有色金属科学与工程

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曹雪娇, 张廷安, 刘燕, 张伟光, 李思敏, 吕国志, 韩秀秀

2020, 11(1): 1-7. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.001

摘要(49) HTML (47) PDF[2337](5)

摘要:
氧化锌法脱除低浓度二氧化硫过程中副产物亚硫酸锌的氧化回收利用是影响脱硫工艺发展的重要步骤，同时也是解决脱硫系统设备管道结垢堵塞问题的关键，文中提出利用臭氧强化氧化亚硫酸锌生成可溶性硫酸锌的新方法。研究了亚硫酸锌初始含量、搅拌转速、臭氧流量、溶液初始pH以及温度对臭氧氧化亚硫酸锌的影响。结果表明氧化过程中溶液的pH先升高后降低，溶液中锌离子浓度随氧化时间的增加而增加。亚硫酸锌臭氧氧化速率随初始亚硫酸锌含量的增加先增加后降低，随搅拌转速的增加而增大，随臭氧流量的增加先增加后减小，随溶液初始pH的增加而增加，温度对氧化速率的影响较小。研究结果为氧化锌法高效脱硫及副产物的回收利用提供了理论基础。

铝空气电池电解液制备高纯氧化铝的工艺研究

施辉献, 史春阳, 杨亚刚, 屈亚松, 张磊, 俞小花, 谢刚

2020, 11(1): 8-14. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.002

摘要(151) HTML (45) PDF[1339](10)

摘要:
随着铝-空气电池应用范围和使用量的扩大，电解液的回收再利用成为了该领域迫在眉睫的问题。文中以铝-空气电池废弃电解液为原料，通过晶种控制沉淀法，加上非常规冶金制得高纯超细氧化铝。主要研究将含有多种杂质的铝酸钠溶液经除杂、晶种分解、酸溶、沉淀、干燥、煅烧、研磨分散制备回收高纯氧化铝，并对产物进行了一系列的表征分析，证明以铝-空气电池废弃电解液为原料可制得形貌规则，纯度在99.99%以上的高纯氧化铝。

制备铁硫合金消除沉降电炉炉结的方法

谢文东, 陈雯, 张周, 彭忠平, 沈强华

2020, 11(1): 15-19. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.003

摘要(64) HTML (23) PDF[1058](4)

摘要:
火法炼铜过程中，将铜熔炼过程中产出的熔炼渣和锍的混合熔体送入沉降电炉进行渣锍的澄清分离，该过程不可避免的形成炉结。文中归纳了现有消除炉结的各种方法及其利弊，创新性的提出了用Fe₂O₃、硫铁矿（主要成分FeS₂）和焦炭混合制备铁硫合金并用来消除炉结的新方法。通过Fe-S二元系相图分析了铁硫合金性能，考察了制备过程中制备温度、保温时间和硫含量对铁硫合金密度的影响。结果表明，当硫含量35%（指原子百分比，下同）时，铁硫合金较优的制备温度为1 350 ℃、保温时间为30 min；在较优制备温度和保温时间下，硫含量在32%~41%之间时，制备的铁硫合金能满足消除炉结要求。

转炉氧枪枪位对熔池作用规律研究

吕长海, 张红军, 郑从杰, 肖龙鑫

2020, 11(1): 20-27. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.004

摘要(50) HTML (25) PDF[1506](4)

摘要:
为研究吹炼过程中枪位变化对转炉内产生的不同状态，设计吹炼过程水模型实验，并辅助相应计算，发现枪位变化对炉内的液面波动、飞溅高度、冲击直径、冲击深度有一定影响，枪位1.3 m时液面波动和飞溅影响最小。吹炼过程中枪位变化制造了炉内各种波动和高氧化性炉渣，作用于炉衬发生侵蚀。实验发现转炉内波动分2种，一是低枪位区钢渣“朝夕式”运动、二是中高枪位区钢渣“瀑布式”运动。为提高冶金效果，根据实验结论对转炉枪位控制工艺优化，将过程枪位从1.6~1.5 m降低至1.5~1.4 m、终点枪位从1.4 m降低至1.3 m。工艺调整后，吹炼时间比优化前缩短26 s，炉渣中FeO的质量分数降低7.48%，吹炼终点钢液中残锰质量分数提高了0.052%，炉衬侵蚀比优化前明显减轻。

