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鄂西长阳跑马坪锰矿地球化学特征与沉积环境

地球科学 2024年

作者：刘海漆双林范玖琳郭威陈爱章张书杰湖北冶金地质研究所(中南冶金地质研究所)

鄂西长阳背斜南华系锰矿为大塘坡式锰矿，其成矿时代恰处于新元古代“雪球地球”事件中的间冰期。在Rodinia超大陆裂解的背景下，大塘坡期气候环境转变、裂谷盆地作用以及锰矿成矿作用三者间存在成因上的联系。为了详细阐述古气候、沉... 详细信息

鄂西长阳背斜南华系锰矿为大塘坡式锰矿，其成矿时代恰处于新元古代“雪球地球”事件中的间冰期。在Rodinia超大陆裂解的背景下，大塘坡期气候环境转变、裂谷盆地作用以及锰矿成矿作用三者间存在成因上的联系。为了详细阐述古气候、沉积环境、锰质来源对大规模锰矿沉积成矿作用的控制，恢复鄂西地区大塘坡式锰矿成矿过程，本研究选取鄂西长阳地区跑马坪锰矿作为研究对象，对其地球化学特征开展了综合研究。测试结果显示碳酸锰矿石Mn/Fe比值较高，沉积过程中Mn、Fe分离十分彻底，氧化-还原敏感元素V、U亏损，Mo富集，揭示大塘坡期为氧化-弱氧化的沉积环境。δU、Uau、Th/U、V/Cr、Co/Ni值也指示大塘坡期为氧化-弱氧化沉积环境。长阳背斜碳酸锰矿石Al、Ti含量略高于湘黔渝地区，说明扬子北缘锰矿石陆源碎屑含量高于扬子东南缘，指示沉积水体深度相对较浅或者距离物源较近。CIA指数研究显示长阳背斜大塘坡期风化强度中等，碳酸锰矿石、碳质泥页岩Al/（Al+Mn+Fe）比值较低，Eu正异常、LREE富集，Nb/Ta、Zr/Hf、Y/Ho比值以及碳酸锰矿石La/Yb-Ce/La、（Co+Ni+Cu）×10-Fe-Mn、Zr-Cr图解分析均认为锰质来源以深部热液来源为主，陆源锰质为辅助来源，且成矿期有明显的热水沉积作用。通过研究CIA指数以及Sr/Cu、Rb/Sr、Sr、Sr/Ba值认为长阳背斜大塘坡期为温暖湿润的气候环境。碳酸锰矿成矿与氧化还原环境、锰质来源、古气候、古盐度耦合明显。

关键词：跑马坪锰矿床地球化学古气候沉积环境锰质来源

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有源天线单元散热器自然对流性能优化

低温与超导 2024年第4期52卷 14-23页

作者：廖佳喜欧阳虎平任慧张红亮李劼中南大学冶金与环境学院长沙410083 低碳有色冶金国家工程研究中心长沙410083

针对5G基站有源天线单元的高效散热需求,提出一种位移设计和缺口设计相结合的散热器,建立太阳辐射与自然对流模型,模拟不同缺口结构散热器热流场,并进一步利用不同试验方法研究最佳缺口结构。结果表明:散热器最高温度会随缺口长度的增... 详细信息

针对5G基站有源天线单元的高效散热需求,提出一种位移设计和缺口设计相结合的散热器,建立太阳辐射与自然对流模型,模拟不同缺口结构散热器热流场,并进一步利用不同试验方法研究最佳缺口结构。结果表明:散热器最高温度会随缺口长度的增加而升高,随缺口高度、缺口与基板距离的增加先下降后上升。缺口长度与缺口高度对最高温度的交互作用最为显著。对比不同试验优化方法,多目标优化效果较单因素、正交法更优异,可实现多目标的同步优化。对比传统散热器,多目标法可实现最高温度、平均温度分别降低6.54%、7.19%,翅片质量减重4.54%。

关键词：有源天线单元自然对流结构优化数值模拟

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废锂离子电池石墨负极综合回收利用研究进展

矿冶工程 2024年第4期44卷 120-125页

作者：赵朝显肖劲诸向东仲奇凡中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 中南大学低碳有色冶金国家工程研究中心湖南长沙410083

综述了废锂离子电池石墨负极的综合回收利用技术,包括湿法、火法-湿法联合以及物理法回收工艺,并对各工艺的优缺点进行了深入分析。特别指出,尽管目前存在多种回收技术,但高效、环保的闭环回收工艺仍面临挑战。探讨了废石墨负极材料的... 详细信息

