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中国有色金属学报
中国有色金属学报

黄伯云

月刊

1004-0609

f-ysxb@mail.csu.edu.cn

0731-88876765,88877197

410083

湖南省长沙中南大学内

中国有色金属学报/Journal The Chinese Journal of Nonferrous MetalsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科技论文统计与分析和中国科学引文数据库的源期刊。已被国际和国内著名检索系统和数据库收录。本刊的影响因子和总被引频次名列冶金、金属学类期刊前茅。
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    纳米花状MoO3-x负极的制备及电化学性能

    侯雪阳程帆阮苗杜浩飞...
    823-834页
    查看更多>>摘要：三氧化钼(MoO3)由于自身理论比容量高、热稳定性好以及二维层状结构,成为目前广受关注的锂离子电池负极材料之一.但是,由于MoO3自身的本征导电率低以及转换反应过程中严重的体积膨胀,限制了MoO3的大规模应用.本文通过质子-电子共掺杂以及高能纳米化方式,在MoO3中引入了氧空位和纳米花结构,制备了纳米花MoO3-x材料,并将其用作锂离子电池负极.通过引入氧空位以及进行纳米化处理,有效改善了材料的导电性能,扩大了范德华间隙,缓冲了材料在长期充放电过程中的体积膨胀.结果表明,所制备的纳米花MoO3-x具有良好的锂离子存储性能,在2 A/g的电流密度下能够循环500圈,比容量能够达到591 mA∙h/g,显著高于以往报道的三氧化钼基负极材料.

    三氧化钼锂离子电池负极材料质子-电子共掺杂氧空位长循环稳定性

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    纳米晶NiTi形状记忆合金/Nb纳米线复合材料超弹应力的温度依赖性

    王涛涛武泽园李亚鹏廖仲尼...
    835-840页
    查看更多>>摘要：NiTi形状记忆合金因其超弹性已经得到广泛应用,然而传统NiTi合金马氏体相变的超弹应力随温度的降低而快速减小(6～7 MPa/K),显著制约了其在宽温域中的应用.本文通过熔炼、锻造及拔丝获得纳米晶NiTi/Nb丝材,然后采用透射电子显微镜、差示扫描量热仪及拉伸试验机分别研究丝材的显微组织、相变行为及超弹性能.结果表明:纳米晶NiTi/Nb丝材中NiTi合金的平均晶粒尺寸为14 nm,丝材在降温和升温过程中分别发生热诱发B2→R相变和R→B2相变.在328～376 K温度范围内,纳米晶NiTi/Nb丝材应力诱发B2→B19'相变超弹应力的平均值为1002 MPa,超弹应力的温度依赖性为4.1 MPa/K.

    纳米晶NiTi形状记忆合金Nb纳米线超弹应力温度依赖性

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    晶粒尺寸对竹节晶铜箔微轧制变形行为影响的模拟

    陈守东卢日环陈晨
    841-854页
    查看更多>>摘要：高性能铜箔已经广泛应用于新能源、微电子等领域,为降低其制备成本和调控组织性能,对拉拔-压缩-剪切复合成形条件下的竹节晶铜箔轧制微观变形行为进行研究.建立微观尺度的晶体塑性有限元模型,分析竹节晶微轧制变形的晶粒尺寸效应.该微观模型将每个离散单元只是作为晶粒的组成部分,同时在积分点上采用单晶体本构模型建立本构方程.结果表明:微观层次复合轧制竹节晶铜箔的变形特征表现为高度的异向性和局部化;竹节晶铜箔轧制力变化符合类似Hall-Petch关系,即轧制力随晶粒尺寸的减小而增大;随着晶粒尺寸减小,复合轧制竹节晶铜箔的滑移均匀性和晶界滑移协调能力均增强;动态剪切带和变形带随着晶粒尺寸的减小向晶界偏移.为保证轧制竹节晶铜箔变形的稳定性和进一步减薄,晶粒尺寸小于100 μm为宜.

