2022年, 第32卷, 第7期　刊出日期：2022-07-25

  

• 全选
  |

Materials Science and Engineering
• Select
  温度和时间对半固态2A14铝合金短流程制备半固态坯三维组织演变的影响

  刘英泽,姜巨福,肖冠菲,张颖,黄敏杰,王迎

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2091-2109.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65933-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了开发一种制备半固态坯料的短流程工艺，采用变形铝直接半固态等温处理(WADSSIT)工艺制备2A14铝合金半固态坯料。分析横截面、轧面、法面的三维组织演变。研究温度和保温时间对平均晶粒尺寸和平均形状因子的影响。结果表明，该工艺制备2A14半固态坯料的最佳条件为：在615 ℃下保温20 min，平均晶粒尺寸为124 μm，形状因子为0.81。电子背散射衍射(EBSD)观察表明，当加热到600 ℃时，显微组织完全再结晶。晶粒尺寸随温度的升高而增大，随保温时间的延长而缓慢长大。圆度随保温时间的增加而增加，但对温度不敏感。
• Select
  Al基Al-V中间合金制备过程中含V相的演变

  蒙毅,杨越,李岑,曹雷刚,赵志浩,朱庆丰,崔建忠

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2110-2124.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65934-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  由于熔炼和凝固过程显著影响含V相的结构演变，而不同含V相后续又会影响工业铝合金和钛合金的组织和性能，因此，本文作者基于升温熔炼和降温熔炼实验，结合快速凝固制备Al基Al-V中间合金，研究不同Al-V合金中含V相的相变规律。研究结果表明，Al-50wt.%V合金原料由针状Al₃V相和Al₈V₅基体相组成，而后续制备所得的Al-V中间合金由花瓣状Al₃V相、针状Al₇V相和片状Al₁₀V相构成。由Al₃V相转变而来的针状亚稳Al₇V相将进一步转变为片状Al₁₀V相。Al₁₀V相数量随熔炼温度(800~1000 °C)的降低而增大。花瓣状Al₃V相可由Al₈V₅相转变而来，在熔炼过程中从Al-V熔体中预析出以及在合金凝固过程中析出形成。
• Select
  原位AA2024-Al₃NiCu复合材料的非等温时效行为

  Ramezanali FARAJOLLAHI, Hamed JAMSHIDI AVAL, Roohollah JAMAATI

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2125-2137.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65935-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究非等温时效处理对搅拌铸造原位AA2024-Al₃NiCu复合材料显微组织和力学性能的影响。在搅拌铸造过程中加入3%(质量分数)的镍粉，铸造后在500 ℃均匀化热处理24 h，得到Al₃NiCu金属间化合物。光学显微镜和扫描电镜观察结果表明，经非等温时效处理后，S-Al₂CuMg析出相得到细化，在枝晶之间形成该析出相 的贫相区。在搅拌铸造过程中添加镍，降低S-Al₂CuMg析出相的析出速率及其在非等温时效处理过程中对复合 材料的强化作用。含3%镍的样品在250 ℃非等温时效处理后可获得最大的硬度、极限抗拉强度和韧性，分别为：(121.30±4.21) HV, (221.67±8.31) MPa和(1.67±0.08) MJ/m³。与不含镍的AA2024铝合金相比，AA2024-Al₃NiCu复合材料的最大硬度和极限抗拉强度分别降低6%和4%。
• Select
  原位透射电镜研究双辊铸造AA8079铝合金的均匀化过程

  R. KRáLíK, B. K？IVSKá, L. BAJTO？OVá, M. ？LAPáKOVá, M. CIESLAR

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2138-2149.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65936-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  AA8079铝合金是一种常用的制造薄包装箔的胚料，其主要的合金化元素Fe和Si可以形成二元和三元金属间化合物。采用原位透射电镜模拟铸态材料均匀化退火，分析这些颗粒的形状、类型和分布的实时变化，它们影响最终产品的力学性能、材料对形成气孔和其他宏观缺陷的敏感性。对另一组铸态样品在模拟工业热处理制度范围内进行退火处理，并结合电阻率测量，验证原位试验的结果。结果表明，在450 ℃以上的原始颗粒球化、475 ℃的新颗粒成核、525 ℃以上的颗粒粗化以及550 ℃以上的原始颗粒完全溶解等几个阶段发生了回复、基体去饱和以及相变，且具有明显的温度区间。
• Select
  挤压铸造态6082铝合金的加工图及热变形行为

