重有色金属
高文成,温建康,邓静娴,蔡镠璐
摘要:
针铁矿渣是一种具有较高回收价值的固废资源。以广东某冶炼厂针铁矿渣为研究对象,采用氯化挥发—磁选联合的方法回收其中的锌、铟和铁资源。首先通过工艺矿物学查明了渣中多元素含量和主要有价金属铁、锌和硫元素的赋存状态;然后考查了氯化挥发过程中的主要因素的影响,得到了较优的试验条件为:氯化钙添加量20%、碳粉添加量为针铁矿渣量的40%、球团粒度10~20 mm、氯化挥发温度1 000 ℃、反应时间4 h,此时锌和铟的挥发率分别为72.11%和94.32%;最后对氯化挥发渣进行了强磁—弱磁的磁选试验,得到铁品位达到50.74%的铁精矿产品。为针铁矿渣中有价金属铁锌和铟的高效回收提供了理论和试验基础。
王俊娥,林泓富,陈杭,衷水平,张恒星,吴星琳,迟晓鹏
摘要:
以氧化锌烟尘浸出所得铅渣为原料,开发了“氯化浸出—锌片置换铅—置换后液中和沉锌”综合处理工艺,重点考察了药剂浓度、液固比、温度等条件对氯化浸出的影响,并开展了浸出液置换沉铅和中和沉锌探索试验。结果表明,优化的氯化浸出条件为:液固比30 mL/g、温度80 ℃、NaCl浓度320 g/L、CaCl2浓度15 g/L、浸出时间2 h,铅、锌和银的浸出率分别为98.30%、81.77%和29.47%;浸出液在60 ℃下采用锌片置换沉铅,所得海绵铅纯度为92.09%,铅总回收率达95%以上。工艺可取得一定经济和社会效益,并为含铅锌固废的处理提供借鉴。
熊以俊,陈斌,谢欣旭,罗旋,许用华
摘要:
以钴中间品为原料,在鼓风氧化条件下,采用硫酸亚铁浸出钴中间品的钴,Fe2+能将Co3+还原为Co2+,同时,Fe2+与氧气作用生成FeOOH时产生酸,产生的酸可进一步浸出钴中间品。较优的工艺条件为:温度80 ℃、Fe/Co摩尔比1.05、液固比8、浸出时间3 h、鼓风量8 L/min、电位285 mV,在此条件下,Co浸出率达到99.7%。该方法无需加酸、碱、还原试剂,环境友好,为钴中间品原料的浸出探索了一条新的解决路径。
石瑀,王俊娥,陈杭,吴思鸿,吴星琳,张恒星,迟晓鹏
摘要:
以铜阳极泥熔炼渣为原料,采用还原熔炼工艺回收渣中有价金属。探究渣型、Na2CO3用量、焦粉用量和保温时间对金属回收率的影响。结果表明,在冶炼温度1 150 ℃,渣相m(Fe)/m(SiO2)=0.72,m(CaO)/m(SiO2)=0.65,Na2CO3用量5%,焦粉用量2%,保温时间60 min的最优条件下,渣中Au、Ag、Pb、Bi的回收率分为97.15%、97.78%、91.27%和99.61%。实现了铜阳极泥熔炼渣中有价金属的综合回收。
王文祥,黎雯,方红生
摘要:
采用以废治废的思路,以砷碱渣为碱源加入到高砷锑氧粉中共焙烧,通过研究挥发气氛、烟尘及焙烧渣中组成成分和As、Sb含量,分析As、Sb转化迁移机理。研究表明,高砷锑氧粉和砷碱渣的共焙烧,能显著减少砷、锑的挥发;当高砷锑氧粉和砷碱渣的质量配比为1︰1时,砷的固化率由10%提高到85%;砷主要以Na3AsO4、NaAsO2、As2O5的形式固定在焙烧渣中,锑主要以NaSbO3、NaSbO2的形式固定在焙烧渣中。
袁精华
摘要:
阐述了目前侧吹炉的炉体结构、主要设计参数、运行操作以及存在的主要问题。提出了为进一步提升侧吹炉在投资及运行成本方面的优势,侧吹炉需要朝着优化炉体结构、大幅度提高产能、大幅度提高炉体寿命、操作机械化以及运行智能化等方面发展。论述了处理能力由现在的300 kt/a大幅度提高到600 kt/a的方法以及炉体寿命由现在的2~3 a大幅度提高到闪速炉熔炼炉炉体寿命的8~9 a而采取的措施。
轻有色金属
汪衢,白丽梅,马玉新,刘杰,陈晓龙
摘要:
氧化镁是一种重要且需求很大的无机化工原料,是制备高附加值镁质产品的原材料,其来源之一就是由菱镁矿经过高温煅烧获取。通过控制菱镁矿颗粒的粒径、煅烧方式、是否掺入添加剂、菱镁矿内部组分杂质含量、新的煅烧工艺等来优化煅烧流程,最终制取高活性的氧化镁产品。另外,氧化镁的制备与活性检测是分不开的,从菱镁矿的煅烧方式,以及氧化镁活性检测两方面进行了综述,对其工艺的改进提出了展望与建议。
杨会宾
摘要:
针对当前高铝粉煤灰综合利用技术难题,提出了高铝粉煤灰预脱硅烧结法提取氧化铝新工艺。新工艺取消了铝酸钠溶液碳酸化分解工序,改为全种子分解工艺。通过合成技术优化,采用高苛性比合成技术,种分母液与预脱硅后的硅酸钠溶液可制备出合格的洗涤用4A沸石。生产过程中,通过补充少量水玻璃用于调节氢氧化铝和4A沸石两种产品的产出比例,可以较好地保障生产系统物料平衡。新工艺取消了石灰炉、氧化铝焙烧炉、铝酸钠溶液碳酸化分解和深度脱硅工序,工艺能耗降低,废渣排放量减少,碳排放量降低。此技术生产流程相对简单,技术可行、经济性好、竞争力较强。
稀贵金属
刘凯华,贾梦鑫
摘要:
研究了在HCl-NaClO3体系下,采用控氧化电位法从半导体废料中回收硒的试验过程,详细考察了各因素对粗硒纯度和硒回收率的影响。结果表明,在物料粒度-0.125 mm,液固比10 mL/g,盐酸初始浓度3 mol/L,溶液氧化电位(650±15) mV,反应温度70 ℃,反应时间2.5 h的条件下,回收制备的粗硒纯度为98.08%,硒回收率达到98.75%。
吴国良,倪红卫,方庆,王家辉,赵鹏,张华
摘要:
含钒页岩浸出槽是钒页岩湿法提钒浸出段的主要操作单元,存在固相分布不均、槽底矿物易沉积等问题。通过数值模拟研究来对比分析搅拌桨叶双层同速以及异速方案下对搅拌浸出槽内固液两相流搅拌功率和效率的影响。结果表明,当搅拌桨叶双层同速由1.3 r/s改变至1.7 r/s时,死区由5.02 m3减少至2.03 m3,混匀时间由1 501 s降低至1 116 s,近自由液面平均速度也由0.32 m/s增大至0.56 m/s,因此搅拌桨转速选择1.7 r/s更为合适;搅拌桨叶双层异速可以得到与双层同速情况下基本一致的搅拌效果,当上层桨叶转速由1.5 r/s改变至1.7 r/s时,死区由2.95 m3减少至2.33 m3,混匀时间由1 261 s降低至1 146 s,近自由液面平均速度也由0.44 m/s增大至0.54 m/s。因此搅拌桨转速选择上层1.7 r/s,下层1.5 r/s能在保持较低的搅拌功率同时能得到较好的搅拌效率。
曹欢,吴天骄,程倩,宁新霞,赵笑益
摘要:
以陕西某地硅质钒矿为研究对象,进行了单一硫酸浸出、硫酸助浸、空白焙烧—浸出、硫酸熟化—常温水浸提钒探索试验,确定出硫酸熟化—常温水浸工艺更适用于硅质钒矿,同时考察了熟化温度、熟化时间、熟化硫酸及水用量、矿石粒度、浸出温度对钒浸出率的影响。结果表明,在熟化硫酸用量15%、熟化水用量10%、熟化温度130℃、熟化时间4 h、原矿粒度-8mm、熟料浸出液固比1.5、常温浸出3 h的条件下,可获得78%左右的钒浸出率。该硅质钒矿经硫酸熟化后水浸,浸出温度对钒浸出率影响小,可采用“熟化-柱浸(堆浸)”工艺进行提钒。
冯林永,蒋训雄,谭世春,汪胜东,张登高,陈旭波,王明艳
摘要:
研究了新型中重稀土资源即海底沉积物中稀土分离富集新工艺。根据沉积物中稀土矿物相与脉石矿物相之间的表面物理性质差异以及不同矿物相在酸性溶液中的稳定性差异,研究了两段分离富集的新工艺流程。首先利用选矿方法将大部分脉石与稀土矿物进行初步分离,获得预富集了稀土的精矿,然后对稀土精矿进行二次化学富集,将杂质元素进一步去除,从而获得高品位的稀土中间产品。通过两次分离富集后,海底沉积物中约99%的杂质元素可被分离,稀土在中间产品中的品位可达6.41%,与原矿相比,稀土富集倍数达67倍,有利后续单个稀土的分离,同时中间产物酸耗可降低到原矿的1/12。
邹威燕,周书葵,段毅
摘要:
从核污染出发,对深浅不同地质层的核迁移影响因素进行了分析,考虑了浓度和周围环境两个方面的影响,总结了可适用于不同地质层的天然迁移模型以及相对应的迁移机制,最后分析了各个模型存在的问题并对模型进行了展望。
袁新,刘金辉,周义朋
摘要:
地下水运移过程中常常会出现碳酸钙的溶解和沉淀,特别是在CO2+O2地浸采铀中,这一现象极为普遍。众多学者对碳酸钙沉淀的形成进行了较为成熟研究,确定了pH对碳酸钙形成的重要作用,以及碳酸钙沉淀的pH边界值。然而,通过热力学只能对反应发生的方向和可能性进行表征,而不能表达化学反应速率,要想了解碳酸钙在地下水运移过程中的溶解沉淀演化过程,必须对其反应动力学特征进行研究。从碳酸钙溶解和沉淀的反应速率以及水化学组分对反应速率的影响等方面进行阐述,旨在研究地浸条件下碳酸钙的反应动力学,确定其溶解和沉淀的主要控制作用以及反应速率,为研究CO2+O2地浸采铀中碳酸钙堵塞提供理论基础。
