检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2025年第1期25卷 62-69页

作者：陈天祥马海军庞凯峰王源涛张亦飞中国科学院过程工程研究所绿色制造创新研究院绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 三门峡科兴稀有金属材料有限公司河南三门峡472100

近年来,随着氧化铝产量急剧增加,我国可供开发利用的优质铝土矿资源严重不足,多数为难处理的高硫高碳低品位一水硬铝石型铝土矿,优质铝土矿资源贫化与低品位铝土矿利用问题已成为制约我国氧化铝行业可持续发展的主要瓶颈。因此,低品位... 详细信息

近年来,随着氧化铝产量急剧增加,我国可供开发利用的优质铝土矿资源严重不足,多数为难处理的高硫高碳低品位一水硬铝石型铝土矿,优质铝土矿资源贫化与低品位铝土矿利用问题已成为制约我国氧化铝行业可持续发展的主要瓶颈。因此,低品位铝土矿资源的有效利用对我国氧化铝行业可持续发展具有重要意义。针对这一问题,本工作提出了一种硝酸钠与低品位铝土矿预焙烧活化耦合低碱溶液溶出的新方法。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术手段对铝土矿及预焙烧制的熟料进行表征,详细研究了预焙烧铝土矿碱液溶出氧化铝的温度、溶出时间、固液比等技术参数的影响,重点研究了预焙烧铝土矿低碱溶液溶出的机理与动力学。研究结果表明,添加硝酸钠预焙烧后,促使铝土矿的微观结构变得疏松,呈现出孔洞和沟壑结构;铝硅比为3.57的铝土矿经活化预焙烧后,使用较传统拜耳法溶出浓度更低的160 g(Na2O)/L的低浓度苛性碱溶液溶出,在溶出温度为270℃、溶出时间为60 min、固液比为300 g/L的条件下,氧化铝的溶出率可达87.22%,赤泥的铝硅比可降至0.88,该方法能有效提高低品位铝土矿中氧化铝的溶出率,并突破了拜耳法理论溶出率的限制;其动力学研究表明,预焙烧熟料氧化铝溶出的表观活化能为23.21 kJ/mol,其溶出过程为混合控制。

关键词：铝土矿活化焙烧溶出动力学

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粗碳酸锂CO2微气泡深度碳化工艺与动力学研究

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化工学报 2025年

作者：徐鹏国孟子衡朱干宇李会泉王晨晔孙振华田国才昆明理工大学冶金与能源工程学院中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所中国科学院大学化学工程学院

二次锂资源制备高纯碳酸锂对于资源高效利用和绿色循环具有重要意义，上述过程一般采用CO2鼓泡法进行碳化，但该过程传质效率低、反应速率慢，限制了其工业应用效率。为此，本研究采用CO2微气泡碳化方法以提高传质速率，重点考察了反应... 详细信息

二次锂资源制备高纯碳酸锂对于资源高效利用和绿色循环具有重要意义，上述过程一般采用CO2鼓泡法进行碳化，但该过程传质效率低、反应速率慢，限制了其工业应用效率。为此，本研究采用CO2微气泡碳化方法以提高传质速率，重点考察了反应时间、CO2气体流量和液固比等因素对碳酸锂转化率和CO2利用率的影响，并构建了溶解反应动力学模型。结果表明，微气泡碳化与鼓泡工艺相比，可使碳酸锂转化率提高约20%、碳化时间降低约56%；反应时间100 min、CO2流量120 mL/min和液固比30:1 mL/g条件下，碳酸锂转化率达到99.91%、CO2利用率为94.10%；缩核模型动力学计算结果表明溶出速率符合膜扩散控制模型，该过程反应活化能为-2.456 kJ/mol。上述研究可为粗碳酸锂深度碳化溶解过程提供基础数据和工艺支撑。

关键词：二次锂资源粗碳酸锂 CO 微气泡溶解动力学

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EDXRF与机器学习结合用于含重金属电镀污泥的快速分类识别

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光谱学与光谱分析 2025年第5期45卷 1283-1289页

作者：李伟艳滕婧郑智慧石靖靖石垚李志宏张晨牧铜陵学院电气工程学院安徽铜陵244061 广西工业职业技术学院医药康养学院广西南宁530001 重庆大学化学化工学院重庆401331 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

