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中国冶金教育 2024年第1期 55-60页

作者：肖燕飞刘松彬杨凤丽钟晓聪焦芸芬江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

对实践教学进行改革,形成了完整的面向有色金属产业“三层二融三化”冶金工程实践教学体系,着力培养实践创新能力突出的高素质复合型冶金人才,有效践行了“新工科”建设理念,为工科专业实践教学提供了借鉴。

关键词：实践教学课程体系科教融合产教融合仿真过程考核

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微塑料引起的三氯生释放及二次污染研究

微塑料引起的三氯生释放及二次污染研究

作者：钟晓聪大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,微塑料(MPs)问题日趋严重,塑料产品产生的MPs可转移和释放污染物,如抗菌剂三氯生(TCS)、次生微塑料(SMPs)以及塑料添加剂邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)。因此,本文以可生物降解塑料为研究重点,希望通过对比研究典型可生物降解... 详细信息

近年来,微塑料(MPs)问题日趋严重,塑料产品产生的MPs可转移和释放污染物,如抗菌剂三氯生(TCS)、次生微塑料(SMPs)以及塑料添加剂邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)。因此,本文以可生物降解塑料为研究重点,希望通过对比研究典型可生物降解微塑料(Bio-MPs)/不可降解微塑料(Non-MPs)和污染物(TCS、SMPs、DEHP)的相互作用,来更好地了解Bio-MPs带来的环境风险。本研究取得的结论如下:(1)在典型Bio-MPs与Non-MPs对TCS的吸附/解吸行为研究中,选取Bio-MPs((聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚乳酸(PLA))作为吸附载体,对比Non-MPs(聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)),探究它们对TCS的吸附行为,以及探究吸附TCS饱和的MPs(MPs-TCS)在模拟消化液中的解吸行为。吸附动力学研究结果表明,MPs对TCS的吸附平衡容量的高低顺序为PBAT>PBS>PLA>PE>PS>PVC,吸附速率的快慢顺序为PBS>PLA>PBAT>PE>PS>PVC,吸附作用以化学吸附为主。解吸实验结果表明,p H的增加显著提高了MPs-TCS在模拟胃液/肠液的解吸率;在MPs-TCS解吸过程,食物降低了模拟胃液/肠液中TCS的浓度。(2)在典型可生物降解与不可降解塑料产生SMPs的行为研究中,选取可生物降解塑料PBAT、PBS、PLA和PBAT-淀粉基-PLA塑料袋(PBAT/PLA袋)作为材料,对比不可降解塑料PE、PS、PVC和PE塑料袋(PE袋),发现不同种类的初级塑料在人工海水/超纯水中经过机械应力/紫外光老化后,均会随时间不断形成SMPs,粒径范围1-50μm的SMPs占比最高。在该实验条件下,PBAT/PLA袋和PE袋的SMPs均不影响日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)的生存,也不改变TCS的毒性。(3)在不同种类Bio-MPs与Non-MPs中添加剂的释放研究,将PBAT/PLA袋、PLA地膜、PE袋和PE地膜剪切成MPs,研究添加剂DEHP从4种MPs浸出到海水的过程。浸出实验结果表明,4种MPs在海水中的DEHP浸出量大小顺序为PE地膜>PE袋>PLA地膜>PBAT/PLA袋,浸出动力学拟合模型表明DEHP的浸出以物理作用为主。通过对比实验前后的拉曼光谱,发现DEHP的浸出与MPs在海水中的老化无关。

关键词：可生物降解微塑料三氯生次生微塑料邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯生物可利用性

SO_(4)^(2-)对烟气洗涤废水镧盐除氟的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第11期33卷 3560-3569页

作者：钟晓聪陈晨严康张魁芳王瑞祥徐志峰江西理工大学材料冶金化学学部赣州341000 自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室赣州341000 赣州市绿色冶金与过程强化工程技术研究中心赣州341000 广东省科学院稀土资源利用与开发研究所广州510650

以La(NO_(3))3·6H_(2)O为沉淀剂从模拟烟气洗涤废水脱除氟离子。采用氟离子选择性电极、SEM、EDS和XRD研究SO_(4)^(2-)浓度和添加顺序对残留氟浓度和沉淀性质(质量、形貌、物相和成分)的影响规律。结果表明,在含SO_(4)^(2-)模拟烟气洗... 详细信息

