2022年, 第32卷, 第1期　刊出日期：2022-01-25

  

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Materials Science and Engineering
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  生物医用植入体钛基合金及其表面生物活性氧化层的制备：机遇与挑战

  Mohamad Rodzi SITI NUR HAZWANI, Ling Xin LIM, Zainovia LOCKMAN, Hussain ZUHAILAWATI

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 1-44.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65776-X

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  钛及其合金因其优异的力学性能和良好的生物相容性，长期以来一直被用作植入材料。尽管如此，研究人员和行业仍在积极寻求更好的合金，因为仍有一些迫切的问题需要关注，包括：(1) 由于种植体材料与人体骨组织的弹性模量不匹配而导致的应力屏蔽问题；(2) Ti合金长期使用后有害离子的释放问题；(3)钛合金表面生物活性低而导致愈合过程延长。为了解决这些问题，很多研究工作致力于寻找含有更强生物相容性相成分的新一代钛合金，并对其表面进行改性，使其从天然的生物惰性转变为生物活性。本文回顾了最近报道的钛合金制备方面的工作，并基于所做的调查，强调弹性模量和使用无毒金属元素来提高生物相容性的重要性。在钛合金的表面改性方面，大量研究发现在表面生长的纳米氧化层有利于提高钛合金的生物活性，使其在植入后能够快速修复组织。本文全面地综述并重点考察适合用于生物医用植入体新型钛合金的相和成分，并强调制备和表面改性方法。
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  晶界三叉处位错塞积的结构转变与能量分析

  高英俊,黄宗吉,邓芊芊,廖坤,李依轩,易小爱,罗志荣

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 45-63.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65777-1

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  提出超细晶材料的三叉晶界处晶界位错塞积的结构转变能量模型。运用该能量模型，计算体系的晶界位错塞积能量，分析塞积头位错的结构转变的临界几何条件和力学条件，讨论塞积位错的数密度和三叉晶界处的二个分解位错Burgers矢量之间的角度对头位错转变模式的影响。结果表明，当晶界位错在三叉晶界处塞积，只要这二个位错Burgers矢量夹角小于90°，头位错就能够分解为二个新的位错；外加应力的增加能够减少位错分解的阻力。另外，还揭示出超细晶材料同时具有高的强度和塑性的机理，归因于三叉晶界处的塞积位错的结构转变。
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  Zr和Mn元素微合金化增强耐高温铝铜合金的热稳定性和力学性能

  孙腾腾,耿继伟,卞泽宇,吴一,汪明亮,陈东,马乃恒,王浩伟,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 64-78.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65778-3

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  系统研究Al-5%Cu (AC)和Al-5%Cu-0.2%Mn-0.2Zr% (ACMZ)合金在温度为573~673 K的高温热稳定性和力学性能。结果表明，微合金化添加Zr和Mn元素对573 K主要强化相θ′相的稳定起到至关重要的作用。同时，高温拉伸结果表明，573 K热暴露200 h后，ACMZ合金强度为(88.6±8.8) MPa，远高于相同状态下AC合金的强度((32.5±0.8) MPa)。最后，讨论高温状态下ACMZ合金的强度和塑性强化机制。
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  自然对流作用下Al-Si合金凝固过程的组织演变模拟

  王震宏,张立同,苏斌,张小鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 79-90.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65779-5

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  通过实验观察Al-Si合金的凝固组织，测量枝晶组织的二次枝晶臂间距，并分析温度对凝固组织的影响。在相场模型中引入重力引起的自然对流以预测实验条件下Al-Si合金凝固组织的演变。模拟结果与实验结果吻合良好，验证了本文中提出的模拟方法的可靠性。基于本文的耦合模型，开展一系列不同溶质含量合金柱状晶和等轴晶组织生长的二维和三维模拟，发现合金中溶质含量对凝固组织的演变几乎没有影响，而溶质膨胀系数对枝晶尖端移动速度有显著影响。本文中采用的算法极大地加快计算效率，因此，大规模的数值模拟使难以直接通过同步辐射实验观察的Al-Si合金凝固组织演变过程的研究成为可能。
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  不同夹层爆炸复合铝-不锈钢板的显微组织、强度和焊接窗口

  S.SARAVANAN,K.RAGHUKANDAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 91-103.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65780-1

