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中国粉体技术
中国颗粒学会；济南大学；中国非金属矿工业协会矿物加工利用专业委员会
中国粉体技术

中国颗粒学会；济南大学；中国非金属矿工业协会矿物加工利用专业委员会

魏飞

双月刊

1008-5548

zgft@ujn.edu.cn

0531-82765659

250022

山东济南济微路106号

中国粉体技术/Journal China Powder Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要介绍在化学工程、冶金和材料工程、采矿和石油工程、机械工程、大气科学、应用物理学、应用化学、环保勤务员中涉及的颗粒的特殊概念、特性、现象等以及与粉体有关的工艺过程各单元，如粉碎、分级、混合、改性、造粒、干燥、烧结。散料输运、贮存、粉尘爆炸、粉体应用等也受到了关注。同时该刊也关注粉体及相关材料的合成、聚集、反应活性和稳定性的研究和测试。并重点报导对颗粒（粉体）的体系、结构及生产设备的认识和应用状况，促进涉及该领域内的冶金、化工、建材、石油、煤炭、地质、医药、食品、轻纺、农业、气象、环保、军工等众多行业根据不同理论和技术进行的科研交流。该杂志内容涉及了气溶胶、流态化、超微颗粒（分子级～100nm）、颗粒测试、颗粒制备和表面处理等多个学术、技术领域。
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    施加脱硫石膏对盐碱土改良和固碳的影响

    孙金金马斌李福杰韩风...
    1-11页
    查看更多>>摘要：[目的]探究脱硫石膏施用对盐碱土改良效果和固碳作用.[方法]以新疆塔里木河流域下游荒漠盐碱土为研究对象,分析脱硫石膏不同施用量(0、10、20、30、40、50t/hm2)对土层厚度为0～40 cm的土壤理化性质及土壤固碳的影响.[结果]与对照组相比,施用脱硫石膏显著降低0～20cm 土层土壤pH,增加土壤盐分含量;施用脱硫石膏量为40t/hm2的土壤有机碳储量达到最高,比对照组增加0.029kg/m2;与对照组相比,脱硫石膏施用量分别为10、40t/hm2时,处理土壤的无机碳储量分别增加0.21、0.18 kg/m2;从改良时间来看,施用脱硫石膏改良土壤固碳效应的持续时间为0～7d,其中施用量为40t/hm2时的效果最好;土壤碳储量受土壤pH、土壤盐分、降水量和蒸散发的影响较大.[结论]从盐碱土的改良效果及固碳作用来看,脱硫石膏施用量为40t/hm2时能显著降低土壤pH,且过程中具有显著的固碳作用.

    盐碱土脱硫石膏土壤改良土壤固碳

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    球形粉体制备技术研究进展

    彭琳谭琦刘磊钱晨光...
    12-27页
    查看更多>>摘要：[目的]球形粉体由于具有更好的流动性和均匀性被广泛应用于增强材料、涂料、陶瓷、3D打印等领域.为了满足不同行业对粉体材料的表面特性和物理性能要求,提升产品性能,降低工艺损失,促进绿色制造,对球形粉体制备技术的研究现状进行总结和思考.[研究现状]综述球形粉体常见制备技术,包括传统物理法(机械整形法和喷雾干燥法)、化学法(气相化学反应法、沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法及微乳液法)和高温熔融法(等离子体球化法、雾化法和气体燃烧火焰成球法),总结上述方法的优势及目前的局限性,重点阐述不同球形粉体材料制备技术的基本原理与应用领域的研究进展.[展望]对球形粉体制备技术的发展趋势进行分析与展望,认为高温熔融法是最具实现大规模工业化生产潜力的球形粉体制备技术,提出高纯超细、窄分布、粒径可控、高球化率、高效率工业智能化绿色生产是我国未来球形粉体制备技术的发展趋势.