材料与设备
谢添,邱冠周,童雄,王国彬,马鑫铭
摘要:
为获得符合行业标准的粗制氢氧化钴产品,并降低产品中杂质镁的含量,增加企业利润,以沉钴前液为研究对象,采用两段沉钴工艺制取粗氢氧化钴。在反应温度45 ℃、搅拌速度900 r/min、氧化镁浆液浓度10%、反应时间4 h、反应终点pH=7.4~7.5的条件下进行一段沉钴,并在搅拌转速170 r/min、液固比4︰1的条件下对一段沉钴滤饼洗涤20 min,可获得含钴35%,含镁低于6%的粗制氢氧化钴产品,达到二级工业品要求,该试验数据能够很好地指导工业生产。在二段沉钴前液含钴0.27 g/L,温度30 ℃,采用15%的石灰浆进行二段沉钴,反应时间约2 h,反应终点pH=7.9~8.2时,最终溶液中的钴离子浓度可降至0.05 g/L以下;当终点pH为9.5~12时,溶液中镁的离子浓度可低于1 g/L,达到直接外排的环保要求。
郭丽莉,李振,王晓民,王耀武,王有为
摘要:
氢氧化镁是一种应用广泛的新型绿色环保材料,如何低成本制备高品质氢氧化镁引起广泛关注。以水氯镁石和高钙菱镁石为原料,采用湿法冶金工艺制取氢氧化镁,探讨反应时间、反应温度、水氯镁石浓度、煅烧后物料的粒度等对氢氧化镁纯度的影响。结果表明,在80 ℃恒温水浴,反应时间6 h,水氯镁石浓度5%,煅后菱镁石粒度-45 μm条件下得到的氢氧化镁沉淀纯度可达94.89%,主要物相为Mg(OH)2和CaO。
环境工程
孙丽欣,杨娟,陈秋华,张优倩,张雨昕,冯锦波,贾美玉
摘要:
植物-微生物联合修复因其绿色经济的特点已成为解决土壤铀污染的主要方法之一。选取小白菜(Brassica chinensis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)与黑麦草(Lolium perenne)作为供试植物构建植物组合,以黑麦草为研究中心,在是否添加丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF),两种铀浓度土壤条件下探究不同植物组合方式对黑麦草生长和铀元素富集效果的影响。结果表明,植物组合增加了黑麦草地上部分生长量的投入,紫花苜蓿-黑麦草-小白菜组合以及紫花苜蓿-黑麦草组合促进黑麦草地上生长,添加AMF提高了单独种植的黑麦草对铀元素的富集能力,促进了植物组合种植条件下黑麦草的生物量积累。植物组合以及植物-AMF的联合是生物修复未来的研究方向,本研究为探索植物组合修复铀污染的土壤提供理论和实践参考。
赵丽娟,谭哲,张晓光,吴广龙,潘军青,吴玉锋,潘德安
摘要:
总结了近年来国内外废铅蓄电池回收的工艺特点,重点对铅膏湿法脱硫工艺及利用技术进行了综述,整体分为固-液、固-固两大脱硫技术体系,对比分析了现有技术特色与不足;从湿法预脱硫反应机理及其模型评述了湿法脱硫工艺的关键控制因素,探讨了脱硫过程中由产物层包覆引起的反应不彻底的问题;针对此问题,分析并且肯定了剪切、碰撞、研磨等机械强化方式对传质过程的促进作用,在此基础上,提出了边磨边浸出式强化脱硫的工艺发展方向。
张益硕,周仲魁,王丝雨,王世俊,孙占学,胡中强,袁嘉懋,樊小磊
摘要:
为探究膨润土对含铀废水的吸附性能,对膨润土进行钠化预改性,然后用十八烷基三甲基氯化铵(STAC)对钠化膨润土进行有机改性,探究模拟含铀废水pH、固液比、反应时间、反应温度、初始浓度对STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的影响,并探究了膨润土吸附动力学和吸附等温曲线。结果表明,当pH=7.04、固液比4.0 g/L、反应时间480 min、反应温度318.15 K、含铀废水初始浓度<10 mg/L时,该吸附材料处理含铀模拟废水的效果最佳,最高吸附率达到99.52%。准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型更适于阐明STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的过程,反应主要是化学吸附和单层吸附。Langmuir拟合吸附容量最高为198.73 mg/g。