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  以1100铝、纯铜和304不锈钢为夹层，用爆炸复合法制备5052铝-316不锈钢(Al 5052-SS 316)复合板。采用不同工艺参数，包括相隔距离、炸药质量比(炸药质量与飞片质量比)和倾斜角得到实验结果。夹层的使用使焊接窗口的下边界发生位移，焊接区域增大40%。 在此基础上，设计考虑第三个操作参数影响的三轴焊接窗口。使用夹层后，传统Al 5052-SS 316炸药复合界面形成的连续熔融层转变为光滑的界面，其中没有或存在少量的金属间化合物。含夹层复合层的显微硬度、抗拉强度和剪切强度均高于传统爆炸复合层，且使用不锈钢夹层的Al 5052-SS 316爆炸复合层具有最高的显微硬度、抗拉强度和剪切强度。
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  真空压力浸渗制备SiC_p/AZ91复合材料的显微组织、力学性能和磨损行为

  管志平,李明宇,夏凯欣,李志刚,高丹,赵泼,马品奎,宋家旺

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 104-121.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65781-3

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  采用真空压力浸透法制备SiC_p/AZ91 复合材料，研究其显微组织、力学性能和耐磨性。结果表明，SiC颗粒均匀分布于金属基体中，并与基体界面结合良好。Mg₁₇Al₁₂相在SiC颗粒附近优先析出，SiC与AZ91基体的热膨胀系数失配导致高密度位错的产生，加速基体的时效析出。与AZ91合金相比，SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和抗压强度，这主要是由于载荷传递强化和晶粒细化强化机制。此外，由于SiC具有优异的耐磨性，在磨损过程中形成稳定的支撑面保护基体。
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  非对称挤压腔循环膨胀挤出法制备AZ31合金的显微组织和力学性能

  梁敏洁,郑 杰,刘 欢,姚宝星

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 122-133.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65782-5

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  研究AZ31合金在非对称挤压腔循环膨胀挤出(CEE-AEC)过程中的显微组织、织构演化和力学性能。结果表明，在CEE-AEC过程中发生连续动态再结晶(CDRX)和不连续动态再结晶(DDRX)。经过3道次变形后，变形试样的显微组织得到细化，非对称型腔区域合金的平均晶粒尺寸为6.9 μm。随着道次的增加，基体织构的最大强度增大，并且变形过程中基体织构发生偏转。非对称型腔区域合金的基底织构从法向(ND)到挤压方向(ED)倾斜约±45°。晶粒细化强化和织构偏转显著提高变形合金的综合力学性能。3道次后，非对称型腔区域合金的拉伸屈服强度、极限抗拉强度和断裂伸长率分别为146 MPa、230 MPa和29.7%。
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  固溶态和挤压态Mg-xLi-3Al-2Zn-0.5Y (x=4, 8, 12)合金的显微组织和腐蚀行为

  彭 翔,孙家伟,刘宏杰,吴国华,刘文才

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 134-146.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65783-7

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  研究固溶态和挤压态Mg-xLi-3Al-2Zn-0.5Y (x=4, 8, 12，质量分数，%)合金的显微组织和腐蚀行为。结果表明，当锂含量从4%增加到12%，合金基体由α-Mg单相转变为α-Mg+β-Li双相，再转变为β-Li单相。Mg-4Li-3Al-2Zn-0.5Y和Mg-12Li-3Al-2Zn-0.5Y合金具有晶间腐蚀和点蚀的混合腐蚀特征，前者与沿晶界析出的AlLi相有关，后者与第二相与基体之间的高电位差有关。挤压态合金的耐蚀性优于固溶态合金。挤压态Mg-8Li-3Al-2Zn-0.5Y合金具有最低腐蚀速率(P_W=(0.63±0.26) mm/a)，主要归因于该合金的第二相分布更均匀、通过牺牲β-Li相形成的保护性α-Mg相和相对完整的更均匀分布的氧化膜。
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  划痕对AZ80镁合金上磷酸钙转化涂层耐腐蚀性能的影响

  贾雪娇,宋江凤,屈小荣,曹福勇,蒋斌,AndrejATRENS,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 147-161.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65784-9

