2023, 44(2): 1-8.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.001
摘要:
评述了近些年我国在页岩钒矿直接酸浸提钒强化与活化方面的研究进展。结果表明：助浸剂可强化与活化对页岩钒矿晶格结构的破坏作用，其中，含氟助浸剂因浸出效果好、成本低而在工业上得到广泛应用，但大量使用氟化物会加大废水处理的难度；氧化剂能将不溶的低价钒氧化为可溶的高价钒，其一般配合含氟助浸剂使用。混合酸浸出即采用含氟酸与硫酸按一定比例混合，可以达到强化与活化目的，为页岩钒矿浸出提钒提供了一条新的思路。加压浸出可以强化钒的浸出效果，但对设备要求严格，仍处于试验研究阶段。微波协助浸出、超声波协助浸出及微生物浸出作为新型浸出技术，在技术和设备发展水平上具有一定局限性。绿色高效助浸剂的研发仍将是今后的主要方向，与此同时，应不断加深对新型强化与活化浸出技术基础理论的探讨，以为后续技术与设备的革新及未来的产业化应用提供理论支撑。
评述了近些年我国在页岩钒矿直接酸浸提钒强化与活化方面的研究进展。结果表明：助浸剂可强化与活化对页岩钒矿晶格结构的破坏作用，其中，含氟助浸剂因浸出效果好、成本低而在工业上得到广泛应用，但大量使用氟化物会加大废水处理的难度；氧化剂能将不溶的低价钒氧化为可溶的高价钒，其一般配合含氟助浸剂使用。混合酸浸出即采用含氟酸与硫酸按一定比例混合，可以达到强化与活化目的，为页岩钒矿浸出提钒提供了一条新的思路。加压浸出可以强化钒的浸出效果，但对设备要求严格，仍处于试验研究阶段。微波协助浸出、超声波协助浸出及微生物浸出作为新型浸出技术，在技术和设备发展水平上具有一定局限性。绿色高效助浸剂的研发仍将是今后的主要方向，与此同时，应不断加深对新型强化与活化浸出技术基础理论的探讨，以为后续技术与设备的革新及未来的产业化应用提供理论支撑。
2023, 44(2): 48-54.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.007
摘要:
针对传统电催化剂材料导电性差、活性位点易堵塞等问题，采用高导电性和优异亲水性的二维碳化钛钒(MXene)作为催化剂负载基底，在此基础上与具有高比表面积的金属有机框架衍生的磷化钴结合制备电解水制氢阴极材料。利用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、密度泛函理论计算（DFT）和电化学测试等手段，研究了复合电极材料的晶体结构、表面形貌特征、活性位点电子结构和电化学特性。结果表明，有机配体中的碳氮元素能有效调节电极材料中活性位点的电子结构，从而改善吸脱附动力学条件；二维MXene进一步降低了电极材料电荷转移电阻，所制备的催化剂在10 mA/cm2电流密度时仅需要114 mV的过电位，且长时间工作后依然保持稳定。研究结果为制备高性能非贵金属析氢催化剂提供了参考和思路。
针对传统电催化剂材料导电性差、活性位点易堵塞等问题，采用高导电性和优异亲水性的二维碳化钛钒(MXene)作为催化剂负载基底，在此基础上与具有高比表面积的金属有机框架衍生的磷化钴结合制备电解水制氢阴极材料。利用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、密度泛函理论计算（DFT）和电化学测试等手段，研究了复合电极材料的晶体结构、表面形貌特征、活性位点电子结构和电化学特性。结果表明，有机配体中的碳氮元素能有效调节电极材料中活性位点的电子结构，从而改善吸脱附动力学条件；二维MXene进一步降低了电极材料电荷转移电阻，所制备的催化剂在10 mA/cm2电流密度时仅需要114 mV的过电位，且长时间工作后依然保持稳定。研究结果为制备高性能非贵金属析氢催化剂提供了参考和思路。
2023, 44(2): 103-110.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.015
