中国有色金属学报（英文版）

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MahdiSHIRI,HassanJAFARI,RamanSINGH

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2787-2813.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65984-3

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作为新一代临时生物材料，镁合金具有良好的生物相容性和生物可降解性，也有助于损伤骨组织的修复。但是，其在人体体液中不具备所要求的耐腐蚀性能。挤压等热机械加工对镁合金的力学性能和生物腐蚀行为均有影响。本文综述挤压参数(挤压比和温度)对镁合金生物腐蚀性能的影响。它们的影响主要归因于挤压合金显微组织的改变，包括最终的晶粒尺寸和均匀度、织构以及第二相的尺寸、分布和体积分数。挤压过程中的动态再结晶和晶粒细化使组织更均匀，并导致基面织构的形成，从而提高镁合金的强度和耐腐蚀性能。挤压温度和挤压比是影响降解的重要因素。随着挤压比的增加和/或挤压温度的降低，镁合金的晶粒尺寸减小，与挤压方向平行的样品两侧的基面织构增强，析出相体积分数降低，晶粒尺寸减小，这些都有助于提高镁合金植入物的耐腐蚀性能。

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7050铝合金锻件显微组织均匀性的表层增塑累积变形调控

胡建良,赵子寒,董梦晓,王欢,金淼,黄始全,薄宏

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2814-2827.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65985-5

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为调控大型飞机用铝合金结构件的组织均匀性，提出表层增塑累积变形的方法。采用电子背散射衍射、透射电子显微镜和X射线衍射技术研究7050铝合金锻件表层增塑累积变形后的显微组织。结果表明，7050铝合金锻件的显微组织演变对变形温度比应变速率更敏感。锻件的位错密度随着变形温度的降低和应变速率的增加而持续增加。通过表层增塑累积变形实现位错密度和形变储能的高效累积。此外，建立7050铝合金的静态再结晶模型，计算得到的静态再结晶体积分数与实验结果吻合较好，说明该模型能够准确地描述7050铝合金在表层增塑累积变形调控中的静态再结晶行为。

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用球差校正扫描透射电镜研究人工时效7075铝合金的耐蚀性

刘芳,郑景旭,陈霞,许雪松,陈彬

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2828-2837.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65986-7

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使用先进的球差校正扫描透射电子显微镜研究人工时效7075铝合金耐腐蚀性增强机制。通过阻抗谱、等效电路分析、极化测量和浸泡试验，研究人工时效7075铝合金在3.5% (质量分数) NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明，人工时效时间越长，7075铝合金的耐腐蚀性越好。这可能归因于扫描透射电镜技术揭示的以下显微组织特征：在过时效条件下，晶界处的铜偏析有助于延缓晶间腐蚀，在Al₁₈Mg₃(Cr,Mn)₂分散体表面形成的Mg(Zn,Cu)₂沉淀有效地将作为腐蚀阴极的分散体与铝基体隔离。这项研究证明，可以通过适当的合金化和人工时效来设计耐腐蚀合金的可能性。

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时效时间对AZ80A镁合金中不连续析出相、连续析出相和力学性能的影响

张克龙,李慧中,梁霄鹏,陈智,赵梓轩,陶慧,周雄文

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2838-2851.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65987-9

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通过SEM原位观察、TEM观察和拉伸试验，研究AZ80A镁合金中析出相和力学性能随时效时间的演变规律。结果表明，在时效初期，反应前沿附近由连续析出(CP)产生的析出相逐渐被由不连续析出(DP)产生的析出相所取代。随着时效时间的延长，DP区中的椭圆相明显粗化，导致DP区的晶内硬度缓慢降低；而在CP区，初始析出片状相长大的同时，还析出一些细小的片状相，这使得CP区的晶内硬度在时效后期继续缓慢增加。与CP区相比，DP区具有更快、更强的时效硬化行为。然而，CP区的时效强化不仅可以弥补DP区的过时效软化，而且还能提高合金的强度。