以La(NO_(3))3·6H_(2)O为沉淀剂从模拟烟气洗涤废水脱除氟离子。采用氟离子选择性电极、SEM、EDS和XRD研究SO_(4)^(2-)浓度和添加顺序对残留氟浓度和沉淀性质(质量、形貌、物相和成分)的影响规律。结果表明,在含SO_(4)^(2-)模拟烟气洗涤废水中生成的沉淀主要为不规则块状的LaF_(3)晶体。然而,沉淀中同时存在无定形态颗粒,推断其为La[SO_(4)]F。与LaF_(3)相比,La[SO_(4)]F中F/La化学计量系数更小,La原子利用效率更低。因此,随着模拟烟气洗涤废水SO_(4)^(2-)浓度增加,残留氟浓度上升。采用镧盐-SO_(4)^(2-)的添加顺序可以抑制无定形La[SO_(4)]F的生成,有利于降低残留氟浓度。当La/F摩尔比为1:3.0,依次添加La(NO_(3))3∙6H_(2)O和SO_(4)^(2-)(0.02mol/L),可将模拟烟气洗涤废水氟离子浓度降至6.9mg/L,低于排放标准。进一步提高La/F摩尔比,可以获得更低的残留氟浓度(<2mg/L),然而可能导致La^(3+)残留的风险。

关键词：除氟镧盐无定形颗粒原子利用效率添加顺序

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钨渣吸附剂的制备及其对含铅废水的吸附

Journal of Central South University 2023年第6期30卷 1841-1855页

作者：魏渤函薛志远杨裕东钟晓聪任如山王瑞祥张魁芳 Faculty of Materials Metallurgy and Chemistry Jiangxi University of Science and TechnologyGanzhou 341000China Institute of Resources Utilization and Rare Earth Development Guangdong Academy of SciencesGuangzhou 510650China State Key Laboratory of Separation and Comprehensive Utilization of Rare Metals Guangzhou 510650China Guangdong Province Key Laboratory of Rare Earth Development and Application Guangzhou 510650China

为实现钨冶炼渣的资源化利用,通过正交试验和静态吸附试验,研究了钨渣-膨润土颗粒吸附剂制备的最佳成分比例和工艺条件。结果表明,颗粒吸附剂制备的最佳条件为:钨渣与膨润土的质量比为5:1,颗粒粒径为2 mm,烧结工艺为800℃,2 h。使用X射... 详细信息

为实现钨冶炼渣的资源化利用,通过正交试验和静态吸附试验,研究了钨渣-膨润土颗粒吸附剂制备的最佳成分比例和工艺条件。结果表明,颗粒吸附剂制备的最佳条件为:钨渣与膨润土的质量比为5:1,颗粒粒径为2 mm,烧结工艺为800℃,2 h。使用X射线衍射仪和扫描电镜验证吸附剂主要形态为颗粒状的铁锰氧化物,其表面有大量的孔洞。在溶液pH为6,吸附剂用量为15 g/L,铅初始浓度为300 mg/L,吸附时间为200 min的条件下,吸附剂对废水中Pb2+的去除率达99.95%。该吸附剂对Pb2+的吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程,对Pb2+的吸附属于单分子层的特异性化学吸附。

关键词：钨冶炼渣资源化利用吸附含铅废水

SO对烟气洗涤废水镧盐除氟过程的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年

作者：钟晓聪陈晨严康张魁芳王瑞祥徐志峰赣州市绿色冶金与过程强化工程技术研究中心广东省科学院稀土资源利用与开发研究所江西理工大学材料冶金化学学部自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室

以La(NO)·6HO为沉淀剂从模拟烟气洗涤废水脱除氟离子。采用氟离子选择性电极、SEM、EDS和XRD研究了SO浓度和添加顺序对残留氟浓度和沉淀性质(质量、形貌、物相和成分)的影响规律。结果表明，在含SO模拟烟气洗涤废水中生成的沉淀主要为... 详细信息

以La(NO)·6HO为沉淀剂从模拟烟气洗涤废水脱除氟离子。采用氟离子选择性电极、SEM、EDS和XRD研究了SO浓度和添加顺序对残留氟浓度和沉淀性质(质量、形貌、物相和成分)的影响规律。结果表明，在含SO模拟烟气洗涤废水中生成的沉淀主要为不规则块状的LaF晶体。然而，沉淀中同时存在无定形态颗粒，其被推断为La[SO]F。与LaF相比，La[SO]F中F/La化学计量系数更小，La原子利用效率更低。因此，随着模拟烟气洗涤废水SO浓度增加，残留氟浓度上升。采用镧盐-SO的添加顺序可以抑制无定形La[SO]F的生成，有利于降低残留氟浓度。当La/F摩尔比为1:3.0，依次添加La(NO)·6HO和SO(0.02 mol L)，可将模拟烟气洗涤废水氟离子浓度降至6.9 mg L，达到排放标准。进一步提高La/F摩尔比，可以获得更低的残留氟浓度(< 2 mg L)，然而可能导致La残留的风险。

