双碳专栏

• 采矿废石生产机制砂碳减排核算研究

  潘大伟;薛文多;牛乐;周雷;王世平;李宁;徐久生;郗凤明;王娇月;邴龙飞;

  利用采矿废石生产机制砂是节约天然资源、推进砂石行业碳减排的重要途径，但是目前我国尚未建立废石生产机制砂的碳减排核算方法学。本文参照已有固废资源化利用碳减排核算框架，构建了采矿废石生产机制砂碳减排核算方法，涵盖了机制砂生产全生命周期碳排放过程，并利用此方法初步核算了废石替代工艺相较传统矿石开采工艺生产机制砂的节能减排效益，结果表明，废石生产机制砂单位产品节能约7.74 kgec/t,单位产品碳减排量约22.06 kg CO_2/t。研究成果可为废石资源化利用减排标准的制定提供参考。

  2025年02期 v.54;No.476 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
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分析测试

• 电石渣矿化CO_2联产碳酸钙晶须试验研究

  姚金;丁文金;陈秋菊;

  电石渣是聚氯乙烯(PVC)生产过程中产生的一种高钙固体废弃物，是一种优良的二次钙资源，采用碳化法合成高附加值碳酸钙，既能实现电石渣资源化利用，又能减少CO_2排放。本文提出了一种以电石渣为原料矿化CO_2联产碳酸钙晶须的技术，考察了CO_2流速、反应温度、反应时间对碳酸化产物晶型与形貌的影响，结果表明：浸出液矿化CO_2的优化工艺条件为CO_2流速100 mL/min、反应温度80℃、反应时间90 min;通过调节工艺条件实现了对碳酸化产物晶型与形貌的调控，在优化条件下所获产物晶型为单一纤维状文石；碳化反应中CO_2流速、反应温度和反应时间的增加均有利于碳酸化产物向热力学性质更稳定的晶型转变；此外，碳酸化反应滤液可循环用于Ca(OH)_2的浸出。

  2025年02期 v.54;No.476 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2363K]
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• 矿山井下环境因素对红外成像的影响研究

  吝曼卿;张岸勤;冯磊;高成程;卢祥龙;高航;

  为探究矿山井下环境因素对红外成像的影响，利用自主研发的多元环境模型箱，结合磷矿山井下实际环境，选取环境静态气流温度、动态气流温度、湿度、粉尘浓度4种干扰因素，分析其对井下磷块岩红外成像的影响，结果表明：当环境温度为21℃时，测得环境静态气流温度每上升1℃,磷块岩表面的红外辐射值上升0.125℃;环境动态气流温度每上升1℃,磷块岩表面的红外辐射值上升0.105℃;环境静态气流温度对井下磷块岩红外成像影响较大，而环境湿度、粉尘浓度对磷块岩红外成像影响相对较小；随着环境气流温度的升高，红外成像仪测得的磷块岩表面红外辐射值呈线性增大。研究成果可为深部工程多光谱遥感监测预警技术研究提供理论支撑。

  2025年02期 v.54;No.476 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
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能源材料

• 高性能电池级磷酸铁制备工艺过程控制研究

  盛国臣;余欣鑫;管庆永;何兵兵;龙小康;

  随着全球新能源动力电池产业的快速发展，锂离子电池逐渐成为市场主流，其中磷酸铁锂电池因性能优异而受到广泛关注，作为前驱体的磷酸铁对磷酸铁锂正极材料的性能具有重要影响。本文采用钠法工艺制备磷酸铁，探讨了沉淀温度、搅拌速度、洗涤次数、煅烧温度和时间、沉淀pH以及添加分散剂等因素对磷酸铁产品质量的影响，结果表明：产品的铁磷比随着沉淀pH的降低而升高，阴离子表面活性剂的引入有助于提升产品的铁磷比；产品硫含量随着洗涤次数的增加、沉淀pH的降低以及煅烧温度的升高而降低；比表面积随着煅烧温度的升高而减小，引入阴离子或高分子表面活性剂可增大比表面积。综合分析得到了最佳工艺条件：搅拌速度为800 r/min,沉淀pH为1.6,沉淀温度为80℃,洗涤4次，煅烧温度为500℃,煅烧时间为3 h,添加阴离子表面活性剂及其复配物。在此条件下，制备的高性能电池级磷酸铁产品硫含量≤30×10~(-6),比表面积≥9.5 m~2/g,铁磷比为0.970～0.978。

  2025年02期 v.54;No.476 25-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K]
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• 钙改性二硫化钼纳米材料的制备及其对Pb~(2+)的吸附性能研究

  孙铭阳;赵莹莹;王颖;鄂涛;

