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钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程仿真计算

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 43-54页

作者：龚丹丹张勇周红丽钱汉麟马爱顺任嗣利李明周江西理工大学稀有稀土资源开发与利用省部共建协同创新中心江西赣州341000 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000 崇义章源钨业股份有限公司江西崇义341300 江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

以钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程为对象,基于质量守恒、化学平衡、元素分配约束和指标约束等原理,构建钨矿配矿、磨矿、碱分解、脱磷、离子交换、除钼和蒸发结晶的热力学模型,进而根据各工序物料的迁移传递关系,应用MetCal软件平台... 详细信息

以钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程为对象,基于质量守恒、化学平衡、元素分配约束和指标约束等原理,构建钨矿配矿、磨矿、碱分解、脱磷、离子交换、除钼和蒸发结晶的热力学模型,进而根据各工序物料的迁移传递关系,应用MetCal软件平台,开发钨矿碱分解工艺制备仲钨酸铵全流程仿真计算系统,并采用典型工况下的实际值对模型计算的可靠性进行实例验证。研究结果表明:碱分解浓料中WO_(3)和P质量分数计算值与实际值的相对误差分别为-5.755%和-12.195%,钨渣中WO3、P、Fe、Mn和Ca质量分数的相对误差分别为-2.026%、-5.439%、-14.819%、-14.971%和11.826%;脱磷后液中WO3和P质量分数的相对误差分别为5.513%和-7.692%,脱磷渣中WO_(3)、P和Ca质量分数的相对误差分别为-5.834%、3.337%和7.113%;除钼后液中WO3和Mo质量分数的相对误差分别为-1.627%和-9.375%,除钼渣中WO_(3)、Mo、S和Cu质量分数的相对误差分别为2.547%、-8.827%、8.686%和9.692%。

关键词：钨冶炼碱分解全流程仿真计算离子交换

蒸发结晶法从Fe^(3+)-PO_(4)^(3-)-HNO_(3)体系中合成FePO_(4)

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电源技术 2024年第10期48卷 1966-1972页

作者：赵毅孙亮刘梦辉王应哲李玉虎江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

以价廉的Fe(NO_(3))_(3)·9 H_(2)O和H_(3)PO_(4)为原材料,通过蒸发结晶的方法制备出高纯FePO_(4)·2 H_(2)O,再将FePO_(4)·2 H_(2)O焙烧得到FePO_(4),将其与电池级Li_(2)CO_(3)、葡萄糖混合,行星球磨后,在600℃下氮气氛围的管式炉中焙烧,合成电池的正极材料LiFePO_(4)/C并组装电池。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、粒度分析对制备的磷酸铁进行形貌结构、尺寸的表征分析。结果表明,使用蒸发结晶的方法可实现FePO_(4)的制备。改变实验条件可达到FePO_(4)微观结构可控。最优条件下所得产品FePO_(4)纯度高、结晶度好、粒度分布均匀。用其制备LiFePO_(4)/C,以0.1 C放电,首次放电比容量为151.1 mAh/g,0.2 C循环100次后,容量保持率可达到95.36%。

关键词：磷酸铁前驱体蒸发结晶微观结构可控

Na-Mn共掺对磷酸铁锂正极材料结构与性能的影响

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稀有金属与硬质合金 2024年第1期52卷 90-98页

作者：刘庆生符亲武喻修远江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

利用碳热还原法成功制备了Li_(0.97)Na_(0.03)Fe_(7/8)Mn_(1/8)PO_(4)正极材料,运用XRD、SEM、EDS和电化学测试等手段对其晶体结构、形貌、元素分布和电化学性能进行研究,并结合第一性原理计算分析材料性能提升的机理。结果表明,Na-Mn... 详细信息

利用碳热还原法成功制备了Li_(0.97)Na_(0.03)Fe_(7/8)Mn_(1/8)PO_(4)正极材料,运用XRD、SEM、EDS和电化学测试等手段对其晶体结构、形貌、元素分布和电化学性能进行研究,并结合第一性原理计算分析材料性能提升的机理。结果表明,Na-Mn掺杂一方面导致LiFePO_(4)晶格畸变,晶格体积增大,扩大了锂离子迁移通道,为锂离子嵌入/脱出提供更大的空间;另一方面使材料在电化学性能上表现出优异的高倍率性能和循环稳定性。Na-Mn掺杂有利于提高材料的锂离子扩散系数和电导率,从而提高其电化学性能。基于第一性原理计算结果表明,Na-Mn共掺杂使LiFePO_(4)晶格膨胀,晶格体积增大,并促使带隙宽度减小,增强了费米能级附近的电子态密度,提高了材料的电子电导率和锂离子迁移率。