    竹节晶轧制晶体塑性有限元晶粒尺寸效应微观变形

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    二次资源中有价金属湿法回收利用研究进展

    徐唐灿钟怡玮谢佳俊葛建邦...
    855-876页
    查看更多>>摘要：金属是支撑国民经济可持续发展的重要基础原材料.然而,随着金属矿产资源需求的快速增加,高品位一次金属矿产日益枯竭.一方面,在金属资源采、选、冶与产品利用过程,将产生大量种类繁多的复杂金属废弃物,处理不当极易造成严重的环境污染.另一方面,典型金属废弃物(如电镀污泥、阳极泥、有色冶金渣、电子废弃物、废旧锂离子电池等)往往富含金、银、镍、钼、钴、铜、锌、铬等各种有价金属,是宝贵的二次金属资源.本文以二次资源为对象,分析介绍了典型传统和新兴二次金属资源的元素组成特点、高价值性及危害性,并从二次资源的湿法浸出、浸出液中金属的富集与分离和金属提取三个方面对二次金属资源湿法回收全流程研究进展进行了系统的综述.

    二次资源湿法冶金浸出金属提取电化学冶金

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    苯甲羟肟酸在浮选中的应用及作用机理研究进展

    曾勇程恺韩海生孙伟...
    877-898页
    查看更多>>摘要：苯甲羟肟酸(Benzohydroxamic acid,简称BHA)是一种具有良好选择性的氧化矿捕收剂,近年来在浮选中得到了广泛的应用.本文介绍了BHA的物理化学性质,梳理了BHA及其衍生物在矿物浮选中的应用,总结了BHA在矿物表面的吸附机理.结果表明:BHA是一种与金属离子容易形成杂环配合物的螯合剂,在白钨矿、锡石、钛铁矿、稀土矿物等矿物的浮选中已经广泛使用.BHA主要通过与矿物表面金属位点形成O,O五元环配位结构产生稳定吸附,其吸附性能与溶液中组分BHA-的含量息息相关.金属离子活化能显著提高BHA的捕收性能,分为经典金属离子活化和金属离子有机配合物活化两种形式,以BHA金属离子配合物作为捕收剂是金属离子活化的优选方案.基于以上结论,对BHA未来的研究趋势及重点进行了展望.

    苯甲羟肟酸浮选氧化矿离子活化金属离子配合物

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    光伏固废硅泥用作硅热法炼镁还原剂的可行性研究

    冯雪楠方华靖邓浩王悦存...
    899-907页
    查看更多>>摘要：目前硅热法炼镁工艺所用的还原剂为硅铁,生产硅铁的能耗占硅热法炼镁工艺总能耗的近四分之一、其成本占总原料成本的60%以上,因此,亟需寻求新的低能耗、低成本还原剂助力炼镁工艺向绿色高效的方向发展.本工作提出利用光伏固废硅泥替代硅铁作还原剂的设想,通过实验验证与成本核算证明了其可行性.将干燥后的硅泥与75#硅铁分别作为硅热法炼镁工艺的还原剂进行测试,结果表明:硅泥中单质硅含量更高,且其粒径远小于75#硅铁,使得硅泥做还原剂的硅热反应还原率提升超过5%,所制备的粗镁中杂质元素含量仅为75#硅铁中的40%～80%.用硅泥替代75#硅铁生产金属镁,每吨粗镁的还原剂成本可降低1000余元,同时伴随其他原料吨镁消耗量的下降和镁品质的提升,为生产企业带来显著经济效益.

    硅热法能耗光伏硅泥还原率

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    砷在富氧底吹炼铜过程中的走向及物相结构

    王保仁杨洪英金哲男佟琳琳...
    908-922页
    查看更多>>摘要：采用Factsage热力学分析、元素分析、XRD、SEM-EDS及金相显微镜等手段研究了富氧底吹炼铜工艺中砷的走向和物相结构.结果表明:通过适当降低富氧浓度,可以提高熔炼温度增加烟气和烟尘中砷的分配.混合炉料中砷主要存在于毒砂和砷黝铜矿中,少部分存在于返渣的冰铜相和细烟尘中;冰铜中砷主要以含砷锑冰铜形式存在,平均砷含量为4.75%(质量分数);粗铜中砷主要与铜、锑、铅等形成固溶体,平均砷含量为7.78%;底吹炉渣中砷主要分布于渣相所含的含砷锑冰铜(26.38%)中,少部分存在于玻璃相基底(1.73%)和铁橄榄石相(2.08%)中;磁选前渣中砷主要存在于渣中的复杂含砷冰铜相中,大部分被渣包裹,平均砷含量为37.26%.

