我国深海金属矿产资源加工利用技术.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 我国深海金属矿产资源加工利用技术 蒋训雄，蒋开喜，汪胜东，范艳青 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要综述我国1 5 年来深海矿物资源加工技术研究的发展与现状，包括深海矿物的选矿预处理、冶炼加 工、深海矿的直接利用、尾渣综合利用等研究方面取得的主要成果，分析了深海矿物资源加工技术的发 展趋势。 关键词大洋多金属结核；富钴结壳；加工技术；综合利用 中图分类号T F l l文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 5 0 6 0 0 0 20 5 D e v e l o p m e n to fD e e p s e aM i n e r a lR e s o u r c e sP r o c e s s i n g a n dC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o nT e c h n i q u e si nC h i n a J I A N GX u n x i o n g ，J I A N GK a ix i ，w A N GS h e n gd a n g ，F A NY a nq i n g B m i i n gG e n e r a lR e s e a r c hi n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e l j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t Ag e n e r a ld e s c r i p t i o nw a sg i v e no nt h ed e v e l o p m e n ta c h i e v e m e n t sa n dc u r r e n ts t a t eo fp r o c e s s i n gt e c h n i q u e si nt h ea reass u c ha sm i n e r a lp r o c e s s i n g ，m e t a I I u r g i c a le n g i n e e r i n g ，d i r e c tu t i l i z a t i o no fm i n e r a lr e s o u r c e so f d e e p s e aa n dc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft h et a i l i n gr e s i d u e se r ei nC h i n a ．T h ed e v e l o p m e n tt r e n d si np r o c e s s i n g t e c h n i q u e sf o rw o r l d w i d em i n e r a lr e s o u r c e so Id e e p s e aw e r ea l s oa n a l y z e d ． K e y w o r d s O c e a n i cp o l y m e t a l l i cn o d u l e s ；C o b a l t r i c h i n gc r u s t ；P r o c e s s i n gt e c h n i q u e s ；C o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n 国际海底区域蕴藏极为丰富的金属矿资源，目 前已经认识和发现的深海金属矿资源主要包括多金 属结核、富钴结壳、热液硫化物。多金属结核广泛分 布于水深35 0 0 ～60 0 0m 的大洋底部沉积物表层， 储量大约3 1 0 “t ，仅太平洋就有1 ．