过程工程学报

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1. 封面和目录

过程工程学报 2023, 23 (1): 0-.

摘要（90）

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2. 萤石资源开发利用现状与战略意义

张丹仙亢建华黄红军祝雯霞王若林

过程工程学报 2023, 23 (1): 1-14. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221373

摘要（231）

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萤石作为一种重要的非再生非金属战略矿产资源，受到各国重视。随着科学技术和国民经济的快速发展，其经济价值和战略地位日益突出，广泛应用于冶金、建材、氟化工等传统领域和新能源、新材料、新医药等战略性新兴产业。近年来，氟化工产业链不断深化，对萤石资源的需求急剧增加，由于全球萤石资源储量有限、资源分布不均、贸易保护主义以及逆全球化势力等因素，全球氟化工产业呈现出高度集中和高度垄断的现象，不同国家和地区的经济发展和萤石资源清洁高效利用、精深加工技术水平存在较大偏差，对萤石产品的供需和消费格局产生严重影响，激化萤石资源储备与萤石产业发展之间的矛盾。本工作从资源储备、主要产业结构、供需消费结构及清洁高效利用技术等方面详细阐述了萤石资源的经济地位和战略意义，提出萤石资源的全球战略布局，通过强化萤石资源整合重组、清洁高效利用、精深加工技术与装备研发、高端产品制造，进一步推动萤石产业朝着精细化、复合化、轻量化、环保节能、循环经济氟化工产品应用领域以及高新技术产业的应用研究开发方向发展，保障萤石资源储备与供给，实现全球萤石资源优化配置和萤石产业的健康可持续发展。

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3. 气泡羽流气液两相流动特性的研究进展

董鑫刘易诺叶陈张建伟冯颖

过程工程学报 2023, 23 (1): 15-24. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222021

摘要（240）

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气泡羽流是一种复杂的气液两相流，广泛应用于废水处理、石油加工、环保等工业领域。气泡羽流的流动特性对气液两相间质量、动量传递及工业应用至关重要。本工作总结了理论与实验研究等方面气泡羽流流动特性的研究进展。详细讨论了气泡羽流气液两相流体水力学特性、羽流运动行为的影响因素。根据气含率、气泡直径等水力学参数的预测模型和经验公式，归纳了不同液相物性和结构参数下羽流模型的适用范围，揭示了流动对传质的作用。总结了分层流体中气泡羽流流型变化规律、羽流去分层效果以及引起流型变化的影响因素。阐释了横向流动环境下羽流的偏移行为呈线性变化，该变化与横向流速及表观气速等因素有关。最后讨论了气泡羽流气液两相流动特性研究手段和理论方法的局限性，展望了气泡羽流运动规律多尺度研究的方向。

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4. 煤岩学在炼焦配煤中的应用进展及优化配煤技术

王岩杨承伟袁东营张宇宏曲思建

过程工程学报 2023, 23 (1): 25-37. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222343

摘要（203）

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科学合理的配煤技术对于焦化企业高质量发展至关重要，炼焦配煤技术的核心在于对原料煤煤质特性的深入认知。影响炼焦煤性质的主要因素包括变质程度、煤岩组成及第三成因因素，故煤岩学对炼焦配煤技术的研究与应用至关重要。本文论述了经验配煤、煤岩配煤及人工智能配煤3种炼焦配煤技术发展历程和现状，凝练了炼焦配煤技术的发展趋势。结合研究实际，重点梳理了煤岩学指标在炼焦配煤中的应用现状。在注重煤岩特征的同时，也需兼顾工艺指标等相关参数对炼焦煤优劣的表征。在实际应用中，各项指标参数的选择和利用需要综合考虑参数适配范围并尊重该指标与炼焦煤特性的真实对应关系。基于以上内容，提出了关联成煤时代、产地等地质因素和黏结指数、胶质层指数等工艺指标的整体思路，实现焦炭性能与原料煤特性的科学、深入关联，构建“本源-过程-结果”一体的优化配煤技术新体系。

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5. 圆管内氧化石墨烯MPCM悬浮液对流传热实验研究

鲁进利陈星雨韩亚芳孙彦红尹子杰吴丽

过程工程学报 2023, 23 (1): 38-45. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221429

摘要（143）

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由于氧化石墨烯(GO)的高热导率特性，将其添加至相变微胶囊颗粒内，以提高以其为基材制备的悬浮液的热导率，从而进一步强化传热。分别测试了纯水、5wt%相变微胶囊悬浮液(MPCMS)、5wt%和10wt%复合氧化石墨烯的相变微胶囊悬浮液(GO-MPCMS)的传热特性，分析讨论了壁面热流密度、雷诺数(Re)等参数的影响。结果表明，由于相变过程的影响，圆管壁面和流体温度分布呈现上升、平直、上升的变化规律；相同实验条件下，当工质为悬浮液时壁面温度与流体温度比纯水低；颗粒浓度和GO均对传热产生较大影响，相同质量分数(5wt%)时，添加GO时可使稳定后的局部努塞尔数(Nux)进一步提升8个百分点，颗粒质量分数由5wt%增至10wt%时，Nux又增加了20个百分点；与纯水相比，同时考虑GO和微胶囊颗粒的影响，相同实验条件下，相变微胶囊悬浮液平均努塞尔数(Nu)可提升1.0~2.0倍。

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6. 微藻柱状式光生物反应器流动特性及结构的数值模拟优化

叶斌华韩飞石向星焦永刚赵青云钟凯强

过程工程学报 2023, 23 (1): 46-56. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221394

摘要（191）

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微藻作为最具潜力的可再生生物质能源，在生物固碳和生物燃料生产领域优势显著，有助于碳达峰、碳中和目标的实现。通过改善反应器曝气装置的性能可以大幅度提高微藻的培养效率，本工作采用数值模拟方法对柱式光生物反应器的球型曝气结构进行了优化。模拟采用欧拉模型，湍流模型选取k-ε模型，研究分析了不同曝气装置条件下气含率、平均液相速度、湍流动能几种参数的变化和光生物反应器内的流场情况。结果表明，曝气装置结构的变化对光生物反应器内的流动特性具有很大的影响，通过曝气装置向反应器内通气，气含率、平均液相速度、湍流动能随着曝气量的增大而增大，随着曝气装置孔径的增大而减小。综合各相关参数得到当总曝气量为1400 mL/min、曝气孔数为50、曝气孔径为30 μm时，曝气装置性能最好，此时测得气含率为68.6%，平均液相速度为0.905 m/s，湍流动能为0.149 m2/s2。

