2021第6期目录
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    材料制备与加工
  • 刘山宇,张宇晴
    摘要:
    对大尺寸(Φ20 mm)三元复合稀土钨坯条的烧结工艺进行了研究。通过在低温阶段(≦1 800 ℃)增加烧结时间、高温阶段(≧2 000 ℃)增加烧结时间、高温阶段增加保温平台的方法进行烧结。结果表明:对于在1 800 ℃以下,烧结时间短容易形成大孔洞及出现“烧生现象”造成密度低,而在高温烧结阶段延长烧结时间稀土元素扩散挥发现象严重,造成坯条内稀土元素分布不均匀,通过在低温阶段增加烧结时间,高温阶段增加保温平台缩短保温时间的方式可以抑制稀土元素的扩散和挥发密度达到18.2 g/cm3。
  • 周小彬,邹敬平,原慷,温建峰,席文君,翟墨轩
    摘要:
    使用SLM SOLUTIONS公司SLM?125型选区激光熔化仪器进行了镍基合金3D打印样品制备,分别制得了实心制品A和具有网络骨架结构的制品B。对两种制品表面形貌及内部组织解刨分析发现,两种制品内部基体部分均为致密冶金组织,熔覆颗粒界面处未见明显孔隙或杂质。其中制品B复杂网络骨架结构的获得充分说明了该激光熔覆技术对复杂微结构的制备成型具有独特技术优势。文章还对比分析了两种制品在无热处理状态下局部裂纹生长的原因,结果表明具有骨架结构的制品B内部无裂纹,但在骨架连接角位置容易生成铸造缺陷并诱发裂纹。文章还采用有限元模拟方法进行了熔池冷却过程中骨架结构中应力分布分析。
  • 靳欣,朱颖,胡文浩,王辰,江丽丽,盛利志
    摘要:
    以木耳为碳源,以钼酸钠、L-半胱氨酸分别为钼源和硫源,采用水热法原位合成一种碳包覆二硫化钼(MoS2@C)复合材料,用于锂离子电池负极材料。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对样品进行了系统的研究。以锂金属片为对电级,在两电极电池体系中进行电化学性能测试。结果表明:所制备的MoS2@C复合材料具有多孔碳包覆的结构和良好的电化学性能。MoS2@C展示出高的可逆容量(电流密度为0.1 A/g,容量为829.6 mAh/g),卓越的倍率特性(电流密度为2.0 A/g,容量为538.3 mAh/g)和良好的循环稳定性(电流密度为0.5 A/g时经过200次循环后,放电比容量保持率达94%)。所提出的策略还可进一步推广到其他过渡金属硫化物,用于超级电容器、钠离子电池和钾离子电池等储能领域。
  • 张岩,闫婉迪,国旭明,张占伟,徐荣正
    摘要:
    增材制造技术作为一种近成形技术,在航空航天、军工等重要领域具有广泛的应用前景。综述了目前国内外关于熔化极电弧增材制造技术在“形”与“性”控制方面的研究进展,重点从构件的表面成形精度、内部缺陷、残余应力与变形、微观组织与性能等四个方面进行了阐述,分析了不同“形”、“性”控制技术的原理和特点及其发展前景。
  • 李宁,张兴广,吴冰洁,李雪洁,杨龙龙,孙琨,张猛
    摘要:
    势函数对分子动力学计算的准确性和可靠性具有决定作用,如何获得精确的势函数一直是最受人们关注的问题之一。为了构建Fe-Mn原子间的势函数,利用基于密度泛函理论的第一性原理方法分别计算了BCC-Fe,BCC-Mn及L10-FeMn体系的结合能曲线,而后根据Chen-Mobius晶格反演法得到了FCC-Fe和FCC-Mn的晶格反演势。然后计算出Fe-Fe原子和Mn-Mn原子间按L10结构堆垛的结合能,进而求出Fe-Mn原子间的结合能,再利用Chen-Mobius晶格反演法,获得Fe-Mn原子间的晶格反演势,最后选择Morse势函数进行拟合。利用构建的Fe-Mn势函数进行了L10-FeMn体系结合能计算,与第一性原理计算的结果对比,表明构建的Fe-Mn势函数满足自洽性。最后利用所得势函数进行了体弹性模量,杨氏模量计算,与试验数据对比基本吻合,表明势函数具有有效性。
  • 许贞元,原慷,彭浩然,陈星宇,张鑫
    摘要:
    研究对比了两套不同功率的Tekna感应等离子球化设备进行钽粉球化制造的情况。重点分析了送粉速率对钽粉球化效果及生产效率的影响。结果表明,钽粉送粉速率的选择与设备使用功率、粉末原料流动性等多因素相关。在保障钽粉球化效果前提下,80 kW设备对钽粉处理效率远高于15 kW。大功率设备不仅在粉末处理速度上占据优势,而且粉末球化效果及成品率也相应提升。本文还论述了钽粉球化过程中出现的气化损耗、杂质去除等机理。
  • 宋芳,李蒙,孟银娜,祝庆
    摘要:
    为提升铝合金熔体品质,改善铝合金铸轧板微观组织,运用ABB测氢仪、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等检测手段研究了熔体复合在线净化(旋转喷吹净化法+双层陶瓷过滤板过滤净化法)对双零铝铝箔用铸轧板除气去杂和微观组织的影响,并对其物相进行分析。研究结果表明,熔体复合在线净化方法对铝合金熔体除气除杂效果明显。经复合在线净化处理的铝合金熔体,铝合金熔体中氢含量降到0.12 mL/(100 mg Al)以下,明显降低熔体非金属夹杂含量,铝合金铸轧板组织中未见明显气孔、粗大夹杂物或夹杂聚集现象,熔体洁净度得到了有效提高。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李衍林,李兴彬,魏昶,世仙果,邓志敢,李旻廷
    摘要:
