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Effects of Br^- and I^- concentrations on Zn electrodeposition from ammoniacal electrolytes

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2015年第7期22卷 682-687页

作者： Zhi-mei Xia Sheng-hai Yang Liang-hong Duan mo-tang tang School of Metallurgy and Environment Central South University School of Metallurgical Engineering Hunan University of Technology

The effects of Br- and I- concentrations on the cell voltage, anodic polarization, current efficiency （CE）, and energy consumption （EC） of zinc electrodeposition from ammoniacal ammonium chloride solutions were investigated. The surface morphology of zinc deposits was also examined. Scanning electron microscopy （SEM） and X-ray diffraction （XRD） were used to characterize the morphology of zinc deposits and the phase of anodic sediments produced during electrolysis. The results clearly showed that the CE slightly increased from approximately 95.12% in the absence of F and Br- to 97.08% in the presence of 10 g·L-1 Br; in contrast, the CE significantly decreased to less than 83% in the presence of 10 g·L-1 I- . The addition of Br and I- positively affected the EC, which decreased from 2514 kW·h·t-1 to approximately 2300 kW·h·t-1. The results of anodic polarization measurements showed that the voltage drops were 130 and 510 mV when the concentrations of Br- and I- were 10 g·L-1 at a eUlTent density of 400 A·m2, respectively. SEM images showed that the addition of Br- and I- caused different crystal growth mechanisms, which resulted in the production of compact and smooth zinc deposits. The anodic reactions of I were also studied.

关键词： zinc electrodeposition bromide iodide ammonium chloride current efficiency energy consumption

Extraction kinetics of zinc by new extractant in ammoniacal system

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Journal of Central South University 2013年第7期20卷 1797-1804页

作者： HUANG Ling HE Jing CHEN Yong-ming YANG Sheng-hai JIN Sheng-ming tang mo-tang School of Metallurgical Science and Engineering Central South University Changsha 410083 China Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals Guangzhou 510000 China

The controlling step and the extraction reaction rate equation of zinc extraction from Zn（II）-NH3 solution by using a newly synthesized organic compound, 2-acetyl-3-oxo-dithiobutyric acid-myristyl ester as the zinc extractant, were clarified. The effects of agitation speed, specific interfacial area, temperature, extractant concentration and Zn ion concentration on the extraction rate are studied in constant interfacial area cell. The results show that the extraction rate depends on interfacial chemical reaction and diffusion by using this new extraetant to extract zinc, and the apparent activation energy of this extraction reaction is measured as 28.2 kJ/mol, which demonstrates that the extraction reaction is controlled by the mixed-controlled reaction rate. The apparent reaction orders a and b are measured as 1 and 0.38, and the constant k0 is 138.70. So, when extraction conditions are controlled as [HR]=20%-50%, T=0-30℃, N=120-177 r/min and S=72.6-127.5 m-1, the solvent extraction reaction rate can be depicted as v/（mol . m-2 . s-1 ） = 138.7. exp（ - 28 206/8.314T ）. [Zn 2＋ ]r ·[HR ]o0.38.

关键词： solvent extraction zinc 2-acetyl-3-oxo-dithiobutyric acid-myristyl ester kinetics

Solution behavior of ZnS and ZnO in eutectic Na_2CO_3-NaCl molten salt used for Sb smelting

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Journal of Central South University 2017年第6期24卷 1269-1274页

作者： YE Long-gang HU Yu-jie XIA Zhi-mei tang Chao-bo CHEN Yong-ming tang mo-tang School of Metallurgical Engineering Hunan University of Technology School of Metallurgy and Environment Central South University

The solution behavior, including solubility, reactivity and sedimentation, of ZnO and ZnS in a Na2CO3−NaCl molten salt used for Sb smelting was investigated in the temperature range of 700-1000 ºC. The saturated amount of dissolved ZnO in the molten salt remained constant at 0.02% and was unaffected by temperature; additionally, ZnO did not react with the molten salt. In contrast, the saturated amount of dissolved ZnS in the eutectic molten salt increased with increasing temperature, and the content of ZnS was 0.53% at 1000 ºC. In addition, ZnS reacted with Na2CO3 above 900 ºC to give ZnO. The sedimentation rates of these three species in the molten salt followed the order of Sb>ZnS>ZnO. It was thus concluded that ZnO is an appropriate sulfur-fixing agent for low-temperature Sb smelting in a Na2CO3−NaCl molten medium, and that the optimal smelting temperature is below 900 ºC.

