检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2025年第4期45卷 1137-1142页

作者：厉岩胡文斌王晨晔李会泉孙振华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

黏土型锂矿作为重要的战略锂资源,因其广泛分布、丰富储量和易于开采而备受关注。锂在矿石中的赋存形式和分布规律尚不明确,阻碍了传统火法或湿法工艺的大规模提锂。通过逐级化学提取,结合矿物解离分析(MLA)、X射线衍射(XRD)、电感耦合... 详细信息

黏土型锂矿作为重要的战略锂资源,因其广泛分布、丰富储量和易于开采而备受关注。锂在矿石中的赋存形式和分布规律尚不明确,阻碍了传统火法或湿法工艺的大规模提锂。通过逐级化学提取,结合矿物解离分析(MLA)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)、扫描电子显微镜(SEM)和飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)等,对云南某地区黏土型锂矿的锂分布规律和结合状态进行了详细分析。研究结果显示,矿石表面呈现颗粒状和片状结构,伴有微小的凹凸颗粒,结合XRD和MLA分析,原矿主要由一水硬铝石、勃姆石、锐钛矿和黏土矿物(如高岭石[Al_(2)Si_(2)O_(5)(OH)_(4)]和锂绿泥石[LiAl_(5)Si_(3)O_(10)(OH)_(8))]组成,表明该矿物是一种铝土质碳酸盐黏土型锂矿。矿石中锂的总量为3293μg·g^(-1),其中88.61%锂以结构稳定的硅酸盐/铝硅酸盐结合态存在,9.64%锂以碳酸盐/磷酸盐结合态存在,其余部分的锂以游离态、离子交换态和硫化物结合态存在。TOF-SIMS结果表明了锂与铝、硅、钾等元素在矿石中的分布重叠,证实锂以较为稳定的、不易被其他阳离子取代的结合态分布在黏土型矿相中。经过浓氢氟酸浸出后黏土矿相消失,进一步验证了锂主要分布于黏土型铝硅酸盐矿物中。该研究为黏土型锂矿中锂的赋存形态和分布规律提供了深入分析,为实现黏土型锂矿中锂的选择性高效提取提供了理论指导。

关键词：黏土型锂矿逐级化学提取矿物解离分析综合利用

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负泊松比结构的改进设计及其在航空航天中的应用

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化工学报 2024年第11期75卷 3951-3972页

作者：庄晟逸李成伟向文超徐俊波杨超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 中国科学院大学化学工程学院北京100049

轻量化和多功能性已成为航空航天领域飞行器结构设计和制造的发展需求,负泊松比材料轻质多孔的结构形式和优异的力学性能,是满足这一需求的新载体。本文从负泊松比结构的种类和变形机理角度出发,重点论述了不同维度下改进设计后负泊松... 详细信息

轻量化和多功能性已成为航空航天领域飞行器结构设计和制造的发展需求,负泊松比材料轻质多孔的结构形式和优异的力学性能,是满足这一需求的新载体。本文从负泊松比结构的种类和变形机理角度出发,重点论述了不同维度下改进设计后负泊松比材料的结构特点及其性能的变化,同时讨论了负泊松比材料在航空航天领域的应用前景,最后对负泊松比结构在未来发展中可能遇到的挑战和机遇进行了总结和展望。

关键词：负泊松比设计力学性能数值模拟航空航天

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CaO和方解石钝化不同污染程度煤矸石性能与机理

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科学通报 2024年第4期69卷 617-629页

作者：张华林江晓亮赵梦飞李庭刚江西理工大学材料冶金化学学部赣州341099 中国科学院赣江创新研究院江西省稀土清洁生产重点实验室中国科学院稀土重点实验室赣州341119 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中国科学院绿色过程制造创新研究院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京市过程污染控制工程技术研究中心北京100190 中国科学院过程工程研究所生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

煤矸石是一种典型的工业废弃物,大量的煤矸石堆积会造成各种环境问题以及资源浪费.在环境问题中,重金属污染最为严重.本文采用CaO和方解石对不同污染程度的煤矸石中重金属进行钝化,并探究其钝化机理.结果表明,CaO和方解石均有较好的钝... 详细信息