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7. 入口流速对间断微通道内流型演变及流量分配特性影响

袁鑫森袁俊飞王林江河曹艺飞

过程工程学报 2023, 23 (1): 57-66. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222024

摘要（168）

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微通道内气液两相流动规律是影响微通道换热器换热系数和流场温度均匀性的主要因素。以N2和H2O为工质，对间断、并联矩形微通道换热器内气液两相流型的起始、发展、稳定过程的演化以及并联通道内流量分配不均匀特性进行了数值模拟研究。结果表明，不同的进口Re对微通道内流型的演变过程和流动周期有重要影响，当进口Re为450时，气相工质在均流腔内以离散的散团状形态脉动扩散至微通道中，并联通道内气相工质从弹状流型态逐渐转变为泡状流型态；当进口Re增至为1600时，气相工质在均流腔内以较连续的椭圆状型态扩散至微通道中，并联通道内气相工质从环状流型态逐渐转变为泡状流型态。通道结构还将影响并联通道间的流量分配的均匀性，间断微腔的存在使微通道内工质质量流量分布均匀性提升38.7%，通过研究通道内压力分布规律，发现通道内静压的分布不均匀是导致两相工质从均流腔进入微通道时发生不均匀分配的重要原因。

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8. 气波引射器压力端口设计及其对性能的影响

赵一鸣刘明昊李浩然胡大鹏

过程工程学报 2023, 23 (1): 67-77. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221400

摘要（161）

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气波引射器是一种高效的压力能综合利用装备，在诸多工业过程中具有广阔的应用前景。压力端口作为气波引射器必备的核心部件，其开、闭位置的合理设计是保证设备高效运行的前提。本工作介绍了以波系理论为基础的压力端口设计方法，并通过数值模拟与实验相结合，获得了完整的端口位置对设备性能的影响机理及规律。研究结果表明，满足理想波系的压力端口位置可使设备性能在相同条件下达到最优；端口偏离设计位置则会引起中压产气返流、低压进气不充分等现象，从而造成性能下降。由于不同端口位置对性能的影响机理不同，各端口位置偏离所造成的性能下降幅度有所不同。本工作丰富了气波引射器的参数设计理论，对该设备的研究应用具有重要指导意义。

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9. 光辅自耦合藻-菌颗粒污泥处理系统特性

程琪何成达张淼薛禹

过程工程学报 2023, 23 (1): 78-87. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221349

摘要（137）

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在当前温室气体成为生态环境严重威胁的背景下，探究了实验室条件下光辅助自耦合藻-菌颗粒污泥处理系统达到最佳处理效果时，系统所需的曝气量大小。本工作首先阐述了该系统的培养过程，接着考察了藻类供氧完全替代曝气(零曝气)的情况下系统处理效果，最后探究了适当增加不同曝气量(0.2, 0.4, 0.6, 0.8 L/min)的条件下系统处理效果。结果显示，在零曝气条件下经过12 h的处理，出水COD、总磷、总氮浓度分别降至76.70, 1.09, 3.52 mg/L，各指标浓度下降趋势明显，继续增大水力停留时间出水能够达标，但处理成本随之增大。对比几种不同曝气量条件，在0.2 L/min曝气量条件下系统各项出水指标效果达到最佳，COD、总磷、总氮浓度分别降至25.6, 0.40, 1.67 mg/L。因此0.2 L/min为系统最佳曝气量，在保证处理效果的同时能够为污水厂节能减排带来可观效果。

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10. 土著菌群还原矿化修复铀污染地下水

王国华刘颖王家莉向金晶刘迎九赵发刘金香

过程工程学报 2023, 23 (1): 88-97. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222013

摘要（162）

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本实验研究了β-甘油磷酸钠刺激下土著菌群对中性含铀模拟地下水的处理效果及机理。结果表明，β-甘油磷酸钠可同时激活生物还原和生物矿化菌群，其对铀的去除率达98%以上，微生物表面均匀沉积CaU(PO4)2和Mg(UO2)2(PO4)2?10H2O等鳞片状矿物。土著菌群还原矿化铀的机理为：反应前期生物还原和生物矿化同时参与了铀的固定，且以生物矿化作用为主，Dysgonomonas, Propionispora, Macellibacteroides, unclassified_Rhizobiaceae和unclassified_Rhodocyclacea可能参与了溶液中U(VI)的还原，Acinetobacter促进生物矿化的发生；随后在Methyloversatilis和unclassified_Enterobacteriaceae的作用下，部分矿化生成的U(VI)沉淀被微生物逐渐还原成U(IV)沉淀。本实验为今后微生物治理铀污染地下水的长效性能强化策略研究提供了新的理论支撑。

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11. 碱土金属醇类低共熔溶剂强化钒磷氧催化剂的制备及催化性能研究

王兴盛常智吴刘柱张满园张瑞锐刘瑞霞

过程工程学报 2023, 23 (1): 98-106. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222040

摘要（147）

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钒磷氧(VPO)催化剂是目前实现正丁烷选择性氧化的唯一工业催化剂。利用金属助剂掺杂以及有机助剂强化是提高VPO催化剂性能的有效手段。本工作通过加入氯化镁醇类金属低共熔溶剂，实现了有机-金属助剂同时对VPO催化剂性能的调控。利用扫描电子显微镜(SEM)、BET全自动比表面与孔隙度分析仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段，深入探讨了合成过程中加入不同氢键供体乙二醇(EG)、1-4丁二醇(BDO)和甘油(GL)的低共熔溶剂对VPO催化剂微观形貌、比表面积、物相、表面性质和晶相转变温度的影响，同时利用固定床反应器对VPO催化剂催化正丁烷氧化制备顺酐的性能进行了评价。结果表明，氯化镁乙二醇低共熔溶剂调控制备的VPO催化剂具有分散性良好、比表面积大、活性面(020)的数量多、表面P原子富集和表面V平均价态低等特点，在丁烷氧化选择性制顺酐反应中表现出了良好的催化性能，为VPO催化剂的制备提供了新思路。

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12. 氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂中高效电解回收废铅膏制备铅粉