7 1 0 ”t ，而日 还在不断生长，估汁全球每年新生长多金属结核达 1 1 0 7L ，多金属结核富含铜、镍、钻、锰、钼等。富钴 结壳主要分布在水深8 0 0 ～30 0 0I n 的海山、海岭和 海底台地的顶部和上部斜坡区，平均厚度2 ～4C l i l ， 钴含量通常为0 ．4 ％～l2 ％，部分可高达2 ％，是陆 地原生矿钴品位数十倍，此外，还富含镍、锰、稀土、 钛、钔、钼、锌等，据不完全统计，仅太平洋西部火山 构造隆起带上，富钴结壳矿床的潜在资源量达1 0 亿 吨，钴金属量达数百万吨。热液硫化物分布于水深 数十米到35 0 0m 的大洋中脊和断裂活动带上，除 含铜、锌、锰等元素外，还含有银、钴、镍、铂等元素， 热液硫化物主要产出在太平洋和大西洋，其中以太 平洋最多，目前已发现规模较大的有近2 0 处，与多 金属结核或钴结壳相比，海底热液矿床具有产出水 深浅、矿体富集度大、易于开采和冶炼等特点。随着 深海勘查技术的发展，必将有越来越多新型海底矿 藏被发现，围绕国际海底区域资源的“蓝色”圈地日 益激烈，深海资源开发技术研究快速发展。 我国已于1 9 9 9 年完成多金属结核资源的圈定 和放弃，从而在国家管辖范围外的“蓝色公土”上，为 我国争取了一块相当于我国渤海面积、75 万平方 公里的具有专属勘探权和优先开发权的多金属结核 矿区，矿区的多金属结核资源量可满足我国年产 基金项目国家自然科学基金 5 0 4 7 4 0 7 7 ；中国大洋专项资助项目 D Y l 0 5 作者简介蒋训雄 1 9 6 5 一 ，男，湖南祁东人，研究员 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 3 1 0 6 t 干结核、开采2 0 年的资源需求。我国大洋 富钴结壳矿区圈定和申请的前期工作准备就绪，热 液硫化物资源勘探工作系统开展。同时，我国的深 海资源勘探、开采、加工技术迅速发展。 过去1 5 年里，中国大洋协会组织国内研究机构 和大学对深海资源加工技术进行了大量研究。在多 方案探索研究的基础上，开展了多金属结核常温常 压活化硫酸浸出【1J 、还原氨浸L 2 J 、常温常压盐酸浸 出l “、熔炼一锈蚀o 等工艺流程研究，并完成了“还 原氨浸”和“熔炼一锈蚀”两个流程的中间试验；完成 富钴结壳选冶扩大试验；从研究深海矿物的特殊微 观结构和化学性质出发，探索功能性矿物材料的开 发，研究深海矿物资源的直接利用领域；从加工过程 的环境保护和资源的高效利用考虑，开展了选冶尾 渣资源化研究。 1深海多金属矿的矿物学特性 深海多金属结核和富钴结壳的主要矿物为铁、 锰水合氧化物．其次是一些铝硅酸盐矿物，如石英、 长石、云母、粘土矿物、沸石类矿物等，矿石的矿物粒 子极微细，密切共生。不存在镍、钴、铜等的独立矿 物，主要以类质同象的形式赋存于铁、锰氧化物的晶 格中，部分吸附在铁锰氧化物的表面，铁、锰矿物颗 粒极其细小，常形成雏晶，呈隐晶或非晶质细粒分散 状态产出。上述矿石特征决定直接采用物理选矿方 法难以分离、富集．铁锰氧化物完全分解是提取镍、 钴、铜等有价金属的前提。但矿石含水高、品位低， 即使经过自然干燥，其水分仍占3 0 ％～5 0 ％，对于 高温作业，能耗高。 深海多金属结核和富钴结壳均属于疏松多孔 矿，结晶程度很差。具备隧道结构和层状结构，空隙 直径介于1 ～1 2n m ，多数在2n m 以下，孔隙率高达 5 0 ％～6 0 ％；有较大的比表面积，高达2 0 0 ～3 0 0 m 2 ／g 左右；具有分子筛和离子交换的特性，其表面、 隧道与层间的八面体空间附近可以吸附离子。此外 矿石具有特殊的化学成份，含有具催化活性的过渡 性元素及活性硅，因此，具有较好的吸附、催化、电化 学性能。这些特殊的物理化学特性对开发某些功能 材料特别重要，赋予深海矿物潜在的直接应用价值。 2 我国深海资源加_ T - 利用技术现状 经过1 5 年的发展，我国的深海资源加工技术取 得了很大进展，解决了多金属结核和富钴结壳选冶 加工中的主要技术难题，拓展了深海矿物的直接应 用领域，开发了一批选冶尾渣资源化技术，初步建立 了适合多金属结核和富钴结壳资源开发的加工技术 体系。 