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亚熔盐活性氧理论与钒铬提取研究进展
1
作者 刘彪 杜浩 +4 位作者 李会泉 刘志强 吕页清 王晨晔 张懿 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第2期195-219,I0001,I0002,共27页
中国是全球最大的矿产资源生产国、消费国、进口国,矿产资源开发产业是我国经济发展的基础,但高速发展伴随资源消耗和环境负担的增加,资源需求与环境承载力之间的矛盾日益突出。发展循环经济,开发清洁生产技术,实现资源利用最大化和环... 中国是全球最大的矿产资源生产国、消费国、进口国,矿产资源开发产业是我国经济发展的基础,但高速发展伴随资源消耗和环境负担的增加,资源需求与环境承载力之间的矛盾日益突出。发展循环经济,开发清洁生产技术,实现资源利用最大化和环境影响最小化,是提升国家竞争力的必由之路。清洁工艺的核心是资源转化的绿色化学创新,在原子经济性反应温和转化条件下实现有价元素的绿色提取、高效分离,并最终实现废弃物的最小化排放。本团队面向矿产资源低碳清洁生产的国家重大战略需求,针对具有化学共性的难处理两性金属矿物,提出了亚熔盐非常规介质活化矿物资源化转化反应新概念,替代高能耗、高污染的氧化焙烧等传统生产技术,以提高资源转化效率,源头消减有害废弃物的产生。本文以铬铁矿和钒钛磁铁矿两种典型两性金属矿产资源的亚熔盐清洁提取技术为例,深入阐述亚熔盐活性氧理论,系统介绍钒铬清洁提取技术进展,并对亚熔盐铬盐和钒渣钒铬共提两项示范工程的运行情况进行概述,给出钒铬清洁生产未来发展方向和建议,为我国钒铬战略金属资源的清洁开发提供参考。 展开更多
关键词 亚熔盐 活性氧 铬铁矿 钒钛磁铁矿 钒渣 钒铬共提 清洁生产
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基于单因素结合Box-Behnken法的钨酸铵蒸发结晶提纯
2
作者 肖来荣 李绍豪 +6 位作者 赵小军 王馨悦 王子豪 蔡圳阳 陆乐康 刘赛男 李庆奎 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期722-729,共8页
采用单因素+Box-Behnken响应曲面法对钨酸铵溶液蒸发结晶法除杂工艺进行优化,以制备更高纯度的仲钨酸铵(APT)。首先,以降低APT中4种杂质(Na、K、S、Mo元素)总含量为出发点,利用单因素法初步确定结晶温度、搅拌线速度、钨酸铵溶液初始浓... 采用单因素+Box-Behnken响应曲面法对钨酸铵溶液蒸发结晶法除杂工艺进行优化,以制备更高纯度的仲钨酸铵(APT)。首先,以降低APT中4种杂质(Na、K、S、Mo元素)总含量为出发点,利用单因素法初步确定结晶温度、搅拌线速度、钨酸铵溶液初始浓度的优选范围。其次,通过Box-Behnken响应曲面法对APT的蒸发结晶除杂工艺进一步优化,研究3种因素对APT中4种杂质总量的相互影响规律。结果表明,3种因素对4种杂质总量的影响顺序为:钨酸铵溶液初始浓度>蒸发温度>搅拌线速度;较佳工艺条件为蒸发温度94℃,搅拌线速度1.25 m/s,钨酸铵溶液初始浓度73 g/L。该实验条件下,制备所得APT 4种杂质总含量降低至39.351 mg/L,与响应曲面法模型的最优预测值的相对误差仅为4.110%,APT纯度达到4N;生成的APT晶体为伴生有少量碎晶的柱状长方体形貌,层状结构明显,粒径分布均匀,晶粒细化明显。 展开更多
关键词 蒸发结晶 APT 钨酸铵溶液 响应曲面法 杂质含量
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离子熔体组成对钒氯化效率的调控机制
3
作者 刘鹏 樊涌 +2 位作者 张一敏 郑秋实 王正 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期660-671,共12页
