喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料研究

以FePO4.2 H2O、Li2CO3为原料,以葡萄糖为碳源和还原剂,采用喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料,研究了浆料固含量和进料速率对颗粒大小的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:喷雾干燥法合成的LiFePO4/C具有完整的橄榄石型结构,颗粒呈规整的类球状。在室温下测试了LiFePO4/C材料的充放电性能。结果表明,材料具有良好的电化学性能。750℃所得LiFePO4/C材料在0.2 C、0.5 C、1 C和3 C电流密度下的首次放电比容量分别为144.1、139.2、135.5 mAh/g和125.1mAh/g;材料循环性能良好,经10次循环后,材料的放电比容量都保持在99%以上。     

镁盐沉淀法从钨酸盐溶液除磷的热力学研究

通过计算,绘制了25℃时Mg2＋-3-4PO -＋4NH -H2O体系的热力学平衡图,并对钨酸盐溶液除磷过程进行系统的热力学研究。结果表明：当采用磷酸镁盐法除磷时,溶液中游离总镁浓度从0.01 mol/L增加到1.0 mol/L,对应的最佳理论除磷pH值从9.8降到8.8,而溶液中残留的总磷含量基本维持在4.0×10^-6 mol/L;随着溶液pH值的升高,体系中稳定存在的沉淀组分依次为 MgHPO4、Mg3（PO4）2和 Mg3（PO4）2＋Mg（OH）2。当采用磷酸铵镁法除磷时,增大溶液游离总氨浓度有利于除磷,而增大游离总镁量对除磷深度基本无影响。计算所得除磷的最佳 pH值为9-10;当游离总氨浓度为5.0 mol/L时,溶液中残留的总磷为1.4×10^-7 mol/L。以自制的钨酸铵溶液（WO350 g/L,P 13 g/L）为原料,采用磷酸铵镁盐法除磷以对理论分析进行验证。结果表明：当氯化镁的加入量为理论量的1.1时,除磷的最佳pH值为9.5,与热力学分析结果一致。     

W-Mo-H2O体系钨钼分离的热力学分析

绘制25℃时W-H2O系、Mo-H2O系以及W-Mo-H2O系中存在的物种随pH值、钨、钼浓度变化的热力学平衡图,并总结其变化规律。热力学分析表明:W-Mo-H2O系中的钨、钼在酸化过程中一般经历从单体离子到杂多酸根离子再到同多酸根离子的转变过程。在pH值为6.5-7.5的范围内,钨转变成聚合离子的程度均高于钼,表明单钨酸根离子的聚合能力强于单钼酸根离子的;而在pH值为3.0-6.5的弱酸性区间内,溶液中形成浓度较高的钨钼杂多酸根离子,这对于钨钼分离极其不利。     

钨酸铵溶液中镁离子的深度去除

基于硫磷混酸分解白钨矿新工艺,在由磷钨酸氨溶得到的钨酸铵溶液中,加入镁盐可有效去除杂质P,但除P后溶液中残余的Mg~(2+)易导致APT产品中杂质Mg含量超标。为了生产符合国标GB/T 10116—88APT-0的产品,采用D850螯合树脂来吸附钨酸铵溶液中的Mg~(2+)。室温下,向直径为15 mm的有机玻璃柱内装入不同体积的湿树脂,将WO2-4浓度为220g/L,Mg~(2+)浓度为200mg/L的溶液以1.1mL/min的流速通过树脂床层。结果表明,当钨酸铵溶液体积与湿树脂体积比小于22~25时,交后液中Mg~(2+)浓度几乎为零,溶液得到深度净化,蒸发结晶产出的APT产品完全符合国标要求。在室温下,负载Mg~(2+)树脂经过去离子水洗涤,用0.5 mol/L硫酸以6 mL/min的流速进行解吸,Mg~(2+)的解吸率能达到96.4%以上,很好地实现了树脂的再生。     

反应球磨合成尖晶石LiMn_2O_4及其电化学性能

以KMnO4、MnSO4·H2O和LiOH·H2O为原料,采用反应球磨法合成了LiMn2O4。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物的结构和表面形貌进行表征。结果表明,反应球磨后生成了LiMn2O4、Li2SO4·H2O和KLiSO4,水洗后的产物为尖晶石LiMn2O4,但结晶度不高;经800℃保温30 min后LiMn2O4晶型完整,颗粒细小,粒径分布均匀,平均粒径为500 nm左右。电化学测试结果表明,LiMn2O4在0.2、0.5、1、3 C下的首次充放电比容量分别为115.8、107.0、105.5、98.2 mA.h/g。材料循环性能良好,10次循环后容量衰减仅3.2%。     