  邓磊,张海栋,李国爱,唐学峰,易蒲淞,刘钊,王新云,金俊松

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2150-2163.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65937-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究在不同压力下由挤压铸造工艺制备的6082铝合金的热变形行为和显微组织演化。对合金进行热压缩实验并建立3D热加工图。采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及背散射电子衍射技术研究合金的显微组织演化。结果表明，在较高挤压铸造压力下得到的试样在热变形过程中产生较多动态再结晶晶粒。在高温下由于第二相颗粒的溶解，挤压铸造压力对热变形后显微组织的影响减弱。此外，当较高挤压铸造压力下制备的样品在低温及中等应变速率下变形时，不均匀第二相分布容易导致流变失稳的发生。最后，得到挤压铸造态6082铝合金的最优加工区域为430~500 ℃和0.01~1 s^-1。
• Select
  母材位置对2024-5083异种铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀响应行为的影响

  牛鹏亮,李文亚,陈玉华,刘其鹏,陈道伦

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2164-2176.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65938-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究母材放置位置对2024-5083铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能和剥落腐蚀性能的影响。采用扫描电子显微镜、电子背散射、透射电子显微镜、拉伸试验和电化学腐蚀试验对接头进行分析。结果表明，母材放置位置对接头的拉伸性能影响较小。2024铝合金侧的晶粒取向分布值低于5083铝合金侧。2024铝合金侧以晶间腐蚀为主，5083铝合金侧以晶粒内部腐蚀为主，这是由于5083铝合金侧的晶粒取向分布值高且位错密度高。当耐腐蚀性好的5083铝合金位于后退侧时，接头具有优良的耐腐蚀性能。
• Select
  Gd含量对固溶处理Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金组织与动态力学性能的影响

  王雪兆,王优强,倪陈兵,房玉鑫,于晓,张平

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2177-2189.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65939-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、分离式霍普金森压杆等手段，研究Gd含量(6.5%~8.5%，质量分数)对Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金显微组织与动力学行为的影响。观察铸态Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金显微 组织可知，Gd的加入可促进晶粒细化。由于合金凝固时冷却速度快，在晶界处出现大量非平衡共晶相Mg₂₄(Gd,Y)₅。经过520 ℃固溶处理6 h后，非平衡共晶相Mg₂₄(Gd,Y)₅融入基体中并产生稀土氢化物相(REH)。根据应力-应变曲线可知，不同Gd含量的固溶态Mg-xGd-3Y-0.5Zr合金在不同应变速率下均表现出优异的抗冲击性能。结果表明，Gd含量的变化、稀土氢化物粒子的聚集以及细小的动态析出相是影响Mg-xGd-3Y-0.5 Zr合金动态力学性能的关键因素。
• Select
  挤压温度对累积挤压工艺制备的异质结构Mg-Gd合金复合板组织演化和力学性能的影响

  刘帅帅,刘晗,张宝煊,黄光胜,陈祥,汤爱涛,蒋斌,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2190-2204.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65940-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究挤压温度对累积挤压工艺制备的异质结构Mg-1Gd/Mg-13Gd复合板显微组织和力学性能的影响。结果表明，当挤压温度为330 ℃时，Mg-1Gd/Mg-13Gd复合板在连续层之间形成明显的晶粒尺寸差异，随着挤压温度从380 ℃增加到430 ℃时，这种差异逐渐消失。此外，细晶层中再结晶晶粒的生长速度快于粗晶层。而且，Gd元素的扩散能力随着挤压温度的升高而增强，促进细晶层中析出相的增加和粗化。拉伸测试表明，380 ℃下的挤压试样具有优异的强度和塑性结合。这主要归因于粗、细晶层之间的不均匀织构、形变诱导强化和硬化的协同作用。细晶层有利于柱面áa？滑移的激活，而粗晶层有利于基面áa？和锥面ác+a？滑移的激活，尤其是在380 ℃时更为显著。锥面ác+a？滑移的激活有助于协调进一步的塑性变形。
• Select
  焊接温度和热处理对Mg-6Gd-3Y合金真空扩散焊接头显微组织和力学性能的影响