关键词：除氟镧盐无定形颗粒原子利用效率添加顺序

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低镉含锌溶液微电流辅助置换提镉

有色金属（冶炼部分） 2022年第10期 22-28页

作者：钟晓聪任亚辉陈晨严康王瑞祥江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

采用微电流辅助置换方法从低镉含锌溶液(Cd^(2+)1 g/L,Zn^(2+)20 g/L)中提取海绵镉,研究了电流密度、搅拌速度、硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度、锌消耗量和海绵镉品位的影响。结果表明,增大电流密度和搅拌速度可以显著加快置... 详细信息

采用微电流辅助置换方法从低镉含锌溶液(Cd^(2+)1 g/L,Zn^(2+)20 g/L)中提取海绵镉,研究了电流密度、搅拌速度、硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度、锌消耗量和海绵镉品位的影响。结果表明,增大电流密度和搅拌速度可以显著加快置换速度,降低残留镉浓度。硫酸浓度和反应温度对提镉率、残留镉浓度影响不大,但是浓度适中的硫酸和提高反应温度均有利于提高海绵镉品位。微电流辅助置换提镉优化工艺参数为:电流密度1 mA/cm^(2)、搅拌速度400 r/min、硫酸浓度10 g/L、温度35℃。在该条件下进行置换反应2 h,提镉率达99.2%、残留镉浓度降至20.4 mg/L、海绵镉品位为98.2%。相较传统置换工艺,微电流辅助置换提镉工艺可以加快置换速度、降低残留镉浓度、提高海绵镉品位。

关键词：含锌溶液置换微电流残留浓度海绵镉

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苯酚磺酸中酚羟基对锡电解精炼过程的影响

有色金属（冶炼部分） 2022年第6期 20-25页

作者：张斌钟晓聪朱茂兰衷水平王瑞祥江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 江西江钨钴业有限公司江西赣州341007 厦门理工学院材料科学与工程学院福建厦门361024 福州大学紫金矿业学院福州350108

苯酚磺酸气味大、对人体有害,亟需开发新型绿色添加剂替代苯酚磺酸。采用溶氧仪、恒流极化、线性电位扫描、扫描电子显微镜等对比研究了锡电解精炼过程中苯酚磺酸、甲苯磺酸对溶解氧浓度、Sn^(2+)稳定性、Sn^(2+)沉积动力学、阴极锡形... 详细信息

苯酚磺酸气味大、对人体有害,亟需开发新型绿色添加剂替代苯酚磺酸。采用溶氧仪、恒流极化、线性电位扫描、扫描电子显微镜等对比研究了锡电解精炼过程中苯酚磺酸、甲苯磺酸对溶解氧浓度、Sn^(2+)稳定性、Sn^(2+)沉积动力学、阴极锡形貌、电流效率的影响,解析了酚羟基的作用机制。结果表明,酚羟基具有还原性,可以降低电解液溶解氧浓度,进而抑制Sn^(2+)氧化水解,减缓Sn^(2+)的贫化,有利于提高电流效率。此外,酚羟基可以改变Sn^(2+)沉积反应路径,阻滞Sn^(2+)阴极沉积,增大阴极极化,进而获得平整致密的阴极锡。

关键词：锡电解精炼酚羟基沉积动力学形貌电流效率

高镁低品位铜镍矿氧压硫酸浸出液综合回收研究

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矿冶工程 2022年第4期42卷 90-94页

作者：张魁芳刘志强钟晓聪曹洪杨王瑞祥江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所广东广州510650 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室广东广州510650 广东省稀土开发及应用研究重点实验室广东广州510650

针对高镁低品位铜镍矿氧压硫酸浸出液特点,提出“Lix984萃取提铜-MgO中和黄钠铁矾法沉淀除铁-MgO中和沉镍”综合回收工艺。结果表明,采用Lix984可选择性萃取99.79%的铜,其他金属离子基本不萃取,经模拟工业贫铜电解液反萃,铜反萃率达98.1... 详细信息

