材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

载银纳米TiO2抗菌竹炭的制备

齐萨仁 , 彭兵 , 柴立元 , 毛爱丽 , 王佳 , 杨志辉 , 闵小波 , 王云燕 , 万 , 斯

以工业TiOSO4为原料,分别通过水解法和胶溶法制备载银纳米TiO2抗菌竹炭.采用XRD和SEM对样品进行了表征,研究了不同载银量、煅烧温度、TiO2/C和竹炭粒径对抗菌率的影响.结果表明,水解法制备的抗菌竹炭的抗菌效果优于胶溶法制备的抗菌竹炭,控制载银量、煅烧温度、TiO2/C、竹炭粒径分别为2%、500℃、2%、200目时,水解法制备的抗菌竹炭抗菌率最佳;控制载银量、煅烧温度、TiO2/C、竹炭粒径分别为3%、500℃、3%、200目时,胶溶法制备的抗菌竹炭抗菌率最佳.

关键词: 竹炭 , 载银纳米TiO2 , 灭菌

污酸废水中铜和砷的气-液梯级硫化与分离

蒋国民 , 彭兵 , 柴立元 , 王庆伟 , 史美清 , 王云燕 , 刘恢

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60107-9

通过气-液硫化反应初步分离污酸废水中的铜和砷,并将一级铜、砷分离渣按一定比例加入污酸原液中实现溶液中铜和渣中砷的置换分离.考察反应时间、温度和H2S用量对铜、砷去除率的影响,同时考察固液比、时间和温度对铜、砷置换反应的影响.当在50℃ 时加入20 mmol/L的H2S时,在0.5 min时间内即可使铜的去除率达到80%以上,且砷的去除率约为20%.将铜、砷一级分离渣按照10%以上的固液比例加入污酸废水中,在20℃ 下10 min后由于铜、砷置换作用,废酸中铜和砷分离率达到99%以上.沉渣中主要物相为CuS,富集的铜渣中铜的质量分数为63.38%.

关键词: 污酸废水 , 铜 , 砷 , 梯级硫化 , 分离

硫酸盐化焙烧?水浸回收锌浸渣中有价金属

蒋国民 , 彭兵 , 梁彦杰 , 柴立元 , 王庆伟 , 李青竹 , 胡明

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60138-9

锌浸渣产生于传统湿法炼锌过程,它是一种危险废物同时也是一种潜在的有价固体废物.用硫酸盐化焙烧?水浸的组合工艺对锌浸渣中有价金属进行回收.首先,锌浸渣在640℃下与硫酸铁进行混合焙烧,硫酸铁/铁酸锌摩尔比为1.2,硫酸盐化焙烧时间为1 h.在此过程中,废渣中的有价金属转化为可溶的硫酸盐,而铁以氧化铁形式存在.随后,采用水浸法提取有价金属硫酸盐,渣中锌、锰、铜、镉、铁的回收率分别为92.4%、93.3%、99.3%,91.4%,1.1%.对水浸处理后的废渣进行浸出毒性检测.结果表明,上述工艺可以有效地实现锌浸渣的无害化处理,处理后各重金属浸出毒性均低于限值.

关键词: 锌浸渣 , 硫酸盐化焙烧 , 水浸 , 有价金属回收

冶炼烟气洗涤污酸废水气液硫化除锌

蒋国民 , 彭兵 , 王海棠 , 柴立元 , 王庆伟 , 王云燕 , 史美清

中国有色金属学报

采用气液硫化法对模拟含锌污酸废水进行处理，考察pH值、H2S气体分压、反应温度、反应时间、Zn2+初始浓度等条件对Zn2+去除效果的影响。在单因素实验的基础上进行五因素五水平的正交实验，并对采用该工艺处理冶炼烟气洗涤污酸废水效果进行验证。研究Zn2+硫化分离的热力学，及其气液反应动力学过程，并对锌沉渣进行分析与表征。结果表明：在最佳工艺条件为模拟溶液初始pH值3、反应时间80 min、温度35℃、H2S气体的体积分数为30%、Zn2+初始浓度100 mg/L时，Zn2+脱除率为99.54%，沉渣主要物相为ZnS，锌的质量分数达63.84%；实际污酸废水锌浓度为569和216.7 mg/L时，去除率分别达到99.79%和99.49%。