  马平义,陈旭,韩兴,罗志强,彭赫力,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2205-2215.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65941-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在焊接压力6 MPa、保温时间90 min、不同焊接温度(400~480 ℃)下对Mg-6Gd-3Y铸态镁合金进行真空扩散焊试验，对焊后接头进行(495 ℃，14 h)固溶和(200 ℃，30 h)时效处理，并对接头显微组织和力学性能进行分析。结果表明：稀土元素及其化合物聚集在焊接界面上，阻碍晶界向焊接界面另一侧迁移。由于晶粒粗化和固溶强化的综合影响，焊接态和热处理态接头的抗拉强度均随初始焊接温度增加呈现先增后降的趋势。除焊接温度 400 ℃处理后的接头外，其他焊接态及固溶处理态的接头均断于母材，而所有接头经固溶时效处理后均断于焊接界面。焊接温度为440 ℃时的接头经固溶时效处理后的抗拉强度最高(279 MPa)，此时断后伸长率为2.8%。
• Select
  具有甲基丙烯酸甲酯-45S5生物活性玻璃复合涂层的镁在模拟体液中的生物降解行为

  ZankoROUEIN,HassanJAFARI,FatemehsadatPISHBIN,RahimMOHAMMADI,AbdolrezaSIMCHI,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2216-2228.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65942-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和甲基丙烯酸甲酯-生物活性玻璃(BG)复合材料对镁生物降解行为的影 响。通过电泳沉积和浸涂技术，利用含有不同比例两种涂层材料的悬浮液制备复合涂层。用SEM、EDS、FTIR和水接触角测量对涂层进行表征。通过线偏振、阻抗谱和模拟体液浸泡实验研究镁的生物降解行为。电镜结果表明，复合涂层致密且均匀。水接触角测量显示，与没有复合涂层的镁相比，具有复合涂层的镁接触角增加44°。复合涂层在模拟体液中浸泡336 h后其表面被类骨羟基磷灰石层覆盖，表明涂层具有良好的体外生物活性。电化学测试结果证实，与未涂覆复合材料涂层的镁相比，涂覆了由45 g/L PMMA和3.5 g/L 45S5 BG组成的悬浮液所制复合涂层的镁，其生物降解率显著降低了96.9%。因此，具有复合涂层的镁可作为一种有前景的生物降解植入材料。
• Select
  热处理对锻造β凝固γ-TiAl合金组织演变与力学性能的影响

  李小兵,许昊,邢炜伟,陈波,舒磊,张孟殊,刘奎

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2229-2242.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65943-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究不同热处理制度锻态Ti-42Al-5Mn合金的组织和拉伸性能演变行为。结果表明，当锻态合金在 800 ℃时效24 h时，片层间距和γ相晶粒尺寸均增加。而经1300 ℃处理，然后在800 ℃时效24 h时，合金片层间距和γ相晶粒尺寸变化不大，由此获得合金理想的高温处理温度区间1250~1300 ℃，处于β+α区。在该最佳高温处理温度区间1250~1300 ℃处理后再经1000 ℃时效处理，合金的强度和塑性均优于同样高温处理后再经800 ℃时效处理的合金。1000 ℃时效处理在片层组织晶团界面处诱发析出的β_o,sec相是合金强度提高的重要原因，而片层组织晶团界面处析出的~6 μm γ相晶粒是合金更高塑性的主要原因。
• Select
  磷酸盐和四硼酸盐电解质中阴离子对Ti6Al4V合金微弧氧化膜生长动力学的影响

