In view of the problems such as the relatively small proportion of feasibility and sustainability indicators in the allocation of carbon emission, and the lack of potential analysis for regions lacking carbon quotas after allocation, a study on carbon quota allocation and emission reduction potential of provinces was carried out. Under the target of carbon peaking, a multi-index system was constructed, taking into account the principles of fairness, efficiency, feasibility and sustainability. The entropy method and ZSG-DEA method were combined to obtain and optimize the quota allocation results. Based on the results of carbon emission spatial balance, emission reduction potential models were developed to evaluate the emission reduction potential under different preference scenarios. The applicability of the model is verified by analyzing the behavior of non-ferrous metals industry. The results show that the regions with a prosperous non-ferrous metals industry have a high proportion of carbon quota and significant differences in emission reduction potential, showing a distribution pattern of "high in southeast and low in northwest", with variations among provinces. The research findings can provide a way to improve the carbon quota allocation process for non-ferrous metal industry in different provinces.
In the context of the dual carbon strategy, efficient recyclingRecycling and utilization of waste heat from aluminum electrolysisAluminum electrolysis cellsCell is one of the implementation paths for the aluminum electrolysisAluminum electrolysis industry to achieve deep energyEnergy conservation and carbon reduction. In response to the technical bottleneck problem of difficult recoveryRecovery of waste heat on the side of aluminumAluminum electrolytic cellsCell, a dedicated heat exchanger for waste heat recoveryWaste heat recovery on the side of the electrolytic cellCell has been developed. The flow rate of the heat transferring medium in the heat exchanger has been optimized and controlled, and the heat extraction rate has been adjusted to ensure stable operationOperation of the electrolytic cellCell without affecting it. The radiant heat on the side of the electrolytic cellCell shell has been efficiently recovered. The technology was tested in an industrial scale on a 200 kA test cellCell. The results showed that the overall operationOperation of the aluminum electrolysisAluminum electrolysis cellCell waste heat recoveryWaste heat recovery system was stable and efficient, with an average heat recoveryRecovery of 77 734 kJ/h, equivalent to 21.59 kWh, 317 kWh per ton of aluminumAluminum, and a heat recovery efficiencyHeat recovery efficiency of 99.71
通过研究某金矿的全尾砂基本性质,采用博乐飞RSR-SST型流变测试仪测定其膏体料浆的流变参数,获取流变曲线并分析其变化过程.利用BP神经网络原理,建立了以料浆质量浓度X1、灰砂比X2、容重X3和扩展度X4影响因素,屈服应力Y1和塑性黏度Y2两个流变参数的流变模型.结果表明:料浆质量浓度是影响流变特性的主要因素,料浆的扩展度次之,灰砂比和料浆容重影响最小;当质量浓度处于72％～74％时,灰砂比、料浆容重和扩展度对流变参数影响较小;全尾砂膏体流变参数随着料浆质量浓度、灰砂比呈线性增长;建立的流变函数模型在预测金矿充填料浆流变特性参数中的误差在可控范围、准确性高,可为管输沿程阻力计算、井下充填管网布置提供依据.
为探求充填过程中多次充填产生不同倾角充填面对充填体产生的影响,制备含不同倾角结构面的胶结充填体(CTB)试件以及完整试件,并采用分离式霍普金森压杆(SHPB),对CTB试件进行单次与循环冲击破坏试验.试验得出:在单次冲击试验中,完整试件峰值应变和平均应变率小于含结构面倾角的试件,随着试件倾角的增加,试件的动态抗压强度逐渐降低;含结构面倾角试件表现出两种不同的应力-应变曲线特征.循环冲击试验下,结构面倾角越大试件抵抗冲击的能力越弱;含结构面倾角试件在第一次循环冲击下的应力-应变曲线与完整试件特征一致,而当循环次数增加时,应力-应变曲线特征与单次冲击下类似,在达到动态峰值应力前后,出现了显著的低应力波峰现象.随着结构面倾角的增加,充填体基体之间结构的致密性降低,导致结构面上裂纹数量的增多以及裂纹宽度的扩大,在微观结构上验证了结构面倾角的增加会引起结构面处剪应力的增大及充填体破坏模式发生改变,同时充填体容易沿着结构面处发生断裂.
