2022年, 第32卷, 第6期　刊出日期：2022-06-25

  

• 全选
  |

Materials Science and Engineering
• Select
  变形镁合金微合金化研究进展：理论与设计

  蒋斌,董志华,张昂,宋江凤,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1741-1780.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65907-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  变形镁合金微合金化是发展低成本、高性能镁合金的重要方向。近二十年来，变形镁合金在理论研究及微合金化设计领域取得了重要研究进展。本文中作者重点从理论计算及合金设计两方面总结变形镁合金最新研究进展，为建立镁合金成分-性能关系奠定基础。首先，概述第一性原理计算、分子动力学、元胞自动机和晶体塑性有限元等不同尺度下镁合金性能的研究进展，继而分析Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE、Mg-Sn和Mg-Ca等重要变形镁合金体系中合金元素的作用，最后，展望微合金化变形镁合金的发展方向，为新型变形镁合金的高效设计提供指导。
• Select
  高导热性Al-Fe-Ce三元铝合金的设计与制备

  罗干,周雄,李乘波,杜军,黄正华

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1781-1794.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65908-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用Ce元素对Al-2%Fe(质量分数)合金进行改性，并系统研究该合金的显微组织、凝固行为、电/热导率及力学性能。结果表明，添加适量Ce元素降低Al-Fe合金的再辉温度和共晶生长温度，改善含Fe相的形貌和分布，并同步提高该合金的热导率和力学性能。退火处理提高合金热导率主要归因于点缺陷浓度的降低。此外，轧制过程进一步将较粗的含Fe相分解成细小颗粒，使二次相均匀分布于α(Al)基体。经过后续的退火和轧制处理，Al-2%Fe-0.3%Ce(质量分数)合金的热导率、抗拉强度和硬度分别达到226 W/(m·K)、(182±1.4) MPa和HBW (49.5±1.7)。
• Select
  采用E2EM模型预测LaB₆相作为Al-Si-Cu-Mn耐热铝合金中初生富Mn相形核基底潜力及其细化效果

  李广敬,廖恒成

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1795-1804.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65909-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过E2EM模型预测LaB₆相作为Al-Si-Cu-Mn耐热铝合金在凝固过程中出现的初生Al₁₃Mn₄Si₈相异质形核基底的潜力。LaB₆相和Al₁₃Mn₄Si₈相间共有5对位向关系满足E2EM模型的判定标准，其中一对晶面关系((110)_LaB6//(110)_Al13Mn4Si8)被TEM观察证实。这表明LaB₆相可作为Al₁₃Mn₄Si₈相的有效异质形核基底。将1.0%(质量分数)的Al-2La-1B中间合金添加到Al-12Si-4Cu-2Mn合金中，并通过组织观察和力学性能测试来评价细化效果。实验结果表明，添加Al-2La-1B中间合金能显著细化初生Al₁₃Mn₄Si₈相，证实E2EM模型预测的结果。但初生Al₁₃Mn₄Si₈相的细化并没有提高合金的强度，这是由于铝基体与初生Al₁₃Mn₄Si₈相之间的弹性模量差大于Al₁₅Mn₃Si₂相。
• Select
  定量分析α-Al(MnFeCr)Si弥散相对Al-Mg-Si合金热变形和显微组织演变的影响

  HiromiNAGAUMI,秦简,于承斌,王孝国,王林生

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1805-1821.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65910-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过在300~500 °C及不同应变速率条件下的热压缩试验研究AA6061和含锰Al-Mg-Si-Cu合金的显微组织演变规律。与AA6061合金相比，含锰Al-Mg-Si-Cu合金中大量的α-Al(MnFeCr)Si弥散相有效提高了所有变形条件下合金的流变应力。通过电子背散射衍射测量研究变形参数对显微组织演变的影响。两种合金的主要软化机制为动态恢复。含锰合金中α弥散相的存在有效地细化了取向差为2°~5°的亚结构，从而抑制动态恢复。为了预测不同变形条件下的亚晶粒尺寸，通过修正的Orowan方程计算α弥散相的加入导致的阈值应力，并将其纳入传统的本构方程中。采用修正的本构方程计算的亚晶尺寸与实验数据显示出良好的一致性。
• Select
  新型Al/CuFe多层核壳颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能