关键词: 污酸废水 , 除锌 , 气液硫化 , 热动态

高铁锌焙砂还原焙烧-碱浸工艺

彭兵 , 林冬红 , 刘恢 , 彭宁 , 陈栋 , 李燕春 , 袁莹珍

中国有色金属学报

利用还原焙烧-碱性浸出工艺处理高铁锌焙砂以解决现有炼锌工艺锌铁分离的难题,通过还原焙烧将高铁锌焙砂中铁酸锌分解为氧化锌和铁氧化物,氧化锌在碱性体系被选择性浸出,铁氧化物赋存于浸出渣中实现锌铁分离.以锌、铁浸出率为评价指标,考察还原焙烧及碱性浸出条件对锌铁分离效果的影响,并对焙烧产物及浸出渣进行XRD、SEM-EDS分析.结果表明:最佳还原焙烧条件如下,焙烧时间45 min,焙烧温度800℃,CO浓度4%(体积分数);最佳浸出条件如下,NaOH浓度240 g/L,液固比12:1,浸出温度80℃,浸出时间60 min.在最佳条件下总锌浸出率约为90%,总铁浸出率约为0.25%,SEM分析显示:浸出渣中锌铁氧化物镶嵌现象严重,这是锌浸出率不能进一步提高的原因.

关键词: 铁酸锌 , 高铁锌焙砂 , 还原焙烧 , 碱性浸出

氮掺杂TiO2光催化杀菌性能的研究

刘立强 , 齐萨仁 , 彭兵 , 刘云超 , 柴立元 , 李国良

材料导报

以廉价的TiOSO4为原料,通过水解法制备正钛酸前驱体,然后向正钛酸前驱体中加入尿素作为氮源,经煅烧制备氮掺杂纳米TiO2,采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和扫描电镜等方法对制备的样品进行了表征,研究了不同N/Ti配比、煅烧温度、TiO2浓度、细菌浓度对光催化杀菌的影响.结果表明,制备的样品均为锐钛晶型,氮掺杂使TiO2在可见光区的光吸收明显增强;煅烧温度和N/Ti配比对光催化杀菌效果影响显著;当TiO2的质量浓度为1.5g/L时杀菌效果最好;当细菌浓度低于106细胞/mL时,氮掺杂TiO2的杀菌率可达90%以上.

关键词: 氮掺杂 , TiO2 , 光催化 , 杀菌

钢包用刚玉-尖晶石透气砖的研制与应用

李远兵 , 李楠 , 彭兵 , 吴畏虎 , 李天清

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2002.02.011

研究了基质中MgO含量对以电熔刚玉、尖晶石为主要原料制成的刚玉-尖晶石透气砖(砖芯)性能的影响,并比较了刚玉-尖晶石砖与传统铬刚玉砖的性能.结果表明:刚玉-尖晶石砖热震稳定性优于铬刚玉砖,但其体积稳定性不如铬刚玉砖,生产中不易控制;工业试验表明,刚玉-尖晶石透气砖(砖芯和座砖)优于传统铬刚玉透气砖.

关键词: 刚玉-尖晶石砖 , 透气砖 , 钢包 , 铬刚玉砖

铁酸锌选择性还原的反应机理

侯栋科 , 彭兵 , 柴立元 , 彭宁 , 闫缓

中国有色金属学报

通过TG、物相分析、XPS、XRD、SEM-EDS等手段研究铁酸锌选择性还原反应机理，考察铁酸锌质量损失和分解特征、物相转变过程和产物层形貌变化以及Zn 2+与Fe2+的离子迁移行为。结果表明：反应表现为失氧过程，还原产生的Fe2+使铁酸锌分解产生ZnO，ZnO含量与Fe2+含量线性相关。Fe2+向铁酸锌内部迁移替代Zn2+， Zn2+则向外部迁移并富集于表面，促使ZnO在表面形成。铁酸锌逐步向磁铁矿转变，Fe2+的嵌入和锌的迁出使铁酸锌晶胞参数先增大后减小，还原产物为ZnO和含锌的磁铁矿。颗粒产物层中的还原产物相互夹杂，并包裹着未反应的铁酸锌。

关键词: 铁酸锌 , 选择性还原 , 相变过程 , 离子迁移

用电解锰渣制备高铁硫铝酸盐水泥熟料

雷杰 , 彭兵 , 柴立元 , 闫国孟

材料与冶金学报

以湘潭电化集团“两矿法”生产电解二氧化锰排放的电解锰渣(EMR)为原料,采用X射线荧光光谱分析(XRF)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等检测手段对其化学组成、形貌特征、物相结构及物化性质进行了分析.结果表明,电解锰渣是一种富含Si、S、Fe、Ca、Al的材料,可以用作烧制高铁硫铝酸盐水泥(FAC)熟料的原材料.分别考察了煅烧温度、保温时间、电解锰渣掺量对高铁硫铝酸盐水泥抗压强度的影响,当煅烧温度1 200℃、保温时间60 min、电解锰渣掺量25％左右时为煅烧工艺的最优条件,3d抗压强度最高可达49.8 MPa.研究结果可为电解锰渣的资源化利用提供新的途径和方向.

关键词: 电解锰渣 , 资源化 , 高铁硫铝酸盐水泥 , 熟料