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碱浸体系中氧化剂对砷黄铁矿的选择性溶解及机理研究

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矿产综合利用 2023年

作者：金凯袁文彬王小龙覃文庆张雁生中南大学资源加工与生物工程学院

砷黄铁矿是一种常见的载金矿物，砷的存在导致金回收困难。本文研究了砷黄铁矿常压碱浸脱砷过程中，浸出时间、NaOH浓度、温度和高锰酸钾浓度对砷浸出率的影响，并结合电化学、动力学分析，阐明了高锰酸钾的助浸氧化机制。结果表明，当... 详细信息

砷黄铁矿是一种常见的载金矿物，砷的存在导致金回收困难。本文研究了砷黄铁矿常压碱浸脱砷过程中，浸出时间、NaOH浓度、温度和高锰酸钾浓度对砷浸出率的影响，并结合电化学、动力学分析，阐明了高锰酸钾的助浸氧化机制。结果表明，当使用0.25 mol/L高锰酸钾作为氧化剂，NaOH浓度为3.5 mol/L时，砷浸出率最高，为63.72%。电化学与动力学分析表明，控制砷黄铁矿常压碱浸反应速率的决定性步骤是化学反应步骤，表观活化能为40.19 kJ/mol，高锰酸钾等氧化剂促进了砷黄铁矿碱浸初期铁的氧化溶解。

关键词：砷迁移砷黄铁矿浸出预氧化

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不同研磨介质填充率下球磨机内钢球碰撞研究

矿冶工程 2023年第4期43卷 57-60页

作者：袁文彬孙欣金凯王小龙张雁生中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

以工业生产中使用的大型球磨机为例,将离散单元法应用到有效内径4.6 m的球磨机中,模拟研究研磨介质填充率对球磨机内部颗粒碰撞以及能耗的影响。结果表明,研磨介质填充率30%~35%时,研磨介质填充率增加,球磨机内部钢球与矿石之间的碰撞... 详细信息

以工业生产中使用的大型球磨机为例,将离散单元法应用到有效内径4.6 m的球磨机中,模拟研究研磨介质填充率对球磨机内部颗粒碰撞以及能耗的影响。结果表明,研磨介质填充率30%~35%时,研磨介质填充率增加,球磨机内部钢球与矿石之间的碰撞频次逐渐增加,但矿石与矿石之间的碰撞频次与总碰撞频次之比先增加后降低,且钢球与钢球、钢球与衬板之间的能量损失也会增加。增加球磨机研磨介质填充率不仅会降低球磨机磨矿效率、增加能量损失,还会增加磨机内部颗粒对衬板的磨损,不利于衬板的持续性使用。

关键词：球磨钢球研磨介质填充率离散单元法能量损失碰撞频次

六十载砥砺前行薪火传,新时代激光音符奏华章——《激光与光电子学进展》创刊六十周年

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激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 1-8页

作者：张雁《中国激光》杂志社有限公司上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

时维腊月,序属三冬。适逢《激光与光电子学进展》甲子华诞,恭疏短引,以记其盛。始创20世纪60年代,激光科学开拓者邓公锡铭,首届主编,岁月易而初心坚,刊名更而光彩炽。今范公滇元倾毕生所学,率卓尔英才,济济一堂。己亥提速半月刊,庚子再... 详细信息

时维腊月,序属三冬。适逢《激光与光电子学进展》甲子华诞,恭疏短引,以记其盛。始创20世纪60年代,激光科学开拓者邓公锡铭,首届主编,岁月易而初心坚,刊名更而光彩炽。今范公滇元倾毕生所学,率卓尔英才,济济一堂。己亥提速半月刊,庚子再辑先进成像专题刊,稿逾三千,于兹蓬勃。回忆曩昔,虽一纸风行,也曾关山难越。今集群发展、数字出版,感时代之变迁。夫科技者,大国之利器,期刊者,乃传播之媒介。《激光与光电子学进展》,既立百世之师,亦兴当世之光。秉持科学精神,肩负历史使命。敏于思而勤于辨,笃其行而竭其力。为中国光学之进步贡献,拳拳之心六十载,不显自彰。今日所奉,出版数据、数据收录、引证指标、荣誉褒奖,以观期刊之发展。新篇即启,期刊将致力于科技创新、学术交流、人才培养之事,恒如既往!