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Mg-Ga二元合金的固溶强化和阻尼性能

黄文森,陈吉华,严红革,李强,夏伟军,苏斌,朱伟俊

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2852-2865.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65988-0

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利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、硬度测试、拉伸测试和动态机械分析仪(DMA)研究Ca含量为1%~5%(质量分数)的Mg-Ga二元合金的力学性能和阻尼性能。研究发现，合金的硬度(HV_0.5)随着 Ga 含量的增加而增加，硬度与Ga含量的关系为: HV_0.5=41.61+10.35c，Mg-Ga合金的固溶强化贡献值Δσ_s与cⁿ呈线性关系，其中c为溶质原子浓度，n=1/2 或 2/3。Ga和Mg原子之间的较大原子半径差异和模量差异使得Ga表现出比Al、Zn和Sn更强的固溶强化效果。Ga 的添加使得Mg-Ga合金具有很好的阻尼性能，这种现象可以通过 Granato-Lücke 位错模型来解释。Ga添加形成的晶格畸变和模量失配增加位错在摆动和运动过程中所受到的阻力，从而获得很好的阻尼性能。

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封闭锻造挤压镁合金同步提高强度和塑性

张坤敏,秦晨,佘加,敬学锐,彭鹏,汤爱涛,MuhammadRASHAD,潘复生,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2866-2876.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65989-2

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介绍一种用于AZ31镁合金的新型连续塑性工艺，即闭式锻造挤压。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射和拉伸和压缩试验研究合金微观结构的演变和强化机制。结果表明，该工艺可以促进动态再结晶，消除粗大的未动态再结晶晶粒区域，有效细化晶粒，并提高合金的强度、塑性和各向异性。晶粒细化主要归功于应力，促进再结晶的形核并细化组织。完全再结晶的超细晶组织同时提高了强度和塑性。经过60 s封闭锻造和连续挤压后，合金表现出较高的力学性能，其拉伸屈服强度、抗拉强度、抗压强度、伸长率和屈服不对称性分别为305 MPa、337 MPa、295 MPa、27%和0.97。

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ZK60镁合金异步降温轧制显微组织与力学性能的演变

张文丛,刘欣彤,马俊飞,王文珂,陈文振,刘宇轩,杨建雷

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2877-2888.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65990-9

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将异步降温轧制应用于制造沿轧制方向具有弱基面织构的细晶ZK60镁合金板。结果表明，多道次降温轧制可以显著改善显微结构的均匀性，细化晶粒尺寸。同时，在轧制过程中逐渐形成沿横向的纤维织构。重要的是，沿轧向的剪切变形使基面的c轴向轧向旋转，削弱沿此方向的基面织构。受这种显微结构变化的影响，由于连续的晶粒细化和柱面滑移的增加，沿横向的屈服强度持续增加，而由于应变硬化能力的下降，均匀伸长率下降。相反，沿轧向的基面织构的持续减弱大大抵消晶粒细化所带来的强化效果，从而导致屈服强度的轻微下降。

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Ti-35421合金在β单相区的热变形行为及动态再结晶机制

路通,淡振华,李凯,易丹青,周廉,常辉

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2889-2907.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65991-0

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利用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe (Ti-35421)合金进行β单相区等温压缩实验，研究该合金在变形温度为820~900 ℃、应变速率为0.001~1 s^-1的热变形行为和显微组织演化。研究结果表明，该合金的不连续屈服现象和流变软化受应变速率和变形温度的影响。确定Ti-35421合金的动态再结晶临界条件和动力学模型，并建立Arrhenius本构模型，该本构模型可准确预测Ti-35421合金在β相转变温度以上的流变行为。EBSD结果证明，变形软化机制为动态回复和动态再结晶。此外，确定热变形中的再结晶机制为连续动态再结晶，并建立再结晶晶粒尺寸的计算模型。通过对比发现，再结晶晶粒尺寸的实验值和预测值间具有良好的线性相关性，表明该模型可精确预测再结晶晶粒尺寸的变化。

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退火工艺对锆合金成形性能的影响

雷从一,毛建中,周惦武,张小民,王练

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2908-2921.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65992-2