2 ．1 选矿预处理 深海多金属结核是以集合体形式、呈裸露或半 埋藏分布在海底沉积物的表层，犹如平摊在地上的 土豆，因此，采集过程的贫化较少。但富钴结壳主要 附着在基岩上，开采时无法彻底剥离，而夹带大量基 岩，导致富钴结壳矿石的贫化。通过选矿预处理可 剔除大部分基岩，降低矿石贫化率，从而降低冶炼加 工成本。采用重选、磁选和浮选对富钴结壳进行预 处理，均可取得较好的选矿指标。 基予富钴结壳与基岩密度的差异，重选法可剔 除部分基岩，富钴结壳富集在轻产品中，而基岩脉石 矿物进入重产品。摇床重选成本低，对于窄级别人 选所得的选矿指标较好，但人选粒度过粗和过细，均 不利于取得好的选矿指标。 利用富钴结壳与基岩矿物的磁性差异，通过强 磁选也可剔除基岩矿物。磁场强度增大，回收率提 高，但磁场强度过高时，精矿品位降低，选矿指标下 降。干式磁选的选矿指标较好，但处理能力小、选矿 前矿石需进行干燥处理，能耗大。采用湿式强磁选， 无需干燥预处理，适合富钴结壳高含水特点，且工作 环境较好、处理能力较大，但选别指标不如干式磁 选，原因是湿式磁选的机械夹杂严重，同时细粒结壳 在磁选中难于回收，精矿品位及回收率受影响。 浮选分离指标最好，富钴结壳的基岩剔除率和 回收率均高于重选、磁选。北京矿冶研究总院采用 混合捕收剂进行浮选【5J ，钴、锰回收率分别为9 4 ％ 和9 1 ％。由于富钴结壳具有较大的孔隙率和较大 的比表面积，对浮选药剂的吸附能力强，导致浮选药 剂，特别是捕收剂用量大。在浮选中添加分散剂和 调整剂，有助于降低药剂消耗，并提高浮选指标。相 对而言，重选和湿式强磁选适合于海上现场抛废，而 浮选适合于岸上精选。 2 ．2 冶炼加工 国际上，深海多金属矿的冶炼研究开展了4 0 余 年，迄今提出的工艺方案近百种，按处理方式分火法 和湿法，火法主要有还原焙烧、氯化焙烧、硫酸化焙 烧、离析、熔炼等，湿法主要是在各种还原剂作用下， 利用硫酸、氨性溶液进行常压或加压浸出。我国主 要开展了还原酸浸、还原氨浸和还原熔炼等冶炼工 艺研究。 1 还原酸浸 万方数据 4 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 国内对深海多金属矿的还原酸浸进行了大量研 究，浸出体系有硫酸体系和盐酸体系。 北京矿冶研究总院提出的常温常压活化硫酸浸 出工艺 图1 ⋯，以硫酸为浸出剂、二氧化硫 或亚 硫酸 为还原剂，进行常温常压快速浸出，镍、钴、铜、 锰、锌等有价金属进入溶液。还原活化浸出属于强 化浸出过程，速度快，可直接处理湿的多金属结核和 富钴结壳，对原料适应性强，很好地适应了深海多金 属矿品位低、多金属共生、含水高的特点。 垒垒曼笪箜 ‘ ’匿圃 r 丘L 吖雨西流裒习。．R 鼢 画圆一量些 l 浸出液 一“一匝圃叫巫童n 塑 ‘ 意 甲一些 圈1常温常压活化硫酸浸出工艺流程 F i g ．1 F i o w s h e e to fa c t i v a t i n gs u l f u r i ca d dl e a c h p r o c e s sa ta m b i e n tt e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r e 为提高选择性和提高二氧化硫利用率，北京矿 冶研究总院【6o 采用两段逆流浸出流程。通过控制 两段不同的浸出电位和酸度，使前期溶出的铁在后 期被氧化、水解重新进入渣中，从而抑制铁的溶出， 铁溶出1 0 ％左右，减轻了后续溶液净化的负荷，并 改善固液分离。对于多金属结核，全流程金属回收 率分别为 ％ 镍9 5 、钴9 6 、铜9 5 、锰9 7 ；处理富钴 结壳的全流程金属回收率分别为 ％ 钴9 6 ．6 3 、镍 9 6 ．0 3 、铜7 5 ．3 1 、锰9 7 ．6 2 、锌8 5 ．7 1 ；稀土浸出率 6 8 ．7 6 。研究了在11 0 0 ℃密闭炉中分解硫酸锰，锰 转变成四氧化三锰，硫再生为二氧化硫循环使用，硫 酸锰分解率达9 9 ，9 ％，四氧化三锰含硫低于 0 ．