关键词：中文科技期刊历史使命学术质量数字化出版集群化出版

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低品位原生硫化铜矿的细菌浸出研究

低品位原生硫化铜矿的细菌浸出研究

作者：张雁生中南大学

学位级别：硕士

本文采用大宝山混合菌(DB混合菌)、玉水混合菌(YS混合菌)及纯氧化亚铁硫杆菌(T．f)为浸出试验用细菌。考察温度、培养基酸度、金属离子浓度对细菌的生长及Fe氧化活性的影响，并且考察了三种细菌的硫氧化活性。在此基础上，进行了黄铜矿... 详细信息

本文采用大宝山混合菌(DB混合菌)、玉水混合菌(YS混合菌)及纯氧化亚铁硫杆菌(T．f)为浸出试验用细菌。考察温度、培养基酸度、金属离子浓度对细菌的生长及Fe氧化活性的影响，并且考察了三种细菌的硫氧化活性。在此基础上，进行了黄铜矿的细菌浸出研究。针对广东玉水铜矿进行了细菌摇瓶浸出试验研究，考察了影响浸出过程的各因素的交互作用。在生物浸出控制柱浸系统中，进行实际矿石的柱浸细菌浸出试验研究，分析浸出过程中各因素的变化及对铜浸出率、浸出速率的影响及因素之间的交互作用。最后运用电镜扫描、X-射线、能谱分析等分析测试技术探讨黄铜矿的溶解机理。首先，筛选出高效的硫化铜矿的浸矿细菌。研究了温度、培养基酸度、金属离子浓度对细菌的生长及Fe氧化活性的影响以及三种细菌的硫氧化活性。试验结果表明，适宜的酸度、温度和离子浓度条件是细菌生长繁殖所必需的客观条件，本试验中适于细菌生长的最佳条件为：溶液pH为2.0、温度为30℃、溶液中Cu应该低于0.015mol／L。在此条件下细菌的Fe氧化活性最高，不适宜的pH、温度及较高的Cu浓度对细菌的Fe氧化活性有强烈的抑制作用。混合菌比纯氧化亚铁硫杆菌有更优异的S氧化活性。其次，黄铜矿的细菌浸出试验表明：细菌的存在极大的促进了黄铜矿的氧化溶解。在细菌浸出体系中，浸出75天，铜浸出率可达46.27％，同样条件下酸浸对比试验结果表明，铜的浸出率为11.5％。热力学分析表明，细菌浸出反应的△G=-5623.80kJ·mol，而酸浸反应的△G=121.53kJ·mol。pH为2，矿浆浓度在5％左右，黄铜矿的溶解速度最快;接种量对最终浸出率没有太大的影响;体系中Fe／Fe浓度比是影响矿浆电位的主要因素，浸出后期混合电位维持在506mv～518mv之间，保证在黄铜矿的氧化分解的电位之内。扫描电镜(SEM)和EDAX能谱研究表明，浸出前后黄铜矿表面原子比上显示了元素S的生成，元素S的生长阻碍了黄铜矿的进一步溶解，混合菌体系中混合菌的硫氧化活性高，促进了黄铜矿的进一步溶解。再者，针对广东玉水铜矿实际矿石进行了细菌浸出摇瓶和柱浸试验，对该铜矿石的细菌可浸性及初步的工艺条件进行了研究。摇瓶试验考察了各因素之间的交互作用，确定了最佳浸出条件。矿石的柱浸试验结果表明，玉水硫化铜矿生物柱浸效果良好，混合菌的浸出效果要好于单纯的T．f菌;硫化铜矿物的生物柱浸，可以认具有两个阶段，在浸出前一阶段，浸出速率较快，而浸出第二阶段浸出速率较慢;矿石粒度、喷淋强度对铜的浸出由显著的影响，-10+5mm为最佳矿石粒度，过大或过小，不利于浸出反应。随着喷淋强度的增大，浸出率减小。矿石粒度：-10+5m、喷淋强度：3ml／cm·h，DB混合菌浸出75天，浸出率可达43.64％;随着浸出的进行，浸出液pH连续下降，溶液电位逐步升高，溶液中Fe／Fe石电位变化的主要原因。利用Cu-Fe-S-HO系的Eh-pH图，分析黄铜矿浸出过程。晶体结构性质决定着黄铜矿氧化溶解的行为。半导体电化学分析认为，黄铜矿的溶解的初始反应为空穴的消耗，随之为电子的转移。细菌的存在使溶液中的Fe氧化为Fe，溶液电位上升，溶液中空穴数量增加，转移速度加快，加剧黄铜矿的氧化溶解反应。黄铜矿电极的腐蚀电化学研究表明，细菌的存在使腐蚀电流大为提高，说明细菌的存在显著地促进了黄铜矿的溶解。

