前沿综述专栏

• 高熵合金材料的磁热效应研究进展

  翟小江;司晓东;

  高熵合金(High-entropy Alloys, HEAs)作为一种新型材料，以其优异的机械性能、耐腐蚀性和热稳定性，逐渐引起了科研界的广泛关注。近年来，研究者们发现，高熵合金不仅在传统材料应用中表现出色，还展现出显著的磁热效应，这为其在能源转换和储存领域的应用提供了新的可能性。本文综述了高熵合金材料的磁热效应研究进展，包括基本原理、制备方法及在不同温度下的磁热性能评估。此外，还探讨了影响高熵合金磁热效应的微观结构因素及元素配比的关键机制。通过对现有研究成果的分析，指出了当前研究中的不足之处与未来的发展方向，旨在为高熵合金在磁热领域的进一步应用奠定基础。

  2025年02期 v.39;No.223 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
  [下载次数：180 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ]

• CO₂碳化制备晶型碳酸盐技术研究进展

  阳欢;汪哲平;王灵岘;冯文静;汪秀;袁承宗;叶树峰;仉小猛;

  晶型碳酸盐具有特殊形貌和较窄的粒径分布，在油墨、电子、军事等领域有着重要应用。碳化法因其制备工艺简单、过程易于控制、成本低廉，可制备具有特定物理性质的金属化合物，成为制备晶型碳酸盐的重要工艺。概述了现有的碳化技术，按照CO_2鼓泡类型分为直接鼓泡法和微泡强化法；阐述了碳化过程的影响因素，主要影响因素有碳化温度、CO_2流速和浓度、料液浓度、添加剂、搅拌速度及pH值；最后综述了碳化法的典型应用领域，主要包括制备碳酸钙、纳米白炭黑、碱式碳酸镁及碳酸稀土等，并对碳化法制备晶型碳酸盐未来发展前景和趋势进行了展望。

  2025年02期 v.39;No.223 10-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]
  [下载次数：82 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ]

综述

• 生命周期评价在太阳能电池中的研究进展

  扈泽波;车帅;刘彦超;

  针对太阳能电池制造中的污染问题，本文引入生命周期评价(LCA)方法，旨在全面量化其环境影响。本文聚焦于LCA在太阳能电池生产中的应用，综述了国内外对多种类型太阳能电池(包括多晶硅、单晶硅及新兴钙钛矿电池等)的LCA研究成果。这些研究不仅揭示了太阳能电池生产的环境成本，也为促进绿色制造、实现可持续发展提供了科学依据。

  2025年02期 v.39;No.223 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
  [下载次数：200 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ]

• 电化学技术处理重金属废水最新研究进展

  韩岳松;刘晨阳;

  在工农业生产、矿物开采及城市化进程中会产生大量含多种不可自然降解的重金属离子的废水。此类持久有毒环境污染物若不经过任何处理而直接排放，会对包括人类在内的生物多样性造成严重威胁。重金属废水可通过多种净化分离技术进行处理，其中电化学技术作为新兴的处理手段，在重金属废水处理方面具有显著的优越性和发展潜力。基于净化废水中重金属离子的重要性和紧迫性，本文介绍了基于不同作用机理的电化学处理方法的最新进展，并深入分析了不同电化学处理方法所采用的不同电极材料处理重金属离子的研究现状，以期为重金属离子废水的处理的进一步发展提供理论参考。

  2025年02期 v.39;No.223 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1113K]
  [下载次数：179 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ]

分析研究

• 离子液体中电沉积Al- Mn合金及其耐蚀性能研究

  李浩鹏;王邺;王怡然;李庆阳;郑勇;王倩;

