中国有色金属学报（英文版）

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于文波,袁梓豪,郭志鹏,熊守美,

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2529-2538.

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对真空辅助不同慢压射速度条件下制备的A390高硅铝合金铸件组织及力学性能进行研究。在装备自行改进TOYO真空系统的TOYO BD-350V5型冷室压铸机上制备片状A390压铸件。结果表明，型腔中的真空度与初始充模阶段慢压射速度呈线性关系。拉伸试验结果表明, 试样的拉伸强度随试样内部的孔洞含量升高而降低。另外，当慢压射速度从0.05 m/s增大到 0.2 m/s时, 初晶Si尺寸由23 μm降低到14 μm，初晶Si的平均尺寸与慢压射速度存在二元次数关系。经热处理后，初始铸态α(Al)边界上的Al2Cu因融入Al基体中而大幅减少，并且针状或带状共晶Si球化。断裂形貌表明, 断裂形式由热处理前的脆性沿晶断裂转变为热处理后的含有大量韧窝的韧性穿晶断裂。

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T6热处理对锻造Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si合金显微组织及力学性能的影响

李慧中,朱泽晓,梁霄鹏,李鹏伟,齐叶龙,吕凤,黄岚

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2539-2547.

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用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、硬度及拉伸测试研究时效处理对锻造Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，经170 °C时效16 h后，合金力学性能优良，抗拉强度为504 MPa，伸长率为10.1%。当测试温度升高到150 °C时，合金的抗拉强度缓慢下降到483 MPa；继续升高温度到200 °C以上时，合金强度快速下降。大量θ''''析出相及AlMgSiCu四元析出相(Q相)导致合金峰时效的高强度。稳定的细小弥散θ''''相使得该合金在150 °C下仍保持较优的力学性能；当温度高于150 °C时，θ''''和Q相的粗化以及θ相的析出导致合金强度的快速下降。

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高温轧制Al-TiB2/TiC原位复合材料的显微组织及力学性能

聂金凤,王芳,李玉胜,刘艳芳,刘相法,赵永好

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2548-2554.

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在铝熔体中利用纯Ti与Al-B-C合金的原位反应成功制备出一种原位自生颗粒增强的Al-TiB2/TiC复合材料，随后采用高温轧制改善其增强颗粒在基体中的分布与复合材料的力学性能。利用场发射扫描电镜表征复合材料在轧制变形过程中的显微组织演变过程，并通过拉伸和显微硬度试验测定复合材料的力学性能变化。结果表明：随着轧制压下量的增加，复合材料的显微组织得到明显改善，颗粒分布更加均匀；当压下量达到90%时，复合材料的抗拉强度提高到185.9 MPa，显微硬度达到HV 59.8，与铸态样品相比分别提高了140%和35%。另外，基于拉伸样品的断口形貌分析了复合材料的强化机理。

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搅拌铸造竹叶灰铝基复合材料的显微组织和力学性能

B. Praveen KUMAR, Anil Kumar BIRRU

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2555-2572.

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以从农业废物中分离出的竹叶灰(BLA)为增强剂，当竹叶灰(BLA)含量分别为2%、4% 和 6%时，以Al-4.5%Cu合金为基体，采用搅拌铸造方法制备复合材料。该复合材料由于基体和增强粒子之间的有效结合，而具有优越的性能。采用各种试验确定该复合材料的力学性能，如密度、孔隙度、硬度和抗拉强度。将所得结果与基体合金相进行比较。采用OM、SEM-EDAX 和 XRD分析方法对所选基体合金中增强粒子的分散性进行分析。结果表明，复合材料中BLA颗粒均匀分布于晶体内。此外，还观察到BLA颗粒与基体合金有良好的结合，且界面清晰。随着BLA颗粒质量分数的增加，复合材料的密度降低，而孔隙度增大。当复合材料中BLA颗粒含量达到4%时，材料的硬度和抗拉强度都增加，而当BLA含量进一步增加时，硬度和抗拉强度都会降低。

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搅拌铸造制备新型Al2024/SiC/赤泥复合材料的特性和抗拉强度

Jaswinder SINGH, Amit CHAUHAN

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2573-2586.

