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中低温岩浆热液型金矿床找矿预测地质模型

岩石学报 2025年第1期41卷 4-30页

作者：薛建玲庞振山程志中陈辉张晓飞贾儒雅俞炳牟妮妮中国地质调查局发展研究中心北京100037 自然资源部矿产勘查技术指导中心北京100037

我国金矿资源对外依存度长期居高不下,立足国内,寻找并探明一批大型金矿床是一项迫在眉睫的重大任务。中低温岩浆热液型金矿床是我国金的最主要来源,如何寻找其隐伏矿和深部矿成为当前矿产勘查研究的热点。本文以勘查区找矿预测理论为指... 详细信息

我国金矿资源对外依存度长期居高不下,立足国内,寻找并探明一批大型金矿床是一项迫在眉睫的重大任务。中低温岩浆热液型金矿床是我国金的最主要来源,如何寻找其隐伏矿和深部矿成为当前矿产勘查研究的热点。本文以勘查区找矿预测理论为指导,以中低温岩浆热液型金矿床为研究对象,总结了中低温岩浆热液型金矿床地质特征,构建了以成矿地质体、成矿构造和成矿结构面特征和成矿作用特征标志为核心内容的找矿预测地质模型,为该类型金矿床找矿预测提供了新的思路,指导隐伏矿和深部矿金资源勘查取得突破。中低温岩浆热液型金矿床分为中温岩浆热液型金矿床和低温岩浆热液型金矿床两个亚类,广泛发育于陆块区和造山带中,赋矿围岩多种多样,成矿时代广泛,主要集中在中生代。本文厘定了中低温岩浆热液型金矿床成矿地质体为中酸性侵入体,与矿床(体)呈现出空间上相依(1~5km)、时间上相近(10Myr)、成因上相关的内在成生联系和时空配置关系。成矿构造属褶皱、断裂、岩浆侵入复合构造系统;成矿结构面主要有断裂、硅钙面、岩溶构造及岩体侵入接触带、爆破角砾岩体及水压裂隙等;矿化样式受成矿结构面控制,大致可分为四个类型:层状、脉状、块状及其组合而成的复合型。中温岩浆热液型金矿床成矿作用早阶段温度可达450℃左右,形成强度不等的钾长石化、钠长石化或铁白云石化;主成矿阶段成矿温度250℃左右,蚀变主要为硅化、绢云母化、伊利石化,Au和Ag共伴生,同时伴生少量Pb、Zn、Cu等,主要金属矿物为黄铁矿,次为黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿和闪锌矿;而低温岩浆热液型金矿床成矿作用主阶段温度低于250℃,Au和As、Sb共伴生,Ag含量低,常见毒砂和辉锑矿等矿物,成矿作用早阶段蚀变则主要为硅化,有的为次生石英岩化。金的沉淀富集机制包括流体的沸腾、混合和交代等机制。成矿作用中心位于岩体外接触带2~3km和接触带之内,由浅部到深部形成“上脉下层”的二元结构模式,脉状矿体具有侧伏延深规律,在此基础上构建了找矿预测地质模型。在该模型指导下,我们重新厘定了我国重要成矿区带金矿床类型,在深部发现新的矿体样式,拓宽了深部找矿空间,提升了我国重要成矿区带成矿规律的认识水平,带动了我国重要成矿区带金矿找矿新突破。

关键词：中温岩浆热液型金矿床低温岩浆热液型金矿床成矿地质体成矿构造与成矿结构面成矿作用特征标志找矿预测模型

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废旧锂离子电池选择性提锂

化学进展 2023年第2期35卷 287-301页

作者：朱国辉还红先于大伟郭学益田庆华中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083

新能源汽车行业的蓬勃发展不仅使锂离子电池需求量激增,大批锂离子电池在达到一定循环次数后也会因无法继续使用而报废。目前研究者们已经对废旧锂离子电池中有价金属的提取方法进行了许多研究,但回收过程中重点关注的对象是钴和镍,锂... 详细信息

新能源汽车行业的蓬勃发展不仅使锂离子电池需求量激增,大批锂离子电池在达到一定循环次数后也会因无法继续使用而报废。目前研究者们已经对废旧锂离子电池中有价金属的提取方法进行了许多研究,但回收过程中重点关注的对象是钴和镍,锂作为锂离子电池中的主要成分没有给予足够的重视。随着锂资源供需关系的日趋紧张,近年来通过将废旧锂离子电池中的锂优先选择性提取以提高其回收效率的研究不断增多。基于此,本文系统梳理了从不同正极材料(如钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂)中选择性提锂的方法,包括高温转型、选择性浸出、机械化学及电化学法,为后续有关退役锂离子电池选择性提锂的研究及产业实践提供参考。

关键词：电池回收锂离子电池选择性提锂循环利用

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采用钛阴极从碱液中旋流电积回收镓

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 1027-1036页

作者：许志鹏刘左伟郭学益李栋邹铭金田庆华中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/... 详细信息

