2023年, 第33卷, 第10期　刊出日期：2023-10-25

  

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Materials Science and Engineering
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  深冷循环处理对金属玻璃结构和性能的影响

  王明梓,郭威,吕书林,吴树森

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2879-2897.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66305-8

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  近期研究表明，金属玻璃可通过热激励或机械激励的方法回春到更加亚稳的高能量状态，同时伴随着原子堆垛的松散化。回春过程可有效提高金属玻璃的宏观塑性。从金属玻璃弛豫与回春概念入手，简要介绍金属玻璃的回春手段，总结不同方法的优缺点。重点介绍深冷循环热处理(一种对样品形态无破坏性且适用性较高的回春方法)的效果、热处理参数对回春程度的影响以及回春后金属玻璃力学和磁性能的演化规律。最后，就金属玻璃回春行为进行分析，并对未来重要研究方向提出展望。
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  通过添加微量元素实现的窄结晶区间Al-2Mg-0.5Mn合金的显微组织与性能

  李梦佳,张恩贵,刘书玉,王向东,史运嘉,吴建政,关绍康

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2898-2912.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66306-X

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  Al-Mg系合金由于大的结晶温度区间，其表面会在连铸连轧生产过程中形成较多缺陷。为了减小合金的结晶区间，研究微量Zn、Si、Zr和Ti元素对Al-2Mg-0.5Mn合金显微组织与性能的影响。采用X射线光电子能谱、原子力显微镜、扫描电镜和透射电镜对合金的显微组织进行表征。Ti和Zr的添加可以在Al-Mg-Mn合金内部形成Al₃Ti和Al₃Zr，使得其晶粒更细、强度更高，但是其结晶区间也随之变大。研究表明，添加Zn和Si能与合金内部的Mg形成新的第二相，从而使得共晶凝固过程中的实际Mg含量降低，因此，Al-2Mg-0.5Mn-0.2Zn- 0.2Si合金的结晶温度区间比Al-2Mg-0.5Mn合金的窄。另外，添加Zn和Si后，Al-2Mg-0.5Mn合金的力学性能与抗腐蚀性也得到一定程度的提升。
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  复合预轧制与回归再时效平衡7A99铝合金的强度和耐蚀性

  张涛,侯玉柱,阙标华,田育鑫,陈良

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2913-2925.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66307-1

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  对7A99铝合金分别进行峰值时效(PA)和回归再时效(RRA)处理，并复合预轧制与回归再时效(RRRA)以平衡其力学性能和耐腐蚀性能。结果表明，PA处理的试样析出物主要是尺寸细小的不稳定η''''相，而经RRA和 RRRA处理后则出现粗大稳定的η相。PA处理的试样晶界析出物尺寸最小且呈连续分布，而经RRA和RRRA处理后，晶界析出物的尺寸增大、分布不连续，并发生铜富集。RRRA处理的试样硬度和强度均高于RRA处理的试样，甚至接近PA处理的试样。此外，试样经RRA和RRRA处理后，表现出比PA试样更好的抗腐蚀能力。这些结果表明，提出的预轧制和回归再时效方法能够在不大幅削弱强度的情况下提高合金的耐腐蚀性。
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  2219铝合金环轧过程流变行为及组织演变多尺度数值仿真

  董方,张涛,吴运新,刘磊,郝铁文,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2926-2942.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66308-3

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  开展2219铝合金环轧过程流变行为和显微组织演变的多尺度数值仿真。提出一种与传统热轧成形不同的新环轧技术，包括两阶段的热轧-温轧变形。结果表明，环件截面的温度、应变和应变速率呈现不均匀分布。边部节点大应变使得其内部晶粒被拉长，随着轧制过程的进行，小角度晶界逐渐转变为大角度晶界，使得再结晶百分数提高。固溶处理将轧制变形中拉长的带状组织转变为等轴晶组织，使材料发生完全静态再结晶。不均匀的温度和应变分布使得截面显微组织分布不均匀。通过环轧工艺试验，分析轧制过程中轧制力和环件几何尺寸变化规律。采用提出的新工艺，环件各方向力学性能和各向同性显著提升，尤其是伸长率提升显著。
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  含β2-Mg₅Si₆相Al-Mg-Si合金深冷环境强塑双增原子级机理

  雷刚,高海涛,张昀,崔晓辉,喻海良,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2943-2954.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66309-5