电镀污泥等含重金属类危险废物的快速分类识别对区域生态环境质量监管至关重要。采用课题组自研发的能量色散型X射线荧光光谱仪(EDXRF),采集了东莞市100余家企业的八种不同类型电镀污泥的光谱信息。对谱图信息进行降噪和标准化处理后识... 详细信息

电镀污泥等含重金属类危险废物的快速分类识别对区域生态环境质量监管至关重要。采用课题组自研发的能量色散型X射线荧光光谱仪(EDXRF),采集了东莞市100余家企业的八种不同类型电镀污泥的光谱信息。对谱图信息进行降噪和标准化处理后识别出关键分类因子,并将其作为输入变量;对不同机器学习模型进行训练比较,确定了含重金属电镀污泥X荧光快速分类识别的最佳方法体系。结果表明,铁、铜、镍、锌、铅、钙6种金属元素的特征谱线信号可作为电镀污泥的关键分类因子,尽管随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、线性判别(LDA)三种机器学习模型经训练后均能实现X荧光光谱对电镀污泥的准确分类识别,但只有RF模型的准确度、精确度和灵敏度均可达到100%。机器学习与EDXRF技术的结合,能够有效解决传统含重金属类危险废物识别方法所存在的耗时长、时效性差等关键问题。在未来,这一结合在土壤重金属污染快速溯源以及重金属危险废物快速鉴别等生态环境监测管理领域具有广泛的应用前景。

关键词：电镀污泥能量色散型X射线荧光光谱仪机器学习快速分类识别

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磷石膏固废资源化利用技术及应用前景

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现代化工 2025年第1期45卷 34-41页

作者：桑安曹俊雅张莉昕毛文政张广积湖北三峡实验室湖北宜昌443008 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院过程工程研究所石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190

介绍了磷石膏所含杂质及其对环境带来的危害,并阐述了磷石膏的几种预处理方法。依托VOS viewer可视化软件,对磷石膏资源化利用现状进行了分析,利用方向主要集中在农业、建筑材料、化工原料等方面。最后展望了未来磷石膏利用的技术创新方... 详细信息

介绍了磷石膏所含杂质及其对环境带来的危害,并阐述了磷石膏的几种预处理方法。依托VOS viewer可视化软件,对磷石膏资源化利用现状进行了分析,利用方向主要集中在农业、建筑材料、化工原料等方面。最后展望了未来磷石膏利用的技术创新方向,包括环境功能材料的制备和路基磷石膏基材料的开发等。

关键词：磷石膏堆存预处理资源化利用

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催化生物质高效转化过程耦合与强化

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中国科学:化学 2025年第1期55卷 107-114页

作者：唐稚阳何欣骏吴可嘉龙金星曾强何宏艳李雪辉华南理工大学化学与化工学院绿色化学产品技术广东省重点实验室广州510640 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190

生物质是自然界中唯一可再生含碳资源且年产量巨大,将其高效转化与利用,契合“双碳”目标.但生物质的化学转化存在条件苛刻、产物分布广、高值化产品选择性低等瓶颈问题.结合课题组的科研成果,本文基于生物质本征结构特征,结合高效解聚... 详细信息

生物质是自然界中唯一可再生含碳资源且年产量巨大,将其高效转化与利用,契合“双碳”目标.但生物质的化学转化存在条件苛刻、产物分布广、高值化产品选择性低等瓶颈问题.结合课题组的科研成果,本文基于生物质本征结构特征,结合高效解聚催化过程的设计,从溶解、催化、反应、产物分离等多角度出发,创新催化生物质高效定向转化过程耦合与强化技术模式,并在生物质高效转化新路径、转化过程耦合与强化作用机制等方面进行阐释;同时,对催化过程耦合多场作用改善生物质定向转化效率与拓展生物质高效利用路径进行了展望,期望为生物质高效转化领域的相关研究提供理论基础与技术支撑.