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研究退火工艺(ATs)对Zr-Sn-Nb 合金带材显微组织的影响。基于核燃料组件用条带特征，进行冲制实验，并定量表征锆合金带材的成形性能。结果表明，580 ℃退火(AT I)样品、620 ℃退火样品(AT II)和原材的小角度晶界占比分别为14.3%、23.2%和12.4%。AT I带材的成形极限裕度为0.43%，而原材和AT II带材的成形裕度分别仅为-0.35%和-2.8%。退火工艺影响带材再结晶织构的演化过程和改变晶粒尺寸。由于织构总量和极密度变化与带材各向异性程度密切相关，小角度晶界影响带材冲制过程中颈缩单元的应变路径与裂纹扩展，而晶粒尺寸影响带材硬化指数。

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孔隙率对电子束选区熔化多孔钽支架力学性能的影响

郭瑜,陈超,汪强兵,刘敏,曹远奎,潘彦明,谭黎明

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2922-2934.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65993-4

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研究了孔隙率对电子束选区熔化(EB-PBF)多孔钽支架压缩、弯曲和拉伸性能的影响。通过改变多孔钽支架设计孔隙率以及调整熔化工艺参数，获得了孔隙率为69%~77.8%的多孔钽支架。研究表明，随着能量密度的增加，多孔钽支架中的孔洞和未熔融粉末减少。随着孔隙率的下降，多孔钽支架的力学性能增加。EB-PBF多孔钽支架压缩屈服强度、弯曲屈服强度以及拉伸屈服强度与相对密度的关系可以用指数模型来描述，弹性模量则与相对密度较好地符合Gibson-Ashby模型。多孔钽支架在压缩、弯曲和拉伸试验中均表现出良好的延性，在压缩过程中没有发现杆筋断裂，但在90°弯曲后，多孔钽杆筋表面出现裂纹，这主要是由于对氧化物引起的缺陷具有较高的敏感性。

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Al₂O₃晶须与石墨烯纳米片共增强铜基复合材料的显微结构及界面行为

邵甄胰,潘恒康,舒锐,蒋小松,朱旻昊

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2935-2947.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65994-6

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研究Al₂O₃晶须和石墨烯纳米片共增强铜基复合材料的力学性能和显微结构。采用机械合金化、真空热压烧结和热等静压工艺制备不同石墨烯含量的铜基复合材料。含0.5%石墨烯(质量分数)的铜基复合材料(GNP-0.5)具有良好的Cu/C和Cu/Al₂O₃界面结合性能；复合材料的硬度和抗压强度随石墨烯含量的增加呈现先增加到一个临界值后减小的趋势。研究结果表明，石墨烯和Al₂O₃晶须在铜基复合材料中最主要的强化机制是能量耗散和载荷传递以及石墨烯导致的晶粒细化。石墨烯与Al₂O₃晶须的双相混杂增强效应在于：当Al₂O₃/Cu界面存在微裂纹并沿着界面扩展时，嵌于铜基复合材料中的石墨烯会阻碍裂纹扩展路径，从而强化Al₂O₃晶须在铜基复合材料中的增强作用。

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镍铝青铜的显微组织与腐蚀和空蚀行为的关联性

宋亓宁,李慧琳,张皓男,洪浩,许楠,张根元,包晔峰,乔岩欣

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2948-2964.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65995-8

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对铸态镍铝青铜进行4种热处理，并对铸态和热处理后的镍铝青铜在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的显微组织、腐蚀和空蚀行为进行对比研究。结果表明，经退火后，铸态中的β′相转变为共析组织，更多的κ_IV相从α相中析出。正火态镍铝青铜中共析组织含量减少，β′相含量增加，淬火态主要包含α和β′相。在随后的时效过程中，β′相内析出细小的针状α和κ相。退火态耐腐蚀性最差，这是由于其具有最高含量的共析组织，而共析组织会遭受严重的选择相腐蚀。淬火态表面形成的腐蚀产物膜保护性最好，耐腐蚀性最高。对于铸态、退火和正火态，力学冲击作用是导致空蚀破坏的主导因素。淬火和淬火+时效态合金由于具有较高的硬度，因此耐空蚀性能较好，空蚀-腐蚀交互作用是导致空蚀破坏的主导因素，且腐蚀促进空蚀在交互作用中占比较大。

