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红土型镍矿项目? 红土型镍矿项目的经济性探讨 目前 , 由于世界经济的复苏及 不锈钢 行业的巨大需求 , 全球对金属镍的需求不断增加 , 进而导致镍的 价格持续上涨。 2005 年 5 月 ,lme 的镍价格创出 16 年来的最高记录 , 达到了 17910 美 元 /t 。镍的生产投资也随之异常活跃。在这种情况下 , 如何把握好开发红土镍矿的经济性已显得 十分重要。为此 , 特围绕几种主要的红土镍矿工艺展开一些深入探讨。红土型镍矿的开发 developmentof laterite mine 以新喀里多尼亚红土矿开发为标志 , 从红土矿中生产金属镍已有 100 年的历史。由于红土 矿品位较低 , 很难通过选矿获得较高品位 (6% 以上 ) 的镍精矿 ; 同时 , 需要大规模开发 , 投资比 较大。因此 , 以开发加拿大萨德伯里硫化矿为契机 , 人们将更多的注意力转移到开发硫化镍矿上。 目前 , 硫化镍矿资源储量只占全球镍资源储量的 40%, 却提供了全部镍金属产量的 60% 。然而 , 世界硫化镍矿的资源量有限 , 且大部分都已被开发。在这种情况下 , 人们又开始重新关注对红土 镍矿的开发。目前 , 全球范围内还有许多未被开发利用的红土矿资源。在 20 世纪 50 年代 , 从红 土矿中提取镍金属仅占世界镍产量的 10%; 而到 2005 年 , 该比例则达到 45%, 约 51 万 t 。预计到 2012 年 , 该比例将增长到 51% 。目前 , 中国各有色金属企业正积极在全球范围内开 发红土矿资源。现中国有色矿业集团在开展缅甸达贡山镍矿的可研工作 ( 该矿的镍平均品位为 2% , 约含镍金属量 70 万 t); 中国冶金建设集团同吉林镍业公司合作在开发位于巴布亚新几内亚的 瑞木镍矿 ( 该矿的镍平均品位约 1%, 预计总投资为 6.7 亿美元 ); 中国金宝矿业公司则与缅甸矿业部所属公司签署了缅甸莫苇塘镍矿的合作勘探及可行性研究协议。火法冶炼项目的经济性 economicanalysis of smelting process project 红土矿的冶炼工艺一般分为火法和湿法两种 , 火法冶炼工艺包括 : 干燥、焙烧 / 还原 、冶炼、精炼等工序。一般来讲 , 只有年产 3 万 t 金属镍 , 且拥有 80 万 t 资源量和 20 年寿命期 的项目才是经济的。当能耗较低时 , 经济规模的火法冶炼项目需要镍矿石的边界品位至少达到 1. 7%; 能耗较高时 , 则需要镍矿石的边界品位至少达到 2.1% 。火法冶炼工艺更适合处理腐植土 型镍矿 , 因为腐植土型镍矿含有较低的钴和铁 ,ni/co 比一般为 40, 最终产品多为镍铁或冰 镍 , 同时在冶炼过程中不回收金属钴。火法冶炼工艺需要消耗大量的能源 , 因为在冶炼过程中 , 镍 矿石需要被干燥 , 除去所含潮气和结晶水 , 同时 , 干燥后的镍矿石还需要进一步加温到 1400 ℃ 形成镍锍。镍的火法冶炼项目经济性主要取决于 : 矿石品位、生产规模、能源成本、现有基础设施 等因素。一般来讲 , 新建项目每磅投资大约在 12-15 美元之间。 1 、矿石品位镍精矿品位对项 目的经济性影响最大。一般来讲 , 火法冶炼工艺所需要的矿石品位在 1.7-2.5% 之间。同时 , 大多数火法冶炼项目产出的是镍铁 , 无法回收钴。 2 、生产规模生产规模对项目的资金投入影响 较大 , 合理的规模为 3 万 t/a 镍金属。