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湿法冶金 2021年第5期40卷 394-398页

作者：祖鹏李解林嘉威张文浩弋诗文武靖轩内蒙古科技大学白云鄂博矿多金属资源综合利用国家重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古自治区新金属材料重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古包头014010

研究了从钠盐焙烧稀土精矿中高压酸浸稀土,分析了高压酸浸动力学。稀土精矿经高温焙烧,其中的氟碳铈矿和独居石全部分解为氧化稀土(RExOy)。焙砂水洗后进行高压酸浸,考察了浸出温度、浸出时间、盐酸浓度、液固体积质量比对稀土浸出率的... 详细信息

研究了从钠盐焙烧稀土精矿中高压酸浸稀土,分析了高压酸浸动力学。稀土精矿经高温焙烧,其中的氟碳铈矿和独居石全部分解为氧化稀土(RExOy)。焙砂水洗后进行高压酸浸,考察了浸出温度、浸出时间、盐酸浓度、液固体积质量比对稀土浸出率的影响。结果表明:在75℃下浸出50 min,控制盐酸浓度7 mol/L、液固体积质量比10 mL/1 g、压强在3 MPa条件下,稀土浸出率达89.4%;在40~50℃条件下,反应表观活化能Ea=29.55 kJ/mol,机制函数为ln(1-x)/3+(1-x)^(-1/3)-1=kt,表明反应受产物层界面传质和扩散共同控制;在75~125℃条件下,反应表观活化能Ea=4.41 kJ/mol,机制函数为1-3(1-x)^(2/3)+2(1-x)=kt,表明反应主要受产物跨越惰性物质残留层的扩散反应控制。

关键词：稀土精矿钠盐焙烧高压酸浸反应动力学

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选区激光熔化成形316L不锈钢零件中的缺陷及形成机理研究进展

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机械工程材料 2023年第2期47卷 1-6页

作者：丛佳琦计云萍王磊康学良李一鸣任慧平内蒙古科技大学材料与冶金学院(稀土学院) 包头014010 内蒙古科技大学白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心包头014010 内蒙古自治区新金属材料重点实验室包头014010

选区激光熔化(SLM)是目前应用最广泛的金属增材制造技术之一。SLM成形零件中不可避免会产生许多缺陷,包括孔隙、表层粉末球化、裂纹等;缺陷的形成不仅会影响成形过程的顺利进行,也会破坏零件内部完整性,降低零件的服役性能。对SLM成形3... 详细信息

选区激光熔化(SLM)是目前应用最广泛的金属增材制造技术之一。SLM成形零件中不可避免会产生许多缺陷,包括孔隙、表层粉末球化、裂纹等;缺陷的形成不仅会影响成形过程的顺利进行,也会破坏零件内部完整性,降低零件的服役性能。对SLM成形316L不锈钢零件中孔隙、表层粉末球化、裂纹3种缺陷的主要特征进行了综述,对这3种缺陷的形成机理和影响因素进行了总结,提出了控制缺陷的主要措施,最后给出了今后的研究方向。

关键词： SLM技术 316L不锈钢缺陷形成机理影响因素

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包头混合稀土精矿的络合浸出工艺理论研究

包头混合稀土精矿的络合浸出工艺理论研究

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中国稀土学会2017学术年会

作者：李梅张晓伟司羽内蒙古科技大学材料与冶金学院稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室

包头稀土矿物是氟碳铈矿和独居石的混合型矿物,由于独居石的化学性质比较稳定,很难分解,因此包头稀土精矿被认为是最难处理的稀土矿,目前工业上主要采用浓硫酸培烧法和烧碱法进行分解,由于它们存在较严重的环境污染及安全问题,因此众多... 详细信息

包头稀土矿物是氟碳铈矿和独居石的混合型矿物,由于独居石的化学性质比较稳定,很难分解,因此包头稀土精矿被认为是最难处理的稀土矿,目前工业上主要采用浓硫酸培烧法和烧碱法进行分解,由于它们存在较严重的环境污染及安全问题,因此众多学者都在着力开发高效清洁环保型的冶炼工艺。李梅课题组开发了络合浸出工艺,通过热力学计算结果、络合物稳定常数比较以及初步的探索实验确定了采用铝盐体系进行包头矿物的络合分解。研宄了反应物浓度、温度、液固比、搅拌速度、时间等条件对浸出的影响,得到了优化浸出工艺条件。对稀土精矿和浸出渣进行了XRD、SEM-EDS检测表明:稀土精矿中以氟碳铈矿和独居石矿为主相,浸出渣的主要矿相是独居石,精矿中的氟碳铈矿与独居石矿己完全分离。深入研究了氟碳铈矿浸出过程的动力学,确定了该动力学过程为产物层界面传质和扩散混合控制的动力学模型并确定了浸出动力学方程。络合浸出液中的稀土与非稀土元素采用复盐沉淀法有效分离后,废液又作为冰晶石合成的原料成功合成了冰晶石,使废液中氟回收率达到96%以上,铝的回收率为97达到以上。