关键词： Na-Mn共掺 LiFePO_(4) 正极材料晶体结构电化学性能能带第一性原理计算

TiO_(2)和碱度对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)渣系黏度和结构及氧化铬溶解度的影响

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有色金属科学与工程 2024年第3期15卷 332-341页

作者：佟志芳王佳兴许聪聪谢肇勋江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

为了更多地利用不锈钢渣制备微晶玻璃来固化渣中的Cr,本文系统研究了不同TiO_(2)和碱度对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)渣系中Cr_(2)O_(3)的溶解度和渣系黏熔特性的影响。利用熔体物性综合测试仪、XRD... 详细信息

为了更多地利用不锈钢渣制备微晶玻璃来固化渣中的Cr,本文系统研究了不同TiO_(2)和碱度对CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)渣系中Cr_(2)O_(3)的溶解度和渣系黏熔特性的影响。利用熔体物性综合测试仪、XRD和拉曼光谱分析仪探明在不同TiO_(2)含量(4%~10%)及不同碱度(C/S=0.5、0.75、1)下,渣系黏度、物相组成和结构的变化规律。结果表明,随着TiO_(2)含量和碱度的增加,Cr_(2)O_(3)在渣样中的溶解度增加,黏流活化能下降,渣系黏度也随之降低。与增加TiO_(2)相比,增加碱度更能有效降低渣系黏度。TiO_(2)含量和碱度的增加使渣中Q^(0)和Q^(1)结构单元数量增加及Q^(3)减少,简化了硅酸盐网络结构单元,降低了渣系黏度。同时,也阻碍了含铬尖晶石的结晶,增加了Cr_(2)O_(3)在渣样中的溶解度。

关键词：二氧化钛黏度炉渣结构不锈钢渣拉曼光谱

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改性阳极泥对沉锗后液中有机物的脱除

有色金属科学与工程 2024年第3期15卷 351-356页

作者：刘然李玉虎杨裕东杨思杰江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

单宁沉锗工艺被广泛用于湿法炼锌溶液中低浓度锗的回收,但该方法有机物引入量大,严重影响湿法炼锌系统的高效运转。为此,通过借助TOC、FT-IR、XRD、UV-Vis等表征手段,本文考察了改性阳极泥对沉锗后液中有机物的脱除效果,并揭示了其反应... 详细信息

单宁沉锗工艺被广泛用于湿法炼锌溶液中低浓度锗的回收,但该方法有机物引入量大,严重影响湿法炼锌系统的高效运转。为此,通过借助TOC、FT-IR、XRD、UV-Vis等表征手段,本文考察了改性阳极泥对沉锗后液中有机物的脱除效果,并揭示了其反应机理。结果表明,在温度为80℃,硫酸用量为14 mL/100 g条件下进行阳极泥活化,所得改性阳极泥对沉锗后液中有机物具有良好的脱除效果。阳极泥用量为20 g/L时,TOC脱除率可达66.17%,反应后液TOC浓度可降至58.21 mg/L。这一效果与改性过程中阳极泥中惰性的α-MnO_(2)转化为高活性的MnOOH有关,且硫酸用量和温度对阳极泥改性效果影响较为显著。沉锗后液中主要的有机物为单宁酸及其衍生物,经改性阳极泥处理后,沉锗后液中的单宁酸发生了不完全降解,降解产物主要是小分子量的烃类有机物。

关键词：湿法炼锌有机物改性阳极泥氧化降解

基于第一性原理的Fe(111)/Al_(2)O_(3)(0001)界面稳定性研究

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有色金属科学与工程 2024年第2期15卷 158-166页

作者：王浦璠邓道繁陈果张慧宁廖春发江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

稀贵金属催化剂催化甲烷分解效果显著但成本较高,为此,探寻低成本催化剂是实现其工业化推广的重要课题。铁基催化剂具有耐高温、价格低、性能好等优点,目前针对铁基催化剂的表面机理研究较少,催化剂界面组成及结构稳定性仍没有统一的观... 详细信息

稀贵金属催化剂催化甲烷分解效果显著但成本较高,为此,探寻低成本催化剂是实现其工业化推广的重要课题。铁基催化剂具有耐高温、价格低、性能好等优点,目前针对铁基催化剂的表面机理研究较少,催化剂界面组成及结构稳定性仍没有统一的观点。本研究基于密度泛函理论(DFT),利用第一性原理计算表面能、态密度、差分电荷密度,研究Fe(111)/Al_(2)O_(3)(0001)界面稳定性,并探讨不同端面的催化剂形成机制。结果表明:O端界面的吸附能和电荷浓度大于Al1和Al2端界面,O原子周围电荷聚集明显;Al_(1)和Al_(2)端界面的Fe和Al之间形成微弱金属键,而O端界面的Fe和Al之间形成共价键、金属键和离子键,O端共价键强度高于Al_(1)和Al_(2)端界面。因此,O端Fe/Al_(2)O_(3)催化剂相比于其他端面结合更加紧密,同时表现出更理想的催化效果,上述研究结果为制备Fe/Al_(2)O_(3)催化剂及研究其界面的形成机制提供理论基础。