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Cu/Al复合板双辊铸轧复合界面压力分布与结合特性

张俊鹏,黄华贵,孙静娜,赵日东,冯淼,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2965-2978.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65996-X

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双辊铸轧工艺制备双金属层复合板的力学性能和产品厚度规格与结合界面相互作用力学行为密切相关。以铸轧速度为变量，建立热流耦合模拟与界面压力分布计算模型。结果表明，随着铸轧速度的降低，界面温度降低，界面压力与出口铝侧厚度占比增大。铜带减薄主要发生在后滑移区。较高的界面压力和较长的固体/半固体接触时间使结合面充分浸润，为原子扩散提供有利条件。当铸轧速度为2.4 m/min时，扩散层宽度为4.9 μm，剥离后铜侧表面被铝覆盖，铝侧发生韧性断裂，有效防止界面分层及裂纹扩展。同时，高界面压力及塑性应变下的剪切作用更显著，铝侧显微组织为细长柱状晶体。因此，结合界面实现冶金结合并细化铝侧晶粒可以使复合板获得较高的结合强度和拉伸性能。

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镀钨金刚石/铜复合材料的制备及导热性能

戴书刚,李金旺,王昌机

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2979-2992.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65997-1

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使用热扩散法在金刚石表面镀钨，并采用不同工艺参数制备镀钨金刚石/铜复合材料，观察不同样品的微观形貌，并使用激光闪射法测量样品的热导率，探索制备高热导率金刚石/铜复合材料的最佳工艺参数。研究结果表明，在金刚石表面镀钨可以改善界面结合，当镀覆时间为60 min时，镀层完整、均匀、平整，样品的热导率达到486 W/(m·K)。镀层的完整性和均匀性比镀层厚度更为重要。进一步对镀钨金刚石进行退火处理后，镀层与金刚石之间的冶金结合增强，制备得到的复合材料的热导率提高到559 W/(m·K)。

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316L表面激光熔覆复合等离子体电解氧化制备多孔陶瓷涂层及其生物应用

吴国龙,张烁,王晔,孙敏,张群莉,VolodymyrKOVALENKO,姚建华,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 2993-3004.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65998-3

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为了提高316L不锈钢的生物活性，采用激光熔覆(LC)技术在316L不锈钢表面制备钛层，然后利用等离子体电解氧化(PEO)技术在钛层上形成多孔陶瓷涂层。采用三维表面轮廓仪、SEM、EDS、XRD和XPS等测试方法对涂层试样的形貌、微观结构和组成进行表征。通过动电位极化曲线和模拟体液(SBF)浸泡试验，分别对涂层的耐腐蚀性和生物活性进行评价。结果表明，多孔陶瓷涂层主要由锐钛矿和金红石组成，并检测到高结晶HA。陶瓷涂层的主要元素为Ca、P、Ti和O。在模拟体液中，LC+PEO复合生物涂层比316L基质具有更优异的耐腐蚀性，并且复合涂层能有效提高316L不锈钢的生物活性。

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PVDF-HFP黏结剂用于高性能锌锰电池

马书辞,史晓东,刘哲轩,周一帆,王品基,周江,梁叔全

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3005-3014.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)65999-5

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为了优化和选择合适的黏结剂提高水系锌锰电池的电化学性能，系统地研究水溶性黏结剂和油性黏结剂对锰基正极材料储锌性能的影响。结果表明，含有大量羟基和羧基官能团的水溶性黏结剂易溶于水系电解液，导致较差的电化学性能。幸运的是，采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)黏结剂制备的正极材料在电流密度为100 mA/g下循环90周后表现出264.9 mA·h/g的高比容量，容量保持率达到92%。与此同时，含有大量疏水性官能团的PVDF-HFP黏结剂在抑制电极表面裂纹、降低电压极化和电荷转移电阻、保持电极完整性方面表现出优异的能力。