关键词：包头稀土精矿络合浸出复盐沉淀冰晶石

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半胱氨酸镧对天然橡胶硫化性能影响的研究

半胱氨酸镧对天然橡胶硫化性能影响的研究

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中国稀土学会2021学术年会

作者：张文涛柳召刚胡艳宏吴锦绣冯福山内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

目前在橡胶制造中使用的硫化促进剂通常是有毒的,且硫化效果单一。本文研究合成了半胱氨酸镧,使其作为一种无毒无害的多功能硫化促进剂用于天然橡胶中。研究证明半胱氨酸镧可以作为硫化促进剂和有效的抗老化剂使用。由2-巯基苯并噻唑和... 详细信息

目前在橡胶制造中使用的硫化促进剂通常是有毒的,且硫化效果单一。本文研究合成了半胱氨酸镧,使其作为一种无毒无害的多功能硫化促进剂用于天然橡胶中。研究证明半胱氨酸镧可以作为硫化促进剂和有效的抗老化剂使用。由2-巯基苯并噻唑和半胱氨酸镧组成的促进剂被添加到天然橡胶(NR)中,并对硫化橡胶进行了性能测试。硫化试验中橡胶的最大模量M提高,硫化指数CRI由6.40增加到10.40;溶胀试验中橡胶的交联密度由未添加时的8.14×10增加至10.88×10mol/cm,溶胀指数由7.88降低至6.66,以上结果表明半胱氨酸镧可以提高NR的硫化性能。通过使用硫化动力学模型对硫化曲线进行非线性拟合来确定动力学参数。研究结果表明,使用半胱氨酸镧作为促进剂相比于未添加的橡胶硫化交联活化能E降低了大约10.00kJ/mol,更容易发生硫化反应。用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa无模型方法分析热分解曲线,研究半胱氨酸镧对橡胶热氧化降解的影响。结果表明,含有半胱氨酸镧的的硫化橡胶热氧降解活化能为78.12 kJ/mol,远高于未添加的橡胶,具有更好的抗热氧化老化能力。这些研究结果证实,半胱氨酸镧可以作为橡胶的硫化促进剂和抗热氧化老化剂。

关键词：半胱氨酸稀土橡胶硫化热氧老化镧

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碳酸铈晶体的形貌控制研究

碳酸铈晶体的形貌控制研究

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中国化学会第30届学术年会

作者：李梅胡艳宏柳召刚王觅堂段志雄内蒙古科技大学材料与冶金学院稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室

利用高分子聚烯丙基氯化铵(PAH)为模板剂,采用液相模板法,调控制备出花瓣状的稀土水合碳酸盐Ce(CO)·8HO。通过改变物料配比、加料时间、陈化时间等因素,研究其对水合碳酸铈晶体定向生长过程中形貌和粒径的影响,并用SEM、XRD等分析手段... 详细信息

利用高分子聚烯丙基氯化铵(PAH)为模板剂,采用液相模板法,调控制备出花瓣状的稀土水合碳酸盐Ce(CO)·8HO。通过改变物料配比、加料时间、陈化时间等因素,研究其对水合碳酸铈晶体定向生长过程中形貌和粒径的影响,并用SEM、XRD等分析手段对Ce(CO)·8HO晶体的定向生长行为进行研究。在PAH的作用下,抑制了(242)生长,促进了(202)生长,进而形成六棱片状结构堆积而成的花瓣状。

关键词： Ce2(CO3)3 形貌花瓣状晶体生长

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马来酸插层稀土类水滑石的制备及对PVC热稳定性能的影响

马来酸插层稀土类水滑石的制备及对PVC热稳定性能的影响

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中国稀土学会第四届青年学术会议

作者：杜桂芳段金胜柳召刚胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

采用共沉淀-水热合成法,以硝酸锌、硝酸铝、硝酸镧、马来酸和氢氧化钠为原料,合成了衣康酸插层的锌铝镧类水滑石。利用XRD、红外光谱、热分析和扫描电镜进行了表征,研究了不同制备条件对马来酸插层稀土类水滑石晶体结构的影响,通过刚果... 详细信息

