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关于高纯石英原料矿石地质学评价方法的探讨

岩石学报 2024年第4期40卷 1311-1326页

作者：张亮刘磊朱黎宽王红杰原垭斌中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所郑州450006 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心郑州450006 自然资源部高纯石英资源开发利用工程技术创新中心郑州450006 中国科学院深海科学与工程研究所三亚572000

高纯石英资源是一种重要的战略性资源。本文结合高纯石英成矿地质特征及其对后期选矿提纯、材料加工等的影响,系统总结了高纯石英原料中杂质的赋存状态、形成机理以及评价方法等,得出:(1)可以作为高纯石英原料的潜在岩石类型有花岗伟晶... 详细信息

高纯石英资源是一种重要的战略性资源。本文结合高纯石英成矿地质特征及其对后期选矿提纯、材料加工等的影响,系统总结了高纯石英原料中杂质的赋存状态、形成机理以及评价方法等,得出:(1)可以作为高纯石英原料的潜在岩石类型有花岗伟晶岩(包括不含暗色矿物的伟晶状花岗岩)、脉石英以及水晶,岩浆演化晚期的伟晶状花岗岩-伟晶岩早期阶段的NYF型花岗伟晶岩结晶形成的石英纯度更高,后期适当的变形变质作用更有利于高纯石英矿床的形成。高纯石英原料矿石中石英矿物呈现无色透明至半透明,矿物构造裂隙少,伟晶岩型矿石矿物组成通常为石英、钠长石、条纹长石、白云母等,黑云母等暗色矿物含量极少,基本不见锂辉石、独居石等稀有金属矿物和电气石、萤石等含挥发分矿物。(2)影响高纯石英的主要地质因素包括脉石矿物及晶界杂质、包裹体、晶格杂质等。其中包裹体类型、数量和尺寸是包裹体评价的关键指标,天然石英矿物中的气液两相包裹体、矿物包裹体和综合借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、阴极荧光光谱分析系统(SEM-CL)、激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)等开展地质学评价和研究工作。

关键词：高纯石英矿石特征包裹体晶格杂质元素评价方法

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湿法冶金领域脉冲萃取技术与设备研究进展

有色金属(冶炼部分) 2024年第11期 150-164页

作者：郭真陈杭于建国华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心

脉冲萃取塔作为一种高效的液液萃取设备，是湿法冶金技术塔式萃取设备开发的重要方向之一。系统综述了脉冲萃取塔的开发过程，重点探讨了传递过程规律的研究、数学模型的构建，以及计算流体力学(CFD)在设备开发中的应用。回顾了脉冲萃... 详细信息

脉冲萃取塔作为一种高效的液液萃取设备，是湿法冶金技术塔式萃取设备开发的重要方向之一。系统综述了脉冲萃取塔的开发过程，重点探讨了传递过程规律的研究、数学模型的构建，以及计算流体力学(CFD)在设备开发中的应用。回顾了脉冲萃取塔操作与结构参数对流体力学以及传质性能的影响，揭示了传质、传动量等过程中的规律性和影响因素。在此基础上，介绍了CFD模拟和其他计算技术的应用，进一步优化塔的设计与性能。最后，总结了脉冲萃取塔内构件和塔型式的改进方案，指出了未来研究的方向和潜在应用场景，旨在为今后的研究与应用提供有价值的参考。

关键词：溶剂萃取脉冲萃取塔相间传质轴向扩散两相流体力学计算流体力学过程强化

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锂离子电池正极预锂化技术研究进展

无机盐工业 2024年

作者：张珊珊曾雨乐张婷林森刘程琳华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心

锂离子电池近几年在许多行业的应用呈现爆发式增长，几乎每个领域都对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，以满足不断提升的动力和储能需求。锂离子电池在首次充放电过程中，负极表面会形成固态电解质界面（SEI）膜，并消耗正极材... 详细信息