熔体组成是调控钒氯化效率的关键。本文通过试验验证、DFT、AIMD模拟相结合的多尺度研究方法,系统研究了三种离子熔体对页岩钒氯化精馏过程的影响机制。结果显示,在170℃时,KCl-AlCl_(3)体系表现出最优的钒提取率和VOCl_(3)纯度。DFT计... 熔体组成是调控钒氯化效率的关键。本文通过试验验证、DFT、AIMD模拟相结合的多尺度研究方法,系统研究了三种离子熔体对页岩钒氯化精馏过程的影响机制。结果显示,在170℃时,KCl-AlCl_(3)体系表现出最优的钒提取率和VOCl_(3)纯度。DFT计算表明,KCl-AlCl_(3)体系中K^(+)的弱极化效应,显著促进Cl-对钒中心的亲核进攻,具有强电子跃迁驱动力。AIMD模拟从原子尺度进一步阐明,KCl-AlCl_(3)体系具有最高的原子扩散系数,为VOCl_(3)生成提供了高活性的Cl-V中间体与高效原子扩散环境;NaCl-AlCl_(3)体系居中,而ZnCl_(2)-AlCl_(3)体系中Zn^(2+)的强极化作用导致Cl-V相互作用减弱,多元离子竞争配位使扩散阻力增大,反应速率最低。本研究从电子结构、扩散动力学和键合特性等方面,阐释熔体组成与VOCl_(3)生成速率的构效关系,为绿色高效提钒工艺分子设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 离子熔体 钒氯化 微环境 DFT AIMD
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稀散金属碲的资源概况及其回收研究进展
4
作者 杨玮 纪青云 +2 位作者 龙涛 邓莎 杨超 《黄金》 2026年第1期1-8,共8页
稀散金属碲是高新产业发展的支撑材料,其供应严重依赖铜矿石的开采,突出的供需矛盾已成为制约碲行业发展的关键因素。碲矿石和含碲电子废料是碲资源的潜在来源。在概述碲资源分布与开发利用现状的基础上,全面总结了阳极泥及冶炼渣、碲... 稀散金属碲是高新产业发展的支撑材料,其供应严重依赖铜矿石的开采,突出的供需矛盾已成为制约碲行业发展的关键因素。碲矿石和含碲电子废料是碲资源的潜在来源。在概述碲资源分布与开发利用现状的基础上,全面总结了阳极泥及冶炼渣、碲矿石和含碲电子废料中碲赋存状态及回收技术,分析了从不同物料中回收碲资源存在的问题,并展望了未来碲资源回收的研究发展方向。该研究为提升碲资源的开发利用水平提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 碲 阳极泥 碲矿石 电子废料 湿法冶金 资源回收
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钒资源现状及提钒技术研究进展
5
作者 池汝安 覃哲昊 +5 位作者 郭文达 刘德峰 余洪 陈卓 徐彪 刘鑫 《有色金属(选矿部分)》 2026年第1期17-27,共11页
钒作为地壳中丰度较高的重要有色金属和战略物资,凭借其优异的耐腐蚀性、良好延展性、无磁性等独特物理化学性质,被广泛誉为工业“味精”,在钢铁冶金、化工生产、新能源电池、航空航天等多个关键领域发挥着不可替代的作用。全球钒资源... 钒作为地壳中丰度较高的重要有色金属和战略物资,凭借其优异的耐腐蚀性、良好延展性、无磁性等独特物理化学性质,被广泛誉为工业“味精”,在钢铁冶金、化工生产、新能源电池、航空航天等多个关键领域发挥着不可替代的作用。全球钒资源储量呈现显著的区域聚集特征,已探明总储量约1900万t,主要集中分布于澳大利亚、俄罗斯、中国等国家。其中,中国钒资源储量达410万t,位居世界第三,2024年产量更是高达7.0万t,占全球总产量的70%,稳居全球最大钒生产国地位。我国钒资源类型丰富,以钒钛磁铁矿和石煤钒矿为核心,前者是全球钒的主要来源(占比88.6%),后者为我国独特矿产资源,储量占国内总储量的20%~30%,此外还包括储量相对有限的钒铅矿等类型,这些资源主要分布在四川、陕西、湖北、安徽等19个省区市,呈现明显的地理聚集特性。由于钒资源赋存状态复杂,多以类质同象、多相态共存等形式存在,不同类型钒矿的提取难度和适用技术存在显著差异。目前全球主流提钒技术包括钠化焙烧—水浸提钒、钙化焙烧—酸浸提钒、钒渣提钒工艺及近年兴起的绿色提钒技术。钠化焙烧—水浸工艺成熟、矿石适应性强,但存在有害气体排放和钠耗量大的问题;钙化焙烧—酸浸工艺环保性更优、钙盐成本低廉,却面临浸出率偏低(60%~70%)和设备耐腐要求高的挑战;钒渣提钒作为应用最广泛的间接提钒工艺,通过氧化富集—焙烧—浸出流程实现高效提钒;绿色提钒技术则通过复合添加剂、废水闭环循环等创新,实现了无有毒气体排放和高浸出率(最高达到94.42%)的突破。本文基于钒矿资源类型与赋存特征,对各类提钒技术进行系统性分类梳理,深入分析其技术原理、应用场景、优势及局限性,并结合行业发展需求,展望了未来钒资源勘探开发、绿色工艺优化、微生物提钒技术工业化等发展趋势,为我国钒资源的高效、绿色、可持续开发利用提供坚实的理论支撑和技术参考。 展开更多