  铝-锰(Al-Mn)合金具有优异的塑性、焊接性和抗腐蚀能力，在钢铁的腐蚀防护中具有广阔的应用前景。本文在以1-乙基-3-甲基咪唑氯盐与氯化铝和氯化锰组成的离子液体电解液中，采用循环伏安法和计时电位法研究了Al-Mn的电沉积行为。采用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱以及X射线衍射技术对比研究了不同电流密度下制备Al-Mn沉积层的表面形貌、元素组成和晶体结构。采用开路电位曲线和动电位极化曲线评价了Al-Mn沉积层在模拟海水中的抗腐蚀能力。此外，还系统研究了不同退火温度和时间对Al-Mn沉积层形貌和耐蚀性能的影响。结果表明：随着电流密度的升高，Al-Mn沉积层经历了由非晶态向晶态的转变；非晶态的Al-Mn沉积层相较晶态的沉积层具有更好的耐蚀性能；而适当的热处理可进一步提升其抗腐蚀能力。

  2025年02期 v.39;No.223 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
  [下载次数：51 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ]

• 矿热炉水冷型和保温型烟道内颗粒沉积特性对比研究

  周康;林冬梅;刘长乐;

  通过数值模拟，研究了镍铁冶炼中矿热炉烟气回收过程中烟气颗粒沉积特性；利用Grant和Tabakoff提出的颗粒反弹模型及临界速度模型，建立颗粒沉积模型；利用RNG k-ε湍流模型，模拟了烟气流场；研究了水冷型烟道和保温型烟道颗粒沉积特性以及烟气流速对烟道颗粒沉积的影响。研究发现，水冷型烟道的沉积速率明显低于保温型烟道，采用水冷型烟道能有效减少烟道内颗粒沉积；随着烟气流速的增加，颗粒沉积速率降低，并且烟气的最佳流速为7 m/s。

  2025年02期 v.39;No.223 50-55+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
  [下载次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ]

• 矿石块度检测系统在溜井装矿环节的应用

  郭帅;

  本文针对有轨运输无人驾驶溜井自动装载环节大块多、易卡斗等工况，基于器视觉库OpenCV和YOLO(You Only Look Once)训练模型的应用设计，构建了一套能够实现矿石块度计算、矿石块度数量及时间分布统计、超大块度实时报警及查询等功能的矿石块度识别系统，实现了对溜井放矿矿石块度的检测与管理，确保了有轨运输无人驾驶工况下的放矿作业设备安全，同时减轻了人工监视劳动强度，为矿山无人化系统的实施和数字化转型提供借鉴。

  2025年02期 v.39;No.223 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K]
  [下载次数：14 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ]

• 双电极直流镍铁矿热炉熔炼特性及多物理场耦合的数值模拟

  程宗强;杨祎晗;伦晓军;侯雨欣;

  本文针对双电极直流镍铁矿热炉的熔炼过程进行数值模拟研究，旨在探究炉内多物理场的耦合规律，为优化镍铁矿热炉的生产提供理论依据。研究采用三维瞬态多物理场模型，基于有限体积法对矿热炉熔炼过程中的电场、热场以及焦耳热的分布进行了模拟。利用用户自定义函数(UDF)将电磁力和焦耳热等源项加入动量守恒方程和能量守恒方程。此外，还考虑了电弧区和熔池区的复杂物理现象，例如电热转换、电磁感应和磁场扰动。模拟结果显示，电流从电极流入，在电极与炉膛底部之间、电极与电极之间以及电极与炉膛侧壁之间形成了明显的电流路径；随着熔炼时间的增加，焦耳热在电弧附近不断积累，炉膛温度持续升高，出现明显的临近效应；熔炼40 min时，焦耳热的最大值为3.07×10~8 W/m~3,最高温度为5 182 K;到50 min时，焦耳热最大值增至3.45×10~8 W/m~3,最高温度增至5 379 K;此外，外加电压增加，电极下方逐渐形成温度较高的坩埚区，电弧区最高温度从4 853 K增至5 833 K,熔池温度峰值从1 891 K增至2 026 K,这表明增加外加电压有助于提升矿料区整体温度，从而提高熔炼效率。

  2025年02期 v.39;No.223 62-69+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1639K]
  [下载次数：38 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ]

• 大极板铅始极片制造和快速转运关键技术与应用

  杨广;彭宏道;黄剑飞;熊家志;严佳成;范志刚;

