地质采矿与安全工程
贺江,李地元,李夕兵,石英
摘要:
采用恒温水浴箱与旋转流变仪测试不同温度以及质量浓度下磷石膏充填料浆的流变参数,研究发现磷石膏充填料浆流变曲线符合Hershel-Bulkley模型特征,低温条件下,屈服应力随着充填料浆质量浓度的增加而增加,但在低浓度区域(固体质量分数小于58%)增长缓慢。另外,随着温度的升高,充填料浆屈服应力与实测粘度稳定值也随之增长,说明温度的升高使得浆体内部结构得以增强,同时低浓度浆体屈服应力对质量浓度的敏感性也有所提高。温度的变化不但会影响磷石膏充填料浆的流变参数,而且通过计算层流状态下不同温度充填料浆水平直管流动阻力损失值,发现温度升高也会增长浆体阻力损失值,并且随着浆体平均流速的增加,增长值会逐渐增高,但是相对增长率却逐渐下降。
材料制备与加工
江洪林,胡志方,李鸿亚,潘锋,吴延科,陈松,尹延西
摘要:
采用干燥脱水法制备了CaCl2-CaF2熔盐,研究了干燥条件下脱水温度、脱水时间对熔盐中H2O、CaO杂质含量的影响,并与真空脱水法制备的熔盐在溶解度、吸水性能和粘度等方面进行比较研究。结果表明:干燥脱水条件下,随着熔盐脱水温度的升高,脱水时间的增加,熔盐中的H2O、CaO含量随之降低;与干燥脱水法制备的CaCl2-CaF2熔盐相比,真空条件下制备的熔盐CaO、金属Ce的溶解度更高,吸水性能更强,粘度更低。
地质采矿与安全工程
郭钟群,赵 奎,金解放,王观石,钟 文
摘要:
离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。
材料制备与加工
白茂金,周键,王三反,赵小云
摘要:
采用溶胶凝胶法制得了Ti/IrO2 MnO2 CeO2氧化物阳极,研究了涂层负载量对Ti/IrO2 MnO2 CeO2阳极电催化性能和加速寿命的影响。析氧极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗图谱及加速寿命实验测试结果表明:涂层负载量对阳极性能有很大的影响,随着负载量的增加,阳极的活性表面积增多,伏安电荷量Q*和双电层电容Qdl迅速增加,当负载量大于7.5 g/m2后,增速明显放缓;同时阳极的加速寿命值也呈现出相同的趋势,在负载量为12.5 g/m2时,阳极的加速寿命值达到最大。
提取冶金与化学工程
张汉泉,蔡祥,殷佳琪,郭泽明,余洪
摘要:
某低品位含铜硫酸渣铜品位为0.29%,铁品位为56.11%,直接采用浮选或硫酸浸出均无法回收硫酸渣中的铜,且影响最终铁精矿的质量,造成铜、铁资源浪费。研究发现硫酸渣经还原焙烧后铜主要以硫化铜形式存在,矿物嵌布粒度较细。本文探讨了浸出剂硫酸浓度、磨矿细度、浸出温度、液固比、浸出时间等对还原焙烧后硫酸渣中铜浸出的影响。在浸出剂H2SO4体积浓度为3%、磨矿细度-0.045 mm占74.55%、浸出温度70 ℃、固液比1:4(g/mL)、浸出时间为3h的最佳浸出条件下,铜的浸出率为77.63%,浸渣Cu含量为0.066%。硫酸渣原样经还原焙烧—磨矿—铜浸出—磁选分离试验,铜的浸出率可达82.68%,还可得到铁品位为66.45%,含铜品位为0.052%的合格铁精矿。实现了硫酸渣中铜、铁资源的回收。
闫允涛
摘要:
粗铜(Cu-Ni-Sn-Fe)作为电子废弃物火法熔炼的主要产物之一,富含多种贵金属,高效分离其中的Ni、Sn 等有价元素成为关键。基于碱性渣系开展了氧化吹炼脱锡研究,根据热力学分析结果,试验研究了氧分压、造渣剂过量系数等条件对元素脱除率及分离效果的影响,并对反应机理进行了解析。研究结果表明,采用碱性造渣剂有利于降低渣中SnO2的活度,促进锡的氧化脱除同时抑制铜镍的氧化溶解损失。氧分压达到10-5atm时,3-4倍造渣剂的量条件下金属的脱除率和分离效果达到最佳。锡脱除率达到90%,Sn-Cu分离系数8.5左右。
范旷生,何贵香
摘要:
目前锌浸出渣的处理方法存在着有价金属清洁、高效回收方面的不足,工艺技术指标较差。针对这些不足,本文开展了锌中性浸出渣的SO2还原浸出研究。研究结果表明,与热酸浸出相比,采用SO2还原浸出工艺不仅能够显著提高原料中锌、铟的浸出率。用SO2作还原剂,研究了温度,始酸浓度,SO2压力对中浸渣中锌、铟的浸出率的影响。在硫酸浓度为100 g/L,反应温度110 0C,液固比10:1,时间120min,SO2分压0.3MPa的浸出条件下,锌、铟的浸出率最高,分别为93.8%、92.3%。
材料制备与加工
张甜甜,崔红卫,贾秋荣,崔晓丽,冯锐,潘尧坤,赵娟
摘要:
为提高高强镁合金的耐腐蚀性能,本文选用Sm作为合金化元素添加到ZK30镁合金中。采用真空感应熔炼炉制备了ZK30-xSm镁合金(x=0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 质量分数),并通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、EDS、XRD、静态失重法以及极化曲线等方法,研究了合金的微观组织、成分和耐腐蚀性能。结果表明:加Sm镁合金主要由α-Mg基体和Mg41Sm5相组成,合金组织由树枝晶转变为细小的等轴晶,细化晶粒;产生的Mg41Sm5相,减缓了ZK30镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀速率,但Sm含量过多时,产生了Mg3Sm相,加快了合金的腐蚀速率,进而探讨了显微组织与耐腐蚀性能之间的关系。
矿物加工与工艺矿物学
王纪镇,印万忠,孙忠梅
摘要:
油酸钠为捕收剂时白钨矿和磷灰石的可浮性相近,难以实现分离。通过浮选试验、理论计算和动电位测定的方法研究了硅酸钠和焦磷酸钠对白钨矿与磷灰石的选择性抑制作用,结果表明,硅酸钠对白钨矿和磷灰石的抑制作用相似,而焦磷酸钠能够以P2O74-的形式强烈抑制磷灰石,同时对白钨矿的抑制能力较弱。机理研究表明,焦磷酸钠的基团电负性介于钨酸根和磷酸根离子之间,且磷灰石表面的钙离子密度大于白钨矿,使得焦磷酸钠对磷灰石的抑制作用强于白钨矿。
提取冶金与化学工程
罗斌,刘全军,余力
摘要:
本试验采用超声波强化硫酸浸出难选氧化铜矿,为了更准确的找出最优的试验条件,并对试验指标进行合理的预测,本文将RSM对超声波强化氧化铜矿浸出试验进行条件优化,得到最优的试验条件为:硫酸用量71.89g/L,浸出时间43.36min,超声波功率86.03W,此时,可以得到66.06%的铜浸出率。超声波在氧化铜矿浸出中起到了缩短浸出时间、减少硫酸用量的作用。
任兵芝,夏文堂,王宏丹,向 威,王 磊
摘要:
在铜电解精炼过程中,最主要的能耗是直流电耗,而槽电压对直流电耗的影响最大。本文针对铜电解精炼过程,首先采用Plackett–Burman实验设计法筛选出对铜电解精炼槽电压具有显著影响的4个因素,其显著性次序为:电解液温度?电流密度?阴阳极间隙?硫酸浓度;然后根据中心复合实验设计(Central composite design, CCD)原理设计的4因素5水平实验及响应面法(Response surface methodology, RSM)对影响铜电解精炼槽电压的显著因素做进一步优化,建立了多元二次回归方程拟合模型。在电流密度为280 A/m2的前提下,得到槽电压最低的工艺条件为:电解液温度60 ℃、硫酸浓度210 g/L、阴阳极间隙20 mm。实验表明,基于响应面法建立的预测模型是准确可靠的,对降低铜电解精炼能耗具有良好的指导作用。
环境科学与工程
张一兵,陈三辉
摘要:
对用水热法自制的掺Fe3 改性TiO2进行了X-射线衍(XRD)和红外光谱(FT-IR)的表征,考察在紫外光照射下用自制TiO2催化降解曙红Y的效果,研究了曙红Y初始浓度、改性TiO2用量、掺Fe3 量、光照时间和底物溶液初始pH值等条件的影响和自制TiO2对曙红Y的暗吸附。结果表明:自制改性TiO2为单纯锐钛矿型晶体(即A-TiO2);3400 cm-1和1637 cm-1的吸收峰,说明试样中含大量-OH,预计它有较好的光催化活性。在体积浓度为15 mg/L的曙红Y溶液(pH=4)中,加入掺Fe3 量5%(摩尔分数)的自制A-TiO2粉末,其用量为2 g/L,室温下(T=16 ℃)紫外光(λ=254 nm)照射反应35 min,曙红Y的最大降解率达到93.57%。于上述优化条件下进行暗吸附研究发现,16 min达到暗吸附平衡,自制改性TiO2对曙红Y的吸附量为1.69 mg/g。曙红Y的降解率与吸附率基本成正比。
材料制备与加工
张志剑,田忠良,杨超,赵恒勤,赖延清
摘要:
以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,采用原位聚合加碳化处理的方法,成功制备了碳包覆氧化锌负极材料。实验结果表明,纳米氧化锌表面的碳层厚度均匀,结构完整。延长碳化时间提高了碳层的石墨化度,升高碳化温度增加了碳层的缺陷。电化学测试考察了碳化时间和碳化温度对碳包覆氧化锌负极材料电化学性能的影响,最佳的碳化条件为700 ℃碳化8 h。结果表明,当碳化时间由6 h延长至10 h,材料的电荷转移阻抗减小,初始放电容量由400 mAh g-1提高到530 mAh g-1,但循环性能在8 h时最好;当碳化温度由600 ℃提高至800 ℃,材料在700℃时的电荷转移阻抗最小,循环性能最优,85次循环后容量保持率为97.8%。
陈东东,白海龙,吕金梅,滕 媛,徐凤仙,严继康
摘要:
以SnCu0.7无铅焊料合金为基础,研究微量元素Ni含量对焊料合金微观组织、密度、熔程、润湿性能的影响。将纯锡和中间合金Sn-10Cu和Sn-4Ni按质量比在270℃熔化,保温20min后搅拌均匀,浇铸冷却后制备成Sn-0.7Cu-xNi(x=0-0.09)焊料合金。通过光学显微镜观察焊料合金的显微组织,通过差示扫描量热分析仪(DSC)进行焊料合金熔点测定,采用润湿平衡法测定焊料的润湿性。结果表明:微量的Ni可细化焊料组织,在Ni含量为0.09%时,合金组织细化最为明显;微量的Ni可降低焊料合金的熔程,且在Ni含量为0.05%时,熔程最短为4.6℃;微量的Ni元素可提高焊料的润湿性,且在Ni含量为0.05%时润湿性最大,润湿时间为0.71s、润湿力为1.03 mN。
刘培培,王飞,杨斌
摘要:
用不同升温速率下的热重(TG)和微分热重(DTG)曲线对固相法合成稀土掺杂硫氧化物(Gd2O2S:Er)荧光粉在常压/真空烧结过程的非等温动力学进行研究. 升温速率分别为5、10、15、20 K/min,使用不同动力学分析方法对稀土硫氧化物主要合成阶段进行了动力学研究。合成Gd2O2S:Er荧光粉过程的非等温动力学参数(Ea,lnA)是根据TG和DTG数据采用Kissinger和Flynn-Wall -Ozawa方法计算得到. Coats-Redfern法用于确定最可能的反应机理函数. 通过对TG和DTG曲线进行分析,得出常压/真空烧结过程可分为三个阶段:失水、单质S与Na2CO3反应、Na2SX与Gd2O3反应。通过计算发现在真空下反应的活化能较低,表明真空条件有利于Gd2O2S:Er的生成. 反应机理模型“随机成核和生长”g(α) = [?ln(1?α)]n被用于描述合成稀土硫氧化物荧光粉的真空烧结过程。第二步控制过程的n值为2/3,第三步控制过程的n值为1/2.
环境科学与工程
彭亚辉,周科平,郭利杰
摘要:
本文以探明长株潭城市群工业废水重金属污染情况为目的,基于2002-2015年三市工业废水重金属排放和矿业经济面板数据,运用等标污染负荷法及回归分析方法阐述了重金属水污染物排放的年际变化与空间特征,定量解析了长株潭城市群工业重金属排放的成因。研究表明:长株潭城市群工业废水重金属排放总体下降,等标排放量从高到低依次为:Hg、Cd、Pb、As、Cr;株洲是Hg、Cd和As的主要排放区域;湘潭是Cr、Pb和As的主要排放区;长沙不再是工业废水重金属污染排放的主要区域;三市矿业总产值、利润总额及从业人数对重金属排放的影响显著为负,能源耗用与重金属排放呈显著正向驱动关系。文章最后提出继续调整矿山产业结构、大力推进矿业领域科技创新,打造绿色矿业的建议。
地质采矿与安全工程
李晓晨,聂兴信
摘要:
目的:针对影响充填管道磨损风险因素的复杂性和不确定性,为更加科学准确的预测充填管道的磨损状况,减少由管道磨损带来的矿山损失。方法:本文构建一种基于核主成分分析(KPCA)和粒子群算法(PSO)优化广义回归神经网络(GRNN)的充填管道磨损风险评估模型。建立充填管道磨损风险评估指标体系,运用KPCA,对数据进行特征提取,将其结果作为GRNN的输入,采用PSO算法优化选取GRNN的光滑因子,完成GRNN的训练和学习,将该模型应用于国内某矿山充填管道的磨损风险评估中,并与其它模型进行对比。结果:利用该模型可以准确的预测充填管道磨损风险等级,与实际情况相一致。结论:工程应用实例表明,本文所建模型预测精度更高,适用性更好,对充填管道的磨损评估具有较好的借鉴意义。
地质采矿与安全工程
贺江,李地元,李夕兵,石英
摘要:
采用恒温水浴箱与旋转流变仪测试不同温度以及质量浓度下磷石膏充填料浆的流变参数,研究发现磷石膏充填料浆流变曲线符合Hershel-Bulkley模型特征,低温条件下,屈服应力随着充填料浆质量浓度的增加而增加,但在低浓度区域(固体质量分数小于58%)增长缓慢。另外,随着温度的升高,充填料浆屈服应力与实测粘度稳定值也随之增长,说明温度的升高使得浆体内部结构得以增强,同时低浓度浆体屈服应力对质量浓度的敏感性也有所提高。温度的变化不但会影响磷石膏充填料浆的流变参数,而且通过计算层流状态下不同温度充填料浆水平直管流动阻力损失值,发现温度升高也会增长浆体阻力损失值,并且随着浆体平均流速的增加,增长值会逐渐增高,但是相对增长率却逐渐下降。
材料制备与加工
江洪林,胡志方,李鸿亚,潘锋,吴延科,陈松,尹延西
摘要:
采用干燥脱水法制备了CaCl2-CaF2熔盐,研究了干燥条件下脱水温度、脱水时间对熔盐中H2O、CaO杂质含量的影响,并与真空脱水法制备的熔盐在溶解度、吸水性能和粘度等方面进行比较研究。结果表明:干燥脱水条件下,随着熔盐脱水温度的升高,脱水时间的增加,熔盐中的H2O、CaO含量随之降低;与干燥脱水法制备的CaCl2-CaF2熔盐相比,真空条件下制备的熔盐CaO、金属Ce的溶解度更高,吸水性能更强,粘度更低。
地质采矿与安全工程
郭钟群,赵 奎,金解放,王观石,钟 文
摘要:
离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。