煤矸石是一种典型的工业废弃物,大量的煤矸石堆积会造成各种环境问题以及资源浪费.在环境问题中,重金属污染最为严重.本文采用CaO和方解石对不同污染程度的煤矸石中重金属进行钝化,并探究其钝化机理.结果表明,CaO和方解石均有较好的钝化效果,能使中高度污染的煤矸石转化为轻度污染或无污染,CaO钝化Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)的平均钝化率分别为37.4%、37.8%、25.5%;方解石钝化Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)的平均钝化率分别为53.8%、43.5%、34.4%,方解石钝化效果略优于CaO.通过对钝化前后煤矸石的表征和Visual MINTEQ软件模拟,CaO可以通过提高煤矸石pH并提供OH^(−),与重金属离子结合生成难溶或不溶的氢氧化物沉淀;方解石不仅能提高体系的pH,还能提供CO_(3)^(2−),CO_(3)^(2−)与重金属离子结合生成难溶或不溶的碳酸盐.两者钝化均将煤矸石中可流动态重金属转化成残渣态重金属.对钝化前后的煤矸石进行模拟酸雨溶出实验,钝化后的煤矸石中各重金属成分较稳定,溶出风险明显低于原煤矸石,均在风险管控标准以下.综上,该方法能有效地钝化煤矸石中的重金属,为煤矸石的无害化,尤其是重金属污染的稳定化提供了有效的手段.

关键词：煤矸石重金属钝化 Visual MINTEQ模拟

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广西高铁铝土矿氧化铝的溶出与分离

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过程工程学报 2025年第2期25卷 201-209页

作者：吴浩马淑花欧彦君辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新123000 中国科学院绿色过程与工程重点实验室(中国科学院过程工程研究所) 北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

以难处理广西高铁复合型铝土矿为研究对象,在明晰铝土矿中氧化铝的赋存形式基础上,第一步采用氢氧化钠溶液,对其中的氧化铝进行溶出。结果表明,该铝土矿的主要矿物成分是三水铝石、一水软铝石、铝针铁矿、赤铁矿以及锐钛矿、石英等。其... 详细信息

以难处理广西高铁复合型铝土矿为研究对象,在明晰铝土矿中氧化铝的赋存形式基础上,第一步采用氢氧化钠溶液,对其中的氧化铝进行溶出。结果表明,该铝土矿的主要矿物成分是三水铝石、一水软铝石、铝针铁矿、赤铁矿以及锐钛矿、石英等。其中,氧化铁72.22wt%以铝针铁矿形式存在,27.78wt%以赤铁矿形式存在,在铝针铁矿中,铝对铁的取代率为24.5 mol/mol;氧化铝以三种形式存在,即三水铝石、一水软铝石和铝针铁矿,各占原矿的37.48wt%, 3.89wt%和42.46wt%。在低碱浓度(Na_(2)O 100 g/L)、反应温度180℃、反应时间1 h条件下,高铁铝土矿中以三水铝石和一水软铝石形式存在的氧化铝可近完全溶出,但矿物中的铝针铁矿在此温和条件下难以转化,严重影响新工艺的经济性。为了解决铝针铁矿中铝铁分离问题,基于针铁矿在一定温度下可向赤铁矿转化的机理,采用低温焙烧的方法将铝针铁矿转化为赤铁矿和活性氧化铝,在450℃温度下将富铁相焙烧0.5 h。研究发现,在转化过程中,铝针铁矿中约57wt%的氧化铝被释放到赤铁矿晶格之外,实现了铝-铁的分离和相转化。第三步将转化之后的矿物再次在低碱浓度(Na_(2)O 100 g/L)、反应温度220℃、反应时间1 h条件下溶出。被释放的氧化铝溶出后,三步法氧化铝的总溶出率可达到85.92%,且溶出后尾渣氧化铁含量达到83.06wt%以上,可用作炼铁原料。

关键词：高铁铝土矿铝针铁矿同晶取代氧化铝提取

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红土镍矿加压浸出高压釜结垢机理

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中国有色金属学报 2024年第11期34卷 3766-3774页

作者：赵泽森陈杰王晨晔李会泉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北京100190 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

加压酸浸技术是目前在红土镍矿镍钴提取工业上应用最为广泛的湿法提取技术,具有能耗低、碳排放量少、镍钴回收率高等优点。但在红土镍矿加压酸浸时,高压釜易结垢导致其有效容积减小、釜内流体流型改变、管线堵塞。为了明晰红土镍矿加压... 详细信息