0 5 ％。 此外，北京矿冶研究总院对有机还原浸出L ”和 矿浆电解工艺”o 进行了研究，在矿浆电解中，多金 属结核在阴极区被还原浸出．同时在阳极区得到电 解二氧化锰；中科院过程工程研究所则对以黄铁矿 等为还原剂的生物催化还原酸浸[ 9J 进行了研究。 2 还原氨浸 氨浸法因选择好、药剂可循环使用、锰的回收可 根据市场需求灵活掌握等优点，而被认为是处理深 海多金属结核有竞争力的方法，包括还原焙烧一氨 浸和低温水溶液直接还原氨浸。还原焙烧由于需要 干燥脱除大量水分，能耗较高。而直接还原氨浸可 处理含大量海水的湿矿石，能耗低，因此更具竞争 力。但氨浸法的钴浸出率低，通常仅为5 0 ％～ 7 0 ％。 北京矿冶研究总院L 1 0 J 以结核中的铜为催化剂、 一氧化碳为还原剂，研究在低温水溶液中对多金属 结核直接氨浸 图2 ，选择提取镍、钴、铜等有价金 属，多金属结核中的锰矿物被还原转变成碳酸锰，而 与铁、硅等杂质一起留在浸出渣中，利于根据市场需 求确定锰的回收及产品方案。进行了全流程中间试 验，浸出进料固体浓度4 0 ％～5 0 ％，浸出液金属离 子总浓度 C u N i C o 2 5 ～3 0g ／L ，浸出液含铜达 1 0 ～1 2g ／L 、镍1 3 ～1 5g ／L 、钴2 ～3g ／L ，浸出温度 4 5 ℃，金属浸出率分别为 ％ 镍9 8 、铜9 7 、钴9 0 、 锌8 4 和钼9 6 。该工艺突破了氨浸钴浸出率低的技 术难题；浸出进料矿浆浓度的提高，浸出释放的铜足 以维持催化反应的需要，无需外加铜，实现结核矿的 自催化还原i 采用了两段浸出工艺，第一段选择浸出 镍、钴、铜，第二段选择浸出锰，实现氨浸法从多金属 结核中回收镍、钴、铜、锰四种金属。 3 熔炼 采用火法还原熔炼大洋多金属结核和富钴结 壳，是根据结核矿中有价金属氧化物的还原性差异， 经过干燥的结核和结壳在约14 2 0 ℃直流电弧炉中， 用碳质还原剂进行选择还原，镍、铜、钴与铁形成合 金，而锰进入炉渣，合金产率为原矿的1 0 ％～2 0 ％， 从而实现镍、钴、铜与锰的初步分离。 为解决熔炼合金破碎和浸出难题，长沙矿冶研 究院H 1 - ”J 提出了熔炼锈蚀的工艺方案 图3 ，该 工艺将熔炼合金进行空气雾化制粉，合金粉在 8 5 ℃、常压下用稀盐酸进行锈蚀浸出，合金中的铜、 镍、钴进入溶液，而合金中的铁以氧化铁形式沉淀出 来。多金属结核熔炼获得平均含M n3 ．9 1 ％、F e 8 3 ．5 0 ％、P1 ．3 7 ％、C u 4 ．1 1 ％、C o2 ．1 3 ％、N i 6 ．5 4 ％的合金，和含M n3 5 ．9 4 ％、F e0 ．5 0 ％、P 0 ．0 3 4 ％的富锰渣。富锰渣中锰回收率达9 5 ％，铜、 钴、镍在合金中的回收率分别为9 8 ．3 1 ％、9 8 ．6 1 ％ 甲翳雷塞 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 和9 8 ．4 2 ％。对于富钴结壳，熔炼合金含M nM n3 2 ．8 9 ％、F e0 ．8 1 ％、P0 ．1 1 ％。 2 ．4 1 ％、C o3 ．1 8 ％、N i2 ．1 9 ％、P4 ．3 7 ％，富锰渣含 醒 送垆，厂二面 l 还原氨浸Ir - l 墨些r 高册型率 _ 藩萃余液I - 南匣喾 T 一 沉淀物| 赢三图丽畔志 l 净化 匝至 氢业毡 电铜 一r 磊i 图2低温水溶液催化还原氨浸出工艺流程 F i g ．2 F I o w s h e e to fr e d u c f i v ea l n m o n i al e a c h i n gp r o c e s s 糯舍嗵虹雩田l 区弘回一些 匝M n C G丝耻产业牺 图3熔炼一锈蚀工艺流程 F i g ．3 F l o w s h e e to fs m e l t i n g - r e s t i n gp r o c c s s 4 现场加工技术 多金属结核和富钴结壳有价金属品位低、含水 率高的特点，简单地将原矿运回陆地冶炼，无论在基 建投资、作业成本和环境影响等方面都存在较多不 利因素。