碘-碘化物浸金湿法冶金的热力学和动力学（英文）

研究金在碘-碘化物浸出液中的溶解热力学平衡和动力学,着重研究pH值和温度对体系的影响。水溶液中碘的热力学分析结果表明,多种形式的碘化物主要存在于pH值为酸性的区间。体系电势的增加导致碘化物种类的增加,碘元素的添加能提高体系的氧化电位。IO~(3-)离子能稳定存在于电势范围为-2.0至-0.75 V和pH值大于12.1的区间。提高温度会使各种碘化物在酸性pH区间存在的边界线发生移动,其中一些碘化物变得不稳定。扩散系数和扩散边界层厚度的测量值以及圆盘表面的溶剂质量浓度(14 mg/L)分析表明,浸出过程在外层扩散区域进行。因此,当选择碘化物浸出含金物料时,浸出过程必须在pH值为酸性区间内进行,在这些区间I~-、I_3~-和IO_4~-离子能和金属形成配合物。     

提高氯浸回收率的实践

新鑫矿业多品种车间氯气浸出生产中,氯浸渣中含贵金属较高,贵金属损失大。通过控制浸渣粒度、降低贱金属的含量、改造氯气装置、增强浸出氧化性、完善工艺检查等方法有效降低了氯浸渣中的贵金属。     

柠檬酸助浸提取赤泥中钛的动力学（英文）

在硫酸体系中,采用柠檬酸助浸提取赤泥中的钛,以提高钛的浸出效率。考察柠檬酸用量、硫酸浓度、浸出温度、反应时间和液固比等因素对钛浸出率的影响。研究赤泥浸出提钛过程的动力学理论。结果表明:在赤泥浸出过程中添加柠檬酸可显著提高钛的回收率和降低硫酸消耗。通过添加5%的柠檬酸,钛的浸出率从65%提高至82%,硫酸消耗降低30%,赤泥中的钙钛矿、板钛矿和赤铁矿更容易溶解溶出。动力学研究表明:赤泥助浸酸浸提钛过程受未反应收缩核模型的扩散步骤控制,线性相关系数大于0.98。通过添加5%的柠檬酸,可使赤泥酸浸提钛表观速率常数从0.0012提高至0.0019,表观活化能由39.77 k J/mol降至34.61 k J/mol。     

硫酸钙高温分解的动力学模型（英文）

基于硫酸钙程序升温实验计算并得到其煅烧反应速率常数,综合考虑SO2与O2的表面扩散以及煅烧分解产物氧化钙的烧结过程,建立修正的硫酸钙分解未反应缩核模型。结果表明,硫酸钙的高温分解对温度非常敏感,提高SO2和O2的分压/抑制硫酸钙的高温分解。随着分解反应的进行,氧化钙烧结产物层的平均比表面积和平均孔隙率逐渐降低,同时未反应核表面SO2和O2浓度先增大后减小,在高SO2浓度(1100×10-6)条件下模拟计算结果与实验值吻合良好。     

采用人工神经网络基因复合算法预测氧化铜矿柱浸工艺铜浸出率（英文）

采用人工神经网络(ANN)以及人工神经网络和基因复合(GANN)算法来优化氧化铜矿柱浸工艺参数。采用三种高度的浸矿柱(2,4,6 m)和尺寸为25.4 mm和50.8 mm的两种矿物来进行浸出实验。在台架实验规模下,对浸矿柱高度、矿粒尺寸、硫酸流速、浸出时间等工艺参数对铜浸出率的影响进行研究,对浸出条件进行优化以得到最大的浸出率。研究结果表明,铜的浸出率随硫酸流速和浸出时间的增加而增加,随矿粒尺寸和浸矿柱高度的减小而增加。对人工神经网络(ANN)、人工神经网络和基因复合(GANN)算法的效率进行了比较,结果表明,人工神经网络和基因复合(GANN)算法比人工神经网络(ANN)算法更有效。采用新提出的算法模型来预测铜的浸出率误差更低。     

