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从需求出发，比如国家某高端零件的制备对材料有什么要求，要满足材料的性能要求，需要添加稀土元素，进而引出稀土元素的作用，进而引出研究的内容。
是实验室制取吗？对于这方面，查找有关文献然后自己试着慢慢做吧！
稀土元素论文开头怎么写摘要：稀土元素是自然界中存在的一种重要的稀有金属元素，被誉为“绿色黄金”。稀土元素与人体健康有着密切联系，近年来已成为人们研究的热点。论文研究表明，在正常情况下，稀土元素与人体血清中所含某种酶的活性存在着很强的亲和力，其生物活性远远高于其他金属元素；而且含有某种单一或多种金属离子的化合物很容易被人类利用，因而具有独特、广泛而巨大发展前景。论文综述部分从稀土元素与人体健康的关系、它和人体免疫力之间的相互作用两个方面对现有成果进行了介绍。关键词：酶；作用；代谢摘要：本文针对中国东北地区特有的沙棘汁资源，对沙棘中一种叫做“肉苁蓉”提取技术进行了研究并获得阶段性成果。
有色冶金化工原理分析论文
摘要 ：本文对有色冶金化工的生产过程进行了概括分析，对其中的工艺原理做出归纳探讨，以期让相关理论更加浅显明晰，对实际生产产生增益作用。
关键词 ：有色冶金；化工过程；工作原理
1有色金属冶金技术现状及原理
目前金属的化工冶炼方法主要包括三种方式：火法冶金、湿法冶金和电冶金。
火法冶金
火法冶金在冶金领域是非常传统的生产方式，在整个操作中并未加入水溶液，因此这种方法也叫做干法冶金，主要的原理是制造高温的条件，矿石就能经过化学、物理反应，让其中的金属与其他的成分分离，这样就能提炼出金属单质。实际操作流程的第一步是矿石准备，第二步是冶炼，第三步是精炼。第一步：矿石准备选择精矿后要加入适当的熔剂，对精矿进行加热，让其中的矿料可以在加热情况下形成块状，或者是加入一些粘合剂来制造成型，形成小球状后结成球团，然后放进鼓风炉里进行冶炼。第二步：冶炼这一过程主要是生成两个部分，分别是炉渣和金属液。金属液中也是有着少量的杂质，因此要进行进一步的精炼。这一过程是在鼓风炉中发生，其中加入了必要的材料以及熔剂，并加入焦炭来作为还原剂，主要是为了在铁矿中还原出生铁，在铜矿中还原出粗铜，还有对硫化铅矿进行冶炼，还原出粗铅。除了生成金属液以外，还有诸多杂质组成的炉渣。若是在氧化条件下反应，对生铁用转炉来精炼，在转炉中引入适当的氧气，用氧化的方式将铁水中的杂质去除，并炼出一定品质的钢水，可以将其铸成钢锭，这就是氧化吹炼的过程。造锍熔炼是对硫化铜或者硫化镍矿石进行处理，通常来说是在反射炉以及矿热电炉中进行反应，也可以是用鼓风炉来反应。在其中会加入一些石英石熔剂，便于形成炉渣，炉渣之下会留下熔锍。第三步：精炼。这个步骤是为了将金属液中依旧存在的一些少量杂质进一步去除掉，可以让金属的纯度得到提升。如在炼钢的时候，可以对生铁进行适当的精炼，这样就能在其中去除掉更多的非金属杂质，或者是进行更加深入地脱硫。精炼铜则是将粗铜放在反射炉里氧化，再用电解的.方式进行精炼。不同的金属有着不同的精炼方式，在设备以及原料上都是有所区别的。
湿法冶金
这种方法的另一个名字叫水法冶金，是借助各类熔剂，通过一系列的化学反应，实现对金属的提取以及分离，主要的步骤分为四步，其中第一步就是浸出。①浸出就是将矿物里的目标成分引入到溶液里，便于接下来的步骤逐渐展开。②通过过滤等方法，将浸出液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③采用萃取法或离子交换法，将浸出液中目标组分富集，并和其他杂质离子分离。④从净化液中提取目标金属或化合物。湿法冶金在钴、镍、铝、铜、锌等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、大部分锌和部分铜都采用此法生产。湿法冶金对低品位矿和相似金属分离都具有很好的适用性，而且金属回收程度高，不会造成严重的环境污染，生产过程易实现连续化和自动化，利于提高生产效率[1]。
电冶金
电冶金是以电能为能源进行提取和处理金属的工艺，根据电能转化形式的不同分为电化冶金和电热冶金两类。电化冶金是利用电极反应而进行的冶炼方法，对电解质水溶液或熔盐等离子导体通以直流电，电解质便发生化学变化，在阳极上发生氧化反应，而在阴极上发生还原反应。电热冶金具有加热速度快、调温准确、温度高（可达2000℃），可以在各种气氛、压力或真空中作业，具有金属烧损少等优点，是冶炼稀有高熔点金属、半导体材料等的一种主要方法。例如，目前冶炼金属铝就属于电热冶金方式，首先从铝土矿中提取氧化铝，然后在氧化铝中加入冰晶石作为助熔剂，在高温下熔融电解。
2有色冶金化工生产的核心设备的工作原理
虽然冶金化工产品种类众多，冶炼方法一般各不相同，但诸多生产流程所应用原理却大致相同，核心设备上也有着一定的共同点[2]，下面对几种主要设备介绍。高炉冶炼原理：高炉生产乃连续进行，在实际操作中，是从炉顶的位置加入各类原料以及添加剂，从下部的风口鼓入高温达到一千摄氏度以上的热风，同时喷入煤粉等燃料。铁矿石的成分主要是铁的氧化物，这样用高温的方式就可以用燃料在燃烧后形成的一氧化碳，用来进行还原反应，实现对铁矿石中氧化物的还原，就能得到单质铁。这种情况下形成的是高温铁水，从出铁口就可以放出。同时在铁矿石中有着诸多的其他物质，构成了炉渣，炉渣就要从出渣口的位置排出，经过除尘处理之后，这些还能作为一些工业的生产原料。
3结束语
理论对实践具有指导意义，通过对理论的研究解析，了解工艺、反应及设备的本质，使实际生产具有更高的经济效益和时间效益。本文浅析了冶金化工生产中的几种主流方法的原理和工艺流程，对部分设备进行了理论分析。当前我国冶金设备正在高速地革新，冶金设备提升的同时，冶金化工在不同领域也会有广泛的发展前景。面对当前的压力和未来的挑战，我们需要不断深入地研究原理，并与先进技术相结合优化现有设备与工艺，在实践中解决各类有色冶金化工问题。
参考文献
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作者：胡睿康 单位：澧县第一中学
主要科研成果：（1）“复合脱硫剂的制备及吸附催化法脱除二氧化硫气体的研究”，项目来源：甘肃省教育厅（0703-09），起止时间：2004~2008，项目组第二承担人。该课题被甘肃省科技厅鉴定为国内领先水平， 2010年获甘肃省科技进步二等奖。（2）“稀土金属冶炼过程废气治理关键技术研究”，项目来源：甘肃省科技支撑计划（1011GKCA022），起止时间：2011~2013，项目组第二承担人。（3）“凹凸棒石基脱硫剂脱除二氧化硫的机理研究”，项目来源：兰州理工大学“红柳青年教师资助计划” 起止时间：2011~2016，项目负责人。教学研究课题：（1）“在《新能源开发与利用》课程中进行双语教学的研究”，项目来源：兰州理工大学，起止时间：2003~2006，项目负责人。已结题。（2）“环境工程专业实验教学改革与实践”，项目来源：兰州理工大学，起止时间：2008~ ，项目负责人。代表性论文:[1] Zhang Ting, Yu Shu-rong, Feng Hui-xia, etal. Preparation and Properties of γ-Al2O3/ATTP Desulfurizing Adsorbent. Special Issue for 16th International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymer;IUPAC 2ndInternational Symposium on Novel Materials and synthesis, 2006,307-309[2] Zhang Ting, Feng Hui-xia, Yu Shu-rong, etal. Study on Preparation of Attapulgite-base Desulphrization Agent and de-SO2 Reaction. Progress in Environmental Science and Technology （ISTP）[3]张婷,俞树荣,冯辉霞,等. 