    砷富氧底吹炼铜工艺矿物学赋存状态

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    Fe3+对细粒菱锌矿和方解石分散行为的影响

    马子龙潘文峰廖寅飞曹亦俊...
    923-933页
    查看更多>>摘要：方解石矿泥的覆盖和高价金属阳离子的存在是影响粒径-20 μm细粒菱锌矿浮选效果的关键因素,两者通过改变菱锌矿的表面性质而恶化其分散性和浮选环境.本文选择菱锌矿浮选中常见的Fe3+为研究对象,通过吸附试验、Zeta电位、XPS分析,DLVO理论计算等考察Fe3+对菱锌矿和方解石的分散行为规律和作用机理.结果表明:两种矿物对Fe3+的吸附行为基本一致,但Fe3+对菱锌矿分散行为的影响程度大于Fe3+对方解石分散行为的影响.当Fe3+浓度为5×10-4 mol/L时,菱锌矿分散行为被完全破坏.溶液化学及DLVO理论计算结果表明,Fe3+吸附在矿物表面形成了羟基络合物或Fe(OH)3,导致菱锌矿颗粒间作用力小于方解石的,这是Fe3+破坏菱锌矿分散行为、影响粒径-20 μm细粒菱锌矿浮选的主要原因.

    Fe3+细粒菱锌矿方解石分散行为

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    氧化锌烟尘中锗的浸出行为

    陆占清邓志敢魏昶戴兴征...
    934-946页
    查看更多>>摘要：针对锌浸渣烟化挥发产生的氧化锌烟尘中锗浸出率低、氧化锌烟尘浸出渣中锗含量高的问题,开展了锌浸渣烟化挥发过程不同收尘器收集的氧化锌烟尘中锗的浸出行为研究,分析了锗、铁、硅浸出的相关性,考察了锗的浸出行为、渣中锗的赋存状态,揭示了渣中锗难以被进一步浸出的原因.并在此基础上,对氧化锌烟尘浸出渣进行硫酸浸出分解铁酸盐-盐酸浸出解离硫酸铅-氢氟酸浸出解离硅酸盐的梯级强化浸出.结果表明:混合氧化锌烟尘中锗主要赋存于硅酸盐及固溶体中,尤其是锅炉尘中铁酸盐和硅酸盐较高,制约了锗浸出率的提高;影响锗浸出率的关键因素是氧化锌烟尘中铁、硅含量,渣中不溶锗主要赋存于难溶硅酸盐矿物及固溶体中,提高锗浸出率的关键是硅酸盐的解离;在硫酸体系下,采取高温高酸浸出解离难溶铁酸锌及含硅矿物,控制过程硅的浸出与沉淀,可进一步提高锗的浸出率.

    氧化锌烟尘浸出锗硅酸盐铁

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    巨大芽孢杆菌在赤泥脱碱中的应用及作用机制

    王林李望朱晓波燕旭东...
    947-958页
    查看更多>>摘要：赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,其强碱性使得赤泥存在环境污染风险高、资源化利用困难等问题.因此,急需寻求赤泥脱碱的有效方法和新途径.微生物脱碱法因其经济有效、无二次污染的特点而备受关注.本文利用巨大芽孢杆菌菌液对赤泥脱碱,通过高效液相色谱(HPLC)、XRD、SEM-EDS和FT-IR分别对细菌代谢产物、脱碱前后矿物的物相组成、微观形貌和官能团结构进行分析,研究了巨大芽孢杆菌对赤泥脱碱的作用机制.结果表明:在菌量为5.67×1013 CFU/mL、液固比为25(mL/g)和温度为35℃的条件下可将脱碱样品的pH值降低至8.55,10 d的单次脱碱率达到30.4%,比无菌添加时的pH值降低了1.48,脱碱率提高22.6%;脱碱后赤泥中方钠石、钙霞石等碱性矿物的衍射峰强度减弱,方解石的衍射峰强度增强,赤泥表面有菌株附着,并出现明显的溶蚀形貌,一些碱性矿物的铝硅酸盐结构被溶解;巨大芽孢杆菌主要利用代谢产生的两种含量较高的有机酸(苹果酸和丙酸)与赤泥中的碱性物质发生酸碱中和,实现对赤泥的脱碱.

    赤泥脱碱巨大芽孢杆菌有机酸作用机制

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