综述了废锂离子电池石墨负极的综合回收利用技术,包括湿法、火法-湿法联合以及物理法回收工艺,并对各工艺的优缺点进行了深入分析。特别指出,尽管目前存在多种回收技术,但高效、环保的闭环回收工艺仍面临挑战。探讨了废石墨负极材料的资源化再利用途径,如作为二次电池负极材料、制备石墨烯等,并对未来研究方向进行了展望,旨在为废锂离子电池石墨负极的高值化利用提供理论支持和技术支持。建议未来的研究关注开发简单、高效、清洁的闭环回收工艺,提高石墨负极材料的回收率和纯度,同时减少环境污染。未来研究的热点应包括石墨负极材料的晶格重构修复技术,以及探索石墨负极材料在储能材料、催化剂、吸附剂等领域的新应用。

关键词：废锂离子电池石墨负极综合回收资源化再利用环境效益

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钢纤维混凝土动态力学特性及损伤规律研究

工程科学学报 2024年第12期46卷 2181-2190页

作者：余一松李地元蒋京泰马金银刘家明中南大学资源与安全工程学院长沙410083 长沙有色冶金设计研究院有限公司长沙410011

以云南某矿山超深井衬砌支护为工程背景,对不同掺配方案、不同标号的钢纤维混凝土试样进行动态冲击试验,并采用数字图像相关技术分析了冲击荷载下试样表面的应变场演化.试验结果表明:三掺钢纤维混凝土动态抗压强度和耗散能占比大于单掺... 详细信息

以云南某矿山超深井衬砌支护为工程背景,对不同掺配方案、不同标号的钢纤维混凝土试样进行动态冲击试验,并采用数字图像相关技术分析了冲击荷载下试样表面的应变场演化.试验结果表明:三掺钢纤维混凝土动态抗压强度和耗散能占比大于单掺和双掺钢纤维混凝土;素混凝土的动态强度越小,掺配钢纤维后混凝土试样的动态强度提升越显著.采用高速摄像机记录了钢纤维混凝土试样的破坏全过程,试样破坏模式受混凝土标号和钢纤维掺配方案控制,可分为剪切、劈裂和剪切–劈裂复合型破坏.与素混凝土试样相比,钢纤维混凝土试样在冲击荷载下的裂纹数量减少,反射能占比更低,透射能和耗散能占比更高,表明钢纤维能有效抑制裂纹萌生扩展,增强井壁混凝土的稳定性.钢纤维混凝土试样的非破坏性冲击试验结果显示三掺钢纤维方案能够最大程度抑制混凝土在冲击荷载下的损伤.最终建议该矿山深部竖井衬砌支护采用混凝土标号为C50,钢纤维的掺配方案为每立方素混凝土掺配端钩型长纤维40 kg、镀铜平直型中长纤维5 kg以及短镀铜平直型短纤维10 kg.

关键词：钢纤维混凝土动态冲击损伤变量数字图像处理矿山深部竖井

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定高纯金属铬中钒铜铝镍锰

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中国测试 2024年第S01期50卷 100-105页

作者：罗琦林倪海燕贾海峰陈晨湖北冶金地质研究所(中南冶金地质研究所) 湖北宜昌443003

高纯金属铬中钒、铜、铝、镍、锰等微量杂质元素含量的准确测定是判定金属铬质量的重要指标。本研究采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定高纯金属铬中的五种微量元素:钒、铜、铝、镍、锰,各个元素校准曲线的线性相关系数大于0.9... 详细信息

高纯金属铬中钒、铜、铝、镍、锰等微量杂质元素含量的准确测定是判定金属铬质量的重要指标。本研究采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定高纯金属铬中的五种微量元素:钒、铜、铝、镍、锰,各个元素校准曲线的线性相关系数大于0.9994;各元素的定量限为(0.0008~0.027)ng·ml^(-1);加标回收率为81.9%~103.5%;结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.37%~4.67%。按照实验方法测定质控样33MR43024及实际样品中钒、铜、铝、镍、锰,测定结果与采用GB/T 3211-2008和GB/T 4702的测定结果及给定值吻合。

关键词：电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) 高纯金属铬:钒、铜、铝、镍、锰

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“双碳”视角下露天建材矿山碳排放周期研究

中国矿业 2024年第2期33卷 36-42页

作者：裴明松刘海李小伟代光俊刘林斯小华陈爱章湖北冶金地质研究所(中南冶金地质研究所) 湖北宜昌443000

“双碳”目标的提出是我国生态文明建设的必然要求。露天建材矿山是建材产业原料的重要来源之一,同时也是建材行业碳源和潜在碳汇之一,分析露天建材矿山碳排放规律,对实现建材行业“双碳”目标具有重要意义。通过分析露天建材矿山碳排... 详细信息