铝电解废阴极炭块回收利用综述

张周, 陈雯, 谢文东, 彭忠平, 雷晋淇

2020, 11(1): 28-33. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.005

摘要(89) HTML (41) PDF[875](10)

摘要:
生产铝过程中产生的铝电解槽废阴极属于有毒有害废弃物，废旧阴极炭块的性质及处理方法已成为近些年研究热点。依照国内外研究进展，笔者综述了不同使用时间下铝电解阴极炭块破损原因及破碎程度，针对不同的破碎原因选择合理的预防手段及修复方法。研究同一铝电解槽中的废旧阴极的不同层面破损程度，以便在后期研究过程中可分类处理阴极炭块，为更好处理废旧阴极炭块提供了可能。在了解废旧阴极炭块的基础上简述了国内外目前处理铝电解废旧阴极炭块的主要方法，归纳为浮选法、化学法、高温法，简述其中具有代表性的处理工艺及优缺点，并作出了总结与展望。

Nb、Ti微合金元素对高强结构钢Q690D冲击韧性的影响

贾丽慧, 李永亮

2020, 11(1): 34-38. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.006

摘要(81) HTML (53) PDF[950](3)

摘要:
利用冲击试验机、光学显微镜、扫描电镜研究了Nb、Ti等微合金元素对高强结构钢Q690D冲击韧性的影响。结果显示，钢种第2相粒子粗化和混晶导致冲击功降低，将钢中Nb、Ti含量分别降低后，第2相粒子粗化和混晶现象显著改善，实验钢在-20 ℃下的冲击功提高至90 J以上。

纳米碳材料在耐火材料上的研究进展

李金锋, 漆小鹏, 王黎, 楼轶韬, 方辉, 王江, 蔡辉元

2020, 11(1): 39-45. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.007

摘要(92) HTML (29) PDF[991](3)

摘要:
由于纳米碳材料具有优异的力学性能、稳定的化学性能和热稳定性，因此纳米碳材料迅速成为广大研究者的研究热点并在诸多领域显示出广阔的应用前景。目前，纳米碳材料在耐火材料中的应用已取得了诸多的科研成果。文中总结了利用纳米碳材料改善耐火材料力学性能的研究成果，介绍了在耐火材料中引入纳米碳材料的方法，比如直接添加法和原位生长法。对比了不同引入纳米碳材料方法的优缺点。并对纳米碳材料在耐火材料行业的应用前景与发展趋势进行了展望。

覆铜板废边角料熔炼渣熔化温度研究

汪金良, 王龙君

2020, 11(1): 46-50. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.008

摘要(114) HTML (54) PDF[821](4)

摘要:
覆铜板废边角料是一种具有明显“高硼低铁”特征的电子废料，为使覆铜板废边角料冶炼过程中具有合适的熔化温度，采用化学试剂配置合成了17组“高硼低铁”渣，利用RDS-2010型智能测试仪通过半球熔点法测定其熔点。对所测得数据进行了多元非线性回归分析，得到了熔化温度与熔炼渣化学组成之间的数学表达式，基于回归方程考察了FeO含量（w（Feo））、Fe₃O₄含量（w（Fe₃O₄））、Al₂O₃含量（w（Al₂O₃））、B₂O₃含量（w（B₂O₃））及钙硅比（m（Cao）/m（SiO₂））单一组分变化对熔炼渣熔点的影响规律。结果表明，回归方程预测值与实际值吻合度较高；熔化温度在熔渣组成成分范围内低于1 100 ℃，具有良好的冶炼性能；熔渣的熔化温度随着w（Fe₃O₄）、w（Al₂O₃）的增加而升高，随着w（Feo）、w（B₂O₃）、m（Cao）/m（SiO₂）的增加而下降。研究结果为电子废料的绿色回收提供数据支持。