材料制备与加工
白茂金,周键,王三反,赵小云
摘要:
采用溶胶凝胶法制得了Ti/IrO2 MnO2 CeO2氧化物阳极,研究了涂层负载量对Ti/IrO2 MnO2 CeO2阳极电催化性能和加速寿命的影响。析氧极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗图谱及加速寿命实验测试结果表明:涂层负载量对阳极性能有很大的影响,随着负载量的增加,阳极的活性表面积增多,伏安电荷量Q*和双电层电容Qdl迅速增加,当负载量大于7.5 g/m2后,增速明显放缓;同时阳极的加速寿命值也呈现出相同的趋势,在负载量为12.5 g/m2时,阳极的加速寿命值达到最大。
提取冶金与化学工程
张汉泉,蔡祥,殷佳琪,郭泽明,余洪
摘要:
某低品位含铜硫酸渣铜品位为0.29%,铁品位为56.11%,直接采用浮选或硫酸浸出均无法回收硫酸渣中的铜,且影响最终铁精矿的质量,造成铜、铁资源浪费。研究发现硫酸渣经还原焙烧后铜主要以硫化铜形式存在,矿物嵌布粒度较细。本文探讨了浸出剂硫酸浓度、磨矿细度、浸出温度、液固比、浸出时间等对还原焙烧后硫酸渣中铜浸出的影响。在浸出剂H2SO4体积浓度为3%、磨矿细度-0.045 mm占74.55%、浸出温度70 ℃、固液比1:4(g/mL)、浸出时间为3h的最佳浸出条件下,铜的浸出率为77.63%,浸渣Cu含量为0.066%。硫酸渣原样经还原焙烧—磨矿—铜浸出—磁选分离试验,铜的浸出率可达82.68%,还可得到铁品位为66.45%,含铜品位为0.052%的合格铁精矿。实现了硫酸渣中铜、铁资源的回收。
闫允涛
摘要:
粗铜(Cu-Ni-Sn-Fe)作为电子废弃物火法熔炼的主要产物之一,富含多种贵金属,高效分离其中的Ni、Sn 等有价元素成为关键。基于碱性渣系开展了氧化吹炼脱锡研究,根据热力学分析结果,试验研究了氧分压、造渣剂过量系数等条件对元素脱除率及分离效果的影响,并对反应机理进行了解析。研究结果表明,采用碱性造渣剂有利于降低渣中SnO2的活度,促进锡的氧化脱除同时抑制铜镍的氧化溶解损失。氧分压达到10-5atm时,3-4倍造渣剂的量条件下金属的脱除率和分离效果达到最佳。锡脱除率达到90%,Sn-Cu分离系数8.5左右。
范旷生,何贵香
摘要:
目前锌浸出渣的处理方法存在着有价金属清洁、高效回收方面的不足,工艺技术指标较差。针对这些不足,本文开展了锌中性浸出渣的SO2还原浸出研究。研究结果表明,与热酸浸出相比,采用SO2还原浸出工艺不仅能够显著提高原料中锌、铟的浸出率。用SO2作还原剂,研究了温度,始酸浓度,SO2压力对中浸渣中锌、铟的浸出率的影响。在硫酸浓度为100 g/L,反应温度110 0C,液固比10:1,时间120min,SO2分压0.3MPa的浸出条件下,锌、铟的浸出率最高,分别为93.8%、92.3%。
材料制备与加工
张甜甜,崔红卫,贾秋荣,崔晓丽,冯锐,潘尧坤,赵娟
摘要:
为提高高强镁合金的耐腐蚀性能,本文选用Sm作为合金化元素添加到ZK30镁合金中。采用真空感应熔炼炉制备了ZK30-xSm镁合金(x=0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 质量分数),并通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、EDS、XRD、静态失重法以及极化曲线等方法,研究了合金的微观组织、成分和耐腐蚀性能。结果表明:加Sm镁合金主要由α-Mg基体和Mg41Sm5相组成,合金组织由树枝晶转变为细小的等轴晶,细化晶粒;产生的Mg41Sm5相,减缓了ZK30镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀速率,但Sm含量过多时,产生了Mg3Sm相,加快了合金的腐蚀速率,进而探讨了显微组织与耐腐蚀性能之间的关系。
矿物加工与工艺矿物学
王纪镇,印万忠,孙忠梅
摘要:
油酸钠为捕收剂时白钨矿和磷灰石的可浮性相近,难以实现分离。通过浮选试验、理论计算和动电位测定的方法研究了硅酸钠和焦磷酸钠对白钨矿与磷灰石的选择性抑制作用,结果表明,硅酸钠对白钨矿和磷灰石的抑制作用相似,而焦磷酸钠能够以P2O74-的形式强烈抑制磷灰石,同时对白钨矿的抑制能力较弱。机理研究表明,焦磷酸钠的基团电负性介于钨酸根和磷酸根离子之间,且磷灰石表面的钙离子密度大于白钨矿,使得焦磷酸钠对磷灰石的抑制作用强于白钨矿。
提取冶金与化学工程
罗斌,刘全军,余力
摘要:
本试验采用超声波强化硫酸浸出难选氧化铜矿,为了更准确的找出最优的试验条件,并对试验指标进行合理的预测,本文将RSM对超声波强化氧化铜矿浸出试验进行条件优化,得到最优的试验条件为:硫酸用量71.89g/L,浸出时间43.36min,超声波功率86.03W,此时,可以得到66.06%的铜浸出率。超声波在氧化铜矿浸出中起到了缩短浸出时间、减少硫酸用量的作用。