铵盐柱浸风化壳淋积型稀土矿中的稀土和铝（英文）

为了更好地了解风化壳淋积型稀土矿中稀土和铝的浸出过程,运用色谱塔板理论对稀土和铝的柱浸传质过程进行研究。结果表明,在一定范围内,提高铵根离子浓度能强化浸出传质过程。浸取剂pH在2~8的范围内对稀土的浸取传质效率几乎没有影响,而在强酸性条件下(pH4)能提高铝的浸出传质效率。存在一最佳流速使浸取传质效率最高。稀土的最佳浸取条件如下:浸取剂pH 4~8、铵根离子浓度0.4 mol/L、流速0.5 m L/min。稀土和铝的浸出传质效率由低到高的顺序均为(NH_4)_2SO_4NH_4ClNH_4NO_3,这反映了阴离子与它们络合能力的强弱。     

风化壳淋积型稀土矿一维柱浸过程的模拟（英文）

通过杯浸试验确定浸矿的离子交换模型为Kerr模型,得到Kerr模型的选择系数为12.59×10~(-10)L~2/g~2;采用对流-弥散方程描述柱浸过程铵根离子和稀土离子的运移规律,通过Kerr模型确定对流-弥散方程中的源汇项,运用顺序非迭代法解具有强非线性的对流-弥散方程,模拟稀土离子在土柱中的运移过程。与室内一维柱浸试验稀土离子的穿透曲线进行比较,两者的相关系数达到0.8724,说明本方法可以较为准确地模拟风化壳淋积型稀土矿一维柱浸过程。分析硫酸铵溶液浓度对稀土浸取率的影响,结果发现,最优硫酸铵溶液浓度(C_(op)~(NS))与稀土品位(η)满足线性关系。     

采用低温冷轧+时效工艺提高Al-Cu-Li合金的强度及塑性（英文）

为获得可提高Al-Cu-Li合金强度和塑性的加工工艺,比较如下两种工艺:固溶后的合金板材分别在低温(液氮温度)及室温下轧制变形(变形量达83%),随后在160°C下进行人工时效。结果表明,在低温冷轧+时效工艺条件下得到的Al-Cu-Li合金具有更优的力学性能。在低温冷轧后由于动态回复的抑制会产生大量位错,这将促进T_1相(Al_2CuLi)在时效过程中的析出。时效过程析出的高密度T_1相可有效钉扎位错,从而使合金的强度及塑性提高;相反,室温轧制+时效工艺得到的合金强度及塑性较低,这是由于低密度的T_1相在晶内析出,而高密度的T_1相在亚晶界处析出。     

硫化锌精矿直接浸出动力学及其半经验模型（英文）

在中试规模管式反应器中直接浸出贫铁硫化锌精矿,研究其浸出动力学。为满足静压浸出条件,将含硫酸亚铁和硫酸的矿浆注入到垂直放置的直径8 m的管式反应器中,空气从反应器的底部吹入。考察了初始硫酸浓度、反应温度、矿粒直径、初始硫酸锌浓度、矿浆浓度和铁含量对反应动力学的影响。结果表明,硫化锌精矿的直接浸出遵循收缩核模型,过程受化学反应控制,其表观活化能为49.7 k J/mol。采用半经验模型描述该过程,得到铁含量、硫酸浓度、硫化锌精矿浓度和矿粒直径的反应级数分别为0.982、0.189、-0.097和-0.992。采用SEM-EDS对硫化锌精矿浸出反应前后的矿粒进行分析,发现当锌的浸出率低于60%时,由于反应器搅拌的问题,颗粒表面硫产物层脱落,会影响浸出溶液与颗粒表面的接触。     

活性炭限域提高硼氢化锂放氢动力学和可逆储氢性能（英文）

通过熔融浸渗法将LiBH_4限域于多孔活性炭中,并研究浸渗限域对LiBH_4储氢性能的影响。氮气吸附结果表明,熔融浸渗方法能够有效将LiBH_4限域于活性炭中。该方法既能够保持活性炭骨架结构完整,又能确保限域的效果。放氢结果表明,活性炭限域LiBH_4在190°C开始放氢,该起始放氢温度比纯LiBH_4低160°C,并且在400°C时放氢容量达到13.6%。放氢后样品在6 MPa氢压和350°C下再吸氢,可逆储氢容量达到6%,而在相同条件下,纯LiBH_4几乎没有可逆储氢容量。质谱分析结果表明,放氢过程中没有乙硼烷和其他杂质气体放出。活性炭限域的LiBH_4放氢表观活化能由156.0 k J/mol降低到121.1 k J/mol,使LiBH_4放氢动力学性能得到显著改善。     