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  通过电化学测试、扫描振动电极技术、浸泡实验和析氢实验分析AZ80合金、磷酸钙转化涂层以及含划痕涂层的耐腐蚀性能，进而研究划痕对AZ80镁合金上磷酸钙转化膜腐蚀行为的影响。结果表明，AZ80合金经涂层处理后腐蚀性能提高，其腐蚀电流密度由(85±4) μA/cm²降低为(4±1) μA/cm²。当涂层被破坏后，其对基体的保护能力下降。涂层上一条长约12 mm的划痕可使其腐蚀电流密度增加到(39±1) μA/cm²。此外，样品上的划痕区域最先开始腐蚀，进一步观察发现，腐蚀发生于划痕与涂层的交界处。由此，提出含划痕涂层的显微腐蚀机理。
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  IMI834钛合金等温和非等温热处理过程中片层α相析出行为的定量表征

  刘雪艳,李宏伟,詹梅,张洪瑞,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 162-174.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65785-0

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  为了揭示冷却速度对片层α相析出的影响机制，采用试验分析方法对IMI834钛合金在等温和非等温热处理过程中片层α相的析出行为进行定量表征。通过热膨胀试验获得不同冷却速度下片层α相的临界析出温度。基于金相显微镜和电子探针分析以及数据拟合方法，建立片层α相的平均宽度、体积分数以及α和β相内的溶质浓度随温度和冷却速度的定量演化模型。两种条件下的片层α相析出行为对比发现：非等温冷却过程中片层α相的平均宽度和体积分数均小于同温度下等温相变过程中片层α相的平均宽度和体积分数。随着冷却速度的增加，片层α相的宽度和体积分数显著减小，临界析出温度降低。发生上述现象的原因是溶质元素Al、Mo 和Nb的扩散速度随冷却速度增加而减小。
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  低功率等离子体炬生产钛合金粉末的理论与实验研究

  EmreYURTKURAN,RahmiüNAL

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 175-191.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65786-2

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  探讨使用低功率等离子体炬生产钛合金金属粉末的可能性。设计一种氩气直流非转移电弧等离子体炬，并对其等离子体射流特性和导线温度进行数值分析。喷嘴附件内的最高射流速度为838~1178 m/s，不同气体流速下顶点处的射流速度为494~645 m/s。等离子体气体流速对有效等离子体射流长度无显著影响。利用等离子体射流的温度和速度随距离的变化，可通过数值分析预测等离子体射流的长度。所制备的粉末为球形，无卫星粉。总之，本研究开发并使用低功率等离子体炬成功生产了钛合金粉末。
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  标准热处理对采用BNi-9焊料的瞬时液相连接IN-738LC高温合金的影响

  Danesh AMIRI, Ata KAMYABI-GOL, Seyed Abdolkarim SAJJADI

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 192-205.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65787-4

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  研究标准热处理对扩散焊IN-738LC高温合金显微组织和力学性能的影响。对连接样品进行全固溶退火、部分固溶退火和时效处理3个不同的热处理。结果表明，在1120 °C下焊接5 min，会导致不完全等温凝固，在焊缝处形成富Ni、Cr的硼化物共晶相。当保温时间延长到45 min时，接头中发生完全等温凝固，形成镍的先共晶固溶体γ相。等温凝固和非等温凝固样品的标准热处理能完全消除扩散影响区的硼化物相，并在等温凝固区形成γ''''析出相。然而，在非等温凝固样品的接头区观察到不连续的再凝固产物。等温凝固样品经标准热处理后，剪切强度最高(约801 MPa)，为基材剪切强度的99%。
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  加载速率和峰值载荷对DD407镍基单晶高温合金纳米压痕蠕变行为的影响

  张震男,李云丽,吴文平,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 206-216.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65788-6

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  在加载速率500~6000 uN/s和峰值载荷4000~12000 uN的条件下进行纳米压痕蠕变实验，研究DD407镍基单晶高温合金在室温下的蠕变行为。结果表明：DD407镍基单晶高温合金具有良好的蠕变抗力性能，但其蠕变性能对加载速率和峰值载荷敏感。依据Findley模型，得到拟合的蠕变参数随着加载速率和峰值载荷的增加而显著增加，并通过计算蠕变应力指数得到合金的蠕变机理由位错控制。此外，在纳米压痕蠕变实验中发现DD407合金的硬度和模量随着加载速率和峰值载荷的增加而降低，并通过无量纲分析得到加载速率对蠕变性能的影响大于峰值载荷对蠕变性能的影响。
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  等径角挤压对Cu-0.81Cr-0.07Zr合金第二相颗粒分布、硬度和电导率的影响