任兵芝,夏文堂,王宏丹,向 威,王 磊
摘要:
在铜电解精炼过程中,最主要的能耗是直流电耗,而槽电压对直流电耗的影响最大。本文针对铜电解精炼过程,首先采用Plackett–Burman实验设计法筛选出对铜电解精炼槽电压具有显著影响的4个因素,其显著性次序为:电解液温度?电流密度?阴阳极间隙?硫酸浓度;然后根据中心复合实验设计(Central composite design, CCD)原理设计的4因素5水平实验及响应面法(Response surface methodology, RSM)对影响铜电解精炼槽电压的显著因素做进一步优化,建立了多元二次回归方程拟合模型。在电流密度为280 A/m2的前提下,得到槽电压最低的工艺条件为:电解液温度60 ℃、硫酸浓度210 g/L、阴阳极间隙20 mm。实验表明,基于响应面法建立的预测模型是准确可靠的,对降低铜电解精炼能耗具有良好的指导作用。
环境科学与工程
张一兵,陈三辉
摘要:
对用水热法自制的掺Fe3 改性TiO2进行了X-射线衍(XRD)和红外光谱(FT-IR)的表征,考察在紫外光照射下用自制TiO2催化降解曙红Y的效果,研究了曙红Y初始浓度、改性TiO2用量、掺Fe3 量、光照时间和底物溶液初始pH值等条件的影响和自制TiO2对曙红Y的暗吸附。结果表明:自制改性TiO2为单纯锐钛矿型晶体(即A-TiO2);3400 cm-1和1637 cm-1的吸收峰,说明试样中含大量-OH,预计它有较好的光催化活性。在体积浓度为15 mg/L的曙红Y溶液(pH=4)中,加入掺Fe3 量5%(摩尔分数)的自制A-TiO2粉末,其用量为2 g/L,室温下(T=16 ℃)紫外光(λ=254 nm)照射反应35 min,曙红Y的最大降解率达到93.57%。于上述优化条件下进行暗吸附研究发现,16 min达到暗吸附平衡,自制改性TiO2对曙红Y的吸附量为1.69 mg/g。曙红Y的降解率与吸附率基本成正比。
材料制备与加工
张志剑,田忠良,杨超,赵恒勤,赖延清
摘要:
以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,采用原位聚合加碳化处理的方法,成功制备了碳包覆氧化锌负极材料。实验结果表明,纳米氧化锌表面的碳层厚度均匀,结构完整。延长碳化时间提高了碳层的石墨化度,升高碳化温度增加了碳层的缺陷。电化学测试考察了碳化时间和碳化温度对碳包覆氧化锌负极材料电化学性能的影响,最佳的碳化条件为700 ℃碳化8 h。结果表明,当碳化时间由6 h延长至10 h,材料的电荷转移阻抗减小,初始放电容量由400 mAh g-1提高到530 mAh g-1,但循环性能在8 h时最好;当碳化温度由600 ℃提高至800 ℃,材料在700℃时的电荷转移阻抗最小,循环性能最优,85次循环后容量保持率为97.8%。
陈东东,白海龙,吕金梅,滕 媛,徐凤仙,严继康
摘要:
以SnCu0.7无铅焊料合金为基础,研究微量元素Ni含量对焊料合金微观组织、密度、熔程、润湿性能的影响。将纯锡和中间合金Sn-10Cu和Sn-4Ni按质量比在270℃熔化,保温20min后搅拌均匀,浇铸冷却后制备成Sn-0.7Cu-xNi(x=0-0.09)焊料合金。通过光学显微镜观察焊料合金的显微组织,通过差示扫描量热分析仪(DSC)进行焊料合金熔点测定,采用润湿平衡法测定焊料的润湿性。结果表明:微量的Ni可细化焊料组织,在Ni含量为0.09%时,合金组织细化最为明显;微量的Ni可降低焊料合金的熔程,且在Ni含量为0.05%时,熔程最短为4.6℃;微量的Ni元素可提高焊料的润湿性,且在Ni含量为0.05%时润湿性最大,润湿时间为0.71s、润湿力为1.03 mN。
刘培培,王飞,杨斌
摘要:
用不同升温速率下的热重(TG)和微分热重(DTG)曲线对固相法合成稀土掺杂硫氧化物(Gd2O2S:Er)荧光粉在常压/真空烧结过程的非等温动力学进行研究. 升温速率分别为5、10、15、20 K/min,使用不同动力学分析方法对稀土硫氧化物主要合成阶段进行了动力学研究。合成Gd2O2S:Er荧光粉过程的非等温动力学参数(Ea,lnA)是根据TG和DTG数据采用Kissinger和Flynn-Wall -Ozawa方法计算得到. Coats-Redfern法用于确定最可能的反应机理函数. 通过对TG和DTG曲线进行分析,得出常压/真空烧结过程可分为三个阶段:失水、单质S与Na2CO3反应、Na2SX与Gd2O3反应。通过计算发现在真空下反应的活化能较低,表明真空条件有利于Gd2O2S:Er的生成. 反应机理模型“随机成核和生长”g(α) = [?ln(1?α)]n被用于描述合成稀土硫氧化物荧光粉的真空烧结过程。第二步控制过程的n值为2/3,第三步控制过程的n值为1/2.
