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红土镍矿碳热还原制备负载型铁镍双金属及其活化过硫酸盐去除四环素研究
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作者 陈江安 黄金秋 +1 位作者 万志豪 余文 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第8期1430-1438,共9页
以红土镍矿和无烟煤为原料,利用碳热还原法制备硅酸盐负载铁镍双金属材料(SiO_(2)@Fe-Ni),并将其用于活化过硫酸盐(PS)去除四环素。首先利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪对SiO_(2)@Fe-Ni进行表征,结果表明,SiO_(2)@Fe-Ni中... 以红土镍矿和无烟煤为原料,利用碳热还原法制备硅酸盐负载铁镍双金属材料(SiO_(2)@Fe-Ni),并将其用于活化过硫酸盐(PS)去除四环素。首先利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪对SiO_(2)@Fe-Ni进行表征,结果表明,SiO_(2)@Fe-Ni中主要物相为铁纹石、镍纹石、石英、镁铁橄榄石等,Fe-Ni合金颗粒尺寸呈微纳米尺度(数十至数百纳米),且均匀分散在硅酸盐矿物表面。研究了反应条件对SiO_(2)@Fe-Ni/PS体系去除四环素的影响,结果表明,在溶液温度为30℃、SiO_(2)@Fe-Ni用量0.2 g/L、溶液初始pH值7.3、PS用量2 mM、四环素初始浓度为50 mg/L的条件下,60 min后四环素去除率达到68 36%。对活性自由基种类进行鉴定,并阐述其产生以及作用机理,结果表明,SiO_(2)@Fe-Ni/PS体系中硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)和羟基自由基(·OH)均存在,且·OH是主要的活性自由基;SO_(4)^(-)·的产生是通过材料表面的Fe^(2+)和Ni^(2+)活化PS得来的,·OH是通过SO_(4)^(-)·与溶液中的H_(2)O或OH^(-)反应生成的。总有机碳分析仪结果表明四环素矿化率60 24%。 展开更多
关键词 红土镍矿 还原 铁镍双金属 过硫酸盐 四环素
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碳热还原氮化法合成γ-AlON粉体的研究进展
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作者 朱丹 周佳成 +1 位作者 郑建新 戴煜 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第2期14-21,共8页
针对碳热还原氮化法合成γ-AlON粉体的研究进展进行综述,首先简要介绍了γ-AlON陶瓷材料的性质,随后重点对原材料及其混合方式和合成工艺进行综述,分析和总结各因素在碳热还原体系中对γ-AlON粉体性能的影响,最后对碳热还原氮化法合成... 针对碳热还原氮化法合成γ-AlON粉体的研究进展进行综述,首先简要介绍了γ-AlON陶瓷材料的性质,随后重点对原材料及其混合方式和合成工艺进行综述,分析和总结各因素在碳热还原体系中对γ-AlON粉体性能的影响,最后对碳热还原氮化法合成高品质γ-AlON粉体的方向进行总结和展望。 展开更多
关键词 γ-AlON 还原氮化法 原料 粉体合成工艺
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锰二次资源阳极泥高效提取工艺中碳热还原焙烧热力学分析 被引量:1
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作者 万凌云 周新锋 +8 位作者 张小慧 柯平超 周义朋 万廷勇 徐玲玲 王昊鹏 胡馨文 谢龙飞 高杰 《有色金属(冶炼部分)》 CAS 北大核心 2025年第1期50-58,65,共10页
针对某企业产生的电解金属锰阳极泥,采用碳热还原焙烧—酸浸工艺回收其中的Mn和Pb。首先利用化学分析剖析该阳极泥的化学物相及元素组成,然后采用焙烧条件试验,并借助X射线衍射表征手段以及HSC chemistry热力学分析软件,揭示锰、铅元素... 针对某企业产生的电解金属锰阳极泥,采用碳热还原焙烧—酸浸工艺回收其中的Mn和Pb。首先利用化学分析剖析该阳极泥的化学物相及元素组成,然后采用焙烧条件试验,并借助X射线衍射表征手段以及HSC chemistry热力学分析软件,揭示锰、铅元素在碳热还原焙烧过程中的相变规律,为电解锰阳极泥还原焙烧工艺优化提供理论指导。 展开更多