  RashidALI,FahadALI,AqibZAHOOR,RubNawazSHAHID,NaeemulHaqTARIQ,ZafarIQBAL,AdnanQayyumBUTT,SaadULLAH,HasanBinAWAIS

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1822-1833.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65911-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用不同烧结工艺制备新型Al/CuFe多层核壳颗粒增强铝基复合材料(AMCs)，研究其对显微组织和力学性能的影响。分别采用电置换法和化学镀法在铝粉颗粒上沉积Cu层和Fe层，制备多层Al/CuFe核壳颗粒。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/能谱(EDX)、密度计、显微硬度和压缩试验等方法对复合材料进行表征。结果表明，在放电等离子烧结复合材料中，由于沉积层向金属间化合物相转变，界面反应程度提高，复合材料的相对密度(99.26%)、显微硬度(165 HV_0.3)和强度(572 MPa)均显著提高。此外，热压复合材料壳层结构中存在的未转化Cu导致其断裂应变最高(20.4%)。研究结果对通过选择合适的烧结路径来调整AMCs的显微组织和控制其力学性能具有重要意义。
• Select
  基于PLS和SVR模型评价铝合金双层涂层承载能力的新方法

  FaridehDAVOODI,FakhreddinASHRAFIZADEH,MasoudATAPOUR,ReyhanehRIKHTEHGARAN

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1834-1851.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65912-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高铝合金的承载能力，在AA6061铝合金表面制备由化学镀中间层和物理气相沉积(PVD)表面层组成的双层NiP/TiN涂层。根据涂层的厚度、附着力和弹性模量，采用偏最小二乘法(PLS)和支持向量回归(SVR)法模拟涂层的承载。结果表明，两种模型均可以模拟涂层的承载，但PLS模型优于SVR模型。厚度、附着力和弹性模量与载荷的相关系数分别为0.841、0.8092和0.7657，可见厚度对承载能力的影响最大。用XRD和SEM对样品的组成和结构进行表征，通过对涂层的磨损和附着力的评价，讨论涂层的承载能力。在2 N载荷和100 m滑动距离下的干滑动磨损试验表明，涂层试样在低荷载作用下被完全破坏。Rockwell表面硬度测试表明，具有高承载能力的样品不仅具有优良的摩擦学性能，还具有更大的附着力。
• Select
  真空压铸镁合金AE44缺陷带的组织特征及形成机理

  侯莹滢,吴孟武,田冰辉,李晓波,熊守美

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1852-1865.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65913-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究真空压铸镁合金AE44的显微组织，重点关注缺陷带的组织特征及形成机理。实验中普遍观察到的双缺陷带将压铸试样横截面划分为5个部分，各部分的晶粒形态与尺寸分布存在较大差异。心部缺陷带显著宽于表层缺陷带。双缺陷带均为溶质偏析带，Al₁₁RE₃相面积分数均高于周围区域。压铸镁合金AE44缺陷带内未观察到明显的孔洞聚集现象，这是由镁合金AE44较窄的凝固温度区间以及金属间化合物相析出过程中释放出大量的潜热造成的。缺陷带的形成与作用于半固态合金的剪切应力有关，剪切应力会导致半固态区域晶粒骨架崩塌。然而，表层及心部缺陷带处的剪切应力形成机制大不相同。
• Select
  Nd添加结合热挤压制备Mg-Gd-Zr合金的力学性能