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采用搅拌铸造技术制备SiC颗粒(5%，质量分数)和赤泥(5%~20%，质量分数)颗粒增强2024铝基复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)技术表征合成的复合材料；另外，利用Taguchi实验设计方法测试混杂复合材料的抗拉强度。结果表明，混杂复合材料中的增强颗粒分散均匀，结合充分；复合材料的密度和孔隙率随着增强体含量的增加而降低，抗拉强度随着赤泥含量和时效时间的增加而增加；复合材料中赤泥含量对抗拉强度影响最大，其次是时效时间。总体来说，与基体材料Al2024铝合金相比，铝合金/SiC/赤泥复合材料在优化条件下具有更优异的抗拉强度(高34%)。

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热力过程对双相Mg-8Li-3Al-0.4Y合金组织和力学性能的影响

丁洪波,刘强,周海涛,周啸,Andrej ATRENS

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2587-2597.

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研究热力过程对双相Mg-8Li-3Al-0.4Y 合金组织和力学性能的影响。结果表明，铸态合金含有α-Mg、β-Li、AlLi、Al2Y和MgAlLi2相，经过350 °C退火60 min处理后，冷轧态合金发生了静态再结晶和球化，当退火时间达到90 min时，发生了严重的脱锂。通过优化退火温度和退火时间，得到最佳的退火参数：350 °C和60 min，此时合金具有较高的屈服强度(148 MPa)、抗拉强度(184 MPa)和伸长率(35%)。此外，热力过程对α相和β相的织构演变也具有显著的影响。

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作为可生物降解植入体替代材料的热轧AZ31B镁合金的磨损行为

Faruk MERT,

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2598-2606.

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植入体材料的表面完整性和摩擦学行为对其在人体内的性能有着至关重要的影响。热轧AZ31B镁合金是一种可生物降解的优良植入体材料，本文对其摩擦磨损行为进行研究。在干滑动条件下，采用热处理高碳钢盘作为对偶材料，固定滑动距离为5000 m，测量滑动速率分别为0.25、0.5、1和2 m/s以及载荷分别为10、20、40和80 N的材料磨损率。采用SEM/EDS表征材料的微观磨损表面，并绘制材料的磨损机制图。根据实验结果，在载荷20 N和滑动速率0.25 m/s时发生磨粒磨损，而在载荷80 N和滑动速率2 m时熔化磨损占主导地位。结果表明，在高载荷和高滑动速率情况下，超严重的塑性变形是主要的磨损机制。因此，热轧AZ31B镁合金由于具有细小的显微组织和高的硬度而表现出良好的耐磨性。

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固溶处理对挤压态Mg-Zn-Ag合金体外降解速率的影响

王利卿,秦高梧,孙世能,任玉平,李松

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2607-2612.

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对挤压态和固溶态Mg-3Zn-xAg (x=0，1，3，质量分数，%)合金在37 °C模拟人体体液中的降解行为进行对比研究，并选择挤压态纯Mg作为参照。挤压态Mg-Zn(-Ag)合金中存在Mg51Zn20和Ag17Mg54，而经过400 °C、8 h固溶处理后获得了准单相的Mg-Zn(-Ag) 合金。相比于挤压态合金，准单相Mg-Zn(-Ag)合金呈现出较低的降解速率和更加均匀的降解过程；固溶态Mg-3Zn-1Ag和Mg-3Zn-3Ag合金的降解速率较挤压态的降低50%，接近挤压态纯Mg的降解速率。但与纯Mg相比，准单相Mg-Zn-Ag合金表面仍发生一定程度的不均匀降解过程。所以，通过制备单相Mg合金有望成为一种降低可降解生物Mg合金的降解速率的新方法。

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激光增材修复Ti17钛合金的显微组织与力学性能

赵庄,陈静,张强,谭华,林鑫,黄卫东,

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2613-2621.

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采用同步送粉激光增材制造技术修复带有小比例表面缺陷的锻造Ti17钛合金，系统研究其显微组织、显微硬度及室温拉伸性能。结果表明，和大比例体修复试样相比，小比例表面修复由于缺乏足够的后续热循环，激光沉积区没有a相析出，初始b晶内由典型凝固胞晶组织组成，从而使得激光沉积区显微硬度低于由双态组织构成的锻造基材区。拉伸测试结果表明，在拉伸过程中，激光修复试样存在显著的塑性变形不均匀性，最大应变始终偏聚于激光修复区，且最终以准解理方式断裂于修复区。激光修复试样的抗拉强度略高于锻件试样，而伸长率(11.7%)低于后者。

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高压扭转工艺制备的W-25Re合金的微观组织和硬度

钱陈豪,贺子阳,梁辰,吉卫喜,

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2622-2629.

