金属物质社会蓄积量与经济产出关联分析

给出了金属物质社会蓄积量的计算式,并与GDP指标相结合,构建了金属物质社会蓄积量与GDP之间的关联式.以我国铝工业为例进行了分析,在设定铝制品的平均使用寿命为16年的情况下,得到以下结果:2006年—2009年,铝的社会蓄积量由5420万t增加到8890万t,单位铝的社会蓄积量所产生的GDP由3969万美元/t降低到3307万美元/t.针对我国铝工业的现状提出,提高单位GDP铝消费量的年下降率可逐步缓解铝消费量增速过快的态势.给出了两种情景分析,并分析了情景模式下的铝消费状况.     

关于金属物质社会蓄积量的分析

金属的社会蓄积量在一定程度上决定了可供回收的二次资源的数量.给出了金属物质社会蓄积量的两种分析方法.从理论上分析了金属消费量呈线性变化和二次曲线变化情况下金属物质社会蓄积量的变化.以我国铜工业为例,根据1950~2007年我国铜消费量的变化情况,分析了此期间内铜的社会蓄积量的变化,2000年以后铜社会蓄积量进入了快速增长期;给出了金属社会蓄积量的平均年龄的概念及其计算公式,并分析了此期间内铜社会蓄积量中制品的平均年龄,1988年以后铜社会蓄积量中制品的平均年龄基本上逐步下降,2005~2007年间基本稳定在7.8年左右.     

金属物质社会蓄积量理论分析模型

将金属物质流分析与金属产品生命周期链群结合起来,构建了金属物质社会蓄积量理论分析模型.由该模型分析得出,金属物质社会蓄积量及其净增量与金属制品消费量、消费量的年变化率和金属制品使用寿命密切相关.初始年的金属制品消费量愈大、消费量的年变化率愈快、金属制品使用寿命愈长,金属物质的社会蓄积量及其净增量就愈多.金属制品使用寿命超过平均使用寿命而延长时,金属物质社会蓄积量的回收率将降低.分析结果对于金属工业产业政策的制定有一定的参考价值.     

中国铝的社会蓄积量及折旧再生指数分析

我国近些年来原铝产量和消费量快速增长,铝土矿资源严重不足,在很大程度上依赖于进口.随着铝社会蓄积量的增大,废铝资源将越来越多,并在铝工业中发挥更大的作用.通过对我国铝的社会蓄积量及其平均年龄、回收率、折旧再生指数等进行分析,得到以下结果:1990年~2010年铝的社会蓄积量从723万t增长到10 355万t;2010年铝制品的平均年龄约为4.3年,折旧再生指数和铝的社会蓄积量回收率分别为0.074 7 t/t和1.17%.基于未来铝消费的3种情景进行了分析,在情景3下:预计我国铝的社会蓄积量在2035年达到最大值6亿t,2055年稳定在5.7亿t;铝制品平均年龄在2040年达到最大值(7.13年),同年折旧再生指数达到最大值(0.79 t/t),铝的社会蓄积量回收率也达到最大值(5.05%).研究结果将为铝工业相关政策的制定提供一定的参考.     

世界与我国铅锌产量和消费量的重构相空间混沌预测

通过对世界与我国铅锌产量和消费量的详细调查,采用混沌理论重构相空间预测方法,对世界与我国铅锌生产和消费趋势进行了预测.研究表明,世界与我国铅锌产量和消费量的演化均存在混沌现象,且锌金属产量和消费量演化的分形维数比铅金属高,说明锌市场变化比铅市场复杂.预测结果显示,2010年以后世界铅锌产量小于消费量,市场将出现短缺,且锌金属短缺程度比铅金属严重;我国铅金属将出现过剩,而且越来越严重,锌金属产消基本平衡.此外,探讨了我国铅锌原料供需矛盾.研究结论为:我国铅精矿将出现严重的短缺,锌精矿短缺程度比铅工业略好,但资源短缺将会长期存在.针对我国铅金属生产严重过剩,同时铅精矿严重不足的局面,提出了重点对我国铅工业进行产业结构调整的建议.     

基于铝制品平均使用寿命的中国铝的流动分析

以交通工具为例,给出了其使用寿命的正态、Weibull及Beta三种概率分布.结合各类含铝制品的使用寿命分布和我国铝制品的消费构成,采用加权平均法计算了我国2003～2007年投入使用的铝制品平均使用寿命为15～19年;采用物质流分析的跟踪观察法,从铝的生产、铝制品的加工制造、铝制品的使用和报废铝制品的回收等4个阶段分析了我国2007年铝产品生命周期中铝的流动状况.给出了铝工业的物流指标,得到了我国2003～2007年原料自给率和废杂铝使用比例的变化,总的废杂铝使用比例在13%～17%范围内;分析了我国2003～2007年间废杂铝回收数量和铝产品生命周期铝损失量的变化;提出了促进我国铝工业可持续发展的政策建议.     