    球形粉体球形化高温熔融等离子体

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    基于长短期记忆-深度Q值网络的异构机器人煤矸协同分选方法

    张杰夏蕊李博王学文...
    28-38页
    查看更多>>摘要：[目的]提高传统的单一类别煤矸分选机器人在面对形状、尺寸差异较大的矸石时的适应性,分析异构机器人工作特性,实现异构机器人协同分选.[方法]基于深度Q值网络(deep Q network,DQN)提出异构机器人协同分选模型;分析协同工作分选流程制定决策框架,根据强化学习所需,设计交互环境,构建智能体连续的状态空间奖惩函数,长短期记忆网络(long short term memory,LTSM)和全连接网络相结合,构建DQN价值和目标网络,实现强化学习模型在工作过程中的任务分配.[结果]协同分选模型与传统顺序分配模型相比,在不同含矸率工作负载下,可提高分选效益0.49％～17.74％;在样本含矸率为21.61％,传送带速度为0.4～0.6 m/s的条件下,可提高分选效率2.41％～8.98％.[结论]异构机器人协同分选方法可以在不同的工作负载下获得稳定的分拣效益,避免单一分配方案无法适应动态变化的矸石流缺陷.

    异构机器人协同分选强化学习长短期记忆网络深度Q值网络

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    碳包裹氮化铁复合材料的制备及微波吸收性能

    王文敬董浩琪卢洁李伟...
    39-50页
    查看更多>>摘要：[目的]研究不同氮化铁复合材料Fe2N@C、Fe3N@C和Fe4N@C的微波吸收性能.[方法]通过水热法合成金属有机骨架材料(MOFs),经过氮化处理得到Fe2N@C、Fe3N@C和Fe4N@C复合材料;采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、超高分辨扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、高分辨透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、拉曼光谱(Raman spectra,Raman)和X 射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等技术表征、定性Fe2N@C、Fe3N@C和Fe4N@C的结构、形貌以及成分变化,结合矢量网络分析(vector network analyzer,VNA)和振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer,VSM)定量分析Fe2N@C、Fe3N@C和Fe4N@C对微波的反射损耗能力以及磁性能.[结果]Fe2N@C和Fe4N@C因介电常数远大于磁导率,导致阻抗匹配失衡,而Fe3N@C介电常数和磁导率相近,存在较好的阻抗匹配,涂层厚度为2 mm的样品,小于反射损耗为-10 dB的有效吸波宽带达到的频率为2.4 GHz,在频率为9.1 GHz处最小的反射损耗为-14.1 dB.[结论]3种氮化铁的相结构和碳层的缺陷程度不同,氮化铁核与碳壳的导电性不同,会在界面间出现电荷聚集,引起界面极化,导致Fe2N@C和Fe4N@C的介电常数增大,使得Fe2N@C和Fe4N@C中的介电常数远大于磁导率,最终导致阻抗匹配失衡,具有较差的吸波性能.

    氮化铁复合材料阻抗匹配微波吸收

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    大掺量钢渣微粉-水泥泡沫轻质土的性能

    张彩利王犇于焱龙张崇僖...
    51-63页
    查看更多>>摘要：[目的]提高钢渣利用率,实现部分钢渣替代水泥制备钢渣微粉-水泥泡沫轻质土,制备更加经济型的高性能泡沫轻质土.[方法]采用抗压强度、抗硫酸盐腐蚀等试验研究不同钢渣微粉掺量(质量比,下同)、水灰比(质量比,下同)、湿密度等泡沫轻质土物理力学特性及耐久性.[结果]随着钢渣微粉掺量的增加,泡沫轻质土抗压强度降低,吸水率增大,沉陷距减小;随着水灰比增大,泡沫轻质土吸水率、流值、沉陷距增大,抗压强度呈现先增后减的趋势,水灰比为0.7时,龄期为7、28、60 d的抗压强度达到最高,分别为0.68、0.90、1.28 MPa;随着湿密度的增大,抗压强度和流值增大,吸水率减小,沉陷距增大;施工湿密度为600kg/m3、水灰比为0.70、钢渣微粉掺量为50％时,泡沫轻质土水稳定系数为0.852,冻融稳定系数为0.752,28 d抗压强度可以达到0.90 MPa.[结论]钢渣微粉和碱性激发剂的掺入,能够有效提高钢渣利用率,同时减少水泥使用量;掺量为50％的钢渣微粉-水泥泡沫轻质土的力学性能得到保障.