关键词：生物质木质素定向转化过程耦合过程强化

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双添加剂协同提升钠离子电池循环稳定性

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储能科学与技术 2025年

作者：刘德帅朱慧琴孙睿浩李蒙巩文豪李晓辉钱伟伟郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室龙子湖新能源实验室氢能储能中心中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程国家重点实验室

电解液不仅影响离子传递过程，还参与电极/电解液界面膜的形成，对电池的循环稳定性起着重要作用，其中电解液添加剂是参与电极/电解液界面构筑的主要成分，相较于锂离子电池，钠离子电池电解液及其添加剂的研究仍存在许多问题。本文通... 详细信息

电解液不仅影响离子传递过程，还参与电极/电解液界面膜的形成，对电池的循环稳定性起着重要作用，其中电解液添加剂是参与电极/电解液界面构筑的主要成分，相较于锂离子电池，钠离子电池电解液及其添加剂的研究仍存在许多问题。本文通过对电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯（FEC）和1，3-丙烷磺酸内酯（PS）深入研究，分析了不同添加剂组成的电解液对电池性能的影响。研究发现，含有FEC-PS双添加剂电解液的软包电池1 C循环600周后的容量保持率高达85.1%，其循环性能明显优于不使用任何添加剂或单独加FEC添加剂的电池，有效提升了NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）||硬碳（HC）软包电池的循环性能。通过电极界面分析发现，FEC-PS双添加剂衍生的含有烷基磺酸钠(ROSO2Na)和氟化钠（NaF）的CEI/SEI膜，具有较高的机械强度和良好的柔韧性，极大提升了电极/电解液界面的稳定性，有效抑制了循环过程中NFM正极过渡金属溶出和HC负极析钠，同时缓解了软包电池产气的问题。本研究在软包电池的基础上调控添加剂组成，优化电极/电解液界面组分，改善了电池界面稳定性和循环性能，为开发高性能钠离子电池电解液提供了理论及技术支撑。

关键词：钠离子电池软包电池电解液添加剂电极/电解液界面

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连续物理气相沉积带钢涂镀研究进展与应用现状

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材料导报 2025年第2期39卷 147-155页

作者：赵兴源刘昕刘秋元邱肖盼张子月江社明张启富钢铁研究总院钢研工程设计有限公司先进金属材料涂镀国家工程实验室北京100081 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需... 详细信息

随着“碳达峰、碳中和”成为全球共识,新一代高强钢因在实现钢铁行业节能减排和汽车轻量化战略中扮演的关键角色受到了广泛的关注,但传统镀层技术电镀锌因氢脆危害和环保要求以及热镀锌的可镀性差等问题,已越来越难以满足其表面防护需求。物理气相沉积技术通过真空镀膜方式解决了新一代高强钢电镀和热浸镀的现存难题,优异的表面质量、强附着力、广泛的镀料选择和环保特性使其成为下一代表面工程技术的重要发展方向。本文综述了PVD在带钢涂镀领域替代传统带钢防腐镀层技术(如电镀锌和热镀锌)的应用及发展前景,特别关注了PVD的热蒸发方法、带钢连续PVD涂镀的发展历史、研究进展及其在工业应用中的现状,最后展望了带钢连续PVD镀层技术未来的研究方向。

关键词：物理气相沉积带钢涂镀锌及锌合金耐腐蚀性

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新型燃烧器与热声斯特林发电机换热特性研究

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工程热物理学报 2025年第4期46卷 1244-1254页

作者：靳晴月孙浩杰罗靖余国瑶马英黄云马壮罗二仓中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 齐鲁中科光物理与工程技术研究院济南250000 中国科学院过程工程研究所北京100190

本文提出了一种新型的适用于自由活塞斯特林发电机的气体燃烧器结构,并开展了以液化石油气为燃料的燃烧耦合传热过程的三维数值模拟研究。首先分析了额定工况下的燃烧器内部流场、温度场以及热流密度分布特性,其次考察了液化石油气进口... 详细信息

本文提出了一种新型的适用于自由活塞斯特林发电机的气体燃烧器结构,并开展了以液化石油气为燃料的燃烧耦合传热过程的三维数值模拟研究。首先分析了额定工况下的燃烧器内部流场、温度场以及热流密度分布特性,其次考察了液化石油气进口流量、喷嘴结构和空气预热温度对流动换热特性的影响规律。结果表明:在液化石油气流率为4.6 L/min、空燃比为29的额定工况下,发电机高温换热器的吸热量为3.82 kW,占总反应热的54.65%,对流换热与辐射换热占比相当。随着燃料流量和空燃比的增加,发电机高温换热器的吸热量均呈先增加后减小的趋势。计算中还发现,在特定吸热条件下提高空气预热温度使高温换热器的吸热量显著降低,而喷嘴结构则对吸热量影响较小。