关键词 电解锰阳极泥 还原 力学分析 物相转变
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退役锰酸锂电池的碳热还原—酸浸回收工艺研究 被引量:1
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作者 杨志 李京伟 +4 位作者 林银河 陈晨 王大龙 鲁颖炜 汤文明 《湿法冶金》 北大核心 2025年第4期459-466,共8页
研究了采用碳热还原—酸浸联合回收工艺从退役锰酸锂电池中回收有价成分锰和锂。对锰酸锂和石墨混合粉体进行碳热还原焙烧,采用XRD、XRF、SEM、TG-DTA等技术对焙烧产品进行表征。结果表明:在650℃下焙烧180 min效果最佳,焙烧产品中锰酸... 研究了采用碳热还原—酸浸联合回收工艺从退役锰酸锂电池中回收有价成分锰和锂。对锰酸锂和石墨混合粉体进行碳热还原焙烧,采用XRD、XRF、SEM、TG-DTA等技术对焙烧产品进行表征。结果表明:在650℃下焙烧180 min效果最佳,焙烧产品中锰酸锂完全转化成一氧化锰和碳酸锂;样品粉末中碳酸锂可以通过水浸提取,碳酸锂浸出率为86.15%;利用硫酸酸浸提取锰离子,在酸浸浓度3.5 mol/L、酸浸温度60℃、酸浸时间3 h、液固体积质量比8/1的条件下,锰离子浸出率最高为88%。该方法可以实现从正极材料中同步高效回收锰和锂的目的,具有一定推广应用价值。 展开更多
关键词 废锰酸锂电池 还原 浸出 回收
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硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物研究进展
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作者 彭杰 刘江昊 张海军 《耐火材料》 北大核心 2025年第2期170-176,共7页
硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物具有成本低、效率高且可以合成高纯度目标产物的优势。从硼热/碳热还原法的原理出发,综述了近年来硼热/碳热还原法制备ZrB_(2)、HfB_(2)、WB_(2)和高熵二硼化物粉体的研究现状,总结了过渡金属二硼... 硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物具有成本低、效率高且可以合成高纯度目标产物的优势。从硼热/碳热还原法的原理出发,综述了近年来硼热/碳热还原法制备ZrB_(2)、HfB_(2)、WB_(2)和高熵二硼化物粉体的研究现状,总结了过渡金属二硼化物结构陶瓷的研究进展及存在的问题,并对硼热/碳热还原法制备过渡金属二硼化物粉体及二硼化物结构陶瓷未来的发展进行展望。 展开更多
关键词 过渡金属二硼化物 /还原 ZrB_(2) HfB_(2) 高熵二硼化物 结构陶瓷
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碳热还原法增强废旧锂离子电池中有价金属的浸出效果 被引量:1
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作者 黄魁 江雨鑫 +4 位作者 黄嘉妮 魏琳 李梓玮 蓝红艳 韦晓丹 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第1期61-68,共8页
本文以废旧锂离子正极材料为研究对象,采用碳热还原-浸出的方法提取其中有价金属,从金属价态变化、浸出活化能、浸出率等方面进行分析。结果表明,最佳焙烧条件为焙烧温度650℃、焙烧时间2.0 h、碳添加量10 wt%;最佳浸出条件为3 mol/L H_... 本文以废旧锂离子正极材料为研究对象,采用碳热还原-浸出的方法提取其中有价金属,从金属价态变化、浸出活化能、浸出率等方面进行分析。结果表明,最佳焙烧条件为焙烧温度650℃、焙烧时间2.0 h、碳添加量10 wt%;最佳浸出条件为3 mol/L H_(2)SO_(4)、浸出温度60℃、固液比100 g/L、反应时间90 min,此时Li、Ni、Co、Mn的浸出率最高分别可达93.10%、98.91%、99.34%、99.26%。采用未反应收缩核模型对浸出动力学数据进行拟合,Ni、Co、Mn的活化能分别为40.09 kJ/mol、41.04 kJ/mol、14.30 kJ/mol。相较于传统酸浸方法,碳热还原可增强Ni、Co、Mn的浸出,浸出率均有大幅增加,浸出活化能更低,更易于废旧锂离子电池中有价金属的浸出。 展开更多
关键词 废旧锂离子电池 还原 硫酸 浸出 动力学
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不锈钢粉尘和铜渣协同碳热还原制备Fe-Cr-Ni-Cu合金