针对高镁低品位铜镍矿氧压硫酸浸出液特点,提出“Lix984萃取提铜-MgO中和黄钠铁矾法沉淀除铁-MgO中和沉镍”综合回收工艺。结果表明,采用Lix984可选择性萃取99.79%的铜,其他金属离子基本不萃取,经模拟工业贫铜电解液反萃,铜反萃率达98.13%,得到富铜电解液,可电积制备金属铜;萃铜余液通过MgO中和黄钠铁矾法沉淀除铁,铁沉淀率达99.20%,镍损失率仅0.60%;沉铁后液通过MgO中和沉淀回收镍,镍沉淀率为99.91%,并得到镍含量24.13%的氢氧化镍粗产品;沉镍后的高浓度硫酸镁沉淀后液,可用于回收镁。

关键词：高镁铜镍矿氧压浸出萃取分离除铁沉镍沉铜

氯离子对Pb-Ag-RE合金阳极电化学行为的影响

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金属学报 2015年第3期51卷 378-384页

作者：钟晓聪蒋良兴吕晓军赖延清李劼刘业翔中南大学冶金与环境学院长沙410083

采用恒流极化,SEM,XRD,EIS和Tafel扫描对比研究了Pb-Ag-RE合金阳极在无Cl-和含500 mg/L Cl-H2SO4溶液中的腐蚀行为和析氧行为.结果表明,Pb-Ag-RE阳极在含Cl-电解液中生成的氧化膜层出现"火山口"状孔洞,合金基底上分布着大量的腐蚀坑,呈... 详细信息

采用恒流极化,SEM,XRD,EIS和Tafel扫描对比研究了Pb-Ag-RE合金阳极在无Cl-和含500 mg/L Cl-H2SO4溶液中的腐蚀行为和析氧行为.结果表明,Pb-Ag-RE阳极在含Cl-电解液中生成的氧化膜层出现"火山口"状孔洞,合金基底上分布着大量的腐蚀坑,呈现出明显的局部腐蚀特征.此外,Cl-的存在会减少阳极表面氧化膜层中Pb O2的含量,抑制析氧反应中间产物的生成和吸附,进而增加析氧反应传荷阻抗.因此,500 mg/L的Cl-对Pb-Ag-RE合金阳极的耐腐蚀性能和析氧活性均会造成不利影响,工业生产中应尽量降低电解液中Cl-的浓度.

关键词： Pb-Ag-RE合金铅基阳极电沉积氯离子局部腐蚀析氧反应

La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)复合电极用作LaGaO_(3)基直接碳固体氧化物燃料电池阳极的研究

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Journal of Central South University 2022年第6期29卷 1788-1798页

作者：谌田雨谢永敏卢致斌王亮陈哲钦钟晓聪刘嘉铭王瑞祥徐志峰欧阳少波 Faculty of Materials Metallurgy and Chemistry Jiangxi University of Science and TechnologyGanzhou 341000China Ganzhou Engineering Technology Research Center of Green Metallurgy and Process Intensification Ganzhou 341000China Jiangxi College of Applied Technology Ganzhou 341000China

直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)以固体碳为燃料,具有全固态结构,是一种潜在的清洁高效发电装置。设计和开发合适的阳极材料对于DC-SOFC的应用具有重要意义。在本研究中,将La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0... 详细信息

直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)以固体碳为燃料,具有全固态结构,是一种潜在的清洁高效发电装置。设计和开发合适的阳极材料对于DC-SOFC的应用具有重要意义。在本研究中,将La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)(LSCM-GDC)复合阳极应用于以La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3)-δ为电解质的DCSOFCs中,电池中所用的碳燃料为油茶壳生物质炭。以LSCM-GDC为阳极的DC-SOFC在800℃时具有221 m W/cm^(2)的最大功率密度,低于常用的Ag-GDC电池的300 m W/cm^(2)。但通过离子浸渍工艺向LSCM-GDC阳极中引入Ni纳米颗粒后,最大功率密度显著提高至425 m W/cm^(2)。恒电流放电测试结果表明LSCM-GDC阳极在DC-SOFC中的稳定性很好,LSCM-GDC复合电极是DC-SOFCs的一种理想阳极材料。

关键词：直接碳固体氧化物燃料电池阳极材料 La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)-δ-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)复合电极 Ni纳米颗粒