2023年, 第33卷, 第5期　刊出日期：2023-05-25

  

• 全选
  |

Materials Science and Engineering
• Select
  采用同步辐射小角X射线散射技术研究Al-Mg-Si合金的析出强化行为

  刘涛,胡光敏,王玉杰,曾建荣,东青,边风刚,曹召鹏,孟楠,张佼,孙宝德,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1305-1317.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66184-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究Al-Mg-Si合金在等温时效过程中的析出强化行为及其对力学性能的影响。利用原位同步辐射小角X射线散射(SAXS)技术和透射电子显微镜(TEM)对纳米析出相及其结构参数(尺寸、体积分数和数密度)进行表征。结果表明，棒状β''''''''析出相优先沿其纵向尺寸生长，但径向尺寸在时效5 h后达到峰值。如预测与测量的屈服强度和硬度结果所示，纳米析出相的尺寸和体积分数的增大与析出强化定量相关。SAXS为Ashby-Orowan模型提供了更可靠的输入参数，这有助于提高模型的预测精度和泛化能力。研究表明，随着时效时间的延长，Al-Mg-Si合金预测力学性能的演变与β''''''''析出相的平均半径和体积分数有关。
• Select
  铝锂合金板材的各向异性及其在旋压壳体力学性能分布中的遗传效应

  林奔,马鹏程,李昊然,邓三喜,曾广俊,唐建国,李劲风,李锡武,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1318-1330.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66185-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究厚度为20 mm的2A55铝锂合金板T6态时效(165 °C, 24 h)后的力学性能及晶粒组织。以20 mm厚度板材为原料，旋压制备直径为1 m的2A55铝锂合金旋压壳体，研究旋压壳体相同T6态时效后的时效析出 相、晶粒组织及沿壳体轴向和周向的力学性能分布。结果表明，旋压壳体T6态时效后的析出相包括大量T1相 (Al₂CuLi)、部分d?相(Al₃Li)和q?相(Al₂Cu)。T1相分布不均匀，亚晶界分布密集，但沿大角度晶界形成沿晶无沉淀带。板材同一方向力学性能基本一致，但不同方向存在各向异性，沿轧制方向强度最高而沿45°方向强度最低。旋压过程导致壳体不同位置周向和轴向与原始轧制方向的夹角变化，晶粒长宽比和织构不同。相应地，旋压壳体沿相同周向或轴向的力学性能分布存在很大差异。原始板材的各向异性在旋压壳体晶粒组织及力学性能分布方面存在遗传效应。
• Select
  耦合修正分析Al-Fe-Ni合金蠕变机理

  卞泽宇,朱爱林,肖亚开,李宇罡,马乃恒,卞汉兵,汪明亮,陈哲,王浩伟,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1331-1344.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66186-2

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在引入阈值应力和载荷传递系数后，对Al-Fe-Ni合金的蠕变本构方程进行耦合修正，描述该合金在300和400 °C下的位错蠕变。量化结果分析及显微组织表征表明，蠕变过程中位错与共晶相间复杂交互作用是阈值应力的起源。同时，共晶相与基体之间模量的差异引起共晶相分担应力作用。此外，温度对基体及共晶相模量产生的影响差异导致高温时合金阈值应力降低，而应力转移系数增大。这些现象通过有限元模型分析得到进一步的论证。总体而言，共晶合金位错蠕变的控制机理得到了更深层次的量化认识。
• Select
  大壁厚差复杂形状铝合金飞轮壳挤压铸造数值模拟

  姜巨福,葛宁,黄敏杰,李明星,王迎,丁长杰,邹德超

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1345-1360.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66187-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用ProCAST软件对大壁厚差复杂形状ZL104铝合金飞轮壳挤压铸造过程进行数值模拟。结果表明：充型过程稳定且可分为4个阶段：流道连通、水平区域填充、竖直方向填充和难充填区填充。凝固过程中存在6个凝固滞后的特征区域，特征区域的缩孔缩松缺陷明显。缺陷位置预测准确，对预测的缺陷体积进行极差分析，确定最佳工艺参数为浇注温度650 ℃、比压48 MPa、模具温度220 ℃、补压比压800 MPa、补压延时10 s(A侧)和12 s(B侧)。最大铸造应力出现在凝固速度快、曲率大的薄壁结构中。仿真结果得到了实际工艺验证。
• Select
  失效铝合金平底无铆连接接头的原位固相修复方法