7
作者 么洪达 王楠 陈晓庆 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第4期370-378,共9页
为实现不锈钢粉尘和铜渣中金属资源的高效利用,提出了碳热法还原金属氧化物制备Fe-Cr-Ni-Cu合金的新工艺.利用高温实验,探究了配碳量[n(C)/n(O)]、还原时间、还原温度对金属收得率以及金属相成分的影响,获得了有利于提高金属收得率的最... 为实现不锈钢粉尘和铜渣中金属资源的高效利用,提出了碳热法还原金属氧化物制备Fe-Cr-Ni-Cu合金的新工艺.利用高温实验,探究了配碳量[n(C)/n(O)]、还原时间、还原温度对金属收得率以及金属相成分的影响,获得了有利于提高金属收得率的最佳工艺参数,同时,对金属相生长机理、不锈钢粉尘和铜渣协同碳热还原机理进行了分析.结果表明:在配碳量为1.00,还原时间为20 min,还原温度为1 500℃的工艺参数下,金属收得率较高,Fe, Cr, Ni, Cu的收得率分别为96.34%,91.04%,96.81%和96.46%,还原后形成的合金中Fe, Cr, Ni, Cu的质量分数分别为73.98%,19.55%,3.78%和1.36%.随着还原时间的增加,微细的金属相颗粒不断聚集,形成大尺寸颗粒;金属相颗粒生长指数n=1,生长速率常数K=1.23μm/min. 展开更多
关键词 不锈钢粉尘 铜渣 协同还原 Fe-Cr-Ni-Cu合金 金属收得率
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碳热还原氮化法制备Ti(C,N)固溶体粉末研究现状与进展
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作者 任少杰 董定乾 +3 位作者 陈力发 颜招强 陈鑫辉 丁浩然 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第2期94-99,108,共7页
Ti(C,N)基金属陶瓷因其资源丰富、成本低廉及物理化学性能优异,成为替代传统WC基金属陶瓷的理想材料,但其断裂强度和韧性不足,限制了高速切削应用。本文综述了碳热还原氮化法制备Ti(C,N)固溶体粉末的反应机理及关键工艺参数的影响,分析... Ti(C,N)基金属陶瓷因其资源丰富、成本低廉及物理化学性能优异,成为替代传统WC基金属陶瓷的理想材料,但其断裂强度和韧性不足,限制了高速切削应用。本文综述了碳热还原氮化法制备Ti(C,N)固溶体粉末的反应机理及关键工艺参数的影响,分析了当前Ti(C,N)粉末制备方法的不足,并对未来研究方向进行了展望。碳热还原氮化法制备Ti(C,N)粉末的反应过程分为三个阶段:TiO_(2)与C发生固-固反应生成Ti_(3)O_(5)中间相;Ti_(3)O_(5)中间相与N_(2)和CO发生气-固反应生成Ti(C_(x),N_(y),O_(z));Ti(C_(x),N_(y),O_(z))中的C、N、O原子发生置换反应获得Ti(C,N)粉末。提高反应温度、延长反应时间有利于提高Ti(C,N)粉末的C含量但会增大其晶粒,而小粒径碳源和优化的氮气流速可提升Ti(C,N)粉末纯度与性能。尽管碳热还原氮化法制备Ti(C,N)因成本低、易工业化被视为主流技术,但仍面临产品纯度不高、晶粒粗大等挑战。未来研究需聚焦于开发高效经济的制备工艺、精确调控Ti(C,N)固溶体粉末粒度及减少团聚,以便推动Ti(C,N)基金属陶瓷的工业应用。 展开更多
关键词 Ti(C N) 金属陶瓷 还原氮化法 固溶体 粒度 纯度
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碳热还原氮化法制备UN粉末机理研究
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作者 吴学志 郭骁 +2 位作者 李石泉 何晓军 贺新福 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期1-4,共4页
氮化铀(Uranium nitride)燃料具有金属铀密度高、热导率高、热膨胀系数低及与液态金属相容性好等优点,是未来先进反应堆设计选用燃料之一。高相纯度、高活性UN粉末是制备高密度UN芯块的前提。采用碳热还原氮化法制备UN粉末,研究了工艺... 氮化铀(Uranium nitride)燃料具有金属铀密度高、热导率高、热膨胀系数低及与液态金属相容性好等优点,是未来先进反应堆设计选用燃料之一。高相纯度、高活性UN粉末是制备高密度UN芯块的前提。采用碳热还原氮化法制备UN粉末,研究了工艺参数对UN粉末反应动力学、相结构、晶格常数及氮铀比的作用机制和影响规律。结果表明:UN粉末相结构与原料C/UO_(2)物质的量比及合成温度有关,当原料C/UO_(2)物质的量比为2.7、合成气氛为N_(2)-5%H_(2)(0.1~0.15 MPa)、合成温度为1700℃时,可制备得到高相纯度UN粉末;中间反应产物U_(2)N_(3)在1200℃以下、真空环境、大于2 h可分解为UN粉末;UN晶格常数与粉末中相成分有关,当N/U比接近1时,其晶格常数为0.48882 nm;合成的UN粉末经转速600 r/min、球磨时间4 h、球料比5∶1的工艺参数球磨,可制备得到粒度为0.96μm的UN细粉末。 展开更多