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研究W-25Re(质量分数，%)合金在7.7 GPa下经历不同温度10圈高压扭转变形(HPT)的微观组织和显微硬度。结果表明，在室温下经历10圈HPT变形的试样平均晶粒尺寸达到了极小值(约0.209 μm)；且在室温和 573 K温度下经历10圈HPT变形的试样均获得极高的平均硬度(约HV 1200)。通过观察试样的微观结构，并结合Hall-Patch公式进行分析，发现晶粒细化和晶界强化是HPT形变W-25Re合金硬化的主要因素，并推断出烧结态W-25Re试样在HPT过程中存在脆性相析出。

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以WO3-Al-C混合物为原料采用简易微波辅助法制备WC-Al2O3复合粉末

A. KARIMZADEH BEHNAMI, M. SAKAKI, M. Sh. BAFGHI, K. YANAGISAWA

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2630-2637.

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提出一种操作简单、成本低廉的制备WC-Al2O3复合粉末的方法。热力学计算表明，WO3:xAl:(4-1.5x)C混合体系中WO3在铝热还原反应过程放出大量的热量，促进了此体系中的碳热还原反应(吸热反应)。用碳原子部分取代铝原子阻止了副产物W2C的形成，这是由于它在较低温度下具有较低的热力学稳定性。为验证本文作者所提出的反应机理，在微波炉中对不同WO3:xAl:(4-1.5x)C(1.1≤x≤2)混合物进行热处理。结果表明，当1.4≤x≤2时，反应类型为自蔓延高温合成反应，WO3:xAl:(4-1.5x)C混合体系中少量Al导致大量WC的产生；当混合体系中 x=1.4 mol时，体系经过自蔓延高温合成反应后，在密封环境下连续进行微波加热能获得不含W2C的WC-Al2O3复合物；当x≤1.3时，由于反应不完全以及剩余的反应物，上述反应变得缓慢。

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采用Ag-Cu-Zn + Ni/Mn合金钎料的碳化钨钎焊接头的界面结构和力学性能

Mahyar HASANABADI, Ali SHAMSIPUR, Hasan NAJAFI SANI, Hamid OMIDVAR, Sima SAKHAEI

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2638-2646.

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使用管式炉在高纯氩气中730 °C下，以Ag-Cu-Zn + Ni/Mn合金为钎料焊接WC-Co硬质合金。研究钎焊时间和间隙尺寸对接头的影响。结果表明，焊接15 min，间隙尺寸为150 μm的样品的最大剪切强度为 (156±7) MPa。采用SEM, EDS和XRD手段表征钎焊接头的的特性和结构。焊接时间从5 min延长到15 min，为液体中间层流向基材提供了较好的机会。然而，当焊接时间超过15 min时，金属相如Mn3W3C的形成导致了接头的剪切强度降低。

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等离子旋转电极雾化法制备增材制造用形状记忆TiNi粉末

陈刚,赵少阳,谈萍,殷京瓯,周全,葛渊,李增峰,王建,汤慧萍,Peng CAO

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2647-2655.

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利用等离子旋转电极雾化技术制备出增材制造用球形TiNi合金粉末。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和差示扫描量热法等分析手段对不同粒径的TiNi合金粉末表面及内部的显微组织、相组成和马氏体相变温度进行表征。实验结果表明，随着TiNi合金粉末粒度的逐渐减小，粉末表面的组织结构明显细化，且晶粒逐渐减小。另外，所有粒径的粉末以B2-TiNi相为主，且粒径≥178 μm的粗颗粒粉末还含有少量Ti2Ni、Ni3Ti二次相。粗颗粒粉末内部少量二次相是在冷却过程中TiNi的共析反应产生的。在制粉过程中，不同粒度TiNi粉末的冷却速率不同。不同的冷却速率致使TiNi粉末的马氏体相变温度和马氏体相变路径不同。特别地，TiNi粉末的相变温度随粉末粒径的减小而降低。

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氧化锑掺杂贫Ti钛酸锶钡陶瓷的介电性能及缺陷行为

张　晨,凌志新,简　刚,陈方旭

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2656-2662.