关键词 钒资源 资源分布 赋存特征 提钒技术 绿色工艺 钠化焙烧 钙化焙烧 钒渣提钒 发展趋势
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钪的战略应用与可持续发展:前沿进展与挑战
6
作者 朱雷 巴俊博 +2 位作者 王飞 徐宝强 杨斌 《材料导报》 北大核心 2026年第5期193-202,共10页
稀土钪作为重要的不可再生战略资源,钪的可持续发展对全球战略产业与生态安全至关重要。本文综述了钪在全球的资源分布及产业现状,总结了钪在多元领域的核心应用及其作用机制,同时探讨钪在环境科学、生物医学成像与固态照明等前沿交叉... 稀土钪作为重要的不可再生战略资源,钪的可持续发展对全球战略产业与生态安全至关重要。本文综述了钪在全球的资源分布及产业现状,总结了钪在多元领域的核心应用及其作用机制,同时探讨钪在环境科学、生物医学成像与固态照明等前沿交叉领域的创新应用,分析了钪在铝土矿、钒钛磁铁矿及红土镍矿中富集回收的简要情况,提出了未来钪可持续发展主要以开发新的提取工艺(火法湿法联合工艺)和新的尖端应用,并充分开发“城市矿山”为主,另外还需突破钪基材料的应用瓶颈,通过构建“提取技术升级-应用技术革新-循环回收利用”三位一体体系,为钪的可持续战略增添筹码。 展开更多
关键词 钪资源 铝钪合金 钪提取工艺 可持续发展
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煤矸石碱性浸提过程中镓连续吸附分离工艺研究
7
作者 韩玉琴 武文粉 +3 位作者 赵峥 侯新娟 李少鹏 杨红晓 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第2期402-412,共11页
我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,煤矸石碱性提铝过程中伴生镓元素同步浸出,得到低浓度含镓碱性溶液,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。但是,低浓度含镓碱性溶液中镓的高效分离仍未突破,始终面临吸附效率低、吸附周期长等问题。针对煤矸... 我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,煤矸石碱性提铝过程中伴生镓元素同步浸出,得到低浓度含镓碱性溶液,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。但是,低浓度含镓碱性溶液中镓的高效分离仍未突破,始终面临吸附效率低、吸附周期长等问题。针对煤矸石碱浸提取过程中的低浓度含镓碱性溶液,系统考察LSC-600型螯合树脂对镓吸脱附的影响,进一步明确其中各杂质元素的竞争吸附规律。采用单双柱动态试验明确连续吸附分离逻辑,利用旋转式连续离子交换设备考察连续吸附分离过程中各参数对低浓度镓高效分离的影响,并在优化条件下开展吸附分离稳定性评估。结果表明,LSC-600型螯合树脂在30℃、碱浓度2.5 mol/L、初始镓浓度200 mg/L的条件下吸附72 h,树脂对镓的吸附容量达到8.64 mg/g,经对比不同脱附剂,硫酸对树脂中镓的脱附效果最佳。当低浓度含镓碱性溶液中铝、硅、钾等离子浓度为100 mg/L时,树脂对镓离子的吸附容量仍达到3.43 mg/g,具有良好的选择性。当初始镓浓度为200 mg/L、吸附流速为4.5 BV/h(BV为床体积)、脱附流速为3.0 BV/h,设定双柱操作周期为4 h时,在动态循环过程中树脂对镓吸附率约为90%,吸脱附效果稳定。设计10柱旋转式连续离子交换设备的镓分离逻辑,按照步进周期4 h,得到当初始镓浓度100 mg/L、吸附流速为3.0 BV/h、脱附流速为2.5 BV/h时,连续吸附分离镓回收率为97.70%,较单柱吸附工艺效果提升近50%。连续吸附分离工艺可显著提升低浓度含镓碱性溶液中镓吸附分离效率、缩短吸附周期。 展开更多
关键词 镓 偕胺肟树脂 连续吸附分离 煤矸石
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高酸钒溶液协同配位萃取-无氨清洁沉钒制备五氧化二钒
8
作者 王忆平 刘涛 +2 位作者 张一敏 薛楠楠 胡鹏程 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期650-659,共10页
