基于力测量法研究滑石的晶面各向异性

层状硅酸盐矿物滑石在解离时会形成具有明显性质差异的2种表面，滑石的晶面各向异性会导致矿物不同表面表现出不同的润湿性以及不同的电荷密度。通过原子力显微镜力（AFM）曲线测量以及经典DLVO理论计算，对滑石的非极性面和极性面进行深入研究，首先利用AFM力曲线测量和计算，得到不同pH值时氮化硅的电位值，利用AFM直接力测量法对符合粗糙度要求的滑石非极性面和极性面样品在10 mmol/L的KCl溶液中进行测量，得到不同pH值环境下的力曲线，通过DLVO理论拟合计算得到滑石非极性面和极性面的表面电位值。滑石的非极性面电位值在研究的pH范围内一直为负，且恒定，极性面电位值随pH升高而降低，零电点出现在pH=7.6左右。将计算得到的滑石表面电位与氮化硅之间的作用力拟合曲线与实际测得的作用力进行对比发现，计算值与测量值基本一致，拟合度较高。     

氯化挥发-磁选联合法回收针铁矿渣中的有价金属

针铁矿渣是一种具有较高回收价值的固废资源。以广东某冶炼厂针铁矿渣为研究对象,采用氯化挥发—磁选联合的方法回收其中的锌、铟和铁资源。首先通过工艺矿物学查明了渣中多元素含量和主要有价金属铁、锌和硫元素的赋存状态;然后考查了氯化挥发过程中主要因素的影响,得到较优的试验条件为:氯化钙添加量20%、碳粉添加量为针铁矿渣量的40%、球团粒度10~20 mm、氯化挥发温度1000℃、反应时间4 h,此时锌和铟的挥发率分别为72.11%和94.32%;最后对氯化挥发渣进行了强磁—弱磁的磁选试验,得到铁品位达到50.74%的铁精矿产品。为针铁矿渣中有价金属铁、锌和铟的高效回收提供了理论和试验基础。     

钍的提取及金属钍制备技术

钍是重要的核燃料之一，其中子吸收截面大且本身不易裂变，经中子轰击后转化为易裂变的233U，形成核燃料高效增殖体系。由于具有核废料毒性小、核扩散少、储量丰富且能更大程度保障核燃料供应等诸多优势，在未来核能利用中应用前景巨大。钍通常采用萃取法进行提取，得到的含钍产物经进一步加工制备成金属钍。本文简述了目前国内外萃取法提取钍的研究进展，并概述了金属钍的制备方法，主要包括熔盐电解法、金属热还原法、碘化法和电迁移法的基本原理、工艺流程及技术概况。     

铝热自蔓延还原氧化铪实验研究

本文采用化学分析、X射线衍射（XRD）与扫描电子显微镜（SEM）等手段和方法，对铝热自蔓延还原氧化铪方法进行实验研究。结果表明，在物料单位发热量大于3 000 kJ/kg的条件下，可实现氧化铪的直接还原，原料加入CaO后，产物的渣金分离效果明显。XRD分析结果表明，还原产物为Al3Hf金属间化合物；SEM和能谱仪（EDS）分析结果表明，金属产物呈现片状，不规则线性排列，由Al3Hf相区和Al相区组成；化学分析结果表明，金属产物中氧含量低至020%，铪含量高达4120%。     

硅掺杂碳复合靶材的制备研究及溅射膜层生长形式分析

以石墨、碳化硅、硅粉体为原料，采用预处理工艺得到复合原料粉体，热压烧结制备C/Si 80/20 at%靶材。将制备的靶材在不同基片上溅射镀膜，分析薄膜的形貌及其生长模式。通过扫描电镜分析微观形貌、四探针测试电阻率、XRD结合拉曼光谱分析晶体结构，结果如下：（1）石墨和硅粉球磨混合48h可获得Si元素均匀分布的C/Si复合粉体；该粉体在1900 ℃下真空热处理时，C/Si通过互扩散生成等轴晶3C-SiC；（2）不同粒径的β-SiC粉体在1900 ℃真空热处理时，颈部生长速率和晶体结构转变存在显著差异。在高温下，纳米β-SiC粉体蒸汽压高，颈部增长速率快，通过蒸发-凝聚再结晶后可获得球形度良好的3C-SiC微米颗粒。（3）以C/Si/SiC 70/10/10 at%粉体为原料，采用球磨和高温真空热处理得到预处理粉体并热压制备C/Si 80/20 at%靶材，结果表明：与C/SiC 60/20 at%二元组分体系相比，三元组分预处理粉体制备靶材的均匀性好，平均电阻率3.9 mohm·cm，极差0.59，密度2.34 g/cm3，石墨化度0.17, 石墨晶体完整性好。（4）将制备的C/Si 80/20at%靶材分别在玻璃、硅片以及陶瓷基片上磁控溅射制备类金刚石薄膜，结果发现：在Si基体表面薄膜呈纵向生长模式，膜层微粒小于20 nm；在玻璃基体表面膜层呈层状生长模式且结合紧密；在陶瓷基体表面薄膜呈片状生长模式，膜层由微米级颗粒结合组成，与陶瓷基体的微观组织相似。     