当然 , 工厂规模越大 , 分摊到单位镍产品上的成本就越小 。 3 、能源成本电力成本是影响项目经济性的重要因素之一 , 采用火法冶炼工艺每千吨镍产品需消 耗电力约 3-4mw/a( 取决于给料品位和工艺流程 ) 。如果不需要自建电厂 , 还可进一步降低 成本。当然 , 随着镍的产品价格不断上涨 , 电力供应商可能会直接或间接抬高电价 , 影响项目运营 成本。根据以往经验 , 如果电价超过 5 美分 / 磅 , 那么项目从经济角度说就是不可行的。另外 , 能 源成本还包括燃料及还原剂成本 , 如重油、 69 煤、焦炭等的购入费用 , 进行经济比较均须将其考 虑在内。 4 、基础设施如果有现成的基础设施可利用 , 如码头、铁路、公路、电力设施等 , 那么项 目的年成本还可降低 4 美分 / 磅。通过购买矿石进行冶炼的项目 , 一般来讲经济性都很差。如日本三家仍在运营的镍冶炼厂 (hyuga,pamco,nipponyakm), 合计产能为 8.3 万 t/a, 但实际产能只有 5-7.5 万 t/a(1990 年 -20 05 年期间 ) 。这些镍企业经济性较差的主要原因是从新喀里多尼亚、印度尼西亚及菲律宾进口镍 矿石受到限制 , 供给不足 , 而且镍价格还在随着市场变化而攀升。总之 , 火法冶炼项目要想开发成 功 , 至少应该具备以下一个或多个优势 1) 能够获得高品位的镍矿石 ;(2) 项目拥有低成本 的水力发电站 , 或可以获得较低成本的能源 ;(3) 项目所在地有可供利用的基础设施 , 且靠近港 湾、码头 ;(4) 最好为扩建项目。这些优势对项目的成败来讲至关重要。如 20 世纪 70 年代的 石油危机 , 曾导致世界经济萧条 , 镍价格走低 , 冶炼成本上升 , 许多镍项目因此而出现危机、甚至 倒闭。这期间 , 仅有两个项目由于低成本的运营而免遭亏损和倒闭命运 , 一个是 p.t.inco 公司的 sorowako 项目 , 原因是使用了低成本的水电 ; 另一个是 bhp-billion 公司的 cerromatoso 项目 , 其得益于使用了高品位的镍矿石。 hpal 工艺项目的经济性 economic analysis of hpal process project 湿法冶炼主要有 hpal 工艺和氨浸工艺两种。 hpal 工艺是高压酸浸的英文缩写 , 主要包括高压浸出、中和、沉淀、精炼等环节。最先应用该工艺的是古巴 1959 年建设的 mo a 湾项目。 hpal 工艺项目的经济性主要取决于 : 矿石品位、生产规模、转化成本 , 试剂成本 ( 硫酸、石灰石、 sx 试剂 ) 等因素。一般来讲 , 年产 3 万 t 镍 , 矿石品位为 1.4% 的新建 hpa l 项目每磅投资大约在 12-18 美元之间 , 每千吨镍大约消耗电力 0.6-1mw/a 。 hpa l 工艺较火法冶炼工艺有一定优势。首先 , 该工艺能够处理火法冶炼工艺无法处理的矿石 , 如褐铁 矿、绿脱石等 ; 其次 , 该工艺不需要干燥、焙烧和冶炼 , 因此能源消耗较低 ; 再次 , 该工艺能够回 硫化物沉淀法从氧化镍矿酸浸液中富集有价金属 一篇文章的概要徐彦宾 , 谢燕婷 , 闫兰 , 杨汝栋 , 有色金属 ( 冶炼部分 ) - 硫化物沉淀法从氧化镍矿酸浸液中富集有价金属 , 氧化镍矿 ( 俗称红土矿 ) 中镍、钴、铜的品位较低 &lt;1-2&gt;, 不宜火法冶炼 , 常采用两种湿法冶金 工艺 : 一种是还原焙烧、氨浸工艺 &lt;3&gt;( 即 rral), 另一种是硫酸加压酸浸工艺 ( 即 hpa l)&lt;2,4&gt; 。 