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次氯酸钠强化赤铜矿硫化浮选的影响及机理

金属矿山 2024年第2期 157-162页

作者：马英强于翔州罗进宋振国印万忠饶峰福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 矿物加工科学与技术国家重点实验室北京102628 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福建福州350108

表面适度氧化可以提高赤铜矿硫化浮选的效果。通过纯矿物浮选试验,探究了次氯酸钠对赤铜矿硫化浮选的影响,并采用X射线光电子能谱分析、矿物表面Zeta电位测定等方法,探讨了次氯酸钠强化赤铜矿浮选行为的机理。结果表明:与直接硫化浮选相... 详细信息

表面适度氧化可以提高赤铜矿硫化浮选的效果。通过纯矿物浮选试验,探究了次氯酸钠对赤铜矿硫化浮选的影响,并采用X射线光电子能谱分析、矿物表面Zeta电位测定等方法,探讨了次氯酸钠强化赤铜矿浮选行为的机理。结果表明:与直接硫化浮选相比,次氯酸钠能使赤铜矿的硫化浮选回收率增加8.95个百分点;次氯酸钠能够促进赤铜矿表面的Cu(Ⅰ)组分转变为Cu(Ⅱ)组分,可以增强铜组分与硫化剂的反应活性,强化赤铜矿的硫化效果,对赤铜矿的硫化浮选具有促进作用。

关键词：赤铜矿硫化浮选氧化剂强化硫化表面吸附

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锂电池用电解铜箔性能调控研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 113-121页

作者：杨蕾朱茂兰翁威衷水平福州大学材料科学与工程学院厦门理工学院材料科学与工程学院福州大学紫金地质与矿业学院福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室紫金矿业集团股份有限公司低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室

新能源动力锂电池行业向高能量密度的逐步迈进推动了负极铜箔集流体朝超薄、低轮廓、高力学性能等高性能的趋势发展。锂电铜箔作为锂电池的关键辅材之一，其质量和特性对锂电池性能起着重要作用。因此，锂电铜箔的性能精准调控和结构定... 详细信息

新能源动力锂电池行业向高能量密度的逐步迈进推动了负极铜箔集流体朝超薄、低轮廓、高力学性能等高性能的趋势发展。锂电铜箔作为锂电池的关键辅材之一，其质量和特性对锂电池性能起着重要作用。因此，锂电铜箔的性能精准调控和结构定向修饰对提升锂电池性能具有重要意义。本文从锂电铜箔电沉积技术出发，介绍了铜电沉积原理、过程以及当前铜箔市场情况，归纳总结了锂电铜箔的物理性能、化学性能和表面性能对锂电池电化学性能的影响机制，为后续对铜箔性能精准调控提供参考，并重点综述了生箔工艺参数优化和改性处理这两种综合提升锂电铜箔性能和锂电池性能的方法，分析了铜箔结构修饰的研究现状和发展动态。最后，本文指出了目前电解铜箔作为锂电池负极集流体所存在的问题，并对其未来发展趋势进行了展望，以期为高性能锂电铜箔的研发和应用提供参考。

关键词：电解铜箔锂电池铜集流体特性锂电性能

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铜渣贫化回收铜的研究现状及展望

金属矿山 2024年第1期 293-303页

作者：迟晓鹏刘浩宇夏俊翁威衷水平福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福建福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国... 详细信息

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国资源保障能力具有重要意义。基于铜/铜锍在渣中的赋存状态、铜损的主要形式,重点综述了现阶段铜渣贫化回收铜的工艺技术,包括火法贫化法、浮选法、湿法处理等,并对未来的研究重点进行了展望。目前,电炉贫化处理量大,技术成熟,但其通常使用煤炭等作为还原剂,由于其密度小于铜渣,反应时大多漂浮渣层表面并燃烧,反应不充分,也不利于大气环保。另外,工业上常使用金属铁棒还原炉底结瘤的磁铁矿,但其密度大于铜/铜锍,在渣液中沉降速度快,对渣层的还原不彻底。因此,开发环保、高效的还原剂逐渐成为火法电炉贫化研究的重点。浮选法是处理天然铜矿的常用手段,但铜渣存在硬度高、伴生关系复杂、粒度分布不均、微细粒多等浮选难点,同时铜渣高温浮选导致捕收剂失活的问题也亟待解决。在处理低品位铜渣时,湿法浸出是常用手段,但化学试剂和废液环保问题难以解决;生物浸出具有性质稳定、对环境无污染,且浸出后金属含量较低等优点,但其浸出周期长、效率低。根据目前贫化工艺的难点,对未来贫化工艺开发与优化进行了展望,如增加外场聚集四氧化三铁以改善铜/铜锍沉降环境、开发环保高效的火法贫化还原剂、探究还原剂对不同铜渣渣型的作用机制以及开发耐高温的铜渣浮选新药剂等。

