轻有色金属
杨再明,吴鸿飞,潘晓林
摘要:
基于高效脱硅产物钙铁榴石,从制备的水化石榴石中高效提取氧化铝,系统研究了不同参数对水化石榴石碱热转化的影响规律和反应动力学行为。结果表明,制备的水化石榴石主要由立方体颗粒团聚而成,化学组成与标准分子式基本一致。铁铝比的增加、反应温度的升高、反应时间的延长和分子比的增加均有利于水化石榴石中氧化铝的回收。水化石榴石最佳碱热转化工艺为:铁铝比1.0、反应温度280 ℃、反应时间60 min、分子比30,此条件下氧化铝回收率为63.12%。碱热转化过程中大部分水化石榴石转化为钙铁榴石,氧化铝的碱热反应主要受界面传输和扩散共同控制,反应表观活化能为26.60 kJ/mol。
何艺霖,缪涵,庞忠亚,李光石,王坤,邹星礼,鲁雄刚
摘要:
基于Calphad方法,首先对CaCl2-CaO、CaCl2-CaF2和CaO-CaF2体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl2-CaO-CaF2三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法(DSC)测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl2-CaO-CaF2三元体系热力学数据库。
董树豪,杨亚凯,张豪,郭慧,韩桂洪,曹亦俊
摘要:
矿石提锂由于反应效率高、生产周期短,是制备高端锂材的主要方法之一。锂辉石因其氧化锂品位高是矿石提锂的主要来源。开发高效锂辉石提锂工艺对于保障锂行业可持续发展具有重要意义。通过对典型的锂辉石提锂工艺,包括硫酸法、石灰石烧结法、硫酸盐法、氯化焙烧法、碱性压煮法和氟化学法等研究现状进行阐述,充分探讨各提锂工艺的反应原理、工艺参数、反应效率等,客观分析总结现有工艺的优缺点,并对锂辉石提锂工艺的改进进行总结展望。此外,对提锂过程中涉及的晶型转化的研究进展进行分析,重点对相变过程中γ相的生成及对相变路径的影响因素进行系统讨论,为指导α锂辉石短流程甚至无相变制备锂盐产品提供指导。
宋二伟,彭庆收,王二强
摘要:
作为氧化铝生产过程的关键工序,多效蒸发工序的设备较多、操作复杂,蒸发过程涉及到的变量众多、变量之间的耦合关系很复杂,给现场操作带来了一定挑战。蒸发器蒸水量和汽水比(新蒸汽用量与蒸水量比值)是蒸发工序考核的重要指标,其数值大小直接影响到蒸发工序操作成本。尤其在蒸汽不足时,蒸发效果直接影响到母液浓度,甚至影响整个生产流程及产能,最终影响到企业的竞争力。调查发现,现场操作基本以经验为主,调整工艺参数未能到达预期目的,有时甚至出现相反效果,致使蒸发器潜能未能充分发挥,生产条件未能达到最优。基于物料衡算、能量衡算,借助流程模拟软件,搭建氧化铝生产逆流多效蒸发工艺等效物理模型,对拜尔法氧化铝生产多效蒸发工序工艺参数进行分析,探究不同工艺参数对蒸水量(汽耗)的影响规律,为蒸发工序实际操作提供理论指导,进而实现氧化铝生产节能、减排目的,助力氧化铝企业绿色低碳可持续发展。
稀贵金属
辛燕,刘勇,张益硕,李龙祥,周仲魁
摘要:
为改善以往生物浸铀效率不高的缺陷,通过添加外源Fe2+及改变矿物粒径来提高生物对铀的浸出率。研究结果表明:外源Fe2+浓度分别为0、0.5、1.0和2.0 g/L时,铀浸出率分别为87.34%、88.27%、91.23%、89.13%,当浸出体系中Fe2+浓度为1.0 g/L时,铀矿石会产生部分溶解且表面粗糙孔隙明显,有利于铀的浸出,溶浸液中存在适量的Fe2+对生物浸铀的能力具有提升效果。另外,外源Fe2+对铀矿生物浸出符合固体产物层缩核模型,浸出过程主要受扩散控制。当粒径<- mm和-5 mm时铀浸出率分别为91.23%和83.70%,矿物粒径适当减小可增大颗粒比表面积,同样利于铀的浸出。