黄皓铭汝娟坚华一新耿笑张文文程明强王道祥

过程工程学报 2023, 23 (1): 107-114. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221422

摘要（331）

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本工作采用摩尔比为1:2的氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)作为电解质，研究了对废旧铅酸蓄电池铅膏(Scrap Lead Paste, SLP)进行电解回收制备铅粉。通过循环伏安法探讨了30 g/L SLP+ChCl-EG体系中沉积铅的电化学行为，采用XRD和SEM检测手段分析了不同温度下沉积产物的物相和微观形貌。结果表明，废铅膏在ChCl-EG中还原为金属铅是一个受扩散控制的准可逆过程，恒电位沉积实验发现，当实验温度为363 K时，电流效率达96.06%，电能单耗为673.28 kWh/t。不同温度下电沉积得到的产物均为金属铅粉，其微观形貌主要为棒状，有少量呈现针状、团簇状，长度约为10~60 μm，直径<5 μm。

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13. 氟化铝生产副产物-硅渣酸化过程及其动力学

艾怡君李婷婷夏举佩

过程工程学报 2023, 23 (1): 115-123. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222009

摘要（148）

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PDF （2830KB）（44）

为解决实际生产中氟化铝生产残渣(简称硅渣)难利用问题，以云南某地硅渣为研究对象，以浓硫酸为酸化浸出介质，以浸出率为指标，以单因素实验为基础，研究了酸化过程中酸用量、反应温度、反应时间的影响。结果表明，最佳酸化条件为：加入理论酸用量(23.66 g) 1.3倍的浓硫酸，反应温度170℃，反应时间90 min，该条件下SiO2的纯度迅速提升至大于99.00%，Al浸出率大于99%，F浸出率大于97%；该反应为液-固多相反应中的收缩未反应核模型，反应活化能为62.97 kJ/mol，浸出过程由化学反应控制。该方法的提出对硅渣的利用提供了一种新思路，具有反应时间短、耗水少、酸化后有价元素浸出率高的优点。

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14. Na ₂O-TiO ₂-SiO ₂-CaO-Al ₂O ₃-V ₂O5-MnO-MgO-FeO渣系渣铁间硫分配比热力学模型

尹学杰陈德胜王丽娜赵宏欣甄玉兰齐涛王猛

过程工程学报 2023, 23 (1): 124-135. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222055

摘要（156）

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基于离子分子共存理论(IMCT)建立了Na2O-TiO2-SiO2-CaO-Al2O3-V2O5-MnO-MgO-FeO九元渣系的结构单元作用浓度模型和渣铁间硫分配比热力学模型，并对模型进行实验验证。通过模型计算出1200℃下渣系主要结构单元组成和渣中Na2O, CaO, MnO, MgO和FeO的活度，发现Na2O的加入可促进渣中低熔点物质的生成，降低渣系熔化性温度，改善脱硫反应的动力学条件；同时随着Na2O加入量的增加，渣中Na2O和CaO的活度增加，进而降低渣中S2?离子活度，强化渣铁间脱硫反应。实验结果表明，增加碱矿比提高了渣铁间硫分配比，有利于铁水深度脱硫，铁水中硫含量可降至0.0005wt%以下，硫分配比的理论计算值与实验结果吻合极好。渣中各碱性氧化物的硫分配比随碱矿比RN/C增加逐渐增大，各碱性氧化物硫分配比大小为Na2O>CaO>MnO>FeO>MgO。本研究将共存理论模型成功应用到九元复杂渣系渣铁间脱硫反应机理研究，为铁水深度脱硫过程的渣系优化提供了理论依据。

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15. 几种多孔电极材料镓电沉积性能的研究

刘玲蔡楚楚董彬欣

过程工程学报 2023, 23 (1): 136-143. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222200

摘要（169）

HTML （3）

PDF （5491KB）（53）

在工业上，稀散金属镓通常是从碱性溶液中电解提取得到的。在镓电解过程中，由于析氢副反应和传质速率低的原因导致镓电沉积的电流效率很低。本工作采用三维多孔电极电沉积镓，利用三维多孔电极发达的表面积促进镓电沉积过程，研究了不同电极材料(泡沫金属和多孔碳)的析氢特性，结合不同电解温度和电流密度下各材料的镓电沉积行为，揭示三维多孔电极上镓电沉积的特性规律。结果表明，泡沫铜和石墨毡(GF)具有较低的析氢活性，但两种电极的镓电沉积性能差别很大。其中泡沫铜表现出最佳的镓电沉积性能，在温度为40℃、电流密度为0.1 A/cm2条件下镓电沉积的电流效率(QE)达到22.5%，远高于铜片电极(10.7%)；而相同条件下，GF电极的QE值仅为9.6%，低于铜片，这与电极表面的疏水性有关。具有较高析氢活性的泡沫铁、泡沫镍和网状玻璃碳(RVC)电极的镓电沉积过程受电解温度和电流密度的影响较大。在高电流密度下，泡沫铁电极表现出仅次于泡沫铜的QE值，在低电流密度下难以发生镓的电沉积；泡沫镍和RVC电极仅在低于镓熔点(20℃)的条件下发生镓的电沉积，在高于镓熔点(40℃)的条件下，由于电沉积的液态镓的活性较高，容易返溶，难以实现镓的析出。因此，电极材料的析氢活性对镓电沉积性能有较大影响，影响镓电沉积电流效率的关键因素还有电解温度、电流密度及电极表面的亲疏水性。

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16. 丙烷脱氢反应气分离提纯丙烯和氢气过程严格模拟与能效评估

陆炫彤赵金邓春

过程工程学报 2023, 23 (1): 144-153. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221334

摘要（364）

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PDF （1123KB）（132）

丙烷脱氢(PDH)是生产丙烯产品的重要方式之一，丙烷脱氢反应气组分复杂，为获得聚合级丙烯和纯度不小于99.90 mol/mol的氢气产品，在Aspen软件中对丙烷脱氢反应气分离和富氢尾气回收氢气的过程进行建模和模拟，分离过程包括醇胺脱碳、压缩深冷、脱乙烷、丙烯精馏和变压吸附单元。为了合理利用丙烯精馏塔的能量，对丙烯精馏塔进行能量集成，采用变压吸附工艺回收氢气并对分离过程工艺参数进行灵敏度分析及优化工艺参数，以提高经济性和能效。模拟结果可得到符合要求的丙烯和氢气产品，单位产品能耗分别为267.46 kg标准油/t丙烯产品，474.44 kg标准油/t氢气产品。