关键词：自由活塞斯特林发电机气体燃料燃烧器辐射换热数值模拟

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双层组合桨气液搅拌槽流动与功耗特性的数值模拟

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过程工程学报 2025年

作者：张梦瑶肖亚峰董中天马少萍吴双于明州张庆华杨超中国计量大学机电工程学院西安建筑科技大学化学与化工学院南京理工大学化学与化工学院中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室

以氯乙酸氨解法合成甘氨酸体系为研究对象，采用数值模拟方法研究了双层三窄叶旋桨式搅拌桨(ZCX-ZCX)、三窄叶旋桨式搅拌桨-抛物线型圆盘涡轮桨(ZCX-PDT)和三窄叶旋桨式搅拌桨-错位圆弧式抛物线型圆盘涡轮桨(ZCX-SFPDT)等三种双层组合... 详细信息

以氯乙酸氨解法合成甘氨酸体系为研究对象，采用数值模拟方法研究了双层三窄叶旋桨式搅拌桨(ZCX-ZCX)、三窄叶旋桨式搅拌桨-抛物线型圆盘涡轮桨(ZCX-PDT)和三窄叶旋桨式搅拌桨-错位圆弧式抛物线型圆盘涡轮桨(ZCX-SFPDT)等三种双层组合桨气液两相搅拌槽流场和功耗特性，比较了三种组合桨搅拌槽中的速度分布、湍动能分布、气含率分布、气泡直径分布以及功耗。结果表明，与ZCX-ZCX组合桨相比，ZCX-PDT和ZCX-SFPDT双层桨搅拌槽内气体分散效果更好，ZCXSFPDT组合桨搅拌槽内的流场分布最均匀，功耗比ZCX-PDT降低6.1%，传质效率增加10.9%，更适合应用于气液搅拌槽。

关键词：气液搅拌槽流场功率特性数值模拟双层桨

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曝气式搅拌强化含钒矿物金属元素的氧化和浸出研究

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有色金属(冶炼部分) 2025年第2期 125-132,139页

作者：胡文斌王晨晔孙宇佳李会泉金永龙杜浩李兰杰李会林王佩赵备备李鹏阳中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 河钢集团有限公司石家庄050023 河钢材料技术研究院石家庄052165 承德钒钛新材料有限公司河北承德067000

转炉钒渣和含钒废催化剂等二次资源是提钒的重要原料,但由于浸出过程中钒的氧化浸出受传质效率和气体扩散系数影响,浸出率难以进一步提高。因此,如何实现含钒矿相中低价钒的高效氧化对于钒的可持续性生产至关重要。以曝气式搅拌反应器... 详细信息

转炉钒渣和含钒废催化剂等二次资源是提钒的重要原料,但由于浸出过程中钒的氧化浸出受传质效率和气体扩散系数影响,浸出率难以进一步提高。因此,如何实现含钒矿相中低价钒的高效氧化对于钒的可持续性生产至关重要。以曝气式搅拌反应器作为浸出装置,通过流体力学计算模拟(CFD)研究了搅拌过程中气液混合分布规律,并将其应用于钒渣中钒、铬的液相氧化浸出过程。结果发现,曝气式搅拌有利于促进气液相混合均匀,并将气液混合相向反应器底部推进,增加气相停留时间,提高了后续氧化效率。通过曝气式搅拌,反应器内形成高密度的细微气泡,提高金属氧化效率,将钒渣中铬的氧化效率提高到98%以上。进一步通过EPR对浸出渣分析发现,曝气式搅拌可以直接促进固相钒铬尖晶石的氧化和分解,提高后续浸出效率。本研究通过CFD模拟和试验验证,为曝气式搅拌用于提高液相氧化浸出过程中低价金属的氧化和浸出效率提供依据,为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值。

关键词：钒液相氧化流体力学计算模拟曝气

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