    泡沫轻质土钢渣微粉物理特性力学性能耐久性

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    基于硅酸钠和硅藻土的油井水泥自愈合材料的制备及表征

    李锟张春梅刘成梅开元...
    64-75页
    查看更多>>摘要：[目的]研究硅藻土对硅酸钠的吸附效果,探讨油井水泥环微裂缝的修复问题.[方法]采用硅酸钠作为自愈合剂,硅藻土为载体,利用真空浸渍法制备硅藻土基自愈合材料;借助扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、红外光谱仪(infrared spectrometer,FTIR)、全自动表面积和孔结构分析仪(automatic surface area and pore structure analyzer,BET)进行分析;通过对比分析掺入硅藻土基自愈合材料前、后水泥石的抗压强度、恢复率和渗透率等,对自愈合效果进行评价;通过对水泥石裂缝表面物质进行X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)、热重分析(thermal analysis,TG)和SEM分析评价材料的自愈合机制.[结果]利用真空浸渍法能够成功制得硅藻土基自愈合材料;硅藻土基自愈合材料在油井水泥中最佳掺量为9％(质量分数),该试样劈裂造缝后自愈合14 d的抗压强度比纯水泥的提高99.57％,自愈合14 d后渗透率为0.42 mD,渗透率降低率达到75.44％,比纯水泥试样的高40.94％,且自愈合14 d后裂缝表面已经闭合.[结论]硅藻土基自愈合材料制备工艺简单,在油井水泥浆中具有良好的分散性和稳定性,可以促进油井水泥石微裂缝自愈合.

    硅酸钠硅藻土油井水泥微裂缝自愈合

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    优化碱酸法提纯石墨

    刘云泽孟繁荣崔学民王林杰...
    76-87页
    查看更多>>摘要：[目的]优化天然石墨提纯效果,降低酸在提纯过程中的过多使用对环境造成的影响,满足各行各业对高品质石墨的需求,实现更环保、高效的石墨提纯.[方法]以鳞片石墨为原料,采取NaOH-HCl-HF联合处理的工艺对石墨进行提纯研究,提高石墨的固定碳含量(质量分数,下同),降低石墨中的主要杂质元素如Si、Fe、Al、Cu等的含量,详细考察NaOH的用量以及焙烧温度2个关键因素对该工艺提纯效果的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)观察石墨形貌特征,X射线荧光光谱仪(XRF)和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定提纯处理前后石墨的杂质含量,X射线衍射仪(XRD)确定石墨及其灰分的晶体结构.[结果]当焙烧温度为500 ℃、焙烧时间为2.5h,HCl的体积与石墨的质量比为2∶1,氢氟酸的体积与石墨的质量比为2∶1时,石墨的平均固定碳含量从原来的95.3％提高到99.93％;当NaOH与石墨的质量比分别为0.5∶1和0.6∶1时,石墨的平均固定碳含量为99.91％和99.93％;考虑到成本效益等因素,确定当NaOH与石墨的质量比设定为0.5∶1时为理想工艺条件;经过提纯处理后的石墨层结构并不会出现明显的变化,基本性能不变,提纯处理后的石墨相比于提纯处理前的石墨,杂质含量明显地降低.[结论]该碱酸工艺不仅能有效地去除石墨中的杂质,盐酸和氢氟酸的组合还可以显著地提升提纯效果,可有望应用在石墨提纯处理和新能源材料领域.