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南岭黄沙坪矽卡岩矿床花岗斑岩铅锌矿化成矿环境特征

朱大鹏,李欢,蒋维诚,王冲,胡晓君,孔华

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3015-3035.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66000-X

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黄沙坪多金属矿床位于南岭地区，矿床内发育大量的与浅成花岗岩有关的块状矽卡岩型和脉型多金属矿化。为了更好地约束矽卡岩的形成和成矿过程，对含水硅酸盐阶段、氧化物阶段、早期石英-硫化物阶段和晚期石英-硫化物阶段的磁铁矿和磁黄铁矿进行矿物组合、结构构造和地球化学特征研究。利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)对磁铁矿和磁黄铁矿的地球化学组成进行分析。结果表明，磁铁矿中可能存在的硅酸盐包裹体指示矿化过程有围岩的参与作用。磁黄铁矿中元素地球化学趋势显示灰岩对磁黄铁矿结晶过程的影响。PoI、PoII和PoIII的再平衡温度分别为420.46、380.45和341.81 ℃，表明该成矿过程是在延续高温W-Sn成矿矿化系统之后连续演化。磁铁矿中Ni和V含量的变化反映从Mag I到Mag III的氧逸度逐渐降低，根据磁黄铁矿元素含量计算出的硫逸度也指示一个硫逸度逐渐降低的过程。这种连续的矽卡岩成矿演化过程有助于更好地了解黄沙坪矿床退变质阶段成矿环境的变化。

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利用中心直裂纹半圆盘试样测定岩石在高温条件下的动态I型断裂韧度

吴攸,尹土兵,刘希灵,谭小松,杨政,李樯

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3036-3050.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66001-1

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为研究加载速率和高温对岩石动态断裂韧性的影响，利用分离式霍普金斯压杆对4种温度状态下的中心直裂纹半圆盘试样进行动态断裂试验。采用试验和解析方法研究杆中温度梯度对应力波的影响，并利用高速摄像机观察试样的破坏特征。结果表明：杆上的温度梯度不会使应力波的波形发生明显的变形；即使在400 ℃条件下，试样也能达到应力平衡。在25~400 ℃的温度条件下，岩石动态断裂韧度随着加载率的增加线性增长，且高温对岩石断裂韧度具有强化作用。

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深部硬岩矿山高频冲击锤非爆机械化开采现场应用

王少锋,孙立成,唐宇,景岳,李夕兵,姚金蕊

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3051-3064.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66002-3

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采用高频冲击锤开展非爆机械化开采现场试验，研究高频冲击锤在深部硬岩矿山应用的可行性。现场开采试验前，先监测矿体上开挖松动区范围，并从待开采矿柱上取样，进行截齿破岩试验，指导现场采矿试验。采矿试验中高频冲击锤的整体开采效率达到50.6 t/h，开挖卸压槽后开采其上部矿体效率高达158.2 t/h。这表明高频冲击锤在深部硬岩矿山具有良好的应用前景，卸压槽有利于非爆破机械化开采。同时，高频冲击锤还表现出工时利用率高、剥落矿块块度小、粉尘少、开采扰动小等优点。最后，基于现场应用和截齿破岩试验结果，提出基于高频冲击锤的深部硬岩矿山非爆机械化开采方法。

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海因环氧树脂固化铜尾矿的力学性能及微观结构演变

贺勇,蒋文强,陈科平,吴练荣,张可能,喻志鹏,甘雪萍,冯德山,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3065-3076.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66003-5

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基于强度和微观试验，系统研究海因环氧树脂掺量和养护龄期对铜尾矿试样力学性能及微观结构的影响规律。结果表明，当海因环氧树脂掺量为30% (质量分数)时，固化体试样强度达到20.84 MPa。当海因环氧树脂掺量为10% (质量分数)的固化体的养护龄期为7和14 d时，其强度分别为6.33和6.67 MPa，均满足其作为基础填料和建筑材料的要求。微观试验结果表明，随着海因环氧树脂掺量的增加，团粒化作用加强，固化体孔隙减少，从而大大提高了固化体强度。