采用共沉淀-水热合成法,以硝酸锌、硝酸铝、硝酸镧、马来酸和氢氧化钠为原料,合成了衣康酸插层的锌铝镧类水滑石。利用XRD、红外光谱、热分析和扫描电镜进行了表征,研究了不同制备条件对马来酸插层稀土类水滑石晶体结构的影响,通过刚果红实验、热老化实验和转矩流变实验,研究了马来酸插层稀土类水滑石对PVC的热稳定性能的影响。实验结果表明,当铝镧配比为10:1、共沉淀时间20h、水热时间8h、水热温度180℃时,马来酸插层稀土类水滑石的晶体结构最佳,具有水滑石的结构。经红外光谱分析,存在层板羟基的宽吸收峰、羧基C=O的伸缩振动吸收峰和羧酸基-COO-的对称伸缩振动吸收峰,表明马来酸已插入LDHs层间。经热分析,第一阶段为是层间水的脱出过程,第二阶段是层板残存的羟基脱出和层间马来酸的降解。最佳制备条件下的马来酸插层稀土类水滑石的热稳定时间可达60分钟,PVC的热稳定性得到了明显提高。马来酸插层稀土类水滑石降低了PVC的平衡转矩,提升了PVC的动态热稳定时间,显著延缓了PVC释放HCl的速率,从而提升了动态热稳定性。马来酸插层稀土类水滑石边界模糊,尺寸大小在69nm～220nm不等,厚度为17nm,团聚现象较为明显。马来酸插层稀土类水滑石是较佳的PVC热稳定剂,作为一种新型、环保、价廉、高效的一类热稳定剂,对我国稀土PVC稳定剂的发展具有重要意义。

关键词：类水滑石稀土聚氯乙烯热稳定性能

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磺酸基团对碳酸铈晶体形貌的调控作用

磺酸基团对碳酸铈晶体形貌的调控作用

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中国稀土学会2021学术年会

作者：刘鹏胡艳宏孙德贇罗宁刘娇娇内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

本文采用液相模板法,利用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,通过控制工艺条件,调控合成了具有六棱片单体形貌的碳酸铈晶体,并用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射分析仪(XRD)、红外光谱分析仪(IR)等测试手段进行形... 详细信息

本文采用液相模板法,利用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,通过控制工艺条件,调控合成了具有六棱片单体形貌的碳酸铈晶体,并用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射分析仪(XRD)、红外光谱分析仪(IR)等测试手段进行形貌控制机理研究。发现模板剂的极性磺酸基(SO)带负电,由于正负电荷间的静电相互吸引作用,磺酸基(SO)与Ce形成镧系磺酸盐络合物,CO与Ce的络合能力比SO强,占据络合位点,诱导Ce(CO)晶核的形成。模板剂中磺酸基(SO)吸附调控形核位点及调节各晶面生长速度排序(001)实验结果与计算模拟结果一致,进一步从原子层面探究了调控机理。

关键词：液相法模板剂机理研究密度泛函计算模拟

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纳米荧光粉GdPO4·H2O:12%Eu3+表面改性及性能分析

纳米荧光粉GdPO4·H2O:12%Eu3+表面改性及性能分析

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中国稀土学会2021学术年会

作者：王昕刘丛林齐源昊吴锦绣柳召刚胡艳宏冯福山内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

本文旨在进行纳米荧光粉GdPO·HO:12%Eu的表面改性及性能分析。由于稀土磷酸盐是疏水性的,使得其在生物和医药领域的应用受到极大的限制。为了解决这一问题,以PEG为改性剂,用微波法对其表面进行改性,制备了性能优异的核壳结构的纳米荧光... 详细信息

本文旨在进行纳米荧光粉GdPO·HO:12%Eu的表面改性及性能分析。由于稀土磷酸盐是疏水性的,使得其在生物和医药领域的应用受到极大的限制。为了解决这一问题,以PEG为改性剂,用微波法对其表面进行改性,制备了性能优异的核壳结构的纳米荧光粉GdPO·HO:12%Eu@PEG。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、TG-DSC、FL、VSM等对改性前后的荧光粉进行结构、形貌及其光学性能和磁学性能的表征。结果表明:纳米荧光粉GdPO·HO:12%Eu和GdPO·HO:12%Eu@PEG的晶体结构一致,都为单一的六方晶系结构。PEG包覆前后的产物形貌均为短棒状,包覆后团聚现象减弱,PEG包覆层厚度约10nm。包覆前后激发和发射峰的位置未发生移动,但荧光强度增强了约2-3倍,荧光寿命增长0.2-0.3ms。在PEG包覆量为0.3g时,GdPO·HO:12%Eu@PEG的荧光强度最大。包覆前后其色坐标基本一致。磁性能也基本未发生变化,磁化强度均为1.75emu/g。本论文成功解决了纳米荧光粉GdPO·HO:12%Eu的亲水性和生物相容性问题,同时提高其发光性能,保持其磁学性能。