  郑留伟,庄永鹏,李军舰,王红霞,李航,侯华,王利飞,罗小平,KwangSeonSHIN

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1866-1880.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65914-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究添加钕元素对挤压态Mg-9Gd-0.5Zr(质量分数，%)合金显微组织和力学性能的影响。在673 K下对Mg-9Gd-0.5Zr和Mg-9Gd-2Nd-0.5Zr两种合金进行挤压。添加钕后，组织中被拉长的非动态再结晶晶粒消失，获得均匀分布的动态再结晶晶粒，晶粒尺寸为1.68 μm。此外，在挤压态Mg-9Gd-2Nd-0.5Zr合金中动态析出大量的纳米Mg₅(Gd, Nd)颗粒，通过Orowan强化机制有效地提高合金的强度。细小的纳米颗粒通过阻碍形变能的释放为动态再结晶过程提供形核，进一步促进动态再结晶的进行。而且，动态再结晶晶粒具有弱织构，对塑性的提高起重要作用。因此，添加钕能够同时提高挤压态Mg-9Gd-0.5Zr合金的强度和伸长率。
• Select
  轧制态Mg-Zn-Er合金板材的显微组织及腐蚀行为

  刘 轲,娄 峰,付军健,于子健,李淑波,王朝辉,杜 宪,杜文博

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1881-1895.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65915-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对轧制态Mg-xZn-0.5Er (x = 0.5, 2.0, 3.0, 4.0, 质量分数，%)合金的腐蚀行为和机理进行研究。结果表 明，第二相与基体之间的电位差由第二相的种类和尺寸决定。Mg-0.5Zn-0.5Er合金基体中占主导地位的纳米尺寸W相引起合金局部尖锐点蚀。但是，随着粗大W相或I相体积分数的增加，腐蚀反应优先在粗大W相或I相附近发生，腐蚀更加均匀，腐蚀速率加快。长期浸泡(14 d)结果表明，合金耐蚀性由高到低的顺序为Mg-0.5Zn-0.5Er > Mg-2.0Zn-0.5Er > Mg-3.0Zn-0.5Er > Mg-4.0Zn-0.5Er。
• Select
  缓蚀离子存在条件下阳极氧化提高Ti-6Al-4V合金的耐蚀性

  A.L.MARTINEZ,D.O.FLAMINI,S.B.SAIDMAN,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1896-1909.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65917-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过恒电流阳极氧化在Ti-6Al-4V合金表面制备彩色氧化物薄膜。采用3种不同的含有腐蚀无机缓蚀剂的水溶液(Na₂MoO₄，NaH₂PO₄和NH₄VO₃)进行阳极化处理，研究缓蚀剂阴离子对合金在Ringer溶液中腐蚀行为的影响。采用开路电位(OCP)、Tafel极化、线性扫描伏安(LSV)和计时电流(CA)等手段，评估处理后电极的腐蚀性能。通过释放的Mo、V和P，采用ICP-AES技术检测缓蚀剂离子的掺入。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对形成的氧化物进行表征。结果表明，无论采用何种溶液，均获得无孔或裂纹的致密无定形氧化物。在Na₂MoO₄溶液中阳极氧化样品的腐蚀电流密度最低(0.11 μA/cm²)，即使在Ringer溶液中浸泡168 h，仍能保护合金，而未检测到裂纹或腐蚀产物。XPS分析结果显示，钼以Mo⁶⁺和Mo⁴⁺的形式掺入氧化膜中。
• Select
  梯度纳米结构Inconel 625合金的形成机理及磨损行为

