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橙皮还原浸出废旧锂电池正极材料有价金属

中国有色金属学报 2024年第2期34卷 561-572页

作者：谷昆泓覃文庆韩俊伟中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L... 详细信息

为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L、橙皮用量40 g/L、浸出温度95℃、液固比20∶1、搅拌速度300 r/min、浸出时间120 min。利用Design Expert 10推导出了一个浸出模型,能精确预测金属的浸出率。动力学研究表明,锂、镍、钴和锰的表观活化能分别为64.95、67.71、66.65和72.8 kJ/mol,说明正极材料浸出过程主要受化学反应控制。通过对比OP浸出前后的SEM像,验证了橙皮还原能力可用还原糖理论进行解释。

关键词：废旧锂电池正极材料酸浸活化能橙皮废弃物

黄钾铁矾对硫脲浸金的影响及草酸盐的作用机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 322-335页

作者：李科李骞姜涛杨永斌徐斌许瑞张雁中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

研究生物氧化产生的黄钾铁矾对酸性硫脲浸金的影响,并探讨草酸添加剂的作用机制。结果表明,黄钾铁矾会增加硫脲的消耗和阻碍金的溶解。黄钾铁矾能显著提高硫脲的分解,阻碍金的溶解。黄钾铁矾造成不利影响的主要原因可能是酸性溶液中黄... 详细信息

研究生物氧化产生的黄钾铁矾对酸性硫脲浸金的影响,并探讨草酸添加剂的作用机制。结果表明,黄钾铁矾会增加硫脲的消耗和阻碍金的溶解。黄钾铁矾能显著提高硫脲的分解,阻碍金的溶解。黄钾铁矾造成不利影响的主要原因可能是酸性溶液中黄钾铁矾释放的铁离子使溶液浆电位增加,从而加速硫脲的分解,并加剧硫脲分解产生的钝化物种对金表面的钝化作用。添加草酸盐可以有效削弱黄钾铁矾的不利影响,表现为明显降低硫脲的消耗和促进金的溶解。通过溶液电位、Zeta电位和XPS分析,揭示草酸的可能作用机理。草酸盐不仅可以通过与Fe^(3+)配位减弱Fe^(3+)与硫脲之间的相互作用,还可以通过无差别吸附和静电斥力阻止钝化产物在金表面包裹。

关键词：生物黄钾铁矾金浸出硫脲消耗草酸盐

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低浓度稀土离子吸附材料研究进展

工程科学学报 2024年第8期46卷 1381-1392页

作者：魏徐一韩俊伟覃文庆中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

近年来,随着稀土产量与需求之间的供需矛盾日益加深,对稀土资源的高效绿色提取和分离提出了更高的要求.特别是从稀土矿选矿废水、精炼废水、海水和温泉等低浓度的稀土溶液中回收稀土资源已成为研究热点.相比于蒸发结晶、化学沉淀、溶剂... 详细信息

近年来,随着稀土产量与需求之间的供需矛盾日益加深,对稀土资源的高效绿色提取和分离提出了更高的要求.特别是从稀土矿选矿废水、精炼废水、海水和温泉等低浓度的稀土溶液中回收稀土资源已成为研究热点.相比于蒸发结晶、化学沉淀、溶剂萃取等传统提取技术,吸附法因具有操作简单、成本低廉、处理量大和适应性强等优势,成为低浓度稀土深度回收的潜在方法之一.本文汇总了近年来国内外有关于稀土离子吸附材料的研究进展,详细介绍了矿物基、碳基、金属−有机框架基和高分子基等吸附材料的设计与合成思路、微观形貌、吸附行为、材料性能和潜在的应用潜力.最后,对比指出了各种吸附材料的优势和不足,提出开发面向应用的高效绿色靶向吸附材料是未来稀土吸附材料的主要发展趋势,靶向吸附技术也将成为低浓度稀土溶液(废水)资源化的主要方法,以期为稀土资源的高效利用提供参考.