    针对传统湿法炼锌过程铜回收工艺长、铜回收率低的难题,采用M5640直接从湿法炼锌还原浸出液中萃取分离回收铜,缩短铜回收流程,提高铜回收率。研究了混合时间、溶液pH值、萃取剂浓度、萃取级数等因素对铜萃取率的影响,以及反萃时间、相比等因素对载铜有机相中铜反萃率的影响。结果表明M5640对硫酸锌溶液中的铜离子具有很好的选择性萃取性能,在M5640浓度为15%、溶液pH值为2.0、相比(O/A)为1∶2、萃取时间为5 min的条件下,经过4级逆流萃取,铜萃取率为95.2%,锌萃取率仅为0.5%,铜锌分离系数为4 080。有机相经洗涤后,锌、铁等杂质离子被脱除,载铜有机相采用模拟铜电积废液反萃,经过2级逆流反萃,铜反萃率为97.1%。采用萃取-洗涤-反萃技术从湿法炼锌浸出液中回收铜,铜的总回收率为92.4%。
  • 邵延林,陈国木,潘明熙,周中华,黄惠
    摘要:
    湿法炼锌中采用单宁酸(TA)络合沉淀法回收金属锗,导致富集单宁酸的锌浸出液进入电解液影响锌的析出。采用聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,考察了混凝剂投加量、溶液pH值、溶液温度、搅拌时间和搅拌强度对去除锌浸出液中单宁酸的影响。对比研究了单宁酸去除前后对阴极锌电化学特性的影响,进一步探讨了PAC混凝去除单宁酸的去除机理。结果表明,在PAC投加量100 mg/L、溶液pH值4.5、温度35 ℃、搅拌时间10 min和搅拌强度100 r/min条件时,单宁酸的去除效果最佳,去除率可达到94%,锌离子保留率在93%以上;PAC对单宁酸的去除机制是吸附电中和与架桥协同作用;单宁酸富集会增加电解液的阴极极化程度,抑制锌的析出,单宁酸经PAC混凝去除后,电解液的阴极极化程度降低,有利于锌的析出。
  • 简单,邓志敢,魏昶,李兴彬,李旻廷,李存兄
    摘要:
    为了综合回收锌浸渣中的有价金属,进行了弱酸渣酸浸减量化研究,减量后的渣进回转窑处理,酸浸混合液采用锌精矿还原处理-铁粉置换沉铜-锌焙砂预中和-氧化锌粉中和沉铟工艺来分离回收有价金属。采用酸浸工艺和回转窑工艺联合处理锌浸渣,可减少入窑渣量,降低能耗。结果表明,锌浸渣经酸浸可减量50%以上,锌粉中和沉铟工艺可实现锌回收率大于90%,铜回收率大于99%,沉铟后液铟小于5 mg/L。减量后的渣可富集铅、银等金属,该渣送回转窑挥发处理,产出的氧化锌烟尘可用于中和沉铟,中和过程既可使氧化锌中的锌预先浸出,又可进一步富集铟。该工艺可实现锌浸渣的无害化处理和资源综合利用。
  • 辛椿福,夏洪应,张利波,张奇,严恒,张威,曾抗庆
    摘要:
    锗在半导体、航空航天测控、核物理探测等许多高科技领域都有广泛而重要的应用。氧化锌烟尘是铅锌冶炼企业产生的工业固体废渣,其中的锗具有很高的回收利用潜力,是国内外的研究热点。概述了锗在氧化锌烟尘中的赋存状态与提取现状。系统综述了国内外氧化锌烟尘中锗提取回收方法的研究进展,阐述了常压酸浸法、加压酸浸法、超声波强化酸浸法和微波预处理法的基本原理,并从工艺路线的适用性、反应条件的控制、锗回收提取效率以及能耗与成本等角度,分析了不同方法存在的优点和缺点。提出在氧化锌烟尘的浸出过程中,同时实现浸出烟尘中的难溶物质,高效浸出烟尘中的锌、锗并同步控制溶液中铁的价态,深入研究强化浸出机理,简化生产工艺,降低生产成本,是未来锌锗回收的发展方向。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 程雅芝,童雄,谢贤,曹阳,宋强
    摘要:
    随着锡石富矿资源的不断开采与利用,锡矿资源逐渐趋向于“贫、细、杂”,细粒锡石的回收利用成为选矿领域的重要难题。浮选法是实现微细粒锡石有效回收的重要技术手段,而浮选捕收剂是决定锡石浮选效果的重要因素。矿石碎磨阶段、调浆等过程中,因介质磨损、设备腐蚀、矿物溶解、回水利用、人为添加等原因,浮选矿浆体系中存在一些金属离子,促进或阻碍捕收剂在锡石表面吸附,进而影响锡石浮选。系统性地概述了锡石浮选中几种常见金属离子分别对苯甲羟肟酸、脂肪酸、膦酸类捕收剂捕收性能的影响及其作用机制,为理解金属离子对锡石浮选行为的影响及采用金属离子调控锡石浮选提供参考。
  • 李博琦,谢贤,宋强,杜云鹏,黎洁,朱辉
    摘要:
    高硫铅锌矿的高效分离一直以来是选矿研究的技术难题。试验所有矿样来至贵州某高硫铅锌矿选厂,原矿Pb品位2.68%、Zn品位8.80%、S品位17.46%,S主要赋存于黄铁矿中,嵌布关系复杂,解离程度不高。采用“优先浮铅再浮锌”的原则流程,通过单因素试验确定了铅粗选最佳磨矿细度为-0.074 mm含量为85%、铅粗选捕收剂为丁基黄药+乙硫氮。采用正交试验设计分别对铅粗选和锌粗选的药剂用量进行优化,结果表明,铅粗选最佳药剂制度为石灰2 000 g/t、硫酸锌1 200 g/t、丁基黄药+乙硫氮35 g/t+35 g/t、松醇油30 g/t,锌粗选最佳药剂制度为石灰800 g/t、X-45 500 g/t、丁基黄药120 g/t、松醇油20 g/t。在最佳药剂制度条件下,采用“铅一粗二扫三精、锌一粗二扫二精”选矿工艺流程进行闭路试验,最终获得Pb品位58.42%、Pb回收率80.92%的铅精矿,获得Zn品位51.61%、Zn回收率92.60%的锌精矿。
  • 地质采矿与安全工程
  • 孔祥云,眭素刚,王光进
    摘要:
    针对尾矿坝的溃决模式和尾矿库在库水位变动情况下发生溃坝危险等问题,采用自行设计的尾矿库溃坝模拟试验装置并考虑水位变化情况下,开展了尾矿库室内溃坝模型试验。结果表明:1)在库水位变动条件下,尾矿库发生漫顶溃坝,溃坝过程中,水流侵蚀引起的连续下切加深和溃口边壁发生失稳破坏引起的横向展宽是控制溃口演化的两个重要因素;2)坝体在溃决后发生明显的垂直沉降和水平位移,坝体沉降位移主要发生在坝肩和坝体中上部处,而坝体水平位移主要发生于坝体中下部和坝脚处;3)溃口处坝体下沉位移达到最大,溃口下泄泥沙流颗粒粒径随着距溃口距离的增加而逐渐递减,粒径分级现象由不明显到明显,临界距离为距溃口150 cm处。研究为尾矿库在库水位变动情况下的灾害防治提供较好的指导意义。