关键词：铜渣渣含铜还原贫化还原剂冰铜

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锂云母酸浸液萃取除杂

有色金属（冶炼部分） 2024年第7期 76-84页

作者：梁东辉谭文翁威迟晓鹏衷水平福州大学紫金地质与矿业学院福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

锂云母酸法浸出液含有大量杂质金属,使用传统化学沉淀法会引起大量产物损失。为了降低浸出液除杂过程中的产物损失,使用溶剂萃取法进行萃取除杂工艺研究。通过对不同萃取剂组合萃取除杂效果的研究,确定使用P204作为萃取剂。考察了萃取... 详细信息

锂云母酸法浸出液含有大量杂质金属,使用传统化学沉淀法会引起大量产物损失。为了降低浸出液除杂过程中的产物损失,使用溶剂萃取法进行萃取除杂工艺研究。通过对不同萃取剂组合萃取除杂效果的研究,确定使用P204作为萃取剂。考察了萃取过程中不同因素的影响,并使用H_(2)O_(2)预氧化水相里的Fe^(2+),强化萃取效果。结果表明:在有机相组成为30%P204+70%磺化煤油、料液初始pH为2.4、相比O/A=1、萃取时间10min和振荡频率300 r/min的单级萃取最佳条件下,铁除杂率为99.89%、铝除杂率为31.23%、锂和铷的萃取率分别为7.63%和14.85%。相比于化学沉淀法,锂和铷的回收率得到了30%左右的提高。

关键词：锂云母硫酸浸出化学沉淀法溶剂萃取法 P204

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有机添加剂对电解锰的影响

工程科学学报 2024年第5期46卷 835-843页

作者：迟晓鹏张瑞莹翁威苏国晖谭文衷水平福州大学紫金地质与矿业学院福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福州350108 紫金矿业集团股份有限公司上杭364200

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙... 详细信息

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO_(2)的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L^(-1)时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO_(2)的质量浓度可由工业上常规用量0.03~0.06 g·L^(-1)降低至0.015 g·L^(-1),电流效率可由70%提高至89.73%,能耗由6500 kW·h·t^(-1)降至4990.58 kW·h·t^(-1).研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.

关键词：电解锰添加剂有机物电流效率极化行为

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基于定子电流法的绕线转子无刷双馈发电机偏心故障研究

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3260-3268,I0027页

作者：阚超豪张恒方裕超蒋涛程源新能源利用与节能重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以... 详细信息

绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以及复杂的气隙磁场,因此传统的故障检测方法无法直接用于该类电机。该文通过定子电流法提取了功率绕组电流的特征频率分量作为故障指标,实现对静偏心、动偏心以及混合偏心的无创诊断。建立故障电机的时步有限元模型,并通过详细的故障机理分析,得出不同类型的偏心故障可能导致的特征频率信号。最后,以一台2/4对极无刷双馈电机为例,并通过有限元仿真、样机试验验证解析法的结论,为绕线转子无刷双馈电机偏心故障的精准检测提供了理论依据。

关键词：无刷双馈发电机转子偏心时步有限元法频谱分析故障诊断

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新型贫化剂强化回收渣含铜的研究

有色金属（冶炼部分） 2024年第7期 38-45页

作者：叶军乔刘浩宇夏俊程启潜翁威衷水平深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂广东韶关512300 福州大学紫金地质与矿业学院福州350108 福建省新能源金属绿色提取与高值利用重点实验室福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

为强化铜渣贫化回收渣含铜,设计了一种强化铜渣贫化的还原剂。采用HSC 6.0热力学软件计算对比了新型贫化剂与无烟煤、黄铁矿等常用贫化剂贫化熔炼渣回收铜锍的反应,并以某冶炼厂熔炼渣为原料进行试验并验证了新型贫化剂的强化作用。热... 详细信息

为强化铜渣贫化回收渣含铜,设计了一种强化铜渣贫化的还原剂。采用HSC 6.0热力学软件计算对比了新型贫化剂与无烟煤、黄铁矿等常用贫化剂贫化熔炼渣回收铜锍的反应,并以某冶炼厂熔炼渣为原料进行试验并验证了新型贫化剂的强化作用。热力学计算结果表明,新型贫化剂还原铜渣(主要成分为Fe_(2) SiO_(4)和Fe_(3) O_(4))的效果优于无烟煤和黄铁矿。试验结果表明,采用无烟煤、黄铁矿、新型贫化剂三种还原剂单独贫化回收渣含铜时,铜的回收率分别为30.83%、52.50%、66.67%。新型贫化剂能够强化回收渣含铜,有望为铜渣高效贫化并提高无烟煤等传统化石能源贫化铜渣利用率提供借鉴。