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采用固相法制备Sb2O3掺杂的贫Ti钛酸锶钡陶瓷，通过SEM、XRD和LCR测试系统研究其显微结构及介电性能随非化学计量比及Sb2O3含量的变化。结果表明：随着δ值增大，(Ba0.75Sr0.25)Ti1-δO3-2δ陶瓷由典型立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物，而(Ba0.75Sr0.25)Ti0.998O2.996陶瓷随Sb2O3掺杂量增加始终为单相固溶体。由VTi″″及引起的ABO3型钙钛矿晶胞畸变导致(Ba0.75Sr0.25)Ti1-δO3-2δ陶瓷随δ值增大居里温度降低且相对介电常数增高。弹性偶极子的定向引起畴壁钉扎而导致其介电损耗降低。(Ba0.75Sr0.25)Ti0.998O2.996陶瓷的相对介电常数、介电常数最大值及居里温度均随着Sb2O3掺杂量增加显著降低而其介电损耗却随Sb2O3掺杂量的增加而增大。

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高耐腐蚀性能FeCoCrMoCBY合金中的最优Cr/Mo摩尔比

王诚杰,陈庆军,夏怀效

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2663-2672.

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采用水冷铜模吸铸法制备(Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2)100-xCrx (x=0，4，8，12，摩尔分数，%)块体金属玻璃，利用电化学方法研究其在1 mol/L HCl中的耐腐蚀性能。电化学测试发现钝化电流密度降低了大约一个数量级，同时发现适当的Cr/Mo摩尔比可以保证钝化膜的稳定性。Mott–Schottky曲线证实当Cr/Mo摩尔比为1.37~1.69 时，合金的钝化膜更致密。采用XPS分析钝化膜中元素的化学状态，发现合金耐腐蚀性能与Cr/Mo摩尔比有关，钝化膜的稳定性由Cr和Mo协同作用决定。钝化膜的主要成分为Cr3+的氧化物。当电位高于0.5 V (vs SCE)时，Mo6+是决定钝化膜稳定性的主要因素。适当的Cr/Mo摩尔比可以降低钝化膜的腐蚀速率。

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利用磁性复合材料Fe3O4@SDBS@LDHs从水溶液中有效去除灿烂绿

张丹,朱明跃,于金刚,孟慧雯, 焦飞鹏

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2673-2681.

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利用十二烷基苯磺酸钠改性的水滑石(SDBS@LDHs)与磁性粒子Fe3O4共沉淀作用，得到Fe3O4@SDBS@LDHs磁性复合材料。XRD、FT-IR、SEM/EDS等表征结果表明，Fe3O4@SDBS@LDHs的分散性得到了提高，SDBS对LDHs的改性在LDHs层板表面进行。在吸附平衡后，磁性复合材料对灿烂绿的吸附量达到329.1 mg/g。热力学参数表明，吸附过程为自发吸热反应，且温度越高，反应速率越快。吸附过程的热力学符合Langmuir等温吸附模型，属于单分子层吸附；吸附动力学符合准二级动力学模型。吸附剂在4次循环后仍具有较好的吸附能力。此外，磁性复合物更容易从水溶液中分离。这表明，在环境应用方面Fe3O4@SDBS@LDHs可以作为一种潜在的吸附剂从水溶液中去除灿烂绿。

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通过设备配置优化露天矿剥离计划

顾晓薇,王青,胥孝川,刘剑平,孙太伟,杜坤

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2682-2690.

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给出了一个临近域搜索算法来同时优化露天矿开采寿命期的剥岩计划和设备配置计划。首先定义一个初始搜索域并在其中搜索到一个好的计划作为当前最佳计划。然后，在当前最佳计划的周围构建逐步变窄的临近搜索域，以搜索更好的计划。优化目标是使矿山寿命期的剥离成本的现值达到最小。对于矿山寿命期的每一年，由该算法求得的计划给出了完整的设备配置方案：所选择的设备型号、每种型号设备的台数、每台设备的役龄，以及剥离的废石量。以一个应用算例展示了该算法的可行性和优点。

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采用工艺优化和动力学模型提高铀矿生物柱浸的回收率

H. ZARE TAVAKOLI, M. ABDOLLAHY, S. J. AHMADI, A. KHODADADI DARBAN

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2691-2703.