摘要:
以含钛高炉渣的碳化产物（含钛碳化渣）为集料，以碳纤维为导电相，制备了导电水泥砂浆。测试了含钛碳化渣-碳纤维水泥砂浆在不同碳纤维含量下的抗折、抗压强度和电阻率，并与标准砂-碳纤维水泥砂浆进行了性能比较。结果显示，以含钛碳化渣替代标准砂作为集料，不仅能显著提升碳纤维水泥砂浆的抗压和抗折强度，使其满足建筑水泥砂浆的要求，还将导电水泥砂浆的渗流阈值从0.5 %降低至0.2 %。当碳纤维含量为2.0 %时，以含钛碳化渣作为集料的水泥砂浆表现出优异的性能：28 d抗压和抗折强度分别为39.9 MPa和10.2 MPa，湿润条件下电阻率为10.7 Ω·m，干燥条件下电阻率为10.9 Ω·m。该研究既为含钛高炉渣的再利用提供了一种新思路，也为导电水泥基复合材料的制备提供了新选择。
以含钛高炉渣的碳化产物（含钛碳化渣）为集料，以碳纤维为导电相，制备了导电水泥砂浆。测试了含钛碳化渣-碳纤维水泥砂浆在不同碳纤维含量下的抗折、抗压强度和电阻率，并与标准砂-碳纤维水泥砂浆进行了性能比较。结果显示，以含钛碳化渣替代标准砂作为集料，不仅能显著提升碳纤维水泥砂浆的抗压和抗折强度，使其满足建筑水泥砂浆的要求，还将导电水泥砂浆的渗流阈值从0.5 %降低至0.2 %。当碳纤维含量为2.0 %时，以含钛碳化渣作为集料的水泥砂浆表现出优异的性能：28 d抗压和抗折强度分别为39.9 MPa和10.2 MPa，湿润条件下电阻率为10.7 Ω·m，干燥条件下电阻率为10.9 Ω·m。该研究既为含钛高炉渣的再利用提供了一种新思路，也为导电水泥基复合材料的制备提供了新选择。
2023, 44(2): 132-140.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.019
摘要:
以凝固参数测定和铸坯表面温度测量结果为验证边界条件，应用ProCAST软件对960QT钢板坯连铸过程中的传热和凝固过程进行了模拟，分析了拉速、过热度对铸坯温度场、液芯长度的影响，得出在拉速为0.9 m/min，过热度为23 ℃工况下，960QT板坯的凝固终点位置距离弯月面18.43 m；在浇注温度为1535 ℃时，拉速每增加0.1 m/min，凝固末端位置向后移动2.7 m左右；在拉速为0.9 m/min时，过热度每增加10 ℃，凝固末端位置向后移动0.4 m左右。此外，对轻压下系统的压下位置和压下量进行了优化，由3个扇形段压下改为2个扇形段压下，6、7段压下量改为2.0、2.5 mm。工艺优化后，铸坯中心偏析和中心疏松得到明显改善，中心碳偏析指数由1.85降至1.09。
以凝固参数测定和铸坯表面温度测量结果为验证边界条件，应用ProCAST软件对960QT钢板坯连铸过程中的传热和凝固过程进行了模拟，分析了拉速、过热度对铸坯温度场、液芯长度的影响，得出在拉速为0.9 m/min，过热度为23 ℃工况下，960QT板坯的凝固终点位置距离弯月面18.43 m；在浇注温度为1535 ℃时，拉速每增加0.1 m/min，凝固末端位置向后移动2.7 m左右；在拉速为0.9 m/min时，过热度每增加10 ℃，凝固末端位置向后移动0.4 m左右。此外，对轻压下系统的压下位置和压下量进行了优化，由3个扇形段压下改为2个扇形段压下，6、7段压下量改为2.0、2.5 mm。工艺优化后，铸坯中心偏析和中心疏松得到明显改善，中心碳偏析指数由1.85降至1.09。
摘要：
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
摘要：
总结回顾了中国钛白粉工业2019、2020年的各项行业数据和表现，分析了当前面临的形势及发展趋势，认为高质量发展成为钛白粉行业未来发展的主旋律，钛白粉产能集中度虽有提高，但洗牌效应短期内难以呈现，这也是行业发展的一个难题，另外行业监管、氯化法钛原料问题、环保及清洁生产问题仍不容忽视。
