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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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国内外铜冶炼污酸提铼技术研究应用发展现状及展望
3
作者 胥国龙 易爱飞 +3 位作者 田野 原渊 张翀 曹鸣谦 《湿法冶金》 北大核心 2026年第2期142-151,共10页
铼作为全球性战略性关键金属之一,常以伴生形式存在于铜矿中。而铜冶炼污酸作为铼资源的重要载体,具有高酸、高杂质、低铼浓度的复杂特性,给铼回收工艺带来了严峻挑战。系统梳理了从污酸中回收铼的关键技术,并着重介绍了以浸出液为核心... 铼作为全球性战略性关键金属之一,常以伴生形式存在于铜矿中。而铜冶炼污酸作为铼资源的重要载体,具有高酸、高杂质、低铼浓度的复杂特性,给铼回收工艺带来了严峻挑战。系统梳理了从污酸中回收铼的关键技术,并着重介绍了以浸出液为核心对象的深度提纯技术进展。深入剖析了溶剂萃取法与离子交换法的工作原理、工艺优化路径及其工业应用实效,对比了全球主要铜冶炼企业基于浸出液提纯的差异化技术路线。并在此基础上,从分离材料创新、过程强化、工艺集成及二次污染控制等多个维度,探讨了该领域未来发展的关键技术瓶颈与突破口,旨在为实现污酸中铼资源的高效、绿色、高值化回收提供深入的理论参考与实践指引。 展开更多
关键词 铜冶炼污酸 铼 提取 回收 高铼酸铵 研究现状 展望
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离子熔体组成对钒氯化效率的调控机制
4
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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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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用于难熔金属提纯的等离子体发生器设计优化
6
作者 都孟帅 彭俊磊 +2 位作者 何盛亚 俞晟 李传军 《钢铁研究学报》 北大核心 2026年第2期216-228,共13页
高纯难熔金属是支撑先进电子信息产业发展的关键原材料,然而电子束熔炼、等离子弧熔炼等主流提纯方法普遍存在气体杂质脱除效果有限、电极易受污染等技术局限。感应耦合等离子体熔炼(ICPM)技术可有效克服上述缺陷,是一种高效洁净的提纯... 高纯难熔金属是支撑先进电子信息产业发展的关键原材料,然而电子束熔炼、等离子弧熔炼等主流提纯方法普遍存在气体杂质脱除效果有限、电极易受污染等技术局限。感应耦合等离子体熔炼(ICPM)技术可有效克服上述缺陷,是一种高效洁净的提纯技术。等离子体发生器作为ICPM装备的核心部件,其结构设计的合理性直接决定ICPM提纯过程的稳定性与连续性。因此,本文首先借助Fluent软件开展数值模拟,对发生器的关键结构参数进行优化。结果表明,当中心进气孔数量为8个、进气孔入射角为8°、冷却气进气槽直径为6mm时,发生器内部可形成稳定对称的涡流区与均匀冷却的最优流场。进一步采用COMSOL软件构建磁-热-流多场耦合模型,探究线圈功率、中心气流量、冷却气流量等工艺参数对等离子体温度场与流场的影响规律。研究发现,提高线圈功率与中心气流量,可显著增强等离子体射流强度并提升其温度;而冷却气流量存在临界阈值,超过该阈值后继续增大流量,反而会导致等离子体射流强度与温度下降。试验验证结果显示,本文所设计的等离子体发生器可实现稳定运行,且等离子炬的实测形态与模拟结果吻合度较高。本研究可为ICPM装备等离子体发生器的工程化设计提供科学依据与技术支撑。 展开更多
关键词 高纯难熔金属 感应等离子体 流场 温度场 数值模拟
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复杂铌-稀土多金属矿的焙烧—水浸试验研究
7
作者 王桂硕 刘会武 +5 位作者 刘忠臣 刘康 梁耕宇 程浩 梁童雁 耿西林 《湿法冶金》 北大核心 2026年第2期215-222,共8页
研究了采用“浓硫酸低温焙烧—水浸”工艺提取铌精矿中的铌和稀土,考察了硫酸用量、焙烧温度、焙烧时间、水浸液固体积质量比、水浸时间、水浸温度等条件对铌和稀土浸出率的影响。结果表明,在硫酸用量120%、焙烧温度180℃、焙烧时间4h... 研究了采用“浓硫酸低温焙烧—水浸”工艺提取铌精矿中的铌和稀土,考察了硫酸用量、焙烧温度、焙烧时间、水浸液固体积质量比、水浸时间、水浸温度等条件对铌和稀土浸出率的影响。结果表明,在硫酸用量120%、焙烧温度180℃、焙烧时间4h、水浸液固体积质量比4∶1、水浸时间4h、水浸温度25℃优化条件下,铌浸出率为91.4%,稀土浸出率为93.9%。该工艺能实现铌精矿中铌和稀土的高效提取。 展开更多
关键词 铌 稀土 多金属矿 焙烧 浸出