董敏刚,彭梓濠,常春英,庄长伟
摘要:
选取南方某典型镉污染地区,在县级行政区域尺度上采集了200对土壤-水稻和142对土壤-蔬菜样品,分析了土壤理化性质以及镉在农产品和土壤中的全量。结果表明,土壤镉含量在0.04~8.20 mg/kg,均值0.83 mg/kg,中位值0.54 mg/kg,其中55%的样品超过我国农用地土壤污染风险筛选值;稻米镉(干重)含量在0.02~2.61 mg/kg,均值0.37 mg/kg,中位值0.44 mg/kg,超标率为54%;蔬菜镉(鲜重)含量在0.01~1.28 mg/kg,超标率为29%。结合膳食数据评估了当地居民膳食镉摄入情况,计算表明,当地居民通过食用自产稻米与蔬菜,日均膳食摄入镉的量为2.98~5.19 μg/kg BW,是联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐值(每月耐受摄入量为25 μg/kg BW,每月以30 d计,日均耐受摄入量为0.83 μg/kg BW)的3.58~6.23倍。儿童(4?11岁)因单位体重摄入的食物量较高,产生的暴露风险高,日均镉摄入量高达5.19 μg/kg BW,是JECFA限量值的6.23倍。因此,亟需采取行动降低当地人群的镉暴露风险。
重有色金属
高文成,温建康,邓静娴,蔡镠璐
摘要:
针铁矿渣是一种具有较高回收价值的固废资源。以广东某冶炼厂针铁矿渣为研究对象,采用氯化挥发—磁选联合的方法回收其中的锌、铟和铁资源。首先通过工艺矿物学查明了渣中多元素含量和主要有价金属铁、锌和硫元素的赋存状态;然后考查了氯化挥发过程中的主要因素的影响,得到了较优的试验条件为:氯化钙添加量20%、碳粉添加量为针铁矿渣量的40%、球团粒度10~20 mm、氯化挥发温度1 000 ℃、反应时间4 h,此时锌和铟的挥发率分别为72.11%和94.32%;最后对氯化挥发渣进行了强磁—弱磁的磁选试验,得到铁品位达到50.74%的铁精矿产品。为针铁矿渣中有价金属铁锌和铟的高效回收提供了理论和试验基础。
王俊娥,林泓富,陈杭,衷水平,张恒星,吴星琳,迟晓鹏
摘要:
以氧化锌烟尘浸出所得铅渣为原料,开发了“氯化浸出—锌片置换铅—置换后液中和沉锌”综合处理工艺,重点考察了药剂浓度、液固比、温度等条件对氯化浸出的影响,并开展了浸出液置换沉铅和中和沉锌探索试验。结果表明,优化的氯化浸出条件为:液固比30 mL/g、温度80 ℃、NaCl浓度320 g/L、CaCl2浓度15 g/L、浸出时间2 h,铅、锌和银的浸出率分别为98.30%、81.77%和29.47%;浸出液在60 ℃下采用锌片置换沉铅,所得海绵铅纯度为92.09%,铅总回收率达95%以上。工艺可取得一定经济和社会效益,并为含铅锌固废的处理提供借鉴。
熊以俊,陈斌,谢欣旭,罗旋,许用华
摘要:
以钴中间品为原料,在鼓风氧化条件下,采用硫酸亚铁浸出钴中间品的钴,Fe2+能将Co3+还原为Co2+,同时,Fe2+与氧气作用生成FeOOH时产生酸,产生的酸可进一步浸出钴中间品。较优的工艺条件为:温度80 ℃、Fe/Co摩尔比1.05、液固比8、浸出时间3 h、鼓风量8 L/min、电位285 mV,在此条件下,Co浸出率达到99.7%。该方法无需加酸、碱、还原试剂,环境友好,为钴中间品原料的浸出探索了一条新的解决路径。
石瑀,王俊娥,陈杭,吴思鸿,吴星琳,张恒星,迟晓鹏
摘要:
以铜阳极泥熔炼渣为原料,采用还原熔炼工艺回收渣中有价金属。探究渣型、Na2CO3用量、焦粉用量和保温时间对金属回收率的影响。结果表明,在冶炼温度1 150 ℃,渣相m(Fe)/m(SiO2)=0.72,m(CaO)/m(SiO2)=0.65,Na2CO3用量5%,焦粉用量2%,保温时间60 min的最优条件下,渣中Au、Ag、Pb、Bi的回收率分为97.15%、97.78%、91.27%和99.61%。实现了铜阳极泥熔炼渣中有价金属的综合回收。