  高钰璧,李秀艳,马元俊,MatthewKITCHEN,丁雨田,罗全顺

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1910-1925.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65918-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用SEM、TEM和球盘式滑动磨损机研究梯度纳米结构(GNS) Inconel 625合金的形成机理和磨损行为。结果表明，表面机械研磨处理(SMGT)诱导产生深度约为800 μm的梯度结构，其由表层纳米晶层、纳米层片层、纳米孪晶层和严重变形层组成，对应的显微硬度由6.95 GPa (最表层)梯度降低到2.77 GPa (粗晶基体)。同时，高密度纳米孪晶的形成以及随后的纳米孪晶与位错之间的交互作用导致纳米晶层的形成。经SMGT处理样品的 磨痕宽度和深度、磨损量和磨损率均小于未处理粗晶样品的；此外，两种样品的磨损机制主要是磨料磨损和粘着磨损，并伴有轻微的氧化磨损。GNS Inconel 625合金耐磨性的显著增强归因于GNS表层具有高显微硬度、高残余压应力和高应变能力。
• Select
  第二相形状和尺寸对烧结Mo-Y₂O₃合金力学性能的影响

  吴壮志,赵娜,卢瑶,刘海浪,段柏华,刘新利,王德志,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1926-1934.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65919-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  第二相的形貌和尺寸对氧化弥散强化钼合金的强化效果有很大影响。采用一种新策略来调节第二相Y₂O₃颗粒，研究颗粒形状和尺寸对烧结Mo-Y₂O₃合金力学性能的影响。结果表明，由于集中分布在晶粒内部第二相颗粒的钉扎位错，粒径小于200 nm的球形颗粒的强化效果最佳。添加粒径为105 nm球形Y₂O₃颗粒的钼合金抗拉强度提高约43.8%，抗拉强度提高幅度远高于粒径为322 nm的第二相纳米球强化的钼合金(8.3%)。同时，在粒径相近(约100 nm)的情况下，球状比一维棒状第二相的强化效果更好。
• Select
  Ni包覆WC粉体及高抗冲击耐腐蚀WC-Ni硬质合金的制备和性能

  闵凡路,于淞百,汪升,姚占虎,JacquesGuillaumeNOUDEM,刘四进,张建峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1935-1947.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65920-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用化学共沉淀-高温氢还原工艺制备纳米Ni均匀包覆的WC复合粉体(简称CM-WCN)，在1450 ℃下真空烧结1 h，获得WC-Ni硬质合金，并对其组织及性能进行研究。结果表明，CM-WCN硬质合金中WC的平均晶粒度为3.0~3.8 μm，仅观察到少量孔隙。CM-WCN-10%Ni(质量分数)的相对密度、硬度及抗弯强度分别为99.63%、HRA 86.5及1860 MPa，CM-WCN-12%Ni(质量分数)的最高冲击韧性为6.17 J/cm²，优于本文中手混法制备的WC-Ni (HM-WCN)硬质合金及文献报道同类合金的性能。由于结构均匀性及低孔隙率，CM-WCN硬质合金具有优异的力学性能，其主要断裂模式为穿晶断裂，并伴随黏结相塑性形变。此外，当Ni含量为6%~12%(质量分数)时，CM-WCN比HM-WCN硬质合金的耐腐蚀性能更好。
• Select
  超高温放电等离子烧结碳化硼粉末致密化和晶粒生长动力学

  张梅,王文军,袁铁锤,谢思遥,李瑞迪,周志辉,徐运保

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1948-1960.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65921-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过放电等离子烧结(SPS)制备致密碳化硼材料，并揭示烧结致密化机制和晶粒生长动力学；研究样品致密度、硬度、抗弯强度和韧性，并通过SEM和TEM对烧结机制进行验证。结果表明，SPS碳化硼烧结主要分为两个阶段：致密化阶段(1800~2000 ℃)和晶粒生长阶段(2100~2200 ℃)。利用稳态蠕变模型进行分析，碳化硼烧结初期致密化机制为晶界滑移，后期转变为位错攀移机制；晶粒生长机制在2100 ℃时由晶界扩散控制，在2200 ℃时由体积扩散或液相扩散控制。
• Select
  核用钽/铌内衬SiC/SiC复合材料管件的拉伸与耐压性能