关键词 还原 氮化铀 燃料 氮铀比 晶格常数
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高品级氮化铝粉体及其碳热还原氮化工艺研究进展 被引量:2
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作者 秦运璞 张智睿 +15 位作者 赵勇智 王永 刘鸾 张一铭 徐海峰 吉晓霞 张泽鹏 王月隆 何庆 鲁慧峰 张德印 吴昊阳 浦恩祥 贾宝瑞 曲选辉 秦明礼 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期215-225,共11页
氮化铝(AlN)具有高导热、绝缘、低膨胀、无磁等优异性能,是半导体、电真空等领域高端装备的关键材料,特别是在航空航天、轨道交通、新能源装备、高功率LED、5G通讯、电力传输、工业控制等领域功率器件中具有不可取代的作用。高品级粉体... 氮化铝(AlN)具有高导热、绝缘、低膨胀、无磁等优异性能,是半导体、电真空等领域高端装备的关键材料,特别是在航空航天、轨道交通、新能源装备、高功率LED、5G通讯、电力传输、工业控制等领域功率器件中具有不可取代的作用。高品级粉体是制备高性能陶瓷的基础,氮化铝粉体的性质直接影响了后续成形、烧结等工艺以及材料的组织和性能。碳热还原氮化法制备氮化铝粉体具有纯度高、粒度细和烧结性好等特点,本文综述了氮化铝粉末的评价指标以及碳热还原氮化法制备氮化铝粉末的研究进展,提出未来研究与产业化的方向与趋势。 展开更多
关键词 氮化铝 还原氮化法 粉体制备 粉末指标
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硼/碳热还原结合热压烧结原位制备ZrB_(2)陶瓷及其性能研究
11
作者 刘苗伟 贾全利 +4 位作者 彭西高 张小会 张子英 王海梅 王佳 《耐火材料》 CAS 北大核心 2024年第5期381-386,共6页
为降低制备成本,提高ZrB_(2)陶瓷的性能,以ZrO_(2)、B_(4)C、炭黑为原料,按n(ZrO_(2))∶n(B_(4)C)∶n(C)分别为2∶1∶3、2∶1.1∶3、2∶1.2∶3、2∶1.3∶3配料,采用硼/碳热还原结合热压烧结法原位制备了ZrB_(2)陶瓷。利用反应热力学计... 为降低制备成本,提高ZrB_(2)陶瓷的性能,以ZrO_(2)、B_(4)C、炭黑为原料,按n(ZrO_(2))∶n(B_(4)C)∶n(C)分别为2∶1∶3、2∶1.1∶3、2∶1.2∶3、2∶1.3∶3配料,采用硼/碳热还原结合热压烧结法原位制备了ZrB_(2)陶瓷。利用反应热力学计算了不同CO分压(10^(5)、10^(2)、1和10^(-2)Pa)下ZrO_(2)-B_(4)C-C体系中各反应发生的概率和起始反应温度。研究了原料配比和热处理温度(1800、1850、1900和1950℃)对ZrB_(2)陶瓷试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)低CO分压显著降低该体系中各反应的起始温度;2)随B_(4)C加入量的增加,ZrB_(2)相含量增多,当n(ZrO_(2))∶n(B_(4)C)∶n(C)=2∶1.2∶3时,制备出氧含量仅为0.333%(w)的ZrB_(2)粉(以B_(2)O_(3)和ZrO_(2)的形式存在);3)随热处理温度的升高,试样的致密度和硬度逐渐增大,弯曲强度和断裂韧性呈先上升后下降的趋势。当热处理温度为1900℃时,试样的综合性能最佳,其相对密度、断裂韧性、弯曲强度和硬度分别为91.75%、4.87 MPa·m^(1/2)、525 MPa、18.6 GPa。 展开更多
关键词 硼/还原 压烧结 ZrB_(2) 力学性能
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焚烧飞灰中六价铬化合物碳热还原脱毒
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作者 赵国栋 熊卓 +1 位作者 赵永椿 张军营 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3730-3741,共12页