  • 荣帅
    摘要:
    针对滨海金矿涌水具有随机性和不确定性的特点,引入物元可拓模型,建立综合评价模型。首先,考虑了工程地质和水文地质两个方面,选取包括RQD值等10个指标构建了滨海金矿涌水风险综合评价指标体系;其次,采用改进层次分析法和改进CRITIC法分别确定指标主观和客观权重,基于博弈论计算指标的综合权重,通过计算指标层、准则层和指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度原则,判断最终的风险等级;最后将模型应用到三山岛金矿涌水风险评价中,并与云模型评价模型结果对比。研究表明,建立的综合评价模型与云模型理论评估结果一致,且与现场调研情况相符合,计算结果合理可靠,可以为滨海金矿涌水风险评估提供一条新思路。
  • 符浩南,王孝东,兰林,陈书鹏,童学林
    摘要:
    为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性研究,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似实验模型。对采场模型及现场进行风流特性试验,研究了不同工况点下采场风流变化特性;不同风速下采场模型粉尘浓度及分散度试验;分析不同工况点对粉尘浓度及分散度影响程度。结果表明:采场流场在不同风速下,当粉尘颗粒从模型工作面位置进入采场模型后,发现粉尘颗粒粒径大小位移距离会发生明显变化,当工况点风速为0.75 m/s时,工作面粉尘浓度最高为76.4 mg/m3,大部分粉尘颗粒粒径小于10 um,粉尘平均分散度为66.29%,粉尘粒径分散度主要集中在小于2 um,与现场实测结果吻合,说明此工况粉尘颗粒沉降效果最佳。
  • 环境科学与工程
  • 贾美丽,王亚茹,李昊男,王少娜,杜浩,赵备备
    摘要:
    活性炭对NaOH钒铬提取的催化氧化效果显著,在NaOH介质中添加活性炭可显著促进钒渣中钒铬的氧化溶出,铬的溶出率由不足5%提高到85%以上。以NaOH介质中活性炭催化氧化性能变化规律为重点展开研究,结果表明,活性炭的反应强化作用与氧气溶解度无关,主要与其吸附性能及催化氧化性能相关,椰壳活性炭的反应强化效果最优,其对应的碘值、亚甲基蓝值最高,且与不同浓度NaOH溶液反应后吸附性变化不大。以椰壳活性炭为代表的含活性氧活性炭与NaOH溶液反应后,表面酸性含氧官能团大幅降低,超氧自由基含量随NaOH溶液浓度提高而显著增加,超氧自由基的生成对活性炭强化亚熔盐介质分解钒渣起到催化氧化作用。
  • 胡宇龙
    摘要:
    离子液体由于其低的蒸气压、高的气体溶解度和结构可调性,已被广泛证明能有效捕集SO2。揭示其捕集机制对于开发新型捕收剂及后续气体的脱附具有重要意义。通过密度泛函理论与分子动力学模拟结合的方法考察了4种不同链长的氯化烷基咪唑离子液体([CnMIM]Cl, n=2, 4, 6, 8)与SO2的相互作用、微观结构和捕集机制。得到相互作用能和电荷转移结果分析表明,咪唑阳离子烷烃侧链的延长增强了离子对与SO2之间的静电相互作用,进而提高了离子液体中SO2的溶解度。计算得到的径向分布函数、空间分布函数、配位数和扩散系数分析表明,延长阳离子的烷烃侧链长度,削弱了阴阳离子之间的相互作用,增大了阴阳离子之间的空隙空间,增强了阴阳离子与SO2之间的相互作用。导致体系中阴、阳离子的扩散速度明显增大,而SO2的扩散速度降低,体系黏度降低,有利于SO2的扩散和传质。从分子水平提供了一种理解,可以帮助设计新型离子液体作为捕收剂以有效捕集SO2。
    材料制备与加工
  • 刘山宇,张宇晴
    摘要:
    对大尺寸(Φ20 mm)三元复合稀土钨坯条的烧结工艺进行了研究。通过在低温阶段(≦1 800 ℃)增加烧结时间、高温阶段(≧2 000 ℃)增加烧结时间、高温阶段增加保温平台的方法进行烧结。结果表明:对于在1 800 ℃以下,烧结时间短容易形成大孔洞及出现“烧生现象”造成密度低,而在高温烧结阶段延长烧结时间稀土元素扩散挥发现象严重,造成坯条内稀土元素分布不均匀,通过在低温阶段增加烧结时间,高温阶段增加保温平台缩短保温时间的方式可以抑制稀土元素的扩散和挥发密度达到18.2 g/cm3。
  • 周小彬,邹敬平,原慷,温建峰,席文君,翟墨轩
    摘要:
    使用SLM SOLUTIONS公司SLM?125型选区激光熔化仪器进行了镍基合金3D打印样品制备,分别制得了实心制品A和具有网络骨架结构的制品B。对两种制品表面形貌及内部组织解刨分析发现,两种制品内部基体部分均为致密冶金组织,熔覆颗粒界面处未见明显孔隙或杂质。其中制品B复杂网络骨架结构的获得充分说明了该激光熔覆技术对复杂微结构的制备成型具有独特技术优势。文章还对比分析了两种制品在无热处理状态下局部裂纹生长的原因,结果表明具有骨架结构的制品B内部无裂纹,但在骨架连接角位置容易生成铸造缺陷并诱发裂纹。文章还采用有限元模拟方法进行了熔池冷却过程中骨架结构中应力分布分析。
  • 靳欣,朱颖,胡文浩,王辰,江丽丽,盛利志
    摘要:
    以木耳为碳源,以钼酸钠、L-半胱氨酸分别为钼源和硫源,采用水热法原位合成一种碳包覆二硫化钼(MoS2@C)复合材料,用于锂离子电池负极材料。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对样品进行了系统的研究。以锂金属片为对电级,在两电极电池体系中进行电化学性能测试。结果表明:所制备的MoS2@C复合材料具有多孔碳包覆的结构和良好的电化学性能。MoS2@C展示出高的可逆容量(电流密度为0.1 A/g,容量为829.6 mAh/g),卓越的倍率特性(电流密度为2.0 A/g,容量为538.3 mAh/g)和良好的循环稳定性(电流密度为0.5 A/g时经过200次循环后,放电比容量保持率达94%)。所提出的策略还可进一步推广到其他过渡金属硫化物,用于超级电容器、钠离子电池和钾离子电池等储能领域。
  • 张岩,闫婉迪,国旭明,张占伟,徐荣正
    摘要:
    增材制造技术作为一种近成形技术,在航空航天、军工等重要领域具有广泛的应用前景。综述了目前国内外关于熔化极电弧增材制造技术在“形”与“性”控制方面的研究进展,重点从构件的表面成形精度、内部缺陷、残余应力与变形、微观组织与性能等四个方面进行了阐述,分析了不同“形”、“性”控制技术的原理和特点及其发展前景。
  • 李宁,张兴广,吴冰洁,李雪洁,杨龙龙,孙琨,张猛
    摘要:
    势函数对分子动力学计算的准确性和可靠性具有决定作用,如何获得精确的势函数一直是最受人们关注的问题之一。为了构建Fe-Mn原子间的势函数,利用基于密度泛函理论的第一性原理方法分别计算了BCC-Fe,BCC-Mn及L10-FeMn体系的结合能曲线,而后根据Chen-Mobius晶格反演法得到了FCC-Fe和FCC-Mn的晶格反演势。然后计算出Fe-Fe原子和Mn-Mn原子间按L10结构堆垛的结合能,进而求出Fe-Mn原子间的结合能,再利用Chen-Mobius晶格反演法,获得Fe-Mn原子间的晶格反演势,最后选择Morse势函数进行拟合。利用构建的Fe-Mn势函数进行了L10-FeMn体系结合能计算,与第一性原理计算的结果对比,表明构建的Fe-Mn势函数满足自洽性。最后利用所得势函数进行了体弹性模量,杨氏模量计算,与试验数据对比基本吻合,表明势函数具有有效性。
  • 许贞元,原慷,彭浩然,陈星宇,张鑫
    摘要:
    研究对比了两套不同功率的Tekna感应等离子球化设备进行钽粉球化制造的情况。重点分析了送粉速率对钽粉球化效果及生产效率的影响。结果表明,钽粉送粉速率的选择与设备使用功率、粉末原料流动性等多因素相关。在保障钽粉球化效果前提下,80 kW设备对钽粉处理效率远高于15 kW。大功率设备不仅在粉末处理速度上占据优势,而且粉末球化效果及成品率也相应提升。本文还论述了钽粉球化过程中出现的气化损耗、杂质去除等机理。
  • 宋芳,李蒙,孟银娜,祝庆
    摘要:
    为提升铝合金熔体品质,改善铝合金铸轧板微观组织,运用ABB测氢仪、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等检测手段研究了熔体复合在线净化(旋转喷吹净化法+双层陶瓷过滤板过滤净化法)对双零铝铝箔用铸轧板除气去杂和微观组织的影响,并对其物相进行分析。研究结果表明,熔体复合在线净化方法对铝合金熔体除气除杂效果明显。经复合在线净化处理的铝合金熔体,铝合金熔体中氢含量降到0.12 mL/(100 mg Al)以下,明显降低熔体非金属夹杂含量,铝合金铸轧板组织中未见明显气孔、粗大夹杂物或夹杂聚集现象,熔体洁净度得到了有效提高。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李衍林,李兴彬,魏昶,世仙果,邓志敢,李旻廷
    摘要:
    针对传统湿法炼锌过程铜回收工艺长、铜回收率低的难题,采用M5640直接从湿法炼锌还原浸出液中萃取分离回收铜,缩短铜回收流程,提高铜回收率。研究了混合时间、溶液pH值、萃取剂浓度、萃取级数等因素对铜萃取率的影响,以及反萃时间、相比等因素对载铜有机相中铜反萃率的影响。结果表明M5640对硫酸锌溶液中的铜离子具有很好的选择性萃取性能,在M5640浓度为15%、溶液pH值为2.0、相比(O/A)为1∶2、萃取时间为5 min的条件下,经过4级逆流萃取,铜萃取率为95.2%,锌萃取率仅为0.5%,铜锌分离系数为4 080。有机相经洗涤后,锌、铁等杂质离子被脱除,载铜有机相采用模拟铜电积废液反萃,经过2级逆流反萃,铜反萃率为97.1%。采用萃取-洗涤-反萃技术从湿法炼锌浸出液中回收铜,铜的总回收率为92.4%。
  • 邵延林,陈国木,潘明熙,周中华,黄惠
    摘要:
    湿法炼锌中采用单宁酸(TA)络合沉淀法回收金属锗,导致富集单宁酸的锌浸出液进入电解液影响锌的析出。采用聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,考察了混凝剂投加量、溶液pH值、溶液温度、搅拌时间和搅拌强度对去除锌浸出液中单宁酸的影响。对比研究了单宁酸去除前后对阴极锌电化学特性的影响,进一步探讨了PAC混凝去除单宁酸的去除机理。结果表明,在PAC投加量100 mg/L、溶液pH值4.5、温度35 ℃、搅拌时间10 min和搅拌强度100 r/min条件时,单宁酸的去除效果最佳,去除率可达到94%,锌离子保留率在93%以上;PAC对单宁酸的去除机制是吸附电中和与架桥协同作用;单宁酸富集会增加电解液的阴极极化程度,抑制锌的析出,单宁酸经PAC混凝去除后,电解液的阴极极化程度降低,有利于锌的析出。
  • 简单,邓志敢,魏昶,李兴彬,李旻廷,李存兄
    摘要:
    为了综合回收锌浸渣中的有价金属,进行了弱酸渣酸浸减量化研究,减量后的渣进回转窑处理,酸浸混合液采用锌精矿还原处理-铁粉置换沉铜-锌焙砂预中和-氧化锌粉中和沉铟工艺来分离回收有价金属。采用酸浸工艺和回转窑工艺联合处理锌浸渣,可减少入窑渣量,降低能耗。结果表明,锌浸渣经酸浸可减量50%以上,锌粉中和沉铟工艺可实现锌回收率大于90%,铜回收率大于99%,沉铟后液铟小于5 mg/L。减量后的渣可富集铅、银等金属,该渣送回转窑挥发处理,产出的氧化锌烟尘可用于中和沉铟,中和过程既可使氧化锌中的锌预先浸出,又可进一步富集铟。该工艺可实现锌浸渣的无害化处理和资源综合利用。
  • 辛椿福,夏洪应,张利波,张奇,严恒,张威,曾抗庆
    摘要:
    锗在半导体、航空航天测控、核物理探测等许多高科技领域都有广泛而重要的应用。氧化锌烟尘是铅锌冶炼企业产生的工业固体废渣,其中的锗具有很高的回收利用潜力,是国内外的研究热点。概述了锗在氧化锌烟尘中的赋存状态与提取现状。系统综述了国内外氧化锌烟尘中锗提取回收方法的研究进展,阐述了常压酸浸法、加压酸浸法、超声波强化酸浸法和微波预处理法的基本原理,并从工艺路线的适用性、反应条件的控制、锗回收提取效率以及能耗与成本等角度,分析了不同方法存在的优点和缺点。提出在氧化锌烟尘的浸出过程中,同时实现浸出烟尘中的难溶物质,高效浸出烟尘中的锌、锗并同步控制溶液中铁的价态,深入研究强化浸出机理,简化生产工艺,降低生产成本,是未来锌锗回收的发展方向。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 程雅芝,童雄,谢贤,曹阳,宋强
    摘要:
    随着锡石富矿资源的不断开采与利用,锡矿资源逐渐趋向于“贫、细、杂”,细粒锡石的回收利用成为选矿领域的重要难题。浮选法是实现微细粒锡石有效回收的重要技术手段,而浮选捕收剂是决定锡石浮选效果的重要因素。矿石碎磨阶段、调浆等过程中,因介质磨损、设备腐蚀、矿物溶解、回水利用、人为添加等原因,浮选矿浆体系中存在一些金属离子,促进或阻碍捕收剂在锡石表面吸附,进而影响锡石浮选。系统性地概述了锡石浮选中几种常见金属离子分别对苯甲羟肟酸、脂肪酸、膦酸类捕收剂捕收性能的影响及其作用机制,为理解金属离子对锡石浮选行为的影响及采用金属离子调控锡石浮选提供参考。
  • 李博琦,谢贤,宋强,杜云鹏,黎洁,朱辉
    摘要:
    高硫铅锌矿的高效分离一直以来是选矿研究的技术难题。试验所有矿样来至贵州某高硫铅锌矿选厂,原矿Pb品位2.68%、Zn品位8.80%、S品位17.46%,S主要赋存于黄铁矿中,嵌布关系复杂,解离程度不高。采用“优先浮铅再浮锌”的原则流程,通过单因素试验确定了铅粗选最佳磨矿细度为-0.074 mm含量为85%、铅粗选捕收剂为丁基黄药+乙硫氮。采用正交试验设计分别对铅粗选和锌粗选的药剂用量进行优化,结果表明,铅粗选最佳药剂制度为石灰2 000 g/t、硫酸锌1 200 g/t、丁基黄药+乙硫氮35 g/t+35 g/t、松醇油30 g/t,锌粗选最佳药剂制度为石灰800 g/t、X-45 500 g/t、丁基黄药120 g/t、松醇油20 g/t。在最佳药剂制度条件下,采用“铅一粗二扫三精、锌一粗二扫二精”选矿工艺流程进行闭路试验,最终获得Pb品位58.42%、Pb回收率80.92%的铅精矿,获得Zn品位51.61%、Zn回收率92.60%的锌精矿。
  • 地质采矿与安全工程
  • 孔祥云,眭素刚,王光进
    摘要:
    针对尾矿坝的溃决模式和尾矿库在库水位变动情况下发生溃坝危险等问题,采用自行设计的尾矿库溃坝模拟试验装置并考虑水位变化情况下,开展了尾矿库室内溃坝模型试验。结果表明:1)在库水位变动条件下,尾矿库发生漫顶溃坝,溃坝过程中,水流侵蚀引起的连续下切加深和溃口边壁发生失稳破坏引起的横向展宽是控制溃口演化的两个重要因素;2)坝体在溃决后发生明显的垂直沉降和水平位移,坝体沉降位移主要发生在坝肩和坝体中上部处,而坝体水平位移主要发生于坝体中下部和坝脚处;3)溃口处坝体下沉位移达到最大,溃口下泄泥沙流颗粒粒径随着距溃口距离的增加而逐渐递减,粒径分级现象由不明显到明显,临界距离为距溃口150 cm处。研究为尾矿库在库水位变动情况下的灾害防治提供较好的指导意义。
  • 荣帅
    摘要:
    针对滨海金矿涌水具有随机性和不确定性的特点,引入物元可拓模型,建立综合评价模型。首先,考虑了工程地质和水文地质两个方面,选取包括RQD值等10个指标构建了滨海金矿涌水风险综合评价指标体系;其次,采用改进层次分析法和改进CRITIC法分别确定指标主观和客观权重,基于博弈论计算指标的综合权重,通过计算指标层、准则层和指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度原则,判断最终的风险等级;最后将模型应用到三山岛金矿涌水风险评价中,并与云模型评价模型结果对比。研究表明,建立的综合评价模型与云模型理论评估结果一致,且与现场调研情况相符合,计算结果合理可靠,可以为滨海金矿涌水风险评估提供一条新思路。
  • 符浩南,王孝东,兰林,陈书鹏,童学林
    摘要:
    为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性研究,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似实验模型。对采场模型及现场进行风流特性试验,研究了不同工况点下采场风流变化特性;不同风速下采场模型粉尘浓度及分散度试验;分析不同工况点对粉尘浓度及分散度影响程度。结果表明:采场流场在不同风速下,当粉尘颗粒从模型工作面位置进入采场模型后,发现粉尘颗粒粒径大小位移距离会发生明显变化,当工况点风速为0.75 m/s时,工作面粉尘浓度最高为76.4 mg/m3,大部分粉尘颗粒粒径小于10 um,粉尘平均分散度为66.29%,粉尘粒径分散度主要集中在小于2 um,与现场实测结果吻合,说明此工况粉尘颗粒沉降效果最佳。
