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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

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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

响应面法优化间接生物浸出铜钴矿中有价金属的工艺参数

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生物学杂志 2024年第3期41卷 46-51,97页

作者：田炳阳李京泽尚鹤刘学高文成温建康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

在生物浸出铜钴矿的基础上,采用生物活性沥浸液为浸出剂和响应面法优化浸出工艺参数以实现铜钴矿的高效生物浸出。菌液体系包含氧化硫硫杆菌,氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌的混合体系。经30组实验结果统计分析发现,显著影响铜钴矿中Cu... 详细信息

在生物浸出铜钴矿的基础上,采用生物活性沥浸液为浸出剂和响应面法优化浸出工艺参数以实现铜钴矿的高效生物浸出。菌液体系包含氧化硫硫杆菌,氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌的混合体系。经30组实验结果统计分析发现,显著影响铜钴矿中Cu和Co浸出的因素为温度、固液比、初始pH、转速,以及温度-固液比、固液比-初始pH、固液比~2和初始pH~( 2)的交互影响,而显著影响Fe浸出的因素为温度、固液比、初始pH和固液比~2的交互影响。此外,针对生物浸出铜钴矿中Cu、Co和Fe浸出率的3个预测模型R~2分别为0.986 4、0.968 7和0.938 1,表明预测模型具有较高真实性。最终,铜钴矿的最优生物浸出参数为温度47.08℃、固液比1.17%、初始pH 0.81、转速120 r/min。在优化条件下,预测值分别为Cu 99.36%、Co 91.87%、Fe 88.43%,浸出24 h后实测值分别为100%、96.53%、86.11%。

关键词：铜钴矿生物浸出响应面参数优化拟合模型

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某高原区典型铬污染场地人体健康风险评价

铜业工程 2024年

作者：王雷李红霞崔兴兰史新悦郑鹏孙英春杨晓莉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有研工程技术研究院有限公司青海绿道环保生物科技有限公司

以某高原地区典型的铬污染场地为研究对象，采用经验判断和系统布点法相结合的方式进行布点采样。场地共设置了104个土壤采样点位，覆盖了表层、中层以及深层土壤样品。对这些样品进行了总Cr, Cr（Ⅵ），Fe(II), Fe(III), SO42-和Ca 6... 详细信息

以某高原地区典型的铬污染场地为研究对象，采用经验判断和系统布点法相结合的方式进行布点采样。场地共设置了104个土壤采样点位，覆盖了表层、中层以及深层土壤样品。对这些样品进行了总Cr, Cr（Ⅵ），Fe(II), Fe(III), SO42-和Ca 6项分析。结果显示，该场地中钙、铁、铬等元素含量较高，为前期化学修复产生的影响，表明场地受到人为活动的影响显著，特别关注的污染物是Cr（Ⅵ），平均含量可达12.88 mg/kg，且离散程度较高，具有明显的污染迁移风险。结合《土壤环境建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018），进一步开展场地的危害识别、暴露和毒性评估，并进行风险表征，对吸入土壤颗粒物途径致癌效应、经口摄入土壤途径非致癌效应和吸入土壤颗粒物途径非致癌效应的土壤风险控制值进行了计算分析。分析结果表明，在该地区将Cr（Ⅵ）含量降至5.72 mg/kg时，可显著降低危害人体健康的风险。

关键词：高原地区 Cr(Ⅵ) 风险评价铬污染健康风险

高硫铜比含金铜矿多维度耦合选矿关键技术研发与集成应用

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中国科技成果 2024年第11期25卷 62-63页

作者：赖桂华温建康鲁军李文娟尚鹤李洪文沈镇馨黄晟屈伟肖长洪林通发邓莉莉李开国方娴张德文王淼有研资源环境技术研究院(北京)有限公司紫金矿业集团股份有限公司黑龙江多宝山铜业股份有限公司高品质有色金属绿色特种治金国家工程研究中心战略性有色金属绿色制造技术北京市工程研究中心

铜、金是重要的战略金属,在工业制造、建筑、能源等领域都有着广泛的应用。我国铜资源以硫化铜矿为主,常与硫铁矿共生,硫铜比普遍较高,含铜矿物种类多且粗细嵌布不均匀,伴生金含量很低。高硫铜比含金铜矿的选矿工艺面临一系列难题,例如... 详细信息

