迭代算法与柔性结构对离心机振动台控制性能影响

目前迭代算法和柔性结构对离心机振动台控制性能的影响尚缺乏认识,尤其铰接装置作为柔性连接结构在许多离心机振动台上得到应用,以减小离心力荷载下台面和吊篮变形对作动器安全带来的危险。以一套负载1500 kg离心机振动台为样本,采用不同强度、频带的典型地震波为控制目标,探讨了有无迭代算法、柔性结构条件对离心机振动台的控制性能影响。结果表明:20~200 Hz频宽范围内,迭代算法对最大峰值误差、平均峰值误差、平均谱面积误差的影响可忽略。采用迭代算法前后平均峰值误差分别为5.90%,6.15%,平均谱面积误差分别为5.02%,4.94%。柔性结构对于加速度峰值≤7.5g地震波的复现精度有显著影响,尤其是80~150 Hz高频段;对于加速度峰值≥20g地震波的复现精度影响,在频宽20~120 Hz可忽略,但对于120~170 Hz频段的小幅值成分的复现能力影响不容忽略,逊于无柔性结构条件。同时,在无柔性结构条件下对比了不同负载、同一输入荷载的实测输出波,发现两输出波的峰值误差与谱面积误差均无明显差异,证明了离心机振动台具有良好的重复性和稳定性。研究方法和结论,对提高离心机振动台控制性能的影响因素认识和改进设计方法,具有重要指导价值和科学意义。

废旧锂电池电极材料浮选行为及表面性质

锂离子电池中含有丰富的金属元素和多种毒害性物质,废旧锂电池回收不仅能实现资源循环利用,而且能防止环境污染.本文以废旧动力锰酸锂电池为研究对象,利用“焙烧强化浮选”的方法解决锰酸锂电池资源化回收过程中正负极电极材料难以浮选分离的问题,即通过焙烧去除电极材料表面的有机粘附物,从而增大电极材料表面润湿性差异,进而强化浮选分离过程.结果表明,商品化锰酸锂和商品化石墨具有相反的浮选行为,而废旧锰酸锂和废旧石墨具有相似的疏水性浮选行为.废旧锰酸锂电极材料浮选分离时,锰酸锂和石墨浮选分离效率低,而商品化锰酸锂和石墨的浮选分离效率高.XRD、XPS、SEM、FT-IR及接触角分析表明,废旧锂电池电极材料表面均包裹一层含C、O、F等元素的有机物,导致正负极电极材料具有相似的表面性质,因而表现出相似的浮选行为,导致两者的浮选分离难度大.不同焙烧参数下电极材料的浮选分离试验结果表明,550℃焙烧2 h后锰酸锂和石墨的浮选分离效率明显优于未焙烧的电极材料.此时,浮选精矿中锰酸锂的品位由未焙烧的63.10%提高到90.98%;小型闭路浮选精矿中石墨残留量少,锰酸锂的纯度达到99%.

橙皮还原浸出废旧锂电池正极材料有价金属

为了促进废旧锂电池的高效环保浸出,研究了一种利用橙皮作为有机还原剂,高效浸出废旧锂电池正极材料中金属的方法。结果表明:橙皮的添加显著提高了柠檬酸浸出剂的性能,实现了锂、镍、钴和锰的高浸出率,最佳浸出条件为柠檬酸浓度2 mol/L、橙皮用量40 g/L、浸出温度95℃、液固比20∶1、搅拌速度300 r/min、浸出时间120 min。利用Design Expert 10推导出了一个浸出模型,能精确预测金属的浸出率。动力学研究表明,锂、镍、钴和锰的表观活化能分别为64.95、67.71、66.65和72.8 kJ/mol,说明正极材料浸出过程主要受化学反应控制。通过对比OP浸出前后的SEM像,验证了橙皮还原能力可用还原糖理论进行解释。

低浓度稀土离子吸附材料研究进展

近年来,随着稀土产量与需求之间的供需矛盾日益加深,对稀土资源的高效绿色提取和分离提出了更高的要求.特别是从稀土矿选矿废水、精炼废水、海水和温泉等低浓度的稀土溶液中回收稀土资源已成为研究热点.相比于蒸发结晶、化学沉淀、溶剂萃取等传统提取技术,吸附法因具有操作简单、成本低廉、处理量大和适应性强等优势,成为低浓度稀土深度回收的潜在方法之一.本文汇总了近年来国内外有关于稀土离子吸附材料的研究进展,详细介绍了矿物基、碳基、金属−有机框架基和高分子基等吸附材料的设计与合成思路、微观形貌、吸附行为、材料性能和潜在的应用潜力.最后,对比指出了各种吸附材料的优势和不足,提出开发面向应用的高效绿色靶向吸附材料是未来稀土吸附材料的主要发展趋势,靶向吸附技术也将成为低浓度稀土溶液(废水)资源化的主要方法,以期为稀土资源的高效利用提供参考.

