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中太平洋M海山富钴结壳稀土元素地球化学

崔迎春 , 刘季花 , 任向文 , 石学法

中国稀土学报

用ICP-AES和重量法测试了中太平洋M海山不同水深范围内(1300-3000m)25个富钴结壳样品的稀土元素和常量元素.结果显示M海山富钴结壳为水成结壳,稀土元素总量平均为2084.69μg·g-1.LREE/HREE平均为4.84,具有正的Ce异常.ΣREE(不含Ce)随水深增加而增加,而Ce和LREE/HREE比值则以文石溶跃面为界(水深2000 m)呈现不同的变化,稀土元素这些变化除了与海洋背景颗粒的吸附清扫有关外,还与稀土元素在海水中的行为有关.富钴结壳Ce虽随水深变化,但与水深关系不明显,可能反映其通量恒定.富钴结壳中Ce基本全为Ce(Ⅳ),表明氧化富集过程,这一过程受动力学因素控制.

关键词: 稀土元素 , 富钴结壳 , M海山 , 中太平洋

麦哲伦海山群富钴结壳铈富集的控制因素

任向文 , 石学法 , 朱爱美 , 刘季花 , 方习生

中国稀土学报

利用ICP-OES和ICP-MS,分析了麦哲伦海山群西北端MK海山2170 m水深的MKD23B-3号富钴结壳样品,获得了其剖面上Ce,Co和P2O5含量数据.结果显示,该样品未磷酸盐化壳层的过剩Ce(Cexs)与Co含量之间呈明显的正相关关系,相关系数R2高达0.7893;与生长速率呈负相关关系,相关系数R2高达0.7211,表明壳层生长速率是制约结壳Ce含量的主因,高的Ce含量是低的生长速率造成的.在假设海水pH,Mn2+等条件不变的前提下,结壳生长速率正相关于Fe,Mn的沉积通量,而Fe,Mn的沉积通量正相关于海水中溶解氧含量.因此,在海水pH,Mn2+等条件不变的前提下,Cexs负相关于海水中溶解氧含量,海水溶解氧含量只是制约结壳Ce含量的间接因素,纠正了"结壳高Ce异常指示其形成时海水中高溶解氧含量"的认识.

关键词: 富钴结壳 , 过剩铈 , 麦哲伦海山 , 稀土

西太平洋海山区深海软泥中稀土元素富集的地球化学特征

张霄宇 , 邓涵 , 张富元 , 章伟艳 , 杜泳 , 江彬彬

中国稀土学报 doi:10.11785/S1000-4343.20130614

对西太平洋海山区和东太平洋CC区18个站位40个沉积物样品进行了元素测定,以探讨西太平洋海山区含沸石深海粘土中稀土元素富集的地球化学特征和可能的富集机制.西太平洋海山区沉积物类型复杂,含沸石型深海粘土中富含各类微量元素,尤其以稀土元素富集程度最大,接近或高于中国南方离子吸附型稀土矿床,含沸石型深海粘土主要分布在马绍尔和莱恩群岛,∑REE最高达1018.84 μg·g-1,其中∑LREE为781.00 μg·g-1,∑HREE为237.84 μg·g-1.平缓的北美页岩归一化模式、显著的δCe负异常、以及轻中重稀土分馏特征表明热液铁锰水合物以及早期成岩的含磷矿物混入是造成含沸石深海粘土中稀土元素富集的可能机制.含沸石型深海沉积物中REE的具体富集机制还需要做进一步的研究.

关键词: 西太平洋海山 , 含沸石深海粘土 , 富集特征 , 稀土

退火温度对Mm(NiCoMnAl)5/5 wt%Mg2 Ni储氢合金结构和电化学性能的影响

田晓 , 云国宏 , 尚涛 , 王鸿钰 , 海山

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.19.026

采用二步熔炼法制备了Mm(NiCoMnAl)5/5%(质量分数)Mg2 Ni复合储氢合金,并对其在不同温度(1023、1123和1223K)下进行退火热处理10h。用X射线衍射(XRD)、扫描显微镜(SEM)和电化学测试方法研究了退火温度对合金结构和电化学性能的影响。结果表明,铸态 Mm (NiCoMnAl)5/5%(质量分数)Mg2 Ni 复合合金由 LaNi5相和少量的 Mg2 Ni 相组成,而退火态合金由 LaNi5相和(La,Mg)Ni3新相组成。合金的最大放电容量和高倍率放电性能随退火温度的升高呈现出先增强后减弱的变化规律,其中退火温度为1023K 时,合金电极的上述性能均达到最佳。合金的容量保持率随退火温度的升高而单调地增大,60次充放电循环后容量保持率从铸态合金的86.6%增大到退火合金(1223K)的92.4%。

关键词: 热处理 , 复合储氢合金 , 微结构 , 电化学性能

快淬对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5wt% Mg2Ni复合储氢合金电化学性能的影响

田晓 , 特古斯 , 海山 , 姚占全

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12052

为了改善AB5型储氢合金的放电容量和循环稳定性, 研究了快淬速度对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5wt% Mg2Ni复合储氢合金结构和电化学性能的影响. 电感耦合等离子发射光谱(ICP)、X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM/EDS)和透射电子显微镜(TEM)分析表明, 铸态复合合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相组成, 而快淬态复合合金却由(La,Mg)Ni3新相和LaNi5相组成. 当快淬速度≥15 m/s时, 复合合金中形成明显的纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向. 电化学性能测试表明, 快淬态复合合金的最大放电容量和容量保持率随快淬速度的增大呈现出先增大后减少的变化规律, 其中快淬速度为20 m/s时合金电极的最大放电容量达最大值344 mAh/g, 经100次充放电循环后该电极的容量保持率为93.9%.