为了探究空孔对爆生裂纹扩展的影响,结合ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了空孔爆破损伤模型,理论上推导了空孔附近的岩体质点应力分布方程,分析了空孔效应对于破碎机理与裂纹扩展的影响.结果表明:空孔自由面效应会在空孔附近引起冲击压力骤增和震速变化,出现迎爆面处岩石"片落"现象;空孔背爆面处的震速明显小于迎爆面的震速,说明空孔具有很好的泄压降震效果;通过对冲击压力和裂隙区半径的解析解计算与数值计算结果对比,冲击压力的误差11.81％,而裂隙区半径的误差9.49％,两者结果较为接近.
阐述了纳米瓷球磨矿技术的理论研究进展,着重介绍了纳米瓷球磨矿技术在水泥、金属矿山、非金属粉体等行业中的市场应用进展.瓷球磨矿技术可以大幅度降低磨矿介质的消耗和电能的消耗,改善磨矿产品粒度特性,减轻过磨,减少矿物表面铁质污染,减小后续选别过程中药剂的消耗,提高选别指标,具有广阔的应用前景和发展空间,并在高压辊磨机与球磨机或立磨机组成的设备组合中,实现少钢球或无钢球的低能耗、低成本的绿色粉磨新工艺.
采用真空吸铸制备了AlFeCoCrNiTi0.2高熵合金,并分别在600、800和1 100 ℃进行退火处理.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、万能力学试验机等对不同热处理温度下的合金微观组织结构及力学性能进行了研究.结果表明:铸态和热处理态的AlFeCoCrNiTi0.2高嫡合金均为体心立方结构,热处理后由BCC1析出BCC2相形成双相组织(原生相BCC1+析出相BCC2);600 ℃热处理时的合金硬度为672 HV、弹性模量655.7 GPa、压入深度283.4 nm,压缩塑性28％,断裂强度达到1.75 GPa.而800和1 100 ℃的合金硬度降低,主要是由于BCC相分解形成双相BCC(BCC1+BCC2)固溶体结构,两相间的明显分离使合金强度降低.
为探寻金属矿山地压活动规律,及时对其进行监测,以中关铁矿为研究对象,设计并布置了12通道高精度微震监测系统,通过多参数综合分析明确了微震活动性特征,进而揭示了地压活动规律,应用多指标综合分析得到了中关铁矿地压活动活跃期.结果表明:设计布置的微震监测系统校准了监测精度在其规定区域内时间、空间上的准确性结果与现场实际一致,监测结果有效可靠;结合微震事件发生位置和事件数,对微震活动性、累积视体积和能量指数等多参数进行分析,发现在同一时间轴下各参数变化规律及显著特征分布基本一致,在监测期间地压活动较为频繁;通过微震b值、EV值,确定了中关铁矿地压活动活跃期为2022-08-28-08-30、2022-09-14-09-17和2022-09-22-09-28,应加强观测,以便及时响应,这为基于微震监测技术在地压活动方面的监测提供了技术支撑.
针对充填开采需要研制清洁、高效、经济的充填材料,使用黄土、粉煤灰与一定量矸石混合制备掺土膏体充填材料(Loess-based cemented paste backfill,LCPB),通过一系列室内试验及数值模拟研究了LCPB的流变特性、流动特征、单轴抗压强度及破坏演化规律.结果表明:不同配比LCPB料浆均符合H-B流变模型,屈服应力随黄土掺量的增加而增大(92.41→ 155.42 Pa),黄土掺量大于15 wt％时满足矸石沉降要求;坍落度随黄土掺量的增加先增加后降低(LF-1→ LF-4→ LF-6:219→ 276→ 258 mm);28 d抗压强度随黄土掺量的增加而降低(4.09→2.14 MPa),坍落度及抗压强度均满足矿山充填开采要求;充填体的破坏模式随黄土掺量的增加由张拉破坏主导转向由剪切-张拉破坏主导,破坏阶段均表现出峰前弹性能积聚峰后转变为耗散能急速上升的特性.