王文祥,黎雯,方红生
摘要:
采用以废治废的思路,以砷碱渣为碱源加入到高砷锑氧粉中共焙烧,通过研究挥发气氛、烟尘及焙烧渣中组成成分和As、Sb含量,分析As、Sb转化迁移机理。研究表明,高砷锑氧粉和砷碱渣的共焙烧,能显著减少砷、锑的挥发;当高砷锑氧粉和砷碱渣的质量配比为1︰1时,砷的固化率由10%提高到85%;砷主要以Na3AsO4、NaAsO2、As2O5的形式固定在焙烧渣中,锑主要以NaSbO3、NaSbO2的形式固定在焙烧渣中。
袁精华
摘要:
阐述了目前侧吹炉的炉体结构、主要设计参数、运行操作以及存在的主要问题。提出了为进一步提升侧吹炉在投资及运行成本方面的优势,侧吹炉需要朝着优化炉体结构、大幅度提高产能、大幅度提高炉体寿命、操作机械化以及运行智能化等方面发展。论述了处理能力由现在的300 kt/a大幅度提高到600 kt/a的方法以及炉体寿命由现在的2~3 a大幅度提高到闪速炉熔炼炉炉体寿命的8~9 a而采取的措施。
轻有色金属
汪衢,白丽梅,马玉新,刘杰,陈晓龙
摘要:
氧化镁是一种重要且需求很大的无机化工原料,是制备高附加值镁质产品的原材料,其来源之一就是由菱镁矿经过高温煅烧获取。通过控制菱镁矿颗粒的粒径、煅烧方式、是否掺入添加剂、菱镁矿内部组分杂质含量、新的煅烧工艺等来优化煅烧流程,最终制取高活性的氧化镁产品。另外,氧化镁的制备与活性检测是分不开的,从菱镁矿的煅烧方式,以及氧化镁活性检测两方面进行了综述,对其工艺的改进提出了展望与建议。
杨会宾
摘要:
针对当前高铝粉煤灰综合利用技术难题,提出了高铝粉煤灰预脱硅烧结法提取氧化铝新工艺。新工艺取消了铝酸钠溶液碳酸化分解工序,改为全种子分解工艺。通过合成技术优化,采用高苛性比合成技术,种分母液与预脱硅后的硅酸钠溶液可制备出合格的洗涤用4A沸石。生产过程中,通过补充少量水玻璃用于调节氢氧化铝和4A沸石两种产品的产出比例,可以较好地保障生产系统物料平衡。新工艺取消了石灰炉、氧化铝焙烧炉、铝酸钠溶液碳酸化分解和深度脱硅工序,工艺能耗降低,废渣排放量减少,碳排放量降低。此技术生产流程相对简单,技术可行、经济性好、竞争力较强。
稀贵金属
刘凯华,贾梦鑫
摘要:
研究了在HCl-NaClO3体系下,采用控氧化电位法从半导体废料中回收硒的试验过程,详细考察了各因素对粗硒纯度和硒回收率的影响。结果表明,在物料粒度-0.125 mm,液固比10 mL/g,盐酸初始浓度3 mol/L,溶液氧化电位(650±15) mV,反应温度70 ℃,反应时间2.5 h的条件下,回收制备的粗硒纯度为98.08%,硒回收率达到98.75%。
吴国良,倪红卫,方庆,王家辉,赵鹏,张华
摘要:
含钒页岩浸出槽是钒页岩湿法提钒浸出段的主要操作单元,存在固相分布不均、槽底矿物易沉积等问题。通过数值模拟研究来对比分析搅拌桨叶双层同速以及异速方案下对搅拌浸出槽内固液两相流搅拌功率和效率的影响。结果表明,当搅拌桨叶双层同速由1.3 r/s改变至1.7 r/s时,死区由5.02 m3减少至2.03 m3,混匀时间由1 501 s降低至1 116 s,近自由液面平均速度也由0.32 m/s增大至0.56 m/s,因此搅拌桨转速选择1.7 r/s更为合适;搅拌桨叶双层异速可以得到与双层同速情况下基本一致的搅拌效果,当上层桨叶转速由1.5 r/s改变至1.7 r/s时,死区由2.95 m3减少至2.33 m3,混匀时间由1 261 s降低至1 146 s,近自由液面平均速度也由0.44 m/s增大至0.54 m/s。因此搅拌桨转速选择上层1.7 r/s,下层1.5 r/s能在保持较低的搅拌功率同时能得到较好的搅拌效率。
曹欢,吴天骄,程倩,宁新霞,赵笑益
摘要:
以陕西某地硅质钒矿为研究对象,进行了单一硫酸浸出、硫酸助浸、空白焙烧—浸出、硫酸熟化—常温水浸提钒探索试验,确定出硫酸熟化—常温水浸工艺更适用于硅质钒矿,同时考察了熟化温度、熟化时间、熟化硫酸及水用量、矿石粒度、浸出温度对钒浸出率的影响。结果表明,在熟化硫酸用量15%、熟化水用量10%、熟化温度130℃、熟化时间4 h、原矿粒度-8mm、熟料浸出液固比1.5、常温浸出3 h的条件下,可获得78%左右的钒浸出率。该硅质钒矿经硫酸熟化后水浸,浸出温度对钒浸出率影响小,可采用“熟化-柱浸(堆浸)”工艺进行提钒。