钴负载凹凸棒石基复合吸附脱硫剂脱除SO2的实验研究[J].矿物岩石.2008(3):24~28（EI）[4]张婷,俞树荣,冯辉霞,等. 复合吸附脱硫剂的制备及其脱除SO2的试验研究[J].化工进展.2009,28(1):169~172[5] Zhang Ting, Yu Shu-rong, Wang Yi, etal. Study on Desulfurization of SO2 by Co3O4-γ-Al2O3 /ATP Desulphurizer. 2009 International Confernece on Energy and Environment Technology, 2009, Volume Ⅲ:554~557（EI & ISTP）[6] Zhang Ting, Yu Shu-rong, Feng Hui-xia, etal. Study on Desulfurization of SO2 by Attapulgite Compond Calcium Oxide Desulfurizaiton Agent. Conference on Environmental Pollution and Public Health, 2010, Volume I:107~109.（ISTP）[7] Zhang Ting, Yu Shu-rong, Feng Hui-xia, etal. Study on Desulfurization of SO2 by Desulfurization Agent of Attapulgite Compounded with Calcium Oxide. Applied Mechanics and Materials, , 2044-2048（EI）教材:1、《生态化学与人类文明》，化学工业出版社，2005（3-4）共万字2、《化学与环境》，化学工业出版社，2008（9-9）共40万字，本人万字在研项目：1、甘肃省科技支撑计划：“稀土金属冶炼过程废气治理关键技术研究”，（1011GKCA022），项目组第二承担人。2、兰州理工大学“红柳青年教师资助计划”：“凹凸棒石基脱硫剂脱除二氧化硫的机理研究”，项目负责人。3、兰州理工大学教学研究项目：“环境工程专业实验教学改革与实践”，项目来源：兰州理工大学，起止时间：2008~今 ，项目负责人。
三吡唑基硼稀土烷在化合物的合成和反应摘要设计合成结构新颖、反应独特及具有高效催化性能的稀土金属有机化合物，并应用于有机合成和烯烃聚合是稀土金属有机化学的长期研究目标之一。为了满足日益增长的设计新型稀土催化剂的需要，人们正努力寻找合适的非茂配体作为茂基的替代体。三吡唑基硼配体是一类含氮多齿配体，能与多种金属配位，受到金属有机化学家的广泛关注。本论文重点研究了三(3，5-二甲基吡唑)基硼(TpMe2)作为辅助配体的稀土单烷基，双烷基和硅胺基化合物的合成以及反应，揭示了一系列新型的稀土金属有机反应，丰富了三吡唑基硼稀土有机化合物的合成和反应化学。全文共合成和表征了77个新稀土金属有机化合物，并测定了其中72个化合物的晶体结构，主要研究成果如下： 1.我们通过引入茂基配体，成功地合成了TpMe2/Cp混配型稀土单烷基化合物(TpMe2)CpYCH2Ph(THF)(2-1)，有效地避免TpMe2配体的解离或降解反应。2-1可以和含酸性质子的有机试剂如：苯乙炔，邻胺基吡啶发生直接反应生成相应的稀土炔基和吡啶胺基化合物(TpMe2)CpYC≡CPh(THF)(2-2)和(TpMe2)CpY(η2-NHPy)(2-3)。研究发现，2-1对一些不饱和有机小分子具有较高的反应活性。例如，2-1与取代基空间位阻较小的碳化二亚胺反应时，在室温下就能得到其插入产物(TpMe2)CpY[(RN)2CCH2Ph](R=Pr(2-4a)，Cy(2-4b))，而对位阻较大的碳化二亚胺如ArN=C=NAr(At=C6H3iPr2-2，6)则需要在较高的温度下才能顺利的进行插入反应，得到化合物(TpMe2)CpY[(2，6-iPr-C6H3N)2C(CH2Ph)](2-4c)。在与PhNCX(X=S，O)时，也能得到其单插入产物(TpMe2)CpY[XC(CH2Ph)NPh](X=S(2-5)，X=O(2-6))。当与活性较高的CS2反应时，能在较短的时间内结束反应得到配合物(TpMe2)CpY[S2C(CH2Ph)](2-7)。2-1也能与苄基叠氮反应，生成插入产物(TpMe2)CpY[η3-N(CHEPh)NN(CH2Ph))(2-8)。我们研究发现2-2能在室温与碳化二亚胺反应得到插入产物(TpMe2)CpY[(RN)2CC≡CPh](R=iPr(2-9a)，Cy(2-9b))，并且能在加热的条件下催化苯乙炔与碳化二亚胺的偶联反应，高收率的得到N，N’-二取代的丙炔基脒(RN=C(C≡CR’)(NHR))(R=iPr(2-10a)，Cy(2-10b))。然而，2-2也能与PhNCS发生插入反应给出化合物(TpMe2)CpY[SC(C≡CPh)NPh](2-11)。试图利用2-1催化邻烯丙基苯胺的氢胺化环化未获成功，只得到苄基质解产物(TpMe2)CpY(NHC6H4CH2CH=CH2-o)(THF)(2-12)。另外，我们还考察了稀土吡啶胺基化合物2-3与碳化二亚胺和异(硫)氰酸苯酯的反应，发现碳化二亚胺插入N-H键给出化合物(TpMe2)CpY{η2-N[C(NR)(NHR)Py]}(R=iPr(2-14a)，R=Cy(2-14b))；当异氰酸苯酯反应生成插入稀土-氮键及部分摘茂产物(TpMe2)[η2-OC(NPh)NHPy]Y[μ-η2：η2-N(Ph)C(O)NPy]YCp(TpTMe2)(2-15)。2-3与异硫氰酸苯酯反应给出其插入Y-Nσ键的产物(TpMe2)CpY[η2-N(Ph)C(NHPy)S](2-16)，没有摘茂产物被观测到。进一步研究，我们还发现2-16能与2-5反应给出硫代酰胺双负离子桥联的双核化合物(TpMe2)[η2-N(Ph)C(CH2Ph)S]Y1[μ-η2：η2-N(Ph)C(S)NPy]Y2(Cp)(TpMe2)(2-17)。这些研究结果显著地异于二茂基稀土吡啶2-胺基化合物的反应。 2.我们利用TpMe2YCl2(THF)与苄基钾的复分解反应高产率的合成了三吡唑基硼稀土双烷基化合物TpMe2Y(CH2ah)2(THE)(3-1)。研究它与一些不饱和有机小分子的反应，我们发现3-1与等当量的异硫氰酸苯酯反应，经过C=S双键的断裂得到四核的立方型的配合物[TpMe2Y(μ3-S)]4(3-2)。然而，当与异氰酸苯酯反应时，得到一个通过双负离子OC(CHPh)NPh配体桥联的双核配合物TpMe2Y(THF)[μ-η1：η3-OC(CHPh)NPh][μ-η3：η2-OC(CHPh)NPh]YTpMe2(3-3)。3-3能继续与三甲基氯硅烷反应得到化合物(TpMe2)YCl[η2-OC(CH(SiMe3)Ph)NPh](THF)(3-4)。3-1与苯乙腈反应的产物与其反应条件有关。例如：在室温下，该反应可分离得到一个离子对型重排产物[(TpMe2)Y]+[TpMe2Y(NCCHPh)3]-(3-5)，而在加热(120℃)的条件下，我们分离得到是苯乙腈的苄基脱质子、氰基插入及TpMe2配体解离产物TpMe2Y[μ-η1：η1-Pyrazoyl]2[μ-η1：η2-NC(CH2Ph)CHPh]YTpMe2(3-6)。3-1与等当量的碳化二亚胺反应仅得到碳化二亚胺单插入稀土-碳键的产物TpMe2Y(CH2Ph)[(RN)2C(CH2Ph)](R=iPr(3-8a)，R=C6H3-iPr-2，6(3-8b))。我们还考察了3-1与大位阻芳胺(2，6-二异丙基苯胺)的反应，试图得到端配稀土亚胺化合物未获成功，只能得到胺基部分质解产物TpMe2Y(NHAr)CH2Ph(THF)(3-9)。