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  采用分子动力学方法研究β″-Mg₅Si₆析出相体积分数及深冷温度对Al-Mg-Si合金纳米力学特性的影响。模拟结果表明，与纯Al的峰值应力相比，当温度为77 K、β″析出相体积分数为0.107时，Al-Mg-Si合金的峰值应力提高97.05%。当β″析出相体积分数为0.107时，与300 K下样品的峰值应力相比，在27 K下该样品的峰值应力可提高23.55%。研究结果表明，深冷环境有助于提高总位错密度，使样品能够承受更大的应力，这为含β″相的Al-Mg-Si合金提供额外强度和韧性。降低温度可以明显抑制孔洞的萌生和生长(生长率27 K时下降88.5%)，从而提高Al-Mg-Si合金的塑性。
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  基于弯曲定径带模具挤压的Mg-3Al-1Zn合金力学性能优化

  刘林涛,白生文,蒋斌,何超,王庆航,袁明,黄光胜,张丁非,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2955-2969.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66310-1

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  设计了一种采用弯曲定径带模具的新型非对称挤压工艺(TBE)，用以改善Mg-3Al-1Zn合金板材的力学性能和成形性能。运用有限元分析揭示了挤压过程中的应变、温度等状态变量的分布。结果表明，在TBE模具的模口处，应变沿板面法向(ND)呈梯度分布，这导致挤压板材显微组织的厚向梯度分布，同时得到TD择优取向的织构，少量基面取向晶粒向挤压方向(ED)偏转。与传统挤压相比，TBE过程中产生更多挤压热，模腔内温度更高，使大量非基面滑移开启，导致板材TD择优取向织构的形成。通过改善织构，TBE板材的塑性和弯曲性能均得到明显提升，沿45°方向的伸长率达到33%，弯曲角度达到83.5°。
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  轧制纯Mg板材压缩变形机制的统计研究

  尹冬弟,陈波,柴艳琴,万有富,周浩,郑江,王渠东,曾迎

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2970-2985.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66311-3

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  基于EBSD和滑移迹线分析，在晶粒尺度上对轧制纯镁板材室温压缩过程中的滑移/孪生激活规律以及他们之间的交互作用进行统计研究(~400个晶粒)。10%变形后的结果表明，基面滑移(89%)是主要的滑移模式，所有鉴别出来的363个孪晶为拉伸孪晶。上凹形的应力-应变曲线表明变形由孪生主导，高的孪生面积分数(41%)进一步验证上述结论。大多数孪晶变体(79%)遵循施密特定律，孪晶转移与Luster-Morris参数(m'''')并没有很好的相关性，然而大多数孪晶转移(82%)表现出较大的归一化施密特因子(m)和m''''值。在孪晶内观察到滑移系的激活且符合施密特定律。此外，还观察到滑移迹线穿过孪晶界的现象。对m统计分析表明，孪生激活与柱面滑移密切相关。
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  利用微计算机断层扫描定量研究选择性激光熔化Ti6Al4V合金缺陷的几何特征及形成机理

  安娜莹,帅三三,陈超越,雷力明,王江,任忠鸣

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 2986-3002.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66312-5

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  增材制造(AM)部件内部形成的缺陷对打印零件的力学性能具有不利影响。缺陷对零件性能的影响因其几何特征的不同而不同。利用X射线计算机层析成像(XCT)研究不同打印参数下36个块状Ti6Al4V样品的孔隙缺陷特征。根据样品中孔隙的几何特征，将孔隙缺陷分为4种类型：球形、椭圆形、长条形和不规则形。在所有工艺参数下，长条形状缺陷所占比例最大，并且随着扫描速度的提高，不规则形状缺陷所占比例逐渐增大。另外，分析单道和多道试样中缺陷逐渐积累规律。随着层的叠加，孔隙逐渐积累，而适当的搭接率可能会熔化道之间的气孔。表面粗糙度和熔池润湿对缺陷的形成有很大的影响。
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  高能喷丸制备具有表面梯度结构的Ti-6Al-4V合金的疲劳裂纹扩展行为

  朱文光,马 驰,张聪惠,胡 坤,曾祥康

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3003-3016.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66313-7