针对P204萃取工艺在五氧化二钒制备过程中产生中和渣与氨氮废水的问题,本研究提出了一种基于羟肟酸协同萃取与氧化反萃的清洁生产工艺。在辛基异羟肟酸(OHA)与钒的摩尔比为2∶1、溶液pH为0.6、P204体积浓度20%、相比为1∶2、萃取时间20 ... 针对P204萃取工艺在五氧化二钒制备过程中产生中和渣与氨氮废水的问题,本研究提出了一种基于羟肟酸协同萃取与氧化反萃的清洁生产工艺。在辛基异羟肟酸(OHA)与钒的摩尔比为2∶1、溶液pH为0.6、P204体积浓度20%、相比为1∶2、萃取时间20 min的最佳条件下,进行三级逆流萃取,钒萃取率可以达到99.56%。采用过氧化氢为反萃剂,在相比为3∶1、反萃液初始pH为12、过氧化氢体积浓度5%、反萃时间5 min、温度30℃的最佳反萃条件下,钒的反萃率达到97.23%。将富钒液pH调至2.0,在温度为98℃,沉钒时间1 h,所得沉淀经过滤、烘干与焙烧后,获得五氧化二钒产品,纯度达到98.26%。该体系可在高酸度下直接高效萃取钒,无需调节pH,并表现出良好的杂质分离效果,而沉钒过程利用钒过氧化物的自发分解特性,无需引入铵盐,从而避免了氨氮废水的产生。本研究为高酸度含钒溶液中钒的高效、绿色回收提供了新方法。 展开更多
关键词 溶剂萃取 选择配位 V_(2)O_(5) 清洁生产
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用雷尼镍催化氢还原富钒液制备V_(2)O_(3)
9
作者 刘文博 张一敏 +2 位作者 薛楠楠 刘红 张刘洪 《湿法冶金》 北大核心 2026年第1期104-112,共9页
为提高富钒液氢还原法制备V_(2)O_(3)反应速度,通过碱浸法选择性浸出镍铝合金中的铝制备了雷尼镍,并将其作为富钒液氢还原沉钒反应的催化剂,降低反应活化能。XRD、SEM和BET表征结果显示,铝浸出后留下大量孔道和裂隙,使雷尼镍比表面积显... 为提高富钒液氢还原法制备V_(2)O_(3)反应速度,通过碱浸法选择性浸出镍铝合金中的铝制备了雷尼镍,并将其作为富钒液氢还原沉钒反应的催化剂,降低反应活化能。XRD、SEM和BET表征结果显示,铝浸出后留下大量孔道和裂隙,使雷尼镍比表面积显著增大,为氢还原沉钒反应提供了丰富的反应位点。在雷尼镍用量10 g/L、氢分压3 MPa、反应温度250℃、溶液pH=5及反应时间100 min最佳条件下,沉钒率达99.84%。雷尼镍具有良好的循环稳定性,磁选分离后循环利用5次,所得V_(2)O_(3)产品纯度稳定在99.27%。雷尼镍催化氢还原反应活化能为96.2544 kJ/mol,氢还原过程主要受化学反应控制。雷尼镍催化剂具有良好的沉钒效果,易于磁选分离,稳定性高,采用其催化氢还原制备的V_(2)O_(3)产品纯度高,具有一定推广应用潜力。 展开更多
关键词 雷尼镍 催化剂 氢还原法 钒 V_(2)O_(3) 制备 磁选分离 动力学
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过碳酸钠+氢氧化钠协同浸出半氧化型钼矿石工艺研究
10
作者 熊斌 杨洪英 +3 位作者 康建 张勤 佟琳琳 赵涵 《中国有色冶金》 北大核心 2026年第1期36-46,共11页
某企业钼矿石是典型的低品位、半氧化型矿石,其矿石成分和结构复杂,以辉钼矿、钼钙矿、氧化钼矿的形式嵌布,辉钼矿与其他矿物存在连生,部分钼钙矿与其他矿物类质同象形成新的矿物,矿石粒度较细且分布均匀,其中钼含量0.45%,属于低品位难... 某企业钼矿石是典型的低品位、半氧化型矿石,其矿石成分和结构复杂,以辉钼矿、钼钙矿、氧化钼矿的形式嵌布,辉钼矿与其他矿物存在连生,部分钼钙矿与其他矿物类质同象形成新的矿物,矿石粒度较细且分布均匀,其中钼含量0.45%,属于低品位难处理钼矿。本研究采用过碳酸钠和氢氧化钠协同氧化浸出回收钼,考察了不同因素对钼浸出率的影响。结果表明,在矿石粒度-45μm占80%、液固比3 mL/g、过碳酸钠用量20 kg/t、氢氧化钠用量15 kg/t、浸出温度85℃、浸出时间4 h、搅拌速率500 r/min的最佳条件下,钼浸出率为88.32%。动力学研究结果表明,钼矿浸出过程属于化学反应和扩散共同控制,反应活化能为19.98 kJ/mol。浸出前后脉石矿物成分基本不变,渣中留存有少量钼钙矿,辉钼矿已全部浸出,后续可通过强化矿石预处理破坏钼钙矿结构或针对性优化反应条件,获得更高的浸出率。该工艺所用氧化剂温和、稳定且对环境友好,浸出杂质少,整个浸出过程无高温、无烟气、流程短,实现了金属钼资源的高效回收,为该类低品位复杂钼矿资源的利用提供了参考。 展开更多