  现有企业生产使用的大极板铅始极片制造机组存在占地面积大及铅始极片二次转运易变形等缺陷，导致铅始极片入槽后阴阳极板间易发生短路。本文提出了一种全新的铅始极片制造机组布置方式和快速转运方法。铅片在水平状态完成裁切并装填导电棒压铆后，通过翻板装置将成片的铅始极片由水平翻转至竖直状态，机器人将处于竖直状态的铅始极片转运至压纹装置内，再将压纹后的始极片插入至阴阳极自动排距机的阳极板之间。通过在机器人的作业空间范围内，合理设置翻板装置、压纹装置以及阴阳极自动排距机工位的相对位置，尽可能缩短转运距离；转运过程中合理规划机器人的运行轨迹，最大限度地减少垂直板面的运动，降低了铅始极片二次转运的碰撞变形风险。工业生产实践表明，该机组布局紧凑，能够减少占地面积、节约投资成本、减少铅始极片在二次转运过程中的变形。

  2025年02期 v.39;No.223 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
  [下载次数：9 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]

• 铜阳极泥硫酸化焙烧工艺设备智能化改造

  王基福;刘培松;都韶军;石凤浜;

  铜电解精炼过程中产生的阳极泥，其中贵金属和稀散金属可被提取，具有重要的经济价值。基于某冶炼企业铜阳极泥焙烧工艺存在的问题如预处理不充分、喂料不均匀、窑尾负压波动大、窑体易变形以及射流泵内压过高等，结合EMERSON-DeltaV DCS控制系统，提出了调整浓密压滤方式、增加DCS联锁控制阳极泥浆化槽的液位、阳极泥浆化槽与给料槽间的液位联锁、增设负压延时保护、改善加热系统的燃料使用和增设射流泵传感器等措施。改造后，提高了回转窑的铜阳极泥日处理能力，改善了作业环境，降低了能源消耗，减轻了工人的劳动强度，有效降低了生产成本，延长了设备使用寿命。

  2025年02期 v.39;No.223 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 893K]
  [下载次数：28 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ]

开发应用

• 仿真技术在铜冶炼渣缓冷工艺中的应用

  古健;张琦福;张鹏飞;张凯;刘韵芝;

  在新建或改造铜冶炼渣缓冷场时，存在设备数量多、设备间配合度高、调度方案复杂且多样等挑战。传统的图纸方式可以在缓冷场区域设计不同的功能分区，做静态展示分析，但是存在调度方案呈现困难、无法统计各设备利用率和故障无法模拟等问题。本文结合某铜冶炼渣缓冷场的实际工艺条件，仿真模拟了多种不同调度方案和故障情况，经验证表明，仿真技术不但可以解决上述问题，而且实现了对调度方案的优化调整和各调度方案间的综合对比分析。仿真结果显示，该渣缓冷场采用3台起重机、4台电动平车用于作业为最优方案，为缓冷场的建设提供了数据支撑。

  2025年02期 v.39;No.223 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K]
  [下载次数：19 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ]

• 真空自耗电弧炉的弧压与熔速自动控制系统研究

  袁亨通;宋阳;孙鹏飞;王伟;

  针对真空自耗电弧炉的自动控制系统，根据炉体结构、技术规格要求以及熔炼工艺，提出了弧压控制与熔速控制结合的综合控制策略。阐述了补偿重量与熔速的计算方法，针对每种控制方法设计了程序的采样算法和思路，确保了控制系统的有效实施与精确调控。深入剖析了弧压与电流耦合现象产生的原因，并提出了解决方案。应用结果发现，熔速波动减小了约28.2%,熔速的控制效果良好，能有效减小电压波动。该控制策略的实施，对于提升真空自耗电弧炉的操作稳定性、优化熔炼过程、提高生产效率及产品质量等方面，具有重要的实践价值与理论意义。

  2025年02期 v.39;No.223 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1020K]
  [下载次数：14 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ]

• 智能电磁淘洗精选机在辽宁某铁矿短流程精选的应用及效益分析

  徐铜林;