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还原拜尔法溶出三水铝石矿中铝针铁矿的强化转化机理

周国涛,王一霖,齐天贵,周秋生,刘桂华,彭志宏,李小斌

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3077-3087.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66004-7

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通过热力学计算、XRD与SEM-EDS研究不同添加剂(石灰/还原剂分别对应典型/还原拜耳法溶出)作用下铝针铁矿的转化机理。结果表明，形成含铁水铝钙石相是石灰促进这一转化的主要机制；而在还原剂作用下，由于磁铁矿的生成，铝针铁矿的转化更易发生。此外，拜耳溶液成分显著影响针铁矿转化过程产物组成和转化速率。与以含铝针铁矿的三水铝石为原料的典型拜耳法溶出相比，还原拜耳溶出赤泥的产出率由39.02%降低至31.19%，总铁含量(TFe)由41.66%提高至53.80%。

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NaCl-KCl共熔盐中Zn²⁺的电化学还原机理

吴孝彬,朱曾丽,孔辉,樊友奇,程思维,华中胜,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3088-3098.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66005-9

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为了开发高效、环境友好型冶金粉尘中锌回收技术，提出一种将选择性氯化和熔盐电解相结合的工艺。首先，通过热力学论证上述处理工艺的理论可行性。然后，采用多种暂态电化学测试方法研究973 K时NaCl-KCl共熔盐中Zn²⁺在钨电极上的电化学行为。结果表明，Zn²⁺的还原过程是一步转移2个电子的反应，起始还原电位为-0.74 V (vs Ag/AgCl)；且为受扩散控制的准可逆过程，计算得到Zn²⁺的扩散系数为10^-5cm²/s数量级。最后，在NaCl-KCl-ZnCl₂熔盐中于-1.6 V (vs Ag/AgCl)进行恒电位电解，电解9.5 h后获得银白色类球状金属颗粒，经分析证实为金属Zn。本研究表明，在NaCl-KCl共熔盐中直接电解ZnCl₂提取金属锌是可行的，为冶金粉尘中锌的高效回收提供了有益的理论参考。

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氢还原-酸浸法从钒钛磁铁精矿中制备钛富集矿物

颜正培,张盈,郑诗礼,张洋,孙沛,宋紫微,FaizaSAFDAR,齐涛

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3099-3109.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66006-0

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采用氢还原-酸浸法从钒钛磁铁精矿中制备钛矿物。还原料中Fe、V、Mn、Al、Mg、Ca和Si等元素的浸出行为与还原度密切相关。利用XRD法分析还原料与浸出渣的物相组成，确定还原度对浸出机理的影响。结果表明，在800~1000 ℃下保温0.5 h，精矿被还原为金属铁和钛磁铁矿相，铁和各杂质元素易浸出。深度还原使还原料中生成钛铁矿和Mg-Al尖晶石相，从而阻碍铁和杂质元素的浸出。更深度的还原导致含镁黑钛石的生成，显著降低杂质元素的浸出率。精矿经氢气在850 ℃下还原0.5 h并酸浸后，可获得归一化TiO₂品位达70.3%的钛富集矿物，是硫酸法生产钛白粉的理想原料。

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回转窑内渣成分优化实现锌铅元素的高效回收

林泓富,翁威,衷水平,邱冠周

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3110-3122.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66007-2