冯林永,蒋训雄,谭世春,汪胜东,张登高,陈旭波,王明艳
摘要:
研究了新型中重稀土资源即海底沉积物中稀土分离富集新工艺。根据沉积物中稀土矿物相与脉石矿物相之间的表面物理性质差异以及不同矿物相在酸性溶液中的稳定性差异,研究了两段分离富集的新工艺流程。首先利用选矿方法将大部分脉石与稀土矿物进行初步分离,获得预富集了稀土的精矿,然后对稀土精矿进行二次化学富集,将杂质元素进一步去除,从而获得高品位的稀土中间产品。通过两次分离富集后,海底沉积物中约99%的杂质元素可被分离,稀土在中间产品中的品位可达6.41%,与原矿相比,稀土富集倍数达67倍,有利后续单个稀土的分离,同时中间产物酸耗可降低到原矿的1/12。
邹威燕,周书葵,段毅
摘要:
从核污染出发,对深浅不同地质层的核迁移影响因素进行了分析,考虑了浓度和周围环境两个方面的影响,总结了可适用于不同地质层的天然迁移模型以及相对应的迁移机制,最后分析了各个模型存在的问题并对模型进行了展望。
袁新,刘金辉,周义朋
摘要:
地下水运移过程中常常会出现碳酸钙的溶解和沉淀,特别是在CO2+O2地浸采铀中,这一现象极为普遍。众多学者对碳酸钙沉淀的形成进行了较为成熟研究,确定了pH对碳酸钙形成的重要作用,以及碳酸钙沉淀的pH边界值。然而,通过热力学只能对反应发生的方向和可能性进行表征,而不能表达化学反应速率,要想了解碳酸钙在地下水运移过程中的溶解沉淀演化过程,必须对其反应动力学特征进行研究。从碳酸钙溶解和沉淀的反应速率以及水化学组分对反应速率的影响等方面进行阐述,旨在研究地浸条件下碳酸钙的反应动力学,确定其溶解和沉淀的主要控制作用以及反应速率,为研究CO2+O2地浸采铀中碳酸钙堵塞提供理论基础。
材料与设备
谢添,邱冠周,童雄,王国彬,马鑫铭
摘要:
为获得符合行业标准的粗制氢氧化钴产品,并降低产品中杂质镁的含量,增加企业利润,以沉钴前液为研究对象,采用两段沉钴工艺制取粗氢氧化钴。在反应温度45 ℃、搅拌速度900 r/min、氧化镁浆液浓度10%、反应时间4 h、反应终点pH=7.4~7.5的条件下进行一段沉钴,并在搅拌转速170 r/min、液固比4︰1的条件下对一段沉钴滤饼洗涤20 min,可获得含钴35%,含镁低于6%的粗制氢氧化钴产品,达到二级工业品要求,该试验数据能够很好地指导工业生产。在二段沉钴前液含钴0.27 g/L,温度30 ℃,采用15%的石灰浆进行二段沉钴,反应时间约2 h,反应终点pH=7.9~8.2时,最终溶液中的钴离子浓度可降至0.05 g/L以下;当终点pH为9.5~12时,溶液中镁的离子浓度可低于1 g/L,达到直接外排的环保要求。
郭丽莉,李振,王晓民,王耀武,王有为
摘要:
氢氧化镁是一种应用广泛的新型绿色环保材料,如何低成本制备高品质氢氧化镁引起广泛关注。以水氯镁石和高钙菱镁石为原料,采用湿法冶金工艺制取氢氧化镁,探讨反应时间、反应温度、水氯镁石浓度、煅烧后物料的粒度等对氢氧化镁纯度的影响。结果表明,在80 ℃恒温水浴,反应时间6 h,水氯镁石浓度5%,煅后菱镁石粒度-45 μm条件下得到的氢氧化镁沉淀纯度可达94.89%,主要物相为Mg(OH)2和CaO。
环境工程
孙丽欣,杨娟,陈秋华,张优倩,张雨昕,冯锦波,贾美玉
摘要:
植物-微生物联合修复因其绿色经济的特点已成为解决土壤铀污染的主要方法之一。选取小白菜(Brassica chinensis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)与黑麦草(Lolium perenne)作为供试植物构建植物组合,以黑麦草为研究中心,在是否添加丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF),两种铀浓度土壤条件下探究不同植物组合方式对黑麦草生长和铀元素富集效果的影响。结果表明,植物组合增加了黑麦草地上部分生长量的投入,紫花苜蓿-黑麦草-小白菜组合以及紫花苜蓿-黑麦草组合促进黑麦草地上生长,添加AMF提高了单独种植的黑麦草对铀元素的富集能力,促进了植物组合种植条件下黑麦草的生物量积累。植物组合以及植物-AMF的联合是生物修复未来的研究方向,本研究为探索植物组合修复铀污染的土壤提供理论和实践参考。