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17. 基于微小槽道的冷媒直冷电池热管理系统性能研究与优化

王肖军张恒运黄兴华李康

过程工程学报 2023, 23 (1): 154-162. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222043

摘要（163）

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PDF （1781KB）（49）

本工作以基于微小槽道换热器的小型蒸气压缩系统为研究对象，对冷媒直冷电池热管理系统进行研究。确定了系统最佳冷媒充注量，总结了不同参数对系统热管理性能的影响规律，最后根据模型分析提出降低排气温度的改进方案。基于能效比(COP)最高的指标，确定系统冷媒最佳充注量为250 g。在固定加热功率条件下，随膨胀阀开度(OEV)的增加，微小槽道内的换热系数持续升高，而电池温度出现先降低后升高的趋势，因此存在最佳OEV使得电池温度最低；随电池模组加热功率增加，最佳OEV对应的蒸发器出口干度逐渐降低，虽然微小槽道换热系数有所升高，但是更快的加热功率增大速率使得电池温度升高；环境温度的升高对系统热管理性能产生不利影响，但是在35℃的高温环境下，电池温度依然能够被冷却至环境温度以下。基于AMEsim模型分析表明，增加冷凝器换热面积的方案，能够有效降低排气温度。

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18. 封面和目录

过程工程学报 2023, 23 (10): 0-.

摘要（70）

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19. 多囊脂质体研究进展

樊星岳华王晓军

过程工程学报 2023, 23 (10): 1371-1380. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222431

摘要（151）

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自1983年以来，作为脂质体家族的一员，多囊脂质体(MVLs)在生物材料和医学领域逐渐引起人们的关注。多囊脂质体由于其蜂窝状的内部结构，克服了传统脂质体在亲水性药物包埋率和稳定性方面的缺点。由于MVLs内水相体积大，药物包埋率高，具有很好的缓释效果。目前文献报道的多囊脂质体的尺寸大多在10 μm以上，主要在镇痛药包埋方面取得了良好的进展。本工作综述了近年来MVLs的制备方法、表征设备、释药机制，归纳了临床研究现状、商品化产品和应用研究进展，同时还提出了MVLs在小尺寸、多样化生物医学应用和放大策略方面的挑战及未来前景。

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20. 复杂氧化铜矿浮选活化剂研究进展

汪浩翔申培伦蔡锦鹏贾晓东彭蓉刘殿文

过程工程学报 2023, 23 (10): 1381-1389. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222336

摘要（138）

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铜因其优异的物理化学性能而在工业中得到广泛应用。目前，随着硫化铜资源的枯竭，氧化铜资源的开发利用逐渐成为研究的重点。氧化铜矿作为铜金属的最主要来源之一，其有效回收的关键是活化过程。然而由于易选铜矿物的逐渐减少，且现存氧化铜矿资源呈现出氧化率高、矿物组成复杂、易泥化等特点，致使选别过程较为困难。经典的硫化-黄药浮选法无法满足目前复杂氧化铜矿资源的选别要求。此外，活化剂作用于矿物表面的机理以及对活化产物晶体结构的解释不明确，在一定程度上制约了氧化铜矿分离理论和方法的发展。近年来，针对复杂难选的氧化铜资源，多种新型活化剂或者组合活化剂已见诸报端，在一定程度上解决了复杂氧化铜矿难选的问题。本工作通过梳理近年来氧化铜矿活化剂发展脉络，重点综述了新型活化剂以及新型活化方法的应用及活化机理，旨在丰富氧化铜矿高效浮选理论体系，为生产实践提供参考。

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21. 狭缝孔锥形分布板对流态化反应器内部流动特性的影响

王天成陈功王德喜邵立新

过程工程学报 2023, 23 (10): 1390-1400. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222472

摘要（136）

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针对目前污水处理流态化反应器存在液相返混、液固混合不均的问题，设计了一种开有狭缝孔的锥形分布板，该分布板上单孔的开孔面积由反应器中心向反应器外侧逐渐增加，并采用欧拉-欧拉多相流模型、RNG k-ε湍流模型对狭缝孔锥形分布板进行数值仿真计算。结果表明，狭缝孔锥形分布板能够使反应器内部形成多个环核流流动，强化液固两相之间的混合。此外，狭缝孔锥形分布板能够使反应器内部的颗粒均布，避免颗粒在反应器壁面附近聚集，且颗粒能够获得较高的循环速度。综合评估颗粒体积分数、流速和床层密度标准差等参数，狭缝孔锥形分布板的狭缝孔的最佳开孔方式为垂直于中心轴线方向，最佳锥角为120°。

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22. 旋流器结构对主吸收塔内流动特性的影响

杨展玉尹琦岭王团亮李玉阁宋文明张玉福闫渊魏利平

过程工程学报 2023, 23 (10): 1401-1410. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222384

摘要（121）

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PDF （17878KB）（87）

高含硫天然气净化主吸收塔需要定期堆焊修复腐蚀部位，修复前后各需采用内燃法整体热处理技术进行消氢、消应处理。旋流器布置对空气分布及热处理过程中火焰调控具有重要影响，本工作分别对双级旋流器、单级旋流器I和II在吸收塔内的流动特性进行了模拟。结果表明，双级旋流器上方未产生明显回流区且速度分布均匀，内外两侧旋流叶片上方均产生较大的切向速度，空气入口速度为9.8 m/s的工况下产生的最大切向速度为8.33 m/s，其次为单级旋流器II的4.5 m/s和单级旋流器I的3.12 m/s。双级旋流器对应的塔内压降变化最小，证明其可有效产生低阻旋流场，且对应的塔底流线占比随气体质量流量变化可保持平稳，约为14%，与塔底壁面占塔体总表面积的百分比一致，能保证足够的气体介质回流塔底，促进气体对流。双级旋流器对应的90%塔内停留时间随气体质量流量增大而线性增长。总体上，双级旋流器的旋流效果优于其他两种旋流器，本研究可为内燃法整体热处理工艺旋流装置的优化设计提供参考。