  张鹏,陈超,赵升吨,费亮瑜,曹杨峰,张硕文,韩晓兰,李坤

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1361-1372.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66188-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了修复失效平底无铆连接接头并提高其力学性能，提出一种原位固相修复方法。通过对比研究平底无铆连接接头和修复接头的显微组织、力学性能和断裂失效行为，验证修复方法的可行性和有效性。结果表明，失效平底无铆连接接头的断裂颈部被成功地原位修复。焊核的显微组织被充分细化，使得修复接头的力学性能得到提升。转速和持续加热时间对修复接头的力学性能起着至关重要的作用。与平底无铆连接接头相比，冶金结合使修复接头的力学性能得到加强。修复接头的最大拉剪强度提高了409.90%，最大断裂伸长量提高了68.92%。断裂失效行为表明，修复接头的强度明显高于原始平底无铆连接接头，这说明失效平底无铆连接接头的修复方法是可行有效的。
• Select
  AlLi相对Mg-Li合金热压缩变形行为和动态再结晶的影响

  甘翼,胡励,时来鑫,陈强,李明骜,向林,周涛

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1373-1384.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66189-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用等温热压缩实验研究含有AlLi相的Mg-5Li-3Al-2Zn(LAZ532)合金的热变形行为；变形温度和应变速率范围分别为473~623 K和0.001~1 s^-1。LAZ532合金热变形过程中AlLi相能够阻碍位错运动，从而显著提高合金的峰值应力值。为精确预测LAZ532合金的热变形行为，构建相应的应变补偿Arrhenius本构模型，预测结果与实验结果吻合良好。基于Murty准则，建立相应的热加工图，合理的加工区域在538~623 K和0.001~0.01 s^-1范围内。在高应变速率变形条件下，AlLi相不利于LAZ532合金在热压缩过程中的流动稳定性和动态再结晶。此外，变形温度会改变LAZ532合金的动态再结晶形核机制。
• Select
  挤压态和峰值时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn合金显微组织与力学性能之间的关系

  王 森,吕滨江,徐铁伟,崔 宁,郭 峰

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1385-1397.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66190-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究挤压态和时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn (ATZ632)合金的显微组织和力学性能。挤压态ATZ632合金表 现出优异的力学性能，其屈服强度 (YS)、极限抗拉强度 (UTS) 和伸长率 (EL) 分别为216.4 MPa、344.3 MPa和18.4%。经时效处理后，Mg₁₇Al₁₂析出相体积分数增加且出现Mg₄Zn₇相，Mg₁₇Al₁₂相平行于基面，Mg₄Zn₇垂直于α-Mg的(0001)面析出，从而使时效态ATZ632合金的YS和UTS分别增加到252.5和416.2 MPa；但EL下降至10.1%。经过150 ℃较低温度时效处理后，合金中出现静态再结晶晶粒，且静态再结晶晶粒的c轴垂直于挤压方向，其取向呈高度一致性。
• Select
  添加VN颗粒的铸态AZ91镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

  邱玮,李雅文,黄港,陈荐,任延杰,黄伟颖,陈维,吴堂清,姚茂海,熊爱虎

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1398-1410.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66191-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术和电化学实验研究铸态AZ91-xVN (x= 0，0.25，0.5，1，质量分数，%)合金的显微组织和腐蚀行为。结果表明，VN对AZ91合金显微组织具有明显的细化和改性作用。随着VN颗粒的加入，AZ91合金的耐腐蚀性能先提高后降低。铸态AZ91-0.25VN合金具有最佳的耐腐蚀性能，其腐蚀速率最低(P_W=(1.47±0.06) mm/a)，这主要归因于其具有更多可作为腐蚀屏障的 晶界。随着VN含量的进一步增加，合金中片状β-Mg₁₇Al₁₂析出相的量增加，由于β相与α-Mg基体易发生电偶腐蚀，合金的耐蚀性能逐渐降低。
• Select
  ZK60合金表面含纳米Y₂O₃微弧氧化涂层的体外降解、磨损性能和生物相容性