关键词 半氧化型钼矿石 辉钼矿 钼钙矿 过碳酸钠+氢氧化钠协同浸出 少杂质浸出 低品位难处理钼矿 绿色冶金
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Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐中的溶解行为研究
11
作者 彭栩堃 赖晨妍 +5 位作者 陈淑梅 廖春发 李立清 谭明阳 江超 焦芸芬 《中国稀土学报》 北大核心 2026年第1期52-58,共7页
明确Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐中溶解度及溶解机制是镨电解生产过程中,建立合适加料制度、提高电解效率的关键。采用等温饱和法研究了Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐中的溶解度与溶解平衡时间,考察了温度、PrF_(3)含量对Pr_(6)O_(... 明确Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐中溶解度及溶解机制是镨电解生产过程中,建立合适加料制度、提高电解效率的关键。采用等温饱和法研究了Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐中的溶解度与溶解平衡时间,考察了温度、PrF_(3)含量对Pr_(6)O_(11)溶解度的影响,并通过物相分析、热分析法对Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐的溶解行为进行了探讨。研究结果表明,Pr_(6)O_(11)在LiF-PrF_(3)熔盐中溶解平衡的时间为7 h,溶解过程为吸热过程,在温度为1223~1323 K,PrF_(3)含量为70%~90%范围内,Pr_(6)O_(11)在熔盐中的溶解度为0.23%~3.29%,且升高温度、增加熔盐中PrF_(3)含量均会使Pr_(6)O_(11)溶解度增大;Pr_(6)O_(11)溶解于熔盐过程中,与LiF-PrF_(3)熔盐发生反应生成了PrOF与Li_(2)PrF_(6)。 展开更多
关键词 熔盐电解 等温饱和法 溶解度 LiF-PrF_(3)熔盐 稀土
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氮掺杂石墨毡电极的构建及在钒电池的应用
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作者 黑福前 张一敏 +1 位作者 薛楠楠 刘红 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期530-538,共9页
以2-甲基咪唑为氮源,通过超声浸渍方式将氮原子引入到石墨毡(GF)表面,制备氮掺杂GF电极(N-GF)。通过综合分析N-GF的微观形貌、缺陷程度及电化学性能,揭示氮掺杂对GF表面结构重构、电化学活性增强及全钒液流电池(VRFB)性能提升的协同机... 以2-甲基咪唑为氮源,通过超声浸渍方式将氮原子引入到石墨毡(GF)表面,制备氮掺杂GF电极(N-GF)。通过综合分析N-GF的微观形貌、缺陷程度及电化学性能,揭示氮掺杂对GF表面结构重构、电化学活性增强及全钒液流电池(VRFB)性能提升的协同机制。结果表明,氮原子成功负载在GF表面,氮的引入增大了其表面的缺陷程度,为钒离子反应提供更多活性位点。氮原子提高了GF对V^(2+)/V^(3+)和VO^(2+)/VO^(2+)的催化活性和可逆性,改善了钒离子在其表面的反应动力学。将N-GF作为VRFB的电极进行单电池充放电测试,在220 mA/cm^(2)的电流密度下,其电压效率和能量效率分别为79.5%和76.8%,均优于原始GF(76%和74%)。经过200次充放电循环后能量效率保持率为95.6%,优于GF(95.2%)。本研究探讨了氮掺杂对V^(2+)/V^(3+)和VO^(2+)/VO^(2+)氧化还原反应的催化性能,为进一步精确设计氮原子掺杂GF电极提供了基础指导。 展开更多
关键词 N掺杂 电极材料 全钒液流电池 石墨毡
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氯化精馏—无氨沉钒制备高纯三氧化二钒
13