从熔炉渣中氯盐浸出铅的参数优化和动力学（英文）

研究采用氯盐浸出法从传统熔铅炉渣中回收铅的可行性和动力学。考察工艺参数如浸出时间、NaCl浓度、FeCl_3浓度、液/固比、搅拌速度、浸出温度、颗粒尺寸对铅回收率的影响。基于中心复合设计模型,利用响应面法对上述参数进行优化,得到优化工艺条件如下:浸出时间60 min、浸出温度80℃、搅拌速度800 r/min、NaCl浓度200 g/L、FeCl_3浓度80 g/L、液固比16、颗粒尺寸小于106μm。在此优化条件下96%Pb被回收。基于方差分析法,确定浸出温度、液固比和NaCl浓度为影响浸取过程的最有效参数。动力学研究结果表明,方铅石的氯盐浸出过程为一级反应过程。反应机理为固态反应产物的扩散和化学反应。采用Arrhenius模型计算得到从方解石中氯盐浸出铅的激活能为27.9 kJ/mol。     

基于QFD-Taguchi混合方法的型模铸造工艺优化（英文）

采用基于QFD-Taguchi的混合方法对高温型模铸造的多种重要工艺参数进行确认和优化,以便获得A380合金最适宜的铸造密度。为研究型模铸造工艺的性能特征,首先确认关键工艺参数,选择合适的正交序列,然后进行均差和方差分析。通过基于QFD-Taguchi的混合方法确认和优化了型模铸造的工艺参数,并将之应用于实验中。结果表明,在所选参数中,注射压力是最重要的参数。注射压力对平均铸造密度变化的贡献约为61.483%。95%一致性水平的置信区间约为0.000718,验证了A380合金优化铸造密度的预估区间。     

基于方程求解法确定液态金属浸渗工艺的临界浸渗压力与渗透性（英文）

基于方程求解的原理提出确定金属基复合材料制备过程中2个关键参数(临界浸渗压力和渗透性)的新方法。设计浸渗速度可控的浸渗实验装置,用于准确测量合金液在多孔预制体中的浸渗行为,并以Pb-Sn合金在Al2O3预制体中的浸渗为例,在2组不同压力下进行浸渗实验测试,获得2组浸渗深度与浸渗时间的关系曲线,通过曲线拟合方式得到2组拟合参数,根据达西定律求解得到未知参数。结果表明,利用方程求解方法获得的临界浸渗压力和渗透性参数与理论报道值非常相近。此外,利用获得的参数预测其他压力作用下Pb-Sn合金在Al2O3预制体中的渗流行为,与实验结果吻合良好,由此验证该方法的可行性。该方法也可用于其他金属基复合材料系统临界浸渗压力与渗透性参数的测定。     

Cu-Be-Co-Zr合金时效析出动力学（英文）

研究了Cu-Be-Co-Zr合金480℃恒温时效条件下的时效析出动力学。根据导电率与析出相体积分数的关系,计算了Cu-Be-Co-Z合金不同时效时间(0,30,60,120,180,240,360,480,600 min)对应的析出相转变比率,建立了Cu-Be-Co-Zr合金480℃时效条件下的析出相变动力学方程和导电率方程,并在此基础上绘制了等温转变动力学S曲线;采用固态热分解反应机理的积分方程,揭示了Cu-Be-Co-Zr合金时效析出转变机制为受扩散控制的反应机理。     

低品位红土镍矿预焙烧-碱浸过程中硅的转化和浸出动力学（英文）

研究低品位红土镍矿预焙烧过程矿相的转化和碱浸过程硅的提取。结果表明,红土镍矿经650°C预焙烧2 h,由于利蛇纹石转化为镁橄榄石和原顽辉石使得矿物的活性显著提高,当磨细矿样(44~61μm)经预焙烧后,与氢氧化钠溶液(60 g/L)按照1:5的固液比混合在140°C浸出120 min,硅的提取率可达到89.89%,镁、铁、镍等有价元素在固体渣中得到富集。红土镍矿的浸出动力学可由扩散通过产物层控制模型来描述,计算得到过程的活化能为11.63 k J/mol,动力学方程为1-3(1-x)~(2/3)+2(1-x)=13.53×10~(-2)exp[-11.63/(RT)]t。     