hpal 工艺处理氧化镍矿生成的浸液中有价金属的浓度很低 , 增大了后续工艺 设备的体积、萃取剂用量及能耗 &lt;5&gt;, 因此酸浸液中的有价金属 ni 、 cu 、 co 的富集就成为 湿法冶金中的热点。硫化物沉淀法在铜镍钴的湿法冶金中常用来分离或富集金属 &lt;5-10&gt; 。 h 2s 作沉淀剂 , 常需要加压加热 , 操作条件苛刻 , 不利生产 ; 本文以硫化钠做沉淀剂 , 在常温常压 下 , 从氧化镍矿的酸浸液中一次性完全沉淀 ni 、 cu 、 co, 同时与 fe 、 al 、 mg 、 mn 、 pb 、 zn 等杂质分离 , 使有价金属有效富集。 1 试验原料与方法酸浸液 ph=1&#183;53, 成分 (mg/ml):ni2&#183;725 、 fe9&#183;000 、 cu 1&#183;575 、 co 0&#183;1024 、 mg 40&#183;50 、 mn 0&#183;360 、 al 0&#183;970 、 zn 0&#183;029 、 pb 0&#183;008 。在 300 ml 烧杯中定量移取 100 ml 料液 , 置于固定转速 ( 搅拌充分 ) 的电磁搅拌器上 , 用滴液漏斗将质量百分数为 10% 的 na2s&#183;9h2o 溶液逐滴加入 , 滴速 10~15 滴 /min, 滴加时间 1&#183;5~3 h 。沉淀完全后 , 离心分离沉淀 , 后用少量蒸馏水洗涤沉淀 3 次 , 洗涤液并入母液定容 , 测定各金属 浓度后计算沉淀率。将沉淀于 120 ℃烘干恒重 , 称取少量沉淀完全溶解后定容 , 用分光光度法测 定金属浓度 , 计算沉淀中金属含量。 2 结果与讨论酸浸液中有价元素浓度不大 , 而杂质元素尤其铁 、镁的浓度却相当大 , 分别是有价元素的几倍乃至几十倍。因此为了便于有价元素的分离纯化 , 首 先应使其与大量杂质分离并使之得到富集。考虑到 ni 、 cu 、 co 硫化物的溶度积 (ksp) 及 其沉淀的 ph 与杂质硫化物之间的差异 , 借此有可能达到富集和初步分离的目的。根据文献 &lt;7&gt; 列出的一些二价金属硫化物沉淀的有关数据 , 可以看出 ni 、 cu 、 co 硫化物的 ksp 明显小于 fe 、 mn 、 al 、 mg 等 , 在酸性溶液中其沉淀顺序为 :cu&gt;co&gt;ni&gt;fe 、 mn 、 al 、 mg 等。注意到 ni2+ 离子活度为 1mol/l 时 , 在 ph=1&#183;72 就开始沉淀 ; 而当 ni 2+ 离子活度很小 (10-5mol/l) 时 , 在 ph=4&#183;22 才开始沉淀 , 相对于 10-5m ol/l 镍约为 0&#183;587mg/l, 此时溶液可以作为废液排弃。所以理论上只要控制沉淀最终 的 ph&lt;4&#183;30 就可以使有价金属得以富集。硫化物的沉淀完全与否 , 主要取决于 s2- 加入量 , 另外沉淀还受温度、压力、酸度 ( 即 ph) 的影响 &lt;11-12&gt; 。以下着重从 s2- 加入量、温度以及酸度入手 , 讨论有效富集 ni 、 cu 、 co 的条件。 2&#183;1s2- 加入量的影响 na2s&#183;9h2o 作为 s2- 的来源 , 直接决定 s2- 的量 , 因此我们用 na 2s&#183;9h2o 的加入量来表示。 