  王小明,张福勤

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2243-2252.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65944-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过设计低含量PO₄^3-和高含量B₄O₇^2-离子电解液，采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和动电位极化等方法研究Ti6Al4V合金微弧氧化(MAO)涂层的生长动力学。结果表明，B₄O₇^2-离子提高放电火花强度，在高温下溶解大部分氧化物，在涂层/基态界面上形成较厚的阻挡层，从而提高涂层的极化电阻。低浓度PO₄^3-离子促进微弧氧化涂层的均匀生长和外沉积层帽状孔洞的形成。在火花放电阶段，Na₂B₄O₇电解液中形成的MAO涂层厚度随时间呈指数增长，而在磷酸盐和四硼酸盐混合电解液中形成的MAO涂层厚度随PO₄^3-离子含量的增加呈线性增长趋势。
• Select
  机械合金化法制备(CoCrFeNiMn)₉₀M₁₀ (M=Al, Hf)高熵材料的合金化行为及表征

  王乃冉,王守仁,苟晓翔,石泽程,林健翔,刘国强,王艳

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2253-2265.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65945-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究机械合金化工艺制备 (CoCrFeNiMn)₉₀M₁₀(M = Al，Hf) 高熵合金粉末的合金化行为和显微组织。(CoCrFeNiMn)₉₀Al₁₀粉末具有双相固溶体结构；而在(CoCrFeNiMn)₉₀Hf₁₀粉末中发现了非晶相及纳米晶HfNi₃相。(CoCrFeNiMn)₉₀Al₁₀粉末表现出更好的铁磁性能，这主要归因于双相共格界面易于诱导磁畴的运动。结合我们以前的工作，初步提出球磨态高熵合金粉末中固溶体和非晶相的形成规律。与已报道的铸态高熵合金规律相比，在球磨态高熵合金粉末中形成的固溶体相的混合焓随原子尺寸差变化的范围更宽。此外，高熵合金粉末中非晶相的混合焓或熵随原子尺寸差变化的范围比大块高熵金属玻璃的范围更宽。
• Select
  TiC强化CoCrNi中熵合金：TiC溶解析出及其对显微组织和性能的影响

  仝永刚,蔡炎林,胡永乐,黄宏锋,张显程,张浩

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2266-2275.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65946-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高CoCrNi中熵合金的强度和耐腐蚀性能，通过添加不同含量TiC设计TiC强化CoCrNi中熵合金(CoCrNi/(TiC)_x (x=0.1, 0.2, 0.4))。研究TiC含量对合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响。研究发现，随着TiC含量的增加，TiC的析出形态从片状共晶转变为针状结构，最后形成针状与块状TiC混合颗粒。TiC在CoCrNi合金中出现溶解-析出现象，这对CoCrNi/(TiC)_x合金的力学性能和耐腐蚀性能具有重要意义。加入TiC后，合金的强度明显提高。CoCrNi/(TiC)_0.4合金的抗压屈服强度达到746 MPa，远高于CoCrNi中熵合金的108 MPa。此外，TiC的加入还能提高CoCrNi中熵合金在盐溶液中的耐腐蚀性。
• Select
  放电等离子烧结Cu-2Cr-1Nb合金的显微组织与性能

  任亚科,吕学谦,刘祖铭,魏冰,雷霆,李全,纪效波,邓文韬,艾永康

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2276-2289.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65947-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以紧耦合氩气雾化合金粉末为原料，采用放电等离子烧结(SPS)制备Cu-2Cr-1Nb合金。通过L₉(3⁴)正交试验优化得到的最优SPS参数为950 ℃、50 MPa和15 min，所制备合金的相对密度为99.8%。SPS快速致密化有效地抑制Cr₂Nb相长大，并保持雾化粉末的基体组织，获得分布均匀、尺度为0.10~0.40 μm和20~100 nm的多尺度Cr₂Nb相以及平均尺寸为3.79 μm的基体晶粒。经500 ℃、2 h热处理所制备Cu-2Cr-1Nb合金的室温抗拉强度、电导率和热导率分别达到332 MPa、86.7% (IACS) 和 323.1 W/(m·K)，高温抗拉强度(700 ℃) 为76 MPa。
• Select
  热轧制备Cu/Mo/Cu复合板的组织演变、力学性能与热膨胀系数的调控