加压酸浸技术是目前在红土镍矿镍钴提取工业上应用最为广泛的湿法提取技术,具有能耗低、碳排放量少、镍钴回收率高等优点。但在红土镍矿加压酸浸时,高压釜易结垢导致其有效容积减小、釜内流体流型改变、管线堵塞。为了明晰红土镍矿加压酸浸高压釜结垢生成机理,本文通过化学分析、MLA矿物自动定量分析系统、扫描电镜等手段对高压釜结垢的矿物组成、主要矿物颗粒、元素赋存状态、嵌布特征和粒度分布等矿物学特征进行了研究。结果表明:高压釜结垢主要以水合硫酸铝为骨架,包裹红土镍矿浸出渣中的赤铁矿、铬铁矿等矿相形成。镍、钴、锰、镁等金属元素通过吸附进入高压釜结垢,其中镍和钴主要是被含铁矿相吸附。

关键词：红土镍矿湿法冶金加压浸出结垢高压釜

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纳米纤维素气凝胶在油水分离应用的研究进展

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复合材料学报 2025年第2期42卷 598-616页

作者：曹辉李艳香赵胜勇张玉明李望良中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190 河南省化工研究所有限责任公司郑州450052 中国科学院大学北京100049

石油泄漏事件频繁发生,对环境和人类健康造成了极大的危害,因此亟需对含油废水进行有效的处理。目前的吸油材料存在局限性,如吸附量小、成本高和对环境有害等,而纳米纤维素气凝胶由于具有高孔隙度、高比表面积和低密度等特点,经疏水改... 详细信息

石油泄漏事件频繁发生,对环境和人类健康造成了极大的危害,因此亟需对含油废水进行有效的处理。目前的吸油材料存在局限性,如吸附量小、成本高和对环境有害等,而纳米纤维素气凝胶由于具有高孔隙度、高比表面积和低密度等特点,经疏水改性后能够吸附大量的油,在油水分离中有着显著优势。本文综述了纳米纤维素气凝胶的制备和疏水改性方法;介绍了纳米纤维素气凝胶结构特点及对其吸附性能的影响,综述了近年来纳米纤维素气凝胶在油和有机溶剂的吸附及油水混合物分离中的应用;最后提出了纳米纤维素气凝胶的发展现状及对未来的展望。

关键词：气凝胶纳米纤维素吸附疏水吸油油水分离

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电镀污泥成分X荧光检测水分影响机制及校正方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 419-425页

作者：滕婧石垚李会泉刘作华李志宏何明星张晨牧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中国科学院绿色过程与工程重点实验室中国科学院绿色过程制造创新研究院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和... 详细信息

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和污染环境。传统化学分析测试过程复杂周期长,不利于电镀污泥实时污染防控。能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱法分析快速简便、费用低廉、可实现原位检测,然而电镀污泥样品含水率高、成分含量不稳定,影响测试结果的及时性和准确度,导致关键元素的资源转化效率难以保证、环境污染管控难度高。因此需要分析X荧光检测水分影响机制并探究水分校正方法,以提高EDXRF测试结果准确度。以不同含水率电镀污泥为对象,研究了水分对电镀污泥EDXRF测试过程中光谱本底、散射峰、目标元素特征峰的影响机制,通过目标元素特征峰与瑞利散射峰强度的比值、样品含水率ω0 wt%和目标元素含量Ci%建立水分校正模型,探究了Ca、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn目标元素的水分校正方程中的实验修正因子。结果表明,水分抬高了光谱本底改变谱峰轮廓,对低能段、计数小的谱峰测试结果影响较大。含水率越高,散射峰净强度越大,瑞利散射线更能准确描述散射峰净强度和含水率的关系,目标元素特征峰与瑞利散射峰强度比值与含水率、目标元素含量能够准确符合线性关系。水分校正模型对Cr、Fe、Ni、Cu、Zn五种重金属校正结果准确度较高,校正值与基准值相关系数R2均大于0.95,RMSE均小于0.05,对Ca元素校正准确度较低R2为0.93,RMSE为1.046需增加相关校正因子进一步优化。该研究有望应用于再生铜行业电镀污泥处置现场测量的水分校正方法中,在提高电镀污泥资源利用效率的同时降低环境污染风险。

关键词： X射线荧光光谱电镀污泥水分影响基体效应散射校正

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隔板精馏塔的优化设计及动态控制研究进展

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化工学报 2025年

作者：张豪豪郭莉李馨怡陈锦溢华超陆平中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室中国科学院大学化学工程学院

隔板精馏塔作为一种高效节能的精馏技术，因其在化工分离过程中的优越性能，得到了广泛关注。综述了隔板塔在优化设计和动态控制方面的研究进展，分析列举了迭代法、元启发式算法和基于机器学习的优化设计算法在隔板塔操作参数优化过程... 详细信息