  辽宁某铁矿选矿厂现有2个完全相同的选铁工艺流程，在该流程二磨后采用“2次磁选+2次淘洗”进行精选作业，使用磁选设备较多，选矿流程较为复杂。随着开采矿石“贫细”问题的日益突出，导致该选矿厂现有流程生产的铁精矿品位降低。为了解决上述问题，对精选流程进行改造，采用1台BKZ2000智能电磁淘洗精选机取代现有2个选铁流程的精选作业，获得了66.19%的精矿品位，比改造前提高了0.85个百分点。BKZ2000智能电磁淘洗精选机实现了该选矿厂提精的短流程化作业，可节省耗水120万t/a,可节省耗电90万kW/a,取得了较好的经济效益和环境效益。

  2025年02期 v.39;No.223 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1197K]
  [下载次数：13 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ]

• 500 kA电解槽微量元素钒对电流效率的影响

  游璞;

  本文研究了500 kA铝电解槽生产过程中微量元素钒的含量变化对电流效率的影响，旨在优化生产工艺，提升电流效率和产品质量。通过理论计算及工厂试验分析发现，钒含量的增加会显著提高电解质的电阻率，进而降低电流效率。基于此，研究结合生产实践提出了以下优化措施：(1)严格控制氧化铝原料的钒含量；(2)改进电解槽和阳极设计以降低杂质影响；(3)优化电解质成分，维持合理的钒含量水平。研究结果表明，采取上述措施可有效提升电流效率，改善铝电解生产的经济性和稳定性。

  2025年02期 v.39;No.223 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K]
  [下载次数：13 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ]

• 富氧底吹铜冶炼“三连炉”系统中杂质元素走向分析

  任焱辉;董志鹏;何黎明;李明;

  根据生产工艺状况，按照时间进度，对采用富氧底吹自热熔炼的“三连炉”系统进行为期一年的生产数据跟踪记录，通过对数据进行统计分析，探究杂质元素Pb、Zn、As、Sb、Bi和Ni的分布走向。结果表明：入炉混合料中，返回配料的铅占总铅的45.57%,主要集中在渣精矿和吹炼渣中；返回配料中的镍占总镍的36.43%,也主要集中在渣精矿和吹炼渣中；铋主要富集在熔炼锅炉灰中返回系统配料，锑主要富集在渣精矿中返回系统配料，这2种杂质元素在阳极板中的含量仅次于镍；其余杂质元素返回配料的比例不是很大。以上为后续配矿和渣选矿工艺的优化提供参考依据。

  2025年02期 v.39;No.223 109-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K]
  [下载次数：19 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]

• 《有色设备》征稿启事

  <正>《有色设备》创刊于1987年,由中国有色金属工业协会主管,中国有色工程有限公司、中国有色金属学会主办公开发行的国家级学术期刊(双月刊)。本刊是中国有色金属学会冶金设备委员会会刊,获得“CAJ-CD规范执行优秀期刊奖”“全国有色金属行业优秀期刊奖”“中国有色金属出版物奖(期刊奖)优秀奖”“第四届中国有色金属优秀期刊”等荣誉,同时是知网、万方、维普、超星等数据库收录期刊。2014年12月,正式入选国家新闻出版广电总局认定的第一批学术期刊名单。《有色设备》覆盖有色行业及相关行业应用研究领域的各个层面,包括采矿、选矿、有色金属冶炼和加工、稀有金属冶炼、设备制造、压力加工等生产实践,相关装备的科研成果、先进技术、发展方向和现场实际应用,以及交流管理方针和新经验,同时瞻望世界矿山冶金装备状况,传递全球业界设备信息为有色行业及相关学科领域服务。常设智能制造、分析研究、设计计算、开发应用、技术改造、装备维修、工程前沿、故障诊断、电气控制、新设备新技术、经验交流、聚焦碳排放、原创技术策源地等栏目。

  2025年02期 v.39;No.223 118页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K]
  [下载次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ]
下载本期数据