郑秋实
- 作品数：10 被引量：18H指数：2
- 供职机构：武汉科技大学资源与环境工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部科学技术研究重点项目湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目更多>>
- 相关领域：冶金工程天文地球理学一般工业技术更多>>
- 钒云母中钒的取代位置及其结构特性的第一性原理研究
- 钒页岩是中国特有的含钒资源，其中钒主要赋存在云母类矿物中，有效破坏云母结构使钒释放是页岩提钒工艺的主要目的，因此钒在云母结构中的赋存位置对提钒本质的研究具有重要意义。许多学者认为钒是以类质同象的形式存在于云母结构中，但是...
- 郑秋实张一敏刘涛黄晶
- 关键词：云母第一性原理
- 典型钒页岩钒赋存状态的密度泛函研究被引量：4
- 2022年
- 钒页岩是我国大宗典型含钒资源。近些年国内钒需求量不断增多,而页岩提钒能够有效扩大钒资源量,具有重要战略意义。随着页岩深度开发利用,矿石由表层的氧化型页岩逐渐向典型的原生型页岩转变,提钒难度增大。钒页岩矿物成分复杂多样、碳质浸染交织严重、物相晶型完整性差,现阶段的检测技术难以准确定位钒原子的赋存位置,无法明确结构性质对钒释放的影响。本文采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)研究方法,从能量和结构角度确定钒最可能存在于云母晶格的八面体中,尤其是在金云母八面体中。含钒白云母和含钒金云母的钒原子价键特性以及相关浸出试验对比发现,金云母中的钒原子更容易溶解释放。本论文从原子尺度确定了钒原子在页岩中的准确占位,揭示了页岩提钒的关键是破坏云母四面体层,明晰矿石特性的同时指明矿物结构破坏的目标,为页岩钒高效提取方法的探索和选取提供指导。
- 郑秋实张一敏张一敏
- 关键词：占位
- 羟基磷灰石对水溶性Fe^(3+)的去除机理被引量：2
- 2015年
- 利用天然磷矿粉为原料制备的羟基磷灰石(HAP)研究其去除水溶性Fe3+作用机理。结果表明:HAP对水溶液中Fe3+离子的去除过程是一个复杂的非均相固-液反应,分为两个阶段:初期阶段(t≤20 min)反应速度快,动力学过程复杂;后期阶段(t>20min)反应速度较慢,符合一级反应动力学方程。HAP去除水溶性Fe3+离子的主要作用机理是溶解-沉淀和表面吸附作用。
- 钱功明操斌郑秋实汪洋吴泽民
- 关键词：羟基磷灰石FE3+
- 钒页岩资源全产业链利用研究现状及发展被引量：1
- 2023年
- 由于钒页岩组分的复杂多变性特点,在分选预处理方面仍存在效率低、适应性差等问题;在高纯钒提取及深加工方面,降耗、增效、减少金属损失率等仍有较大上升空间。本文以产业链视角,系统综述钒页岩资源分选预处理、钒提取主体工艺(包括:高温氧化、湿法浸出、单金属分离等)、高端钒材链接适配等方面开展的研究工作,重点介绍了钒页岩资源利用最新技术进展,并展望了今后技术发展方向。通过源头高效提取、过程精细控制和高端钒材制造的全产业链技术研发,推动钒页岩利用产业化集成建设,支撑钒页岩资源绿色可持续发展。
- 张一敏薛楠楠薛楠楠刘涛郑秋实张刘洪
- 关键词：分选
- 钒页岩晶格特性及钒迁移配位转化机理研究
- 2023年
- 页岩钒以类质同象的形式受到了铝硅酸盐矿物的强晶格束缚,提取释放非常困难,其转化释放规律已成为困扰钒页岩行业技术开发的重要科学问题之一。本论文聚焦这一科学问题,采用了密度泛函理论从原子尺度深入研究了页岩钒的晶格特性和钒迁移配位转化过程,确定了钒原子的占位取代规律,模拟分析了湿法酸浸过程阴阳离子对云母界面的作用过程,阐明了氢氟离子协同强化云母四面体和八面体溶解破坏机制;同时对比火法焙烧过程高温活化钒原子释放差异,揭示了云母脱羟基结构畸变强化结构氧骨架脱除和钒原子配位溶出机制。研究成果将为钒页岩新一代全湿法技术的开发提供一定的理论指导。
- 郑秋实张一敏张一敏胡方尧
- 关键词：酸浸湿法冶炼
- 羟肟类萃取剂高效选择性分离高酸多杂钒页岩酸浸液研究
- 2023年