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/m^(2)、镓浓度39.9 g/L、NaOH浓度120 g/L、循环流量200L/h。在这些条件下,电积的电流效率和镓回收率分别为47.9%和90.2%。析出的镓较易从阴极上分离,经过洗涤后的镓最终纯度为99.993%。镓旋流电积能耗约为9048 kW·h/t。该研究表明旋流电积是一种具有高电流效率和低能耗的有前途的镓生产工艺。

关键词：镓旋流电积砷化镓废料电流效率

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氯化焙烧铜熔炼渣的过程机理及动力学

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第2期33卷 563-575页

作者：张倍恺王亲猛郭学益田庆华中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083

提出一种以CaCl_(2)为氯化剂,采用氯化焙烧法从铜熔炼渣中高效回收锌的工艺。利用热力学计算、热重–差热(TG-DSC)分析和X射线衍射(XRD)等手段,研究氯化反应机理和氯化焙烧过程动力学。结果表明,CaCl_(2)氧化分解和所有含锌相的氯化反... 详细信息

提出一种以CaCl_(2)为氯化剂,采用氯化焙烧法从铜熔炼渣中高效回收锌的工艺。利用热力学计算、热重–差热(TG-DSC)分析和X射线衍射(XRD)等手段,研究氯化反应机理和氯化焙烧过程动力学。结果表明,CaCl_(2)氧化分解和所有含锌相的氯化反应温度均分别高于774.3和825℃。铜熔炼渣的氯化焙烧过程可分为4个阶段,依次为吸附水脱除、结晶水脱除、含铁相氧化和锌的氯化挥发。铁氧化阶段和锌氯化挥发阶段的表观活化能分别为101.70和84.4 k J/mol,铁氧化过程的最概然机理函数为Avrami–Erofeev方程(n=2),锌氯化过程符合未反应核收缩模型且受化学反应控制。

关键词：铜熔炼渣氯化焙烧 CaCl_(2) 热力学动力学铁锌

Ag_2Se量子点共敏化固态染料敏化太阳能电池光电性能研究

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无机材料学报 2019年第2期34卷 137-144页

作者：杨英潘德群张政陈甜韩晓敏张力松郭学益中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用湖南省重点实验室长沙410083 有色金属资源循环利用湖南省工程研究中心长沙410083

采用水相共沉积法制备Ag_2Se量子点(QDs),并与染料共敏化制备固态染料敏化太阳能电池(DSSCs)。考察了Ag_2Se量子点不同敏化方式(TiO_2/N719/QDs, TiO_2/QDs/N719)及敏化时间(0～5 h)对DSSCs性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM)和紫外-... 详细信息

采用水相共沉积法制备Ag_2Se量子点(QDs),并与染料共敏化制备固态染料敏化太阳能电池(DSSCs)。考察了Ag_2Se量子点不同敏化方式(TiO_2/N719/QDs, TiO_2/QDs/N719)及敏化时间(0～5 h)对DSSCs性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱图(UV-Vis)对Ag_2Se量子点结构及光学性质进行了表征;采用光调制光电流/电压谱(IMPS/VS)以及交流阻抗谱(EIS)对器件中载流子传输过程进行了研究。TiO_2/QDs/N719的电池器件比TiO_2/N719/QDs具有更高的单色光量子转化效率(IPCE)及光电转化效率,这是由于TiO_2/QDs/N719可以吸附更多的量子点和染料。随着Ag_2Se量子点敏化时间的延长,光电转化效率先提高后降低,最高达到3.97%。Ag_2Se量子点在器件中起到了阻挡层作用,可以促进电子传输,抑制电子-空穴复合。而随着量子点敏化时间超过2h,电子陷入陷阱的几率增加,导致器件的光伏性能下降。

关键词： Ag2Se量子点水相共沉积法共敏化染料敏化太阳能电池

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碲的回收和高纯化制备研究进展

中国有色金属学报 2024年第8期34卷 2735-2750页

作者：田庆华何志强许志鹏郭学益贾莉犁中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083 有色金属资源循环利用湖南省重点实验室长沙410083

碲属于典型稀散金属,主要来源于铜阳极泥,是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体快速发展,对碲的需求急剧增长,碲的回收及高值化利用越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲的分... 详细信息

碲属于典型稀散金属,主要来源于铜阳极泥,是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体快速发展,对碲的需求急剧增长,碲的回收及高值化利用越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲的分离、富集及高纯化制备进行了综述,为碲的高效回收及高值化制备提供理论指导,并进一步展望了碲纯化的重要发展方向。

关键词：碲铜阳极泥浸出还原真空蒸馏区域熔炼

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短程高效低添加选铁尾矿稀土提取绿色新工艺

中国稀土学报 2024年

作者：徐妍吴应红曲景奎中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心

白云鄂博选铁尾矿富含铁、稀土等有价元素，是国内最大的尾矿坝。其综合回收利用不仅能变废为宝，还可以减少环境污染，推动矿山绿色可持续发展。为实现铁和稀土的高效回收，本研究采用“焙烧-弱磁选-酸浸”工艺，考察了焙烧温度、碳酸... 详细信息

