一种基于模糊参数自适应调整的温度控制系统设计方法

为提升农用温室温度控制效率与温度控制精度，对温室温控系统进行了建模，并结合模型设计了一种基于模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation, PID)的自适应控制算法，通过监测系统反馈来实时调整PID自动控制算法的各项系数，以实现控制器的动态自适应调整，从而完成对控制过程的优化。仿真结果表明，温控系统稳态精度小于0.05℃,温度调节时间小于300 s。相比于其他温控系统传统控制算法，该算法具有更高的温度控制精度以及更短的温度调节时间，且具有较强的工程实用性。     

钒页岩晶格特性及钒迁移配位转化机理研究

页岩钒以类质同象的形式受到了铝硅酸盐矿物的强晶格束缚,提取释放非常困难,其转化释放规律已成为困扰钒页岩行业技术开发的重要科学问题之一。本论文聚焦这一科学问题,采用了密度泛函理论从原子尺度深入研究了页岩钒的晶格特性和钒迁移配位转化过程,确定了钒原子的占位取代规律,模拟分析了湿法酸浸过程阴阳离子对云母界面的作用过程,阐明了氢氟离子协同强化云母四面体和八面体溶解破坏机制;同时对比火法焙烧过程高温活化钒原子释放差异,揭示了云母脱羟基结构畸变强化结构氧骨架脱除和钒原子配位溶出机制。研究成果将为钒页岩新一代全湿法技术的开发提供一定的理论指导。     

搅拌槽形对含钒页岩固液混合特性的数值模拟

搅拌槽是湿法提钒工业应用的重要设备,但在实际应用中存在矿物混合不均匀、易沉积在搅拌槽底部的问题。运用计算流体动力学(CFD)FLUENT软件,采用多重参考系法（MRF）、标准的k-ε方程、欧拉—欧拉多相流模型,对不同底部形状搅拌槽进行固液流场数值模拟。研究表明,平底搅拌槽对大粒径颗粒易产生固相沉积,圆底搅拌槽能有效解决沉积问题且搅拌更加均匀,槽内搅拌死区大幅下降。对槽内不同位置流场进行考察,圆弧底搅拌槽的湍动能、速度均优于平底搅拌槽,有利于提高固液混合效率。     

羟肟类萃取剂高效选择性分离高酸多杂钒页岩酸浸液研究

为积极响应国家“双碳”目标,开发高效选择性钒页岩酸浸液净化分离工艺对页岩提钒行业意义重大。在本研究中,从溶液pH值、杂质离子(铁、铝和镁)浓度和反萃剂3个因素对比了新型羟肟类萃取剂Mextral 984H和有机磷类萃取剂P204的萃取行为。结果表明,Mextral 984H的最佳萃取pH值在0.5～1.5,P204的最佳萃取pH值在1.5～2.4,相比于P204,Mextral 984H与钒形成的钒萃合物结构更稳定,钒氧键键长值更小,分子间隙更大,钒萃合物在酸性环境中更容易稳定存在。Fe(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)对Mextral 984H萃取V(Ⅴ)的影响较小,而在P204中,Fe(Ⅲ)对V(Ⅳ)的萃取影响较大,将Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的浓度控制在10 g/L以下,可降低Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的共萃率。碳酸钠和草酸对Mextral 984H负载有机相的单级反萃率均超过80%。     

亚硫酸钠助浸剂提高硫酸体系中钒铬废渣钒浸出率的研究

通过在钒铬废渣硫酸直接酸浸工艺中添加亚硫酸钠助浸剂浸出钒钼,系统研究了亚硫酸钠用量、浸出温度、硫酸体积浓度、浸出时间对钒和钼浸出率的影响。结果表明,在亚硫酸钠用量12%、温度25℃、硫酸体积浓度20%、浸出时间2h的最佳条件下,钒浸出率为94.55%(较未添加亚硫酸钠提高了11.84个百分点),钼浸出率为90.46%,铬、铁等其他金属元素浸出率均在5%以下。通过XRD、热力学分析可知,亚硫酸钠的添加显著降低了钒溶出反应的ΔG,促进钒酸钙还原浸出而提高钒浸出率,钼酸钙的酸溶液易溶性未发生改变,而三氧化二铬以及类质同象存在于其晶格的杂质元素铁因结构稳定,均难以溶出。     

钒页岩资源全产业链利用研究现状及发展

由于钒页岩组分的复杂多变性特点,在分选预处理方面仍存在效率低、适应性差等问题;在高纯钒提取及深加工方面,降耗、增效、减少金属损失率等仍有较大上升空间。本文以产业链视角,系统综述钒页岩资源分选预处理、钒提取主体工艺(包括：高温氧化、湿法浸出、单金属分离等)、高端钒材链接适配等方面开展的研究工作,重点介绍了钒页岩资源利用最新技术进展,并展望了今后技术发展方向。通过源头高效提取、过程精细控制和高端钒材制造的全产业链技术研发,推动钒页岩利用产业化集成建设,支撑钒页岩资源绿色可持续发展。     

典型钒页岩钒赋存状态的密度泛函研究

钒页岩是我国大宗典型含钒资源。近些年国内钒需求量不断增多,而页岩提钒能够有效扩大钒资源量,具有重要战略意义。随着页岩深度开发利用,矿石由表层的氧化型页岩逐渐向典型的原生型页岩转变,提钒难度增大。钒页岩矿物成分复杂多样、碳质浸染交织严重、物相晶型完整性差,现阶段的检测技术难以准确定位钒原子的赋存位置,无法明确结构性质对钒释放的影响。本文采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）研究方法,从能量和结构角度确定钒最可能存在于云母晶格的八面体中,尤其是在金云母八面体中。含钒白云母和含钒金云母的钒原子价键特性以及相关浸出试验对比发现,金云母中的钒原子更容易溶解释放。本论文从原子尺度确定了钒原子在页岩中的准确占位,揭示了页岩提钒的关键是破坏云母四面体层,明晰矿石特性的同时指明矿物结构破坏的目标,为页岩钒高效提取方法的探索和选取提供指导。