“双碳”目标的提出是我国生态文明建设的必然要求。露天建材矿山是建材产业原料的重要来源之一,同时也是建材行业碳源和潜在碳汇之一,分析露天建材矿山碳排放规律,对实现建材行业“双碳”目标具有重要意义。通过分析露天建材矿山碳排放要素,研究矿山生态系统碳汇能力和碳排放量,构建了露天建材矿山净碳排放量模型。露天建材矿山生态系统净碳排放量呈现先增后减的趋势,峰值一般出现在矿山服务期的中后期,峰值和达峰时间与矿山边坡占比呈负相关,零点一般在生态复绿阶段出现,此后进入负值阶段。根据矿山生态系统净碳排放量将矿山碳排放周期分为碳达峰、碳减排(含碳中和)以及碳归零三个阶段。结合鄂西某建材矿山验证了模型的适用性,研究成果对于研究建材行业碳排放具有一定的参考作用,同时对于露天建材矿山生态复绿、绿色矿山建设也有一定的指导作用。

关键词： “双碳”目标露天建材矿山碳汇碳排放

大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜及其光伏应用研究进展

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无机材料学报 2024年第5期39卷 457-466页

作者：张慧许志鹏朱从潭郭学益杨英中南大学冶金与环境学院长沙410083 中南大学有色金属资源循环利用湖南省重点实验室长沙410083

有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency,PCE)高的巨大优势,显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的实验室器件(80... 详细信息

有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency,PCE)高的巨大优势,显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的实验室器件(800 cm^(2))的最高认证PCE已分别提升至26.10%、24.35%、22.40%和18.60%。随着PSCs面积扩大,PCE急剧下降,这主要是因为制备方法的局限性,难以获得高质量的大面积钙钛矿薄膜。实验室器件常采用的旋涂法难以应用到实际生产中,目前大面积钙钛矿薄膜的制备方法主要有刮涂法和狭缝涂布法,但其存在薄膜成核结晶过程难以精确控制等问题。本文从大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法入手,介绍了大面积钙钛矿层成膜机制及薄膜质量提升策略。最后,对未来高PCE、高稳定性的大面积PSCs的制备技术和应用进行了展望,旨在对高性能的大面积PSCs研究提供有益参考。

关键词：钙钛矿薄膜钙钛矿太阳能电池大面积成膜控制综述

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制药废盐的高效热催化处理及资源化利用

化工进展 2024年

作者：鲁玲俞磊顾霞赖敏明周凯王亚鹏李响东华大学环境科学与工程学院赣州有色冶金研究所有限公司浙江天象控股有限公司

制药废盐母液中含有高浓度、难降解有机污染物，被列为危险废物，处理不当会对环境造成严重危害。本研究开发了一种高效、低成本的制药废盐资源化处理技术，采用水热氧化法，结合自制的金属盐碳化结晶剂，对江苏某制药厂的高浓度乙酸钠... 详细信息

制药废盐母液中含有高浓度、难降解有机污染物，被列为危险废物，处理不当会对环境造成严重危害。本研究开发了一种高效、低成本的制药废盐资源化处理技术，采用水热氧化法，结合自制的金属盐碳化结晶剂，对江苏某制药厂的高浓度乙酸钠废盐母液进行热催化处理，探究了反应温度、时间和催化剂投加量对母液中有机物去除率及乙酸钠保留率的影响。结果表明，在210℃、6h、催化剂投加量为5g/50mL的最佳条件下，母液中有机物去除率高达93.5%，同时乙酸钠保留率为95.8%。经傅立叶红外光谱仪(FTIR)、气相色谱质谱联用仪（GC-MS）等分析表明，热催化处理后，母液中的吡啶类等有毒有害有机污染物被有效去除，所得乙酸钠回收盐的色度、化学需氧量（COD）、重金属等指标均达到企业回用标准。本研究提出的热催化处理技术可有效降低制药废盐的环境风险，并实现资源化利用，为制药行业的可持续发展提供新思路。

关键词：制药废盐热催化资源回收废物处理可持续性

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采用钛阴极从碱液中旋流电积回收镓

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 1027-1036页

作者：许志鹏刘左伟郭学益李栋邹铭金田庆华中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/... 详细信息

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/m^(2)、镓浓度39.9 g/L、NaOH浓度120 g/L、循环流量200L/h。在这些条件下,电积的电流效率和镓回收率分别为47.9%和90.2%。析出的镓较易从阴极上分离,经过洗涤后的镓最终纯度为99.993%。镓旋流电积能耗约为9048 kW·h/t。该研究表明旋流电积是一种具有高电流效率和低能耗的有前途的镓生产工艺。

关键词：镓旋流电积砷化镓废料电流效率