关键词: 快淬; 复合储氢合金; 微结构; 电化学性能

保压时间对储氢合金电极电化学性能的影响

田晓 , 刘向东 , 姚占全 , 海山

稀有金属材料与工程

在不同保压时间下制备Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3储氢合金电极,研究保压时间对合金电极的活化性能、最大放电容量、放电特性和循环稳定性的影响规律和机制.结果表明,保压时间对合金电极的活化性能基本无影响.合金电极的其它电化学性能随保压时间的增加均呈现出先变好后变坏的变化规律,保压时间为15 min时,合金展示了最佳的综合电化学性能,电化学性能的改善主要归因于合金电极的电荷转移速度加速和内阻减小.

关键词: 储氢合金 , 储氢电极 , 保压时间 , 电化学性能

快淬对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5wt%Mg2Ni复合储氢合金电化学性能的影响

田晓 , 特古斯 , 海山 , 姚占全

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12052

为了改善AB5型储氢合金的放电容量和循环稳定性,研究了快淬速度对MlNi3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5wt%Mg2Ni复合储氢合金结构和电化学性能的影响.电感耦合等离子发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM/EDS)和透射电子显微镜(TEM)分析表明,铸态复合合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相组成,而快淬态复合合金却由(La,Mg)Ni3新相和LaNi5相组成.当快淬速度≥15 m/s时,复合合金中形成明显的纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向.电化学性能测试表明,快淬态复合合金的最大放电容量和容量保持率随快淬速度的增大呈现出先增大后减少的变化规律,其中快淬速度为20 m/s时合金电极的最大放电容量达最大值344 mAh/g,经100次充放电循环后该电极的容量保持率为93.9%.

关键词: 快淬 , 复合储氢合金 , 微结构 , 电化学性能

球磨CNTs导电剂对AB5型储氢合金电极电化学性能的影响

田晓 , 段如霞 , 海山 , 特古斯 , 张怀伟 , 李星国

中国有色金属学报

采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究不同球磨时间下多壁碳纳米管(CNTs)的微观结构.XRD分析表明:随着球磨时间的延长,CNTs的衍射峰明显变弱,并伴有部分衍射峰消失.SEM结果发现:球磨使细长的CNTs断裂,长度明显变短;随球磨时间的进一步延长,CNTs空心管状结构破损.采用电化学方法测试添加未球磨和球磨不同时间CNTs导电剂的AB5型储氢合金电极的电化学性能.结果表明:随球磨时间的延长,合金电极的最大放电容量、放电性能及循环稳定性均呈现出先提高后减弱的变化规律.当CNTs的球磨时间为2h时,合金电极的最大放电容量和放电性能达最佳;当CNTs的球磨时间为2.5h时,合金电极的循环稳定性最佳.

关键词: 碳纳米管 , 球磨 , 储氢合金电极 , 电化学性能

古海洋环境演化对富钴结壳稀土元素富集的制约

李江山 , 石学法 , 刘季花 , 任向文

中国稀土学报

为了探讨古海洋环境演化对海山富钴结壳稀土元素富集的制约,本次选取西太平洋Lamont海山具有多层结构富钻结壳L1作为研究对象,逐层取样分析研究,认为古海洋环境演化以及磷酸盐化作用对不同稀土元素的影响不同:Ce含量受海洋生产力水平的制约,与形成时古海洋生产力水平呈正相关关系,但受磷酸盐化影响并不显著;而磷酸盐化对富钻结壳中其他稀土元素影响存在明显差异:导致老壳层中稀土元素相对较少,而重稀土元素则相对增加.另外富钴结壳壳层在生成后可能仍然继续与周边海水发生稀土元素交换,导致壳层生成得越早,其重稀土元素相对于其他稀土元素越富集,而Eu则越亏损.

关键词: 古海洋环境 , 富钴结壳 , 稀土元素

中深孔嗣后废石充填采矿法在急倾斜薄矿脉开采中的试验应用

戚伟 , 曹帅 , 宋卫东

黄金 doi:10.11792/hj20170207

急倾斜薄矿脉在中国金属和非金属矿山较为常见.传统浅孔留矿采矿法具有生产效率低、安全性差等劣势.以青海山金矿业有限公司果洛龙洼矿区为工程背景,提出采用中深孔嗣后废石充填采矿法回采急倾斜薄矿体.选取Ⅱ-3840-4957,Ⅱ-3880-6165和Ⅱ-3880-52583个采场开展工业试验,试验采场矿石贫化率平均为44.67%,采矿损失率平均为5.67%,试验采场经济技术指标较好.因此,该开采工艺对于回采急倾斜薄矿体具有广阔的应用前景,值得推广.

关键词: 急倾斜薄矿脉 , 中深孔 , 废石充填 , 嗣后充填 , 采矿工艺

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