  城市和工业废弃物中常含有重金属，其中铅(Pb)毒性强，会严重危害生态环境和人类身体健康。本文以钼酸铵和硫脲为前驱体、无水氯化钙为钙源，通过一步水热法合成钙改性新型二硫化钼复合材料(Ca-MoS_2),使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和拉曼光谱仪等手段对其结构进行了表征，并对Ca-MoS_2吸附去除废水中Pb~(2+)的有效性进行了试验验证，结果表明：Ca~(2+)能够促进MoS_2(100)峰的纵向生长，抑制(002)峰的生长，Ca-MoS_2形貌呈花状；Ca-MoS_2中出现了Ca-S的红外吸收峰，且层间距增大，提升了材料的吸附容量；当Ca-MoS_2添加量为0.1 g、反应温度为50℃、吸附时间为100 min、pH为6时，Ca-MoS_2对Pb~(2+)的去除率最高，为93.7%;经过6次循环后，Ca-MoS_2对Pb~(2+)的去除率仍在90%以上；当存在K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和Zn~(2+)时，Ca-MoS_2对Pb~(2+)的去除率仍在84%以上。Ca-MoS_2对Pb~(2+)的吸附过程与伪二级动力学模型拟合性较好，决定系数为0.997 5,Ca-MoS_2对Pb~(2+)的吸附方式为化学多分子层吸附。经钙改性后的MoS_2材料对Pb~(2+)具有较强的吸附性，且具有优异的循环利用性和吸附选择性。

  2025年02期 v.54;No.476 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K]
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• P_(507)反相微乳液法合成球形球霰石

  曾剑扬;曾一文;陈珍明;朱妍;王仲民;

  球霰石型碳酸钙晶体具有独特的物理和化学性质，在日用、生物医药和新材料等领域极具应用前景。以表面活性剂P_(507)、仲辛醇、煤油为原料，采用反相微乳液法合成了球形球霰石型碳酸钙颗粒，探究了水与P_(507)的物质的量之比(水表比)、反应物浓度和pH对碳酸钙形貌和晶型的影响，采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和热重分析仪等手段对产物的形貌、结构进行了表征。结果表明：P_(507)可以有效调控碳酸钙的形貌和晶型，球形碳酸钙晶型主要为球霰石；球形碳酸钙的形成机理为P_(507)和Ca~(2+)形成CaA_2螯合物，碳酸钙在CaA_2螯合物表面的形核长大，CaA_2对碳酸钙进行自组织形成自颗粒中心向外辐射的纤维状结构，继而发展成“小麦束”结构，最终形成球体。

  2025年02期 v.54;No.476 43-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1860K]
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综合利用

• 粉煤灰空心微珠@碳纳米管的吸波性能研究

  张晓民;党小来;高红洁;陈天星;刘佳博;李嘉晨;刘晨曦;李修身;

  粉煤灰是在煤炭燃烧过程中，由煤炭中的无机矿物质成分在高温下熔融、氧化后所形成的颗粒状物质，我国粉煤灰年排放量超过8亿t,空心微珠(CSs)是其中附加值最高的成分之一。本研究以CSs为原料、乙烯为碳源气体，利用化学气相沉积法在CSs表面原位生长碳纳米管(CNTs),制备出具有一定吸波性能的多孔空心微珠@碳纳米管(CSs@CNTs)微球，并考察其微观结构和吸波性能。结果表明：CSs@CNTs微球表面覆盖一层薄绒状的褶皱CNTs, CNTs管径在30 nm左右；CSs@CNTs微球的反射损耗在频率为9.12 GHz、匹配厚度为4.4 mm时达-20.29 dB,其低于-10 dB以下的有效吸收带宽为5 GHz; CSs@CNTs微球独特的多孔中空结构增加了电磁波在材料中的多重反射，优化了阻抗匹配；此外，在电损耗与磁损耗的协同作用下，提高电磁波的衰减常数可使CSs@CNTs微球的电磁吸收效果进一步增强。

  2025年02期 v.54;No.476 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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前沿评述

• 红土镍矿处理工艺研究进展

  王蓓琳;高利坤;饶兵;陆一铭;

  镍矿资源主要有硫化镍矿和红土镍矿两种，在硫化镍矿的储量和品位持续下降的背景下，红土镍矿日益成为全球镍资源开发的主体。红土镍矿是由铁氧化物和硅酸盐的多种水合物在热带及亚热带等雨水丰富的地区经风化形成的，如何高效利用红土镍矿对我国经济发展和环境保护具有重要意义。本文概述了红土镍矿的性质以及还原焙烧-氨浸、高压酸浸、常压酸浸、碱浸等湿法工艺和RKEF工艺、小高炉工艺、还原硫化熔炼镍锍、还原焙烧-磁选等火法工艺及氯化法、硫酸化焙烧-水浸、微生物浸出、微波处理等其他工艺，对各种工艺的优缺点进行了对比分析，并提出了未来镍资源开发的发展趋势。

  2025年02期 v.54;No.476 59-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1407K]
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地质勘查

• 贵州开阳北部地区陡山沱期磷矿成矿远景预测

  吴文明;杨瑞东;高川黔;高军波;陈吉艳;王泽鹏;刘建中;彭柔;

  贵州开阳地区是陡山沱期磷矿重要的成矿区，发育的富磷矿约占中国富磷矿的66%。通过区域地质、含磷岩系沉积层序、岩相古地理和洋流方向等综合分析，认为开阳北部陡山沱期为潮下带-潮间带发育区域，上升洋流富磷海水中磷质在该环境沉淀，具有良好的磷矿成矿条件，据此圈定了楠木渡、翁家坝、马家河、中坪和米坪5个成矿预测远景区，这些区域可能存在中到大型、超大型磷矿。

  2025年02期 v.54;No.476 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2949K]
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