锂离子电池近几年在许多行业的应用呈现爆发式增长，几乎每个领域都对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，以满足不断提升的动力和储能需求。锂离子电池在首次充放电过程中，负极表面会形成固态电解质界面（SEI）膜，并消耗正极材料中的活性锂，造成电池容量不可逆地损失，降低了电池的首次库仑效率。研究发现，预锂化技术是解决该问题的有效途径之一，并且正极预锂化相对于负极预锂化更有优势。本文主要阐述了二元含锂化合物、三元含锂化合物和有机锂盐等几种常见的补锂技术，并综述了正极预锂化添加剂材料对性能优化的进展，指出面临一些亟待解决的问题，并对未来预锂化技术进行展望。

关键词：锂离子电池预锂化正极补锂首次库伦效率

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某废弃煤矿区土壤重金属污染风险评价

煤炭学报 2024年第7期49卷 3188-3198页

作者：张永康曹耀华冯乃琦刘岩张耀王庆刘佳中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所河南郑州450006 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心河南郑州450006 自然资源部多金属矿综合利用评价重点实验室河南郑州450006

煤矿在开采过程中产生大量煤矸石、洗煤水等废弃物,其中的重金属污染物经沉降、径流、淋滤等作用迁移、扩散至周边水土环境中,对生态环境构成威胁。为研究某废弃煤矿区土壤重金属污染状况,评价重金属污染生态风险,检测了该矿区煤矸石、... 详细信息

煤矿在开采过程中产生大量煤矸石、洗煤水等废弃物,其中的重金属污染物经沉降、径流、淋滤等作用迁移、扩散至周边水土环境中,对生态环境构成威胁。为研究某废弃煤矿区土壤重金属污染状况,评价重金属污染生态风险,检测了该矿区煤矸石、水、土壤样品中Cu、Pb、Zn、As、Cr、Ni、Hg、Cd元素质量分数,利用单因子指数法和潜在生态危害指数法分别分析了土壤重金属污染状况和潜在生态风险;重点分析了矿区洗煤厂下游土壤重金属污染特征,并采用改进BCR连续提取法分析了洗煤厂下游土壤样品重金属元素(Cu、Zn、Cd)形态,借鉴风险评价编码法评价了重金属元素的生物有效性和环境风险。结果表明:①以平均值计,废弃煤矿区煤矸石中重金属质量分数较低,仅Cr元素质量分数稍高于土壤中的质量分数,且煤矸石中重金属元素质量分数均未超过相应的农用地土壤风险筛选值,对矿区土壤重金属污染影响小。②废弃煤矿区土壤重金属超标元素为Cu、Zn、Cd、Ni、As,Cu、Zn、Ni和As元素污染较轻微,Cd元素污染较严重;Cu、Zn、Ni元素污染区主要集中在矸石山西部和东南部地块,在空间分布上有一定重合;As元素污染分布在矸石山东北部地块,Cd元素污染在矿区广泛分布,以中度–重度污染为主。③Cd、Hg元素存在潜在生态危害风险,Cd元素潜在生态危害风险程度高,重金属元素综合潜在生态危害风险等级较高,主要为中等-强风险。④洗煤厂下游区域沿水流方向土壤重金属元素总体呈递减趋势,Cd元素污染较严重,Cu、Zn、Ni、As元素污染集中在洗煤厂下游200 m内,剖面样品中垂向方向上重金属元素质量分数呈递减趋势,在垂向上没有累积。⑤矿区地下水水质较好,矿井排水重金属元素质量分数及pH满足Ⅲ类地表水水质标准限值,矿井水外排对周边土壤重金属污染影响小。⑥Cu和Zn元素酸可提取态占比低,生物有效性低,Cd元素酸可提取态占比高,呈高度风险–极高风险,生物有效性强,环境风险高。基于矿区重金属污染现状,建议进一步加强土壤重金属污染防治工作,加强源头治理、农产品食品安全监测和Cd元素污染调查研究工作。

关键词：重金属污染煤矿潜在生态危害风险重金属形态生物有效性风险评价

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退役锂电池回收废液制备磷酸锂工艺研究

化学工业与工程 2024年第3期41卷 179-190页

作者：姚晓燕王宇璇徐萌娜孙淑英华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237

鉴于锂电池报废量大、锂含量高,探讨从退役锂电池回收废液中利用锂资源。根据溶液高钠含锂、碱含量高的特性,采用磷酸钠沉淀法回收锂,系统研究了反应过程中各工艺参数对磷酸锂回收率、纯度及粒度的影响。结果表明反应温度为102℃,磷酸钠... 详细信息