  • 环境科学与工程
  • 贾美丽,王亚茹,李昊男,王少娜,杜浩,赵备备
    摘要:
    活性炭对NaOH钒铬提取的催化氧化效果显著,在NaOH介质中添加活性炭可显著促进钒渣中钒铬的氧化溶出,铬的溶出率由不足5%提高到85%以上。以NaOH介质中活性炭催化氧化性能变化规律为重点展开研究,结果表明,活性炭的反应强化作用与氧气溶解度无关,主要与其吸附性能及催化氧化性能相关,椰壳活性炭的反应强化效果最优,其对应的碘值、亚甲基蓝值最高,且与不同浓度NaOH溶液反应后吸附性变化不大。以椰壳活性炭为代表的含活性氧活性炭与NaOH溶液反应后,表面酸性含氧官能团大幅降低,超氧自由基含量随NaOH溶液浓度提高而显著增加,超氧自由基的生成对活性炭强化亚熔盐介质分解钒渣起到催化氧化作用。
  • 胡宇龙
    摘要:
    离子液体由于其低的蒸气压、高的气体溶解度和结构可调性,已被广泛证明能有效捕集SO2。揭示其捕集机制对于开发新型捕收剂及后续气体的脱附具有重要意义。通过密度泛函理论与分子动力学模拟结合的方法考察了4种不同链长的氯化烷基咪唑离子液体([CnMIM]Cl, n=2, 4, 6, 8)与SO2的相互作用、微观结构和捕集机制。得到相互作用能和电荷转移结果分析表明,咪唑阳离子烷烃侧链的延长增强了离子对与SO2之间的静电相互作用,进而提高了离子液体中SO2的溶解度。计算得到的径向分布函数、空间分布函数、配位数和扩散系数分析表明,延长阳离子的烷烃侧链长度,削弱了阴阳离子之间的相互作用,增大了阴阳离子之间的空隙空间,增强了阴阳离子与SO2之间的相互作用。导致体系中阴、阳离子的扩散速度明显增大,而SO2的扩散速度降低,体系黏度降低,有利于SO2的扩散和传质。从分子水平提供了一种理解,可以帮助设计新型离子液体作为捕收剂以有效捕集SO2。
    材料制备与加工
  • 刘山宇,张宇晴
    摘要:
    对大尺寸(Φ20 mm)三元复合稀土钨坯条的烧结工艺进行了研究。通过在低温阶段(≦1 800 ℃)增加烧结时间、高温阶段(≧2 000 ℃)增加烧结时间、高温阶段增加保温平台的方法进行烧结。结果表明:对于在1 800 ℃以下,烧结时间短容易形成大孔洞及出现“烧生现象”造成密度低,而在高温烧结阶段延长烧结时间稀土元素扩散挥发现象严重,造成坯条内稀土元素分布不均匀,通过在低温阶段增加烧结时间,高温阶段增加保温平台缩短保温时间的方式可以抑制稀土元素的扩散和挥发密度达到18.2 g/cm3。
  • 周小彬,邹敬平,原慷,温建峰,席文君,翟墨轩
    摘要:
    使用SLM SOLUTIONS公司SLM?125型选区激光熔化仪器进行了镍基合金3D打印样品制备,分别制得了实心制品A和具有网络骨架结构的制品B。对两种制品表面形貌及内部组织解刨分析发现,两种制品内部基体部分均为致密冶金组织,熔覆颗粒界面处未见明显孔隙或杂质。其中制品B复杂网络骨架结构的获得充分说明了该激光熔覆技术对复杂微结构的制备成型具有独特技术优势。文章还对比分析了两种制品在无热处理状态下局部裂纹生长的原因,结果表明具有骨架结构的制品B内部无裂纹,但在骨架连接角位置容易生成铸造缺陷并诱发裂纹。文章还采用有限元模拟方法进行了熔池冷却过程中骨架结构中应力分布分析。
  • 靳欣,朱颖,胡文浩,王辰,江丽丽,盛利志
    摘要:
    以木耳为碳源,以钼酸钠、L-半胱氨酸分别为钼源和硫源,采用水热法原位合成一种碳包覆二硫化钼(MoS2@C)复合材料,用于锂离子电池负极材料。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对样品进行了系统的研究。以锂金属片为对电级,在两电极电池体系中进行电化学性能测试。结果表明:所制备的MoS2@C复合材料具有多孔碳包覆的结构和良好的电化学性能。MoS2@C展示出高的可逆容量(电流密度为0.1 A/g,容量为829.6 mAh/g),卓越的倍率特性(电流密度为2.0 A/g,容量为538.3 mAh/g)和良好的循环稳定性(电流密度为0.5 A/g时经过200次循环后,放电比容量保持率达94%)。所提出的策略还可进一步推广到其他过渡金属硫化物,用于超级电容器、钠离子电池和钾离子电池等储能领域。
  • 张岩,闫婉迪,国旭明,张占伟,徐荣正
    摘要:
    增材制造技术作为一种近成形技术,在航空航天、军工等重要领域具有广泛的应用前景。综述了目前国内外关于熔化极电弧增材制造技术在“形”与“性”控制方面的研究进展,重点从构件的表面成形精度、内部缺陷、残余应力与变形、微观组织与性能等四个方面进行了阐述,分析了不同“形”、“性”控制技术的原理和特点及其发展前景。
  • 李宁,张兴广,吴冰洁,李雪洁,杨龙龙,孙琨,张猛
    摘要:
    势函数对分子动力学计算的准确性和可靠性具有决定作用,如何获得精确的势函数一直是最受人们关注的问题之一。为了构建Fe-Mn原子间的势函数,利用基于密度泛函理论的第一性原理方法分别计算了BCC-Fe,BCC-Mn及L10-FeMn体系的结合能曲线,而后根据Chen-Mobius晶格反演法得到了FCC-Fe和FCC-Mn的晶格反演势。然后计算出Fe-Fe原子和Mn-Mn原子间按L10结构堆垛的结合能,进而求出Fe-Mn原子间的结合能,再利用Chen-Mobius晶格反演法,获得Fe-Mn原子间的晶格反演势,最后选择Morse势函数进行拟合。利用构建的Fe-Mn势函数进行了L10-FeMn体系结合能计算,与第一性原理计算的结果对比,表明构建的Fe-Mn势函数满足自洽性。最后利用所得势函数进行了体弹性模量,杨氏模量计算,与试验数据对比基本吻合,表明势函数具有有效性。