床面倾角对高频气力分选机分选金属影响

为研究床面倾角对分选废旧电路板中金属分布规律和金属回收率的影响,采用自制高频气力分选机分选0.75~0.125 mm废旧电路板粉末,通过ICP-AES测定分选产品.结果表明:当床面倾角在操作范围内变化时,铜的分布规律最明显,最高富集比为5.88;密度比铜密度大和与铜密度相近的金属如铅、锌、锡等富集效果明显,分布规律与铜相似;密度比铜密度小很多的金属如铝、镁等富集效果不明显,错配率较高.金属的回收率变化趋势与铜的回收率的变化趋势高度吻合;铅、锌、锡这三种高密度金属的回收率较高,最高回收率都在90%以上;但低密度金属(铝、镁)的回收率很低,物料损失较多,所以若要分离富集该类金属,须对分选后的物料进行二次分选并注意分选过程中物料的损失.     

激振力对高频气力分选机分选金属影响

为研究激振力对分选废旧电路板中金属分布规律和金属回收率的影响,采用自制高频气力分选机分选0.75~0.125 mm废旧电路板粉末,通过ICP-AES测定分选产品.结果表明:当激振力在操作范围内变化时,铜的分布规律明显,最高富集比为7;密度比铜密度大和与铜密度相近的金属如铅、锌等富集效果明显,分布规律与铜的分布规律相似;密度比铜密度小很多的金属如铝、镁等富集效果不明显,错配率较高.高密度金属(铅、锌、锡)的回收率都比较高,最高回收率都在88%以上;但低密度金属(铝、镁)的回收率很低,最高仅为31.72%和32.37%,所以若要分离富集该类金属,须对分选后的物料进行二次分选.     

再生铝——21世纪的绿色产业

1.历史回顾 1886年,金属铝作为人类发展史上最年轻的金属,利用电解法实现了工业生产.到1900年,世界铝的产量已达7 300吨,其后的两次世界大战,很快将金属铝的生产推到与历史悠久的铜、铅、锌相比肩的地位.至20世纪60年代初,在产量上已跃升为仅次于钢铁的第二大常用金属.目前铝的全球产量和消费量已突破3 000万吨,到2030年前达到5 000万吨已不是梦想.     

中国能源消费特征分析——基于完全因素分解模型的实证研究

采用完全因素分解模型,对1994～2009年中国产业部门和民生部门(居民生活消费)的能源消费特征进行了量化分析.将影响产业部门能源消费变化的因素分解为经济因素、结构因素和效率因素,将影响民生部门能源消费变化的因素分解为人口因素、经济因素和效用因素.实证研究结果表明,产业部门中经济因素是中国能源消费量持续增长的主要原因,效率因素缓解了能源消费量的增长趋势,结构因素没有实现减少能源消费的作用.民生部门的能源消费量正处在快速增长阶段,并且经济因素是民生部门能源消费量增加的主要原因.     

锂的城市矿产利用：前景、挑战及政策建议

 锂是重要的战略性资源,在电动汽车与能源存储技术中具有不可替代的作用。梳理了全球及中国锂资源储量、开采量、消费量的历史变化情况,并采用物质流分析方法,预测了2020-2080年全球锂资源供给量、需求量、报废量及城市矿产储量的变化趋势,阐明了开发锂城市矿产的必要性与紧迫性,并通过识别城市矿产利用的多重瓶颈从而提出了相应的应对策略。研究结果表明,未来全球锂资源的需求量、报废量及在用存量（城市矿产储量）将保持高速增长的态势,预计到2080年分别增长至约150万、115万、1840万t。其中,电池部门是主要的增长驱动力,电池产品的回收利用程度也将决定锂城市矿产的综合利用水平。假设未来无新增的经济可采储量且锂的回收利用率可以达到100%,锂的自然资源储量将在2080年左右消耗殆尽,将实现锂资源供给从天然矿产到城市矿产的巨大转变。而开发城市矿产将对降低中国锂进口依存度以及缓解原生锂开采的资源、能源、环境压力起到积极的促进作用。因此,亟需针对锂城市矿产利用的技术、经济和管理的多重瓶颈,制定相应的应对策略,保障未来锂城市矿产的高效、高质、高值、环保利用。     

中国稀土镨元素的供需失衡问题——基于镨的物质流分析

 基于动态物质流分析方法,以1990—2018年为时间边界,以中国大陆为空间边界,对镨的全生命周期流动情况和供需失衡问题进行了分析。结果表明：（1）1990—2018年中国累计开采超10万t的镨供下游产业应用,其中钕铁硼领域用镨量（6.9万t）占镨总用量的70%;（2）2009年以前,中国的镨供应充足（未登记消费3.1万t）,2009年之后镨供应缺口逐年增大（未登记生产2.4万t）;（3）镨的进口量和出口量均在增长,其中进口以稀土矿和镨的中间产品为主,出口以镨的中间产品和最终产品为主;（4）截至2018年镨的在用存量超过了3.7万t,其中有23%在空调、电声耳机和磁选机中,但回收不足。研究建议：（1）提升镨的回收能力,重点关注即将迎来报废高峰期的空调、电声耳机、磁选机、电机和消费电子;（2）优化镨贸易结构,提升镨贸易价值,加大镨原矿及初级产品进口,并适当控制其出口,以缓解镨供应压力来解决供需失衡问题;（3）合理布局低碳产业发展并通过探索钕铁硼永磁体替代产品推动去镨钕技术发展。     