关键词：铜渣贫化剂贫化热力学分析回收铜

含氧纳米多晶α-Ti拉伸力学性能与变形机制的分子动力学模拟

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金属学报 2024年第2期60卷 220-230页

作者：任军强邵珊王启卢学峰薛红涛汤富领兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 黄淮学院能源工程学院驻马店463000

纳米纯Ti对间隙O原子具有强烈的敏感性,O含量可以很大程度上改变其力学性能和变形机制。采用分子动力学方法分别研究了O含量、变形温度、应变速率对纳米多晶α-Ti拉伸性能及变形机制的影响。结果表明,纳米多晶α-Ti的屈服应力随间隙O含... 详细信息

纳米纯Ti对间隙O原子具有强烈的敏感性,O含量可以很大程度上改变其力学性能和变形机制。采用分子动力学方法分别研究了O含量、变形温度、应变速率对纳米多晶α-Ti拉伸性能及变形机制的影响。结果表明,纳米多晶α-Ti的屈服应力随间隙O含量增加而升高。在O含量小于0.3%(原子分数)时,观察到变形孪晶{1010},该孪晶通过孪晶面上的“带状位错”协调长大;O含量大于等于0.3%时,被激活的滑移系类型向多元化转变,柱面、基面和锥面滑移系被激活,位错类型转变为以刃型位错为主。在含O纳米多晶α-Ti中,位错机制和晶界机制辅助塑性变形。晶界迁移率随变形温度和应变速率的增加明显增大。新晶粒形成过程伴随着不稳定的T_(ihcp)→T_(ibcc)→T_(ihcp)相变,这种相变由晶粒的相对旋转所致,且生成新晶粒的数量随着应变速率的增大而增多。通过探索间隙O原子强化的本质,为优化纳米尺度纯Ti力学性能,拓展纯Ti应用范围提供理论依据。

关键词：纳米多晶α-Ti 分子动力学位错晶界迁移

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ML-QSPR方法预测煤基液体的燃料性能

煤炭学报 2024年第2期49卷 1098-1110页

作者：李文英王香玲范欢欢范鸿霞冯杰太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 北京怀柔实验室北京101400 怀柔实验室山西研究院山西太原030032

煤基液体混合物如煤焦油、煤直接液化油的分子结构描述和性质预测是开发煤基液体产品高值化工艺和技术的重要基础。由于煤基液体主要由C、H、O、N、S元素构成数量庞杂、芳环结构各异的混合物,因此,使用Python中的RDKit工具包,利用简化... 详细信息

煤基液体混合物如煤焦油、煤直接液化油的分子结构描述和性质预测是开发煤基液体产品高值化工艺和技术的重要基础。由于煤基液体主要由C、H、O、N、S元素构成数量庞杂、芳环结构各异的混合物,因此,使用Python中的RDKit工具包,利用简化分子线性输入规范(Simplified Molecular Input Line Entry System,SMILES)语言构建煤基液体中物质分子描述符,描述符包含样品元素信息、环数与环结构信息、原子数及分子量信息等共计115个分子描述符。对比人工信息提取方法,将所构建的分子描述符能够体现煤基液体分子结构碎片、分子量及原子个数信息等作为机器学习的特征输入变量,用于建立预测煤基液体的燃料性能的分子机器学习-定量结构性质关系方法 (ML-QSPR),实现对燃料低位热值(LHV)、液体密度(ρ)、闪点(FP)、十六烷值(CN)4个关键燃料性能参数的快速预测。模型验证分析表明LHV、ρ、FP模型的R^(2)分别为0.996、0.988、0.987;CN预测中加入混合物数据进行预测,R^(2)=0.959。与已公开报道的预测LHV、ρ、FP、CN性质方法对比,笔者提出ML-QSPR方法在预测4个关键燃料性能参数准确度方面有提升,在获取结果速度方面有显著优势。利用ML-QSPR模型预测得到的煤基液体制特种燃料性能参数数据库中的信息,分析增加不同族组分物质的碳原子数量时4个燃料性能参数的演变趋势,发现LHV、ρ、FP、CN四个燃料性能参数均受碳数(n)影响显著。由于LHV主要由n决定,不同族组分物质的LHV差距小;而不同族组分物质的ρ、FP和CN性质差距明显。此外,本研究训练好的模型可用于预测新的分子,为新型燃料分子设计提供参考;ML-QSPR方法作为迁移学习模型可在今后用于煤基液体其他场景相关理化性质的分析。

关键词：煤焦油煤直接液化油煤结构煤组成成分分子描述符

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