  黎 畅,王洪磊,杨雅萍,顾全超,闫星亨,周新贵

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1961-1968.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65922-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究金属内衬的SiC/SiC复合材料管件的抗拉强度和爆炸特性等力学性能。采用铌或钽为内衬层，通过缠绕及不同的PIP工艺制备一系列SiC/SiC复合材料管件。在室温与1200 ℃下测量不同管件的抗拉强度，通过测量最大耐水压强度表征管件的爆炸特性，并利用扫描电镜观察断口显微形貌。结果发现，室温下金属内衬SiC/SiC复合材料管件的最大抗拉强度可达150.7 MPa；随着PIP周期从1增加到4，管件的爆炸性能增加，4个PIP周期的管件最大耐水压强度可达34.7 MPa。与单层结构的金属管件相比，由SiC/SiC复合材料层与金属内衬结合的管件具有更好的拉伸与耐压性能。PIP周期与热解炭涂层等不同工艺是提升金属内衬SiC/SiC复合材料管件力学性能的重要因素。然而，在1200 ℃时管件的抗拉强度保留率仅为18.5%。
• Select
  球磨添加LaF₃的Mg(Al)固溶体合金的储氢性能

  钟海长,林晨龙,杜子宇,曹春燕,梁初,郑青榕,戴乐阳

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1969-1980.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65923-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过球磨添加LaF₃促进Mg(Al)固溶体合金的吸/放氢过程。利用XRD技术分析样品的相组成和吸/放氢过程的相转变。采用扫描电镜(SEM)和扫描透射电镜(STEM)观察样品的显微组织和相分布。采用Sieverts方法对样品的储氢性能进行测试。Mg_0.93Al_0.07-5%LaF₃(质量分数)纳米复合物的吸氢反应激活能和脱氢反应激活能分别降低至65和78 kJ/mol，从而使其吸/放氢动力学性能得到显著提高，其脱氢反应焓为69.7 kJ/mol。复合物储氢性能的改善主要归因于铝固溶到镁晶格中以及原位生成纳米结构Al₁₁La₃和MgF₂的催化作用。
• Select
  对丙酮高气敏选择性的Pt纳米颗粒修饰的NiWO₄/WO₃异质结构纳米管

  崔永平,商亚茹,师瑞霞,车全德,王俊鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1981-1993.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65924-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以聚苯乙烯(PS)纳米纤维为模板，采用简单的自组装法制备异质结构NiWO₄/WO₃(Ni/W)纳米管。采用超声混合法获得Pt修饰的NiWO₄/WO₃复合纳米管(Pt@Ni/W)。结果表明，气敏性能从高到低依次为Pt@Ni/W>Ni/W> WO₃。2%Pt@Ni/W-5纳米管在375 ℃时对100×10^-6丙酮具有最高的响应值(58.4)，分别是WO₃和NiWO₄/WO₃纳米管的10.6和1.53倍。此外，相比于乙醇、甲醛、甲醇、氨气和甲苯，2%Pt@Ni/W-5纳米管对丙酮显示出极高的选择性。Pt修饰的NiWO₄/WO₃纳米管对丙酮表现出良好的响应性和稳定性，这归因于NiWO₄/WO₃异质结构的形成和Pt纳米颗粒的溢出效应。
• Select
  无稳定剂水相体系中氢氧化钴纳米片沉积钯用于催化还原4-硝基苯酚

  唐曾民,张玲,杜晶晶,许利剑

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 1994-2002.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65925-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在水溶液中制备负载钯的氢氧化钴(Co(OH)₂-Pd)纳米片，并将其作为催化剂用于还原4-硝基苯酚。为了制备Co(OH)₂-Pd纳米片，Pd纳米颗粒在室温和没有稳定剂的情况下通过抗坏血酸还原Na₂PdCl₄后固定在Co(OH)₂纳米片上。透射电镜和扫描电镜观察表明，尺寸为2~5 nm的Pd纳米颗粒均匀地分散在Co(OH)₂纳米片表面。在催化测试中，制备的2.18% Pd(摩尔分数)沉积的Co(OH)₂-Pd(1000)纳米片可以在6 min内催化并完成4-硝基苯酚向4-氨基苯酚的转化，第一次测试的动力学常数为0.0089 s^-1。该催化剂经过几个循环后仍保持较高的活性。结果表明，在NaBH₄存在下，Co(OH)₂-Pd(1000)纳米片对4-硝基苯酚的还原表现出较高的催化活性。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
• Select
  微波处理玄武岩强度的SPH-FEM耦合算法模拟

