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弱酸条件下含铷云母浮选研究

稀有金属 2024年第2期48卷 296-304页

作者：杨刚车小奎郑其王雷罗毅中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室北京100088 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101400 北京有色金属研究总院北京100088

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方... 详细信息

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方法研究药剂与云母、长石的作用机制。结果表明:在pH为6,草酸用量为300 g·t^(-1),捕收剂总量为5×10^(-4) mol·L^(-1),十二胺与十二烷基磺酸钠的比例为1∶1时,含铷锂云母回收率达到83%,长石回收率为9%,长石和含铷锂云母得到了很好的分离。红外光谱发现,组合捕收剂在锂云母与长石的吸附是物理吸附且锂云母表面还能形成氢键;XPS研究发现,组合药剂会与锂云母的铝形成化学吸附;电位测试发现,单一捕收剂作用时,锂云母与长石的电位有正向或者负向的移动,组合捕收剂相对于十二胺单独作用时,有负向的移动,十二胺的吸附减少。

关键词：铷锂云母长石浮选

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氢含量对氢化锆相结构和残余应力的影响

稀有金属 2024年第1期48卷 138-144页

作者：白伟王文科王智辉闫国庆张建东王力军中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室北京101407 有研资源环境技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

氢化锆是核反应堆理想的固体中子慢化剂,在制备过程中随着基体氢含量的增加,氢化物依次发生α→β→δ→ε的相转变,从而导致氢化锆基体中产生内应力,进一步导致氢化锆开裂。研究了氢化锆相组成、相结构和应力与氢含量的关系。采用X射... 详细信息

氢化锆是核反应堆理想的固体中子慢化剂,在制备过程中随着基体氢含量的增加,氢化物依次发生α→β→δ→ε的相转变,从而导致氢化锆基体中产生内应力,进一步导致氢化锆开裂。研究了氢化锆相组成、相结构和应力与氢含量的关系。采用X射线衍射(XRD)表征了样品的物相组成,H/Zr(原子比)为0.8时样品含α,γ,δ相,H/Zr为1.2和1.45时样品含γ和δ相,H/Zr为1.60和1.64时样品均只含δ相,H/Zr为1.85和1.90时样品均只含ε相,结果表明氢化锆中氢含量与物相组成的对应关系基本符合样品Zr-H相图。对XRD结果进行精修分析,得到δ相(面心立方(fcc))和ε相(面心四方(fct))氢化物晶格常数与氢含量的关系为:随着氢含量的增加,δ相氢化锆晶格常数a逐渐变大,晶胞体积也逐渐变大;氢含量越大,ε相氢化锆晶格常数a越大,c则越小,晶胞体积也更大。利用X射线衍射应力仪测量了样品表面残余应力,结果表明Zr-1Nb合金表面应力为压应力,大小为-163.7 MPa;氢化锆表面则为拉应力,结果表明:H/Zr为1.57时,表面应力是12.2 MPa;H/Zr为1.67时,表面应力是18.6 MPa;H/Zr为1.74时,表面应力是30.8 MPa;随着氢含量的增加,残余应力逐渐增大。

关键词：锆合金残余应力氢化物晶格常数

热分解温度对Ti/MnO_(x)-Co_(3)O_(4)涂层阳极的析氧电催化性能影响

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稀有金属 2024年第4期48卷 467-476页

作者：田林李传斌赵鸿滨袁学韬尹延西中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心北京100088 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京100088 北京有色金属研究总院北京100088 战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心北京100088 中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京100088

钛基尺寸稳定阳极(DSA)具有尺寸稳定、低污染、电催化性能优异等特点,受到广泛关注。钛基贵金属涂层阳极引发了氯碱工业的技术革命,但高昂的价格限制了其大规模应用。过渡金属氧化物普遍具有成本低、毒性小、催化性能好等优点,有望取代... 详细信息