s2- 加入过多会使 fe 等金属也大量沉淀 , 达不到分离目的 , 而加入太少则会使 ni 、 cu 、 co 沉淀不完全 , 使有价金属白白损失。表 1 列出了随 na2s&#183; 9h2o 加入量的不同 , 母液及沉淀中 ni 、 cu 、 co 、 fe 四种主要金属的沉淀率和在沉淀中的分布情况。表 1s2- 加入量对沉淀结果影响 table 1 effect of na2s&#183;9h2o dosageon the precipitation 项目 na2s&#183;9h2o 加入量 /g4 5 5&#183;5 6 由母液测定的沉淀率 /%nicucofe66&#183;9799&#183;9787&#183;6510&#183;4093&#183;3 299&#183;9996&#183;8018&#183;4097&#183;5299&#183;99100&#183;0025&#183;2099&#183;609 9&#183;94100&#183;0034&#183;43 沉淀中各金属的含量 /%nicucofe21&#183;5715&#183;5 70&#183;6911&#183;3020&#183;9212&#183;050&#183;6416&#183;5019&#183;1012&#183;600&#183;6212&#183;2517&#183;789&#183;660&#183;4916&#183;53 终点 ph4&#183;00 4&#183;09 4&#183;16 4&#183;25 由表 1 数据得知 , 结果与理论的沉淀顺序相符合。 na2s&#183;9h2o 的用量在 6 g 时 ,ni 、 cu 、 co 均已完全沉淀 , 而且沉淀中的镍含量也较高。更多加入沉淀剂 , 会影响沉淀 的质量 , 使铁的含量升高 , 有价金属含量相对降低 , 且提高了成本。 2&#183;2 温度的影响理论上 , 温 度的升高有利于沉淀的析出 , 会使反应速度加快。由此 , 试验了不同温度下各金属的沉淀行为。结果如表 2 所示。表 2 温度对沉淀结果的影响 铜镍矿连续吹炼炉生产实践 l 概述 冰铜的吹炼以卧式转炉吹炼为主要形式 , 转炉吹炼的主要弊端是间断进行 , 不仅炉次场地炉次之间是 间断的 , 即使在同一炉次 , 也因加料、出渣而经常停风 , 使吹炼过程处于断断续续状态。这种间断 作业弊端有三 l) 炉温波动大 , 影响炉的寿命及直收率的提高 ;(2) 炉气中 50: 浓度不稳定 , 不利于制酸 ;(3) 送风时率低 , 影响生产。转炉吹炼的上述弊端 , 促使人们探索连续吹炼的途径。我国富春江冶炼厂的技术人员 , 经多年试验 , 开发出固定式连续吹炼炉。该炉避免了转炉吹炼的三大弊端 , 为小型冶炼厂开辟了吹炼铜毓的新途 径。富春江老厂、新厂以及红透山、吐鲁番等地的冶炼厂、烟台冶炼厂也曾采用连续吹炼炉 , 但现 行所谓的连续吹炼 , 不过是在同一炉次中做到连续鼓风 , 而炉次与炉次之间仍是间断作业。连续吹 炼炉的主要缺点是 : 炉体固定 , 遇突发事故 , 如停电、风眼易灌且渣含 cu 及粗铜含 s 均较转炉高。 2 连续吹炼的反应连续吹炼的过程与转料吹炼大体相同 , 即 fes 氧化后与 510: 造渣 ;cuzs 氧化 , 然后 cuzs 与 cuzs 交互反应造铜 , 有所差异的是连续吹炼的两个周期 , 并不像转炉吹炼那样截然分开。在连续吹炼过程中 , 一面鼓风 , 一面加人冰铜、熔剂 , 炉内出现炉渣、高冰铜、粗铜三层熔体 , 表明 fes 、 cuzs 同时氧化的事实是存在的 , 而不像热力学分析的 fes 的浓度降低到 cuzs 浓 度的万分之一。