总结回顾了中国钛白粉工业2019、2020年的各项行业数据和表现，分析了当前面临的形势及发展趋势，认为高质量发展成为钛白粉行业未来发展的主旋律，钛白粉产能集中度虽有提高，但洗牌效应短期内难以呈现，这也是行业发展的一个难题，另外行业监管、氯化法钛原料问题、环保及清洁生产问题仍不容忽视。
摘要：
某低品位钒钛磁铁矿,TiO2品位为6.15%，矿物组成复杂，为充分回收其中的钛铁矿，针对钛的赋存状态及粒级分布特点，制定了强磁磁选预抛尾、重选提质、细磨弱磁选除铁、反浮选脱硫与一粗一扫两精浮钛组合工艺流程，研究了磁感应强度、磁介质大小、脉动冲程、磨矿浓度、磨矿时间、浮选调整剂及捕收剂用量等的影响，在获得最优工艺条件的基础上，按“一段强磁抛尾—两段重选抛尾—磨矿—除铁—浮选”的工艺流程进行了闭路试验。试验获得了TiO2品位48.22%，回收率为35.19%的钛精矿。矿石中主要有用的矿物钛铁矿得到了有效的回收。
某低品位钒钛磁铁矿,TiO2品位为6.15%，矿物组成复杂，为充分回收其中的钛铁矿，针对钛的赋存状态及粒级分布特点，制定了强磁磁选预抛尾、重选提质、细磨弱磁选除铁、反浮选脱硫与一粗一扫两精浮钛组合工艺流程，研究了磁感应强度、磁介质大小、脉动冲程、磨矿浓度、磨矿时间、浮选调整剂及捕收剂用量等的影响，在获得最优工艺条件的基础上，按“一段强磁抛尾—两段重选抛尾—磨矿—除铁—浮选”的工艺流程进行了闭路试验。试验获得了TiO2品位48.22%，回收率为35.19%的钛精矿。矿石中主要有用的矿物钛铁矿得到了有效的回收。
摘要：
为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响，以1144高硫易切削钢为试验钢种，采用金相和能谱仪等手段研究了Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响。结果表明：在易切削钢铸坯中，Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变，分布更为均匀，同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升。在轧材中，使得钢中夹杂物球化，并且钢中硫化锰夹杂物的尺寸和分布也得到了较好的改善，同时，Mg处理能够有效提高易切削钢的切削加工性能。
为了探究Mg处理对易切削钢中夹杂物的影响，以1144高硫易切削钢为试验钢种，采用金相和能谱仪等手段研究了Mg处理对1144易切削钢中夹杂物的形态、尺寸分布和夹杂物成分的影响。结果表明：在易切削钢铸坯中，Mg处理使得易切削钢铸坯硫化物夹杂由Ⅱ类向Ⅲ类、Ⅰ类转变，分布更为均匀，同时使得复合硫化锰夹杂物比例提升。在轧材中，使得钢中夹杂物球化，并且钢中硫化锰夹杂物的尺寸和分布也得到了较好的改善，同时，Mg处理能够有效提高易切削钢的切削加工性能。
摘要：
在弹簧钢55SiCr成分基础上进行钒微合金化处理，获得了55SiCrV，通过淬火+回火正交试验、显微组织观察、力学性能测试和X射线衍射等手段，研究并分析了淬火+回火工艺对弹簧钢55SiCrV微观组织和力学性能的影响，结果表明：0.20%V的添加可使55SiCrV组织中存在大量弥散均匀分布的10～35 nm含钒析出相，强化效果最佳。淬火+回火处理可以改变55SiCrV的显微组织比例，其中的残余奥氏体可以降低强度和增加塑性，55SiCrV获得最佳力学性能匹配（Rm=1 815 MPa、Z=28%）的热处理工艺为900 ℃淬火+430 ℃回火，对应其残余奥氏体含量为2.3%。
在弹簧钢55SiCr成分基础上进行钒微合金化处理，获得了55SiCrV，通过淬火+回火正交试验、显微组织观察、力学性能测试和X射线衍射等手段，研究并分析了淬火+回火工艺对弹簧钢55SiCrV微观组织和力学性能的影响，结果表明：0.20%V的添加可使55SiCrV组织中存在大量弥散均匀分布的10～35 nm含钒析出相，强化效果最佳。淬火+回火处理可以改变55SiCrV的显微组织比例，其中的残余奥氏体可以降低强度和增加塑性，55SiCrV获得最佳力学性能匹配（Rm=1 815 MPa、Z=28%）的热处理工艺为900 ℃淬火+430 ℃回火，对应其残余奥氏体含量为2.3%。