碳热还原是垃圾焚烧飞灰中六价铬化合物还原脱毒的有效手段,但碳热还原条件和飞灰的组分变化会影响铬的形态转化。使用竹炭(bamboo charcoal,BC)和粉末活性炭(powered active carbon,PAC)与Na_(2)CrO_(4)反应探索碳热还原中Cr(Ⅵ)形态... 碳热还原是垃圾焚烧飞灰中六价铬化合物还原脱毒的有效手段,但碳热还原条件和飞灰的组分变化会影响铬的形态转化。使用竹炭(bamboo charcoal,BC)和粉末活性炭(powered active carbon,PAC)与Na_(2)CrO_(4)反应探索碳热还原中Cr(Ⅵ)形态转化的过程,并分析碳热反应中4种氧化物对Cr(Ⅵ)形态转化的影响。实验结果表明,1000℃以下Na_(2)CrO_(4)被还原为NaCrO_(2),高于1000℃则转化为Cr_(3)C_(2)。氧化物存在时,高于1000℃后Fe_(2)O_(3)与被BC还原的铬反应生成FeCr_(2)O_(4),在CaO含量高时转化为CaCr_(2)O_(4);若添加过量BC则仍以Cr_(3)C_(2)为主。在喷钙的飞灰中,CaO与被还原的Cr反应生成CaCr_(2)O_(4);若添加过量的BC,Cr(Ⅵ)则被还原为Cr_(3)C_(2)。 展开更多
关键词 Cr(Ⅵ)还原 还原 氧化物 飞灰 力学
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真空碳热还原温度对电炉钢渣自粉化的影响
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作者 罗万平 雷玉办 +6 位作者 郑玉龙 黄润 龙显泽 杨明杰 顾建超 高美琳 阎鑫宇 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期428-435,共8页
为解决电炉钢渣易磨性差,文章采用理论计算结合真空碳热还原的方法对电炉钢渣进行还原研究。通过理论计算确定电炉钢渣中各组分随还原温度升高时的变化情况,从而设定真空碳热还原实验的还原温度区间。实验结果表明,随着还原温度的不断... 为解决电炉钢渣易磨性差,文章采用理论计算结合真空碳热还原的方法对电炉钢渣进行还原研究。通过理论计算确定电炉钢渣中各组分随还原温度升高时的变化情况,从而设定真空碳热还原实验的还原温度区间。实验结果表明,随着还原温度的不断升高电炉钢渣自粉化效果呈现出一个先上升后下降的趋势,同时Fe不断被还原出来并表现出明显的聚集效果有利于后续的分离回收。最佳还原条件为:配碳量16%,碱度R=1,保温60 min,1450℃下电炉钢渣的自粉化率达到93.8%,试样中粒径小于89.2μm颗粒占比高达90%。相较于传统电炉钢渣自粉化研究,在常压空气气氛下,还原温度高达1600℃时,电炉钢渣自粉化率仅达到49.97%,真空碳热还原具有粉化率高还原温度低的明显优势。 展开更多
关键词 电炉钢渣 真空还原 力学 粒度 自粉化
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废锂离子电池碳热还原优先提锂工艺优化 被引量:3
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作者 周铭贤 叶小舟 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2174-2182,共9页
对废旧三元锂离子电池正极材料采用碳热还原-通二氧化碳水浸的工艺进行优先提锂。本文采用单一变量法探究焙烧过程中焙烧温度、焙烧时长、有效加碳量及水浸过程中水浸时长、水浸固液比、二氧化碳流量、逆流水洗级数等参数改变带来的金... 对废旧三元锂离子电池正极材料采用碳热还原-通二氧化碳水浸的工艺进行优先提锂。本文采用单一变量法探究焙烧过程中焙烧温度、焙烧时长、有效加碳量及水浸过程中水浸时长、水浸固液比、二氧化碳流量、逆流水洗级数等参数改变带来的金属元素浸出率的影响。在焙烧温度700℃、焙烧时长120min、有效加碳量(75.56%含碳量的炭粉)为14%(质量分数)、液固比10mL/g、水浸时长180min、二氧化碳通入量100mL/min、三级逆流水洗的最佳条件下,可以达到锂的浸出率为96.31%,钴、镍、锰金属的浸出率均低于0.1%。同时考察了该工艺对于不同型号的废三元锂离子电池回收的适用性,发现提锂效果均在90%以上,具有良好的原料适应性。此外,通过X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜探究碳热还原前后的物相变化。 展开更多
关键词 废旧三元锂离子电池 还原 优先提锂 浸出率
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废旧锂离子电池真空碳热还原挥发提锂 被引量:2