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23. 自吸射流搅拌桨液-液非均相混合特性分析

张静袁佳新李宏业张成松龚斌

过程工程学报 2023, 23 (10): 1411-1420. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223040

摘要（111）

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PDF （29780KB）（79）

自吸射流搅拌槽作为新型搅拌装置在非均相强化混合过程中具有潜在的工程应用前景。以水为连续相，油为分散相，运用数值模拟和实验研究了自吸射流搅拌槽内液-液非均相混合过程及强化非均相混合过程的影响因素。结果表明，搅拌转速及分散相相含率对液-液非均相自吸射流轴线上无量纲速度影响较小。自吸射流管倾角β对搅拌槽内流场和分散相分布的影响显著，β<0°时，不利于油水非均相在搅拌槽内径向混合；β=0°时，搅拌槽内无自吸和射流现象，不利于轴向混合；β>0°时，搅拌桨上部产生自吸流，下部产生射流，高油相相含率流体被自吸射流管吸入，向下以射流方式进入低油相相含率流体，有效提高了搅拌槽底部湍流动能，强化了油水非均相混合过程。

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24. 基于分布活化能模型法的重油热解动力学对比研究

熊青安张玉明李家州张炜陈哲文

过程工程学报 2023, 23 (10): 1421-1434. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222469

摘要（108）

HTML （1）

PDF （2207KB）（70）

采用热重质谱联用技术，考察大港油浆(DG-SO)、青岛减压渣油(QD-VR)和加拿大油砂沥青(CA-OB)等三种重油的热解反应特性，分别采用Friedman法、FWO法和分布活化能模型(DAEM)求取重油热解反应的动力学参数。结果表明，饱和分和芳香分含量相对较高的DG-SO热解反应活性最高，胶质和沥青质含量相对较高的QD-VR热解反应活性最低。H2, CH4, CO和CO2等热解气体的释放曲线与重油热解的反应温度区间相对应，释放曲线的形状、强度和温度区间的差异主要归因于重油组成及其相应的热解反应活性。等转化率法中Friedman法的分析结果更准确，DG-SO, QD-VR和CA-OB在转化率0.1~0.9的平均反应活化能分别为80.15, 177.00和174.56 kJ/mol。单组分高斯型DAEM能够准确描述QD-VR的SARA(饱和分、芳香分、胶质和沥青质)转化率0~1区间的活化能，且计算得到它们的活化能分别为107.78, 210.88, 268.75和285.44 kJ/mol，而四组分高斯型DAEM法能够准确描述重油转化率0~1区间的活化能，且计算得到DG-SO, QD-VR和CA-OB的加权平均活化能分别为148.92, 205.92和190.37 kJ/mol。通过对比QD-VR的平均活化能及其SARA组分的平均活化能，发现重油热解过程中SARA各组分之间的相互作用导致其平均活化能与重油中芳香分的平均活化能相近。与此同时，通过对比QD-VR的虚拟四组分和其SARA组分的平均活化能，发现重油热解过程中胶质和沥青质的存在提高了饱和分和芳香分的平均活化能，而饱和分和芳香分的存在降低了胶质和沥青质的平均活化能。

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25. 毫米级菱镁矿颗粒流态化热分解反应行为及其动力学特性研究

高峰付亮亮白丁荣许光文

过程工程学报 2023, 23 (10): 1435-1445. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222470

摘要（107）

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PDF （5290KB）（76）

流态化热分解毫米级菱镁矿颗粒是提高和促进小颗粒菱镁矿资源利用的有效途径，但有关基础研究尚处于空白阶段。对此，本工作选取粒径范围为0.3~3 mm的四种颗粒样品，利用直径为30 mm的实验室流化床反应器结合在线质谱分析仪，研究了不同温度下菱镁矿颗粒流态化热分解行为。结果表明，菱镁矿颗粒热分解速度随床层温度升高和粒径减小而加快。随着颗粒粒径增大，反应界面缩小，活化分子减少，表观活化能减小。随着反应程度加深，热分解反应控制机理逐渐由化学反应控制向颗粒内扩散和传热控制转变。本研究揭示了毫米级菱镁矿颗粒流态化热分解行为，对开发新型流态化制备菱镁矿颗粒热分解产品提供基础数据支持，对高温流态化制备毫米级尺寸高密度重烧镁砂技术也具有重要的参考价值。

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26. 钙基复合吸收剂的制备及烟气同时脱硫脱硝性能

李洋刘洋李长明付亮亮余剑

过程工程学报 2023, 23 (10): 1446-1457. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222344

摘要（110）

HTML （3）

PDF （1918KB）（92）

针对干法超低温(<120℃)烟气同时脱硫脱硝技术难题，本工作将强氧化剂与高比表面积消石灰耦合制备钙基复合吸收剂，实现了超低温(<120℃)烟气干法高效同时脱除硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)。不同氧化剂种类和负载量的钙基复合吸收剂烟气脱硫脱硝性能评价结果表明，强氧化剂的加入不仅提升了消石灰脱硫性能，还能与消石灰协同实现同时脱硝；氧化剂种类、添加量对烟气同时脱硫脱硝影响显著，而且烟气具有适当的水分含量和氧含量有利于提升脱硫脱硝效率。根据钙基复合吸收剂烟气净化反应前后的晶相结构、热分解、微观形貌、比表面积等表征结果可发现，SO2和NO首先被强氧化剂氧化，然后与消石灰反应生成相应的硫酸盐和硝酸盐，提高了脱硫和脱硝效率。本研究有望为烟气超低排放升级改造或小型工业锅炉烟气净化提供一种新的净化材料与工艺。

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27. 钛精矿碳热硫化制备含硫MAX相Ti ₂SC

张振乾庞昇丛良伟许有芃李来时吴玉胜王志

过程工程学报 2023, 23 (10): 1458-1468. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223041