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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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氮掺杂石墨毡电极的构建及在钒电池的应用
11
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
12
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
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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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云母型钒页岩中钒与杂质元素的共存规律研究
14
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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低品位铌精矿与萤石精矿的协同分解过程
15
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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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((CH_(3)COO)_(2)Ca)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... 系统研究了氯化钙(CaCl_(2))、醋酸钙((CH_(3)COO)_(2)Ca)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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铁硫混合杆菌耐氟驯化对细菌代谢及强化提钒过程的影响
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作者 谭小辉 蔡震雷 +2 位作者 张一敏 郑秋实 陈紫凯 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期576-586,共11页
从低品位含钒页岩中高效提取钒是钒资源可持续利用面临的重大挑战,引入氟化物作为助浸剂可以破坏含钒矿物的硅酸盐结构,提高钒提取率。生物浸出利用嗜酸铁氧化细菌的代谢活性促进金属的溶解,然而,通常与钒页岩资源相关的高氟化物含量会... 从低品位含钒页岩中高效提取钒是钒资源可持续利用面临的重大挑战,引入氟化物作为助浸剂可以破坏含钒矿物的硅酸盐结构,提高钒提取率。生物浸出利用嗜酸铁氧化细菌的代谢活性促进金属的溶解,然而,通常与钒页岩资源相关的高氟化物含量会严重抑制细菌活性,从而限制浸出效率。为了解决这一问题,本研究使用NaF驯化获得了耐氟嗜酸性氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌,分析了驯化菌的生长活性,并探究了不同种类和浓度的氟化物对驯化菌提钒能力的影响,最后利用三维荧光光谱-平行因子法分析了氟对细菌浸出钒页岩过程中胞外聚合物成分变化的影响。结果表明:氟驯化后的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌的F-耐受能力均达到0.19 mol/L,并且都能在10 d内将98%的Fe^(2+)氧化,具有较好的活性,可用于钒页岩浸出试验;添加0.18 mol/L的KF·2H_(2)O后,耐氟混菌浸出钒页岩30 d,钒浸出率达到76.4%,相比无菌空白对照组增加22.8%;吸脱附平衡试验表明,耐氟细菌对钒页岩的吸附性能相较原菌提升19.2%;三维荧光光谱-平行因子分析法解析出4种大分子溶解性有机物,在氟胁迫下,细菌分泌更多酪氨酸类蛋白质和腐殖酸类物质,增强了细菌的矿物附着能力和提钒能力。本研究旨在为低品位钒页岩资源的可持续高效利用提供新策略。 展开更多
关键词 钒页岩 耐氟 三维荧光光谱 生物浸出
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硫酸体系银钒精矿中钒浸出过程优化及浸出动力学研究
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作者 王涵 池汝安 +4 位作者 郭文达 陈卓 徐子婷 龙洋 朱波 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期690-698,共9页