钛基尺寸稳定阳极(DSA)具有尺寸稳定、低污染、电催化性能优异等特点,受到广泛关注。钛基贵金属涂层阳极引发了氯碱工业的技术革命,但高昂的价格限制了其大规模应用。过渡金属氧化物普遍具有成本低、毒性小、催化性能好等优点,有望取代现有的溶液电解阳极材料。Ti/MnO_(x)涂层阳极虽然显示出良好的析氧催化(OER)性能,但与贵金属涂层阳极相比仍有差距。Co_(3)O_(4)具有成本低、催化性能好等优点,通过掺杂钴可提高Ti/MnO_(x)涂层阳极的析氧催化性能。采用热分解法在不同温度条件下制备了掺钴钛基锰氧化物(Ti/MnO_(x)-Co_(3)O_(4))涂层阳极。通过X射线光电子能谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、线性伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)测试等方法分析了涂层的物相组成、表面形貌、化学状态、分子结构和析氧电催化性能等。结果表明:随着分解温度的上升,Ti/MnO_(x)Co_(3)O_(4)涂层中的MnO_(2)逐渐向Mn2O_(3)转变;涂层阳极的电催化活性呈现先增强后降低的趋势,350℃下制备的阳极电催化活性最强,伏安电荷可达228.83 C·cm^(-2),析氧反应过电位低至0.344 V。随着温度的升高,阳极中Mn^(4+)/(Mn^(3+)+Mn^(4+))的比例先增加后降低,在350℃时Mn^(3+)占比最大,且具有更多吸附氧(Oa),这是该制备温度下涂层阳极具有最强的析氧电催化活性的主要原因。

关键词： MnO_(x) Co_(3)O_(4) 电催化性能涂层

多元氯化物熔盐中表面改性Inconel 625的腐蚀行为

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中国表面工程 2024年第1期37卷 87-99页

作者：陈思雨张弦李腾刘静吴开明武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

氯化物熔盐作为传热蓄热介质,对太阳能热发电储能系统中金属部件产生严重腐蚀,而针对镍基合金在氯化物熔盐中的高温腐蚀行为研究较少。以镍基合金Inconel 625和经过表面改性后的Inconel 625(ST In625)为研究对象,利用组织表征、微拉伸... 详细信息

氯化物熔盐作为传热蓄热介质,对太阳能热发电储能系统中金属部件产生严重腐蚀,而针对镍基合金在氯化物熔盐中的高温腐蚀行为研究较少。以镍基合金Inconel 625和经过表面改性后的Inconel 625(ST In625)为研究对象,利用组织表征、微拉伸试验及高温熔盐浸泡试验,研究不同样品的力学性能变化以及在二元和三元氯化物熔盐中的腐蚀行为。结果表明:ST In625合金强度明显提升,拉伸塑性有所下降。腐蚀初期,两种样品在氯化物熔盐中形成的氧化膜以Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)为主,ST In625表面产生的腐蚀坑较少;腐蚀后期,在两种样品表面均检测到NiO,二元氯化物熔盐中两种样品表面未生成明显氧化层,出现明显腐蚀坑,而三元氯化物熔盐表面会生成新的Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)絮状氧化层,无腐蚀坑出现。因此,在氯化物熔盐中ST In625的腐蚀失重较小,耐蚀性明显提高,且两种样品在二元氯化物熔盐中的腐蚀速率较低、但存在明显晶间腐蚀;在三元氯化物熔盐中腐蚀速率更高,而晶间腐蚀较为轻微。通过表面改性提高了镍基合金在氯化物熔盐环境中的耐蚀性,可为太阳能热发电储热材料的金属部件选择提供全新的思路。

关键词：镍基合金氯化物熔盐表面改性微拉伸高温腐蚀

Ti_(40)Zr_(22)V_(24)Cr_(8)Mn_(6)非蒸散型吸气剂低温激活性能研究

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稀有金属 2024年第5期48卷 753-760页

作者：于梦婕熊玉华吴华亭刘晓鹏有研工程技术研究院有限公司先进电子材料事业部北京101407 中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

使用电弧熔炼法制备了Ti_(40)Zr_(22)V_(24)Cr_(8)Mn_(6)合金,并通过机械破碎和模压成型法获得了多孔块状吸气剂。X射线衍射(XRD)结果表明Ti_(40)Zr_(22)V_(24)Cr_(8)Mn_(6)合金是由体心立方(bcc)相和C15 Laves相组成的双相结构,扫描电镜(SEM)图像显示其中的C15 Laves相呈簇晶状弥散分布于具有bcc相的Ti基固溶体中。使用原位X射线光电子能谱(XPS)分析了吸气剂表面活性元素在150~450℃的价态变化,结果发现Ti_(40)Zr_(22)V_(24)Cr_(8)Mn_(6)吸气剂表面钝化层中的Ti,V,Cr,Mn元素可在350℃时被完全还原为金属态;当激活温度升至450℃后,样品表面氧化物含量低至1.16%,具有较高的低温激活效率。在相同条件下,使用定压法对Ti_(40)Zr_(22)V_(24)Cr_(8)Mn_(6)和Zr_(56)V_(37)Fe_(7)吸气剂的室温吸氢性能进行测试,结果显示在250℃烘烤3 h条件下,前者的吸气速率是后者的约1.4倍;接着在400℃保温30 min的条件下对吸气剂进行再激活,此时前者的吸气速率是后者的约1.2倍。可见Ti_(40)Zr_(22)V_(24)Cr_(8)Mn_(6)吸气剂具有优良的室温吸氢性能,这种Ti基吸气材料体系的突破为发展新一代低温激活材料提供了有效参考。