    石墨碱酸法加碱焙烧固定碳纯化

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    外加电场作用下颗粒层除尘器过滤性能的数值研究

    朱康宁李源沈小又吴晶晶...
    88-99页
    查看更多>>摘要：[目的]研究外加电场和细颗粒物粒径对固定床颗粒层除尘器(granular bed filter,GBF)过滤性能的影响.[方法]建立GBF的三维过滤模型和电场力模型并验证其准确性;研究有、无外加电场及不同电场强度情况下GBF对粒径为1～21 μm的细颗粒物的过滤情况,并分析不同粒径的细颗粒物在GBF内部的分布规律.[结果]外加电场的存在能显著提高GBF对粒径为3～21 μm的细颗粒物的过滤效率,且外加电场强度越大,细颗粒物粒径越大,GBF过滤效率提升越明显;随着粒径的增大,细颗粒物在堆积颗粒层内部的分布更加集中在高气流速度区域,且更容易通过堆积颗粒层与GBF壁面之间形成的通道;外加电场的存在使得堆积颗粒层内部的细颗粒物数量减少,分布散乱,且大粒径细颗粒物在GBF壁面附近区域发生较大规模聚集.[结论]外加电场和细颗粒物粒径的增大与GBF内部细颗粒物的分布规律密切联系,且对GBF过滤性能的提升发挥积极作用.

    颗粒层除尘器电场细颗粒物过滤效率数值模拟

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    基于CFD-DEM的超细碳酸钙螺旋输送仿真分析

    蔡文源王利强徐立敏
    100-111页
    查看更多>>摘要：[目的]为提高螺旋输送机的输送效率,降低输送机的功耗与磨损,探究在不同进料速率、螺旋轴转速与几何体摩擦系数下,超细碳酸钙在水平变径变距螺旋输送机内的颗粒流动状态、出口质量流量、输送机功耗与磨损分布.[方法]使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散单元法(discrete element method,DEM)双向耦合数值模拟的方法,对螺旋输送机在不同转速下的质量流率进行分析对比,验证数值模型的正确性.[结果]摩擦系数对颗粒的运动有较大影响,颗粒流的轴向速度峰值和质量流率峰值随着摩擦系数的增加先增大再减小;随着下料速度和摩擦系数的增大,输送机功率明显增大,且摩擦系数在高进料速度与低转速的情况下对功耗的影响相对于低进料速度和高转速更加明显;磨损较严重的区域集中在下料口处的螺旋轴与螺旋叶片的边缘处.[结论]简单增大或减小摩擦系数并不能提高颗粒的轴向速度和质量流量,而是存在一个局部最优参数组合;适当地提高转速能够减小颗粒密实度与颗粒停留时间,从而减小输送机的功耗与几何体磨损.

    超细碳酸钙计算流体动力学离散单元法螺旋输送机颗粒流动

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    微胶囊相变材料改良粉砂土的导热系数及预测模型

    唐少容殷磊杨强柯德秀...
    112-123页
    查看更多>>摘要：[目的]针对季节冻土地区渠道冻融破坏,分析微胶囊相变材料(microencapsulated phase change materials,mPCM)改良粉砂土层渠基的温度场,对改良粉砂土的导热系数进行研究.[方法]以mPCM为改良剂,掺入渠基粉砂土形成mPCM改良粉砂土;对mPCM改良粉砂土进行导热系数实验和内部结构表征;采用多元线性回归和支持向量机(support vector machine,SVM)方法分别建立mPCM改良粉砂土的导热系数预测模型.[结果]mPCM改良粉砂土导热系数与含水率、干密度、mPCM掺量有关,且受冰水相对含量、冰水相变潜热、mPCM相变潜热和mPCM填充密实作用的影响,具有明显的温度效应;mPCM改良粉砂土导热系数的变化与实验温度和mPCM相变温度有关,可分为快速降低、缓慢降低和逐步上升3个阶段;多元线性回归和SVM模型均能较好地拟合预测mPCM改良粉砂土的导热系数,但SVM模型更适用于表征mPCM改良粉砂土导热系数各影响因素间的非线性关系.[结论]mPCM改良粉砂土的导热系数提高能够有效调控渠基土温度场,减轻渠道冻害,且SVM模型能更加准确地进行导热系数预测.

    微胶囊相变材料粉砂土导热系数预测模型多元线性回归支持向量机

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