烧结温度对石墨/铜复合材料微观组织与性能的影响

王靖, 刘锦平, 孙科, 王泽瑾, 冷翔

2020, 39(1): 51-59. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.009

摘要(109) HTML (67) PDF[3243](10)

摘要:
通过超声波分散结合机械球磨湿磨法对铜粉和石墨粉进行混料，利用放电等离子烧结（SPS）技术制备石墨/铜复合材料。运用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电导仪等表征手段，研究了烧结温度对石墨/铜复合材料的微观组织与性能的影响。结果表明：超声波分散和机械球磨湿磨法可使石墨均匀分散于铜基体，并与铜基体形成良好的界面结合。当烧结温度从700 ℃升高到750 ℃，石墨/铜复合材料的相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率分别提高了1.6%，6.7%，11.3%和5.3%；当烧结温度从750 ℃升高至900 ℃时，其相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率均呈现下降趋势。当烧结温度为750 ℃时，石墨/铜复合材料组织均匀致密，平均晶粒尺寸约为6.4 μm，相对密度为96.3%，维氏硬度（HV_0.5）为60.7，抗压强度为422 MPa、电导率为86.7%IACS，综合性能较优。

A356铝合金轮毂Si偏析现象及力学性能

欧翅翔, 汪樟锋, 刘锋睿, 王孟君, 陈柏辰

2020, 39(1): 60-66. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.010

摘要(82) HTML (47) PDF[2272](6)

摘要:
采用扫描电镜、金相显微和拉伸实验等分析了低压铸造A356轮毂的组织，建立了Si偏析现象的表征方法，并探讨了铸件SDAS值和Si颗粒平均面积对其力学性能的影响。结果表明：采用共晶面积分数、Si颗粒平均面积和长径比可以很好地表征Si偏析程度; 轮毂轮辐中部R角处共晶面积分数、Si颗粒平均面积、长径比和SDAS值分别为34.83%、11.33 μm²、2.46和56.89 μm，相应的UTS、YS和EL值分别为229.02、152.67 MPa和5.34%，轮毂Si偏析程度越高的部位，其力学性能也越差。在分析铸件拉伸性能时，应综合考虑SDAS与Si偏析的影响。并且给出了解决Si偏析问题的具体措施。

射频等离子体制备球形复合镍钛粉体

徐平, 刘丹华, 胡杰, 林高用

2020, 39(1): 67-71. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.011

摘要(42) HTML (5) PDF[1567](2)

摘要:
以气雾化镍粉和不规则形状的钛粉作为原料，采用TEKNA射频等离子体设备制备宏观等原子比的球形复合镍钛粉末。研究载气流量对球化粉末的形貌、粒径、相分布和元素分布的影响。通过扫描电子显微镜和粒度分析仪表征粉体的形貌和粒径分布; 通过XRD和EDS表征粉体的相以及元素分布。研究发现：与原料粉末相比，采用射频等离子体制备的复合粉末的粒径明显增大; 载气流量增加会引起粉末镍元素质量分数的增加，在载气流量为2.5 L/min时，镍质量分数为55.2%，是最为接近理想的质量分数，球化率达到100%;球化粉末由Ni相、Ti相、NiTi相三相组成; 各个粉末颗粒都能观察到Ni、Ti 2种元素，但各个颗粒中含有的钛、镍元素质量分数是不完全相同的。

MAP法和折点氯化法联合工艺处理印制线路板铜氨废水试验研究

黄万抚, 曾祥荣, 黄李金鸿, 李新冬, 曹明帅, 李睿涵

2020, 39(1): 72-77. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.012

摘要(75) HTML (30) PDF[1124](4)