作者 王正 樊涌 +2 位作者 张一敏 刘鹏 刘红 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期611-619,共9页
针对传统三氧化二钒制备工艺中工艺流程较长、产生大量氨氮废水、制备产品纯度低等问题,以钒页岩酸浸液为原料,采用氯化精馏—无氨沉钒工艺制备三氧化二钒,考察了反应温度、反应时间和氯化铝添加量对氯化反应的影响,以及沉钒温度、沉钒... 针对传统三氧化二钒制备工艺中工艺流程较长、产生大量氨氮废水、制备产品纯度低等问题,以钒页岩酸浸液为原料,采用氯化精馏—无氨沉钒工艺制备三氧化二钒,考察了反应温度、反应时间和氯化铝添加量对氯化反应的影响,以及沉钒温度、沉钒时间和三聚氰胺添加量对沉钒过程的影响。结果表明:在反应温度170℃、反应时间2.0 h、钒与氯化铝的摩尔比为1∶4的条件下,钒提取率达到74.2%;在沉钒温度90℃、沉钒时间40 min、三聚氰胺与钒的摩尔比为0.6的条件下,沉钒率达到99.2%,最终制备的三氧化二钒产品纯度达到99.93%,且沉钒废水中不含NH4+,简化了后续的废水处理工序。该工艺流程简单,钒杂分离效果好,制备产品纯度高,避免了氨氮废水生成。 展开更多
关键词 氯化精馏 三聚氰胺 无氨沉钒 三氧化二钒
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铋盐添加剂对硫酸-盐酸复合体系中钒电池电解液性能的影响
14
作者 秦淼 刘涛 +2 位作者 张一敏 刘红 葛灵 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期634-640,共7页
为提升硫酸-盐酸复合体系钒电池的电解液性能,选用BiCl_(3)作为添加剂,通过分析含有不同浓度Bi^(3+)的V(Ⅲ)电解液的理化性能、电化学测试以及充放电循环测试结果,研究其对复合体系负极电解液性能的提升作用。结果表明,少量的Bi^(3+)可... 为提升硫酸-盐酸复合体系钒电池的电解液性能,选用BiCl_(3)作为添加剂,通过分析含有不同浓度Bi^(3+)的V(Ⅲ)电解液的理化性能、电化学测试以及充放电循环测试结果,研究其对复合体系负极电解液性能的提升作用。结果表明,少量的Bi^(3+)可有效降低电荷传递电阻Rct,加快电荷转移速率,从而提升电解液的电化学活性以及可逆性,但是过量的Bi^(3+)(≥0.025 mol/L)对于电解液的提升效果减弱。在高电流密度(120 mA/cm^(2))下,相较于空白电解液,添加了0.02 mol/L的Bi^(3+)的电解液,充放电测试的电压效率和能量效率分别提高了3.44和3.32个百分点,达到82.04%和80.26%,能量密度提升了11.3%。Bi^(3+)可以有效提高复合酸体系负极电解液的电化学性能,进而提升电解液的效率和能量密度。 展开更多
关键词 钒氧化还原液流电池 混合酸性电解质 铋盐添加剂 电化学性能
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复杂介质中Ga(Ⅲ)选择性分离与绿色回收研究进展
15
作者 张岩雨 魏朝 +4 位作者 陈金亭 范桂侠 李国胜 李鹏 滕道光 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第2期275-297,共23页
镓(Ga)作为典型的稀散金属,是半导体、光电子及新能源产业的重要战略资源。由于其“类质同象”这一赋存特征,镓难以形成独立矿物,主要伴生于铝土矿、煤、锌矿及工业副产物中,导致提取效率低、能耗高。本文系统综述了复杂介质中Ga(Ⅲ)的... 镓(Ga)作为典型的稀散金属,是半导体、光电子及新能源产业的重要战略资源。由于其“类质同象”这一赋存特征,镓难以形成独立矿物,主要伴生于铝土矿、煤、锌矿及工业副产物中,导致提取效率低、能耗高。本文系统综述了复杂介质中Ga(Ⅲ)的赋存形态、分离机制与绿色回收技术进展,构建了“分子识别—过程强化—流程集成—绿色评价”的系统性分析框架。从酸性与碱性体系的溶剂萃取、离子交换、吸附分离等方面阐明了Ga(Ⅲ)的配位行为与选择性机理,对典型的吸附材料/萃取剂进行了比较。进一步总结了基于MOF、COF、壳聚糖及生物质基材料的吸附分离策略及其构效关系。针对拜耳母液、赤泥等典型复杂体系,提出了“吸附—解吸—回收”短流程与“酸浸—萃取—电解”耦合流程的绿色化改进思路,并从能耗、药耗与碳排放维度建立了镓回收工艺的多指标绿色评价体系。最后,展望了智能响应材料、电场强化分离等前沿方向。该文可为镓资源的高效分离与清洁回收提供系统化理论支撑与工艺指导。 展开更多