“选矿-冶金-材料”学科交叉的创新人才培养模式探索与实践

随着资源节约型社会的不断发展和绿色制造改革的不断深入,传统矿冶人才培养模式已无法满足社会需要,培育学科交叉型创新人才是未来教育发展的必由之路。以中南大学资源加工与生物工程学院矿业工程专业建设为例,结合中南大学优势学科冶金工程和材料科学与工程,从选矿、冶金和材料多角度出发,开展多学科交叉型人才培养新模式的探索与实践,旨在培养一批专业性强、勇于创新的行业领军人才,为中国传统工科专业人才培养提供借鉴,推动有色金属产业高质量、快速发展。

锂/钠-氯二次电池的最新进展——从材料构建到性能评估

传统锂离子电池的能量密度已难以满足日益增长的更高能量密度的需求。开发新型高能量密度二次电池是最为有效的一个策略。近期,基于商用一次锂-亚硫酰氯锂电池衍生而来的锂/钠-氯二次电池因其高能量密度而备受关注,成为替代传统锂离子电池的有力竞争者。本文围绕锂/钠-氯二次电池的最新研究进展,综述了正极载体、负极及电解液等关键组分构建研究及其对电化学性能的影响。在正极载体方面,系统阐述了碳材料、共轭框架聚合物等载体设计对锂/钠-氯二次电池首次放电容量、可逆容量、倍率性能和温度的影响;在电解液方面,详细分析了针对反应机理、中间相产物和电解液腐蚀问题的解决策略;并简要介绍了适用于锂/钠-氯二次电池的新型合金负极。基于正极载体的理性设计与电解液系统优化,锂/钠-氯二次电池在新型二次电池领域已初现峥嵘,循环寿命可达500圈,尤其是在极端服役环境中表现优异(可在-80℃工作,电流密度最大可达16 A/g)。然而,氯物种转化动力学速率慢、活性氯物种利用率低以及氯物种对负极等的腐蚀难题仍然是限制其性能进一步提升的瓶颈,也是未来亟待解决的挑战所在。

基于DTOPSIS法对新疆棉花早中熟区试品种综合评价研究

利用DTOPSIS法对新疆棉花早中熟区试品种作出更合理地分析评价。以2020年新疆维吾尔自治区棉花早中熟品种区域试验40个参试品种调查数据为资料,利用DTOPSIS法进行综合分析评价,初步研究了该方法在新疆棉花早中熟区试品种评价应用。结果表明:DTOPSIS法比只用产量进行分析更为合理,将各品种的性状指标归纳为统一的量化综合指标可以反映各品种的稳定程度;在40个参试品种,中塔河7号、新827、禾棉AW5的Ci值相对较高,综合性状良好与实际表现一致。综上所述,利用DTOPSIS法评价棉花早中熟区试品种可以较全面地分析出棉花品种的适应性,有效提高新品种推广的成功率。

废旧PVC电线热重分析及热解试验研究

为了实现废旧聚氯乙烯(PVC)电线的绿色综合回收,揭示PVC绝缘材料的热解转化机制,采用热重分析(TG)法研究了PVC电线绝缘材料在氮气氛围下的热解行为,并用Ozawa-Flynn-Wall(OFW)法计算了废旧PVC电线绝缘材料的热解动力学参数,采用自行搭建的热解设备对废旧PVC电线进行热解试验,并分析了热解油、热解气和热解渣的成分。试验结果表明,废旧PVC电线绝缘材料的热解过程可分为3个阶段:阶段Ⅰ(α<0.7),此时反应的活化能为E<145.48 kJ/mol;阶段Ⅱ(0.7<α<0.8),此时反应的活化能为133.79 kJ/mol<E<152.24 kJ/mol;阶段Ⅲ(0.8<α<0.9),此时反应的活化能为152.24 kJ/mol<E<271.27 kJ/mol。热解油主要包含芳香族化合物、烷烃和烯烃等有机物;热解气主要成分为甲烷、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烯、一氯甲烷,除二氧化碳外均为清洁能源;热解渣包含金属与残碳,残碳主要成分为含苯环大分子有机物。试验证明,热解可使废旧PVC电线的绝缘材料充分碳化,便于分选出其中的有价金属,而热解油和热解气经收集和再加工可制成燃料。