关键词：黄铜矿硫化铜矿细菌浸出氧化亚铁硫杆菌腐蚀电化学

刚果(金)某低品位氧化铜钴矿强化还原浸出试验研究

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有色金属工程 2023年第6期13卷 66-72页

作者：陈雄李亚新江源何名飞谢建平汤优优卜浩贾敏张雁生广东省科学院资源利用与稀土开发研究所广州510650 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室广州510650 刚果(金)迪兹瓦矿业股份有限公司刚果(金)科卢韦齐212700 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

采用亚硫酸钠强化还原浸出技术浸出非洲刚果(金)某含Cu 0.98%、Co 0.07%的低品位氧化铜钴矿,重点研究了常规硫酸浸出体系下工艺参数条件对浸出的影响。结果表明,在初始硫酸浓度2 mol/L、液固比2∶1、-0.074 mm占68.27%、加入4%的还原剂... 详细信息

采用亚硫酸钠强化还原浸出技术浸出非洲刚果(金)某含Cu 0.98%、Co 0.07%的低品位氧化铜钴矿,重点研究了常规硫酸浸出体系下工艺参数条件对浸出的影响。结果表明,在初始硫酸浓度2 mol/L、液固比2∶1、-0.074 mm占68.27%、加入4%的还原剂、总浸出时间6 h、浸出温度80℃的强化条件下,Cu浸出率可达96.50%,Co浸出率为85.21%,酸耗305.09 kg/(t原矿)。还原浸渣中剩余钴主要赋存于硫铜钴矿及褐铁矿,而水钴矿、铜钴硬锰矿中的钴基本被浸出。

关键词：氧化铜钴矿硫酸浸出强化还原铜钴

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西南地区典型胶磷矿中稀土元素的赋存特征

稀有金属 2021年第6期45卷 695-701页

作者：黄志华苏秀珠覃文庆胡业民张雁生中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 紫金矿业集团股份有限公司低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室福建上杭364200

采用化学选择性浸出方法对沉积型胶磷矿中稀土元素的赋存状态进行研究。研究发现沉积型磷矿主要由碳酸盐相、磷酸盐相和硅酸盐相三相组成。各相最佳分相反应条件为:碳酸盐相控制乙酸浓度0.3%~0.5%,浸出温度为60℃,浸出时间90 min,分步... 详细信息

采用化学选择性浸出方法对沉积型胶磷矿中稀土元素的赋存状态进行研究。研究发现沉积型磷矿主要由碳酸盐相、磷酸盐相和硅酸盐相三相组成。各相最佳分相反应条件为:碳酸盐相控制乙酸浓度0.3%~0.5%,浸出温度为60℃,浸出时间90 min,分步浸出两次;磷酸盐相浸出条件是在10%~20%硝酸,浸出温度为60℃,浸出120 min,硅酸盐相采用四酸(盐酸、硝酸、氢氟酸及高氯酸)消解。结果表明,沉积型磷矿(昆阳、晋宁、贵州)中稀土元素少量以独立矿物的形式存在,主要以类质同像存在于磷灰石中,磷灰石中稀土含量占总量的98%以上,主要是Ce,Nd,La等轻稀土元素及Y,其次是Pr,Sm,Gd,Dy。轻稀土元素总量与重稀土元素总量比值(∑LREE/∑HREE)为2.5~5.5,体现了轻稀土富集、重稀土亏损的特征。碳酸盐(白云石)及硅酸盐(石英为主)中稀土含量极低。碳酸盐相的高效选择性浸出,将大幅降低钙、镁杂质进入后续磷肥生产工序,降低除杂工序难度。磷矿中的稀土作为一种潜在的资源,查清磷矿中稀土赋存状态对开展综合回收具有重要意义。

关键词：稀土元素选择性浸出胶磷矿

铝土矿浮选中Tween-20对油酸的增效机理

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中国有色金属学报 2013年第8期23卷 2284-2289页

作者：刘三军覃文庆刘维王军张雁生中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

在一水硬铝石的单矿物浮选中,采用油酸为捕收剂,考察增效剂吐温-20对捕收剂油酸的增效作用。通过溶液化学分析、吸附量测定、动电位的测试及液体表面张力的测试等方法揭示了吐温-20的增效机理。结果表明:低浓度的增效剂吐温-20能提高油... 详细信息