  陈军修,杨洋,IniobongP.ETIM,谭丽丽,杨柯,R.D.K.MISRA,王建华,苏旭平,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1411-1424.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66192-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了进一步降低镁合金微弧氧化(MAO)涂层的降解速率并提高其耐磨性能，通过在电解液中加入纳米Y₂O₃的方法，制备含纳米Y₂O₃的镁合金MAO涂层，并借助显微结构观察、磨损实验、电化学实验、浸泡实验和细胞毒性实验对其进行研究。结果表明，微弧氧化涂层中主要含有Ca₈YMg(PO₄)₇和Y₂O₃颗粒，Ca₈YMg(PO₄)₇能稳定涂层，纳米Y₂O₃能封闭微孔，从而降低涂层的降解速率，并提高其耐磨性。在Hank’s溶液中，涂层的降解速率从0.14 mm/a降至0.06 mm/a。在相同摩擦距离下，涂层体积损失从0.46 mm³降至0.27 mm³。MAO涂层具有良好的生物相容性，细胞相对增殖率(RGR)超过90%。含纳米Y₂O₃的MAO涂层具有良好的生物医学应用前景。
• Select
  双态与单相Ti-5Al-5Mo-1Fe-1Cr合金的力学性能及变形行为

  刘超强,谢宗瑜,张晓泳,严红革,周科朝,宋旼

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1425-1436.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66193-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了阐明具有双态和单相组织Ti-5Al-5Mo-1Fe-1Cr(质量分数，%)合金的力学性能及变形行为，系统研究具有这两种组织合金的力学性能和变形模式。研究结果表明：双态组织合金的拉伸屈服强度为886 MPa，极限抗拉强度为1075 MPa，伸长率为21.5%；单相(β)组织合金的强度稍低于双态合金的，但其伸长率与双态合金的类似。双态合金在拉伸过程中具有韧性断裂的特征，其主要变形模式为位错滑移，位错滑移可发生于β基体 和球/片状α相，β基体中的滑移系为 α相中的滑移系为 和 。相对地，单相合金具有解理断裂特征，变形模式包括位错滑移和应力诱导α″马氏体相变，其滑移系包括 和 。
• Select
  连续网状结构Ti₂AlN/TiAl复合材料的制备及力学性能

  蒋闽晋,孙红亮,刘瑞,蒋小松,张亚丽,孙大明

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1437-1451.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66194-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用高温气体渗氮法将氮引入TiAl预合金粉末中，然后采用放电等离子烧结法制备具有连续网络增强相结构的Ti₂AlN/TiAl复合材料。结果表明，复合材料的硬度明显高于TiAl合金的硬度，并随着氮化时间的增加而增加。该强化效果是粉末渗氮引起的固溶体强化、具有高硬度和弹性模量的连续网状Ti₂AlN相以及位错密度增加协同作用的结果。同时，与TiAl合金相比，Ti₂AlN/TiAl复合材料的抗压强度降低，这与氮化后直接形成的一部分Ti₂AlN颗粒和过多的增强相含量有关。
• Select
  具有完全形状记忆效应的Cu-13.5Al-4Ni-6Fe形状记忆马氏体单晶

  郭利鹏,张锦平,陈晓强,郑师威,杨水源,王书亮,阮晶晶,王翠萍

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1452-1459.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66195-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过对铸态合金进行简单退火处理，制备具有完全形状记忆效应的厘米级Cu-13.5Al-4Ni-6Fe马氏体单晶。通过光学显微镜、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、热机械分析仪以及压缩测试研究单晶的显微组织、逆马氏体转变和形状记忆效应。研究结果表明，Cu-13.5Al-4Ni-6Fe单晶拥有18R和2H 2种马氏体，同时拥有体心立方富Fe纳米析出相。马氏体转变和逆转变的起始温度和结束温度分别为387、397、365和432 K。当对单晶施加6%、7%以及8%的预应变时，单晶分别拥有4.4%、4.7%以及5.2%的完全形状记忆效应。获得的Cu-13.5Al-4Ni-6Fe马氏体单晶具有可与传统形状记忆合金相媲美的形状记忆性能。
• Select
  波纹轧制制备Cu/Al复合板的应力分析及显微组织演变