  刘江江,陈泽军,周湛淞,莫太骞,王鹏举,何维均

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2290-2308.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65948-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  系统研究热轧制备Cu/Mo/Cu复合板的组织演变规律和力学性能，成功建立Cu/Mo/Cu复合板热膨胀系数(CTE)的理论预测模型。结果表明，随着轧制压下量和轧制温度的上升，Cu和Mo层的变形逐渐趋于一致，在较大的轧制压下量下实现良好的界面结合。Cu 和 Mo 层沿厚度方向的显微组织和织构是不均匀的，这种现象可归因于轧辊与板材表面的摩擦以及Cu和Mo之间的不协调变形。复合板的抗拉强度随着轧制率的增加而增加，伸长率逐渐降低。 Cu/Mo/Cu复合板的CTE与Mo的体积分数密切相关。有限元方法可以模拟热膨胀过程中的变形和应力分布，模拟结果表明复合板的端面向内凹陷。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
• Select
  用生物技术的钥匙开启矿产资源利用的大门

  邱冠周,刘学端,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2309-2317.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65949-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  介绍生物冶金在中国的发展历史及其研究进展，指出未来生物冶金在矿产资源开发中的主要挑战和发展方向。中国最早的生物冶金活动出现在公元前6~7世纪，但生物冶金的基础研究和应用起步较晚。自20世纪50年代以来，中国生物冶金取得了从微生物表型到基因型分析，从理论研究到实际应用的快速发展。生物冶金技术在铜、金、铀开采中的综合应用，确保了中国战略矿产资源的安全储备。开发更高效的微生物菌剂及强化微生物-矿物-溶液的微界面反应过程将是提高生物冶金效率的有效途径。生物冶金技术也可用于提取海洋矿产资源和电子废物中的有价值金属，以及环境保护如二氧化碳固存、重金属污染土壤/底泥生物修复。
• Select
  中国钨资源储量、钨精矿生产和钨选矿技术综述

  王旭,覃文庆,焦芬,董留洋,郭建根,张健,杨聪仁,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2318-2338.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65950-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钨是一种战略金属，由于其特殊的性能，因此被广泛应用于电子通信、航空航天、材料和化工等领域。中国是世界上钨储量最大、钨精矿产量最大的国家，在世界钨市场中起着举足轻重的作用。本文首先总结中国钨资源的储量和分布特点，并对中国钨精矿生产现状进行综述。以人均国内生产总值(GDP/capita)为基础，采用5个不同的GDP年增长率来估算未来中国的钨精矿产量。估算结果表明，如果中国经济继续以目前的速度增长，到2032年左右，钨精矿的累计产量将超过当前储量。然后，从工艺流程、选矿设备和浮选药剂等方面综述中国黑钨矿、白钨矿和含钨矿泥等不同类型钨矿的选矿技术发展情况。最后，以中国几个具有代表性的钨矿为例，详细阐述不同类型钨矿的经典选矿工艺。同时，提出未来钨矿选矿技术的发展方向，对保持中国钨矿资源优势具有重要意义。
• Select
  界面形态对双材料圆盘的动态行为和能量耗散的影响

  周子龙,陆建友,蔡 鑫,芮艺超

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2339-2352.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65951-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究岩石-混凝土界面的动态行为和能量耗散，采用霍普金森压杆对双材料圆盘进行动态劈裂试验。结果表明，随着界面倾角(q )的变化，界面槽宽度对试件承载力的影响也发生变化。当q从0°增加到30°时，试样的承载力随界面槽宽度的增加先增大后减小；在此界面倾角范围内，岩石表面的最佳刻槽宽度为5 mm。当q从45°增加到90°时，试样的承载力没有明显变化。当q从0°增大到45°时，随着界面槽宽度的增大，试样的耗散能先明显增加，然后趋于稳定。
• Select
  单轴压缩下高静预应力花岗岩受低频动力扰动的强度弱化效应