  杨春,FerriHASSANI,周科平,高峰,AmeenTOPA,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2003-2018.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65926-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  微波预处理弱化岩体强度，进而降低机械破岩过程中的钻头/刀具磨损、提升凿岩效率已经成为一项极具前景的技术。为探究数值模拟参数对岩石静强度模拟结果的影响，并为后续钻凿或岩石切割模拟确定合理的微波处理玄武岩数值力学参数，采用光滑粒子流体动力学与有限元耦合算法(SPH-FEM)构建岩石单轴压缩与巴西拉伸数值模型。为减小微波损伤对岩石强度测试误差的影响，采用线性莫尔-库仑理论对相同微波参数下微波处理玄武岩试样的黏聚力和内摩擦角进行标定。在单轴抗压与巴西拉伸模拟过程中开展SPH关键控制参数的敏感性分 析，并根据同一组校核后的黏聚力和内摩擦角数据，在数值实验中同时捕获目标抗压强度与巴西拉伸强度，单轴抗压强度数值模拟结果与试验结果吻合较好。此外，结合数值模拟结果评估微波辐照参数对玄武岩力学行为的影响。
• Select
  采用链箅机-回转窑法从添加硫酸钠的钒钛磁铁矿中回收钒

  易毅辉,孙 虎,游锦香,张 津,蔡 源,张 鑫,罗 骏,邱冠周

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2019-2032.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65927-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  模拟链箅机-回转窑，开展钒钛磁铁矿硫酸钠焙烧活化钒的扩大试验研究。结合热力学计算、XRD、SEM-EDS、ICP-AES等手段，优化球团制备过程的工艺参数，实现钒氧化与转化的增强。研究结果表明，造球阶段添加硫酸钠能改善生球的抗爆裂性能；干燥阶段采用较高的风温能提高钠盐在球团内的分散度；预热阶段采用富氧热风能促使钒更彻底氧化；焙烧阶段控制液相量为 15.5%-22.5%，钒的钠化效果较好。综合以上措施，焙烧球中钒的转化率达到85.6%，证明利用现有球团生产线回收钒的可行性。
• Select
  低品位镍铜硫化矿氯化焙烧同步提取有价金属及过程的动力学

  牟文宁,肖腾飞,石双志,徐雪晴,程皓,翟玉春

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2033-2045.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65928-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究低品位镍铜硫化矿氯化铵氯化焙烧-水浸工艺高效同步提取镍和铜。结果表明，当矿粉粒度为75~80 μm，焙烧时间为2 h，氯化铵与矿的质量比为1.6:1，焙烧温度为550 ℃时，可同步提取98.4%的镍和98.5%的铜。采用X射线衍射(XRD)结合扫描电子显微镜(SEM)分析各种矿物的演化行为。通过Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法处理差热-热重分析(DTA-TG)数据，研究氯化过程动力学。结果表明，低品位镍铜硫化矿的氯化过程主要包括NH₄Cl的分解和矿物的氯化两个阶段，最大的表观活化能(E_a)分别为114.8 kJ/mol和144.6 kJ/mol。废气经冷凝回收确定为氯化铵，可作为反应物再次利用，实现工艺的经济性和清洁性。
• Select
  拜耳法Na-S-Fe-H₂O系热力学分析