  FilipeCALDATTODALAN,GiseleFerreiradeLIMAANDREANI,DilermandoNagleTRAVESSA,IlshatAlbertovichFAIZOV,SvetlanaFAIZOVA,KátiaReginaCARDOSO

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 217-232.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65789-8

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  研究在室温和300 °C 下等径角挤压(ECAP)对Cu-0.81Cr-0.07Zr 合金中第二相分布的影响，及其对硬度和电导率的影响。显微组织表征表明，经ECAP 后，粗大的富Cr颗粒面积分数减小，这是由于塑性变形导致Cr的溶解。在室温下进行4道次ECAP后，由于固溶体中较高的Cr含量和基体中较高的缺陷密度导致电子散射的增加，合金的电导率下降了12%。仅在ECAP样品中观察到的Cu晶格常数的减小和差示扫描量热分析(DSC)过程中发生的放热反应证实了这些结果。经ECAP后的时效热处理促进额外的硬化效果和导电性的完全恢复，这是由于部分溶解颗粒的再沉淀造成的。在室温下进行4道次ECAP，然后在380 °C时效处理1 h的合金具有更高的硬度(191 HV)和电导率(83.5%(IACS))。
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  钨原子掺杂的Ti₃C₂T_x MXene材料在全光谱氮气光固定中的应用

  李琪,徐佶粱,王三妹,喻开富,竹文坤,侯婷婷,张蓝天,张文华,梁叔全,王梁炳

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 233-250.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65790-4

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  将W原子掺杂到Ti₃C₂T_x MXene材料中，成功制备具有全光谱氮气光固定催化活性的W/Ti₃C₂T_x-U光催化剂。在室温且无任何牺牲剂条件下，该催化剂作用下NH₃产率高达228 μmol/(g·h)。对W掺杂及超声插层处理对MXene材料催化性能的影响进行研究。采用扫描透射电子显微镜、电子自旋共振波谱、X射线光电子能谱、紫外-可见分光光度计、程序升温化学吸附分析仪及密度函数理论计算等多种方式对所得到的催化剂进行表征及研究。结果表明：Ti₃C₂T_x Mxene可收集紫外-可见光和近红外光以生成热电子；掺杂的W原子作为活性中心，向N₂分子的反键轨道贡献电子，使N≡N的键长增加，从而促进N₂分子的吸附和活化。
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  合成交换法制备Al_x/HKUST-1催化CO低温还原NO

  张丽,郑佳翔,张超,王于思,曾婧,何汉兵,袁铁锤,秦毅红,郑雅杰

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 251-261.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65791-6

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  采用合成交换法成功制备双金属铜基有机金属骨架材料Al_x/HKUST-1(x=1/24，1/12，1/6，1/3)，并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、热重分析(TG)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及H₂程序升温还原(H₂-TPR)技术对其进行表征。研究结果表明，Al_x/HKUST-1维持前躯体(HKUST-1)的正八面体结构，掺铝(Al³⁺)后，HKUST-1的热稳性和还原性能均得到提高。Al_1/12/HKUST-1表现出最佳的催化活性，温度为210 °C时，催化脱硝率达到100%，相比HKUST-1降低了50 °C。催化反应后，Al_1/12/HKUST-1中Al、Cu和O的价态种类没有发生改变，但是不同价态的Al、Cu和O的含量比值发生了明显变化。Al_x/HKUST-1的催化过程遵循Langmuir-Hinshelwood反应机理。
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  Al₂O₃包覆改善P2型Na_2/3Fe_1/2Mn_1/2O₂正极材料的存储性能

  常轶娇,谢光辉,周雍茂,王接喜,王志兴,郭华军,尤编政,颜果春

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 262-272.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65792-3

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  采用超声喷雾热解与高温固相烧结相结合的方法合成P2型Na_2/3Fe_1/2Mn_1/2O₂材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电化学充放电设备对材料的结构、形貌和电化学性能进行全面的表征。此外，在Na_2/3Fe_1/2Mn_1/2O₂表面包覆Al₂O₃薄层，该包覆层可以抑制Na₂CO₃·H₂O的形成，提高Na_2/3Fe_1/2Mn_1/2O₂材料的存储性能，从而改善其电化学性能。这种简单的表面改性方法为合成高性能钠离子电池正极材料提供了新思路。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  基于接收函数的中国东南部区域深部成矿机制

  柳建新,SyedmuzyanSHAHZAD,孙娅,AsimSHAHZAD,李川,MeryemFANIDI,IshfaqueMUHAMMAD

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 273-284.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65793-5