有意思的是，3-9与等当量的二异丙基碳化二亚胺反应时，得到一个对称的双负胍基稀土配合物TpMe2Y[(iPrN)2C=NAr](3-10)。为了了解3-10的形成机理，我们还研究以下反应。3-8a与等当量的2，6-二异丙基苯胺反应只生成胺质解烷基产物TpMe2Y(NHAr)[(iPrN)2C(CH2Ph)](3-11)。即使长时间的加热3-11也不能转化为3-10。3-1与等当量的邻胺基吡啶反应可生成一个含桥联亚胺配体的双核稀土配合物TpMe2(THF)Y(μ-η1：η2-NPy)YTpMe2(3-12)。 3.我们研究了三吡唑基硼稀土单或双烷基化合物2-1和3-1与一些芳香性氮杂环的反应，发现2-1与N-甲基苯并咪唑反应得到一个含C-H键活化的配合物(TpMe2)CpY[η2-(N3，C2)-NC7H4NCH3](NC7H5NCH3)(4-1)。4-1的形成与反应的计量比无关。然而，2-1与N-甲基咪唑的反应产物却受反应计量比或反应条件的影响较大。N-甲基咪唑与单烷基配合物2-1之间计量比≥1时，室温下只得到三核大环产物[(TpMe2)CpY(μ-η1：η1-(N3，C5)-NC3H2NCH3)]3(4-2)，咪唑环的5位发生了C-H键活化，该大环产物稳定，不受稍高温度的影响。然而，当计量比大于1且在60℃时，却得到了两个未预期的重排产物(TpMe2)Y{K4-(N，N，N，N)-[NC(CH3)CHC(CH3)N]2BH[NC(CH3)CHC(N)CHCN(CH3)CHCHN]}(4-3)和配合物Cp3Y(NC3H3NCH3)(4-4)。据推测，配合物4-3的获得可能经历了一个卡宾中间体的过程。同样，配合物3-1与两当量的N-甲基咪唑反应，也得到一个六核大环产物{(TpMe2)Y[(μ-η1：η1-(N3，C5)-NC3H2NCH3)][η2-(N3，C2)-NC3H2NCH3)]}6(4-5)，在该配合物中配位的两个咪唑环一
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稀土元素论文开头怎么写摘要：稀土元素是自然界中存在的一种重要的稀有金属元素，被誉为“绿色黄金”。稀土元素与人体健康有着密切联系，近年来已成为人们研究的热点。论文研究表明，在正常情况下，稀土元素与人体血清中所含某种酶的活性存在着很强的亲和力，其生物活性远远高于其他金属元素；而且含有某种单一或多种金属离子的化合物很容易被人类利用，因而具有独特、广泛而巨大发展前景。论文综述部分从稀土元素与人体健康的关系、它和人体免疫力之间的相互作用两个方面对现有成果进行了介绍。关键词：酶；作用；代谢摘要：本文针对中国东北地区特有的沙棘汁资源，对沙棘中一种叫做“肉苁蓉”提取技术进行了研究并获得阶段性成果。
（一）破碎与磨矿 据调查，我国选金厂多采用颚式破碎机进行粗碎，采用标准型圆锥碎矿机中碎，而细碎则采用短头型圆锥碎矿机以及对辊碎矿机。中、小型选金厂大多采用两段一闭路碎矿，大型选金厂采用三段一闭路碎矿流程。 为了提高选矿生产能力，挖掘设备潜力，对碎矿流程进行了改造，使磨矿机的利用系数提高，采取的主要措施是实行多碎少磨，降低入磨矿石粒度。（二）重选 重选在岩金矿山应用比较广泛，多作为辅助工艺，在磨矿回路中回收粗粒金，为浮选和氰化工艺创造有利条件，改善选矿指标，提高金的总回收率，对增加产量和降低成本发挥了积极的作用。山东省约有10多个选金厂采用了重选这一工艺，平均总回收率可提高2%～3%，企业经济效益好，据不完全统计，每年可得数百万元的利润。河南、湖南、内蒙古等省（区）亦取得好的效果，采用的主要设备有溜槽、摇床、跳汰机和短锥旋流器等。从我国多数黄金矿山来看，浮—重联合流程（浮选尾矿用重选）适于采用，今后应大力推广阶段磨矿阶段选别流程，提倡能收、早收的选矿原则。（三）浮选 据调查，我国80%左右的岩金矿山采用浮选法选金，产出的精矿多送往有色冶炼厂处理。由于氰化法提金的日益发展和企业为提高经济效益，减少精矿运输损失，近年来产品结构发生了较大的变化，多采取就地处理（当然也由于选冶之间的矛盾和计价等问题，迫使矿山就地自行处理）促使浮选工艺有较大发展，在黄金生产中占有相当的重要地位。通常有优先浮选和混合浮选两种工艺。近年来在工艺流程改造和药剂添加制度方面有新的进展，浮选回收率也明显提高。据全国40多个选金厂，浮选工艺指标调查结果表明，硫化矿浮选回收率为90%，少数高达95%～97%;氧化矿回收率为75%左右;个别的达到80%～85%。近年来，浮选工艺流程的革新改造以及科研成果很多，效果明显。阶段磨浮流程，重—浮联合流程等，是目前我国浮选工艺发展的主要趋势。如湘西金矿采用重—浮联合流程，进行阶段磨矿阶段选别，获得较好指标，回收率提高6%以上；焦家金矿、五龙金矿、文峪金矿、东闯金矿等也取得一定的效果。又如新城金矿，原流程为原矿直接浮选，由于含泥较高（矿石本身含泥高，再加采矿尾砂胶结充填强度不够，带入部分泥砂）使选矿指标连续下降。经考查试验，采用了泥砂分选工艺流程，回收率由提高到，精矿品位135g/t提高到140g/t，稳定了生产。金厂峪金矿由于原矿品位逐年下降，因此使浮选指标降低，经与沈阳黄金学院等单位合作试验研究采用分支浮选工艺，提高了浮选指标和精矿品位。这一科研成果（于1988年1月黄金总公司通过了技术鉴定），为浮选工艺改造得到了新的启示。当然，浮选法和其他方法一样不是万能的，不可能对所有含金矿石都有效，主要还要考虑矿石性质，在选择工艺流程时，需进行多方面的论证和试验。 近几年来，为提高分选效果，在工艺不断改进的同时，对药剂添加制度和混合用药方面也作了不少改进和研究，在加药实现自动控制方面也有新的进展。（四）化选-水冶提金工艺 1.混汞法提金 混汞法提金工艺是一种古老的提金工艺，既简便，又经济，适于粗粒单体金的回收。我国不少黄金矿山还沿用这一方法。随着黄金生产的发展和科学技术进步，混汞法提金工艺也不断得到了改进和完善。由于环境保护要求日益严格，有的矿山取消了混汞作业，为重选、浮选和氰化法提金工艺所取代。 在黄金生产中，混汞法提金工艺仍有其重要的作用，在国内外均有应用实例。目前河北张家口、辽宁二道沟、吉林夹皮沟、山东沂南等不少金矿应用了此工艺。辽宁二道沟金矿原为单一浮选流程，根据矿石性质改为混汞加浮选联合流程，总回收率提高(混汞回收率达)，尾矿品位由降到，年获效益为158万元。混汞法提金工艺关键在于如何采取防护措施，消除汞毒污染。2.氰化法提金工艺 氰化法提金工艺是现代从矿石或精矿中提取金的主要方法。氰化法提金工艺包括：氰化浸出、浸出矿浆的洗涤过滤、氰化液或氰化矿浆中金的提取和成品的冶炼等几个基本工序。我国黄金矿山现有氰化厂基本采用两类提金工艺流程，一类是以浓密机进行连续逆流洗涤，用锌粉置换沉淀回收金的所谓常规氰化法提金工艺流程（CCD法和CCF法），另一类则是无须过滤洗涤，采用活性炭直接从氰化矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺流程(CIP法和CIL法)。 常规氰化法提金工艺按处理物料的不同又分两种：一种是处理浮选金精矿或处理混汞、重选尾矿的氰化厂。采用这种工艺的多是大型国营矿山。如河北金厂峪；辽宁五龙、河南杨寨峪；山东招远、新城、焦家、三山岛金矿。另一种是处理泥质氧化矿石，采用全泥搅拌氰化的提金厂。如吉林海沟；黑龙江团结沟；安徽新桥金银矿等矿山。 我国早在30年代已开始使用氰化法提金工艺。台湾金瓜石金矿在1936～1938年期间，采用氰化-锌粉置换工艺提取黄金，年产黄金15万两。 进入20世纪60年代后，为了适应国民经济的发展，大力发展矿产金的生产，在一些矿山先后采用间歇机械搅拌氰化法提金工艺和连续搅拌氰化法提金工艺取代渗滤氰化法提金工艺。1967年，首先在山东招远金矿灵山和玲珑选金厂实现了连续机械搅拌氰化工艺生产黄金，氰化法提金由70%提高到，从此连续机械搅拌氰化法提金工艺在全国各大金矿迅速获得推广。