关键词 镓 选择性分离 拜耳母液 绿色回收
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云母型钒页岩中钒与杂质元素的共存规律研究
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作者 胡方尧 张一敏 +1 位作者 薛楠楠 郑秋实 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期520-529,共10页
以云母型钒页岩为研究对象,结合第一性原理计算与多尺度矿物学表征,系统探讨了钒与杂质元素在云母结构中的占位特征及杂质元素对钒赋存状态的调控作用。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)、综合矿物分析仪(TIMA)以... 以云母型钒页岩为研究对象,结合第一性原理计算与多尺度矿物学表征,系统探讨了钒与杂质元素在云母结构中的占位特征及杂质元素对钒赋存状态的调控作用。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)、综合矿物分析仪(TIMA)以及偏光显微镜等手段表征,证实了钒与Fe、Mg、Al等杂质元素在云母中的空间共生关系。密度泛函理论(DFT)的计算结果表明,钒更倾向于占据八面体中心位点,不同云母结构对杂质元素的容纳方式存在显著差异:白云母中,Fe与Mg以单取代方式占位;金云母中,Fe与Al以三取代方式取代并降低体系能量;黑云母中,杂质取代难以自发发生。态密度(DOS)分析进一步显示,Fe、Mg、Al的引入可显著改变钒的局域电子环境,使V—O键稳定性增强并提高结合能。整体结果表明,杂质元素的占位行为及其与钒的共存效应是控制钒可提取性的关键因素,为钒页岩高效浸出工艺的优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 钒页岩 晶格占位 密度泛函理论(DFT)
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基于相对真空理论的镧热还原制备稀土金属铕
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作者 宋世欢 刘燕 +2 位作者 张廷安 张昊楠 徐敬忠 《中国有色冶金》 北大核心 2026年第1期144-154,共11页
金属铕目前主要的生产方法是真空还原-蒸馏法,回收率可达95%,但该技术目前存在着还原周期长、能耗较高、制备过程不稳定和无法连续生产等问题。近些年,张廷安教授团队提出“相对真空”冶炼技术,且在镁冶炼领域取得良好效果。本文将相对... 金属铕目前主要的生产方法是真空还原-蒸馏法,回收率可达95%,但该技术目前存在着还原周期长、能耗较高、制备过程不稳定和无法连续生产等问题。近些年,张廷安教授团队提出“相对真空”冶炼技术,且在镁冶炼领域取得良好效果。本文将相对真空冶炼技术应用于镧热还原生产金属铕,使用中频感应炉对镧粉与氧化铕压制而成的预制球团进行相对真空还原试验,探究最佳的试验条件。结果表明,相对真空技术可以应用于镧热还原制备金属铕,适当提高载气流量、压样压力、还原剂过量系数可对氧化铕的还原率起到提升的作用,最佳试验条件为惰性气体流量v=0.2 m^(3)/h、还原温度T=1100℃、还原时间t=1.5 h、制球压力P=20 MPa、还原剂过量比M=1.1,此条件下氧化铕的还原率为87.29%,金属铕产物纯度为97.88%。该技术打破了真空条件的限制实现了连续生产,惰性气体可循环利用,但仍存在还原率较低、产物纯度欠佳的问题,后续研究将继续优化工艺,为金属铕的工业连续化生产提供更坚实的技术参考。 展开更多
关键词 氧化铕 铕 镧热还原 惰性载气 相对真空 连续生产 铕氧化
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低品位铌精矿与萤石精矿的协同分解过程
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作者 霍俊桃 崔建国 +1 位作者 李娜 刘宝友 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第1期297-314,共18页