关键词： GdPO4·H2O:12%Eu3+ 表面改性 PEG 荧光性能磁性能

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对氨基水杨酸镧在天然橡胶中的应用研究

对氨基水杨酸镧在天然橡胶中的应用研究

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中国稀土学会第四届青年学术会议

作者：刘永刚柳召刚胡艳宏吴锦绣冯福山内蒙古科技大学材料与冶金学院轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室

随着橡胶工业的不断发展和人们环保意识的提高,制备环保、无毒、成本低廉的多功能橡胶助剂已成为橡胶工业的发展方向。相关研究发现,稀土元素具有较大的原子半径和4f轨道,其化合物可作为新型环保的硫化促进剂和抗氧化剂应用于橡胶工业... 详细信息

随着橡胶工业的不断发展和人们环保意识的提高,制备环保、无毒、成本低廉的多功能橡胶助剂已成为橡胶工业的发展方向。相关研究发现,稀土元素具有较大的原子半径和4f轨道,其化合物可作为新型环保的硫化促进剂和抗氧化剂应用于橡胶工业中。稀土助剂能够有效地促进橡胶的硫化、增强其交联网络并提高橡胶制品的抗热氧老化能力,很大程度上弥补现有助剂的不足。本文合成了一种新型环保的多功能稀土橡胶助剂——对氨基水杨酸镧,并研究其对天然橡胶的硫化性能、抗热氧老化性能的影响。对氨基水杨酸镧作为硫化促进剂应用于天然橡胶。结果表明,对氨基水杨酸镧的加入可以有效地缩短正硫化时间T,并且促进天然橡胶的交联。通过对天然橡胶硫化反应过程进行动力学计算发现,当对氨基水杨酸镧的添加量逐渐增加时,硫化胶交联前驱体分解产生活性中间体的反应活性增加,活化能E先降低后升高。当添加量为1.2 phr,添加对氨基水杨酸镧的E达到最小值108.195 kJ/mol,说明此时硫化活性最好。对氨基水杨酸镧作为抗氧化剂应用于天然橡胶。结果表明,对氨基水杨酸镧能够提高天然橡胶热氧降解的特征温度和热氧降解活化能,增加其热氧稳定性,使硫化胶的热氧降解行为不容易发生。其中,空白胶料的热氧降解活化能为149.311 kJ/mol,添加对氨基水杨酸镧的硫化胶热氧降解活化能为175.673 kJ/mol,高于空白橡胶,这表明对氨基水杨酸镧具有较好的抗热氧老化能力。

关键词：稀土天然橡胶热氧老化硫化活化能

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硫酸钙晶须的制备及表征

硫酸钙晶须的制备及表征

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中国稀土学会2021学术年会

作者：齐源昊王昕刘丛林吴锦绣柳召刚胡艳宏冯福山内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

本文以稀土厂生产过程中废弃的硫酸铵废水作为原料,采用水热法制备高长径比的硫酸钙晶须,探究水热法制备中的反应时间、反应温度、陈化时间对制备硫酸钙晶须的影响。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对制得的硫酸钙晶须的表面形貌和物... 详细信息

本文以稀土厂生产过程中废弃的硫酸铵废水作为原料,采用水热法制备高长径比的硫酸钙晶须,探究水热法制备中的反应时间、反应温度、陈化时间对制备硫酸钙晶须的影响。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对制得的硫酸钙晶须的表面形貌和物相特征进行了表征分析。建立正交实验确定,优化了制备硫酸钙晶须最佳实验的反应条件:反应时间为5h、反应温度为140℃、陈化时间为4 h,在此条件下合成的硫酸钙晶须平均长度为207μm,平均长径比为60.05μm。本论文的意义在于将硫酸根回收利用,降低对环境的危害,并对工业提供了经济价值。

关键词：硫酸铵废水硫酸钙晶须环保

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