中国钒资源全生命周期动态物质流分析

 钒在钢铁、化工和航空航天等领域的广泛应用持续推动钒物质流动和供需格局的变化，特别是电池应用的商业化将影响未来能源转型及新能源存储领域的长期发展。为揭示中国钒物质流的变化和未来供需格局，构建了钒的全生命周期物质流分析框架，核算了2000-2019年中国钒的流量、存量和供需情况。研究显示：（1）中国是钒生产和消费大国，含钒钢铁、合金（钒铁合金）是金属钒的主要消费领域，消费占比稳定在85%以上，储能电池作为钒的前沿应用，占钒消费总量的比例也在不断增加；（2）2000-2019年中国是钒初级产品净进口国（5362 t），也是钒制品净出口国（8284 t），全钒液流电池处于出口状态，钒储能技术研究将迎来高峰；（3）2010-2019年钒在用存量增加了5倍，达到120万t，其中电池在用存量增加了24倍，钒开始向电池等新兴行业发展；（4）2000-2019年钒报废量为8.1万t，仅有1.8万t被回收（回收率为23%），提高钒的循环利用可以减少钒原矿资源的开采及其产生的环境影响。     

化学镀Fe-Al-P合金初探

利用化学镀方法在铜基片上施镀了Ｆｅ－Ａｌ－Ｐ合金镀层。通过改变金属盐比率ＡｌＣｌ３／（ＡｌＣｌ３＋ＦｅＳＯ４）、金属盐ＡｌＣｌ３和还原剂ＮａＨ２ＰＯ２的浓度等参数,研究了合金镀层的沉积速率,成分,表面形貌及结构的变化规律,得到了最佳镀液配方,发现络合剂和还原剂的选择是提高镀层含Ａｌ量的关键。     

能源转型背景下的中国镍动态物质流分析

 基于动态物质流分析方法,构建了镍的全生命周期物质流分析框架,核算并分析了2000—2020年中国镍金属物质流各阶段格局变化情况。结果表明：（1）生产视角下,能源转型下镍矿需求出现回升; 2020年镍回收率已达20.4%;（2）消费视角下,加工阶段,电池行业已超越电镀行业成为第二耗镍部门;制造阶段,工业机械部门耗镍占比下滑至2019年的28.9%,新能源汽车耗镍量由2015年的4275 t连续上升至2020年1.6万t;（3）贸易视角下,近年来中国制造和加工阶段为净出口状态,开采和冶炼加工阶段皆为净进口状态,其中镍铁产品净进口量飞速增长,由2000年的105.7 t增长到2020年的41.3万t;不锈钢净出口量由2016年的21.3万t连续下降至2020年的10.9万t;（4）存量视角下,终端消费品在用存量变化主要由运输业和建筑与基础设施两大部门驱动,新能源汽车在用存量5年增加了131倍。     

台湾股票市场harness事件的统计分布

通过把复杂网络的最新统计工具harness统计应用到股票市场数据分析中,分析了2006～2009年4年间台湾股票价格浮动的统计行为.通过分析涨、跌harness事件的互补累积分布,结果表明台湾股票价格浮动的harness事件表现出指数分布性质,这间接说明以历史数据为基础的单一股票演化趋势是难以预测的.     

苯乙烯生产装置的能耗分析

为了降低苯乙烯装置的能耗,在对全流程进行严格数学模拟的基础上,利用热力学方法分析了各单元的能耗数据,分析结果表明装置能耗升高的主要表现是高压蒸汽用量的上升,其原因是乙苯部分苯循环量过高。建议采取更换催化剂和改变烷基化单元工艺路线的改造方案降低苯循环量以达到降低能耗的目的。     

Properties and corrosion behavior of Al based nanocomposite foams produced by the sintering-dissolution process

The properties of Al based nanocomposite metal foams and their corrosion behaviors were investigated in this study. For this, the composite metal foams with different relative densities (porosity) reinforced with alumina nanoparticles were prepared using a powder metallurgy-based sintering-dissolution process (SDP) and NaCl particles were used as space holders. Then, the effect of nanoparticle reinforcement and different amounts of NaCl space holders (corresponding porosity) on the microstructure, morphology, density, hardness, and electrochemical specifications of the samples were investigated. It was found that as the relative density increased from 60% to 70%, the wall thickness increased from about 200 to 300 μm, which led to a decrease in pore size. Also, the addition of nanoparticle reinforcement and the increased relative density result in increasing metal foam hardness. Moreover, electrochemical test results indicated that increasing the Al₂O₃ content reduced the corrosion rate, but increasing the porosity enhanced it.