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作者 张婷婷 蒋搏涛 +3 位作者 田野 范文刚 史思敏 查伊健 《有色金属(冶炼部分)》 CAS 北大核心 2024年第5期39-45,共7页
从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧... 从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧锂离子电池的石墨负极为还原剂,将三元锂离子电池中的Li_(2)O转化为Li蒸气,挥发并冷凝回收。结果显示:在真空度28 Pa、1200℃保温4 h的优化条件下,锂挥发回收率可达到99.76%。本研究对于废旧锂离子电池真空提锂新技术的开发具有指导作用。 展开更多
关键词 废旧锂离子电池 真空提锂 还原
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硼酸碳热还原-渗硅反应烧结制备碳化硼陶瓷复合材料 被引量:1
16
作者 郑雅雯 张翠萍 +2 位作者 张瑞杰 夏乾 茹红强 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期707-714,共8页
碳化硼性能优良,应用广泛,但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题,本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料,无需进行破碎提纯,通过渗硅反应烧结制备碳化硼复合材料,所得材料性能与以市售碳化硼粉... 碳化硼性能优良,应用广泛,但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题,本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料,无需进行破碎提纯,通过渗硅反应烧结制备碳化硼复合材料,所得材料性能与以市售碳化硼粉体为原料制备的材料性能相当,有效降低了其制备成本。主要研究了原料碳硼摩尔比对合成粉体以及碳化硼复合材料物相、显微组织和性能的影响,并探讨了碳化硼陶瓷复合材料的强韧化机理。结果表明:随着碳硼摩尔比增加,合成粉体中碳化硼粉体的碳硼原子比增加,且合成粉体中游离C含量增加;当碳硼摩尔比为2.01时,游离C包覆在碳化硼粉体颗粒表面。复合材料相组成均为B_(12)(C,Si,B)_(3)、SiC和Si,随着碳硼摩尔比的增加,复合材料中碳化硼和游离Si含量降低,SiC含量、大尺寸SiC区域的尺寸、大尺寸SiC区域和纳米SiC颗粒的数量均增加。大尺寸SiC区域的产生会降低材料的强度和韧性,而SiC纳米颗粒的形成有利于提高材料的强度和韧性。当碳硼摩尔比为1.35时,复合材料的抗弯强度和断裂韧性最高,分别为338 MPa和4.06 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 化硼 还原 渗硅反应烧结 硼摩尔比 显微组织
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铁酸锌钙化碳热还原的热力学行为
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作者 祁德兴 余水 +3 位作者 郭秋月 文应江 邱家用 毛瑞 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期505-512,共8页
通过热力学计算和实验相结合,分析了含锌电炉粉尘中铁酸锌钙化碳热还原过程热力学行为,讨论还原温度和碳氧摩尔比对铁酸锌钙化碳热还原行为的影响。结果表明,与传统碳热还原相比,ZnFe_(2)O_(4)钙化碳热还原可在较低温度生成ZnO,并可在11... 通过热力学计算和实验相结合,分析了含锌电炉粉尘中铁酸锌钙化碳热还原过程热力学行为,讨论还原温度和碳氧摩尔比对铁酸锌钙化碳热还原行为的影响。结果表明,与传统碳热还原相比,ZnFe_(2)O_(4)钙化碳热还原可在较低温度生成ZnO,并可在1100 K直接由ZnFe_(2)O_(4)得到部分单质Zn。当温度高于1221 K时,ZnFe_(2)O_(4)钙化还原出的单质Zn以及由ZnO还原的Zn均以锌蒸气形式挥发,并随着配碳量及温度的升高还原挥发增强。钙化碳热还原不仅降低ZnFe_(2)O_(4)消失的温度,而且降低其还原产出金属铁和锌的温度和碳耗。CaO可重构物相从而明显降低铁酸锌反应产出ZnO、Zn和Fe的温度点,使得ZnFe_(2)O_(4)提前反应完全。当温度为1270 K,碳氧摩尔比n(C)/n(O)=0.7时,ZnFe_(2)O_(4)中锌铁还原与分离效果较好,此时Zn以蒸气形式挥发,Fe以金属单质形式被还原出来。 展开更多