  刘延啸,刘元铭,王振华,刘燕萍,王涛,黄庆学,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1460-1471.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66196-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建立三维有限元模型，并通过50%压下量的轧制试验验证模型的准确性。从时间角度分析整个波纹轧制过程中金属的流动规律。金属经历的变形可以分为两个阶段：填充阶段和压下阶段。填充阶段应力变化较为复杂，而压下阶段应力变化趋势一致。通过罗德参数和应力三轴度分析特征位置的应力状态，在开始变形时为两向拉应力一向压应力。采用EBSD技术分析Cu板的显微组织演变过程。与原始板材相比，铜板各特征位置晶粒均发生细化，而Cu板波谷处晶粒在发生细化后有长大的现象，这是由剧烈塑性变形产生的绝热温升现象造成的。
• Select
  纯镍挤压制造过程中的磨损行为和显微组织演变

  汪彦江,贾智,姬金金,魏保林,衡亚博,刘德学,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1472-1491.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66197-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  挤压棒材表面形貌和显微组织是决定其力学性能的主要因素。本文作者采用现场挤压和有限元模拟相结合的方法，研究挤压工件的表面磨损行为及显微组织演化机制。结果表明，挤压温度对合金的表面形貌和显微组织有很大的影响。随着挤压温度的升高，磨损机制由磨粒磨损(脆性损伤)转变为粘着磨损(塑性损伤)，并且表面粗糙度逐渐增大。挤压过程中坯料的温度和应力呈梯度分布，变形晶粒中的位错墙在激活的滑移系上运动，这导致层状结构产生变形。随着坯料梯度分布幅度和界面摩擦力的增大，层状结构变窄。此外，变形晶粒内几何必要位错的取向梯度也主导5种强理想织构。这些结果为纯镍及镍合金的精确挤压提供了理论依据。
• Select
  Zr-Co-Ge 三元体系在1023、1173和1373 K条件下的相平衡

  胡坤,沈忱,刘华山,张洪斌

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1492-1506.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66198-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用合金法并结合电子探针显微分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)技术，精确测定Zr-Co-Ge三元体系在1023、1173和1373 K条件下的相平衡。合理构建Zr-Co-Ge体系在1023、1173和1373 K条件下的等温截面，分别包含29、28和26个三相区。除了证实文献中报道的5个三元化合物外，还检测到一个具有显著均匀性范围的新三元相τ，其组成在1023 K时为13.8%~19.4% Co (摩尔分数)，在1173 K时为12.9%~19.0% Co (摩尔分数)和在1373 K时为12.3%~14.9% Co (摩尔分数)。 而且， 推断一个零变量反应发生在1023~1173 K，即τ+τ1 τ4+ZrGe₂。此外，第三种元素Ge在一些Co-Zr中间相中可以部分替代Co，如CoZr₂和Co₂₃Zr₆，其中，Ge的最大溶解度分别可达22.8% 和20.3% (摩尔分数)。
• Select
  ZA6-1锌合金骨植入体表面沉积抗菌及耐腐蚀型生物活性涂层

  赵德人,陈栋,封雪,陈滋霖,金宸,谭小东,向芸颉,焦文博,方亚星,徐立群,张永平,饶席,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1507-1521.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66199-0

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过在商用ZA6-1锌合金表面沉积负载十二烷基硫酸钠(SDS)和乙酰丙酸(LA)的聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)赋予其抗菌性能。首先，在ZA6-1锌合金表面聚合化沉积APTES接枝层，获得氨基官能团；随后，利用氨基官能团与羧基官能团的正负电荷吸引作用使与SDS/LA混合的PLGA负载于基体表面。所制备的PLGA-SDS/LA涂层具有良好的耐腐蚀能力，其腐蚀速率低至0.005 mm/a，并且可通过改变涂层厚度对其进行调控。该涂层除具有良好的成骨细胞相容性外，还具有优良的抗菌性能，其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到98.9%和99.8%。
• Select
  热扩散处理对热浸镀铝Fe-Cr-Si-B铸钢组织演变及腐蚀行为的影响

  张先满,陈再雨,李星涛,季坤鹏,罗洪峰,万耿平,杨少锋

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1522-1539.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66200-4