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  中国东南部地区的地壳变形机制和深部成矿机制一直存在争议。本研究基于中国地震台网207个地震站观测到的地震波形数据，采用接收函数方法计算中国东南部的地壳厚度和地壳内岩石的泊松比。结果表明，研究区东部地壳厚度约为27 km，而西部地壳厚度约为43 km，平均地壳厚度为31 km，地壳呈现西厚东薄趋势。地壳内岩石泊松比的结果显示：华夏块体的南部泊松比较高，平均为0.295，而秦岭大别造山带的地壳岩石泊松比相对较低，平均为0.257。在扬子克拉通的中部以及华夏块体的中东部区域，地壳岩石泊松比为0.257~0.286。通过对比侵入体沉积岩和火成岩的泊松比，初步推断金属矿物系统的形成可能与造山和热液沉积矿床有关，这表明研究区内多期岩浆作用和成矿作用是由构造-岩浆-热事件引起的。而华夏块体东南边缘和上场子克拉通的东北区域地壳岩石的高泊松比可能与中生代中下地壳镁铁质部分熔融有关，同时部分熔融也为岩浆入侵和金属矿床的形成提供了重要环境。
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  铝土矿采场矿石顶板承载机理与厚度优化

  马少维,胡建华,秦亚光,任启帆,杨东杰

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 285-295.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65794-7

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  基于弹性薄板理论，分析矿石顶板破坏的主要规律，推导矿石顶板的厚度求解公式。研究结果表明：矿石顶板中心的拉应力是矿石顶板破坏的主要原因，根据该点的极限破坏条件推导出矿石顶板的厚度求解公式；以某铝土矿第10采场为工程案例，经过求解，该采场最优矿石顶板厚度为0.36 m，考虑安全系数为1.3，设计矿石顶板厚度为0.5 m；在整个工业试验过程中，顶板动态报警仪未启动报警，矿石顶板未发生破坏；相比类似条件的采场矿石顶板减少0.1~0.3 m，矿石顶板回收率提高16.7%~37.5%。
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  采用改性酯类捕收剂在低温条件下有效回收黄铜矿

  卜显忠,冯媛媛,薛季玮,杨璐,张崇辉

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 296-306.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65795-9

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  通过单矿物浮选试验、接触角测试、药剂吸附量试验、粒度分析、冷冻透射电镜和红外光谱分析，考察改性酯类捕收剂(BL)在低温条件下对黄铜矿浮选的影响。单矿物浮选试验结果表明，在低温条件下，BL对黄铜矿的捕收能力明显优于酯105。结合粒度分析、冷冻透射电镜及红外光谱分析结果，在低温条件下，BL在水溶液中的粒度小于酯105的，而分布密度大于酯105的，这表明BL在低温条件下分散性更好。因此，BL更容易吸附在黄铜矿表面，从而提高其表面疏水程度，该结果也通过接触角测试和药剂吸附量试验得以证实。
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  辉钼矿氧化焙烧自烧结的特点与机制

  孙虎,李光辉,卜群真,傅中乔,刘会波,张鑫,罗骏,饶明军,姜涛,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 307-318.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65796-0

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  以纯试剂为原料进行焙烧试验，采用热力学计算、XRD、SEM-EDS、高温原位分析等手段，研究辉钼矿(MoS₂)氧化过程的自烧结行为。结果表明，当焙烧温度由600 °C提高至700 °C时，辉钼矿团块中物料烧结的面积随之增大，导致脱硫效率降低。烧结层在氧化焙烧的初期快速形成，且常覆盖在团块迎风侧表面。在物料烧结的同时，MoO₂和Mo₄O₁₁也集中生成，与MoO₃共同构成烧结层。进一步研究发现，含低价钼氧化物的富MoO₃产物熔点较低，在MoS₂与O₂反应剧烈放热时易发生熔化，致使物料烧结。
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  基于甲基磺酸体系从铅冶炼副产物中湿法提铋

  南天翔,杨建广,唐朝波,汪文超,龙伟,杨济源

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 319-332.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65797-2