随着工业化进程的推进,经济社会对各类金属的需求不断扩大,对金属资源的开发和利用水平的要求也将越来越高.然而,我国金属矿产资源还面临着许多现实的困境,如人均量落后、大量优质自然资源数量减少、资源利用率不高、运营成本高昂、能源资源和环境压力较大等问题.
采用山竹皮粉末为原料,通过吸附作用将三价铁离子定量负载.吸附实验表明,随着pH值升高,对铁离子的吸附率明显增加,Fe3+最大吸附容量可以达到1.22 mol/kg,且30 min内即可达到吸附平衡.吸附有铁离子的山竹皮粉末在空气中的热重结果显示,负载铁离子的数量对其燃烧热分解的特征温度起着显著的影响作用.在一定浓度范围内(＜5 mmol/L),负载的铁数量越多,则其开始热分解以及燃烧结束的温度点都会显著降低;而当吸附的铁离子数量达到一定程度之后(≥5 mmol/L),其热分解特征值则不再发生明显的变化.分析认为,铁离子在燃烧过程中扮演了催化剂的作用,可以有效地促进燃烧反应,将最剧烈燃烧温度点从441 ℃降低到358 ℃.
为制定合理的铜钼矿选矿工艺流程和选矿指标,采用光学显微镜、化学多元素分析、物相分析等分析测试手段对秘鲁某矽卡岩型难选铜钼矿进行了系统的工艺矿物学研究.研究结果表明,矿石主要有用元素为Cu和Mo,品位分别为0.58％和0.019％.矿石矿物组成复杂,主要有用矿物为黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿等,脉石矿物为石英、长石、云母、蛇纹石、透闪石、绿泥石等.铜钼矿物嵌布粒度细小,且常沿黄铁矿或磁铁矿或脉石矿物的边缘、孔洞及裂隙分布,少量微细粒黄铜矿呈稀疏浸染状分布在脉石矿物中,嵌布关系复杂,影响铜钼矿的选矿回收.
以复合重金属污染农田土壤为研究对象,采用生物炭协同微生物矿化修复技术修复复合重金属污染农田土壤.通过调查污染区重金属含量及营养指标分布情况,验证生物炭协同微生物矿化修复技术对复合形态的Pb、Zn、Cd三种重金属的固定效率,同时采取添加钙组和不添加钙的实验方式,解析Ca和Cd竞争成核位点的机制.结果表明:污染区属于Pb、Zn、Cd三种重金属复合污染场地,且土壤养分含量N、P、K等级分布不均匀.处理组较空白组重金属Pb、Zn、Cd的浸出率分别降低了42.49％、45.95％、30.43％,重金属Pb、Cd的可交换态分别下降了25.06％、26.42％,显著降低了土壤中重金属的迁移转化.且生物炭协同微生物矿化修复技术可有效改善土壤的物理结构,导气性及导水性升高,降低土壤容重,同时提升了土壤氮磷钾、有机质等营养指标.该研究为复合重金属污染农田土壤规模化治理提供了科学依据和理论参考.
为了提高废旧锂电池材料的利用效率,减少湿法回收镍、钴等有价金属过程中的处理量、降低生产成本,对某废旧三元锂离子动力电池正负极混合电极粉末开展了物理分选试验研究.试验结果表明,采用热解预处理-物理分选工艺,取得了石墨精矿固定碳品位93.64％、回收率88.36％,正极粉末含镍15.18％、含Co 7.65％、含碳0.71％,回收率分别为Ni 94.55％、Co 95.25％的试验指标.工艺实现了绝大部分的正电极粉末与石墨的清洁、高效分离,为冶金湿法提取有价金属创造有利条件.
在金属冶金领域,硫化锑金精矿是一种重要的原料,其中含有丰富的锑和金等有价值的金属元素.然而,目前硫化锑金精矿冶炼工艺仍存在一些问题和挑战,限制了其高效、环保和经济可行的生产.