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究热扩散处理对热浸镀铝Fe-Cr-Si-B铸钢镀层组织及在5% (质量分数) NaCl溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明：Fe-Cr-Si-B铸钢中的Fe基体与Al液界面反应产物为柱状结构的FeAl₃。在(Cr,Fe)₂B/Al界面上形成的周期性层片结构是在热扩散处理过程中形成，而非热浸镀铝。在短时间内表面残留Al层主导了热浸镀铝和热扩散处理镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为，直到表面残留Al层被完全消耗。Cl^-引起的点蚀优先从块状B-Al-Cr相与FeAl₃的界面开始，并沿周期性层片结构扩展。硅颗粒作为阴极，促进了镀层的腐蚀。在Fe-Al金属间化合物层被完全腐蚀之前，钢基体都处于阴极保护中。此外，高温NaCl溶液的腐蚀被显著加速。
• Select
  空心球壳状MoS₂/WS₂异质结构的制备及其电催化析氢性能

  王德志,杨刘熠懿,刘若琦,郭 挺,费 浩,吴壮志

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1540-1549.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66201-6

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  系统研究一种由空心WS₂球壳和花瓣状MoS₂组成的异质结构。结果表明，空心球壳结构使活性位点更容易暴露，异质结构的形成有助于激发WS₂和MoS₂之间的协同效应，从而提高析氢反应性能，具有更好的电子转移能力。更重要的是，密度泛函理论计算进一步阐明了协同机理，表明MoS₂/WS₂异质结构可有效调节氢吸附自由能，使之在W/Mo原子比为2？25时达到最小值。因此，优化后的WMo-2/25催化剂表现出优异的电催化析氢活性，Tafel斜率低，为53 mV/dec，并具有良好的稳定性。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
• Select
  多旋翼无人机航磁在中国云南省金平地区找矿中的应用

  柳建新,刘慧鹏,刘嵘,薛建强,李粤华,王芳

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1550-1558.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66202-8

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了对中国云南省金平县地区隐伏磁铁矿体进行探测，使用多旋翼无人机对7.8 km²的目标区域进行航磁测量，克服了该地区高海拔、地形崎岖、植被茂密等带来的地面勘查困难。通过现场试验对观测噪声来源与噪声水平进行研究。然后，将质子磁力仪置于距离多旋翼无人机下方3 m处位置以减小静态噪声。提出非线性滤波与逆距离加权插值算法以抑制由强风导致的动态噪声。结果表明，这些方法能减缓无人机旋翼和强风的干扰，经过处理的实测航磁数据与已知地层的水平分布吻合良好。根据航磁测量结果，在布置的4口钻井中都勘测到了隐伏的钛磁铁矿，证明旋翼无人机航磁测量找矿的有效性。
• Select
  硫酸锌和碳酸钠抑制滑石浮选机理

  李佳磊,马印禹,李广利,刘志成,宁帅,裴斌,郎召有,刘瑞增,刘殿文,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1559-1571.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66203-X

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过浮选试验、溶液化学计算和多种表征技术，深入研究硫酸锌和碳酸钠在黄铜矿和辉钼矿浮选中对滑石的抑制机理。浮选试验表明，在pH值为7~9的范围内滑石浮选得到有效抑制。在该pH范围内，对硫酸锌和碳酸钠混合溶液的溶液化学计算表明，碱式碳酸锌是主要的含锌物种；X射线衍射和红外光谱分析进一步证明了这一点。Zeta电位测试表明：在滑石抑制发生的pH范围内，碱式碳酸锌表面带正电荷，而滑石表面带负电荷。X射线光电子能谱和场发射扫描电子显微镜证实：经硫酸锌和碳酸钠混合溶液处理的滑石颗粒表面存在含锌沉淀物。结果表明，由于静电吸引，形成的碱式碳酸锌与滑石发生异相聚沉, 从而抑制滑石浮选。
• Select
  低温碱浸高钛渣脱硅去除钛合金中的Ti₅Si₃相

  董朝望,郭学益,夏阳,刘沛东,乔晋玺,李中臣,刘汉宁,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1572-1582.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66204-1

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用低温碱溶液及熔体浸出对两种不同的高钛渣进行脱硅，研究温度、时间及氢氧化钠溶液浓度对脱硅率的影响。熔体除硅可导致高钛渣中的钛损失。用4 mol/L的氢氧化钠溶液浸出高钛渣，在温度为80 °C、搅拌速率为600 r/min及保温时间为300 min的条件下，国内高钛渣中硅含量由0.96%(质量分数)降低至0.29%(质量分数)，脱硅率为69.8%。在相同条件下，进口的高钛渣中硅含量由1.11%(质量分数)降低至0.12%(质量分数)，脱硅率为89.2%。对采用镁还原高钛渣得到的合金粉末进行烧结，制备钛合金，并对合金进行表征。结果表明，钛合金中的Ti₅Si₃相已成功去除，此外，对两种高钛渣原料进行对比分析，并利用热力学软件对脱硅原理进行分析。
• Select
  甲基磺酸体系粗铅电解精炼的电沉积行为与概念验证运行