本文采用硫酸焙烧体系协同分解低品位铌精矿与萤石精矿,考察了协同分解浸出过程中工艺参数对元素浸出率的影响,借助XRD、SEM、EDS等技术,分析协同分解过程的物相重构机理与元素分布规律。结果表明:协同分解的最优工艺条件为萤石精矿与... 本文采用硫酸焙烧体系协同分解低品位铌精矿与萤石精矿,考察了协同分解浸出过程中工艺参数对元素浸出率的影响,借助XRD、SEM、EDS等技术,分析协同分解过程的物相重构机理与元素分布规律。结果表明:协同分解的最优工艺条件为萤石精矿与铌精矿质量比1∶1、酸矿质量比1.6∶1、焙烧温度140℃、焙烧5 h、水浸温度25℃、液固比7∶1、浸出时间2 h;在此条件下铌浸出率为93.18%,铁浸出率为72.95%,稀土浸出率为45.37%,水浸渣中SiO2含量仅为10.78%,F含量为3.01%。此低温硫酸焙烧协同分解工艺显著提高了铌的浸出率,抑制了高含量铁与稀土的浸出,减少了对后续铌提取的干扰。该工艺同时实现了萤石和硅酸盐矿物的深度分解,为复杂伴生铌矿资源化提供了高效解决方案。 展开更多
关键词 低品位铌精矿 萤石精矿 协同分解 铌 铁 稀土
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短程高效低添加选铁尾矿稀土提取绿色新工艺
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作者 徐妍 吴应红 曲景奎 《中国稀土学报》 北大核心 2026年第1期59-70,共12页
白云鄂博选铁尾矿富含铁、稀土等有价元素,是国内最大的尾矿坝。其综合回收利用不仅能变废为宝,还可以减少环境污染,推动矿山绿色可持续发展。为实现铁和稀土的高效回收,本研究采用“焙烧-弱磁选-酸浸”工艺,考察了焙烧温度、碳酸钙用... 白云鄂博选铁尾矿富含铁、稀土等有价元素,是国内最大的尾矿坝。其综合回收利用不仅能变废为宝,还可以减少环境污染,推动矿山绿色可持续发展。为实现铁和稀土的高效回收,本研究采用“焙烧-弱磁选-酸浸”工艺,考察了焙烧温度、碳酸钙用量、配煤量等因素对回收效果的影响。结果表明,在磨矿粒度-200目,焙烧温度1300℃,焙烧时间2 h,配煤量0~5%,磁选强度为300 mT的条件下,可从全铁品位17.13%,RE品位7.46%的尾矿中获得全铁品位>93.4%,回收率>95.9%的铁精矿,及稀土品位13.1%,回收率99.1%的磁选尾矿。在3 mol·L^(-1) HCl与2 mol·L^(-1)柠檬酸混合溶液,液固比10∶1,浸出温度70℃条件下,稀土浸出率高达98.4%。酸浸出渣主要物相为CaF_(2),BaSO_(4)和SiO_(2),可作为浮选CaF_(2)的优良原料。该工艺流程简短,助剂用量少,铁、稀土回收率高,为选铁尾矿利用提供了新思路,具有重要的经济和生态意义。 展开更多
关键词 选铁尾矿 焙烧 弱磁选 铁 稀土
原文传递
钒酸钠溶液钙化沉钒过程钒酸钙的生成机制研究
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作者 杨金超 温婧 +2 位作者 储呈宇 刘广渊 姜涛 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期641-649,共9页
系统研究了氯化钙(CaCl_(2))、醋酸钙((CH3COO)2Ca)和氧化钙(CaO)三种钙源在钒酸钠溶液钙化沉钒过程中对钒酸钙生成行为的影响。通过调控钒酸钠溶液pH与钙源添加量,考察了沉钒过程三种体系的pH变化规律、钒沉淀率、产物物相及微观形貌... 系统研究了氯化钙(CaCl_(2))、醋酸钙((CH3COO)2Ca)和氧化钙(CaO)三种钙源在钒酸钠溶液钙化沉钒过程中对钒酸钙生成行为的影响。通过调控钒酸钠溶液pH与钙源添加量,考察了沉钒过程三种体系的pH变化规律、钒沉淀率、产物物相及微观形貌。结果表明,钒酸钠溶液pH与钙源添加量对沉钒反应前后pH和钒酸钙种类有较大影响。三种钙源在优化条件下均可实现99%以上的钒沉淀率,氯化钙和醋酸钙体系需要高pH和高钙源添加量,而氧化钙体系能主动构建并维持强碱性环境,因此在宽泛的pH范围内仅需控制高钙源添加量即可稳定实现高沉钒率。氯化钙与醋酸钙体系的钙化沉钒产物为焦钒酸钙Ca_(2)V_(2)O_(7),而氧化钙体系生成多钒酸钙Ca_(7)V_(4)O_(17)。此外,不同钙源所得钒酸钙产物的形貌也有较大差异。 展开更多
关键词 钒酸钠溶液 钙化沉钒 沉钒率 钒酸钙
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