采用还原-磁化焙烧法从高铁锌焙砂中选择性浸出锌

为实现高铁锌焙砂中锌的选择性浸出,提出一种将还原焙烧与磁化焙烧相结合以强化铁酸锌选择性分解的新工艺。通过热力学分析和焙烧实验,详细研究铁酸锌的分解机理。结果表明,在8%CO(体积分数)、750℃、50%CO/(CO+CO_(2))(体积分数)和90 min的最佳还原焙烧条件下,锌焙砂中94.65%的铁酸锌被还原分解为氧化锌和氧化亚铁。随后,还原焙砂在450℃的空气气氛中磁化焙烧30 min后,焙砂中的氧化亚铁被选择性地磁化为四氧化三铁。磁化焙砂经低酸浸出后,焙砂中93.62%的锌被浸出进入溶液,而90%以上的铁以磁铁矿的形式富集在浸出渣中,浸出渣中的铁可通过磁选法进一步回收。

废旧锂离子电池正极材料有价金属湿法浸出

本研究采用高效、环保的“还原焙烧-H_(2)SO_(4)浸出”工艺从废旧三元锂电池正极材料中回收Li、Ni、Co和Mn等金属。考察了碳用量(质量分数)、焙烧温度、焙烧时间、H_(2)SO_(4)浓度、浸出温度、浸出时间、液固比等对金属浸出率的影响。采用未反应收缩核模型和Arrhenius公式对酸浸过程进行了动力学分析,并根据对数定律方程拟合了浸出动力学参数。结果表明:在碳用量10%、焙烧温度600℃、焙烧时间120 min、H_(2)SO_(4)浓度2 mol/L、浸出温度85℃、液固比10∶1和浸出时间60 min的优化条件下,Li、Ni、Co和Mn的浸出率分别可达98.87%、97.03%、98.89%和96.47%。Li、Ni、Co和Mn的浸出活化能分别为21.160 kJ/mol、26.538 kJ/mol、19.553 kJ/mol和28.981 kJ/mol,表明酸浸为内扩散控制过程。

响应曲面法优化从废旧LED中浸出有价金属

通过热解和浸出工艺从废旧发光二极管(LEDs)中回收有价金属。通过对热解后的LED预先筛分可回收98.16%Ga和99.54%Y。采用单因素试验和响应曲面法研究不同浸出条件对铁、铜和银浸出的影响。利用无氧化剂H_(2)SO_(4)浸出法从废旧LED中选择性回收约90.15%Fe,Fe浸出渣通过添加HNO_(3)浸出可以回收99.55%Cu和99.36%Ag。XRD和SEM-EDS分析证实,所开发的工艺可以高效地从废旧LED中浸出Fe和Cu。

地震模拟振动台三状态控制的研究

采用三状态反馈控制和三状态顺馈控制可提高地震模拟振动台（振动台）系统加速度响应频宽，增强系统稳定性应用极点配置原理设计了振动台的水平向和垂直向激振系统的三状态控制器．由于三向六自由度振动台水平向和垂直向激振系统的参数不同，因此三状态控制器的结构和参数也不同．对水平向激振系统，由于其液压固有频率较低，采用二阶补偿改善系统的频率特性；对垂直向激振系统，由于其液压固有频率与要求的系统频宽相近，采用一阶补偿改善系统的频率特性．

高铁锌焙砂选择性还原焙烧-两段浸出锌

采用还原焙烧将高铁锌焙砂中的铁酸锌选择性地分解为氧化锌和磁铁矿,再通过两段浸出工艺回收锌,以实现锌铁分离和获得以磁铁矿为主的浸出渣。主要考察了还原焙烧、中性浸出及低酸浸出条件对锌焙砂中锌、铁浸出率的影响。结果表明:通过还原焙烧可以显著地提高锌焙砂的锌浸出率;中性浸出的最佳条件为浸出温度60℃、液固比10:1、初始酸度45 g/L和浸出时间2 h;低酸浸出的最佳条件为浸出温度70℃、液固比10:1、初始酸度60 g/L、搅拌速度300 r/min和浸出时间2 h。在最佳条件下,两段浸出的总锌浸出率约为90%,总铁浸出率约为5%。经XRD和SEM/EDS分析,浸出渣以磁铁矿为主,其次是闪锌矿和铁酸锌;铁酸锌存在的主要原因是在还原焙烧过程中被氧化锌等矿物包裹,使其分解不充分。