关键词： solubility molten salt sulfur-fixing smelting sedimentation

纳米超细氧化铋的制备及其在阻燃剂方面的应用前景

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现代化工 2008年第6期28卷 89-91页

作者：夏纪勇唐谟堂中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083

铋无毒性,纳米超细氧化铋在阻燃剂方面的应用前景广阔。综述了纳米超细氧化铋的制备技术。重点介绍了高能球磨法制备纳米超细氧化铋的技术和基本原理,其具有操作简单、成本低、易于工业化生产、产品分散性好等特点。

关键词：纳米氧化铋高能球磨法阻燃剂

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复杂MeSO_4体系初步除杂和深度净化

过程工程学报 2006年第6期6卷 894-898页

作者：彭长宏唐谟堂黄虹中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083

分别以浸出液和氟化沉淀液为原料，采用单因素法对复杂MeSO4体系氟化沉淀除钙镁和复盐沉淀深度净化进行了研究．氟化沉淀除钙镁实验结果表明，在温度90℃、时间1．0h、pH3．5及NH4F用量为理论量2．0倍的优化条件下，Ca^2＋和Mg^2＋的平... 详细信息

分别以浸出液和氟化沉淀液为原料，采用单因素法对复杂MeSO4体系氟化沉淀除钙镁和复盐沉淀深度净化进行了研究．氟化沉淀除钙镁实验结果表明，在温度90℃、时间1．0h、pH3．5及NH4F用量为理论量2．0倍的优化条件下，Ca^2＋和Mg^2＋的平均去除率分别为92．98％和89．95％，复盐沉淀深度净化实验结果表明，硫酸铵的浓度和溶液酸度是复盐沉淀深度除Si的关键，优化条件为pH=1．5～2．5、游离硫酸铵浓度2．0～2．5mol／L、时间1．0～1.5h和室温．在此条件下，Fe，Mn和Zn三种主体成分的沉淀率分别是69．94％，86．52％和96．88％，Si的去除率为54．85％．

关键词：氟化沉淀复盐沉淀深度净化

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利用钢铁厂烟尘制备锰锌铁氧体共沉淀粉

中南大学学报（自然科学版） 2006年第1期37卷 31-35页

作者：彭长宏慕思国唐谟堂中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083

以钢铁厂烟尘、软艋矿、废铁屑和锌烟灰为原料，经同时浸出、初步除杂、复盐深度净化和共沉淀等过程，制备软磁铁氧体所需的铁锰锌共沉淀粉料。实验结果表明：共沉淀粉料中铁、锰和锌的平均含量的比值为优（Fe）：m（Zn）：m（Mn）=69．... 详细信息

以钢铁厂烟尘、软艋矿、废铁屑和锌烟灰为原料，经同时浸出、初步除杂、复盐深度净化和共沉淀等过程，制备软磁铁氧体所需的铁锰锌共沉淀粉料。实验结果表明：共沉淀粉料中铁、锰和锌的平均含量的比值为优（Fe）：m（Zn）：m（Mn）=69．8：22．7：7．5，与理论配方（优（Fe）；m（Zn）：m（Mn）=67．3：24，4：8．3）的相对误差分剐为2．5%，-1．7％及-0．8％，均在铁氧体制备允许的-5％～5％误差范围之内；尤其是共沉淀粉料中各杂质元素含量很低，Ca，Mg，Al，SiO2，Pb，Cu和Cd的平均含量分别为10．0175％，0．0268％，0．0053％，0．0018%，0．0031%，0．0010％和0．0005％，完全符合高档艋锌软磁铁氧体材料对粉料的要求。

关键词：钢厂烟尘铁锰锌共沉淀粉资源化

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锌蒸气的氧化行为与氧化锌的结晶形貌

高等学校化学学报 2005年第2期26卷 213-217页

作者：陈艺锋彭长宏唐谟堂湖南冶金职业技术学院株洲412000 中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

用热重法测定了不同气氛下锌蒸气的氧化动力学曲线 ,用扫描电镜跟踪观察分析了产物的结晶形貌 ,结果表明 ,氧化动力学遵守直线规律时 ,产物是无定形、颗粒状和单针状的 Zn O;氧化动力学为抛物线规律时 ,产物是四针状或多针状的 Zn O.动... 详细信息