鉴于锂电池报废量大、锂含量高,探讨从退役锂电池回收废液中利用锂资源。根据溶液高钠含锂、碱含量高的特性,采用磷酸钠沉淀法回收锂,系统研究了反应过程中各工艺参数对磷酸锂回收率、纯度及粒度的影响。结果表明反应温度为102℃,磷酸钠1.1倍理论用量,磷酸钠浓度350 g·L^(-1),加料速率5 mL·min-1,搅拌速率500 r·min-1,冷水洗1 L时,磷酸锂收率能达到92.63%,纯度(质量分数,下同)达到98.81%,产品达到彩色荧光粉用磷酸锂行业标准二级要求。该工艺能广泛应用于各种高钠含锂溶液,特别是从锂浓度较低的溶液中回收锂资源,不仅解决了退役锂电池废液排放问题,还为锂资源提取提供了新途径。

关键词：高钠含锂溶液退役锂电池磷酸锂化学沉淀

聚乙二醇/纤维素纳米晶体复合液晶薄膜微观结构及湿度响应行为

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浙江农林大学学报 2024年第1期41卷 169-175页

作者：徐蕴哲陈一钒林心怡方鑫烨吴强浙江农林大学国家木质资源综合利用工程技术研究中心浙江杭州311300 浙江农林大学化学与材料工程学院浙江杭州311300

【目的】探索聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNC)液晶薄膜湿度响应的影响,阐明其响应机制,旨在为开发低成本、可重复使用和高灵敏度的PEG/CNC复合薄膜湿度传感器提供理论基础。【方法】将CNC与PEG共组装,制备了一种具有湿度响应性能的... 详细信息

【目的】探索聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNC)液晶薄膜湿度响应的影响,阐明其响应机制,旨在为开发低成本、可重复使用和高灵敏度的PEG/CNC复合薄膜湿度传感器提供理论基础。【方法】将CNC与PEG共组装,制备了一种具有湿度响应性能的虹彩色手性向列相光子液晶薄膜,系统考察了PEG质量分数对液晶薄膜的微观结构、显色、力学性能及湿度响应的影响,在此基础上,研究了PEG/CNC复合液晶薄膜在不同湿度条件下的响应循环性能。【结果】对于纯CNC体系,CNC质量分数由3%增加到7%,CNC液晶薄膜的螺距减小,最大反射光波长由596.5 nm蓝移至511.0 nm;对于添加PEG的CNC体系,随着PEG质量分数的增加,PEG/CNC复合液晶薄膜的螺距由394.0 nm减小到244.0 nm,最大反射光波长由613.5 nm蓝移至350.5 nm,韧性先提升后下降,PEG质量分数为5%时为最佳,断裂能为31.9 J·m^(-2),较纯CNC薄膜提升了138%;液晶薄膜经过5次吸湿-解湿,表现出良好的湿度响应重复性,平衡波长的变化率小于0.6%。【结论】制备了一种对湿度具有敏感响应的虹彩色光子PEG/CNC复合液晶薄膜,PEG可以调控复合薄膜螺距,起到调节结构色的作用。

关键词：纤维素纳米晶体手性向列结构自组装液晶薄膜湿度响应

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五节芒/生物质环氧复合材料固化动力学研究

化工新型材料 2024年第S1期52卷 331-336页

作者：马海龙吴飞王静远胡杭天楼高波刘丽娜浙江农林大学化学与材料工程学院杭州311300 浙江农林大学国家木质资源综合利用工程技术研究中心杭州311300

全生物质复合材料具有极高的环境价值和应用前景,确定固化工艺参数是制备全生物质复合材料的关键步骤。拟制备五节芒(MF)/生物基环氧全生物质复合材料,并研究其固化反应动力学。加入MF纤维来制备MF/环氧树脂(EP)复合材料与EP固化相比要... 详细信息