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采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌提高轴矿的生物柱浸回收率，利用Plackett-Burman因子设计法研究七因素对铀矿生物柱浸显著性的影响。选取[Fe2+]intial、pH值、通气速率和接种率4个显著性参数进行优化试验，采用一种中心复合设计法研究这些参数对铀矿生物浸出的影响。铀矿生物浸出率最大时((90.27±0.98)%)对应的优化参数如下：[Fe2+]intial=2.89 g/L、通气速率420 mL/min、pH 1.45、接种率6%(体积分数)。[Fe2+]intial对铀矿生物浸出的影响最大。由预测模型得到铀的最大回收率为92.01%，此数据与实验所得结果吻合较好。最佳浸出条件下铀矿浸出渣的分析结果表明，矿物表面形成了黄钾铁矾。最佳浸出条件下铀的生物柱浸率提高，黄钾铁矾沉淀量减少。动力学模型预测结果表明，铀的回收率与Fe2+浓度密切相关。

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从熔炉渣中氯盐浸出铅的参数优化和动力学

Mohammad Hasan GOLPAYEGANI, Ali Akbar ABDOLLAHZADEH,

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2704-2714.

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研究采用氯盐浸出法从传统熔铅炉渣中回收铅的可行性和动力学。考察工艺参数如浸出时间、NaCl浓度、FeCl3浓度、液/固比、搅拌速度、浸出温度、颗粒尺寸对铅回收率的影响。基于中心复合设计模型，利用响应面法对上述参数进行优化，得到优化工艺条件如下：浸出时间60 min、浸出温度80 °C、搅拌速度800 r/min、NaCl浓度200 g/L、FeCl3浓度 80 g/L、液固比16、颗粒尺寸小于106 μm。在此优化条件下96% Pb被回收。基于方差分析法，确定浸出温度、液固比和NaCl浓度为影响浸取过程的最有效参数。动力学研究结果表明，方铅石的氯盐浸出过程为一级反应过程。反应机理为固态反应产物的扩散和化学反应。采用Arrhenius模型计算得到从方解石中氯盐浸出铅的激活能为27.9 kJ/mol。

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拜耳法还原溶出过程中赤铁矿的转化与铁的回收

李小斌,王一霖,周秋生,齐天贵,刘桂华,彭志宏,王洪阳

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2715-2726.

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提出在拜耳法还原溶出过程中，添加铁粉作为还原剂实现铁矿物的定向转化；根据各矿物间表面性质差异完成铁矿物与钠硅渣(脱硅产物，DSP)的矿相解离。研究结果表明：磁铁矿与钠硅渣在zeta电位、润湿性和溶剂化趋势上的差异使其相对于赤铁矿更易于聚集长大和实现单体解离；采用还原拜耳法溶出处理高铁一水硬铝石型铝土矿时，提高还原剂添加量和溶液苛性碱浓度均有利于铁矿物的转化，同时氧化铝相对溶出率可达98.91%；通过磁选分离还原溶出赤泥中的铁，可以获得铁精矿品位TFe≈60%、矿石中铁回收率大于86%、外排赤泥减少70%的良好指标。研究结果有助于高效处理高铁一水硬铝石型铝土矿新技术的开发，也可为高铁赤泥的综合利用研究提供借鉴。

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利用离子交换树脂从钼酸盐溶液中分离钨和钒

朱先正,霍广生,倪捷,宋琼

中国有色金属学报（英文版）. 2017, 27(12): 2727-2732.

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利用葡氨基螯合树脂D403从钼酸盐溶液中分离钨和钒。静态实验表明，在弱碱性条件(pH=9.25)下，接触时间为4 h时，钨和钒优先被树脂吸附。当Mo/V (Mo/W)摩尔比超过40时，分离系数αV Mo 与αW Mo 分别达到45和18。解吸结果显示，使用1 mol/L NaOH溶液在1 h内即解吸树脂上的钨和钒。等温吸附过程结果表明，D403对3种金属离子的吸附均属于Freundlich模型。动态离子交换实验结果进一步证实了D403树脂在钼酸盐溶液中除钨和钒的实用性，除钨率和除钒率分别高达90%和99.4%。

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2017年, 第27卷, 第12期　刊出日期：2017-12-25

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