用热重法测定了不同气氛下锌蒸气的氧化动力学曲线 ,用扫描电镜跟踪观察分析了产物的结晶形貌 ,结果表明 ,氧化动力学遵守直线规律时 ,产物是无定形、颗粒状和单针状的 Zn O;氧化动力学为抛物线规律时 ,产物是四针状或多针状的 Zn O.动力学转变规律的原因是锌蒸气中气态锌原子与凝聚生成的锌液滴之间存在动态平衡 ,气态锌原子的氧化过程遵守直线规律 ;而锌液滴的氧化过程分为两个阶段 ,分别受收缩球状界面反应模型 R3和三维扩散模型 D4 动力学控制 ,表观活化能分别为 1 0 6.3～ 1 0 8.2和 1 1 4.2～ 1 1 7.3 k J/mol;扩散过程实际上是锌原子通过氧化膜层由里向外扩散 ,扩散系数 D=2 .46～ 9.70× 1 0 - 5cm2

关键词：锌蒸气锌液滴氧化行为氧化锌结晶形貌

298K时三元体系MeSO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O的相平衡

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过程工程学报 2006年第1期6卷 32-36页

作者：慕思国彭长宏黄虹唐谟堂中南大学冶金科学与工程学院环境工程研究所湖南长沙410083

用等温溶解平衡法研究了298K时MeSO4?(NH4)2SO4?H2O三元体系的溶解度,并绘制了平衡相图.结果表明,在MnSO4?(NH4)2SO4?H2O体系中,有MnSO4?H2O,(NH4)2Mn(SO4)2?6H2O和(NH4)2SO43条饱和曲线,组成为MnSO4?H2O和(NH4)2Mn(SO4)2?6H2O及(NH4)2Mn(SO4)2?6H2O和(NH4)2SO4的2个共饱和点,以及平衡固相为(NH4)2SO4,(NH4)2Mn(SO4)2?6H2O和MnSO4?H2O的3个纯盐结晶区.在ZnSO4?(NH4)2SO4?H2O体系中,有(NH4)2Zn(SO4)2?6H2O,ZnSO4?7H2O与(NH4)2SO43条饱和曲线,组成为(NH4)2Zn(SO4)2?6H2O和ZnSO4?7H2O及(NH4)2SO4和(NH4)2Zn(SO4)2?6H2O的2个共饱和点,以及平衡固相为(NH4)2Zn(SO4)2?6H2O,ZnSO4?7H2O和(NH4)2SO4的3个纯盐结晶区.在(NH4)2SO4?FeSO4?H2O体系中,有(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O,FeSO4?7H2O和(NH4)2SO4的3条饱和曲线,组成为(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O和FeSO4?7H2O及(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O和(NH4)2SO4的2个共饱和点,以及平衡固相为(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O,FeSO4?7H2O和(NH4)2SO4的3个纯盐结晶区.研究结果既为含Fe2+,Mn2+和Zn2+溶液的复盐沉淀深度净化提供了理论指导,同时也为四元体系的研究奠定了基础.

关键词：溶解度水盐体系相平衡

Cu-Cr-Zr系合金非真空熔炼过程的热力学分析

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中国有色金属学报 2007年第8期17卷 1330-1335页

作者：慕思国汤玉琼郭富安唐谟堂彭长宏苏州有色金属加工研究院材料科学与工程研究所苏州215026 中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

对Cu-Cr-Zr系合金非真空熔炼过程进行热力学分析,分别计算Cu、Cr和Zr等合金组元与炉气、坩埚、炉衬和炉渣反应的吉布斯自由能变化,分析合金熔炼过程中相关反应的可能性,并对部分分析结果进行实验验证。结果表明,在熔炼温度下,炉气中微... 详细信息

对Cu-Cr-Zr系合金非真空熔炼过程进行热力学分析,分别计算Cu、Cr和Zr等合金组元与炉气、坩埚、炉衬和炉渣反应的吉布斯自由能变化,分析合金熔炼过程中相关反应的可能性,并对部分分析结果进行实验验证。结果表明,在熔炼温度下,炉气中微量氧气和氮气都能与合金组元中的铬和锆发生化学反应而使其烧损;金属氧化物ZrO2和MgO等对于铬和锆具有良好的化学稳定性,可以作为熔炼Cu-Cr-Zr系合金的坩埚和炉衬材料。

关键词： Cu-Cr-Zr系合金非真空熔炼热力学