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  通过高能喷丸(HESP)在Ti-6Al-4V合金表面成功制备梯度结构，并研究其对疲劳裂纹扩展的影响。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对HESP过程中的显微组织和残余应力演变进行表征。结果表明，材料表面形成的梯度纳米结构具有220 μm深度的残余压应力层。梯度纳米结构的产生能改善合金的强塑性匹配。最大残余压应力产生于次表层，且随着喷丸时间的增加逐渐增大。HESP处理有效降低裂纹扩展速率，提高疲劳裂纹扩展寿命。残余压应力可降低裂纹尖端的有效应力强度因子范围 ，从而产生裂纹闭合效应并延缓裂纹扩展。同时，晶粒细化引起的晶界增加、有效滑移长度减小和裂纹尖端塑性区的协同作用也会使裂纹扩展阻力增大。
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  依赖环境的氢化钛相稳定性：第一性原理预测

  沈春雷,刘艺,宫裕祥,刘正卿,江勇,许灿辉,周晓松,龙兴贵

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3017-3026.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66314-9

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  在充分考虑所有可能的H原子构型的条件下，构建各种TiH_x(x=1-2)相结构，并基于第一性原理能量 学，计算评估各相的形成能力及其力学和热力学稳定性，进而构建稳定和亚稳TiH_x的相稳定性图。结果显示，很多稳定和亚稳TiH_x相具有非常接近的形成能，可能同时共存。这些相的相对稳定性强烈依赖于环境温度(T)和氢分压(p(H2))。在整个感兴趣的T和p(H2)范围内，只可能存在γ-TiH和γ-TiH₂ 2种稳定相，以及ε-TiH、γ-TiH_1.5、ε-TiH_1.75、δ-TiH_1.75和ε-TiH₂ 5种亚稳相。这些亚稳相均满足力学稳定性，且在热力学上具有不断吸收或释放H，向平衡相γ-TiH₂或γ-TiH发生转化的趋势。
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  超声波焊接铜-铝导线接头的显微组织与力学性能

  成先明,杨可,刘思沾,季珊林,王健

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3027-3038.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66315-0

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  以BVR2.5铜导线和BLV6.0铝导线为研究对象，采用不同焊接参数进行超声波焊接。采用SEM、EDS、数字测温仪、显微硬度计和拉伸试验机研究铜-铝导线接头的显微组织和力学性能。结果表明，当焊接压力为0.21 MPa、焊接振幅为31%和焊接时间为860 ms时，可以获得拉伸载荷为355.6 N的接头。铜/铝相互扩散厚度约3 μm，焊接峰值温度为212.2 ℃，没有生成脆硬性的中间相。最佳焊接工艺参数下接头在铜侧断裂，断口为韧-脆混合断裂模式，说明接头性能较好。
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  不同pH值3.5% NaCl溶液中多种铜合金的选相腐蚀和空蚀行为

  宋亓宁,李慧琳,许楠,蒋镇宇,张根元,包晔峰,蒋永锋,赵立娟,姬翠翠,赵建华,乔岩欣

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3039-3053.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66316-2

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  采用扫描开尔文力显微镜(SKPFM)对镍铝青铜(NAB)、高锰铝青铜(MAB)及锰黄铜(MB)中不同相的稳定性进行表征，并对3种铜合金在不同pH值3.5% NaCl溶液中的选相腐蚀及空蚀行为进行研究。结果显示，在酸性溶液(pH 2)中，每种材料中稳定性最差的κ 相均发生溶解。在中性溶液(pH 6.8)中，NAB中富Al的κ相未发生腐蚀，而MAB和MB中富Fe的κ相发生溶解。在碱性溶液(pH 12)中，点蚀发生在MAB和MB的κ相以及NAB中的κ_II相上。在任一溶液中，耐空蚀性能顺序均为：NAB > MAB > MB。在酸性溶液中，选相腐蚀显著加重空蚀损伤，且腐蚀-空蚀交互作用是导致空蚀的主导因素；在其他溶液中，选相腐蚀较为轻微，3种铜合金均表现出以力学损伤为主导的空蚀损伤机制。
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  快速热冲击下SAC305/Cu焊点氧化行为与金属间化合物生长动力学

  吴鸣,王善林,尹立孟,陈玉华,洪敏,孙文君,姚宗湘,倪佳明,卢鹏,张体明,谢吉林

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3054-3066.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66317-4

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  通过电磁感应加热装置，研究SAC305/Cu焊点氧化行为和界面金属间化合物(IMC)生长动力学。结果表明，快速热冲击下焊点自身氧化行为是主要因素，内部的Cu₆Sn₅ IMC会加剧焊点的氧化。Cu₆Sn₅层的生长由晶界扩散控制，Cu₃Sn层的生长则由体扩散控制。基底溶解的Cu原子主要扩散到界面IMC和焊料的内部。在快速热冲击下，焊点剪切强度大幅度降低，72 h后下降49.2%。断裂机制由韧性断裂向韧脆性混合断裂转变，最终转变为脆性断裂。
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  方波电位幅值和极性对锌铝合金热浸镀层表面三价铬化学转化膜性能的影响