摘要：
从2020年全球钒资源概况，五氧化二钒、偏钒酸铵、钒铁和钒氮合金等品种的产能、产量、需求、进出口贸易和市场价格等方面阐述和分析了钒工业的整体情况，并介绍了2020年全球钒电池领域发生的主要大事件。依据目前国内外钒行业运行态势对后市进行了展望，认为全球钒扩能态势短期内不会大改，钒产品供过于求的状态将促使价格呈现盘整回归态势。“双碳”背景下的中国市场依旧是全球钒需求的主场，钒氮合金亦将成为钒产品近中期的发展趋势，钒企间的协同创新将促进钒产业逐步呈现良性“竞合”局面。
摘要：
主要介绍先进热成形技术、脉冲电流辅助成形技术和电磁辅助成形技术的特点，及其在钛合金薄壁板材成形中应用的研究进展。热成形是钛合金塑性加工应用最为普遍的成形工艺，利用高温下钛合金塑性变形软化的特征，能够实现复杂钛合金零件的成形。脉冲电流和电磁辅助成形技术目前尚未开展大规模的产业应用，其在高强度难成形材料的成形加工方面具有潜在应用前景。
主要介绍先进热成形技术、脉冲电流辅助成形技术和电磁辅助成形技术的特点，及其在钛合金薄壁板材成形中应用的研究进展。热成形是钛合金塑性加工应用最为普遍的成形工艺，利用高温下钛合金塑性变形软化的特征，能够实现复杂钛合金零件的成形。脉冲电流和电磁辅助成形技术目前尚未开展大规模的产业应用，其在高强度难成形材料的成形加工方面具有潜在应用前景。
摘要：
随着国内各钢铁企业高炉配加经济性较高的高铝原料的增加，炉渣中Al2O3含量增加，渣铁流动性变差，给高炉冶炼带来一系列问题。以CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2五元渣系为研究对象，通过相图理论计算结合试验研究和炉渣结构分析，研究了高铝渣中不同TiO2含量（低钛：5%，中钛：15%，高钛：25%）对高铝高炉渣黏度、熔化性温度的影响，并通过炉渣结构研究解析了影响炉渣物化性能的原因。结果表明：固定碱度R2为1.25，TiO2质量分数增加至25%过程中，炉渣熔化温度先下降后增高，当TiO2质量分数为7%时，炉渣液相析出相由斜长石类的钙铝硅酸盐(Ca2Al2SiO7)转变为高熔点钛酸钙（CaTiO3），其熔点为1975 ℃，炉渣熔化温度增加；TiO2含量由低钛5%增加至高钛25%时，炉渣黏度和熔化性温度均降低。温度越高，炉渣流动性越好，渣中TiO2以[TiO6]8-八面体结构存在，可使渣中复杂硅氧网状结构解体；TiO2含量由5%增加至25%时，炉渣中复杂结构单元Si(Q2 + Q3)的含量降低，简单结构单元Si(Q0 + Q1)的含量升高，Si(Q2 + Q3)/Si (Q0 + Q1)降低，炉渣结构简单化，即炉渣中无论是在低钛、中钛、还是高钛含量，TiO2在炉渣中起炉渣修饰子作用，对降低炉渣黏度、改善炉渣流动性有积极作用，可作为高铝冶炼调控手段之一。
随着国内各钢铁企业高炉配加经济性较高的高铝原料的增加，炉渣中Al2O3含量增加，渣铁流动性变差，给高炉冶炼带来一系列问题。以CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2五元渣系为研究对象，通过相图理论计算结合试验研究和炉渣结构分析，研究了高铝渣中不同TiO2含量（低钛：5%，中钛：15%，高钛：25%）对高铝高炉渣黏度、熔化性温度的影响，并通过炉渣结构研究解析了影响炉渣物化性能的原因。结果表明：固定碱度R2为1.25，TiO2质量分数增加至25%过程中，炉渣熔化温度先下降后增高，当TiO2质量分数为7%时，炉渣液相析出相由斜长石类的钙铝硅酸盐(Ca2Al2SiO7)转变为高熔点钛酸钙（CaTiO3），其熔点为1975 ℃，炉渣熔化温度增加；TiO2含量由低钛5%增加至高钛25%时，炉渣黏度和熔化性温度均降低。