1970年金厂峪金矿、1977年五龙金矿氰化厂相继建成投产，此后国内又陆续建成投产了一批机械搅拌氰化厂，氰化法提金工艺进入了一个新的发展阶段。 黄金生产的不断发展和金矿资源的迅速开发，自20世纪80年代起泥质高的含金氧化矿石大量增加，开发对这类矿石进行全泥氰化搅拌浸出的研究，并在黑龙江团结沟金矿建设一座日处理500t矿石的氰化厂，1983年投入生产。从此，全泥氰化法提金工艺日渐推广应用，先后在河南、吉林、河北、陕西、内蒙古等地采用此法建厂提金。与此同时，为解决泥质氧化矿石在浓密过滤固液分离上的困难，于1979年11月长春黄金研究所开始对团结沟金矿的矿石采用无过滤的炭浆法提金工艺，进行了历时两年的试验研究，获得了成功。在此基础上，于1984年8月在河南灵湖金矿自行设计利用国产设备建成我国第一座日处理50t矿石的炭浆法提金厂。使我国氰化法提金工艺向前迈进了一大步。炭浆法提金工艺成为处理泥质氧化矿石的岩金矿山就地产金的重要方法之一。此后在吉林、河南、内蒙古、陕西等地建起了炭浆法提金厂。1984年末，冶金工业部黄金局为推动炭浆法提金工艺在我国的应用，移植消化国外先进技术和设备，与美国戴维麦基公司合作，在陕西省西潼峪金矿、河北省张家口金矿，分别建起了一座日处理矿石250t（西潼峪）和一座450t（张家口）的炭浸提金厂。据调查张家口金矿达到（1988年炭浆回收率为）的回收率。 依*科学大搞技术革新的试验研究，使我国黄金生产技术水平有较大提高。如金厂峪金矿研究采用锌粉代替锌丝置换金泥成功，使置换率达到，金泥含金品位明显提高，锌耗量由原锌丝置换的降到，生产成本大幅度降低。继而在招远、焦家、新城、五龙等矿山推广应用也取得明显效果。低品位氧化矿石的堆浸工艺，在丹东虎山金矿试验成功后，相继在河南、河北、辽宁、云南、湖北、内蒙古、黑龙江、吉林、陕西等省区推广应用，经济效果明显，为低品位氧化矿的开发利用开辟了道路。据不完全统计，我国目前采用堆浸法生产的黄金年产量达到万两以上（仅河南省堆浸生产的黄金累计为万两），但与发达国家相比，我国堆浸规模较小，一般为1×103～3×103t/堆，万t/堆的较少，在技术上也存在较大的差距，1988年陕西太白县双王金矿大型万吨级堆浸场投产，取得可喜的成果（矿石品位）。 国外先进技术和设备的引进消化（如美国的高效浓密机，双螺旋搅拌浸出槽，日本的马尔斯泵，带式过滤机等），使我国黄金生产在装备水平和技术水平上又有了进一步的提高，同时也促进了我国黄金生产设备向高效、节能、大型化、自动化方向发展。在硫脲提金、硫代硫酸盐提金，预氧化细菌浸出，加压催化浸出，树脂吸附等新工艺的科学研究方面，近年来也有新的进展。1979年长春黄金研究所进行硫脲提金试验获得成功，并于1984年在广西龙水矿建成一座日处理浮选金精矿10～20t的硫脲提金车间（1987年通过部级鉴定）。其他工艺虽处于试验研究阶段和正准备建厂投产，足以说明我国提金技术已发展到一个新的水平。（五）金的冶炼与回收 黄金冶炼是黄金生产中最后一道工序，其产品为成品金。冶炼有粗炼和精炼之分。精粗炼产品为合金（俗称合质金），我国黄金矿山就地产金多为合质金，直接交售给银行。黄金富矿块和各种金精矿运往有色冶炼厂加工提炼成品金（俗称含量金）。建国40年来，黄金冶炼和综合回收发展较快，冶炼技术和工艺装备水平不断提高，冶炼成本日益降低，促进了黄金生产的发展。
采矿工程毕业设计论文
采矿工程是一个国家的重要产业,采矿工程直接关系到国家资源、能源的正常供应和使用安全。以下是专门为你收集整理的采矿工程毕业设计论文，供参考阅读！
采矿工程方法优化研究
【摘要】采矿工程中的许多方法都是可以优化的，比如采矿工程中的开拓系统和采矿方法。这些方法优化问题，由于决策变量众多，并且不同情况的所起的作用不同，导致多数问题都是复杂的非线性化问题，不仅如此变量之间的联系有时很难用确切的数学模型或者数学表达式表达出来。因此我们考虑到可以利用计算机技术和人工智能的技术来实现采矿工程中方法的优化问题，比如遗传算法，神经网络等，本文从上述几种技术角度，结合实际例子探讨了采矿工程方法的优化问题。
【关键词】采矿工程;优化;采矿方法
采矿工程中的许多问题的决策和方法的优化，都是多决策变量问题。以往对这种问题的处理方式都是采用单一变量法，即采用固定其他变量使其值保持不变，通过变化某一变量来探索这一变量对目标函数或目标问题结果的影响，从而找出最优解。虽然这种方式大大简化了这种多变量问题的求解方式，但是它忽略了各个变量之间的相互关系，以及他们之间的相互作用对最终结果的影响，因此所得的结果并不是真正的最优值。为了求得真正的最优解，需要同时改变各决策变量，探索他们在这种情况下和目标的关系以及的对目标结果的影响，从而找出综合最优值。
1、优化方法
遗传算法的定义
遗传算法是一种自适应优化的方法。这种方法基于生物进化的原理，它模拟了生物进化的步骤，将繁殖、杂交、变异、竞争和选择等概念引入到算法中。[1]通过对一组可行解的维持和重新组合，在多决策变量共同作用的条件下，改进可行解的移动轨迹曲线，最终使它趋向最优解。这种方式是模拟生物适应外界环境的遗传变异机理，克服了传统的单决策变量法容易导致的局部极值的缺点，是一种全局优化算法。
神经网络的定义
人脑思维方式的一大特点就是：通过多个神经元之间的同时的相互作用来动态完成信息的处理。人工神经网络就是模拟人脑思维的这种方式，通过计算机来完成一个非线性的动力学系统，可以实现信息的分布式存储和并行协同处理。
遗传算法与神经网络协同优化
由于采矿工程的问题很难用一个显式来表示，所以我们可以利用人工神经网络强大的非线性映射能力建立决策变量和目标函数的关系，实现对问题的显式化，然后用遗传算法对这个目标函数的决策变量进行搜索和寻优，搜索到后就输入之前已经建模好的神经网络，网络将自动进行学习和匹配，从而我们可以计算出目标函数对该组决策变量的适应性，然后根据适应性进行遗传变异操作，反复多次后即可寻得最优解。
2、优化实例
遗传算法在矿石品位优化中的应用
遗传算法是由原始数据，模拟优胜劣汰的方式通过反复迭代获得最优解，在这里实质上是随机生成一组矿石品位，利用自适应的技术调整品位，经过反复迭代计算，逐步逼近最优解。
(1)编码：用定长字符代表遗传中的基因，在这里表示某种特定品位，编码顺序依次为边界品位、最小工业品位、原矿品位和精矿品位。[2]
(2)初始群体：每次迭代的初始群体由上一次迭代生成，第一次的初始群体随机生成，每个群体包含的个体数确定。
(3)适应度：自然界中的适应度是生物个体对自然界的适应程度，适应度大，那么它存活下来的可能性就大。类似的这里的适应度是衡量个体优劣的指标，可以驱动遗传算法的优化，本例中的适应度取不同品位的矿石所能取得的净现值。
(4)复制和交换：根据达尔文进化论，适应性强的个体容易生存下来，那么他们的有利性征就被保留了，同样的不利性征就被淘汰了，适应性强的个体他们的后代跟他们的相似度会比较高，在遗传算法中可以用复制来代表这一部分;交换就是指上一代多个个体的部分基因相互置换产生新个体。
(5)突变：遗传算法中产生新个体的又一手段，通过求补运算完成。
(6)终止条件：遗传算法是迭代运算，在迭代到符合某一要求时停止，一般都是当群体的平均适应度或最大适应度变化平稳时，迭代终止。
采矿工程优化实例
本处选择山东莱芜铁矿施工时的填充材料刚度与采场结构参数的优化问题来说明一下神经网络和遗传算法的具体应用。
山东莱芜铁矿谷家台矿区矿体赋存于大理岩与闪长岩的.接触带中，上部为第四系和第三系所覆盖，全部为隐伏矿体，矿脉地理结构十分复杂。[3]上部有河流流过，虽然河流和矿带之间有第三系的红板岩，但是由于局部天窗的分布，导致水层和第四系砂砾石层和灰岩层接触，隔水效果不好。由于灰岩层的含水性，导致这部分成为承压含水层。复杂的地质背景给开矿带来了巨大的难度，为了实现不改河、不疏干、不搬迁、不塌陷、不还水的“五不”方针，最终决定的开矿方案是采用矿体近顶板大理岩注浆补漏堵水措施与阶段空场嗣后胶结充填采矿方法相结合的综合治水方案。制约这一方案顺利实施的两个重要因素就是充填材料刚度与采场结构参数的优选问题。