摘要（97）

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PDF （35594KB）（51）

含硫MAX相Ti2SC被认为是很有潜力的高温结构材料及熔盐电解提钛前驱体。但现有制备方法均涉及高值Ti粉、TiC粉及TiS粉的使用，难以实现其规模化应用。本工作以钛精矿为钛源，黄铁矿为硫源，石墨球形尾料为碳源，探索了碳热硫化钛精矿低成本制备高纯Ti2SC的可行性。研究了FeTiO3/FeS2/C体系中Ti2SC的形成机理；石墨添加量、烧结温度与烧结时间对产物纯度与形貌的影响规律；高温原位物理分离副产物Fe对提纯过程酸用量减少的实际占比。结果表明，Ti2SC生成的关键反应是FeTiO3碳热还原中间产物Ti3O5在熔融FeS中直接脱氧重构为Ti2SC；石墨添加量27.4wt%的试样经1400℃下烧结4 h及后续酸洗处理，可以得到纯度大于96wt%的Ti2SC；1700℃下的高温烧结可以实现部分副产物Fe与Ti2SC的分离，酸洗提纯过程酸用量减少72.7%。该方法有望实现高纯Ti2SC的规模化制备。

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28. 碳含量对高硅高铝钢组织及石墨粒子析出行为的影响

万勇马冬田莉杰刘东旭刘明启温永红

过程工程学报 2023, 23 (10): 1469-1477. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222456

摘要（100）

HTML （3）

PDF （45636KB）（67）

石墨易切削钢因具有低成本、环保及优良可切削性等优点，近年来引起了国内外冶金和材料学者的广泛关注。本工作采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等方法，系统研究了两种碳含量(0.20wt%和0.52wt%)对1.9wt%Si-1.1wt%Al高硅高铝钢热轧-淬火-回火过程组织变化及回火后石墨粒子析出行为的影响。结果表明，0.20wt% C的实验钢热轧→920℃淬火→回火后的组织演变为铁素体+珠光体→铁素体+“小岛”状贝氏体→铁素体+石墨粒子+少量渗碳体，而0.52wt% C的实验钢热轧→920℃淬火→回火后的组织演变为铁素体+珠光体→马氏体→铁素体+石墨粒子+少量渗碳体。在相同回火温度下，相比0.20wt% C的实验钢，0.52wt% C的实验钢中石墨粒子的数量更多、尺寸更大且更多以晶界形核方式析出。当回火温度从680℃提高至710℃，0.20wt% C的实验钢晶界上析出的石墨粒子密度从2337个/mm2降至1710个/mm2，其平均尺寸从1.50 μm增大至2.27 μm；0.52wt% C的实验钢晶界上析出的石墨粒子密度从5244个/mm2降至1938个/mm2，其平均尺寸从2.36 μm增大至3.45 μm。钢中碳含量从0.20wt%增加至0.52wt%，可有效促进实验钢回火过程石墨粒子的形核和长大。相比710℃回火，680℃回火后的实验钢中石墨粒子数量更多且分布更为均匀，更有利于其整体切削性能的提高。

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29. 含氮杂环两性树脂的制备及其对丁二酸的分离性能

张军伟董泽霄袁苗新

过程工程学报 2023, 23 (10): 1478-1487. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222373

摘要（105）

HTML （5）

PDF （12662KB）（52）

为了探讨带有羟基及含氮杂环两性树脂绿色分离丁二酸(SA)的性能，设计制备了4-乙烯基吡啶、丙烯酸甲酯及乙酸乙烯酯共聚的弱酸弱碱型4-VMVH树脂，研究了树脂的理化性质、分离丁二酸的性能及其作用机制。结果表明，4-VMVH型树脂内有较多的介孔和微孔，大孔较少；树脂吸附SA为放热反应，符合Freundlich模型；树脂表面能量为非均匀性，且随着SA负载量的增加，树脂表面的?H值减小；部分4-VMVH树脂骨架上酸碱的总交换容量和羟基含量高于2-VMVH树脂。以热水为洗脱剂，4-VMVH01树脂层高径比为15/1时，SA和乙酸(AcOH)的分离度为0.92，SA回收率达到了84.67%，树脂的复用性能稳定。含氮杂环上N与SA羧基上H的作用能大于其与AcOH羧基上H的作用能，羟基上O与SA和AcOH羧基上H的作用能分别为-26.531和-25.094 kJ/mol，属于氢键吸附范畴，4-VMVH型树脂对SA的吸附作用力强于AcOH。

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30. 秸秆汽爆分级长短纤维酶解性能差异性的研究

姚长洪王岚陈洪章

过程工程学报 2023, 23 (10): 1488-1496. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222452

摘要（98）

HTML （1）

PDF （9323KB）（76）

降低酶解过程中纤维素酶用量是克服木质纤维素资源炼制过程经济关的关键因素。本研究探索了秸秆汽爆分级后长短纤维酶解性质的差异及其来源，以及利用汽爆分级降低用酶量的可能性。结果表明，分级后的短纤维酶解难度较长纤维显著降低，其酶解率在用酶量仅5 FPU/g DM的情况下即可超过长纤维在20 FPU/g DM时的酶解率，将用酶量降低75%，这主要是由于长短纤维的组织来源不同。由于力学强度的差别，汽爆后秸秆不同组织粒径各异，为分级提供了基础。短纤维主要由来自髓芯的薄壁细胞组成，纤维素结晶度较低，较长纤维具有更低的酶解难度。此外在短纤维酶解过程中束缚水释放更加充分，提高了传质效率，有利于降低产物抑制对酶活性的影响。本研究为提高木质纤维素原料均一性提供了一种有效的方法，对木质纤维素资源的开发具有重要意义。

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31. 封面和目录

过程工程学报 2023, 23 (11): 0-.

摘要（63）

PDF （4360KB）（83）

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32. 凹壁面切向射流近壁面单颗粒尾流特性的大涡模拟

张静侯文浩周承昊田志国龚斌

过程工程学报 2023, 23 (11): 1497-1505. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223019

摘要（124）

HTML （4）

PDF （6139KB）（206）

采用大涡模拟研究了凹壁面切向射流作用下近壁面圆球型颗粒对流体流动特性的影响，模拟获得的尾涡结果与实验示踪剂图像吻合较好。研究了颗粒尾流的涡旋结构及其演变过程，考察了雷诺数Re=700~10 000时颗粒周围速度、涡量及流线变化。结果表明，随着雷诺数增加，颗粒的影响区域涡量增强，涡量的峰值始终出现在颗粒迎流面，颗粒后侧的回流区显著收缩。Re≥2000时在射流展向颗粒后侧存在两个尾涡，流体的切向速率和涡量均发生周期性波动。对颗粒的升力和阻力进行了监控，Re=2000时旋涡脱落频率对应的斯特劳哈尔数St=0.000 854，升力功率谱中峰值对应的St=0.001 52；Re=10 000时阻力功率谱没有发现峰值，升力功率谱中峰值对应的St=0.008 74。