隔板精馏塔作为一种高效节能的精馏技术，因其在化工分离过程中的优越性能，得到了广泛关注。综述了隔板塔在优化设计和动态控制方面的研究进展，分析列举了迭代法、元启发式算法和基于机器学习的优化设计算法在隔板塔操作参数优化过程中的应用，介绍了隔板塔控制结构的发展历程，从三点控制结构到四点控制结构、温度推断控制结构以及更加复杂和先进的智能控制策略，逐步改善了隔板塔的动态控制性能，重点介绍了模型预测控制策略在隔板塔控制中的应用。最后，指出隔板塔当前研究存在的问题并对未来发展给出展望，旨在进一步促进隔板塔的工业化进程。

关键词：精馏隔板精馏塔优化设计动态控制模型预测控制

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浓硫酸活化五氧化二钒制备高浓度全钒液流电池正极电解液

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化工学报 2023年第S01期74卷 338-345页

作者：胡超董玉明张伟张红玲周鹏徐红彬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北京100190 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 燕山大学环境与化工学院河北应用化学重点实验室河北秦皇岛066004 中国科学院大学北京100049

全钒液流电池是大规模储能领域首选的化学储能技术之一。因电解液成本占比较高,通常采用成本相对较低的五氧化二钒作为原料来制备全钒液流电池电解液。针对五氧化二钒在硫酸中溶解度较小、直接使用硫酸溶解五氧化二钒难以制备出高浓度... 详细信息

全钒液流电池是大规模储能领域首选的化学储能技术之一。因电解液成本占比较高,通常采用成本相对较低的五氧化二钒作为原料来制备全钒液流电池电解液。针对五氧化二钒在硫酸中溶解度较小、直接使用硫酸溶解五氧化二钒难以制备出高浓度电解液的问题,本研究通过将硫酸与五氧化二钒进行升温活化处理,水溶后即可实现高浓度五价钒电解液的制备。采用XRD、Raman、FT-IR等手段对活化后固体的组成、结构和溶解过程进行分析。结果表明,在活化温度为180℃、活化时间为3 h、硫酸与五氧化二钒摩尔比为4时,五氧化二钒溶解质量分数高达98.5%,溶解的钒离子浓度高达3 mol·L^(-1)。硫酸与五氧化二钒升温活化后生成V2O_(3)(SO_(4))_(2),改变原有的五氧化二钒的结构,导致活化后的物质水溶时溶解性增加,并且溶解后的钒离子价态以V(Ⅴ)形式存在。溶液中高浓度的V(Ⅴ)离子会与SO_(4)^(-)络合反应生成VO_(2)SO_(4)^(-),同时溶液中VO^(+)_(2)也会发生聚合形成V_(2)O_(3)^(4+)、V2O_(4)^(2+)等多聚体。

关键词：五氧化二钒正极电解液全钒液流电池溶解度升温活化

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非洲某鳞片石墨矿梯级回收工艺研究

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矿冶工程 2024年第3期44卷 44-47,52页

作者：崔伟勇张灵李永利郭强中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室北京100190

以非洲某鳞片石墨为研究对象,开展了不同粒级石墨资源梯级回收工艺研究。结果表明,原矿固定碳含量为32.54%,其中大鳞片石墨主要呈片状或条带状结构与脉石矿物相互交代连生;粗选适宜条件为:磨矿细度-0.074 mm粒级占72.87%,煤油用量50 g/t... 详细信息

以非洲某鳞片石墨为研究对象,开展了不同粒级石墨资源梯级回收工艺研究。结果表明,原矿固定碳含量为32.54%,其中大鳞片石墨主要呈片状或条带状结构与脉石矿物相互交代连生;粗选适宜条件为:磨矿细度-0.074 mm粒级占72.87%,煤油用量50 g/t,2#油用量150 g/t;浮选工艺为一粗一扫四精,其中粗精矿经精选1直接浮选后进行筛分分离出大鳞片石墨,筛下产物依次再进行三次磨矿三次精选获得细鳞片石墨。闭路试验结果显示,精矿中+0.150 mm大鳞片石墨和-0.150 mm细鳞片石墨固定碳含量分别达96.53%和96.21%,其中大鳞片石墨回收率达22.74%,比传统再磨再选工艺提高了7.66个百分点。

关键词：鳞片石墨浮选优先分级梯级回收

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