这是由于实际生产中动力学因素影响很大的原故。当然在这种体系中 ,cuzs 浓 度仍远远超过 fes 接触的机会 , 促使部分 cuzs 氧化 , 所生成的 cuzo 一部分使 fes 氧化 , 还有一部分与 cuzs 交互反应而生成金属铜。。。 3~ 七 u, 忽 +.: 尸 u,z== cu20+502 cu20+fes=cuzs+feo zcuzo+cuzs 二 6cu+502 fe+cu20== zcu+feo zfe+5102 二 zfeo&#183;5102 炉渣、高冰铜、粗铜三种熔体按比重不同而分层 , 炉渣与冰铜的分层与普通转炉吹炼一样 , 而高冰铜 和粗铜的分层 , 则需要使冰铜中含铜在 82% 以上 ( 其理论值 89.5%), 才能有粗铜从冰铜中 熔炼中析出 , 因此 , 在理论上形成粗铜的条件是中间冰铜层含 cu 量不小于 82% 、含 s 量不大于 18% 。实际上 , 由于温度等因素的影响 ,cu 与 s 的含量可在一定范围内波动 , 粗铜层成分很不 稳定。这种情况 , 给连续放铜 ( 边吹炼、边放铜 ) 带来困难 , 即很难得到含铜较高的粗铜。这就是现行连续吹炼为什么只停留在同一炉次内连续鼓风的主要原因。 3 铜镍矿连续吹炼炉的生产实践铜镍矿选厂的产品分为铜镍混合精矿与铜精矿。铜镍混合精矿供给冶炼车间 , 铜精矿外销。铜镍矿实业公司有 2.3 mz 密闭式鼓风炉一台 , 为充分综合利用资源与设备 , 铜镍矿决定生产粗铜。因连续吹炼炉为侧吹固 定炉体 , 不像转炉需要 传动装置 和起吊设备 , 故设备简单、投资省 , 因此选用了密闭式鼓风炉熔炼 — 连续吹炼炉吹炼的流程。 2003 年 9 月进行了试生产 , 共断断续续出了 5 炉粗铜 , 约 48t 。粗铜品位 cu94.5% 一 97.5%,ni 1.5% 一 1.8% 。 (1) 原料 铜精矿 :cu 27% 一 28%5 28% 一 31% 冰铜品位 :cu 36% 一 40%niz%~3% 石英石 :5102 80% 一 55% (2) 主要设备 2.3 扩密闭式鼓风炉 1 台 ,5 扩连续吹炼炉 l 座 , 空气量 40 mz/min 、压力 200 甘 a 空压机 2 台。 ( 下转 24 页 )( 上接 22 页 ) (3) 生产实践 ①冰铜由前床虹吸口放出 , 经虹吸溜槽由连续吹炼炉加冰铜口分期注人连吹炉 , 熔剂由炉顶石英孔加 人 , 空气由吹炼区两侧的风口鼓人。②吹炼周期 : 本次出粗铜后第一次进冰铜至下次出粗铜后第一 次进冰铜。③每个吹炼周期进冰铜 3 一 4 次。第一次进冰铜量占全周期所进冰铜量的 40% 一 45 %; 第二次 20% 一 30%; 第三次 20% 一 25%; 第四次视炉内白金属液面高低而定。④第一 周期连续鼓风间断加冰铜及放渣 , 当熔池中白冰铜量增大至白冰铜层快要上升到渣口附近时 , 即停 止加冰铜 , 但还要加人适量的石英石 , 使残留的 fes 氧化、造渣除尽 , 进人第二周期 — 造铜期。 ⑤造铜期不再加冰铜 , 继续鼓风 , 使白冰铜全部转变为粗铜 , 然后出粗铜铸块。⑥为防残渣粘结炉底 , 一般不把铜水放尽。 4 存在问题 (l) 冰铜量供应不足 , 产冰铜 27 口 d 左右 , 满足不了连续吹炼炉的要求 , 等料中造成炉温下降。为维持正常炉温 (1 200 一 1 300 ℃ ), 只得烧油补温 , 致使柴油消耗量过大 , 成本升高。 ( 幻设备不配套 , 故障频繁。 (3) 放铜困难 , 风眼易灌 , 损失大 , 烟尘中 cu 含量达 25% 左右 , 过高。 (4) 铜精矿未经混捏直接人炉 , 铜损失大 , 且铜精矿不混捏人炉也影响炉况稳定。 5 措施 (1) 炼铜作业中熔炼物料 s/me 一般保持在 1 .8-2.1, 我矿铜精矿中 s/me 、 1. 仍一 1.11, 过低 , 影响冰铜产量 , 应考虑加人硫化 剂 , 如 fesz 、石膏等 , 以提高夕 me, 降低冰铜品位 , 以维持正常炉温。②扩建密闭式鼓风炉 , 使冰铜产量达到 35 一 40“d, 以满足 5 扩连续吹炼炉的需要。 (3) 增设混捏机 , 使铜精矿混捏人炉。铜镍矿连续吹炼炉生产实践 @ 李兵 $ 新疆喀拉通克铜镍矿 ! 富蕴 836107 连吹炉 ;; 床能力 ;;s/me;; 冰铜 ;; 白冰铜 ;; 粗铜介绍连续吹炼炉 , 并通过对铜矿吹炼炉生产实践的总结 , 指出其存在制约的因素 , 提出改进措施。 &lt;1&gt; 重有色金属冶炼设计手册 ( 铜镍卷 ). &lt;2&gt; 余继燮 . 重金属冶炼学 . 铜镍矿密闭鼓风炉 —— 连续吹炼炉生产粗铜工艺探讨 一篇文章的概要孙宝辉 , 新疆有色金属 - 铜镍矿密闭鼓风炉 —— 连续吹炼炉生产粗铜工艺探讨 , 1  连续吹炼炉的优点及生产指标在我国许多密闭鼓风炉炼铜的小型冶炼厂 , 多采用了连续吹炼炉生 产粗铜。连续吹炼炉为固定式炉床 , 与白银熔炼炉类似 , 首先在富春江冶炼厂开发应用 , 具有如下 优点 : ⑴由于连续吹风 , 避免了炉衬温度的急剧变化 , 在冰铜品位适宜的情况下 , 能维持自热吹炼 , 可以不加冷料。又由于用水套强制冷却炉衬 , 在炉衬上生成一层熔体覆盖层 , 炉衬的侵蚀速度较 慢 , 炉寿命得以延长。⑵连续吹炼送风时率高 , 烟气量和二氧化硫浓度比较稳定 , 而且漏风少 , 其 浓度较高 , 为制酸创造了良好条件。⑶连续吹炼炉为固定式炉床 , 不需传动装置架空配置和大型起 吊设备 , 因此厂房高度较低 , 设备简单 , 投资省。目前在我国烟台冶炼厂、邵武、包头、池州、红透山、吐鲁番等许多小型铜冶炼厂采用了连续吹炼炉生产粗铜。 20 0 3 年铜镍矿根据自产铜精矿 , 在矿实业公司原 2 .3m2 密闭鼓风炉的基础上新增建了一台 5m2 连续吹炼炉 , 进行了生产粗铜的试生产 , 其生产指标见表 1 。表 1   各厂密闭鼓风炉处理原料及连续吹炼炉生产指标富冶老厂富冶新厂烟台老厂红透山邵武冶炼厂铜镍矿密闭鼓风炉 (m2 ) 2 .62 4.2 5 3 .0 6.0 1.62 .3 连吹炉 (m2 ) 5 .80 10 .0 5 .40 10 3 .45 .0 冰铜品位 (% ) 3 0 3 2 ~ 3 5 3 4 ~ 3 64 0 3 0 ~ 3 5 3 6 ~ 40 冰铜量 (t/d) 3 5 ~ 40 62 ~ 77 85 ~ 90 2 2 ~ 2 42 6 ~ 2 金川低品位镍矿资源微生物浸出研究 一篇文章的概要温建康 , 阮仁满 , 孙雪南 , 矿冶 - 金川低品位镍矿资源微生物浸出研究 , 1  引 言 细菌浸出金属因其投资小、成本低、工艺流程简单和对环境友好等特点 , 适合处理低品位等难选冶矿产资源 , 在铜、钴、铀和黄金回收方面已获得规模的工业应用。生物冶金技术正在全球范围内受到越来越广泛的重视 , 人们普遍认为其是直接提取金属和替代传统选冶工艺的有效技术之一 , 将是 2 1 世纪资源处理技术的主要工艺。