铜、金是重要的战略金属,在工业制造、建筑、能源等领域都有着广泛的应用。我国铜资源以硫化铜矿为主,常与硫铁矿共生,硫铜比普遍较高,含铜矿物种类多且粗细嵌布不均匀,伴生金含量很低。高硫铜比含金铜矿的选矿工艺面临一系列难题,例如不同矿相和赋存状态的极低品位伴生金难以分类精准回收;采用SABC工艺,顽石量不稳定,顽石再破碎能耗高,长期积累后“胀肚”影响磨矿效率,易引起入选物料性质波动干扰主流程;矿石性质不稳定带来的药剂用量、矿浆液位和浮选产率等参数无法快速与之响应,选矿指标变化大;浮选过程中存在铜硫分离精度差、流程长、药剂用量大等问题。

关键词：伴生金战略金属药剂用量物料性质金铜矿破碎能耗含铜矿物选矿指标

贝氏体轨道钢连铸凝固过程中溶质微观偏析模型及分析

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金属学报 2024年第7期60卷 990-1000页

作者：高新亮巴文月张正席仕平徐东杨志南张福成燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004 洛阳轴承研究所有限公司洛阳471039 河北工程大学河北省高品质冷镦钢技术创新中心邯郸056038 华北理工大学冶金与能源学院唐山063210

为揭示贝氏体轨道钢凝固过程中的溶质再分配规律,本工作综合考虑钢液凝固过程中δ/γ相变和枝晶粗化的影响,建立了贝氏体轨道钢凝固过程中溶质元素微观偏析模型,分析了冷却速率、C含量、Mn含量、S含量、P含量对钢液凝固过程中枝晶间溶... 详细信息

为揭示贝氏体轨道钢凝固过程中的溶质再分配规律,本工作综合考虑钢液凝固过程中δ/γ相变和枝晶粗化的影响,建立了贝氏体轨道钢凝固过程中溶质元素微观偏析模型,分析了冷却速率、C含量、Mn含量、S含量、P含量对钢液凝固过程中枝晶间溶质元素微观偏析行为、零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT)的影响。结果表明,枝晶间S、P元素偏析严重;在不同固相率时,冷却速率对溶质元素微观偏析的影响存在一定差异。C含量主要影响钢的凝固方式,进而影响凝固过程钢中溶质元素的微观偏析行为;Mn、P、S含量对其余溶质元素微观偏析影响不大。C、Mn含量的增加导致ZST和ZDT均降低;随冷却速率、S和P含量增加,ZST变化不大,ZDT明显降低。

关键词：贝氏体轨道钢凝固微观偏析连铸

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低温冶金理论、技术及未来发展

钢铁 2024年

作者：郭培民王磊孔令兵赵沛中国钢研科技集团有限公司氢冶金中心钢铁研究总院有限公司先进钢铁流程及材料国家重点实验室

经过21年的研发，初步形成了低温冶炼理论体系，低温冶炼新装备、新工艺试验工程、生产线建设持续推进。与高温冶金相比，低温冶金过程耗碳少、化学热及物理热需求少。通过煤种、粒度、温度等工艺参数的改变，可控制自产煤气中CO2含量... 详细信息

经过21年的研发，初步形成了低温冶炼理论体系，低温冶炼新装备、新工艺试验工程、生产线建设持续推进。与高温冶金相比，低温冶金过程耗碳少、化学热及物理热需求少。通过煤种、粒度、温度等工艺参数的改变，可控制自产煤气中CO2含量。低温还原过程热负荷低于高温还原，通过上下加热为主、四周协同加热强化低温传热。提出了冷压球团-低温还原-电炉熔分钢铁冶炼新工艺流程，研制了低温还原反应新装备，开发了自产煤气低成本100%循环利用、低温还原炉废热梯级利用、抑制磷、硅还原等技术，实现了从原料预处理到炼钢过程的连续化（准连续化）生产，省去了烧结、焦化、氧化球团等炼铁工序和部分炼钢工序，实现了大幅度降低了冶炼能耗、煤耗、二氧化碳排放量以及炼钢过程的氧气和生石灰消耗。研制和建设了5万t /a级的低温还原炼铁新装备工业试验工程，打通了工艺流程、验证了冶炼各个装备，创造了吨金属煤耗300kg的煤基炼铁流程新记录，得到低磷、低硫、低碳钢水。低温冶炼技术还在金属铁粉制备、含锌粉尘制备金属锌锭、钒钛磁铁矿、钛铁精矿粉、高磷铁矿、废旧电池回收、废轮胎回收领域等多个领域应用。利用可再生能源生物质或生物炭逐步替代煤粉进行低温还原，有望实现冶炼过程的近零碳排放，为冶炼“碳中和”提供一种有效的低成本可实施途径。