设矿房宽度为Bf，填充体刚度为EC，бt为上盘出现的最大拉应力。推测得出：从安全性角度考虑，矿房宽度Bf越小，填充体刚度EC越大，则上盘出现的拉应力越小，施工越可靠;从经济型角度考虑，矿房宽度越大，填充刚度越小越经济，可以看出两者是相对的，我们要在这之间找一个最佳匹配值。使得上盘出现的拉应力小于但又接近于大理岩的抗拉强度。
先通过神经网络建立决策量Bf、EC和目标бt的映射关系，然后用遗传算法搜索最佳匹配，得到结果Bf=，EC=，бt=，最后进行的结果的合理性验证，表明这个结果是令人满意的。
3、结论
作为现阶段比较先进的计算智能和人工智能技术，遗传算法和神经网络着重于通过迭代算法和非线性映射来求得问题的最优解。由于绝大多数矿场的复杂条件导致采矿工程中的许多问题和方法的决策存在众多的决策变量，并且多数变量和目标量的关系都是非线性的，这些特点使得遗传算法和神经网络等现代先进智能技术能很好的运用到采矿工程的优化中去，通过文章研究和实例证明，对于采矿工程的方法优化，遗传算法和神经网络能起到很好的效果，随着这些技术的进步，他们将会为采矿工程的优化方面提供更有力的帮助。
参考文献
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我写的《生物医用钛及钛合金的粉末冶金制备工艺研究》，发你一篇肯定不行的，学校都要求原创。当时我也是急啊，还好同学给的莫文网，很快就帮我搞定了，感谢啊思路：关键是实验部分，采用新的粉末冶金方法,以氢化钛粉代替传统钛金属粉末,作为成形和烧结的原材料。采用混合元素法,通过直接烧结TiHH2粉及合金氢化物粉,在烧结过程中直接进行脱氢,制备钛及钛合金。采用热膨胀仪,TG-DSC热重差热分析，X射线衍射(XRD)，SEM及力学性能检测等手段研究了氢化物热分解脱氢过程、烧结致密化过程、烧结样显微组织和力学性能。首先对氢化物分解反应的热力学和动力学进行分析,为确定最佳脱氢-烧结工艺提供理论依据。
粉末冶金成型是将金属粉末或混合料装在阴模型腔内，通过模冲对粉末施加压力压制成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度坯块的工艺。下面我整理了粉末冶金件成型技术论文，欢迎阅读!
简述粉末冶金成型方法
摘要：粉末冶金成型是将金属粉末或混合料装在阴模型腔内，通过模冲对粉末施加压力压制成具有一定形状、尺寸、孔隙度和强度坯块的工艺。成型的方法合理与否直接决定产品能否顺利生产以及能否具备批量生产的能力，降低成本。此外成型的效果将影响产品随后的工序和产品的最终质量。本文通过阐述粉末冶金模压成型常见的几种方法，以及不同的方法对应的原理及其压制的坯件的密度分布。并为不同类型产品的成型压制如何选择最合适的方法提供理论依据。
关键词： 单向压制 双向压制
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2015)02(b)-0000-00
1、引言
粉末冶金是用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合料)作为原料，经过成型和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程【1】。随着粉末冶金技术发的发展，粉末冶金产品的性能要求也不断提高，相对产生多种不同的成型方法。目前传统压制成型方法有：单向压制和双向压制两种。其中双向压制又分为阴模浮动式压制和阴模拉下式压制。
2、成型方法
单向压制
单向压制工作原理：阴模型腔和下模冲的位置固定不动，上模冲在压机凸轮带动下，向下进入阴模型腔，并对阴模型腔的粉末加压，使粉末压制成具有一定密度和强度的坯件。【2、3】
单向压制的一个循环有以下步骤。
A粉末充填：粉末通过手工或者动送粉器的送粉，利用粉末重力充填在阴模型腔中。
B单向压制：粉末填充完毕后，阴模型腔与下模冲位置固定不变，上模冲在压机凸轮带动下，向下进入阴模型腔，使粉末压制成成具有一定密度和强度的坯件。
C保压：为了使压力得到有效传递，保证坯件密度分布均匀，上模冲应在180度的成型压制位置下保持不动一段时间，使坯件中空气有足够时间逸出。【4】。
D脱模：保压结束后，上模冲由压机凸轮复位带动向上脱离阴模型腔，下模冲则由压机的下气缸的作用力作用下把坯件顶出阴模型腔。
E复位：上模冲退到最高点，送粉器把压制的坯件推出，同时下模冲退回固定位置，同时粉末在重力作用下充填在阴模型腔中。
双向压制
双向压制一般分为阴模浮动式压制和阴模拉下式压制。
阴模浮动式压制
阴模浮动式压制工作原理：阴模由弹簧支承，处于浮动状态，下模冲固定不动，上模冲在凸轮带动下向下进入阴模型腔，对粉末施加向下压力。开始加压时，由于粉末与阴模型腔壁间摩擦力小于弹簧支承力，只有上模冲向下移动，随着压力增大，粉末对阴模型腔壁间的摩擦力大于弹簧支承力时，阴模型腔与上模冲一起向下运动，与下模冲间产生相对移动，从而达到双向压制的效果。【2、3】。
阴模浮动式压制的一个循环有以下步骤。
A装料：手工或者由自动送粉器把粉末均匀装入阴模型腔。
B上冲下压：粉末填充完毕后，阴模弹簧支撑，下模冲位置固定不变，上模冲在压机凸轮带动下，向下进入阴模型腔，对阴模型腔中的粉末施加向下压力。
C阴模浮动：随着上模冲施加的压力不断增大，粉末对阴模型腔壁间的摩擦力也不断增大，当此摩擦力大于阴模型腔的弹簧支撑力时，阴模型腔与上模冲一起向下运动，直到坯件成型
D保压：为了使压力得到有效传递，保证坯件密度分布均匀，上模冲和阴模型腔向下运动至坯件成型的位置下保持不动一段时间，使坯件中空气有足够时间逸出。【4】。
E脱模：保压结束后，上模冲由压机凸轮复位带动向上脱离阴模型腔，阴模则由压机下压气缸的向下拉力往下退，直到坯件从阴模型腔脱出。
F复位：上模冲退到最高点，送粉器推出从阴模型腔脱出的坯件，然后阴模由弹簧支撑恢复到粉末充填位置，同时粉末在重力作用下充填在阴模型腔中。
阴模拉下式压制
下模冲固定位置不动，上模冲在凸轮的带动下，向下进入阴模型并对型腔中的粉末施加向下压力的同时，阴模型腔也由于受压机下压气缸的向下拉力，使其与上模冲一起向下运动，相对下模冲形成向上运动。从而实现上冲和下冲的双向压制【2、3】。
阴模拉下式压制过程一个循环有以下步骤。
A装料：手工或者由自动送粉器把粉末均匀装入阴模型腔。
B双向压制：粉末填充完毕后，上冲在凸轮的带动下，向下进入阴模型腔并对型腔粉末施加向下压力的同时，阴模也在压机下压气缸的向下拉力作用下一起向下运动，使下模冲相对阴模向上运动。
C保压：为了使压力得到有效传递，保证坯件密度分布均匀，在上、下模冲和阴模型腔相对位置不变的前提下保持不动一段时间，使坯件中空气有足够时间逸出。【4】。
D脱模：保压结束后，上模冲由压机凸轮复位带动向上脱离阴模型腔，阴模则由压机下压气缸的向下拉力往下退，直到坯件从阴模型腔脱出。
E复位：上模冲退到最高点，送粉器推出从阴模型腔脱出的坯件，然后阴模卸去下压气缸压力，恢复到粉末充填位置，同时粉末在重力作用下充填在阴模型腔中。
3压制方式与坯件密度的关系以及它们应用
单向压制坯件与密度关系
单向压制的密度分析：从压制原理可知，单向压制的压力是从上模冲方向向下传递。与上模冲相接触的坯件上层，从横向分析，密度从中心向边缘逐步增大，顶部的边缘部门密度最高，这是由于压制过程在阴模型腔壁会对粉末产生横向反作用力，所以边缘比心部高。从纵向分析，密度从上往下逐渐减少。这时由于压力在密实粉末过程，粉末发生滑移和变形会产生向上的反作用力，随着传递的压力不断减少，粉末更难发生滑移变形，最终导致底部坯件的密度低【5】。由此可知，单压制坯件密度分布从边缘向中心，从上到下逐渐减少。
双向压制坯件与密度关系
双压制的密度分析：从双向压制原理可知，双向压制的压力是从两端向中心传递。与模冲接触的坯件两端，横向分析，密度同样从中心向边缘逐步增大，理论跟单向压制一致。从纵向分析，由于压力从两端向中心传递，所以坯件两端的粉末能充分发生滑移变形现象，密度高，而随着压力传递减少，心部密度粉末不能充分滑移变形，密度低。由此可知，双向压制坯件密度分布：从边缘向中心逐渐减少，但坯件由于受两端压力压制，降低坯件的高径比，减少压力沿高度而减少的差异，密度分布更均匀。【5】。