环境科学与工程
彭亚辉,周科平,郭利杰
摘要:
本文以探明长株潭城市群工业废水重金属污染情况为目的,基于2002-2015年三市工业废水重金属排放和矿业经济面板数据,运用等标污染负荷法及回归分析方法阐述了重金属水污染物排放的年际变化与空间特征,定量解析了长株潭城市群工业重金属排放的成因。研究表明:长株潭城市群工业废水重金属排放总体下降,等标排放量从高到低依次为:Hg、Cd、Pb、As、Cr;株洲是Hg、Cd和As的主要排放区域;湘潭是Cr、Pb和As的主要排放区;长沙不再是工业废水重金属污染排放的主要区域;三市矿业总产值、利润总额及从业人数对重金属排放的影响显著为负,能源耗用与重金属排放呈显著正向驱动关系。文章最后提出继续调整矿山产业结构、大力推进矿业领域科技创新,打造绿色矿业的建议。
地质采矿与安全工程
李晓晨,聂兴信
摘要:
目的:针对影响充填管道磨损风险因素的复杂性和不确定性,为更加科学准确的预测充填管道的磨损状况,减少由管道磨损带来的矿山损失。方法:本文构建一种基于核主成分分析(KPCA)和粒子群算法(PSO)优化广义回归神经网络(GRNN)的充填管道磨损风险评估模型。建立充填管道磨损风险评估指标体系,运用KPCA,对数据进行特征提取,将其结果作为GRNN的输入,采用PSO算法优化选取GRNN的光滑因子,完成GRNN的训练和学习,将该模型应用于国内某矿山充填管道的磨损风险评估中,并与其它模型进行对比。结果:利用该模型可以准确的预测充填管道磨损风险等级,与实际情况相一致。结论:工程应用实例表明,本文所建模型预测精度更高,适用性更好,对充填管道的磨损评估具有较好的借鉴意义。
地质采矿与安全工程
贺江,李地元,李夕兵,石英
摘要:
采用恒温水浴箱与旋转流变仪测试不同温度以及质量浓度下磷石膏充填料浆的流变参数,研究发现磷石膏充填料浆流变曲线符合Hershel-Bulkley模型特征,低温条件下,屈服应力随着充填料浆质量浓度的增加而增加,但在低浓度区域(固体质量分数小于58%)增长缓慢。另外,随着温度的升高,充填料浆屈服应力与实测粘度稳定值也随之增长,说明温度的升高使得浆体内部结构得以增强,同时低浓度浆体屈服应力对质量浓度的敏感性也有所提高。温度的变化不但会影响磷石膏充填料浆的流变参数,而且通过计算层流状态下不同温度充填料浆水平直管流动阻力损失值,发现温度升高也会增长浆体阻力损失值,并且随着浆体平均流速的增加,增长值会逐渐增高,但是相对增长率却逐渐下降。
材料制备与加工
江洪林,胡志方,李鸿亚,潘锋,吴延科,陈松,尹延西
摘要:
采用干燥脱水法制备了CaCl2-CaF2熔盐,研究了干燥条件下脱水温度、脱水时间对熔盐中H2O、CaO杂质含量的影响,并与真空脱水法制备的熔盐在溶解度、吸水性能和粘度等方面进行比较研究。结果表明:干燥脱水条件下,随着熔盐脱水温度的升高,脱水时间的增加,熔盐中的H2O、CaO含量随之降低;与干燥脱水法制备的CaCl2-CaF2熔盐相比,真空条件下制备的熔盐CaO、金属Ce的溶解度更高,吸水性能更强,粘度更低。
地质采矿与安全工程
郭钟群,赵 奎,金解放,王观石,钟 文
摘要:
离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。
材料制备与加工
白茂金,周键,王三反,赵小云
摘要:
采用溶胶凝胶法制得了Ti/IrO2 MnO2 CeO2氧化物阳极,研究了涂层负载量对Ti/IrO2 MnO2 CeO2阳极电催化性能和加速寿命的影响。析氧极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗图谱及加速寿命实验测试结果表明:涂层负载量对阳极性能有很大的影响,随着负载量的增加,阳极的活性表面积增多,伏安电荷量Q*和双电层电容Qdl迅速增加,当负载量大于7.5 g/m2后,增速明显放缓;同时阳极的加速寿命值也呈现出相同的趋势,在负载量为12.5 g/m2时,阳极的加速寿命值达到最大。
提取冶金与化学工程
张汉泉,蔡祥,殷佳琪,郭泽明,余洪
摘要:
某低品位含铜硫酸渣铜品位为0.29%,铁品位为56.11%,直接采用浮选或硫酸浸出均无法回收硫酸渣中的铜,且影响最终铁精矿的质量,造成铜、铁资源浪费。研究发现硫酸渣经还原焙烧后铜主要以硫化铜形式存在,矿物嵌布粒度较细。本文探讨了浸出剂硫酸浓度、磨矿细度、浸出温度、液固比、浸出时间等对还原焙烧后硫酸渣中铜浸出的影响。在浸出剂H2SO4体积浓度为3%、磨矿细度-0.045 mm占74.55%、浸出温度70 ℃、固液比1:4(g/mL)、浸出时间为3h的最佳浸出条件下,铜的浸出率为77.63%,浸渣Cu含量为0.066%。硫酸渣原样经还原焙烧—磨矿—铜浸出—磁选分离试验,铜的浸出率可达82.68%,还可得到铁品位为66.45%,含铜品位为0.052%的合格铁精矿。实现了硫酸渣中铜、铁资源的回收。