一个从结核中回收镍、钴、铜、锰四种金属， 年处理干结核3 0 0 万吨的深海多金属结核开发方 案，其采矿、运输、冶炼三个作业环节中，简单的将原 矿直接运回陆地加工，无论在投资上，还是在作业成 本上，运输占的比例均较大，达2 0 ％以上。而运输 所需的基建投资和高额运费7 0 ％以上用于运输废 料上，这些废料进入陆地后，需建大型尾矿坝来堆 存，不仅增加建设投资，需要大量的运行维修费用， 还占用大量土地。 北京矿冶研究总院打破传统的结核矿冶炼加工 模式，提出现场加工的技术构想【1 ⋯，即将冶炼厂全 部或部分搬至船上，并研究分析了结核矿海上现场 加工可行性。在海上现场加工，产出高质量的镍、 钴、铜、锰精矿，精矿运回陆地进一步加工，可减少 5 0 ％左右的运输量，从而大幅减少运输的基建投入 和运输成本，并缩小陆地尾矿坝建设规模。 2 ．3 深海多金属矿的直接利用 多金属结核和结壳的纳米微观结构及富含过渡 性元素和活性硅，使其在储能、催化、环境吸附等功 能材料开发上具有良好的前景，从而为其增值加工、 拓展深海多金属矿的应用创造了条件。 北京矿冶研究总院和长沙矿冶院等“t o “利用 多金属结核和结壳吸附废水中的重金属离子，为废 水处理提供了新的思路，重金属离子由易到难的吸 附次序为P b C d C u H g Z n C o M n N i A s 。多金属结核是一种具备宽敞的锂离子嵌 入脱出空间、多种金属阳离子天然掺杂、纳米相微观 结构的新型锰氧化物材料。厦门大学【l ‘以多金属 结核为原料，经纯化提高其锰含量，并改性处理后作 为锂离子电池的阴极材料，结核电池材料的电化学 性能良好。锂离子的嵌入逸出电位为2 ．6 ～3v ，具 有较好的充放电可逆性，比容量高，稳定性好。浙江 大学[ 1 8 1 9 】以多金属结核替代传统催化剂，催化合 成碳纳米管；以结核为原料，经水热法合成钙锰矿型 分子筛，用合成钙锰矿型分子筛作锂离子电池阳极 固审丝 用一釜 漫去一 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 材料及超级电容，研究证实了锰结核及其复合材料 的贮氢性能、吸波性能。此外，多金属结核在加氢甲 烷化、s 。2 氧化、烷烃氧化、N O ，分解中有不同程度 的催化作用。 2 ．4 选冶尾渣资源化 深海多金属矿选冶加工过程产出大量残渣，实 现渣的资源化，不仅是环保的要求，而且有利于资源 的综合利用。湿法冶金在低温下进行，产出的浸出 渣仍具有具较大的比表面积、纳米颗粒和微孔结构， 在制备陶瓷、釉料、涂料、吸附剂、土壤改良剂等材料 中有较好的应用前景。中国地质大学【2 0J 以浸出渣 为原料制备了水溶性防锈涂料、陶瓷、釉料和熔融玻 璃等，为渣的资源化、深海矿物的高效利用和清洁生 产奠定了基础。北京矿冶研究总院【2 l J 利用富钴结 壳选矿尾渣吸附处理重金属废水、浙江大学【2 2 J 利用 多金属结核氨浸渣吸附处理印染废水均取得较好的 指标。 3 深海资源加工利用技术发展趋势 随着技术的发展和陆地资源的日渐枯竭，开发 深海资源是人类的必然选择，必将成为2 1 世纪一项 高产出、高效益的新兴产业．我国应加快深海资源勘 探、采矿、加工技术储备，迎接商业开采时机的到来。 在今后的研究中，我国深海资源加工研究应重点围 绕以下方向开展 1 发展清洁、低耗的选冶加工技术 传统的矿物资源加工技术多以高消耗、高排放、 易污染为特征，正面临可持续发展的严重挑战。可 持续发展的核心问题是资源与环境的协调发展，国 家对生产企业的环保要求越来越严。另外，能源已 成为制约经济发展的瓶颈，能耗高低不仅是影响加 工成本的重要因素，而且与环境污染密切相关，能耗 大，意味着温室气体排放多。深海金属矿含水高、品 位低，特别是深海矿物资源商业开发的实现可能在 1 5 ～2 0 年以后，届时，能源紧张和环境保护对深海 矿物资源商业开发的影响更大。 2 致力于深海矿物的高值加工和综合利用 从资源合理利用角度考虑，大洋矿产资源加工 过程中，要考虑原矿中钴、镍、铜、锰、钼、铂、稀土等 多种金属的综合回收，同时要充分拓展深海矿物的 直接应用领域以及研究选冶尾渣的资源化。 