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33. 基于相似原理的超细粉体搅拌功率的实验和DEM数值模拟

陈荟刘雪东刘文明郑蔚文张红红吕开新

过程工程学报 2023, 23 (11): 1506-1517. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222421

摘要（108）

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PDF （2454KB）（115）

采用实验研究和数值模拟相结合的方法，研究机械式粉体搅拌机内超细粉体搅拌过程的搅拌功率、扭矩的变化规律。对平均粒径为10.56 μm的轻质碳酸钙粉体进行搅拌实验，研究了机械式粉体搅拌机内的操作参数，包括搅拌转速、桨叶位置、料面高度的变化对超细粉体搅拌功率和扭矩的影响，拟合得出了功率计算的表达式。利用相似原理放大粉体细颗粒，对放大的粗颗粒进行虚拟实验，获得接触参数；对粗颗粒搅拌过程进行DEM数值模拟，将模拟搅拌功率和扭矩的结果与实验结果进行比较。结果表明，机械式粉体搅拌机内超细粉体搅拌功率消耗与搅拌桨转速、桨叶位置、料面高度等参数密切相关。同时，扭矩值与功率值与搅拌桨转速、料面高度呈正相关，与桨叶位置呈负相关。模拟的扭矩值和功率值与实验的扭矩值和功率值比值与颗粒放大因子基本吻合，验证了相似原理应用于研究桨叶位置和料面高度对搅拌功率特性的影响的准确性。

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34. CO ₂环加成过程中副产物溴乙醇的催化转化研究

高瑞斌易礼鑫杨子锋董丽刘一凡郭洪范李雨浓

过程工程学报 2023, 23 (11): 1518-1529. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222468

摘要（129）

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PDF （1824KB）（131）

CO2是温室气体之一，其在大气中快速大量积累直接导致了全球变暖和生态破坏等环境问题。从可再生碳资源利用的角度来讲，CO2是广泛存在、价廉易得的C1资源。以环氧乙烷(EO)和CO2为原料生产碳酸乙烯酯(EC)的工艺，具有高“原子经济”和“绿色化学”的优势，为C1资源的化学利用提供可行的工业方案。卤素离子型催化剂是该环加成反应的传统催化剂，但在反应过程中，催化剂中卤离子流失，生成副产物卤代醇分子，从而影响主产物碳酸乙烯酯的收率、增加了分离难度和对设备的要求。因此，开发理想的催化体系，将副产物卤代醇抑制并转化、促使其正向消耗十分必要。本工作设计开发了系列弱碱性离子液体，以溴乙醇(BE)为研究对象，在环加成反应条件(温度130℃、CO2压力3 MPa、反应时间3 h)下，添加弱碱性离子液体，实现了溴乙醇的原位转化。考察了不同的反应条件和不同碱性离子液体对溴乙醇转化的影响，包括离子液体种类、反应温度、压力环境、反应时间等因素，揭示了溴乙醇转化的反应规律，其中[Bu4P][HCO3]的效果最好；采用气体氛围和溶剂微环境调控不同反应路径，使BE的转化率可达20%~50%，添加EC后含溴共价键副产物减少，更有利于溴离子的生成。将卤素共价键转化为卤素离子，使环加成反应体系恢复了部分催化活性。该方法简单易行，能够实现CO2环加成的副反应路径的原位调控，完善CO2资源化利用体系，促进卤素离子的循环，具有重要的科学意义和应用价值。

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35. 基于EDEM的强力混合机混匀效果数值模拟研究

高旭雷杰狄瞻霞刘山平宋云峰龙红明

过程工程学报 2023, 23 (11): 1530-1540. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222459

摘要（100）

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PDF （36544KB）（114）

原料混匀效果是影响球团质量和生产效率的重要因素，强力混合机作为核心混匀设备，合适的运行参数可使混合的物料达到最佳混匀效果。工业上一般以检测球团的基础性能指标来替代物料的混匀效果，造成检测流程长、误差大，并且无法直观获得物料运动轨迹和分散效果。本研究采用SOLIDWORKS软件建立了强力混合机模型，利用EDEM离散元软件模拟了物料在反应器中的运动行为，研究了混合机转子、筒底、筒壁的旋转方式以及物料的填充率等因素对混匀效果的影响。结果表明，提升转子转速能够显著改善混匀效果，但是转速达±48 r/min时提升转速对混匀效果的改善不明显；加入筒底的旋转能够突破双转子旋转时的速度阈值，并且筒底在较低转速+30 r/min时即可大幅度提升混匀效果；相反地，加入筒壁的旋转会产生堆积效应，抑制了颗粒的分散，从而降低了混匀效果；填充率过高不利于转子叶片位置以上的物料分散，其中填充率为60%时混匀效果最佳。综合考虑了企业球团生产和混合设备运行性能要求，给出了合理的运行参数：转子转速±30 r/min、筒底转速+30 r/min、筒壁转速0 r/min和填充率60%。

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36. 贫化过程中Al ₂O ₃对铜渣物相转变及结构的影响

田博魏永刚周世伟李博

过程工程学报 2023, 23 (11): 1541-1548. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222465

摘要（83）

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PDF （4678KB）（102）

铜渣贫化是铜冶金工业可持续发展的重要方法。随着优质铜精矿的不断消耗，低品位、高杂质的铜精矿逐渐被利用。高铝铜精矿作为一种典型的低品质铜精矿，其熔炼后的铜渣中Al2O3含量有所上升。随着铜渣成分的变化，控制铜渣特性对在贫化过程中回收铜以及降低铜损失至关重要。本工作以ISASMELT铜渣为原料，采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)等分析技术，阐明了火法贫化过程中不同Al2O3含量对铜渣的物相及结构的影响，以及物相转变及结构改变对铜损失的影响。还研究了不同CaO添加量对高铝铜渣的物相转变、结构和铜损失的影响。结果表明，随着Al2O3含量的增加，熔渣中会形成高熔点的铁铝尖晶石，且铝硅酸盐结构也趋于复杂，使熔渣黏度增大，渣中铜含量增加。在高铝铜渣中加入CaO，会形成高熔点的钙铁辉石、钙镁橄榄石，黏度增大。但是随着CaO添加量的增加，熔渣结构趋于简化，黏度降低。在CaO添加量为2wt%时，渣中铜含量最低，为0.78wt%。少量CaO的加入能够降低高铝铜渣的渣中铜含量。