关键词： Ti基吸气剂低温激活原位X射线光电子能谱(XPS) 体心立方(bcc)相 C15 Laves相

20CrMnTiH齿轮钢在BOF-LF-RH-CC流程中的夹杂物演变

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中国冶金 2024年第1期34卷 36-43,60页

作者：苑一波杨利彬赵进宣汪成义钢铁研究总院有限公司冶金工艺所北京100081

某厂生产的20CrMnTiH齿轮钢在冶炼过程中产生大量的CaS类夹杂物,影响了铸坯质量。为研究20CrMnTiH齿轮钢氧化物夹杂的演变规律,提出合理的钙处理工艺,以减少CaS类夹杂物的析出,对某厂BOF-LF-RH-CC流程生产的20CrMnTiH齿轮钢进行精炼全... 详细信息

某厂生产的20CrMnTiH齿轮钢在冶炼过程中产生大量的CaS类夹杂物,影响了铸坯质量。为研究20CrMnTiH齿轮钢氧化物夹杂的演变规律,提出合理的钙处理工艺,以减少CaS类夹杂物的析出,对某厂BOF-LF-RH-CC流程生产的20CrMnTiH齿轮钢进行精炼全过程的取样,并通过电镜、夹杂物自动扫描分析系统结合热力学计算,研究了氧化物夹杂的演变规律及机理。研究结果表明,在LF精炼后期的喂硫线工序,钢液存在二次氧化现象;精炼过程氧化物夹杂的演变规律为,纯Al_(2)O_(3)夹杂物→镁铝尖晶石和部分Al_(2)O_(3)-MgO-CaO复合夹杂物→钙处理后转变为Al_(2)O_(3)-MgO-CaO和Al_(2)O_(3)-CaO复合夹杂物→喂硫线后产生大量Al_(2)O_(3)-MgO-CaO-CaS和Al_(2)O_(3)-CaO-CaS类复合夹杂物。通过试验及热力学计算发现,现阶段的钙处理过程中钙含量略低于12CaO·7Al_(2)O_(3)(C12A7)的析出条件。为将Al_(2)O_(3)夹杂物尽可能变性成C12A7夹杂物,达到理想的钙处理效果,同时节约成本,钙处理过程所需钙质量分数应控制在0.00226%~0.00300%。喂硫线之后的钢液成分很容易满足CaS夹杂物的析出条件,生产过程应延长喂钙线与喂硫线之间的时间,在钙含量降低后再喂入硫线,后序可将喂硫线工序移至RH精炼中,以减少CaS夹杂物的生成。本研究为工业生产过程中提高含硫齿轮钢的洁净度提供了理论基础。

关键词： 20CrMnTiH齿轮钢非金属氧化物夹杂精炼全过程钙处理演变

铅、镉、砷复合污染土壤修复技术研究进展与展望

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稀有金属 2024年第9期48卷 1335-1351页

作者：孙英春崔兴兰郑鹏史新悦李红霞王雷俞泽恩郑其中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心北京101407 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心北京101407 有研工程技术研究院有限公司北京101407

随着工业、农业、采矿业和城市化的快速发展,大量重金属等污染物进入土壤环境系统,由此引发的土壤重金属复合污染问题备受关注。全面掌握重金属复合污染现状、污染特征及修复技术手段,对重金属污染防治和土壤的安全利用具有重要意义。... 详细信息

随着工业、农业、采矿业和城市化的快速发展,大量重金属等污染物进入土壤环境系统,由此引发的土壤重金属复合污染问题备受关注。全面掌握重金属复合污染现状、污染特征及修复技术手段,对重金属污染防治和土壤的安全利用具有重要意义。综述了Pb, Cd, As复合污染土壤现状,阐述了污染来源及在土壤中的分布特征与迁移转化特征;归纳总结了物理修复法、固化/稳定化修复法和生物修复法在Pb, Cd, As复合污染治理方面的研究进展;论述了对各种土壤修复技术的优缺点和适用场景,并对未来发展方向进行了展望。相较而言,固化/稳定化修复技术因处理效率高、成本低廉、施工简单等优点成为国内外复合污染土壤修复的主流技术。同时,中国金属矿山规模化消纳需求迫切,综合地区特色利用当地矿山固废研发新的固化/稳定化材料治理Pb, Cd, As复合污染土壤已成为目前固化/稳定化技术领域重点研究方向之一。