关键词：稀土元素吸附材料水处理资源循环研究进展

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萘磺酸钠对硫化铅锌矿中碳质物的选择性抑制

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 2059-2071页

作者：曹正强刘润清李杰唐鸿鹄孙伟中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

针对硫化铅锌矿中碳质物吸附浮选药剂、恶化浮选效果的问题,本文以隐晶质石墨为难浮碳质物,研究了抑制剂萘磺酸钠(2-NSS)对方铅矿、闪锌矿以及隐晶质石墨浮选行为的影响。结果表明:2-NSS对难浮碳质物石墨具有明显的抑制作用。加入2-NSS... 详细信息

针对硫化铅锌矿中碳质物吸附浮选药剂、恶化浮选效果的问题,本文以隐晶质石墨为难浮碳质物,研究了抑制剂萘磺酸钠(2-NSS)对方铅矿、闪锌矿以及隐晶质石墨浮选行为的影响。结果表明:2-NSS对难浮碳质物石墨具有明显的抑制作用。加入2-NSS后,方铅矿品位从82.28%提高至85.93%,回收率从82.08%提高至97.06%;闪锌矿品位从61.19%提高至63.48%,回收率从89.31%提高至93.46%。接触角试验、红外光谱分析、吸附量测试、浮选泡沫分析等结果表明:2-NSS易吸附于石墨表面,难吸附于铅锌硫矿物表面,2-NSS吸附于石墨表面后,能减弱捕收剂异丁基黄原酸钠(SIX)在石墨表面的吸附,减少药剂消耗,浮选泡沫更稳定。DFT模拟分析结果表明:2-NSS主要通过π-π堆积作用吸附于石墨表面。

关键词：石墨萘磺酸钠 π-π堆积作用浮选泡沫

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超声预处理对锂辉石矿物浮选分离的影响

中国有色金属学报 2024年第2期34卷 586-597页

作者：张宇新陈兰兰褚浩然卢东方王毓华中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

采用NaOH溶蚀与超声波耦合机械搅拌相结合的预处理技术对锂辉石、石英和长石进行浮选前预处理,以探究超声预处理对锂辉石矿物浮选分离的影响。通过开展单矿物浮选和人工混合矿浮选试验,比较超声波耦合机械搅拌与传统机械搅拌两种预处理... 详细信息

采用NaOH溶蚀与超声波耦合机械搅拌相结合的预处理技术对锂辉石、石英和长石进行浮选前预处理,以探究超声预处理对锂辉石矿物浮选分离的影响。通过开展单矿物浮选和人工混合矿浮选试验,比较超声波耦合机械搅拌与传统机械搅拌两种预处理技术的优缺点;为了探明预处理技术的作用机理,对经不同预处理后的矿样进行了SEM、吸附量测试和XPS分析。结果表明:超声预处理后,锂辉石与长石、石英之间的可浮性差异进一步增大,-0.074+0.038 mm粒级的锂辉石人工混合矿精矿浮选回收率最高可达48.23%,分选效率达到44.27%;相较于传统机械搅拌预处理,超声波耦合机械搅拌预处理的浮选效果进一步提高。介入超声波预处理后可进一步改变锂辉石矿物表面形貌,并促进更大范围的表面溶蚀,从而增加矿物表面药剂吸附,且超声波耦合机械搅拌预处理后的锂辉石比传统机械搅拌预处理后的锂辉石具有更强的NaOL吸附能力,可见超声预处理技术对锂辉石、石英和长石的浮选分离具有显著的促进作用。

关键词：锂辉石浮选超声波预处理选择性溶蚀

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浮选过程中矿物界面水化特性的研究进展

中国有色金属学报 2024年第7期34卷 2419-2435页

作者：张琳覃文庆魏茜张喆怡关智文焦芬中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

水分子在矿物表面的吸附会影响矿物表面物理化学性质,降低浮选过程中捕收剂的性能,增加目的矿物和脉石矿物的分离难度。矿物表面的水化作用是水分子受到氢键、范德华等弱相互作用在矿物表面形成的具有一定结构的水分子层。本文综述了矿... 详细信息

水分子在矿物表面的吸附会影响矿物表面物理化学性质,降低浮选过程中捕收剂的性能,增加目的矿物和脉石矿物的分离难度。矿物表面的水化作用是水分子受到氢键、范德华等弱相互作用在矿物表面形成的具有一定结构的水分子层。本文综述了矿物界面水分子及水化层的测试表征方法,分析了硅酸盐矿(包括伊利石、蒙脱石、云母等)和硫化矿(方铅矿、黄铁矿等)界面的水化机制,讨论了矿物界面水化层的调控方法,为研究界面水化特性、提高矿物−水体系下药剂的作用效率及矿物高效浮选分离提供参考。