  伍武星,宫凤强,江权

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2353-2369.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65952-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究高静预应力岩石在单轴压缩下受低频动力扰动的强度弱化机制。根据花岗岩在静态加载下的单轴抗压强度(UCS)，选取70%、80%和90%的UCS作为初始高静预应力(σ_p)，然后对高静预应力岩石试样施加应力幅值分别为30%、20%和10% UCS的正弦波扰动荷载，其相应低频扰动频率(f)分别为1、2、5和10 Hz。结果表明，高静预应力花岗岩受到低频扰动发生岩爆破坏，其破坏强度远低于静载条件下的单轴抗压强度。当σ_p或f一定 时，花岗岩试样的抗压强度随f或σ_p的增加而逐渐降低。本研究阐明了低频动力扰动下高静预应力岩石强度弱化效应的影响机理，即高静预应力是岩石强度弱化的前提和主导因素，而低频动力扰动诱发岩石破坏并影响强度弱化程度。
• Select
  连续在线原位ATR-FTIR技术研究庚基黄药在ZnO和Cu(II)活化ZnO表面的吸附行为

  沈琪,张云惠,范迎菊,徐政和,孙中溪

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2370-2378.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65953-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术研究庚基黄原酸盐(KHX)在合成高纯氧化锌和Cu(II)活化氧化锌矿物表面的吸附和解吸动力学。研究结果表明，添加Cu(II)能显著提高KHX在ZnO表面的吸附率，生成黄盐酸亚铜、双黄原和黄原酸盐聚集体。研究发现KHX在氧化锌和Cu(II)活化氧化锌表面吸附符合拟一级动力学模型。由于OH^-和HX^-离子竞争，NaOH水溶液作为解吸剂可基本脱出氧化锌表面吸附的KHX。而对于Cu(II)活化氧化锌表面，1197和1082 cm^-1 处的峰强度没有明显减弱，在1261和1026 cm^-1吸附强度在前5 min增加，表明表面吸附HX^-和OH^-之间的离子交换反应和表面吸附KHX的重组作用。
• Select
  用氢氧化铝处理浮选循环水同时脱除钙离子和硫酸根离子

  ángelDanielGUERRERO-FLORES,MarthaAraceliELIZONDO-áLVAREZ,JoséManuelFLORES-áLVAREZ,AlejandroURIBE-SALAS

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2379-2390.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65954-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  由于环境政策和经济因素，复杂硫化物矿的一些浮选作业用水循环使用，导致某些离子的浓度逐渐升高，影响到相关矿物的浮选。在此背景下，对含有高浓度钙和硫酸盐离子的合成溶液的处理进行实验研究和热力学分析。重点评估两种铝化合物对于Ca²⁺和SO₄^2-以钙矾石形式析出过程的作用。结果发现，非晶态氢氧化铝比晶态氢氧化铝更为有效，可脱除高达83%的钙和91%的硫酸盐。对所得固体样品的XRD分析表明，因为吸收了大气中的二氧化碳, 主要反应产物为钙矾石，伴随着少量的方解石。化学处理后的最终溶液中残留钙和硫酸盐的浓度低于200 mg/L。动力学研究发现，钙脱除过程对于钙浓度为二级反应，表观活化能为53.48 kJ/mol，表明钙矾石析出过程可能受化学反应控制。
• Select
  高铁铝土矿悬浮磁化焙烧高效提铁技术

  王若枫,袁帅,高鹏,李艳军,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2391-2402.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65955-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用悬浮磁化焙烧-磁选技术对高铁铝土矿中铁矿物进行高效分离回收。在焙烧温度为650 ℃、焙烧时间为20 min、CO浓度为20%、焙烧产品粒度< 37 μm的含量为67.14%的条件下，可获得总铁品位为56.71%、铁回收率为90.50%的磁选精矿。采用铁化学物相分析法、X射线衍射仪、振动样品磁强计、X射线光电子能谱仪和透射电镜等研究焙烧过程中矿物物相转变、磁性特征和显微组织演变规律。结果表明，原矿中赤铁矿转变为磁铁矿，磁性铁含量由原矿的0.41%提高到焙烧产品中的91.47%。
• Select
  B₂O₃含量对SiO₂-MgO-FeO基熔渣黏度和结构的影响