4 结语
随着社会科技的不断发展，粉末冶金也发生翻天覆地的变化，各式的成型压制方法不断出现。但无论那种压制方式(摩擦芯棒压制，下模冲浮动压制，组合冲压制，换向压制等)都可以从上述3种压制方法的原理中找到理论基础。因此掌握上述3种方法的原理和应用原则就能为粉末冶金模具设计大打下坚实基础。
【1】 黄培云.粉末冶金原理.[M].北京.冶金工业出版社.1997(重印).1
【2】 中南矿冶学院粉末冶金教研室，粉末冶金基础，冶金工业出版社，1974
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【4】 黄培云.粉末冶金原理.[M].北京.冶金工业出版社.1997(重印).213
【5】 黄培云.粉末冶金原理.[M].北京.冶金工业出版社.1997(重印).204
作者简介：阮志光(1985-)?男，汉，广东佛山人，本科，毕业于合肥工业大学，主要从事粉末冶金的研发工作。
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多孔金属材料的制备工艺及性能分析多领域有着广泛的应用前景。本文概述了多孔金属材料的常用制备方法及其主要性能。关键词:多孔金属材料;制备;性能;应用摘 要 :多孔金属材料是一种性能优异的新型功能材料和结构材料 ,具有独特的结构和性能 ,在很科学家极大的兴趣 ,成为材料类研究的热点方向之1 引言一 ,自 20世纪 90年代以来 ,美国的哈佛大学、英国在传统的金属材料中 ,孔洞 (宏观的或微观的 )的剑桥大学、德国的 Fraunhofer材料研究所、日本的被认为是一种缺陷 ,因为它们往往是裂纹形成和扩东京大学等对多孔金属材料的制备工艺和性能进行展的中心 ,对材料的理化性能及力学性能产生不利了广泛的研究 ,获得了一批研究成果 [2-5]。在我国 ,的影响。但是 ,当材料中的孔洞数量增加到一定程多孔金属材料的基础和应用研究也逐步得到重视和度时 ,材料就会因孔洞的存在而产生一些奇异的功发展。近年来 ,研究队伍不断壮大 ,在制备技术、结能 ,从而形成一类新的材料 ,这就是多孔金属材料。构和物性等方面的基础研究以及在各种民用和国防按照孔之间是否连通 ,可以把多孔金属材料分为闭领域的应用研究均取得了一定的进展 ,已经引起我孔和通孔两类 ,如图 1所示。该类材料具有良好的国政府、中科院和航空航天等部门的高度重视 ,尤其吸能性能、高阻尼性能、吸声性能、电磁屏蔽性能及值得一提的是 ,我国在 2005年立项的国家重大基础良好的导热导电性能 [1] ,因而在一般工业领域 (如研究计划 (973计划 )“超轻多孔材料和结构创新构汽车工业 )、国防科技领域及环境保护领域等有着型的多功能化基础研究 ” ,更是体现了对该类材料广泛的应用前景 ,它的设计、开发和应用引起了中外研究的重要性和迫切性。水化物等,然后将均混的混合物压制成密实块体即到目前为止 ,已开发的制备多孔金属的方法很多 ,涉及到的领域也非常广。根据在制备过程中金属所处的状态 ,可将多孔金属的制备工艺分为以下三类 :液相法、粉末烧结法和沉积法。 2. 1 液相法液相法包括的种类比较多 ,且较易制备大块的多孔金属和产品易商业化 ,成为多孔金属材料制备的主要手段,液相法主要包括以下几种: 2. 1. 1 颗粒渗流法颗粒渗流法[ 6 ]原理是首先将颗粒在模具内压实,烘干形成预制块。然后通过压力将金属液渗入中,并强烈搅拌使空心小球分散,最后得到空心球与金属基体形成的多孔金属材料。空心球铸造法的特点是孔径和孔隙率易于控制,材料综合力学性能好。2. 2 粉末冶金法粉末冶金法主要包括粉末烧结发泡法、烧结-脱溶法、松散粉末烧结法、中空球烧结法等。2. 2. 1 粉末烧结发泡法这种工艺[ 12 ]是首先将金属粉末和相应的发泡剂按一定比例均匀混合,发泡剂可以是金属氢化物、半成品,最后将此半成品加热到接近或高于混合物熔点的温度,使发泡剂分解,金属熔化,从而形成多孔泡沫材料。此种方法易于制作近半成品的零件和到颗粒预制块的间隙中,最后将颗粒溶除即可得到通孔结构的多孔金属材料。2. 1. 2 精密铸造法精密铸造法 [8]是首先用耐火材料浆料填满海绵状泡沫塑料的孔隙 ,待耐火材料固化后 ,加热除去塑料 ,即形成一个多孔预制块体。然后把液态金属液浇入到预制块上 ,加压渗流 ,这一点类似于渗流过程。最后再除去耐火材料 ,就形成与原来海绵状塑料结构相同的多孔金属材料。 2. 1. 3 熔融金属发泡法熔融金属发泡工艺可分为两种 ,发泡剂发泡和通气发泡 [9, 10 ]。前者是在熔融的金属液中加入发泡剂 (如 TiH2 ) ;后者则是在金属液中通入气体 (如惰性气体 )。这两种工艺的共同特点是可制备孔隙率高、尺寸大、闭孔结构的多孔金属 ,但过程控制较为复杂 ,孔结构分布均匀性不高。 2. 1. 4 空心球铸造法空心球铸造法 [11 ]的原理是先采用商用酚醛塑料小球在惰性气体环境中加热直至塑料碳化 ,形成中空的小球。然后将这些中空的小球加入到金属液三明治式的复合材料 ,而且孔隙率较高 ,孔分布均匀。 2. 2. 2 烧结 -脱溶法这种制备工艺 [13 ]首先是将金属粉末和可去除填充颗粒均匀混合 ,其中可去除填充颗粒一般包括两类 ,一类为可溶于水或其它溶剂的盐 (如 NaCl等 ),一类为可分解有机物 (如尿素、碳酸氢氨等 ),均混后把混合物压制成致密的半成品 ,然后在一合适的温度烧结。若填充颗粒为可分解有机物 ,则烧结过程中颗粒会分解气化 ;若填充颗粒为可溶性盐 ,则在烧结后可用溶剂将其溶去便得到多孔金属材料。2. 2. 3 松散粉末烧结法松散粉末烧结 [14 ]是把松散状态的金属粉末不经压实直接进行烧结的方法。此种方法可用于生产多孔金属电极。 2. 2. 4 中空球烧结法通过将金属中空球烧结 ,使之扩散结合而制造多孔材料的方法。此方法制造的多孔材料兼有通孔和闭孔。金属中空球可通过下述方法制备 :在球形树脂上化学沉积或电沉积一层金属 ,然后将树脂除 明显的三阶段特征 ,即初始的弹性段 (Linear Elasticity)、中间的平台段 ( Plateau)和最后的致密段 (Densification)。其中 ,平台段的起始点应力称为泡沫材料的屈服或坍塌强度 ,此强度远小于其基体的屈服强度 [1]。当多孔金属材料受到外加载荷时 ,因屈服强度低很容易发生变形 ,而且变形量大、流动应力低 ,在变形过程中通过孔的变形、坍塌、破裂、胞壁摩擦等形式消耗大量能量而不使应力升的。高 ,从而能有效地吸收冲击能。这种在较低应力水形成金属烟。金属烟在自身重力作用及惰性气流的平下吸收大量冲击能的特征正是冲击缓冲所需要携带下沉积和冷却。因其温度低 ,原子难以迁移和扩散 ,故金属烟微粒只是疏散地堆砌起来 ,形成多孔3. 2 高阻尼性能泡沫结构 [16 ]。 多孔金属材料可看作是由三维网络状金属骨架去 ,或将树脂球和金属粉一同混合 ,随后烧结使金属粉结合 ,同时树脂球挥发 [ 15 ]。 2. 3 沉积法沉积法主要包括金属气相蒸发沉积法、原子溅射沉积法和电化学沉积法三种。 2. 3. 1 金属气相蒸发沉积法在较高惰性气氛中 ,缓慢蒸发金属材料 ,蒸发出来的金属原子在前进过程中与惰性气体发生一系列碰撞作用 ,使之迅速失去动能 ,从而部分凝聚起来 ,与高压惰性气体原子碰撞 2. 3. 2 原子溅射沉积法在惰性气体的压力下,元素原子在飞溅路程中,金属原子一方面捕获气体原子 ,另一方面凝聚成金属液滴 ,然后到达衬底。在衬底上获得均匀包裹气体原子的金属体 ,最后在高于金属熔点的温度下把金属加热足够长的时间使捕获的气体膨胀 ,形成多孔金属材料。这种方法的特点是孔结构非常理想 ,但成本昂贵 ,不易制备大件 [ 17 ]。 2. 3. 3 电化学沉积法这种方法是以聚氨基甲酸乙脂发泡材料为骨架 ,进行电解沉积 ,然后加热去除有机聚合物骨架 ,得到多孔金属材料。