闫允涛
摘要:
粗铜(Cu-Ni-Sn-Fe)作为电子废弃物火法熔炼的主要产物之一,富含多种贵金属,高效分离其中的Ni、Sn 等有价元素成为关键。基于碱性渣系开展了氧化吹炼脱锡研究,根据热力学分析结果,试验研究了氧分压、造渣剂过量系数等条件对元素脱除率及分离效果的影响,并对反应机理进行了解析。研究结果表明,采用碱性造渣剂有利于降低渣中SnO2的活度,促进锡的氧化脱除同时抑制铜镍的氧化溶解损失。氧分压达到10-5atm时,3-4倍造渣剂的量条件下金属的脱除率和分离效果达到最佳。锡脱除率达到90%,Sn-Cu分离系数8.5左右。
范旷生,何贵香
摘要:
目前锌浸出渣的处理方法存在着有价金属清洁、高效回收方面的不足,工艺技术指标较差。针对这些不足,本文开展了锌中性浸出渣的SO2还原浸出研究。研究结果表明,与热酸浸出相比,采用SO2还原浸出工艺不仅能够显著提高原料中锌、铟的浸出率。用SO2作还原剂,研究了温度,始酸浓度,SO2压力对中浸渣中锌、铟的浸出率的影响。在硫酸浓度为100 g/L,反应温度110 0C,液固比10:1,时间120min,SO2分压0.3MPa的浸出条件下,锌、铟的浸出率最高,分别为93.8%、92.3%。
材料制备与加工
张甜甜,崔红卫,贾秋荣,崔晓丽,冯锐,潘尧坤,赵娟
摘要:
为提高高强镁合金的耐腐蚀性能,本文选用Sm作为合金化元素添加到ZK30镁合金中。采用真空感应熔炼炉制备了ZK30-xSm镁合金(x=0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 质量分数),并通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、EDS、XRD、静态失重法以及极化曲线等方法,研究了合金的微观组织、成分和耐腐蚀性能。结果表明:加Sm镁合金主要由α-Mg基体和Mg41Sm5相组成,合金组织由树枝晶转变为细小的等轴晶,细化晶粒;产生的Mg41Sm5相,减缓了ZK30镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀速率,但Sm含量过多时,产生了Mg3Sm相,加快了合金的腐蚀速率,进而探讨了显微组织与耐腐蚀性能之间的关系。
矿物加工与工艺矿物学
王纪镇,印万忠,孙忠梅
摘要:
油酸钠为捕收剂时白钨矿和磷灰石的可浮性相近,难以实现分离。通过浮选试验、理论计算和动电位测定的方法研究了硅酸钠和焦磷酸钠对白钨矿与磷灰石的选择性抑制作用,结果表明,硅酸钠对白钨矿和磷灰石的抑制作用相似,而焦磷酸钠能够以P2O74-的形式强烈抑制磷灰石,同时对白钨矿的抑制能力较弱。机理研究表明,焦磷酸钠的基团电负性介于钨酸根和磷酸根离子之间,且磷灰石表面的钙离子密度大于白钨矿,使得焦磷酸钠对磷灰石的抑制作用强于白钨矿。
提取冶金与化学工程
罗斌,刘全军,余力
摘要:
本试验采用超声波强化硫酸浸出难选氧化铜矿,为了更准确的找出最优的试验条件,并对试验指标进行合理的预测,本文将RSM对超声波强化氧化铜矿浸出试验进行条件优化,得到最优的试验条件为:硫酸用量71.89g/L,浸出时间43.36min,超声波功率86.03W,此时,可以得到66.06%的铜浸出率。超声波在氧化铜矿浸出中起到了缩短浸出时间、减少硫酸用量的作用。
任兵芝,夏文堂,王宏丹,向 威,王 磊
摘要:
在铜电解精炼过程中,最主要的能耗是直流电耗,而槽电压对直流电耗的影响最大。本文针对铜电解精炼过程,首先采用Plackett–Burman实验设计法筛选出对铜电解精炼槽电压具有显著影响的4个因素,其显著性次序为:电解液温度?电流密度?阴阳极间隙?硫酸浓度;然后根据中心复合实验设计(Central composite design, CCD)原理设计的4因素5水平实验及响应面法(Response surface methodology, RSM)对影响铜电解精炼槽电压的显著因素做进一步优化,建立了多元二次回归方程拟合模型。在电流密度为280 A/m2的前提下,得到槽电压最低的工艺条件为:电解液温度60 ℃、硫酸浓度210 g/L、阴阳极间隙20 mm。实验表明,基于响应面法建立的预测模型是准确可靠的,对降低铜电解精炼能耗具有良好的指导作用。
环境科学与工程
张一兵,陈三辉
摘要:
对用水热法自制的掺Fe3 改性TiO2进行了X-射线衍(XRD)和红外光谱(FT-IR)的表征,考察在紫外光照射下用自制TiO2催化降解曙红Y的效果,研究了曙红Y初始浓度、改性TiO2用量、掺Fe3 量、光照时间和底物溶液初始pH值等条件的影响和自制TiO2对曙红Y的暗吸附。结果表明:自制改性TiO2为单纯锐钛矿型晶体(即A-TiO2);3400 cm-1和1637 cm-1的吸收峰,说明试样中含大量-OH,预计它有较好的光催化活性。在体积浓度为15 mg/L的曙红Y溶液(pH=4)中,加入掺Fe3 量5%(摩尔分数)的自制A-TiO2粉末,其用量为2 g/L,室温下(T=16 ℃)紫外光(λ=254 nm)照射反应35 min,曙红Y的最大降解率达到93.57%。于上述优化条件下进行暗吸附研究发现,16 min达到暗吸附平衡,自制改性TiO2对曙红Y的吸附量为1.69 mg/g。曙红Y的降解率与吸附率基本成正比。