  潘 杰,程 洋,丁雅静,赵瑞程,蒋 涛,冯振亮,李 焰

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3067-3082.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66318-6

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  揭示热浸镀锌铝合金镀层表面Cr(III)化学转化膜(TCC)的构建过程，对比研究阴极和阳极方波电位(φ_p)改善转化膜性能的作用效果。通过EIS和极化曲线测试获得TCC在含氯离子介质中的耐蚀性。结合表面宏/微观3D形貌观察和XPS、AES、FTIR以及拉曼光谱等化学组分分布分析，系统讨论耐蚀性提升与表面组织结构之间的联系。结果表明，阴极方波电位φ_p相较阳极电位在提高TCC耐蚀性和降低TCC表面Cr(VI)含量方面的作用更为显著。另外，由于微纳结构的重构，TCC的疏水性以及与环氧底漆之间的结合力得到提升。
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  不同超细氧化物掺杂钼合金棒材的拉伸性能及强化机理

  徐流杰,孙铁龙,周玉成,李洲,魏世忠

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3083-3099.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66319-8

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  通过水热合成、共沉淀、共分解、粉末冶金和旋锻方法制备了3种掺杂2.0%(体积分数)不同氧化物 (Al₂O₃、ZrO₂和La₂O₃)的钼合金棒材。3种纳米氧化物均使钼晶粒细化70%以上，且使合金的断裂模式从脆性断裂转变为韧性断裂，从而显著提高钼合金的综合力学性能，克服强度和韧性之间的矛盾。在3种钼合金中，Mo-ZrO₂合金具有最佳的强度和塑性，这归因于细小的ZrO₂颗粒以及ZrO₂与钼基体之间的半共格界面。此外，建立了与位错密度、氧化物体积分数和尺寸以及钼晶粒尺寸相关的定量强化模型。
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  低冰镍衍生的具有高结构稳定性和快速扩散动力学的钠离子掺杂层状LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极

  练梦晨,孙强超,聂 薇,刘岩博,段 彤,程红伟,鲁雄刚

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3100-3112.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66320-4

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  通过共沉淀法合成钠离子(Na⁺)掺杂的高稳定性Li_1-xNa_xNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(NCM-Na)正极材料。首先论证采用低冰镍提取镍作为合成材料镍源的可行性。其次，在化学试剂合成的NCM(Ni, Co, Mn)材料中预先引入最优含量的Na⁺，占据部分Li⁺位点，实现具有更低Li⁺/Ni²⁺阳离子混排的稳定结构，从而提高其电化学性能。结果表明，当Na⁺掺杂量为1%(质量分数)(x=0.01) 时，获得的NCM-Na正极材料在1C电流密度下，循环100次后容量保持率从76.84%提高至89.21%。特别是在5C大电流密度下，循环200次后，可逆放电比容量依然维持在110 mA·h·g^-1。这为杂原子掺杂耦合材料化冶金开发低成本、高性能锂离子电池三元LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料提供具有前景的策略。
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  Al₂O₃插入层对HfO₂/ZrO₂叠层薄膜铁电性能的影响

  陈海燕,陈永红,梁秋菊,王志国,曹俊,张斗

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3113-3121.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66321-6

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  基于优良的可扩展性和良好的互补金属氧化物半导体工艺兼容性，铁电HfO₂基非易失性存储器引发广泛的研究兴趣。采用原子层沉积方法制备(HfO₂-ZrO₂)₃/mAl₂O₃/(HfO₂-ZrO₂)₃纳米叠层薄膜(m为Al₂O₃厚度)，并通过改变Al₂O₃厚度研究其铁电性和可靠性。结果表明，当m为1 nm时，叠层薄膜表现出最高的剩余极化值，为23.87 μC/cm²，且随着Al₂O₃厚度的增加，漏电流值可降低2-3个数量级。Al₂O₃和HfO₂-ZrO₂因介电错配而产生界面极化，同时更低介电常数的Al₂O₃可有效调控叠层薄膜内部的电场分布，从而促进铁电性能和可靠性的协同提升，这为更宽厚度范围HfO₂基铁电存储器件的设计提供新的思路。
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  精氨酸功能化羟基磷灰石纳米颗粒与人脐静脉内皮细胞的相互作用及机制