湖北宜昌白果园银钒矿是一种独特的共伴生银矿资源,含有丰富的伴生钒矿石,极具综合利用价值。为提高以硫酸为浸取剂浸取白果园银钒矿时的钒浸取率,采用单因素分析法研究硫酸浸取银钒矿浸出过程,探究酸溶浸出温度、时间、硫酸浓度以及搅... 湖北宜昌白果园银钒矿是一种独特的共伴生银矿资源,含有丰富的伴生钒矿石,极具综合利用价值。为提高以硫酸为浸取剂浸取白果园银钒矿时的钒浸取率,采用单因素分析法研究硫酸浸取银钒矿浸出过程,探究酸溶浸出温度、时间、硫酸浓度以及搅拌速度等对浮选预富集后银钒矿精矿的影响规律,获得银钒矿精矿酸浸提钒过程最优条件,同时对硫酸浸取银钒矿时浸出过程动力学进行研究。研究结果表明,通过单因素试验可获得钒元素浸出的最佳工艺条件:硫酸用量30%、浸出温度95℃、搅拌速度400 r/min、浸出时间5 h;银钒矿中钒浸出动力学研究结果表明,硫酸浸出钒过程符合未反应收缩核模型,化学反应和内扩散的混合控制是浸出反应过程速率控制步骤,钒浸出反应的表观活化能为20.31 kJ/mol,反应级数n为1.2487。研究结果有望为银钒矿高效提钒提供有益的理论依据和技术支撑,推动钒资源的高效综合利用。 展开更多
关键词 银钒矿 钒 浸出 动力学
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全钒液流电池电解液技术研究现状与趋势展望
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作者 文汉伟 叶国华 +3 位作者 王钧树 洪家兴 杨曦锐 敖鸿鹏 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期493-502,共10页
全钒液流电池作为适配大规模储能需求的关键技术,具备安全性高、稳定性优、使用寿命长、设计灵活及环境友好等核心优势,在电网调峰、新能源并网、应急供电等领域具有广阔应用前景。其中,钒电解液作为核心储能介质,占电池总成本的52%,其... 全钒液流电池作为适配大规模储能需求的关键技术,具备安全性高、稳定性优、使用寿命长、设计灵活及环境友好等核心优势,在电网调峰、新能源并网、应急供电等领域具有广阔应用前景。其中,钒电解液作为核心储能介质,占电池总成本的52%,其制备工艺、性能优化及杂质控制直接决定电池整体效能。本文系统综述了国内外钒电解液的研究进展,重点分析化学还原法、电解法、溶剂萃取法3种主流制备工艺的优劣,明确溶剂萃取法因原料来源广、纯度高、能耗低等特点具有显著发展潜力;阐述了支撑电解质优化(如硫磷混酸、HCl体系、质子离子液体等)与添加剂引入(如NaCl、Zn^(2+)、磷酸二氢钠等)在提升电解液钒浓度、热稳定性及电化学活性方面的核心作用;探讨了电解液中Al、K^(+)等杂质的影响机制及除杂技术现状,并总结失效电解液的回收再生路径。最后,结合当前技术瓶颈,从低成本绿色制备工艺开发、宽温域高浓度电解液体系构建、杂质协同作用机制研究及多工艺联合创新等方面展望未来发展趋势,为钒电解液技术的性能突破与产业化应用提供一定参考。 展开更多
关键词 全钒液流电池 钒电解液 制备工艺 性能优化 支撑电解质 储能技术 回收再生
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钒渣钠化焙烧水浸液原位制备VOSO_(4)
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作者 刘子阳 夏甫哈提·艾日肯江 +4 位作者 解一凡 代佳余 杨文涛 温婧 姜涛 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第3期539-549,共11页
以钒渣钠化焙烧水浸液为含钒原料,亚硫酸钠(Na_(2)SO_(3))为还原剂,通过还原、沉淀、酸溶和结晶工艺制备了硫酸氧钒(VOSO_(4))。系统探究了还原与沉淀条件对钒回收率的影响,并对中间产物和VOSO_(4)产品进行表征。结果表明,在还原pH为2.... 以钒渣钠化焙烧水浸液为含钒原料,亚硫酸钠(Na_(2)SO_(3))为还原剂,通过还原、沉淀、酸溶和结晶工艺制备了硫酸氧钒(VOSO_(4))。系统探究了还原与沉淀条件对钒回收率的影响,并对中间产物和VOSO_(4)产品进行表征。结果表明,在还原pH为2.5、还原温度70℃、还原时间60 min、沉淀pH为6.0、沉淀温度20℃、沉淀时间10 min、Na_(2)SO_(3)与V的质量比m(S)∶m(V)=0.5的条件下制备VOSO_(4),钒回收率达到最大值97.08%。还原沉淀中间产物VO(OH)_(2)为非晶态,酸溶结晶所得VOSO_(4)晶体由直径1~3μm的块状晶体组成。浸出液中杂质Cr离子对VOSO_(4)纯度影响较大。电化学性能测试表明,该VOSO_(4)电解液在循环稳定性和扩散速率方面表现优异,但需进一步降低杂质含量并提升稳定性。研究结果为钒资源利用提供了一种高效的新途径,同时也为钒电池电解液的开发提供了重要参考。 展开更多
关键词 钒渣 钠化焙烧 水浸液 VOSO_(4) 钒回收率 电化学性能
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