这种方法制备的多孔材料不但孔隙率高 ,孔分布均匀 ,且孔互相连通呈三维网状结构 [ 18 ]。 3 多孔金属材料的主要性能多孔金属材料作为一类区别于致密材料的新型材料 ,具有一些其基体或母体所不具备的特殊性能和功能 ,主要表现如下 : 3. 1 吸能性能图 4 多孔金属材料典型的压缩应力 -应变曲线多孔金属材料的应力 -应变 (σ -ε)响应具有与孔洞所组成的两相复合材料。除了孔洞与金属基体之间所形成的界面外 ,材料内部还存在其它大量微观的 (主要是位错 )和宏观的 (较小的孔洞和裂纹 )缺陷 ,其组织状态和缺陷分布极不均匀。因此当外力作用于多孔金属材料上时 ,将在基体中产生不均匀的应变 ,特别是在孔洞 (宏观的或微观的 )或裂纹附近 ,其应变情况更为复杂 ,从而引起缺陷区域原子重排。缺陷区的这种响应是粘滞性的 ,因而引起粘滞性应变 ,造成能量的损耗 ,导致材料的阻尼增加。 3. 3 吸声性能多孔金属材料的高孔隙率结构使其具有良好的吸声性能 [19 ]。一般来讲 ,通孔或半通孔多孔金属的吸声效果比闭孔的好。多孔金属材料的吸声机制主要可归为两种 ,即声波经过多孔金属时流动阻力的升高造成的粘性损失以及声波与孔洞表面热量交换造成的热损失。 3. 4 电磁屏蔽、导热和导电性能多孔金属具有良好的导电性和很高的比表面积 ,因此具备很高的电磁屏蔽性能 ,即良好的吸收和反射电磁波的能力。同时又具有良好的导热性能 [ 20, 21 ]。 3. 5 其它性能质轻 ,易着色 ,易加工 ,耐高温。 4 结语 (1)多孔金属材料具有良好的理化性能和力学性能 ,因而可以作为功能材料和结构材料 ,具有良好的应用前景。多孔金属材料的制备工艺很多 ,因而可以满足多样化的需求 ,可以根据不同的应用需求 采用不同的制备工艺。 and energy absorbing characteristic of foamed aluminum. (2)部分制备工艺在结构的可控性、孔径的均Metall[J]. Mater. Trans, 1998 (A29): 2497-2502. 匀性、样品的大尺寸化等方面仍存在局限性 ,因而制[10 ]Cymat Corp, Canada. Product Information Sheets. http: / / 备工艺还需要进一步的探索和完善。 www. cymat. com. (3)随着工业和科技的进步 ,人们对多孔金属[11 ]张勇 ,舒光冀 ,何德坪 .用低压渗流法制备泡沫铝合金 [J ].材料科学进展 , 1993 (7) : 473 -47. 材料的需求量越来越大 ,要求也越来越高 ,但目前的[12]J. Baumeister, J. Banhart, M. Weber[M]. German Pa2研究也只是涉及到了多孔金属材料的一部分性能特terntDE 4426627. 1997. 点 ,相当多的潜在价值尚未被开发出来 MechanicalBehaviorofMetailicFomas[J]. . Mater. Sci, 2000 (30):191-227. Olurin,. ,或仅局限在(44) : 105 -110. [ 14 ]B. C.社,1982. [13]YA Novel sintering processformanufacturingAlfoams[J]. . Y. Zhao, D. X. Sun. -dissolution 实验室阶段 ,因而对性能的研究又提出了新课题。Scr. Mater, 2001 参考文献 : [1]L. J. Gibson, M. F. Ashby. Cellular Solids: Structure and 拉科夫斯基 .工程烧结材料 [M ].冶金工业出版Properties. 2nd ed[M ], Cambridge University Press, UK, 1997. [15]O. Andersen, U. Waag, L. Schneider, G. Stephani, B. [2 ]L. J. Gibson. Kieback. Novel Metallic Hollow Sphere Structures [ J ]. Annu. RevAdv. Eng. 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KeyLaboratoryofMaterialsPhysics, InstituteofSolidStatePhysics, Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhui 230031) Abstract: Porousmetallicmaterialswithuniqueexcellentstructuresandpropertiescanbeutilizedasnew function2 aland structuralmaterials, which indicatsthattheporousmetallicmaterialshaveawidelypromisingapplication in manyfields. Thevariouspopularmanufacturingmethodsandthemainpropertiesoftheporousmetallicmaterials, in the present paper, were summarized. Key words: porousmetallic materials; preparation; properties; ppplication
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锌对炼铁炉料冶金性能的影响论文
摘要 ：采用醋酸锌水溶液浸泡加锌的方法制备不同含锌量的烧结矿和焦炭试样，并对烧结矿试样进行低温还原粉化率及还原性指标的测试，对焦炭试样进行CO2反应性及反应后强度的测试。结果表明，随着含锌量的增加，烧结矿的RDI＋3．15和RDI＋6．3减小而RDI－0．5明显增大，间接还原速率和RI降低，焦炭的CRI增高而CSR降低，烧结矿中锌含量的增加使其低温还原粉化性和还原性变差，同时焦炭中锌含量的增加使其热性能变差；与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比，采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。
关键词 ：钢铁材料论文
高炉中的锌主要来源于炼铁原料，包括铁矿石、焦炭和循环回收物［1－3］。同时，锌在高炉内部还会不断地进行循环富集，使得高炉内炉料的锌含量远远超过从炉顶加入时炉料的锌含量［4－5］。为此，研究者们针对锌在高炉内的分布、高锌负荷下的适宜高炉操作制度、锌对高炉耐火材料及冶炼过程的影响机理等问题开展了大量研究［6－9］。既有研究中，向铁矿石和焦炭中加锌的方法有多种。尹慧超等［10］采用熏蒸法向铁矿石表面引入锌，研究了锌对铁矿石低温还原粉化性的影响。康泽朋等［11］采用向试样表面喷洒ZnSO4溶液的方法研究了锌对铁矿石低温还原粉化性和焦炭反应性、反应后强度的影响，但是一方面ZnSO4在650℃左右才开始分解，在铁矿石低温还原粉化率的测试温度（500℃）下ZnSO4不会分解生成ZnO，所以喷洒ZnSO4不适合用于锌对铁矿石低温还原粉化性影响的研究；另一方面，在720℃下ZnSO4即可剧烈分解，因而在1100℃下进行焦炭热性能试验时，它所分解生成的SO3对焦炭反应有催化作用［12］，这显然会妨碍对锌含量与焦炭热性能之间的内在关系作出正确的判断。此外，有关锌对铁矿石还原性的影响也尚未见有文献报道。为此，为了较好地模拟高炉块状带内炉料吸附ZnO粉末的现象，本文采用了醋酸锌水溶液浸泡的方法向试样中添加ZnO，研究ZnO含量对包括铁矿石还原性在内的高炉炉料各种冶金性能的影响。