白云鄂博选铁尾矿富含铁、稀土等有价元素，是国内最大的尾矿坝。其综合回收利用不仅能变废为宝，还可以减少环境污染，推动矿山绿色可持续发展。为实现铁和稀土的高效回收，本研究采用“焙烧-弱磁选-酸浸”工艺，考察了焙烧温度、碳酸钙用量、配煤量等因素对回收效果的影响。结果表明，在磨矿粒度-200目，焙烧温度1300 ℃，焙烧时间2 h，配煤量0～5%，磁选强度为300 mT的条件下，可从全铁品位17.13%，RE品位7.46%的尾矿中获得全铁品位>93.4%、回收率>95.9%的铁精矿，及稀土品位13.1%、回收率99.1%的磁选尾矿。在3 mol/L HCl与2 mol/L柠檬酸混合溶液，液固比10:1，浸出温度70℃条件下，稀土浸出率高达98.4%。酸浸出渣主要物相为CaF2、BaSO4和SiO2，可作为浮选CaF2的优良原料。该工艺流程简短，助剂用量少，铁、稀土回收率高，为选铁尾矿利用提供了新思路，具有重要的经济和生态意义。

关键词：选铁尾矿焙烧弱磁选铁稀土

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两段旋流电积法提纯粗铟

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第10期33卷 3185-3197页

作者：田庆华董波郭学益李栋黎邹江许志鹏中南大学冶金与环境学院长沙410083 中南大学有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083

采用两段旋流电积工艺对粗铟进行提纯。根据线性扫描伏安法(LSV)研究结果及对扩散系数(D=6.15×10^(-11)cm^(2)·s^(-1))的评估可知,硫酸铟溶液中铟电沉积是受扩散控制的不可逆过程,可通过加强电解质流动强化液相传质。在第一段旋流电... 详细信息

采用两段旋流电积工艺对粗铟进行提纯。根据线性扫描伏安法(LSV)研究结果及对扩散系数(D=6.15×10^(-11)cm^(2)·s^(-1))的评估可知,硫酸铟溶液中铟电沉积是受扩散控制的不可逆过程,可通过加强电解质流动强化液相传质。在第一段旋流电积提纯粗铟的最佳工艺条件下,电流效率达80.15%,单位能耗为2.11 kW·h/kg,平均槽电压为2.04 V,粗铟纯度由94.34%提升至99.95%。在第二段旋流电积提纯粗铟的最佳工艺条件下,电流效率为75.23%,单位能耗为2.23 kW·h/kg,平均槽电压为2.40 V,产品纯度为98.95%。经过二段旋流电积后,铟综合回收率高达98.22%。

关键词：铟旋流电积电化学行为提纯

(NH_(4))_(2)SO_(4)和Na_(2)SO_(4)混合溶液中(NH_(4))_(2)SO_(4)结晶动力学及铁/铝/锰/铬等离子对(NH_(4))_(2)SO_(4)结晶的影响规律

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化工进展 2023年第1期42卷 488-496页

作者：范嘉昊张洋范兵强张贺东郑诗礼邹兴北京科技大学冶金与生态工程学院北京100084 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

湿法冶金、三元前体制备等过程均会产生含硫酸钠与硫酸铵的高盐废水。研究高盐废水中硫酸铵的结晶动力学,并考察常见金属离子的影响规律对高盐废水处理具有重要意义。本文以含硫酸钠与硫酸铵混合溶液中硫酸铵的结晶过程为例,系统考察了... 详细信息

湿法冶金、三元前体制备等过程均会产生含硫酸钠与硫酸铵的高盐废水。研究高盐废水中硫酸铵的结晶动力学,并考察常见金属离子的影响规律对高盐废水处理具有重要意义。本文以含硫酸钠与硫酸铵混合溶液中硫酸铵的结晶过程为例,系统考察了硫酸铵的结晶动力学及铁、铝、锰、铬对硫酸铵结晶的影响规律。含硫酸钠与硫酸铵混合溶液硫酸铵结晶动力学研究结果表明,硫酸铵生长速率和成核速率方程分别为为B=1.303×10^(-16)G^(1.069)M_(T)^(1.801),G=15.708σ^(1.387);在硫酸钠与硫酸铵混合体系中,溶液过饱和度影响硫酸铵成核及生长速率,溶液过饱和度减小,晶体的成核及生长速率都会减小,与单体系硫酸铵结晶动力学结果相比,动力学参数均有所下降。铁、铝、锰、铬对硫酸铵结晶的影响规律研究结果表明,铁、铝抑制了硫酸铵晶面生长,结晶粒度减小;锰、铬对硫酸铵结晶有一定的促进作用,结晶粒度增大。金属离子改变了硫酸铵晶习,锰使结晶呈现三棱柱状,铁、铝使硫酸铵结晶片状生长。不同金属离子条件下的结晶动力学方程表明,铁和铝对结晶成核过程作用更为显著,锰和铬可以促进硫酸铵生长过程。

关键词：硫酸铵金属离子结晶动力学