在一水硬铝石的单矿物浮选中,采用油酸为捕收剂,考察增效剂吐温-20对捕收剂油酸的增效作用。通过溶液化学分析、吸附量测定、动电位的测试及液体表面张力的测试等方法揭示了吐温-20的增效机理。结果表明:低浓度的增效剂吐温-20能提高油酸的浮选性能,浮选回收效率提高12%左右;增效剂的增加顺序影响油酸的浮选性能,预先混匀油酸与添加剂的添加方式最佳,油酸与增效剂的最佳质量比为30:1;在pH=9左右,油酸钠以酸-皂聚合体HOl·Ol-与矿物表面作用,因此,其浮选性能及其溶解度与表面活性有关。动电位测试表明,增效剂促进了油酸在矿物表面的吸附,使矿物表面的动电位降低。溶液的表面张力测定显示,增效剂的加入使油酸的临界胶束浓度(cMC)降低,相当于降低了药剂的作用浓度。吸附量检测表明,表面活性剂促进了油酸在矿物表面的吸附,使油酸的吸附量增加。

关键词：一水硬铝石油酸浮选 Tween-20 增效剂

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闻言促谏:春秋时代社会转型中的礼乐坚守

南京大学学报（哲学．人文科学．社会科学） 2024年第1期61卷 106-121,164页

作者：张雁勇山西大学历史文化学院山西省太原市030006

春秋时代,在贤臣大夫的谏君行为中,有一种以“臣闻(之)”和其他“自称+闻(之)”等领起的征引现象,可称之为“闻言”。这些“闻言”大多具有常理性质,均是以第三方权威话语的形式出现,实为贤臣大夫试图通过“重提”礼乐社会中的贵族共识... 详细信息

春秋时代,在贤臣大夫的谏君行为中,有一种以“臣闻(之)”和其他“自称+闻(之)”等领起的征引现象,可称之为“闻言”。这些“闻言”大多具有常理性质,均是以第三方权威话语的形式出现,实为贤臣大夫试图通过“重提”礼乐社会中的贵族共识,来建构自身话语的权威性、合理性、合法性,进而捍卫礼乐制度的政治表述,具有很强的现实指向。这种征引现象是三代咨议和谏言传统的衍生,根植于施舍聚民、以家代国式的中国早期国家产生方式。虽因时势与说服对象的不同,征引“闻言”会产生不同效果,而且“闻言”呈现出渐次退场的态势,但其价值并非仅限于当时。作为早已存在的公共话语,“闻言”借由贤臣谏君的特殊场域被“重提”与阐述,加之史官在场载录以及后续整理、保存、传播的助力,明确了其作为公共话语的重要价值,进而在中国传统文化中被经典化,获得了恒久的生命力。

关键词：春秋闻言贤臣谏君礼乐

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细粒锡石的电解浮选及碰撞粘附机理(英文)

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012年第4期22卷 917-924页

作者：覃文庆任浏祎王佩佩杨聪仁张雁生中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

为了研究细粒锡石电解浮选中颗粒气泡间的相互作用,分析不同粒级锡石的浮选回收率和锡石颗粒与氢气泡的碰撞机理。浮选实验在一个单泡电解浮选装置中进行,实验结果表明,<10μm,10～20μm,20～38μm和38～74μm粒级的锡石分别与50～150... 详细信息

为了研究细粒锡石电解浮选中颗粒气泡间的相互作用,分析不同粒级锡石的浮选回收率和锡石颗粒与氢气泡的碰撞机理。浮选实验在一个单泡电解浮选装置中进行,实验结果表明,<10μm,10～20μm,20～38μm和38～74μm粒级的锡石分别与50～150μm,约250μm,约74μm和约74μm尺寸的气泡相匹配,可以获得较好的浮选回收率。因此,颗粒和气泡的大小直接影响锡石的浮选回收率。利用碰撞、粘附和捕集模型进行碰撞、粘附、分离和捕集几率的计算。理论计算结果发现碰撞几率随着颗粒尺寸的减小以及气泡尺寸(<150μm)的增大而显著降低。有效的碰撞有利于粘附几率的增加,从而有利于提高浮选回收率。

关键词：锡石颗粒气泡相互作用细粒浮选电解浮选碰撞-粘附几率