摘要:
在废印刷电路板回收利用时通常会产生大量含重金属离子的废水，一般含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、NH₄⁺和NH₃·H₂O，这些铜氨络离子稳定性高，处理难度极高。文中以废印刷电路板在回收利用有价金属时产生的铜氨废水为研究对象，通过MAP法和折点氯化法联合工艺对该废水进行处理，有效回收了氨氮和铜。该联合工艺不仅可以有效地节约经济成本，并且回收的铜和氨氮产物也能产生一定的经济效益。结果表明：MAP反应的较优条件为pH=9.5，废水中氨氮与投入磷盐和镁盐的摩尔比为4:1:1.1，对氨氮的去除率为23%，铜的去除率为2%，形成了磷酸氨镁沉淀。折点氯化法的较优pH为9.5，N/Cl的摩尔比为1:1.6，氨氮处理效果为98.8%，铜去除率99.8%。

硫铁矿在废水处理中的研究现状

王梦雨, 邱仙辉, 袁勤智, 邱廷省, 徐睿, 严华山

2020, 39(1): 78-84. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.013

摘要(46) HTML (11) PDF[1024](2)

摘要:
介绍黄铁矿和磁黄铁矿的结构和性质，分析重金属废水、非金属有毒废水、有机物废水等的来源和特点，重点阐述黄铁矿和磁黄铁矿在废水处理中的应用现状。指出硫铁矿应进一步深入探究降解机理，通过改性或研制纳米级硫铁矿等措施提高废水处理效率，开发硫铁矿与传统环保材料或环保技术联合工艺，以期实现并加快硫铁矿的工业化应用。

矿井高温掘进巷道降温技术研究及应用

罗勇东, 王海宁, 张迎宾

2020, 39(1): 85-91. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.014

摘要(49) HTML (8) PDF[1217](3)

摘要:
矿井高温影响作业人员健康、降低劳动效率、损坏作业器械。该文分析了矿井掘进时的热源及热害，并对现有的掘进面降温技术原理、适用环境、需解决的关键问题进行分析。非机械降温技术适用于浅层矿井降温; 隔热、个体防护等降温技术在深部高温矿井有较好的应用前景; 在矿井空调降温技术中，水制冷、制冰制冷等降温技术在未来会有更广泛的应用，以地热、热涌水、电站余热等为制冷动力的节能减排制冷空调技术是矿井降温技术研究主要的趋势。针对某硫铁矿的高温掘进问题，采用矿井空压式制冷空调系统和双层隔热风筒，及时排除掘进面的地热水，使得掘进作业区风流最高温度（干球）由34.7 ℃降至26 ℃。

钕铁硼废料资源化回收利用研究进展

付利雯, 汪金良, 雷翔, 王厚庆

2020, 39(1): 92-97. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.015

摘要(70) HTML (29) PDF[958](6)

摘要:
中国每年会产生很多钕铁硼废料，这些废料中含有大量的稀土等有价元素。对钕铁硼废料进行资源化回收利用有助于改善中国稀土资源短缺、环境污染和资源浪费的问题。钕铁硼废料的绿色回收前景广阔，因此有必要对钕铁硼废料的资源化回收利用做更加全面和系统的研究。文中对一些传统钕铁硼废料回收工艺和钕铁硼废料回收的新方法进行了综述，并总结了这些方法的特点，以期在高效回收钕铁硼废料工艺的研究上提供指导和帮助。

离子型稀土资源开采负外部性的能控性与能观测性分析

邹国良, 刘娜娜, 吴一丁

2020, 39(1): 98-102. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2020.01.016

摘要(63) HTML (15) PDF[642](7)

摘要:
离子型稀土资源开采在现行技术条件下无论采用原地浸矿还是堆浸工艺均会产生负外部性，通过对原地浸矿、堆浸工艺条件下离子型稀土资源开采负外部性表现形式以及基于现代控制理论对离子型稀土资源开采负外部性的能控性和能观测性的简要分析，得出以下初步结论：①离子型稀土资源采用原地浸矿工艺开采的负外部性的能控性会难于采用堆浸工艺; ②离子型稀土资源采用堆浸工艺开采的负外部性的能观测性会比采用原地浸矿工艺容易。此外，建议进一步优化原地浸矿、堆浸工艺，再从离子型稀土资源开发全过程及其负外部性的能控性和能观测性角度系统比较这两种工艺，明确各种浸取工艺的适用条件。

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2020年第11卷第1期

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