- 为积极响应国家“双碳”目标,开发高效选择性钒页岩酸浸液净化分离工艺对页岩提钒行业意义重大。在本研究中,从溶液pH值、杂质离子(铁、铝和镁)浓度和反萃剂3个因素对比了新型羟肟类萃取剂Mextral 984H和有机磷类萃取剂P204的萃取行为。结果表明,Mextral 984H的最佳萃取pH值在0.5-1.5,P204的最佳萃取pH值在1.5-2.4,相比于P204,Mextral 984H与钒形成的钒萃合物结构更稳定,钒氧键键长值更小,分子间隙更大,钒萃合物在酸性环境中更容易稳定存在。Fe(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)对Mextral 984H萃取V(Ⅴ)的影响较小,而在P204中,Fe(Ⅲ)对V(Ⅳ)的萃取影响较大,将Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的浓度控制在10 g/L以下,可降低Al(Ⅲ)和Mg(Ⅱ)的共萃率。碳酸钠和草酸对Mextral 984H负载有机相的单级反萃率均超过80%。
- 何野张一敏黄晶黄晶
- 关键词：酸浸液GAUSSIANP204
- 草酸选择性直接浸出石煤中钒的研究被引量：1
- 2017年
- 以湖北通山云母型含钒石煤为原料,对比研究草酸直接浸出和硫酸直接浸出工艺,在Ca F2用量为原矿质量5%(质量分数)的条件下,考查了H+用量、浸出时间、浸出温度和水矿比对钒和铁浸出率的影响。研究表明:在浸出条件均为H+用量12 mol·kg-1、浸出时间6 h、浸出温度95℃、水矿比1.5∶1.0(L·kg-1)条件下,草酸浸出和硫酸浸出过程中钒的浸出率分别为71.5%和74.1%,而铁的浸出率分别为3.4%和13.0%,草酸浸出铁的量仅为硫酸浸出铁的量的26.2%,实现了石煤中钒的选择性浸出。由X射线衍射(XRD)及红外光谱(FTIR)分析可知,两种浸出渣中云母的衍射峰及特征吸收峰均发生明显变化,说明云母晶格结构被破坏,使钒被浸出;对比原矿中黄铁矿的衍射峰,草酸浸出渣黄铁矿衍射峰变化不大,而硫酸浸出渣黄铁矿衍射峰强度减弱,说明硫酸浸出下黄铁矿的溶出量大于草酸浸出体系下的溶出量,与实验结果相一致。
- 胡鹏程张一敏刘涛黄晶袁益忠郑秋实
- 关键词：石煤选择性浸出草酸硫酸钒
- 亚硫酸钠助浸剂提高硫酸体系中钒铬废渣钒浸出率的研究被引量：2
- 2021年
- 通过在钒铬废渣硫酸直接酸浸工艺中添加亚硫酸钠助浸剂浸出钒钼,系统研究了亚硫酸钠用量、浸出温度、硫酸体积浓度、浸出时间对钒和钼浸出率的影响。结果表明,在亚硫酸钠用量12%、温度25℃、硫酸体积浓度20%、浸出时间2h的最佳条件下,钒浸出率为94.55%(较未添加亚硫酸钠提高了11.84个百分点),钼浸出率为90.46%,铬、铁等其他金属元素浸出率均在5%以下。通过XRD、热力学分析可知,亚硫酸钠的添加显著降低了钒溶出反应的ΔG,促进钒酸钙还原浸出而提高钒浸出率,钼酸钙的酸溶液易溶性未发生改变,而三氧化二铬以及类质同象存在于其晶格的杂质元素铁因结构稳定,均难以溶出。
- 张倩刘涛张一敏张一敏郑秋实
- 关键词：亚硫酸钠还原浸出钒
- 化学还原法制备钒电池电解液中还原剂选择及性能被引量：7
- 2017年
- 以V_2O_5为原料,采用化学还原法制备钒电池电解液。对比草酸、抗坏血酸、酒石酸、柠檬酸、双氧水、甲酸、乙酸制备所得钒电池电解液的转化率、还原率及电化学性能,发现草酸制得的电解液转化率及还原率较高,且其电化学活性明显优于其他还原剂。对草酸制备电解液的反应动力学进行分析,发现该反应为放热反应且在常温下能自发进行。对制备过程中的各项参数进行优化,在n(H_2C_2O_4)∶n(V_2O_5)=1∶1、反应温度90℃、反应时间100min、n(H_2SO_4)∶n(V_2O_5)=5∶1的条件下,电解液的转化率与还原率达到了94.80%和93.55%。草酸和VOSO_4制备的电解液电化学分析结果表明草酸制备的电解液能够抑制析氧副反应的发生,具有较大的扩散系数、交换电流密度、电极反应标准速率常数和较小的极化电阻,对电极反应的传质过程和传荷过程有促进作用,提高了电极反应速率。以草酸为还原剂能够在较低温度下高效地制备具有良好的电化学性能及稳定性的钒电池电解液。
- 杨亚东张一敏黄晶刘涛郑秋实
- 关键词：全钒液流电池电解液电化学
- 搅拌槽形对含钒页岩固液混合特性影响的数值模拟被引量：1
- 2022年
- 搅拌槽是湿法提钒工业应用的重要设备,但在实际应用中存在矿物混合不均匀、易沉积在搅拌槽底部的问题。运用计算流体动力学(CFD)FLUENT软件,采用多重参考系法(MRF)、标准的k-ε方程、欧拉—欧拉多相流模型,对不同底部形状搅拌槽进行固液流场数值模拟。研究表明,平底搅拌槽对大粒径颗粒易产生固相沉积,圆底搅拌槽能有效解决沉积问题且搅拌更加均匀,槽内搅拌死区大幅下降。对槽内不同位置流场进行考察,圆弧底搅拌槽的湍动能、速度均优于平底搅拌槽,有利于提高固液混合效率。
- 胡越张一敏薛楠楠薛楠楠
- 关键词：搅拌槽计算流体力学