钢铁行业CO2排放量大,钢渣等冶金固废资源化利用困难.钢渣碳化材料安定性和耐久性良好,但抗拉强度低、易开裂,限制了其在建筑领域的应用.本文采用钢渣为碳化原料、聚丙烯纤维为增强材料、碳化养护为手段开发制备纤维增强钢渣碳化材料.以钢渣碳化材料抗压强度、抗折强度和碳酸化程度为判断依据,结合热重、压汞法等微观分析方法,研究聚丙烯纤维掺量对钢渣碳化材料力学性能、碳化固结性能的影响规律.结果表明:聚丙烯纤维的加入会降低钢渣碳化材料的抗压强度,但适量的纤维掺入对于提高钢渣碳化材料抗折强度是有利的,随着纤维掺量的增加,钢渣碳化材料抗折强度呈现出先不变,后增加,再减小的变化趋势,在纤维掺量为7 kg/m3时达到最大值.此外,聚丙烯纤维的加入会促进钢渣的水化反应,降低钢渣的碳化反应,提高钢渣碳化材料的密度,降低钢渣碳化材料的孔隙率,但会提高碳化反应生成的碳酸钙的热稳定性.研究结果可为其他高钙镁含量材料制备碳化纤维薄板提供参考.
在锌冶炼浸出过程中,pH值的稳定控制是影响生产成本和产品质量的关键.针对浸出过程连续反应搅拌釜(CSTR)机理复杂、入口条件波动大、反应大滞后的问题,提出了融合流程特性的梯形长短期记忆网络模型预测控制(TLSTM-MPC)算法.首先,分析了影响浸出过程pH值稳定控制的关键因素,结合CSTR的级联特性,提出一种表征CSTR物理特性的梯形长短期记忆网络结构(TLSTM)模型,使预测模型具有较好的物理可解释性.其次,针对入口条件波动和反应过程大滞后的问题,提出了TLSTM-MPC算法,并采用粒子群算法进行优化求解.最后,采用某大型浸出过程现场运行数据进行验证.结果表明,该算法的超调量和调节时间相对传统控制方法分别降低了51.2％和57.4％,且在入口波动的情况下能够快速地稳定pH值.该方法对浸出过程的稳定、高质量生产具有较大的工程实践应用价值.
现有的单一划痕法磨削机理研究不能反映多个磨粒随机分布所引起的多次划痕之间的相互作用,为了阐明单晶锗磨削过程中多次划痕相互作用对材料去除机理的影响,采用Cube压头对单晶锗进行了不同刻划力的多次刻痕实验.结合Cube压头的几何形状与刻划表面的弹性回复,建立了划痕硬度模型,并对二次刻划中的划痕深度、应力场、弹性回复率、划痕硬度和摩擦特性进行分析,研究第一次刻划时载荷变化对于后续刻划的影响.结果表明:随着第一次刻划载荷的增大,二次刻划时单晶锗的脆塑转变的临界载荷、临界深度、弹性回复率和划痕硬度均在减少,幂函数对于切向力、法向力与刻划深度的拟合准确度降低;最大主应力增加,导致裂纹不断扩展,最终造成材料发生脆性断裂.
以氯金酸和硝酸银为原料,水合肼为还原剂,明胶为分散剂,采用液相还原法制备了平均粒径分别约为50 nm和45 nm的单分散球状纳米金与纳米银颗粒.利用紫外分光光度计(UV-vis)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等分析测试设备对所得到的纳米金与纳米银颗粒进行了表征,探讨了在纳米金与纳米银颗粒制备过程中工艺参数条件对纳米金与纳米银颗粒结构和性能的影响.结果表明:所得到的纳米金与纳米银粒度分布均匀;前驱体溶液用量、还原剂用量和明胶溶液用量等对纳米金与纳米银的粒径与形貌影响较大,随着前驱体溶液溶用量、还原剂用量和明胶溶液用量的增加,纳米颗粒的粒径呈现出先减小后增大的趋势,当明胶溶液用量为5 mL、前驱体溶液用量为2 mL、水合肼用量为2 mL时,所制备纳米金与纳米银的平均粒径最小.