  林子畅,陈斌龙,刘石,黄艳艳,赵颜忠

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3122-3131.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66322-8

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  选用铽掺杂的精氨酸修饰的羟基磷灰石纳米颗粒(Arg@HAP^Tb NPs)，探讨该纳米颗粒与细胞的相互作用以及Arg@HAP^Tb NPs在血管内皮细胞中的内吞机制。选取人脐静脉内皮细胞(HUVEC)作为研究的模型细胞，通过激光扫描共聚焦显微镜监测Arg@HAP^Tb NPs在细胞中的摄取情况，并通过细胞流速仪检测不同浓度下的细胞摄取后的平均荧光强度。结果表明，HUVEC吸收Arg@HAP^Tb NPs后主要定位在细胞质中，并主要分布在细胞核周围。Arg@HAP^Tb NPs的入胞过程具有时间和浓度依赖性，作用时间以4 h为宜，纳米颗粒的浓度以50 mg/L为最佳。Arg@HAP^Tb NPs入胞量明显强于未经精氨酸修饰的HAP^Tb NPs。Arg@HAP^Tb NPs进入HUVECs是一个能量依赖的主动运输过程，通过小凹蛋白介导的内吞作用发生。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  钽资源及其生产综述

  魏雪,夏隆巩,刘志宏,张乐如,李启厚

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3132-3156.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66323-X

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  钽(Ta)是一种关键高科技金属，在电工电子、航空航天等战略新兴产业中都有重要应用。当前尚无钽的替代材料，近20年来全球钽供应危机不断加剧。本工作对钽资源及其生产进行全面综述。地壳中已查明Ta储量不足300 kt，钽的提取以钽精矿为主要原料，此外，锡冶炼渣、锂矿石、废钽产品也能生产约37%的金属钽。钽的生产是一个高耗能过程，HF浸出-溶剂萃取-K₂TaF₇还原工艺是工业上制Ta最常用的工艺，但较高的生产成本和大量废弃物的产生是制约该方法可持续发展的重要因素。钽的清洁生产及高效回收将受到持续关注。
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  硫代乳酸抑制剂分离辉钼矿与黄铜矿：浮选行为及机理

  黄伟欣,唐鸿鹄,曹杨,刘若华,孙伟,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3157-3167.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66324-1

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  针对黄铜矿与辉钼矿可浮性相似导致分离难的问题，亟需开发一种经济与绿色的抑制剂。提出一种新型黄铜矿抑制剂硫代乳酸。通过单矿物和人工混合矿浮选实验，对硫代乳酸的浮选行为进行研究。单矿物浮选实验结果表明，硫代乳酸对黄铜矿具有较好的抑制效果，硫代乳酸作用后，黄铜矿浮选回收率从81%下降至9.7%，而辉钼矿浮选回收率仍保持在71%以上。人工混合矿浮选实验表明，黄铜矿与辉钼矿分离效果较好，高登选择性指数为12.9。采用FT-IR、XPS和AFM等方法研究硫代乳酸在辉钼矿和黄铜矿表面的反应机理，并提出可能的吸附模型。结果表明，硫代乳酸的—SH和—COOH基团优先占据黄铜矿表面活性铜位点，阻止丁基黄原酸钠在黄铜矿表面的化学吸附。
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  氧化镍和硫化铜矿联合熔炼炉渣的黏度

  AlexanderKLYUSHNIKOV,SvetlanaSERGEEVA,RozaGULYAEVA,AlexanderVUSIKHIS,LyudmilaUDOEVA,StanislavTYUSHNYAKOV

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3168-3184.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66325-3

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  测定氧化镍和硫化铜矿联合冶炼熔渣的黏度。制备的模拟熔渣与实际熔渣的成分和结构相似，并限制研究的熔渣的成分范围，含铁熔渣的成分(质量分数)为：8.9% CaO、11.8% MgO、12.5% Al₂O₃、47.4% SiO₂、13.3% FeO和5.0% Fe₂O₃；无铁熔渣是将含铁熔渣中的氧化铁去除得到，其成分(质量分数)为： 12.5% CaO、16.0% MgO、9.4% Al₂O₃和58.3% SiO₂。 由振动法测试的含铁熔渣(1550~1300 ℃)和无铁熔渣(1550~1400 ℃)的黏度实验值分别为0.31~2.33 Pa·s和1.28~4.55 Pa·s。由Kalmanovitch–Frank模型预测的含铁熔渣的黏度值与实验值存在偏差。通过Weimann–Frenkel–Urbain方程对实验数据进行回归分析，提出可预测所考虑温度范围内的初级熔渣黏度的原始经验模型。当碱度从0.7(含铁熔渣)降低到0.6(无铁熔渣)，黏性流动活化能从204 kJ/mol增加到236 kJ/mol。为了保持最佳熔渣黏度，氧化镍和硫化铜矿联合冶炼的温度应不低于1400 ℃。
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  两段旋流电积法提纯粗铟