金川有色金属公司是我国的镍、钴及铂族贵金属开采提炼中心 , 镍储量占全国的 64% , 居全国之首 , 世界第二。目前采用传统的选冶工艺回收镍、钴、铜以及伴生的贵金属 , 是国内资源综合利用水平最高的大型有色矿山之一。但金川公司仍存在资源回收率不高、生产成本过高等问题 , 其贫矿、表外矿和尾矿等低品位镍矿资源均未得到合理利用 , 影响企业的竞争力。为了更好地综合利用这些低品位镍矿资源 , 我们在微生物浸金、浸铜工艺研究的基础上 , 以金川低品位镍矿资源 ——— 贫矿和尾矿为研究对象 , 进行生物浸出试验研究 , 重点解决金川矿石因碱性脉石多而导致普通t &#183; f菌浸出过程中耗酸量大、ph值不稳的难点 , 取得了较大进展。 2  微生物浸镍的主要反应机理金川镍铜矿中主要金属硫化物 ——— 镍黄铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿的细菌浸出反应机理 1) 镍黄铁矿的细菌浸出反应 :4 ( nife ) 9 s 8+ 93 o 2 + 5 8 h 2 so 4 细菌 36 niso 4 +18 fe 2 ( so 4 ) 3 + 5 8 h 2 o ( nife ) 9 s 8+ 18 fe 2 ( so 4 ) 3 细菌 4 5 feso 4 + 8 s 0 +9 niso 42 s 0 + 2 h 2 o + 3 o 2 细菌 2 h 2 so 4(2 ) 黄铁矿的细菌浸出反应 :2 fes 2 + 7 o 2 +</description> 镍钒钛三原子体系的平衡结构与性质 一篇文章的概要杨继先 , 蒋红 , 西华大学学报 ( 自然科学版 ) 镍钒钛三原子体系的平衡结构与性质 , 0 引言金属钒在有色合金中主要用于生产钒钛合金 , 钒通常以钒铝基合金形式加入钛合金中 , 如 ti6al4v,ti6al6v2sn 和 ti8al1v mo 等 &lt;1&gt; 。 ti6al4v 合金是用于制造飞机和火箭的优良高温结构材料 , 在美国极受重视 , 产量占钛基钒合金的一半以上。金属钒还可用于磁性材料、铸铁、硬质合金、超导材料及核反应堆 材料等领域。据美国 usbm 报道 , 非钢铁合金中 90% 以上的钒是用来生产有色合金和磁性合金 , 其中钛合金占绝大多数 &lt;2 、 3&gt; 。钛合金中的钒 ( 添加量为 1%v) 可作为强化剂和 稳定剂 , 钛合金添加 4%v 时 , 合金具有好的延性和成型性 &lt;4&gt; 。在宇航工业中 , 目前还没有其它可替代 钛合金的材料。在钛合金中 , 最重要的两种合金是 ti6al4v( 含 4%v) 和 ti8al1m o1v 。这两种合金总共占钛合金市场的 50% 。这些合金用于生产喷气发动机、高速飞行器骨架 和火箭发动机机壳 &lt;5&gt; 。此外 , 采用氧化镍矿和钒钛磁铁矿同炉冶炼可得到一种优质合金铸造生 铁 ——— 镍钒钛合金铸铁 &lt;6&gt; 。这种铸铁件具有强度高、韧性特别好、硬度适中、高度耐磨、耐 热、耐蚀的特点。经实验检测 , 其耐磨性达到了普通铸铁 100 倍以上 , 而此时其硬度仅为 hb2 50 左右 , 切削加工性能仍然十分良好。更可贵的是其结晶组织异常细腻、紧密、均匀、壁厚敏感 性极小 , 生产使用过程中变形极小 , 能长期保持机器设备的高精度、高刚度、高可靠性和长寿命 , 其综合优良特性超过了世界上最名贵的镍铬钼合金铸铁 , 然而成本很低廉 &lt;7&gt;, 是制造高精度数 控机床 , 高强化、长寿命和低排放绿色内燃机以及各种世界名牌机械产品极为理想的新材料。