关键词：低温冶金炼铁炼钢碳中和生物质新工艺

含硼冷镦钢10B21热变形过程中的静态再结晶行为

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金属热处理 2024年第6期49卷 217-223页

作者：薛雲泽徐东郑冰史胡生杨风国郑磊河北工程大学河北省高品质冷镦钢技术创新中心河北太行钢铁集团有限公司河北省高校高端紧固件全流程应用技术研发中心辽宁科技大学材料与冶金学院河北普阳钢铁集团河北省高韧性风塔钢工程研究中心

在Gleeble-1500热模拟机上对10B21冷镦钢进行单道次压缩试验，研究了变形温度（950、1000℃）、变形速率(0.1、1、10 s-1)、预应变（0.10、0.15、0.20）、初始晶粒尺寸和间隙时间对10B21冷镦钢静态再结晶行为的影响。对不同变形条件下... 详细信息

在Gleeble-1500热模拟机上对10B21冷镦钢进行单道次压缩试验，研究了变形温度（950、1000℃）、变形速率(0.1、1、10 s-1)、预应变（0.10、0.15、0.20）、初始晶粒尺寸和间隙时间对10B21冷镦钢静态再结晶行为的影响。对不同变形条件下的奥氏体晶粒进行观察，并构建了10B21冷镦钢静态再结晶动力学模型及晶粒尺寸模型。结果表明，静态再结晶体积分数与变形温度、变形速率、预应变、间隙时间呈正相关；静态再结晶晶粒尺寸与变形温度、初始晶粒尺寸呈正相关，与变形速率、预应变呈负相关。通过计算获得10B21冷镦钢静态再结晶激活能为221 036 J/mol,晶粒尺寸模型试验值与计算值的相关系数R2=0.99,该模型预测值准确率较高。

关键词： 10B21冷镦钢静态再结晶单道次热压缩试验动力学模型晶粒尺寸模型

基于预训练递归Transformer-Mixer的多维时间序列分类研究

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计算机工程 2024年

作者：邓泽先张云贵张琳中国钢研科技集团有限公司绿色化智能化中心冶金自动化研究设计院有限公司研发中心冶金智能制造系统全国重点实验室

多维时间序列分类在工业、医疗、金融等领域有着广泛应用，在工业产品质量控制、疾病预测、金融风险控制等方面发挥着重要作用。针对多维时间序列时间依赖关系和空间依赖关系同等重要，传统多维时间序列模型只对时间或空间某一维度重点... 详细信息

多维时间序列分类在工业、医疗、金融等领域有着广泛应用，在工业产品质量控制、疾病预测、金融风险控制等方面发挥着重要作用。针对多维时间序列时间依赖关系和空间依赖关系同等重要，传统多维时间序列模型只对时间或空间某一维度重点关注的问题，提出了一种基于预训练递归Transformer-Mixer的多维时间序列分类模型PRTMMTSC。模型基于Transformer-Mixer模块，该模块能充分学习多维时间序列时间和空间关联。为进一步提升分类模型性能，受异常检测模型启发，模型将预训练后的隐层特征和残差特征进行融合，并采用PolyLoss损失函数对模型训练。为减少模型训练参数量，模型中Transformer-Mixer模块采用递归方式构建，使多层可训练参数量仅为单层Transformer-Mixer参数量。在UEA的FD、FM、NATOPS、CR、EC、HB、SRS1、SRS2、AF、UWGL数据集上实验结果表明所提出的模型性能好于WEASEL+MUSE、MLSTM-FCN、TapNet、ShapeNet、ROCKET、MiniRocket、RLPAM、Flowformer、TARNet模型，相较于平均得分第二的TARNet模型和平均排名第二的RLPAM模型分别提升3.03%和4.69%。在UEA及IF钢夹渣缺陷分类的消融实验进一步说明了所提出的预训练方式、Transformer-Mixer模块、残差信息及PolyLoss损失函数的有效性。参数量实验对模型的参数量和性能进行了分析。

关键词：多维时间序列分类 Transformer-Mixer模块机器学习预训练 IF钢夹渣缺陷预报