关键词：水化作用矿物界面表征方法硅酸盐矿硫化矿

铁精矿内配某生物质高温高压热解及其还原行为研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 860-870页

作者：黄柱成李屹鑫舒阳中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

以生物质为还原剂,在温度为1 040℃、压力为30 kPa下对铁精矿内配生物质热解气化及其还原行为进行研究。研究结果表明:初期热解产生了酚类等大分子碳氢氧化合物液相,并与铁精矿形成了焦油包裹体,显著迟滞了生物质挥发分的释放;外配水和... 详细信息

以生物质为还原剂,在温度为1 040℃、压力为30 kPa下对铁精矿内配生物质热解气化及其还原行为进行研究。研究结果表明:初期热解产生了酚类等大分子碳氢氧化合物液相,并与铁精矿形成了焦油包裹体,显著迟滞了生物质挥发分的释放;外配水和铁精矿中的晶格氧促进了大分子碳氢氧化合物逐步氧化为酮类、酸类化合物,并最终转化为CO和H_(2)等还原性气体;铁精矿还原生成了铁晶须,部分形成了碳铁化合物,实现了铁氧化物的高效快速还原,入炉50 min时,金属化率达96.72%。

关键词：生物质高温高压热解直接还原

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塑料在高压静电分选机中荷电机制及电极参数的计算模拟

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中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 399-408页

作者：蒋昊刘娇娇王宾徐艳玲李新冉孙文豪滕鑫中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

为了探究塑料在高压静电分选机中荷电性与电极参数的关系,通过高斯定理和拉普拉斯方程,研究了塑料的主要荷电机制,利用COMSOL Multiphysics中的AC/DC静电模块,结合麦克斯韦方程组,研究了塑料在辊式高压静电分选机中不同参数下的电场强... 详细信息

为了探究塑料在高压静电分选机中荷电性与电极参数的关系,通过高斯定理和拉普拉斯方程,研究了塑料的主要荷电机制,利用COMSOL Multiphysics中的AC/DC静电模块,结合麦克斯韦方程组,研究了塑料在辊式高压静电分选机中不同参数下的电场强度变化规律,利用MATLAB绘图分析.结果表明:塑料荷电以场致荷电为主,荷电量与颗粒半径、电场强度、塑料相对介电常数成正比;电晕电极配置中,接地辊筒表面电场强度与电压、电晕电极个数成正比,与极距成反比;静电极配置中,电场强度与静电极半径成正比,电场强度作用范围与静电极布置角、静电极形状有关.本文可对塑料高压静电分选的电极参数选用提供参考.

关键词：塑料 COMSOL Multiphysics MATLAB 场致荷电静电极电晕电极

木质素磺酸钠在锂辉石与脉石矿物低碱度浮选分离中的作用

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第6期55卷 2074-2083页

作者：崔曼胡阳邓朝政王毓华卢东方郑霞裕中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

在自然p H(pH为8~9)条件下,采用油酸/十二烷基三甲基氯化铵(即季铵)阴阳离子混合捕收剂,研究木质素磺酸钠对3种矿物(锂辉石、长石和石英)浮选及分离行为的影响,并借助接触角测试、吸附量测试、红外光谱分析及密度泛函理论(DFT)计算探讨... 详细信息

在自然p H(pH为8~9)条件下,采用油酸/十二烷基三甲基氯化铵(即季铵)阴阳离子混合捕收剂,研究木质素磺酸钠对3种矿物(锂辉石、长石和石英)浮选及分离行为的影响,并借助接触角测试、吸附量测试、红外光谱分析及密度泛函理论(DFT)计算探讨药剂的作用机理。研究结果表明:木质素磺酸钠对3种矿物的抑制作用具有明显的选择性,是低碱度条件下锂辉石与脉石矿物浮选分离的有效抑制剂;木质素磺酸钠在石英、锂辉石和长石表面的吸附量依次减小;油酸/季铵与木质素磺酸钠在锂辉石、长石和石英表面存在竞争吸附,油酸/季铵在锂辉石表面的吸附强于木质素磺酸钠的吸附,在长石与石英表面的吸附则弱于木质素磺酸钠的吸附。因此,木质素磺酸钠作为一种高效的有机抑制剂,在锂辉石及其脉石矿物低碱度浮选中具有重要的作用。

关键词：锂辉石浮选低碱度有机抑制剂密度泛函理论

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