四川 攀枝花市的钒钛磁铁矿举世闻名 , 钛的储量居世界第一位 , 钒的储量占全国 64%, 具有生产钒钛 合金的良好资源基础 &lt;8&gt; 。对镍钒钛合金的研究 , 主要采用实验方法 , 理论研究未见报道 , 合金 的微观结构机理不清楚。因此 , 从分子结构的微观理论出发 , 研究镍钒钛合金的结构性质 , 为开发 与镍钒钛合金有关的各种功能材料提供基础理论数据 , 无论在学术上或在应用前景上都具有重要意 义。 1 理论和计算方法镍钒钛三原子聚合物属于多电子体系 , 具有明显的相对论效应 , 考虑到原子 的性质主要取决于价电子层 , 故采用相对论有效原子实势取代核与电子间的静电势和核的正效应 , 该方法包含了轨道扩展和收缩的相对论修正 &lt;9&gt; 。密度泛函方法是通过构造电子密度的泛函来模 拟电子相关的一种近似方法。它将电子能量分为动能、核与电子的吸引势和库仑排斥势、电子与电 子的排斥势以及与交换相关能和电子与电子相互作用几个项分别处理。除了核与核的排斥势外 , 将 其它几项表示为电子密度的函数。即 n 个电子体系的能量为 :eel=-12i∫ψi(r1)δ 2ψi(r1)dr1+a∫za | ra-r1 | ρ(r1)dr1+12∫ρ(r1)ρ(r2 ) | r1-r2 | dr1dr2+exc(1)(1) 式最后一项交换相关能可分为交换泛函 ex (ρ) 和相关泛函 ec(ρ) 两个独立部分 , 它们分别对应于相同自旋和混合自旋相互作用。 df t 方法就是将交换泛函和相关泛函联合起来进行计算。本文作者使用的 b3lyp 密度泛函方法是 将包含梯度修正的 becke 交换泛函和包含梯度修正的 lee 、 yang 和 parr 相关泛函联 系在一起 , 局域相关泛函使用 vosko 、 wilk 和 nusair(vwn) 局域自旋密度处理 , 得到 becke 三参数的泛函 &lt;10&gt;:excb3lyp=exlda+c0(exhf-e xlda)+cxδexb88+ecvwn3+cc(eclyp-ecvwn3)(2) 通过 调节参数 c0 、 cx 和 cc 的值 , 可以优化控制交换能和相关能修正。 becke 通过在 g1 理论 基础上对第一周期原子的原子化能、电离势、质子亲和能和原子能量进行拟合 , 得到参数的值分别 为 :c0=0.20 、 cx=0.72 和 cc=0.81&lt;9&gt; 。根据 (2) 式的泛函形式 , 用类 似于自洽场方法 (scf) 的迭代方式进行自洽的 dft 计算。文章运用 gaussian98 程 序 , 采用相对论有效原子实势 (recp) 和密度泛函 (b3lyp/lanl2dz) 方法 , 对 三原子聚合物 nivti 、 tiv2 、 niv2 、 niti2 和 tini2 的结构进行全优化计算 , 计算中以 recp 取代 ni 、 v 、 ti 原子内层 10 个电子 , 其余价电子按 lanl2dz 基函 数 &lt;9 、 10&gt; 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简介
职业:高安市蓝正新型化工材料有限公司 - 电仪主管
学校:渭南师范学院 - 历史与文化传播系
地区:安徽省
个人简介:人生贵知心,定交无暮早。查看更多
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