全生物质复合材料具有极高的环境价值和应用前景,确定固化工艺参数是制备全生物质复合材料的关键步骤。拟制备五节芒(MF)/生物基环氧全生物质复合材料,并研究其固化反应动力学。加入MF纤维来制备MF/环氧树脂(EP)复合材料与EP固化相比要求更高的固化温度,通过将MF进行改性后可以有效降低固化温度并且缩短固化反应的时间;采用Kissinger和Ozawa方法计算发现改性MF纤维有利于降低体系的活化能,根据Crane方程计算固化n级动力学模型,n级动力学模型为MA/EP全生物质复合材料成型过程的固化工艺参数提供了理论支撑,为复合材料的固化成型工艺提供了理论基础。n级动力学模型描述EP/聚乙烯亚胺-植酸-钡-MF(EP/PEI-PA-Ba-MF)体系的固化反应过程,通过模型计算出的最优固化温度和时间用于指导实验制备全生物质复合材料。

关键词：五节芒环氧树脂全生物质复合材料固化动力学

采用沉淀−煅烧法回收盐湖卤水中镁资源制备镁橄榄石耐火材料

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 694-708页

作者：张烨胡岳华王丽孙伟华东理工大学化工学院国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 中南大学资源加工与生物工程学院战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083

通过沉淀−煅烧法研究盐湖锂镁分离和镁资源制备高附加值的镁橄榄石耐火材料。采用Na_(2)SiO_(3)和NaOH组合沉淀剂将盐湖卤水中的锂、镁离子沉淀分离,获得不同MgO/SiO2摩尔比的镁沉淀物。镁沉淀物主要由无定形硅酸镁和氢氧化镁堆积而成,... 详细信息

通过沉淀−煅烧法研究盐湖锂镁分离和镁资源制备高附加值的镁橄榄石耐火材料。采用Na_(2)SiO_(3)和NaOH组合沉淀剂将盐湖卤水中的锂、镁离子沉淀分离,获得不同MgO/SiO2摩尔比的镁沉淀物。镁沉淀物主要由无定形硅酸镁和氢氧化镁堆积而成,在1400℃条件下的质量残留率均在62%以上。高温烧结实验表明,在Mg/Na_(2)SiO_(3)/NaOH的摩尔比为1:0.6:0.8、烧结温度为1350℃、时间为210 min的条件下,镁沉淀物可制备成性能优良的耐火材料,其耐火度在1800℃以上,抗压强度为190.73 MPa,体积密度为2.53 g/cm^(3),显气孔率为5.94%。所制备的耐火材料主要为镁橄榄石相,含有少量的顽火辉石相。

关键词：盐湖卤水组合沉淀剂锂镁沉淀分离镁沉淀物镁橄榄石耐火材料

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钾长石混盐焙烧-浸出提钾过程研究

无机盐工业 2024年第5期56卷 53-57,86页

作者：方小宁匡飞刘程琳铜仁职业技术学院贵州铜仁554300 华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237

中国钾盐资源匮乏,而钾长石是一种重要的钾赋存形式。然而,钾长石的开发技术难度大、成本高,至今尚未实现工业化应用。为了解决钾长石开发利用过程中钾提取温度高、浸出率低等问题,该研究选取了贵州铜仁地区钾长石矿为研究对象,探究了... 详细信息

中国钾盐资源匮乏,而钾长石是一种重要的钾赋存形式。然而,钾长石的开发技术难度大、成本高,至今尚未实现工业化应用。为了解决钾长石开发利用过程中钾提取温度高、浸出率低等问题,该研究选取了贵州铜仁地区钾长石矿为研究对象,探究了钾长石-硫酸钠-碳酸钙混盐的焙烧-浸出过程,考察了钾长石-硫酸钠-碳酸钙的焙烧配比、焙烧温度、焙烧时间、浸取剂浓度等因素对钾长石中钾元素浸出率的影响。实验结果显示,在焙烧体系均匀混合、焙烧温度为800~900℃、焙烧时间为1 h、m(钾长石)∶m(硫酸钠)∶m(碳酸钙)为(1∶1∶6)^(1∶1∶8)条件下,以质量分数为5%NaOH溶液作为浸取液,钾的浸出率可高达99.79%。该研究提供了一条提高钾长石资源利用效率、解决钾盐资源供应问题的新途径,并为相关工业生产提供了有力的技术支持。

关键词：钾长石焙烧浸出提钾热力学

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