1试验
1．1试样制备
试验所用的烧结矿和焦炭均取自武汉钢铁（集团）公司五号高炉生产现场。烧结矿的化学成分如表1所示。焦炭的工业分析结果如表2所示。2H2O）为分析纯。二水合醋酸锌可溶于水，在200℃以下即可脱去结晶水，生成的无水醋酸锌在242℃下熔融，在370℃下完全分解为ZnO。本文根据醋酸锌的这些特性，设计了醋酸锌水溶液浸泡烧结矿和焦炭加锌的方法，具体如下：首先根据需要配制一定质量百分比浓度的醋酸锌水溶液，将试样放在其中浸泡并煮沸一段时间，取出进行滤水、干燥和称重，求得向试样中添加的二水合醋酸锌的质量，在后续的炼铁炉料冶金性能的试验过程中，加入的二水合醋酸锌将脱除结晶水并分解变成固体ZnO。ZnO占未浸泡试样的质量百分比即为试样的ZnO增量。通过调节醋酸锌水溶液的浓度和煮沸时间可以比较准确地控制试样的加锌质量。分别取粒度为10～12．5mm的烧结矿每份500g和粒度为21～25mm的焦炭每份200g进行浸泡加锌，加锌方案如表3所示。
1．2测试方法
铁矿石低温还原粉化性能的测定根据GB13242—92规定的方法进行。测定时模拟高炉上部条件：温度500℃，反应时间60min，气体成分为：N2、CO、CO2的体积分数分别为60％、20％、20％，气体流量15L／min，转鼓总转数300r、转速30r／min。烧结矿的还原性依据GB13241—91规定的检测方法进行检测，实验条件为：温度900℃，反应时间180min，气体成分为：N2、CO的体积分数分别为70％、30％，气体流量15L／min。焦炭反应性和反应后强度按照GB／T4000—2008规定的方法测定，实验条件为：温度1100℃，反应时间120min，纯CO2气体，气体流量5L／min，转鼓总转数600r、转速20r／min。
2结果与分析
2．1加锌对烧结矿低温还原粉化性能的影响
加锌前后烧结矿试样的低温还原粉化指数RDI＋3．15、还原强度指数RDI＋6．3和磨损指数RDI－0．5如图1所示。从图1中可以看出，随着烧结矿中ZnO含量的增加，RDI＋3．15和RDI＋6．3均呈减小趋势，而磨损指数RDI－0．5呈上升趋势，表明随着ZnO含量的.增加，烧结矿的低温还原粉化性能变差。ZnO与Fe2O3合成为铁酸锌的反应开始温度为500℃，且随着温度的升高反应速度加快［13］。低温还原粉化率测试试验的温度刚好为500℃，因此推测所加入氧化锌中的一部分能够与烧结矿中的赤铁矿反应生成铁酸锌，而且因为温度较低，生成的铁酸锌难以被CO还原分解而保持稳定。铁酸锌属于尖晶石型矿物，等轴晶系，密度为5．20g／cm3，而赤铁矿属于六方晶系，密度为4．9～5．3g／cm3，二者在晶形和密度方面差异明显，意味着新生成的铁酸锌会从大块赤铁矿上剥离下来形成粉末，并可能使赤铁矿的强度降低。这可能是导致烧结矿低温还原粉化性能变差特别是磨损指数RDI－0．5急剧增大的内在原因。
2．2加锌对烧结矿还原性的影响
对加锌烧结矿进行还原性实验，得到试样的失重量（包含烧结矿失重量与氧化锌失重量）随还原时间的变化曲线如图2所示。分析图2中的失重曲线可知，当还原时间在60min之内时，不同ZnO含量烧结矿的失重速率均较大，且失重量的值相差不大，其原因是，在还原的初始阶段，主要是由于矿石表面的ZnO和铁的氧化物被CO还原而造成的失重，ZnO对烧结矿的还原过程没有明显的抑制作用；反应时间为60～120min时，反应在矿石颗粒的内部进行，ZnO含量高的矿石因为开口气孔被ZnO粉末堵塞的机会较多，减少了CO与铁氧化物的接触机会，而且铁酸锌的生成数量也较多，所以随着ZnO含量的增加，试样的失重速率逐渐减小；反应时间为120～180min时，4种ZnO含量烧结矿的还原速率均趋近于零，表明此阶段的还原反应基本上已经结束。对还原性试验后的烧结矿样品进行SEM和EDS分析可知其中残留的Zn元素极少，因此可以假定试验结束时试样中没有ZnO残留，则由180min时的失重量计算可得烧结矿各试样的还原度RI如表4所示。从表4中可知，随着烧结矿中锌含量的增加，烧结矿的还原性变差，且ZnO增量对RI值的影响基本上是线性的，增幅为－7．13％（RI）／1％（w（ZnO））。烧结矿间接还原受阻意味着高炉焦比可能升高。ZnO对烧结矿还原反应有阻碍作用的原因可能有两点：一是黏附在烧结矿颗粒表面和开口气孔壁上的ZnO粉末妨碍了氧化铁与CO的接触；二是ZnO与Fe2O3反应会生成铁酸锌，而铁酸锌的还原分解要求较高的动力学条件，结果妨碍了铁矿石的还原［13］。
2．3加锌对焦炭热态性能的影响
不同加锌量焦炭试样的反应性（CRI）和反应后强度（CSR）的测试结果如表5所示。从表5中可以看出，随着ZnO增量的增加，焦炭的CRI值呈增大的趋势，而CSR值则有着相应降低的趋势，表明ZnO对焦炭热性能有负面的影响。影响焦炭反应性的因素主要分为两大类：一是焦炭的微观结构，其中焦炭的石墨化程度和炼焦煤煤种产生的影响最大；二是外在因素的影响，主要包括焦炭的气孔率、气孔结构和内在矿物质的影响。焦炭气孔率越大，气孔分布越均匀，焦炭的反应性就越高；矿物质中的碱金属对焦炭的气化反应影响最大，其次为碱土金属和过渡元素［14］，而ⅡB族元素（锌、镉、汞）因在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似，故常常也将其归入过渡元素范围。本研究中，由于在焦炭中加入了ZnO，而ZnO在焦炭反应性实验条件下很容易被碳还原为锌蒸气，使焦炭气孔率增加，在一定程度上起到促进气化反应的作用，从而使CRI值增大。另一方面，与碱土金属类似，金属锌和ZnO之间的转化符合电子迁移理论和氧迁移理论的条件［15］，故锌对气化反应也起到一定的催化作用。增大气孔率和催化气化反应这两方面的作用，使得ZnO的添加提高了焦炭的CRI，而CSR则由于焦炭气孔率增大和气化反应增强而减小。文献［11］报道，焦炭中的w（ZnO）由0．06％增加到3．09％时，CRI从20．77％增至25．53％，升高了近5个百分点；CSR约从70％降至60％，下降了约10个百分点。而本研究中，ZnO增量由0增至3．45％时，CRI从25．44％增大到28．89％，增加了3．45个百分点，CSR从61．62％降至57．42％，下降了4．2个百分点。两相比较发现，在焦炭中ZnO增量基本相同的情况下，本文测定的ZnO对CRI的影响幅度只有文献［11］中的70％左右，对CSR的影响幅度只有文献［11］中的40％左右。这可能是由于锌的添加方法不同引起的，文献［11］中采用的是喷洒ZnSO4水溶液的方法，ZnSO4在1100℃下分解生成SO3，而SO3对焦炭气化反应也有明显的催化作用，结果显得ZnO对焦炭热性能的影响程度较大。
3结论
（1）随着烧结矿中ZnO含量的增加，烧结矿低温还原粉化指数RDI＋3．15减小，还原强度指数RDI＋6．3减小，磨损指数RDI－0．5明显增大。烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的低温还原粉化性变差。低温还原粉化性能变差的原因可能是因为加入ZnO使烧结矿在低温还原反应中生成的铁酸锌和赤铁矿在晶形和密度方面有较大差异造成的。
（2）烧结矿中锌含量的增加使烧结矿的还原性变差，烧结矿的还原度RI降低幅度与ZnO增量基本上呈线性关系。还原性变差的原因一方面是因为烧结矿的开口气孔被ZnO阻塞，另一方面可能是因为生成的铁酸锌难以被CO还原分解，阻碍了Fe3＋的还原。
（3）随着焦炭中ZnO含量的升高，烧结矿CRI随之升高，CSR则随之降低。焦炭中锌含量的增加使焦炭的热性能变差。焦炭热性能变差的原因，一方面是因为ZnO本身与C反应使焦炭的气孔率增大，另一方面是因为Zn元素对焦炭气化反应有催化作用。
（4）与喷洒ZnSO4水溶液加锌方法相比，采用醋酸锌水溶液浸泡加锌方法能更准确地确定ZnO对焦炭热性能的影响程度。
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