  • 许贞元,原慷,彭浩然,陈星宇,张鑫
    摘要:
    研究对比了两套不同功率的Tekna感应等离子球化设备进行钽粉球化制造的情况。重点分析了送粉速率对钽粉球化效果及生产效率的影响。结果表明,钽粉送粉速率的选择与设备使用功率、粉末原料流动性等多因素相关。在保障钽粉球化效果前提下,80 kW设备对钽粉处理效率远高于15 kW。大功率设备不仅在粉末处理速度上占据优势,而且粉末球化效果及成品率也相应提升。本文还论述了钽粉球化过程中出现的气化损耗、杂质去除等机理。
  • 宋芳,李蒙,孟银娜,祝庆
    摘要:
    为提升铝合金熔体品质,改善铝合金铸轧板微观组织,运用ABB测氢仪、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)等检测手段研究了熔体复合在线净化(旋转喷吹净化法+双层陶瓷过滤板过滤净化法)对双零铝铝箔用铸轧板除气去杂和微观组织的影响,并对其物相进行分析。研究结果表明,熔体复合在线净化方法对铝合金熔体除气除杂效果明显。经复合在线净化处理的铝合金熔体,铝合金熔体中氢含量降到0.12 mL/(100 mg Al)以下,明显降低熔体非金属夹杂含量,铝合金铸轧板组织中未见明显气孔、粗大夹杂物或夹杂聚集现象,熔体洁净度得到了有效提高。
  • 提取冶金与化学工程
  • 李衍林,李兴彬,魏昶,世仙果,邓志敢,李旻廷
    摘要:
    针对传统湿法炼锌过程铜回收工艺长、铜回收率低的难题,采用M5640直接从湿法炼锌还原浸出液中萃取分离回收铜,缩短铜回收流程,提高铜回收率。研究了混合时间、溶液pH值、萃取剂浓度、萃取级数等因素对铜萃取率的影响,以及反萃时间、相比等因素对载铜有机相中铜反萃率的影响。结果表明M5640对硫酸锌溶液中的铜离子具有很好的选择性萃取性能,在M5640浓度为15%、溶液pH值为2.0、相比(O/A)为1∶2、萃取时间为5 min的条件下,经过4级逆流萃取,铜萃取率为95.2%,锌萃取率仅为0.5%,铜锌分离系数为4 080。有机相经洗涤后,锌、铁等杂质离子被脱除,载铜有机相采用模拟铜电积废液反萃,经过2级逆流反萃,铜反萃率为97.1%。采用萃取-洗涤-反萃技术从湿法炼锌浸出液中回收铜,铜的总回收率为92.4%。
  • 邵延林,陈国木,潘明熙,周中华,黄惠
    摘要:
    湿法炼锌中采用单宁酸(TA)络合沉淀法回收金属锗,导致富集单宁酸的锌浸出液进入电解液影响锌的析出。采用聚合氯化铝(PAC)为混凝剂,考察了混凝剂投加量、溶液pH值、溶液温度、搅拌时间和搅拌强度对去除锌浸出液中单宁酸的影响。对比研究了单宁酸去除前后对阴极锌电化学特性的影响,进一步探讨了PAC混凝去除单宁酸的去除机理。结果表明,在PAC投加量100 mg/L、溶液pH值4.5、温度35 ℃、搅拌时间10 min和搅拌强度100 r/min条件时,单宁酸的去除效果最佳,去除率可达到94%,锌离子保留率在93%以上;PAC对单宁酸的去除机制是吸附电中和与架桥协同作用;单宁酸富集会增加电解液的阴极极化程度,抑制锌的析出,单宁酸经PAC混凝去除后,电解液的阴极极化程度降低,有利于锌的析出。
  • 简单,邓志敢,魏昶,李兴彬,李旻廷,李存兄
    摘要:
    为了综合回收锌浸渣中的有价金属,进行了弱酸渣酸浸减量化研究,减量后的渣进回转窑处理,酸浸混合液采用锌精矿还原处理-铁粉置换沉铜-锌焙砂预中和-氧化锌粉中和沉铟工艺来分离回收有价金属。采用酸浸工艺和回转窑工艺联合处理锌浸渣,可减少入窑渣量,降低能耗。结果表明,锌浸渣经酸浸可减量50%以上,锌粉中和沉铟工艺可实现锌回收率大于90%,铜回收率大于99%,沉铟后液铟小于5 mg/L。减量后的渣可富集铅、银等金属,该渣送回转窑挥发处理,产出的氧化锌烟尘可用于中和沉铟,中和过程既可使氧化锌中的锌预先浸出,又可进一步富集铟。该工艺可实现锌浸渣的无害化处理和资源综合利用。
  • 辛椿福,夏洪应,张利波,张奇,严恒,张威,曾抗庆
    摘要:
    锗在半导体、航空航天测控、核物理探测等许多高科技领域都有广泛而重要的应用。氧化锌烟尘是铅锌冶炼企业产生的工业固体废渣,其中的锗具有很高的回收利用潜力,是国内外的研究热点。概述了锗在氧化锌烟尘中的赋存状态与提取现状。系统综述了国内外氧化锌烟尘中锗提取回收方法的研究进展,阐述了常压酸浸法、加压酸浸法、超声波强化酸浸法和微波预处理法的基本原理,并从工艺路线的适用性、反应条件的控制、锗回收提取效率以及能耗与成本等角度,分析了不同方法存在的优点和缺点。提出在氧化锌烟尘的浸出过程中,同时实现浸出烟尘中的难溶物质,高效浸出烟尘中的锌、锗并同步控制溶液中铁的价态,深入研究强化浸出机理,简化生产工艺,降低生产成本,是未来锌锗回收的发展方向。
  • 矿物加工与工艺矿物学
  • 程雅芝,童雄,谢贤,曹阳,宋强
    摘要:
    随着锡石富矿资源的不断开采与利用,锡矿资源逐渐趋向于“贫、细、杂”,细粒锡石的回收利用成为选矿领域的重要难题。浮选法是实现微细粒锡石有效回收的重要技术手段,而浮选捕收剂是决定锡石浮选效果的重要因素。矿石碎磨阶段、调浆等过程中,因介质磨损、设备腐蚀、矿物溶解、回水利用、人为添加等原因,浮选矿浆体系中存在一些金属离子,促进或阻碍捕收剂在锡石表面吸附,进而影响锡石浮选。系统性地概述了锡石浮选中几种常见金属离子分别对苯甲羟肟酸、脂肪酸、膦酸类捕收剂捕收性能的影响及其作用机制,为理解金属离子对锡石浮选行为的影响及采用金属离子调控锡石浮选提供参考。