温度越高，炉渣流动性越好，渣中TiO2以[TiO6]8-八面体结构存在，可使渣中复杂硅氧网状结构解体；TiO2含量由5%增加至25%时，炉渣中复杂结构单元Si(Q2 + Q3)的含量降低，简单结构单元Si(Q0 + Q1)的含量升高，Si(Q2 + Q3)/Si (Q0 + Q1)降低，炉渣结构简单化，即炉渣中无论是在低钛、中钛、还是高钛含量，TiO2在炉渣中起炉渣修饰子作用，对降低炉渣黏度、改善炉渣流动性有积极作用，可作为高铝冶炼调控手段之一。
摘要：
以煤质活性炭为原料，制备了碳酸钾（K2CO3）改性活性炭，模拟烧结烟气条件，考察了其在有SO2、CO2和O2条件下的NOx吸附效果。试验表明：0.65 mol/L K2CO3改性活性炭的NOx吸附量最高，120 ℃时NOx吸附量可达15.17 mg/g，较原样提高了20倍以上；随着吸附温度的升高，NOx饱和吸附量有所下降，稳定在13.70～13.97 mg/g；由于SO2吸附后生成稳定硫酸盐难以脱除，影响了活性炭的加热再生效果。该吸附剂适用于移动床吸附处理烧结烟气。
以煤质活性炭为原料，制备了碳酸钾（K2CO3）改性活性炭，模拟烧结烟气条件，考察了其在有SO2、CO2和O2条件下的NOx吸附效果。试验表明：0.65 mol/L K2CO3改性活性炭的NOx吸附量最高，120 ℃时NOx吸附量可达15.17 mg/g，较原样提高了20倍以上；随着吸附温度的升高，NOx饱和吸附量有所下降，稳定在13.70～13.97 mg/g；由于SO2吸附后生成稳定硫酸盐难以脱除，影响了活性炭的加热再生效果。该吸附剂适用于移动床吸附处理烧结烟气。
摘要：
分别采用NaOH、HCl浸出废SCR催化剂，碳酸钠焙烧-水浸废SCR催化剂选择性分离钛。试验表明：碳酸钠焙烧-水浸废催化剂可实现钛与钒、钨高效分离。较优工艺条件：焙烧温度850 ℃，焙烧时间3 h，碳酸钠与废催化剂质量比为1.3，浸出温度95 ℃，浸出时间1 h，搅拌速度500 r/min。V、As、W的浸出率分别为52.26%，98.24%和99.9%。采用硫酸浸出废SCR催化剂钠化焙烧渣实现高效提取钛。工艺条件：上述较优条件焙烧渣，40%硫酸，液固比4∶1，浸出温度90 ℃，浸出时间3 h，搅拌速度500 r/min。钛的浸出率为93.4%。采用自生晶种水解法制备偏钛酸，钛水解率为94.05%，偏钛酸纯度为94.07%。
分别采用NaOH、HCl浸出废SCR催化剂，碳酸钠焙烧-水浸废SCR催化剂选择性分离钛。试验表明：碳酸钠焙烧-水浸废催化剂可实现钛与钒、钨高效分离。较优工艺条件：焙烧温度850 ℃，焙烧时间3 h，碳酸钠与废催化剂质量比为1.3，浸出温度95 ℃，浸出时间1 h，搅拌速度500 r/min。V、As、W的浸出率分别为52.26%，98.24%和99.9%。采用硫酸浸出废SCR催化剂钠化焙烧渣实现高效提取钛。工艺条件：上述较优条件焙烧渣，40%硫酸，液固比4∶1，浸出温度90 ℃，浸出时间3 h，搅拌速度500 r/min。钛的浸出率为93.4%。采用自生晶种水解法制备偏钛酸，钛水解率为94.05%，偏钛酸纯度为94.07%。
摘要：
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
摘要：
从2020年全球钒资源概况，五氧化二钒、偏钒酸铵、钒铁和钒氮合金等品种的产能、产量、需求、进出口贸易和市场价格等方面阐述和分析了钒工业的整体情况，并介绍了2020年全球钒电池领域发生的主要大事件。依据目前国内外钒行业运行态势对后市进行了展望，认为全球钒扩能态势短期内不会大改，钒产品供过于求的状态将促使价格呈现盘整回归态势。“双碳”背景下的中国市场依旧是全球钒需求的主场，钒氮合金亦将成为钒产品近中期的发展趋势，钒企间的协同创新将促进钒产业逐步呈现良性“竞合”局面。