3 发展适于多资源的高效加工技术 深海矿物资源的研究开发具有投资高、风险大、 周期长的特点，一旦深海采矿技术取得突破和时机 成熟，多种深海矿物资源可能相继进入商业开采。 实行集约开发可减少投资、降低风险，是未来深海采 矿产业的必然选择，其重要特征是生产规模大，不同 深海矿物资源的协同开发。 4 开发现场加工技术 从减少运输成本考虑，实现现场加工是最理想 选择。通过船上就地选矿抛除大部分基岩、脉石，甚 至进行现场冶炼得到含镍、钴、铜、锰等有价金属的 中间产品，然后运回陆地进行加工。 参考文献 [ 1 ] 尹才斫，蒋训雄，周冰毅．大洋多金属结核活化硫酸浸 出[ J ] 有色金属，1 9 9 7 ，4 9 1 6 2 6 9 ． [ 2 ] 蒋训雄，尹才斫．大洋多金属结核催化还原氨浸提取镍 钴铜【J ] ．有色金属，1 9 9 7 ，4 9 3 4 6 5 1 [ 3 】李先柏，周勤俭，杨静，等大洋多金属结核常温常压盐 酸浸出工艺流程研究[ J ] 湖南有色金属，1 9 9 8 ，1 4 1 3 0 3 3 【4 ] 贺泽全，段兴无，钟祥．大洋多金属结核熔炼合金锈蚀工 艺研究【J ] ．矿冶工程，1 9 9 6 ，1 6 4 4 0 一4 3 ． [ 5 ] 张心平，周秀英，王淑秋，等．太平洋富钴锰结壳浮选工 艺的研究[ J ] 有色金属 选矿部分 ，1 9 9 7 3 1 6 [ 6 j 蒋训雄，尹才研，汪胜东酸浸一萃取工艺从富钴结壳矿 中提取钴、镍、铜、锰[ J ] ．矿冶，2 0 0 2 ，1 1 1 6 7 7 0 [ 7 ] 张亚辉．孙传尧，王淀佐苯二胺还原酸裎大洋多金属结 核研究[ J ] 有色金属 冶炼部分 ，1 9 9 8 5 68 [ 8 ] 尹飞，江培海，王成彦，等多金属结核矿浆电解的机理 研究[ J ] 矿冶，2 0 0 4 ，1 3 3 4 75 0 [ 9 ] 李浩然，冯雅丽，欧阳藩，等微生物催化还原浸出深海 锰结核中有价金属[ J ] 北京科技大学学报，2 0 0 2 ，2 4 2 1 5 3 1 5 6 [ 1 0 ] 蒋开喜，蒋训雄，汪胜东，等．大洋多金属结核还原氨浸 工艺研究[ J ] 有色金属，2 0 0 5 ，5 7 4 5 4 5 8 [ 1 1 ] 毛拥军，屈曙光，沈裕军，等还原熔炼大洋多金属结核 [ J ] 矿冶工程，1 9 9 8 ，1 8 2 4 2 4 5 [ t 2 ] 沈裕军，陈文如，郭锋，等富钴结壳的火法冶炼研究 [ J ] 矿冶工程，2 0 0 4 ，2 4 4 4 4 4 6 [ 1 3 ] 尹才斫，蒋切l 雄，汪胜东大洋多金属结核船上加工方 案设想 J ] 有色金属，2 0 0 3 ，5 5 2 6 4 6 6 [ 1 4 ] 周勤俭大洋多金属结核吸附重金属离子的研究[ J ] 湿法冶金，1 9 9 9 3 5 l 一5 5 [ 1 5 ] 谭欣，周秀英．王福良大洋富钴结壳对重金属阳离子 吸附性能的研究[ J ] 国外金属矿选矿，2 0 0 3 1 2 3 3 3 5 [ 1 6 ] 谭欣，周秀英，王福良，等改性大洋富钴结壳吸附铜的 研究[ J ] 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 4 2 1 3 下转3 8 页 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年6 期 一方面碳元素的增加又阻碍了元素的扩散，使合金 在凝固的时候以高温相为质点结晶，形成的第二相 3 结论 偏析，同时又会形成铸造缺陷。在热处理过程中不 能消除[ “。 图5 重熔N i T i 合金的断口照片 F i g5 T h eS E Mm i c r o g r a p h so ft h eN i T iS M A ’f r a c t u r e [ 2 ] 赵连城．磁性形状记忆材料N i - M n - G a 研究现状[ J ] ．