特性Na离子吸附剂的制备及其从钨酸铵溶液深度除钠（英文）

在Na2O-Al2O3-CaO-TiO2-P2O5体系中通过控制结晶合成了多孔吸附剂Na1.6Al0.6Ti1.4(PO4)3(NATP)。XRD分析表明,合成的玻璃体会弥散结晶为NATP和Ca9Al(PO4)7两相;通过酸浸可将Ca9Al(PO4)7相溶出,从而使主相NATP中留下大量孔道。实验研究了平衡时间、溶液pH和Na+浓度对吸附剂离子交换性能的影响。吸附动力学和平衡热力学研究表明,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程和Langmuir等温方程进行描述。此外,在工业钨酸铵溶液中深度除钠的实验表明,除钠率高于97%,且循环实验表明该吸附剂具备良好的循环性能。     

钨矿物原料碱分解的理论与工艺

针对难处理白钨矿的冶炼问题,采用热球磨(机械活化)工艺,成功地实现了高钙黑钨矿乃至白钨矿的氢氧化钠分解并在国内广泛推广应用,这种工艺过去国外专家基于理论分析和工程实践认为是不可能的。针对新技术带来的理论问题,进行了详细的热力学研究,在实验测定的基础上,绘制了(CaO-)Na2O-WO3-H2O系赝三元相图。该赝三元相图不仅对机械活化碱分解白钨矿的工艺给出了合理的热力学解释,同时还说明即便在单纯的高压釜中白钨矿的碱分解过程也有良好的热力学窗口,为碱压煮分解工艺提供了理论基础,使之成为当前钨矿分解的主流工艺。此外,(CaO-)Na2O-WO3-H2O系赝三元相图从理论上还预测了更为普遍的白钨矿常压碱分解的工作窗口,即过程中保持NaOH浓度超过临界值,则甚至不必采用高温压煮的工作条件也能实现白钨矿的分解。研究中考虑到较低温度下高浓度NaOH分解矿浆具有极高黏度的特性,为解决分解过程的传质和动力学传质问题,借鉴了高分子塑料加工领域处理高黏度物料的成功经验,发明了在双螺杆挤出机中,连续分解黑、白钨精矿的"反应挤出法"碱分解工艺。     

氧化锌的碱法浸出

根据等温溶解度法所研究的25℃、75℃和100℃时Na₂O-ZnO-H₂O三元水盐体系的平衡相图,借鉴氧化铝湿法生产工艺,探讨了氧化锌在碱性体系中的溶解和析晶过程.结果表明,对100℃、Na₂O的质量分数w_Na2O<34%的平衡体系,可采用稀释分解实现氧化锌的分离,完成该碱浓度下的氧化锌循环;对100℃、Na₂O的质量分数w_Na2O>29%的平衡体系,可采用冷却降温实现锌酸钠的分离,锌酸钠稀释后易得到氧化锌,从而完成在该碱浓度范围的氧化锌循环.     

水热合成钨前驱体-碳热还原-碳化制备超细纳米级碳化钨

提出了一种以水热合成的PbWO₄为原料,然后通过碳热还原-碳化获得超细WC的方法。以PbWO₄为钨中间产品,避免了氨氮试剂的引入;采用碳还原的方式可避免水蒸气的产生,抑制了钨粉的长大。结果表明：在初始pH为7.0、反应温度为160 ℃,反应时间为4.5 h的条件下,Na₂WO₄溶液中99.9%（质量分数）以上的W以PbWO₄的形式回收。然后采用低温碳还原PbWO₄,在C:W摩尔比为5、950 ℃的条件下还原3 h,获得了W和C的混合物,该混合物中预加富余的C有助于抑制钨粉的团聚。然后将W和C混合物高温碳化,在1200 ℃下反应6 h,获得了粒径约为60 nm的WC粉末。     

湿法冶金研究趋势：基于1975—2019年《Hydrometallurgy》文献的综述（英文）

当代湿法冶金已发展一百多年,相关领域的论文越来越多。《Hydrometallurgy》是湿法冶金领域最有代表性的期刊,基于对该期刊的文献计量分析,从全局角度获得湿法冶金的研究发展趋势。首先,关键词突发性筛查结果显示,稀土、回收循环、锂、离子液体和钍是近些年的研发热点,对这些热点的经济和技术背景进行探讨。其次,生物冶金文献的比例从早期的5%快速增长到近些年的13%,且相关论文主要是生物浸出。在湿法冶金过程中直接制备材料和离子印迹技术是近些年出现的新技术。第三,新出现的仪器分析方法如X射线吸收精细结构谱、基因测序和高分辨断层扫描能促进人们对湿法冶金机理的深入理解。最后,绘制并分析世界主要研究机构的合作图谱。