  张馨艺,李小明,邢相栋

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2403-2413.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65956-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用转筒法研究B₂O₃含量对FeO-MgO-SiO₂基渣系黏度的影响，利用FTIR分析方法研究不同B₂O₃含量下渣系结构的变化，并建立聚合度计算模型。结果表明，加入B₂O₃后熔体的黏度下降。当B₂O₃含量高于3%(质量分数)时，B₂O₃对熔体黏度的影响较小；随B₂O₃添加量由0增加至4%(质量分数)，炉渣的熔化温度由1152 ℃降低至1050 ℃，表观活化能由157.90 kJ/mol降低至141.84 kJ/mol。在熔融炉渣中加入B₂O₃破坏链状硅酸盐结构，形成更加环状的硼硅酸盐结构。采用修正的Urbain模型预测SiO₂-MgO-FeO基渣系黏度，实验得到的黏度值与新模型计算的黏度值吻合较好。
• Select
  氧化钕在熔融氟化物中溶解过程的建模与仿真

  伍昕宇,刘飞飞,李嘉豪,陈鑫宇,陈淑梅

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2414-2427.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65957-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  结合氧化钕传质机制及其溶解动力学规律，提出一种针对氧化钕溶解过程的求解策略，以预测氧化钕在复杂流场条件下溶解过程中的浓度变化，并对影响氧化钕溶解过程的各个因素进行详细分析。针对工业实际中的脉冲加料和连续加料方式对比研究两种给料方式下氧化钕溶解过程的特征。仿真结果表明，与连续加料方式相比，采用脉冲加料方式时氧化钕在电解槽内达到均匀分布的时间更快。最后，将单颗粒氧化钕在静流场条件下的溶解时间与文献结果进行对比，除仅一组数据的最大误差在10%左右外，其他数据的误差均在5%以内。
• Select
  钛铝合金废料钇还原法熔炼脱氧

  焦丽娜,冯齐胜,何世宇,段保华,豆志河,李重河,鲁雄刚,

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2428-2437.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65958-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以钇为脱氧剂，采用熔炼脱氧工艺对高氧钛铝合金废料进行脱氧处理。计算脱氧反应的吉布斯自由能和平衡常数，考察钇含量和体系压力对TiAl脱氧合金氧含量的影响。结果表明，钇可以有效去除TiAl合金中的氧，脱氧后TiAl合金中的氧含量仅为原始合金废料中氧含量的10%。此外，随着钇添加量的增加，TiAl合金中氧含量降低；反应体系压力越高，TiAl脱氧合金中的氧含量越高。这些结果与理论计算值一致。脱氧合金的显微组织与原始合金的相似，但在脱氧合金的基体相中观察到Y₂O₃夹杂物。
• Select
  离子交换树脂吸附酸性溶液中钒和铁的动力学模拟

  José Helber VINCO, Amilton Barbosa BOTELHO JUNIOR, Heitor Augusto DUARTE, Denise Crocce Romano ESPINOSA, Jorge Alberto Soares TENóRIO

  中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(7): 2438-2450.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65916-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  评价从含铁杂质的酸性溶液中选择性回收钒的吸附过程和反应动力学。研究Lewatit^？ MonoPlus TP 209 XL、Lewatit^？ TP 207、Dowex？ M4195(螯合树脂)和Lewatit^？ MonoPlus S 200 H (强阳离子交换树脂) 4种工业树脂。在以下初始条件下进行批量实验：pH值2.0、温度298 K、树脂与溶液的比例1 g/50 mL。研究时间对吸附过程的影响，分析pH值随时间的变化情况。随着吸附作用的发生，与S 200 H树脂相比，螯合树脂释放的H⁺离子较少，导致pH值降低较少。通过FT-IR和SEM-EDS对实验前后树脂的离子吸附行为进行评价。在所评价的动力学模型(准一级、准二级、Elovich和颗粒内扩散模型)中，准二级模型与4种树脂对钒和铁的吸附实验数据最吻合。M4195树脂对钒的回收率最高，对铁的吸附率最低。本文提供了对于工业应用至关重要的动力学数据。