关键词：复合污染土壤修复固化/稳定化固废资源化

Ti-Mo吸气材料的表面改性及其选择性吸气性能研究

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稀有金属 2024年第6期48卷 895-902页

作者：张烁郭德宇毛昌辉中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京100088 有研工程技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

为了实现真空器件内微量气体的选择性控制,提升吸气剂在复杂气氛环境下的适用性,采用化学镀方法将Ni沉积在Ti-Mo粉体表面制备出Ni/Ti-Mo粉体,并通过粉末冶金压制和热处理烧结工艺制备了对H2和O_(2)具有选择性吸收性能的Ni/Ti-Mo吸气材... 详细信息

为了实现真空器件内微量气体的选择性控制,提升吸气剂在复杂气氛环境下的适用性,采用化学镀方法将Ni沉积在Ti-Mo粉体表面制备出Ni/Ti-Mo粉体,并通过粉末冶金压制和热处理烧结工艺制备了对H2和O_(2)具有选择性吸收性能的Ni/Ti-Mo吸气材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)对Ni/Ti-Mo粉体的表面形貌及成分进行表征,结果表明:化学施镀45 min后的Ni/Ti-Mo粉体,颗粒表面Ni层与Ti-Mo基体间贴合良好,Ni对Ti-Mo的包覆效果较好,且游离非包覆态Ni含量较少。进一步对经过不同温度热处理后Ni/Ti-Mo压制样品进行XRD和SEM表征,结果表明:当热处理温度超过400℃时,Ni原子将向Ti颗粒内部扩散,当热处理温度达到970℃时,Ni原子将扩散到Ti颗粒芯部,材料主相由Ti, Ni相逐渐转变为Ti2Ni相。对不同温度热处理后样品进行吸气性能测试,结果表明:Ni的引入能有效提高Ti-Mo材料的吸氢阻氧能力,870℃热处理10 min后Ni/Ti-Mo样品与无镀Ti-Mo样品相比,10 min对H2的吸收速率提升了34%,对O_(2)的吸收速率下降了54%,具有良好的吸氢阻氧性能。

关键词： Ti-Mo吸气材料表面改性热处理吸气性能

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磁黄铁矿及共伴生有价金属生物浸出研究进展

中南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：付政刘学温建康高文成武彪中国有研科技集团有限公司高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心有研资源环境技术研究院(北京)有限公司有研工程技术研究院有限公司北京有色金属研究总院战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心

为了更好地解决磁黄铁矿及其共伴生有价金属的高效绿色回收利用的问题，本文对磁黄铁矿及共伴生有价金属的生物浸出研究进展进行了总结。首先，分析了磁黄铁矿的化学可浸性；其次，介绍了磁黄铁矿生物浸出过程及机理；最后，总结了菌种... 详细信息

为了更好地解决磁黄铁矿及其共伴生有价金属的高效绿色回收利用的问题，本文对磁黄铁矿及共伴生有价金属的生物浸出研究进展进行了总结。首先，分析了磁黄铁矿的化学可浸性；其次，介绍了磁黄铁矿生物浸出过程及机理；最后，总结了菌种类型及选育驯化、接种量、pH、矿浆浓度以及矿石的预处理等对生物浸出工艺的影响，分析了磁黄铁矿中镍和金等共伴生金属的回收工艺。研究结果表明：磁黄铁矿在酸性条件下的氧化主要在于表面富硫层的循环反应；磁黄铁矿的生物浸出主要有间接作用、间接接触作用和直接接触作用3种机理，浸出反应的本质为铁硫的氧化，原电池效应、细菌产生的胞外聚合物(EPS)和铁矾及硫钝化层对生物浸出也有着重要的影响；不同菌种对磁黄铁矿的浸出效果不同，适当提高细菌接种量和降低矿浆浓度，保持较低的p H值，对选用菌种的驯化以及使用硫酸对脉石进行预处理，能够提高磁黄铁矿生物浸出的效果；磁黄铁矿的生物浸出对其伴生的镍、钴和金等有价金属具有良好的浸出效果，浸出率均可达80%以上。未来对磁黄铁矿生物浸出的研究重点在于钝化层的调控机制，通过各种调控手段抑制或控制表面钝化层的生成；同时进行生物浸出液中铁含量的平衡调控及铁的资源化、高值化利用，并逐步将实验室研究应用于工业生产。

关键词：磁黄铁矿生物浸出浸出机理共伴生有价金属资源利用