关键词 铁酸锌 钙化还原 力学 还原 还原
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三氧化二铋碳热还原反应的动力学
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作者 张鑫阳 邢鹏飞 +2 位作者 庄艳歆 都兴红 王帅 《有色金属(冶炼部分)》 CAS 北大核心 2024年第1期33-40,共8页
由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳... 由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳质还原剂对铋氧化物(三氧化二铋)碳热还原的影响。结果表明,石油焦相较于石墨活性更高,石油焦作还原剂具有更好的还原性能。对不同温度下三氧化二铋还原熔炼产物进行了物相分析,其还原反应产物物相转变顺序为:Bi_(2)O_(3)→Bi_(2)O_(2.5)→Bi。通过热重分析法研究了不同升温速率下三氧化二铋碳热还原反应动力学,应用等转化率法、Kissinger法和Satava-Sesták法进行动力学分析,得到三氧化二铋碳热还原反应平均表观活化能E_(0)=142.41 kJ/mol,指前因子A_(0)=2.96×10^(9) s^(-1);反应机理属于相边界反应,对应的动力学方程微分形式为3(1—α)^(2/3)。 展开更多
关键词 三氧化二铋 还原 动力学 活化能
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冶金渣耦合改质及其金属资源碳热还原提取
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作者 石硕 王楠 +1 位作者 曹博文 黄涛 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2024年第3期292-300,共9页
为实现冶金渣中有价金属的高效回收,提出了一种转炉渣与铜渣耦合改质的新工艺.利用高温实验研究了转炉渣与铜渣的耦合改质及碳热还原过程中物相重构规律和元素分离特征,并考察了碱度[w(CaO)/w(SiO_(2) )]、还原温度及碳氧摩尔比[n(C)/n(... 为实现冶金渣中有价金属的高效回收,提出了一种转炉渣与铜渣耦合改质的新工艺.利用高温实验研究了转炉渣与铜渣的耦合改质及碳热还原过程中物相重构规律和元素分离特征,并考察了碱度[w(CaO)/w(SiO_(2) )]、还原温度及碳氧摩尔比[n(C)/n(O)]对金属回收率的影响.结果表明:转炉渣与铜渣的交互作用提高了改质渣中铁氧化物的活度;在碱度为1.25、还原温度为1550℃、碳氧摩尔比为1.2的最佳工艺条件下,可回收得到Fe,Cu,P,Mn质量分数分别为93.19%,3.81%,0.12%,0.10%的合金. 展开更多
关键词 耦合改质 转炉渣 铜渣 有价金属回收 还原
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二氧化锗碳热还原制备金属锗的热力学分析与实验研究
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作者 郭誉 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期28-33,共6页
对二氧化锗直接碳热还原制备金属锗进行了热力学计算和模拟,并开展了验证实验,以探索金属锗短流程制备的可行性。首先,对GeO_(2)-C和GeO_(2)-C-O_(2)体系各反应的标准吉布斯自由能变进行计算;其次,对这两个体系的多相同时平衡进行模拟;... 对二氧化锗直接碳热还原制备金属锗进行了热力学计算和模拟,并开展了验证实验,以探索金属锗短流程制备的可行性。首先,对GeO_(2)-C和GeO_(2)-C-O_(2)体系各反应的标准吉布斯自由能变进行计算;其次,对这两个体系的多相同时平衡进行模拟;最后,以纯二氧化锗和碳粉为原料在惰性气氛、900℃下进行还原实验。结果表明:在惰性气氛下,升高温度有利于GeO_(2)碳还原生成GeO和Ge;碳量越多,Ge生成量越大。在氧气气氛下,GeO_(2)的碳热还原产物有GeO和Ge,但氧气优先与碳反应生成CO_(2),不利于GeO_(2)还原过程的控制。还原实验产物为纯金属锗,直收率达到87.56%,证实了二氧化锗直接碳热还原制备金属锗的可行性。 展开更多
关键词 金属锗 二氧化锗 直接还原 力学计算 反应平衡模拟 实验研究
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