  周雪娇,谭 飞,陈永利,尹建国,夏文堂,黄青云,高绪东

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2046-2060.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65929-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  构建Na-S-Fe-H₂O系热力学图，分析拜耳法生产过程中硫和铁的行为。溶出后，铁最可能以Fe₃O₄和Fe₂O₃的形式进入赤泥，部分铁以Fe(OH) ₃^-、HFeO₂^-、Fe(OH) ₄^-和Fe(OH) ₄^2-的形式转入液相。硫的优势物种是S^2-，其次是SO₄^2-，然后是SO ₃^2-和S₂O ₃^2-。热力学分析结果与实验测得的溶液中铁和硫的形态分布一致。当温度降低时，硫和铁会结合析出。控制低电位和降低温度均有利于将硫和铁从溶液中脱除。XRD谱表明，NaFeS₂·2H₂O、FeS和FeS₂广泛存在于赤泥以及黄铁矿和高硫铝土矿溶出液的析出物中。热力学分析可用于指导拜耳法同步除硫和铁。
• Select
  双功能离子液体在氯化物介质中萃取分离Eu³⁺的应用

  Bibhuti Bhusan MISHRA, Niharbala DEVI

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2061-2070.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65930-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究使用双功能离子液体萃取剂(Bif-ILEs)三辛基甲基氯化铵二(2-乙基己基)磷酸酯([A336][D2EHP])和十四烷基三己基氯化膦二(2-乙基己基)磷酸酯([P66614][D2EHP])、以煤油作稀释剂从氯化物介质中萃取Eu³⁺的过程，以开发环境友好的铕萃取工艺。通过改变关键工艺参数，研究Eu³⁺的萃取行为。萃取研究表明，铵基离子液体[A336][D2EHP]对Eu³⁺的萃取效率优于膦基离子液体[P66614][D2EHP]。例如，使用0.05 mol/L [A336][D2EHP] 可以定量萃取Eu³⁺，而需要0.1 mol/L的[P66614][D2EHP]才能达到相同的Eu³⁺萃取率。对于[A336][D2EHP]，铕的萃取为吸热过程。反萃实验表明，使用20% HNO₃(体积分数)可以将100%的Eu³⁺从两种负载的离子液体中反萃下来。在pH值3.2时，分离因子(b_Y/Eu)最高，达到653.59；在相同pH值下，Eu³⁺对La³⁺的分离因子为30.6。采用0.2 mol/L [A336][D2EHP]、相比O/A=1:1和1:2的两级错流萃取，可从废灯管荧光粉浸出液中回收99.98%的Eu和99.99%的Y。
• Select
  氧压硫酸浸出废旧磷酸铁锂电池选择性回收锂

  伍德佑,王东兴,刘志强,饶帅,张魁芳,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2071-2079.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65931-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用氧压浸出法在化学计量硫酸溶液中从废旧磷酸铁锂电池中选择性浸出锂。以氧气作为氧化剂，化学计量硫酸作为浸出剂，97%以上的Li浸出至溶液中，而99%以上的Fe保留在浸出渣中，从而实现Li和Fe的低成本一步分离。通过调节浸出溶液pH深度除铁和磷酸盐沉锂，制备Li₃PO₄产品，锂回收率高于95%。
• Select
  三维电极反应器中活性炭电化学强化吸附As(V)

  罗永健,王云燕,徐慧,杜嘉丽,朱明飞,张李敏,孙竹梅,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(6): 2080-2090.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65932-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用自制三维电极反应器对溶液中的As(V)进行电吸附去除，而粒子电极选用活性炭颗粒(GAC)。在最佳条件下，As(V)的去除率为84%，溶液中As(V)的残留浓度为0.08 mg/L。从动力学研究中得到，整个过程的速率控制步骤可能涉及两个以上的过程：膜扩散、物质扩散和物理/化学吸附过程。在脱附过程中，As(V)可以从GAC中解吸出来，且GAC在解吸后能再次电吸附As(V)，这表明该电极具有良好的循环性能。