Zr-Fe-Si体系580 ℃富锆端相关系研究

采用平衡合金法,通过X射线粉末衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析（EDX）等手段研究了Zr-Fe-Si体系富Zr端580 ℃下的相平衡关系,包括5个两相区和2个三相区,两相区为Zr2Si+Zr2Fe、Zr2Fe+ZrFe2、Zr2Fe +Zr3Fe、Zr2Si+Zr5Si3和α-Zr+Zr2Si,三相区为α-Zr+Zr2Fe+Zr3Fe和α-Zr+Zr2Si+Zr5Si3。观察到已有Zr-Fe和Zr-Si相图中在580 ℃下为不稳定相的Zr2Fe和Zr5Si3,没有观察到在Zr-Si相图中标记为稳定相的Zr3Si。相同晶体结构的Zr2Si和Zr2Fe部分固溶,Fe在Zr2Si中的固溶度达到5.95 at.%,Si在Zr2Fe中的固溶度达到6.38 at.%,立方结构ZrFe2能固溶3.11 at.% Si。     

还原焙烧-磁选分步回收针铁矿渣中的锌铟铁

针铁矿法常用于湿法炼锌工艺中的除铁,其产生的针铁矿渣含有铁、锌等有价金属,具有较高的回收价值。以广东某冶炼厂针铁矿渣为原料,提出了采用还原焙烧—磁选的方法分步回收其中的锌、铟和铁资源。首先进行了较为详细的工艺矿物学研究,查明了其中有价金属含量和主要物相组成;通过考察还原焙烧过程中的主要影响因素,得到优化后的还原焙烧条件为:碳粉添加量为针铁矿渣量的60%、焙烧时间4 h、焙烧温度1100℃,锌和铟的挥发率可分别达到93.63%和71.48%。还原焙烧后的渣进行强磁—弱磁磁选试验获得铁精矿产品,铁精矿产品产率69.46%、铁品位63.80%。     

锌氧压渣中铁复相强化溶出规律及浸出动力学

在锌冶炼的氧压浸出工艺中,由于铁复杂相的存在,使得铁浸出率不高,导致锌氧压浸出渣中仍存在一定量铁资源未能有效回收。以广东某冶炼厂锌氧压渣为研究对象,首先进行详细的工艺矿物学研究,然后采用硫酸化焙烧-溶液浸出的方法对锌氧压渣中的铁复相进行强化分解及高效溶出。得到了较优的试验条件为:焙烧温度300℃、酸渣质量比0.4、焙烧时间2.0 h、浸出时间1.0 h、浸出温度80℃,液固比L/S=5/1,此时铁浸出率为83.31%,锌浸出率达到97.06%。最后,对铁复相的溶液浸出动力学进行了研究,得到了浸出反应的表观活化能为23.18 kJ/mol,并建立了半经验动力学方程。     

氢还原法制备高纯金属铼粉工艺研究

高纯金属铼主要应用于航空航天、石油化工和电子工业等关乎国家安全及发展战略的高新技术领域，且消费量逐年递增。铼在地壳中含量较低且具有高度稀散性，导致无法通过采矿直接获取，主要通过回收富集铜、钼冶炼烟气中的铼元素生产铼酸铵，但铼酸铵仅是过程产品，需进一步制备成高纯金属铼产品才能有广泛的应用，因此有必要开展高纯金属铼制备技术的研究。本文以自制的高纯铼酸铵（纯度99.99%，4N）为原料，采用二段氢还原工艺，研究了原料粒度、还原温度、还原时间和装料厚度等工艺参数对还原铼粉中氧含量的影响。研究结果表明：采用原料粒度范围100~150 μm、装料厚度<10 mm，一段还原温度为500 ℃、还原时间为4 h，二段还原温度为900 ℃、还原时间为2.5 h，还原铼粉氧含量可降低到0.088%（质量分数），还原铼粉的纯度达到99.99%以上，经二段还原工艺制备的还原铼粉粒度较小、分布均匀，粉末形貌主要以薄片为主，界面清晰。     

锌冶炼过程中浸渣加压还原酸浸除铁工艺优化

铁是金属锌产品中主要的杂质元素之一，如何去除是目前锌冶炼生产过程亟须解决的技术难题，湿法锌冶炼中如何除铁已开展了很多研究。介绍了工业上常用的几种湿法锌冶炼工艺流程以及常用的除铁方法，分析了黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法和氧压浸出法等除铁方法的工艺特点以及相应的产品指标，并开展了锌中浸渣加压还原酸浸除铁工艺研究。结果表明：在高温高压条件下，可以同时进行浸锌沉铁，使铁以赤铁矿渣的形式沉淀，达到了浸锌除铁的目的，不需单独设计除铁工序，酸浸液中铁可低于4 g/L，酸度40~50 g/L H2SO4，利用沸腾焙烧炉产出的SO2烟气作为还原剂通入高压釜前段将溶液中Fe3+还原为Fe2+， Fe3+还原率高达94%，将O2通入高压釜中段，对锌中浸渣进行加压酸浸，锌还原浸出率可高达90%。该工艺可以有效解决除铁工艺工序长、设备多、投资大、操作复杂等问题，实现了缩短流程、简化设备、方便操作以及高效安全的生产目的。