CO还原焙烧铁酸锌的选择性分解行为

为了将锌焙砂中铁酸锌选择性地分解为Zn O和Fe_3O_4,研究在CO还原焙烧过程中铁酸锌的分解行为。采用HSC和Factsage软件计算铁酸锌在CO还原气氛下分解的热力学基础,再通过回转窑焙烧试验考察还原焙烧条件对铁酸锌分解行为的影响。结果表明:在适宜的温度和气氛下锌焙砂中的铁酸锌能选择性转化为Zn O和Fe_3O_4,CO浓度、p(CO)/p(CO+CO_2)值、焙烧温度和时间是影响铁酸锌分解的主要因素,提高焙烧温度、延长时间、增加CO浓度和分压有利于铁酸锌的分解,也会促进Fe O的生成;在最佳条件下,铁酸锌的分解率近70%,且过还原不严重。经XRD和SEM/EDS分析,产物主要以Zn O、Fe_3O_4、Zn S和Zn_2Si O_4为主,且颗粒粒度较小、疏松多孔及互相包裹严重。

大型三向六自由度地震模拟振动台

大型三向六自由度地震模拟振动台韩俊伟１）李玉亭２）胡宝生２）１）中国哈尔滨１５０００１哈尔滨工业大学２）中国哈尔滨１５００８０国家地震局工程力学研究所主题词地震模拟振动台我国地震模拟振动台（振动台）的研制始于７０年代后期．当时由一机部抗震办、建设部、...

基于5G通信架构的新能源远程集控应急通信方法设计

常规的新能源远程集控应急通信节点覆盖区域小,为此提出基于5G通信架构的新能源远程集控应急通信方法设计。先明确能源远程集控通信指标,扩大通信覆盖区域,设定多层级通信节点及数据采集,然后构建5G通信架构能源远程集控应急通信模型,采用自适应辅助调度实现应急通信处理。测试结果表明:最终得出的应急通信通信时延被较好地控制在0.15 s以下,说明在5G通信架构的辅助与支持下,所设计的应急通信方法更为高效。

用于航海模拟的六自由度并联机器人的研究

研制的六自由度并联机器人载重 7吨 ,三方向平移行程达± 80 0mm ,三个转动姿态角达± 30°。为提高系统的可靠性 ,采用计算机网络控制策略实现其运动系统控制和逻辑控制。逻辑控制功能的设计不仅实现了运动系统的冗余控制 ,提高系统的可靠性 ,还实现了并联机器人的自动操纵及鼓掌诊断和处理 。

玉米种植现状及策略分析

为科学指导玉米种植与栽培管理,实现玉米产业高质量发展,本文基于K地区生产实践,分析了玉米在生产中可能需要在耕地质量、优质品种、农业资源利用率以及病虫草害防治等方面进一步提升。并提出引入优质品种,合理作物布局,配合合理密植,科学肥水管理,以及综合的病虫草害防治等措施,以实现该地区作物生产一年两熟或多熟制度。

地震模拟振动台初始状态调节和控制参数的匹配

本文介绍正在研制的三向六自由度电液伺服地震模拟振动台的控制策略和有电反馈三级伺服阀的电液伺服系统初始状态的调节方法、控制参数的匹配原理及其在地震模拟台性能调试中的应用。文中进行了理论分析和实验研究。

云南某锡铜锌多金属矿锡石重选回收工艺研究

针对云南某大型锡铜锌多金属矿进行了锡石重选工艺研究。采用磁选—浮选—重选联合工艺处理原矿,依次得到磁精矿、铜精矿、锌精矿和锡精矿产品。其中在锡石重选工艺确定的过程中,通过全分级重选大量抛尾,应用新型高效的细泥重选设备SLon射流离心机实现了对细粒锡石的有效回收。锡石重选在给矿含锡0.55%的条件下,获得锡品位28.91%、总锡回收率为66.84%的选矿指标。