关键词：密度泛函理论表面能金属催化剂态密度差分电荷密度

预变形对Al-Cu-Li-(Mg-Ag)合金时效析出行为的影响

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有色金属科学与工程 2024年第2期15卷 195-203,211页

作者：胡威陈继强苗佳乐幸婷刘超江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000

通过采用维氏硬度测试、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)等手段研究了预变形对Al-Cu-Li及Al-Cu-Li-Mg-Ag两种合金时效析出行为的影响。结果表明:在Al-Cu-Li合金中,峰时效后θ'相的析出占据主导,并且通过预变形引入位错有利于A... 详细信息

通过采用维氏硬度测试、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)等手段研究了预变形对Al-Cu-Li及Al-Cu-Li-Mg-Ag两种合金时效析出行为的影响。结果表明:在Al-Cu-Li合金中,峰时效后θ'相的析出占据主导,并且通过预变形引入位错有利于Al-Cu-Li合金时效后θ'相的析出,而对T1相几乎没有促进作用;添加微量Mg、Ag元素后,Al-Cu-Li-(Mg-Ag)合金峰时效后的析出相转变为T1相并占据主导,θ'相较少;Al-Cu-Li-(Mg-Ag)合金经预变形时效后T1相和θ'相的数量密度均有所增加,即预变形同时促进了T1相和θ'相的析出;在Ɛ=0~3%预变形范围内,T1相的数量密度随着预变形量的增加而增大,并且T1相的尺寸也变得更加细小和均匀,进而使合金获得更优异的性能。

关键词：铝合金析出相预变形位错时效

pH值调控方法对剩余污泥与柑橘废渣厌氧共发酵产酸影响

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中国环境科学 2024年第1期44卷 167-177页

作者：董姗燕罗进财王欣芸廖靖莹孙鸿朱易春江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 赣江流域水质安全保障工程技术研究中心江西赣州341000

考察不同pH值调控方法对剩余污泥和柑橘废渣共发酵系统的产酸性能影响,结果表明:持续调节pH值为6可以提高共发酵系统的增溶过程,促进糖类物质水解,增强产酸和产甲烷过程,VFA产量和累积甲烷产量分别是空白组的1.36倍和1.25倍;提高共发酵... 详细信息

考察不同pH值调控方法对剩余污泥和柑橘废渣共发酵系统的产酸性能影响,结果表明:持续调节pH值为6可以提高共发酵系统的增溶过程,促进糖类物质水解,增强产酸和产甲烷过程,VFA产量和累积甲烷产量分别是空白组的1.36倍和1.25倍;提高共发酵系统中水解细菌和发酵产酸细菌的菌群丰度,促使甲烷生成途径从乙酰分解途径转向氢化营养途径.调节初始pH值为10可以有效促进共发酵系统中溶解性有机物的释放和达到快速水解的目的,促进产酸性能,但对产甲烷过程有抑制作用.

关键词：剩余污泥柑橘废渣共发酵 pH值调节挥发性脂肪酸

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从废旧稀土荧光粉中回收稀土元素研究进展

有色金属（冶炼部分） 2024年第9期 25-36页

作者：徐辉胡腾俊刘昀苏恩驿谢博毅王瑞祥严康徐志峰江西理工大学冶金工程学院江西赣州341000 江西应用技术职业学院江西赣州341000

稀土荧光粉发光效率高、化学稳定性好、发光亮度强,被广泛用于稀土荧光灯中,而荧光灯有一定的使用寿命,其含有大量的稀土元素以及对环境危害的有毒金属,如果不加以回收与利用,势必会对环境和人体健康造成危害。阐述了从废旧稀土荧光粉... 详细信息

稀土荧光粉发光效率高、化学稳定性好、发光亮度强,被广泛用于稀土荧光灯中,而荧光灯有一定的使用寿命,其含有大量的稀土元素以及对环境危害的有毒金属,如果不加以回收与利用,势必会对环境和人体健康造成危害。阐述了从废旧稀土荧光粉中回收稀土元素的方法,分析了浮选法、吸附法、机械活化法和微波浸取法等物理法的工艺现状,详细阐述了萃取法、酸浸法、碱熔焙烧法、生物法等化学法的研究现状和潜在问题,并进一步比较不同稀土回收工艺的优缺点。展望了废旧荧光粉中稀土回收利用技术的未来发展,为提高废旧稀土荧光粉资源利用率提供指导。

关键词：废旧稀土荧光粉稀土元素稀土回收研究进展