  李有刚,刘珊珊,王长红,瞿俊杰,向长柳,罗涛,李帅,常聪,杨声海,王恒辉,闵小波,陈永明,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1583-1593.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66205-3

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种替代传统氟硅酸体系的甲基磺酸(MSA)体系，它具有挥发性低、腐蚀性低、热稳定性良好和导电性高的优点，能够实现绿色高效铅电解精炼。探讨基于MSA体系的粗铅电精炼(MPR)电沉积行为，包括其运行机理、反应可逆性、形核和生长模式。基于循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)，揭示受扩散控制且不可逆的MPR铅沉积过程，建立MPR铅沉积形核和生长的瞬态成核理论模型。MPR小规模验证性运行实现了104.22 kW·h/t Pb的能耗和99.24%的电流效率，相较于H₂SiF₆体系的120 kW·h/t Pb能耗与95%电流效率，具有竞争性。MPR小规模运行获得了纯度99.9925%且光滑致密的铅沉积层，满足铅锭纯度99.97%的标准(GB/T 469—2013)。
• Select
  D2EHPA萃取法从钒页岩高氯浸出液中制备钒电解液

  刘红,张一敏,刘涛,黄晶,陈黎明,胡幼文,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1594-1608.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66206-5

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种从钒页岩中回收有价元素并制备钒电解液的工艺。结果表明，在料液pH值为2.6、萃取剂 D2EHPA浓度为20%、相比(O/A)为1:1、萃取时间为8 min、H₂SO₄ 浓度为4 mol/L及反萃时间为30 min的条件下，钒萃取率为99.3%，反萃率为99.8%。对制备的电解液组成及电化学性能进行详细研究。溶液化学和红外光谱分析表明，浸出液中氯离子可以与钒离子络合，促进钒的萃取。采用本研究提出的工艺能实现钒页岩的综合利用，并避免钒电解液制备过程中有害物质对环境的潜在污染。
• Select
  新型化合物N-甲基-N-异丙基硫代辛酰胺从盐酸介质中选择性萃取分离钯

  王俊莲,刘璐,徐国栋,王培龙,黄国勇,郁丰善,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1609-1618.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66207-7

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为实现从废汽车尾气净化催化剂的浸出液中高效分离钯，合成一种新化合物N-甲基-N-异丙基硫代辛酰胺(TA-813)。通过FT-IR、¹H NMR、ESI-MS和元素分析进行表征，研究TA-813对钯的萃取和反萃行为。通过萃取-反萃循环试验评估TA-813的循环使用性能，并用TA-813从废汽车尾气净化催化剂的模拟浸出液中选择性萃取分离钯。结果表明：TA-813对钯萃取速度快、效率高、选择性好；2个TA-813分子萃取1个Pd；有机相中负载的钯可被中性和酸性硫脲高效反萃；TA-813循环使用性能好，经过8次萃取-反萃循环，钯的萃取率没有降低。在废汽车尾气净化催化剂的模拟浸出液中，Pd的浓度远低于杂质离子La、Ce、Mg和Al等，即便如此，TA-813仍能实现钯的选择性高效分离。
• Select
  以硅酸钠为抑制剂浮选回收工业硅精炼渣中的单质硅

  谭宁,韩士锋,吴丹丹,魏奎先,马文会,

  中国有色金属学报（英文版）. 2023, 33(5): 1619-1628.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66208-9

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种以硅酸钠(SS)为抑制剂从工业硅精炼渣(硅酸盐)中浮选回收单质硅的新方法。通过溶液化学、接触角和zeta电位测试，研究SS与硅酸盐的相互作用机理。研究发现，添加SS后，回收的硅含量从 (72.12±5.08)% (质量分数)提高至(81.14±1.77)% (质量分数)。浮选过程中，SS水解成亲水性较强的H₂SiO₃和 HSiO₃^-，与硅酸盐发生物理/化学吸附，导致硅酸盐表面接触角从6.62°降至0°，从而降低了硅酸盐的可浮性。