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37. 低温磁化焙烧对高铁铝土矿溶出及磁选性能的影响

万振鑫陈朝轶李军旗段啸天梁栋

过程工程学报 2023, 23 (11): 1549-1557. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223069

摘要（98）

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PDF （16513KB）（79）

为实现高铁铝土矿铝铁元素的高效利用，采用“低温磁化焙烧-拜耳溶出-赤泥磁选”的方式处理高铁铝土矿，考察了焙烧温度、H2浓度及通入时间对高铁铝土矿溶出及磁选性能的影响。结果表明，焙烧过程中一水硬铝石脱水转变为过渡态Al2O3，矿物发生热破裂现象，比表面积增大，氧化铝溶出活性增加，在焙烧条件为焙烧温度530℃、H2浓度20vol%、H2通入时间5 min时，氧化铝相对溶出率可达97.65%。磁化焙烧过程中，针铁矿转变为赤铁矿，再由赤铁矿转变为磁铁矿，通过溶出解除了铝铁元素之间的嵌布关系，对焙烧矿的赤泥进行磁选，其铁精矿品位达62.05wt%，铁回收率为86.36%。

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38. 红土镍矿硫酸浸出液中和除铁过程Ni ²⁺和Mg ²⁺损失机理及强化分离研究

蒋昊滕鑫罗骏莽昌烨李新冉孙文豪

过程工程学报 2023, 23 (11): 1558-1567. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223055

摘要（104）

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PDF （8323KB）（85）

中和沉淀工艺常用于去除红土镍矿酸浸液中的铁、铝、铬等杂质，这一过程中常伴随镍、镁等金属离子的损失。本工作研究了红土镍矿硫酸浸出液中和除铁过程中Ni2+和Mg2+的损失，提出了有价金属离子的损失机制。研究表明，固定模拟浸出液Ni2+和Mg2+浓度条件，随模拟浸出液中Fe3+浓度增大，中和沉淀过程中Ni2+和Mg2+的损失率分别在9.13%~23.23%和9.79%~15.68%左右；固定模拟浸出液Fe3+浓度条件，随着模拟浸出液中Ni2+和Mg2+浓度的提高，二者的损失率逐渐降低。根据溶液化学计算与实验证实，中和沉淀过程中SO42-与Fe(OH)3胶体形成一元和二元配合物，其中一元配合物中SO42-的孤对电子与Ni2+或Mg2+成键而发生吸附，从而导致溶液中Ni2+和Mg2+与SO42-被Fe(OH)3胶体共吸附而损失。在中和沉淀过程中分别加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇(PEG)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等表面活性剂后均能有效限制SO42-与Ni2+或Mg2+的结合，强化Fe3+的选择性沉淀。当三种表面活性剂的浓度均为2×10-5 mol/L时，Ni2+在中和沉铁过程的保留率可达95%左右，Mg2+可达100%。

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39. 多针电晕放电协同Ag/TiO ₂纳米催化剂脱除空气中低浓度甲苯研究

闫妍朱斌徐力朱益民

过程工程学报 2023, 23 (11): 1568-1576. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223021

摘要（81）

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PDF （2631KB）（81）

采用多针电晕放电与Ag/TiO2纳米催化剂的原位耦合构建等离子体催化系统，对系统的放电特性进行诊断，并对催化剂进行表征研究；研究等离子体催化系统对空气中低浓度甲苯的脱除性能，并监测系统脱除甲苯过程中产生的有害副产物臭氧；探讨等离子体催化系统脱除低浓度甲苯及控制副产物臭氧生成的内在机制。研究结果表明，当放电电压高于7.0 kV时，等离子体可弥散于整个放电间隙内，Ag/TiO2纳米催化剂的涂覆未影响放电的正常进行，利于反应气体、等离子体及催化剂间的相互作用；Ag/TiO2纳米催化剂的Ag粒子粒径约为6.5 nm，可以创造大量高活性Ag-TiO2界面位点，并能吸收利用等离子体辐射的紫外-可见光；当放电电压为7.5 kV时，单纯多针电晕放电所得甲苯转化率与CO2选择性分别为21%与7%，等离子体催化系统则使二者分别提升至83%与61%，并将过程中副产物臭氧的浓度由5.12 mg/m3降至0.02 mg/m3以下；多针电晕放电协同Ag/TiO2纳米催化剂系统所展现的优异性能可归因于光、电及界面催化间产生的高效协同作用对反应活性物种转化路径的调控和对甲苯脱除反应路径的拓展。本研究工作可为等离子体催化技术在室内空气净化领域的应用与发展提供重要参考。

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40. 小型医疗废物解耦焚烧处理系统的实验验证

刘新华韩健郝江平李荣咸虹名胡善伟张楠兰昊

过程工程学报 2023, 23 (11): 1577-1586. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223067

摘要（71）

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由于医疗废物对人体和环境的危害性，即使是少量医疗废物也需要及时快速无害化处理，这对那些偏远而分散设置的众多中小型医疗机构十分重要。但是，目前还缺乏有效的小型医疗废物清洁高效处理成套技术，难以实现对其快速无害化和减量化处理的需求。本工作针对现有小型医疗废物焚烧处理面临的燃烧与烟气净化方面的问题，基于解耦燃烧原理设计了一种适宜分散性医疗废物高度集成清洁处理的焚烧炉和系统，并进行实验测试。结果表明，解耦焚烧炉可充分实现医疗废物的高效燃烧、抑制氮氧化物(NOx)和二噁英(PCDD/Fs)的生成；两级湿法小型烟气净化装置可使烟气急速降温以避免二噁英的生成，同时可高效脱除酸性物质和粉尘(PM)。典型混配医疗废物经系统处理后，烟气污染物NOx, SO2, PM, CO和PCDD/Fs等的排放浓度按O2浓度11vol%的折算值分别低于123, 1.8, 38, 53 mg/m3和0.31 ng I-TEQ/m3。新开发的小型医疗废物焚烧处理系统采用燃烧与净化一体化集成设计，结构紧凑，净化效率高，可满足分散医疗机构的日常医疗废物的就地快速洁净处理需要。

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