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在回转窑内从高硅锌浸出渣中实现高效回收锌铅金属。XRD、SEM、EDS及ICP表征结果表明，浸出渣含12.4% SiO₂、16.1% Zn和7.4% Pb(质量分数)。热力学分析表明，在回转窑内1150~1250 ℃的冶炼环境下，锌浸出渣中极易产生锌和铅的金属蒸气。通过分析13种冶金渣成分的黏度及熔点，发现3种渣成分(47%SiO₂- 23%CaO-30%FeO、40%SiO₂-28%CaO-32%FeO、40%SiO₂-30%CaO-30%FeO，质量分数)具有合适的物理特性，即熔点和黏度分别为1150~1280 ℃和 0.2~0.5 Pa·s。工业实验表明，采用优化的渣成分，锌和铅的回收率分别高达97.3%和94.5%, 冶炼后渣内锌和铅的含量分别低至0.51%和0.45%(质量分数)。水淬渣的国标浸出实验表明，浸出液中含1.82 mg/L Zn、~0.01 mg/L Cu、0.0004 mg/L As、~0.01 mg/L Cd、0.08 mg/L Pb和~0.02 mg/L Hg，证实锌浸出渣同步实现无害化。

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采用TRPO从过氧化氢溶液中萃取钼和钨的数学模型和反应机理

夏新兵,张贵清,关文娟,曾理,巫圣喜,李青刚,曹佐英,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3123-3135.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66008-4

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为了解利用三烷基氧化膦(TRPO)从过氧化氢溶液中萃取钼和钨的化学行为，采用斜率法、拉曼和红外光谱研究钼和钨的萃取反应机理。通过建立数学模型，获得钼或钨的萃取分配比(D_Mo或D_W)关于平衡pH值、TRPO浓度和温度等变量的经验公式，并进一步在H⁺-W-Mo-H₂O₂溶液中验证经验公式的可靠性。结果表明：经验公式计算的D_Mo或D_W和实验值吻合度良好。实验条件下，20 °C时钼和钨的萃取平衡常数分别为 = 8.51×10³ (0.74≤pH_e≤1.70)、 =99.89×10³(1.7<pH_e≤4.62)和 =2.65×10³(0.92<pH_e<2.16)。钼和钨的主要萃合物结构为[H₂Me₂O₃(O₂)₄(H₂O)₂]·2TRPO (Me=Mo或W)。获得的经验公式可以用于估算和分析低浓度钼和钨混合溶液中钼和钨的萃取和分离。

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从废旧锂离子电池氨浸液中回收钴并制备微球状四氧化三钴

郁建成,马保中,邵爽,王成彦,陈永强,张文娟,

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3136-3148.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66009-6

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提出一种通过蒸氨和相变从氨性溶液中回收钴并制备微球状Co₃O₄的工艺。作为热力学基础，首先分析钴在不同NH₃和CO₃²^-浓度中的溶解度；然后讨论不同的蒸氨条件对钴回收率的影响。通过蒸氨，可以回收超过94%的钴和96%的氨，钴以碳酸钴铵复盐形式沉淀。前驱体沉淀机理的分析结果表明，钴的析出过程有两个阶段，并且在第二阶段的沉淀速度明显加快。在相变过程中，研究温度对焙烧产物的影响，在300 ℃时可获得具有微孔结构的微球状Co₃O₄；而在750 ℃时可获得具有介孔结构和高自旋状态的Co₃O₄。

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花球状Mg(OH)₂的制备及其对重金属离子的快速高效去除

申晓毅,黄彦翔,邵鸿媚,王媛,韩庆,陈建设,李斌川,翟玉春

中国有色金属学报（英文版）. 2022, 32(9): 3149-3162.
https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66010-2

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由MgSO₄废液制备球形花状Mg(OH)₂，并评估其对重金属离子的吸附性能。合适的制备条件为Mg²⁺浓度2 mol/L、Mg²⁺/NH₄OH摩尔比1:0.5、温度120 ℃和时间1 h。由超薄片组成的球形花状Mg(OH)₂对重金属离子具有良好的吸附能力，6 min即可达到吸附平衡。20 ℃时Mg(OH)₂对Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Fe³⁺和Co²⁺的最大吸附量分别为58.55、85.84、44.94、485.44、625.00和27.86 mg/g。吸附过程符合Langmuir模型，为单分子层吸附。吸附动力学符合准二级动力学模型，化学吸附是其作用机制。球形花状Mg(OH)₂是合格的重金属离子吸附材料。

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2022年, 第32卷, 第9期　刊出日期：2022-09-25

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