  田庆华,董波,郭学益,李栋,黎邹江,许志鹏,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3185-3197.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66326-5

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  采用两段旋流电积工艺对粗铟进行提纯。根据线性扫描伏安法(LSV)研究结果及对扩散系数(D= 6.15′10^-11 cm²·s^-1)的评估可知，硫酸铟溶液中铟电沉积是受扩散控制的不可逆过程，可通过加强电解质流动强化液相传质。在第一段旋流电积提纯粗铟的最佳工艺条件下，电流效率达80.15%，单位能耗为2.11 kW·h/kg，平均槽电压为2.04 V，粗铟纯度由94.34%提升至99.95%。在第二段旋流电积提纯粗铟的最佳工艺条件下，电流效率为75.23%，单位能耗为2.23 kW·h/kg，平均槽电压为2.40 V，产品纯度为98.95%。经过二段旋流电积后，铟综合回收率高达98.22%。
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  采用控制氧化焙烧过滤法从铜精矿中提取砷

  唐晓威,贺跃辉,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3198-3209.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66327-7

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  为了更高效处理含砷铜精矿，砷可以通过高温过滤尘土和低温分离冷凝氧化砷2个步骤进行提取。焙烧环境中的氧含量对精矿中的残余砷含量有重要影响。当氧含量较高时，形成的砷酸盐残留在精矿中。当氧含量较低时，形成的硫化砷会堵塞滤饼残。在700 ℃、氧含量为4%(体积分数)的条件下焙烧，得到精矿的残余砷含量最低，由11.8%降低到0.34%(质量分数)。在中试实验中，可通过控制进料速度间接控制氧含量，能将残余砷含量降低到0.48%(质量分数)，同时，回收的As₂O₃纯度可以达到99.17%(质量分数)。基于砷在不同氧含量下形态变化的机理，提出控氧焙烧与两次过滤的新工艺，并且成功运用于中试，使铜精矿中的残余砷含量低于中国精矿矿物含砷量标准(0.5%(质量分数))。
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  铜和金硫代硫酸盐在活性炭上的吸附机理

  谢锋,陈俊南,张小贞,徐斌,王伟,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3210-3221.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66328-9

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  研究活性炭对铜和金硫代硫酸盐的吸附机理。铜和金硫代硫酸盐在活性炭上的吸附动力学均符合准二级动力学模型。活性炭对铜硫代硫酸盐的吸附等温线符合Freundlich模型，而对金硫代硫酸盐的吸附等温线符合Langmuir模型。负载活性炭的键合特性分析表明，活性炭对铜和金的吸附机理不同。在实验条件下，活性炭对铜的吸附量达到79.04 mg/g，比金的吸附量高出约2个数量级。这意味着由于金的吸附量低以及铜和硫代硫酸盐的竞争吸附，用活性炭从硫代硫酸盐浸出液中回收金将面临很大的挑战。
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  基于随机模拟的冶炼场地重金属污染及生态风险评价

  罗兴华,曾嘉庆,吴川,邱坤艳,李超然,可文舜,薛生国

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(10): 3222-3234.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66329-0

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  选择某铅冶炼场地，采用地统计学和铅同位素示踪法分析重金属空间分布格局和污染来源，并基于不确定性理论的风险模型，系统评估场地重金属生态风险。结果表明，土壤铅、锌、砷、镉、铬和汞污染严重，空间异质性强。采用MixSIAR模型解构3个潜在源的铅同位素贡献密度分布，土壤重金属主要来自冶炼活动(49.9%)，燃煤(16.4%)和土壤母质(33.7%)。基于随机模拟的潜在生态风险指数(RI)表明，场地重金属处于中等生态风险；其中冶炼活动对RI累积贡献最大；镉、砷、铅和汞对RI的方差贡献最大，对场地的污染起主导作用。因此，应该优先关注场地土壤镉、砷、铅和汞污染的防控及潜在冶炼源的处置。