王伟豪,刘金辉,阳奕汉,王如意,梁大业,闫学锐,何挺
摘要:
铀资源既是核军工基石又是核电发展的粮仓,在当前复杂的国际形势与大力发展核电的时代,更是一种不可或缺的重要资源。随着内蒙古巴彦乌拉铀矿地浸采铀的运行,矿层堵塞、铀浸出量下降等问题逐渐浮现。为探明地浸采铀过程中含矿层渗透性的演化特征,在巴彦乌拉铀矿床C10采区某试验单元开展了井间示踪试验。试验结果表明,地浸一年后含矿层砂岩孔隙度与渗透性降低,其原因与含矿层砂岩孔隙发生堵塞有关。地浸二年后C10采区试验单元在三个渗流方向即KZ13238-KC13036、KZ13238-KC13038和KZ13238-KC13438方向均产生了优势渗流通道。地浸二年后各方向渗流通道溶浸液流速较地浸一年均有不同程度降低,且下降幅度相较于前一年更大。表明随着采区的运行,含矿层孔隙堵塞情况日益严重,含矿层渗透性不断降低。研究结果可以为地浸中含矿层渗透性演化特征提供示踪证据。
柯平超,王坤坤,钟婷婷,周义朋,马晓磊,万凌云,徐玲玲,王键,黎广荣
摘要:
通过对国内某企业进口放射性铌铁精矿进行工艺矿物学分析,确定该精矿的主要矿相为烧绿石,同时伴生钛铁矿和白云母,矿石中放射性元素U和Th的含量分别为0.27%和1.03%。针对该铌铁精矿,探索H2SO4-Fe(Ⅲ)、H2SO4-HF-H2O2、H2SO4-HF、H2SO4-HF-H2O2-(NH4)2CO3体系中U和Th的浸出及分离效果,最终确定H2SO4-HF-H2O2-(NH4)2CO3多段浸出工艺能有效实现U和Th的脱除与分离。U、Th的脱除率分别为100%和80%。基于研究提出了铌铁精矿U、Th脱除及分离工艺流程。
余东原,罗 跃,梁大业,李立尧
摘要:
在地浸采铀过程中,准确预测铀浸出金属量具有重要意义。使用多元线性回归、多层感知机(MLP)和随机森林(RF)多种机器学习方法分别建立预测模型。结果表明:1)相比于传统的多元线性回归算法,MLP和RF两种方法能够得到预测性能更好的模型。2)多层感知机(MLP)模型在预测铀浸出金属量变化的上性能表现最佳(R2=0.91)。3)在相同的预测精度下,RF模型比MLP模型耗时更短,超参数设置更加简单。4)在以总流量和每平米铀量为铀浸出金属量的关键因素进行分析时,总流量对铀浸出金属量的权重占比为81.6%。
刘 康,苏学斌,梁耕宇,程浩,王桂硕,张承天,刘忠臣,刘会武,向秋林
摘要:
独居石是典型伴生铀、钍的稀土矿资源,通过现有的碱溶转化、优溶等步骤提取稀土后,所得优溶渣是富含铀、钍、稀土的重要二次资源。为与稀土提取保持一致的盐酸体系,研究优溶渣的盐酸浸出过程对整体回收工艺十分关键。采取单因素试验考察浸出过程条件对铀、钍、稀土浸出率的影响。结果表明,使用下述优化参数:盐酸浓度6 mol/L、浸出时间1.5~2 h、浸出温度60 ℃、液固体积质量比3 mL/g时,优溶渣中铀、钍、稀土的浸出率分别可达90%~95%、92%~93%、>60%,实现了较高的资源回收率。浸出渣的工艺矿物学分析表明,其主要由锆石、钍化合物和石英等脉石矿物组成。剩余的稀土组分则主要集中在未分解的独居石中,其余为少量磷钇矿和褐钇铌矿。试验结果可为独居石优溶渣的综合回收技术提供基础数据和支撑。
张晓星,鲁兴武,殷勤生,袁晶晶,程亮,李俞良
摘要:
针对富铼渣中成分多、金属赋存状态复杂的特点,采用控电位氧化浸出方法对富铼渣中的铼进行浸出试验,通过单因素试验确定了下述最优条件:氧化浸出电位700~750 mV、硫酸质量浓度15%、浸出温度70 ℃、浸出时间60 min,在此条件下铼浸出率为98.612%,其他组分浸出率均高于90%。
环境工程
张煜,李俊杰,葛哲令,易小艺
摘要:
阐述了铜冶炼火法工艺发展状况,剖析了铜冶炼过程产生废水的主要环节,并对废水处理工艺及原理进行了梳理,分析了某铜冶炼企业废水产生节点、产生特点和组成成分;针对现有的废水处理技术和资源化利用提出了合理的建议。特别阐述了阳谷祥光铜业自主研发的旋浮铜冶炼技术、粗铜自氧化还原精炼技术、平行流电解技术,硫化+石膏+中和”工艺和废水深度处理联合工艺特点,对采用火法冶炼工艺的铜冶炼企业的废水处理及资源化利用具有借鉴意义。
冶金史
朱谨,黄全胜,李永春
摘要:
韩城芝川古代冶铁遗址位于陕西省渭南市韩城芝川镇芝西村,遗存面积超4 000 m2,考古年代为西汉。科研团队对该遗址开展冶金考古田野调查并采集到炉渣、陶片等遗物,使用扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、金(矿)相显微观察等手段对采集到的18个冶炼遗物进行成分分析和显微结构观察。结果表明,16个炉渣为硅钙铝系高钙低铁炉渣,基体主要为玻璃相、偶见铁橄榄石,其产品是生铁,应为生铁冶炼炉渣。1个炉渣为高铁渣,以浮氏体为主、间有铁橄榄石和极少量玻璃相;1个样品的块状金属为熟铁,很可能为生铁炒钢的遗物。该遗址主要是生铁冶炼遗址,同时进行炒钢冶金活动,是迄今发现陕西渭南地区最早的生铁炒钢遗址。
胡飞,闻磊,秦颍
摘要:
利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对荆州市纪南镇雨台村张大冢战国墓地出土12件青铜器进行成分与金相分析。结果表明,12件青铜器分别为铅锡青铜、锡铅青铜和锡青铜3种材质,铅锡(或锡铅)青铜器普遍含铅量较高,青铜器多以铸造成形,铜盘均采用热锻加工技术。不同类型及使用功能的器物,其合金成分与金相组织存在明显差异。张大冢墓地作为战国中晚期的楚国下等级贵族家族墓地,出土青铜容器也多为素面薄壁,锈蚀较为严重,但其出土青铜器的合金配比、制作技术及机械性能均展现出战国中晚期楚国工匠已经拥有成熟的青铜合金、铸造以及加工技术,也揭示出当时工匠有意识地在青铜明器与实用器的合金技术上存在区别对待,为全面认识东周时期楚都纪南城青铜冶铸业的发展状况提供科学依据。
袁浩铭,李永春,黄全胜
摘要:
平山战国冶铁遗址位于河北省石家庄市平山县北白家岸村西侧,面积约47 000 m2。2022年7月对该遗址进行田野调查并获取炉渣、炉壁等冶金遗存。采用X射线荧光光谱分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDX)、金(矿)相观察等科学试验方法,对10个炉渣等样品进行检测分析,结合炉渣的化学成分和显微组织讨论该遗址的冶炼性质与技术特征。结果表明,该遗址为冶铁遗址,技术类型为生铁冶炼,炼铁渣属于钙硅铝系高钙炉渣。
潘思宇,魏国锋,胡悦,吴光浩
摘要:
枞阳地区以其特殊的地理位置、丰富的铜矿资源和众多的古代矿冶遗址,成为探索安徽青铜时代冶金技术发展的重要地区。采用XRD、SEM-EDS等方法对该地区祖家墩遗址出土炉渣进行检测分析和研究。结果表明,祖家墩遗址出土炉渣均为冶炼渣。通过铜硫比和周围矿山开采情况,推测该遗址所使用矿石更可能为硫化铜矿石。根据炉渣中夹杂的金属颗粒判断,祖家墩遗址可能同时存在红铜和砷铜两种冶炼活动,其砷铜不排除是使用氧化矿与含砷硫化矿石共熔还原而成,砷料来源应与铜陵当地多金属矿床有关。