超声变幅杆的动力学分析（英文）

超声变幅杆是功率超声振动系统的重要组成部分,它的主要功能是把机械振动位移放大并把能量集中在较小的辐射面上,变幅杆的放大系数是超声振动系统中的重要参数。用微元法建立圆锥形超声变幅杆纵向振动的波动方程,用分离变量法和连续振动体的边界条件求解超越波动方程,得到圆锥形超声变幅杆放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率3个变量之间的数学表达式。为研究变幅杆的放大系数与变幅杆的大小端直径之比、长度以及外激频率的关系,依次把3个变量中的2个变量设为常量,对另外一个变量进行抽样,计算变幅杆的放大系数。通过Matlab对超声变幅杆放大系数的样本计算数据进行曲线拟合,定性分析了圆锥形超声变幅杆放大系数随变幅杆大小端直径之比、长度、外激振动频率变化的关系。     

锌焙砂的一氧化碳还原等温动力学（英文）

在600～800℃温度范围通过等温还原焙烧方法研究锌焙砂的CO还原动力学。用热重法(TG)测定锌焙砂的反应程度,并根据可溶锌和亚铁含量的变化分析锌焙砂中铁酸锌的分解机理。结果表明,锌焙砂中铁酸锌的还原反应受产物的形核过程控制,表观活化能为65.28 k J/mol。与CO强度(定义为P_CO/(P_CO+P_CO2))相比,CO的分压对反应速率的影响更大。在铁酸锌还原产物中,氧化锌的生成速率高于氧化亚铁的,表明氧化亚铁的形核过程为反应控制步骤。     

攀枝花钛铁矿的氢气还原动力学（英文）

采用TG、XRD和SEM等分析手段,系统研究了900~1050°C条件下攀枝花钛铁矿的氢气还原过程。结果表明:在900°C恒温还原过程中,还原产物为铁和金红石,当温度高于1000°C时,亚铁板钛矿开始形成。在还原过程中,元素镁会逐渐富集并影响金属化过程。同时,讨论了局部化学反应和相关的还原动力学过程,反应控速步骤为扩散过程。由计算可知,在所选实验条件下,氢气还原攀枝花钛铁矿的表观活化能为117.56 kJ/mol,高于合成钛铁矿还原过程中的表观活化能。     

铱微柱的应变突变和应变速率敏感性（英文）

以聚焦离子束(FIB)制备了直径在1000 nm至7400 nm范围内的110取向铱单晶柱,并在纳米机械仪器Sementort中进行了单轴压缩试验。结果表明,单晶柱的屈服强度与直径有显著关系,而与FIB制备无关。单晶柱的微压缩实验与整体铱在单轴压缩试验中的力学行为不同,微纳米尺度的流动应力随着柱直径的减小而增加,即尺寸效应。此外,塑性变形过程有明显的突变和大应变,重点研究了单轴压缩下铱单晶柱的应变突变速度和应变敏感性问题。结果表明,压缩位移量随着持续时间和立柱直径的增加而增加,同时指出了应变敏感性(SRS)指数m随着柱直径的减小而增加。     

电解工艺参数对氧化铝溶解的影响及优化（英文）

采用Box-Behnken设计和满意度函数法研究和优化与氧化铝溶解有关的铝电解工艺参数。选择电解质温度、氧化铝含量、电流和氧化铝温度作为影响参数,采用氧化铝累积溶解含量(CCDA)和相对偏离目标含量(RDTC)作为响应值。交互影响研究结果表明:增加电解质温度和氧化铝温度,以及降低氧化铝含量可以提高CCDA;提高电解质温度和降低电流有利于氧化铝分布更加均匀。最优的工艺条件为:电解质温度958.8℃、氧化铝含量2.679%(质量分数)、电流300 kA以及氧化铝温度200℃。