功 能材料，2 0 0 1 ，3 2 I 2 2 ～2 6 采用重熔的方式获得的N i T i 合金通过一定的 热处理可以得到具有形状记忆效应N i T i 合金； 重熔过程中所得到的N i T i 合金的形状记忆效 果随着采用不同的坩埚而不同，采用金属坩埚所得 到的N i T i 合金具有较好的形状记忆效应，采用石墨 坩埚则没有形状记忆效应； 采用石磨坩埚重熔之后的合金中偏析现象比较 明显，偏析相T i ，N i 聚集长大。碳含量的增加阻碍 合金的相变过程中的扩散速度，阻碍相变的转变，使 偏析相不能消除。 参考文献 [ 1 ] L iB i n g - y u n ，R o n gL i - j i a n ，L iY i - Y i ．Ar e c e n td e v e l o p m e n ti np r o d u c i n gp o r o u sN i T is h a p em e m o r ya l l o y s [ J ] I n t e r m e t a l l i c z ，2 0 0 0 8 8 1 8 8 4 ． [ 3 ] 赵连城，蔡伟，郑玉峰．合金的形状记忆效应与超弹性 [ M ] ．北京国防工业出版社，2 0 0 2 ． [ 4 ] 刘礼华，杨恒，王利明，等镍钛形状记忆合金应用及产 业化现状[ J ] ．A d v a n c e dM a t e r i a l sI n d u s t r y ，2 0 0 2 8 1 0 5 1 0 5 [ 5 ] L iB i n gy u a ，R o n gL i j i a n ，L i Y i ～Y i ．s y n t h e s i so fp o r o u s N i - T is h a p em e m o r ya l l o y sb ys e l fp r o p a g a t i r 4 9h i g h - t e m p e r a t u r es y n t h e - s i s [ J ] ．A e t aM a t e r ，2 0 0 0 4 8 3 8 9 5 3 9 0 4 ． [ 6 ] D a v i dAM ，D i m i t r i sCL ．I n f l u e n c eo fc o l dw o r ka n dh e a t t r e a t m e n to nt h es h a p em e m o r ye f f e c ta n dp l a s t i cs t r a i nd e - v e l o p m e n to fN i T i [ J ] ．M a t e r i a lS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ， 2 0 0 1 A 3 0 8 1 6 1 1 7 5 ． [ 7 ] 徐祖耀．形状记忆材料[ M ] ．上海上海交通大学出版 社，2 0 0 0 ． 【8 ] 石德珂材料科学基础【M ] ．北京机械工业出版社， 】9 9 5 ． 上接6 页 [ t 7 ] 尤金跨，储炜，刘德尧，等一种新型锂离子蓄电池阴极 材料一锰结核的嵌锂行为[ J ] 电源技术，2 0 0 1 ，2 5 2 9 4 9 7 [ 1 8 ] 程继鹏，张孝彬，刘芙，等．天然纳米矿物原位复合碳纳 米管及其吸氢性能【J ] 太阳能学报，2 0 0 2 ，2 3 6 7 4 3 7 4 7 [ 1 9 ] 朱晓燕，叶瑛，沈忠悦，等由天然锰结核水热合成钙锰 矿的实验研究[ J ] 浙江大学学报 工学版 ，2 0 0 4 ，3 8 9 1 2 3 2 1 2 3 4 [ 2 0 ] 自志民，刘旭．尹才斫，等大洋多金属结核与富钴结壳 浸出渣的纳米属性[ J ] 科学通报，2 0 0 2 ，4 7 1 1 8 6 9 8 7 2 [ 2 1 ] 陈国荣，张立诚，王福良改性的大洋富钴结壳选矿尾 矿对废水中p b 2 的吸附性能研究【j ] 国外金属矿选 矿，2 0 0 4 1 0 3 5 3 8 [ 2 2 ] 韩杰，叶瑛，沈忠悦，等大洋锰结核氨浸渣对甲基橙的 吸附[ J ] 有色金属，2 0 0 5 ，5 7 1 5 3 5 5 万方数据