  • 李博琦,谢贤,宋强,杜云鹏,黎洁,朱辉
    摘要:
    高硫铅锌矿的高效分离一直以来是选矿研究的技术难题。试验所有矿样来至贵州某高硫铅锌矿选厂,原矿Pb品位2.68%、Zn品位8.80%、S品位17.46%,S主要赋存于黄铁矿中,嵌布关系复杂,解离程度不高。采用“优先浮铅再浮锌”的原则流程,通过单因素试验确定了铅粗选最佳磨矿细度为-0.074 mm含量为85%、铅粗选捕收剂为丁基黄药+乙硫氮。采用正交试验设计分别对铅粗选和锌粗选的药剂用量进行优化,结果表明,铅粗选最佳药剂制度为石灰2 000 g/t、硫酸锌1 200 g/t、丁基黄药+乙硫氮35 g/t+35 g/t、松醇油30 g/t,锌粗选最佳药剂制度为石灰800 g/t、X-45 500 g/t、丁基黄药120 g/t、松醇油20 g/t。在最佳药剂制度条件下,采用“铅一粗二扫三精、锌一粗二扫二精”选矿工艺流程进行闭路试验,最终获得Pb品位58.42%、Pb回收率80.92%的铅精矿,获得Zn品位51.61%、Zn回收率92.60%的锌精矿。
  • 地质采矿与安全工程
  • 孔祥云,眭素刚,王光进
    摘要:
    针对尾矿坝的溃决模式和尾矿库在库水位变动情况下发生溃坝危险等问题,采用自行设计的尾矿库溃坝模拟试验装置并考虑水位变化情况下,开展了尾矿库室内溃坝模型试验。结果表明:1)在库水位变动条件下,尾矿库发生漫顶溃坝,溃坝过程中,水流侵蚀引起的连续下切加深和溃口边壁发生失稳破坏引起的横向展宽是控制溃口演化的两个重要因素;2)坝体在溃决后发生明显的垂直沉降和水平位移,坝体沉降位移主要发生在坝肩和坝体中上部处,而坝体水平位移主要发生于坝体中下部和坝脚处;3)溃口处坝体下沉位移达到最大,溃口下泄泥沙流颗粒粒径随着距溃口距离的增加而逐渐递减,粒径分级现象由不明显到明显,临界距离为距溃口150 cm处。研究为尾矿库在库水位变动情况下的灾害防治提供较好的指导意义。
  • 荣帅
    摘要:
    针对滨海金矿涌水具有随机性和不确定性的特点,引入物元可拓模型,建立综合评价模型。首先,考虑了工程地质和水文地质两个方面,选取包括RQD值等10个指标构建了滨海金矿涌水风险综合评价指标体系;其次,采用改进层次分析法和改进CRITIC法分别确定指标主观和客观权重,基于博弈论计算指标的综合权重,通过计算指标层、准则层和指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度原则,判断最终的风险等级;最后将模型应用到三山岛金矿涌水风险评价中,并与云模型评价模型结果对比。研究表明,建立的综合评价模型与云模型理论评估结果一致,且与现场调研情况相符合,计算结果合理可靠,可以为滨海金矿涌水风险评估提供一条新思路。
  • 符浩南,王孝东,兰林,陈书鹏,童学林
    摘要:
    为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性研究,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似实验模型。对采场模型及现场进行风流特性试验,研究了不同工况点下采场风流变化特性;不同风速下采场模型粉尘浓度及分散度试验;分析不同工况点对粉尘浓度及分散度影响程度。结果表明:采场流场在不同风速下,当粉尘颗粒从模型工作面位置进入采场模型后,发现粉尘颗粒粒径大小位移距离会发生明显变化,当工况点风速为0.75 m/s时,工作面粉尘浓度最高为76.4 mg/m3,大部分粉尘颗粒粒径小于10 um,粉尘平均分散度为66.29%,粉尘粒径分散度主要集中在小于2 um,与现场实测结果吻合,说明此工况粉尘颗粒沉降效果最佳。
  • 环境科学与工程
  • 贾美丽,王亚茹,李昊男,王少娜,杜浩,赵备备
    摘要:
    活性炭对NaOH钒铬提取的催化氧化效果显著,在NaOH介质中添加活性炭可显著促进钒渣中钒铬的氧化溶出,铬的溶出率由不足5%提高到85%以上。以NaOH介质中活性炭催化氧化性能变化规律为重点展开研究,结果表明,活性炭的反应强化作用与氧气溶解度无关,主要与其吸附性能及催化氧化性能相关,椰壳活性炭的反应强化效果最优,其对应的碘值、亚甲基蓝值最高,且与不同浓度NaOH溶液反应后吸附性变化不大。以椰壳活性炭为代表的含活性氧活性炭与NaOH溶液反应后,表面酸性含氧官能团大幅降低,超氧自由基含量随NaOH溶液浓度提高而显著增加,超氧自由基的生成对活性炭强化亚熔盐介质分解钒渣起到催化氧化作用。
  • 胡宇龙
    摘要:
    离子液体由于其低的蒸气压、高的气体溶解度和结构可调性,已被广泛证明能有效捕集SO2。揭示其捕集机制对于开发新型捕收剂及后续气体的脱附具有重要意义。通过密度泛函理论与分子动力学模拟结合的方法考察了4种不同链长的氯化烷基咪唑离子液体([CnMIM]Cl, n=2, 4, 6, 8)与SO2的相互作用、微观结构和捕集机制。得到相互作用能和电荷转移结果分析表明,咪唑阳离子烷烃侧链的延长增强了离子对与SO2之间的静电相互作用,进而提高了离子液体中SO2的溶解度。计算得到的径向分布函数、空间分布函数、配位数和扩散系数分析表明,延长阳离子的烷烃侧链长度,削弱了阴阳离子之间的相互作用,增大了阴阳离子之间的空隙空间,增强了阴阳离子与SO2之间的相互作用。导致体系中阴、阳离子的扩散速度明显增大,而SO2的扩散速度降低,体系黏度降低,有利于SO2的扩散和传质。从分子水平提供了一种理解,可以帮助设计新型离子液体作为捕收剂以有效捕集SO2。

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