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  为有效提取铅冶炼副产物中的铋，提出一种基于甲基磺酸体系的湿法提铋新工艺。提铋工艺包括电精炼、氧化浸出和电沉积。通过单因素试验确定提取铋的最佳工艺条件。在最优工艺条件下，得到纯度为99.8%的铋 板。采用循环伏安法和线性扫描伏安法研究电解精炼的阴极反应机理。结果表明，铅和铋的沉积及氢析出反应均为不可逆反应，且反应的控制步骤为扩散控制；另外，电解精炼过程中，较低的反应温度和酸度可以提高阴极铅粉的纯度。
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  改性含钛高炉渣中铁、钒和钛的回收

  韩吉庆,张晶,张加豪,陈晓,张力,涂赣峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 333-344.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65798-4

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  提出两段氧化—碱浸—酸浸工艺来回收改性含钛高炉渣中的铁、钒和钛。较佳的提铁实验条件为一段氧化时间40 s和保温时间8 min，铁的回收率为89.93%。较佳的提钒实验条件为总氧化时间126 s、NaOH浓度4.0 mol/L、浸出温度95 °C、浸出时间90 min和碱浸循环次数4，钒的浸出率为92.13%。较佳的提钛实验条件为HCl浓度4.5 mol/L、浸出温度75 °C和浸出时间90 min，人造金红石的TiO₂含量为98.61%。
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  通过选择性浸出、结晶和沉积回收废重整催化剂中的镍和铝

  NagaRajuBATTI,N.R.MANDRE

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 345-353.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65799-6

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  研究和优化不同工艺条件下硫酸(3.0~5.5 mol/L)浸出回收Ni和Al的工艺。浸出实验表明，在H₂SO₄浓度5.5 mol/L、反应时间4 h、固液比0.2 g/mL、温度358 K、粒径<100 mm、搅拌速度200~250 r/min、催化剂用量5.0 g的条件下，可提取98.5%的NiO和40.7%的Al₂O₃。浸出液中的Al用1.4 mol/L KOH选择性结晶分离，Ni用0.3 mol/L H₂C₂O₄选择性沉淀分离。此法可回收约97.9%的NiO，纯度达98.3%；约25%的Al₂O₃以明矾(纯度为99%)形式回收，14.7%的Al₂O₃以Al-K-C₂O₄-SO₄盐的形式回收。研究结果表明，硫酸是一种合适的选择性浸出溶剂，而且可以从硫酸盐溶液中选择性结晶出明矾。TG-DTA/DTG和XRD表征研究证明，本工艺可以有效地提取和回收镍和铝。
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  提高KF-AlF₃-Al₂O₃熔体中Cu-Al基阳极的耐腐蚀性

  SaiKrishnaPADAMATA,AndreyYASINSKIY,AleksandrSHABANOV,TimofeyBERMESHEV,杨酉坚,王兆文,曹导,PeterPOLYAKOV

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 354-363.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65800-X

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  采用恒电流和动电位极化技术研究经预氧化的和未经预氧化的Cu-Al基阳极(Cu-10Al和Cu-9.8Al-2Mn)在KF-AlF₃-Al₂O₃熔体中的阳极行为。将合金在700 °C下进行短时间(8 h)氧化，然后在800 °C下施以0.4 A/cm²的电流密度进行1 h恒电流极化。测定扫描速率为0.01 V/s的动电位曲线。对在阳极表面冻结的熔体样品进行 XRD分析，并在实验后对阳极进行SEM分析，以研究合金表面形成的氧化皮的物相。所有阳极材料的稳态电位都在2.30~2.50 V(vs Al/AlF₃)范围内。根据动电位极化获得的数据计算阳极的腐蚀速率。结果表明，经预氧化的阳极比未经预氧化的阳极具有更低的腐蚀速率。
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  铜火法冶炼过程中铜和砷物质流分析

  郭学益,陈远林,王亲猛,王松松,田庆华

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(1): 364-376.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65801-1

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  采用物质流分析方法对铜火法冶炼过程铜和砷的代谢进行分析，建立铜和砷的物质平衡表及物质流图。采用直接回收率、废物循环率和资源效率等指标评价流程代谢效率。结果表明，该流程铜资源效率为97.58%，在熔炼、吹炼和精炼单元过程铜的直接回收率分别为91.96%、97.13%和99.47%。同时，生产1 t金属铜有10 kg砷进入系统。其中，1.07 kg砷进入浮选尾矿，8.50 kg砷进入除砷废渣，0.05 kg砷进入生产废水。此外，分析生产过程中砷在熔炼、吹炼和精炼单元中的分配和转化行为，并在物质流分析基础上，提出提高铜资源效率及控制污染的建议。