材料制备与加工
张志剑,田忠良,杨超,赵恒勤,赖延清
摘要:
以间苯二酚-甲醛树脂为碳源,采用原位聚合加碳化处理的方法,成功制备了碳包覆氧化锌负极材料。实验结果表明,纳米氧化锌表面的碳层厚度均匀,结构完整。延长碳化时间提高了碳层的石墨化度,升高碳化温度增加了碳层的缺陷。电化学测试考察了碳化时间和碳化温度对碳包覆氧化锌负极材料电化学性能的影响,最佳的碳化条件为700 ℃碳化8 h。结果表明,当碳化时间由6 h延长至10 h,材料的电荷转移阻抗减小,初始放电容量由400 mAh g-1提高到530 mAh g-1,但循环性能在8 h时最好;当碳化温度由600 ℃提高至800 ℃,材料在700℃时的电荷转移阻抗最小,循环性能最优,85次循环后容量保持率为97.8%。
陈东东,白海龙,吕金梅,滕 媛,徐凤仙,严继康
摘要:
以SnCu0.7无铅焊料合金为基础,研究微量元素Ni含量对焊料合金微观组织、密度、熔程、润湿性能的影响。将纯锡和中间合金Sn-10Cu和Sn-4Ni按质量比在270℃熔化,保温20min后搅拌均匀,浇铸冷却后制备成Sn-0.7Cu-xNi(x=0-0.09)焊料合金。通过光学显微镜观察焊料合金的显微组织,通过差示扫描量热分析仪(DSC)进行焊料合金熔点测定,采用润湿平衡法测定焊料的润湿性。结果表明:微量的Ni可细化焊料组织,在Ni含量为0.09%时,合金组织细化最为明显;微量的Ni可降低焊料合金的熔程,且在Ni含量为0.05%时,熔程最短为4.6℃;微量的Ni元素可提高焊料的润湿性,且在Ni含量为0.05%时润湿性最大,润湿时间为0.71s、润湿力为1.03 mN。
刘培培,王飞,杨斌
摘要:
用不同升温速率下的热重(TG)和微分热重(DTG)曲线对固相法合成稀土掺杂硫氧化物(Gd2O2S:Er)荧光粉在常压/真空烧结过程的非等温动力学进行研究. 升温速率分别为5、10、15、20 K/min,使用不同动力学分析方法对稀土硫氧化物主要合成阶段进行了动力学研究。合成Gd2O2S:Er荧光粉过程的非等温动力学参数(Ea,lnA)是根据TG和DTG数据采用Kissinger和Flynn-Wall -Ozawa方法计算得到. Coats-Redfern法用于确定最可能的反应机理函数. 通过对TG和DTG曲线进行分析,得出常压/真空烧结过程可分为三个阶段:失水、单质S与Na2CO3反应、Na2SX与Gd2O3反应。通过计算发现在真空下反应的活化能较低,表明真空条件有利于Gd2O2S:Er的生成. 反应机理模型“随机成核和生长”g(α) = [?ln(1?α)]n被用于描述合成稀土硫氧化物荧光粉的真空烧结过程。第二步控制过程的n值为2/3,第三步控制过程的n值为1/2.
环境科学与工程
彭亚辉,周科平,郭利杰
摘要:
本文以探明长株潭城市群工业废水重金属污染情况为目的,基于2002-2015年三市工业废水重金属排放和矿业经济面板数据,运用等标污染负荷法及回归分析方法阐述了重金属水污染物排放的年际变化与空间特征,定量解析了长株潭城市群工业重金属排放的成因。研究表明:长株潭城市群工业废水重金属排放总体下降,等标排放量从高到低依次为:Hg、Cd、Pb、As、Cr;株洲是Hg、Cd和As的主要排放区域;湘潭是Cr、Pb和As的主要排放区;长沙不再是工业废水重金属污染排放的主要区域;三市矿业总产值、利润总额及从业人数对重金属排放的影响显著为负,能源耗用与重金属排放呈显著正向驱动关系。文章最后提出继续调整矿山产业结构、大力推进矿业领域科技创新,打造绿色矿业的建议。
地质采矿与安全工程
李晓晨,聂兴信
摘要:
目的:针对影响充填管道磨损风险因素的复杂性和不确定性,为更加科学准确的预测充填管道的磨损状况,减少由管道磨损带来的矿山损失。方法:本文构建一种基于核主成分分析(KPCA)和粒子群算法(PSO)优化广义回归神经网络(GRNN)的充填管道磨损风险评估模型。建立充填管道磨损风险评估指标体系,运用KPCA,对数据进行特征提取,将其结果作为GRNN的输入,采用PSO算法优化选取GRNN的光滑因子,完成GRNN的训练和学习,将该模型应用于国内某矿山充填管道的磨损风险评估中,并与其它模型进行对比。结果:利用该模型可以准确的预测充填管道磨损风险等级,与实际情况相一致。结论:工程应用实例表明,本文所建模型预测精度更高,适用性更好,对充填管道的磨损评估具有较好的借鉴意义。