赵丽娟,谭哲,张晓光,吴广龙,潘军青,吴玉锋,潘德安
摘要:
总结了近年来国内外废铅蓄电池回收的工艺特点,重点对铅膏湿法脱硫工艺及利用技术进行了综述,整体分为固-液、固-固两大脱硫技术体系,对比分析了现有技术特色与不足;从湿法预脱硫反应机理及其模型评述了湿法脱硫工艺的关键控制因素,探讨了脱硫过程中由产物层包覆引起的反应不彻底的问题;针对此问题,分析并且肯定了剪切、碰撞、研磨等机械强化方式对传质过程的促进作用,在此基础上,提出了边磨边浸出式强化脱硫的工艺发展方向。
张益硕,周仲魁,王丝雨,王世俊,孙占学,胡中强,袁嘉懋,樊小磊
摘要:
为探究膨润土对含铀废水的吸附性能,对膨润土进行钠化预改性,然后用十八烷基三甲基氯化铵(STAC)对钠化膨润土进行有机改性,探究模拟含铀废水pH、固液比、反应时间、反应温度、初始浓度对STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的影响,并探究了膨润土吸附动力学和吸附等温曲线。结果表明,当pH=7.04、固液比4.0 g/L、反应时间480 min、反应温度318.15 K、含铀废水初始浓度<10 mg/L时,该吸附材料处理含铀模拟废水的效果最佳,最高吸附率达到99.52%。准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型更适于阐明STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的过程,反应主要是化学吸附和单层吸附。Langmuir拟合吸附容量最高为198.73 mg/g。
董敏刚,彭梓濠,常春英,庄长伟
摘要:
选取南方某典型镉污染地区,在县级行政区域尺度上采集了200对土壤-水稻和142对土壤-蔬菜样品,分析了土壤理化性质以及镉在农产品和土壤中的全量。结果表明,土壤镉含量在0.04~8.20 mg/kg,均值0.83 mg/kg,中位值0.54 mg/kg,其中55%的样品超过我国农用地土壤污染风险筛选值;稻米镉(干重)含量在0.02~2.61 mg/kg,均值0.37 mg/kg,中位值0.44 mg/kg,超标率为54%;蔬菜镉(鲜重)含量在0.01~1.28 mg/kg,超标率为29%。结合膳食数据评估了当地居民膳食镉摄入情况,计算表明,当地居民通过食用自产稻米与蔬菜,日均膳食摄入镉的量为2.98~5.19 μg/kg BW,是联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐值(每月耐受摄入量为25 μg/kg BW,每月以30 d计,日均耐受摄入量为0.83 μg/kg BW)的3.58~6.23倍。儿童(4?11岁)因单位体重摄入的食物量较高,产生的暴露风险高,日均镉摄入量高达5.19 μg/kg BW,是JECFA限量值的6.23倍。因此,亟需采取行动降低当地人群的镉暴露风险。
重有色金属
高文成,温建康,邓静娴,蔡镠璐
摘要:
针铁矿渣是一种具有较高回收价值的固废资源。以广东某冶炼厂针铁矿渣为研究对象,采用氯化挥发—磁选联合的方法回收其中的锌、铟和铁资源。首先通过工艺矿物学查明了渣中多元素含量和主要有价金属铁、锌和硫元素的赋存状态;然后考查了氯化挥发过程中的主要因素的影响,得到了较优的试验条件为:氯化钙添加量20%、碳粉添加量为针铁矿渣量的40%、球团粒度10~20 mm、氯化挥发温度1 000 ℃、反应时间4 h,此时锌和铟的挥发率分别为72.11%和94.32%;最后对氯化挥发渣进行了强磁—弱磁的磁选试验,得到铁品位达到50.74%的铁精矿产品。为针铁矿渣中有价金属铁锌和铟的高效回收提供了理论和试验基础。
王俊娥,林泓富,陈杭,衷水平,张恒星,吴星琳,迟晓鹏
摘要:
以氧化锌烟尘浸出所得铅渣为原料,开发了“氯化浸出—锌片置换铅—置换后液中和沉锌”综合处理工艺,重点考察了药剂浓度、液固比、温度等条件对氯化浸出的影响,并开展了浸出液置换沉铅和中和沉锌探索试验。结果表明,优化的氯化浸出条件为:液固比30 mL/g、温度80 ℃、NaCl浓度320 g/L、CaCl2浓度15 g/L、浸出时间2 h,铅、锌和银的浸出率分别为98.30%、81.77%和29.47%;浸出液在60 ℃下采用锌片置换沉铅,所得海绵铅纯度为92.09%,铅总回收率达95%以上。工艺可取得一定经济和社会效益,并为含铅锌固废的处理提供借鉴。
熊以俊,陈斌,谢欣旭,罗旋,许用华
摘要:
以钴中间品为原料,在鼓风氧化条件下,采用硫酸亚铁浸出钴中间品的钴,Fe2+能将Co3+还原为Co2+,同时,Fe2+与氧气作用生成FeOOH时产生酸,产生的酸可进一步浸出钴中间品。较优的工艺条件为:温度80 ℃、Fe/Co摩尔比1.05、液固比8、浸出时间3 h、鼓风量8 L/min、电位285 mV,在此条件下,Co浸出率达到99.7%。该方法无需加酸、碱、还原试剂,环境友好,为钴中间品原料的浸出探索了一条新的解决路径。
石瑀,王俊娥,陈杭,吴思鸿,吴星琳,张恒星,迟晓鹏
摘要:
以铜阳极泥熔炼渣为原料,采用还原熔炼工艺回收渣中有价金属。探究渣型、Na2CO3用量、焦粉用量和保温时间对金属回收率的影响。结果表明,在冶炼温度1 150 ℃,渣相m(Fe)/m(SiO2)=0.72,m(CaO)/m(SiO2)=0.65,Na2CO3用量5%,焦粉用量2%,保温时间60 min的最优条件下,渣中Au、Ag、Pb、Bi的回收率分为97.15%、97.78%、91.27%和99.61%。实现了铜阳极泥熔炼渣中有价金属的综合回收。
王文祥,黎雯,方红生
摘要:
采用以废治废的思路,以砷碱渣为碱源加入到高砷锑氧粉中共焙烧,通过研究挥发气氛、烟尘及焙烧渣中组成成分和As、Sb含量,分析As、Sb转化迁移机理。研究表明,高砷锑氧粉和砷碱渣的共焙烧,能显著减少砷、锑的挥发;当高砷锑氧粉和砷碱渣的质量配比为1︰1时,砷的固化率由10%提高到85%;砷主要以Na3AsO4、NaAsO2、As2O5的形式固定在焙烧渣中,锑主要以NaSbO3、NaSbO2的形式固定在焙烧渣中。
袁精华
摘要:
阐述了目前侧吹炉的炉体结构、主要设计参数、运行操作以及存在的主要问题。提出了为进一步提升侧吹炉在投资及运行成本方面的优势,侧吹炉需要朝着优化炉体结构、大幅度提高产能、大幅度提高炉体寿命、操作机械化以及运行智能化等方面发展。论述了处理能力由现在的300 kt/a大幅度提高到600 kt/a的方法以及炉体寿命由现在的2~3 a大幅度提高到闪速炉熔炼炉炉体寿命的8~9 a而采取的措施。
轻有色金属
汪衢,白丽梅,马玉新,刘杰,陈晓龙
摘要:
氧化镁是一种重要且需求很大的无机化工原料,是制备高附加值镁质产品的原材料,其来源之一就是由菱镁矿经过高温煅烧获取。通过控制菱镁矿颗粒的粒径、煅烧方式、是否掺入添加剂、菱镁矿内部组分杂质含量、新的煅烧工艺等来优化煅烧流程,最终制取高活性的氧化镁产品。另外,氧化镁的制备与活性检测是分不开的,从菱镁矿的煅烧方式,以及氧化镁活性检测两方面进行了综述,对其工艺的改进提出了展望与建议。
杨会宾
摘要:
针对当前高铝粉煤灰综合利用技术难题,提出了高铝粉煤灰预脱硅烧结法提取氧化铝新工艺。新工艺取消了铝酸钠溶液碳酸化分解工序,改为全种子分解工艺。通过合成技术优化,采用高苛性比合成技术,种分母液与预脱硅后的硅酸钠溶液可制备出合格的洗涤用4A沸石。生产过程中,通过补充少量水玻璃用于调节氢氧化铝和4A沸石两种产品的产出比例,可以较好地保障生产系统物料平衡。新工艺取消了石灰炉、氧化铝焙烧炉、铝酸钠溶液碳酸化分解和深度脱硅工序,工艺能耗降低,废渣排放量减少,碳排放量降低。此技术生产流程相对简单,技术可行、经济性好、竞争力较强。
稀贵金属
刘凯华,贾梦鑫
摘要:
研究了在HCl-NaClO3体系下,采用控氧化电位法从半导体废料中回收硒的试验过程,详细考察了各因素对粗硒纯度和硒回收率的影响。结果表明,在物料粒度-0.125 mm,液固比10 mL/g,盐酸初始浓度3 mol/L,溶液氧化电位(650±15) mV,反应温度70 ℃,反应时间2.5 h的条件下,回收制备的粗硒纯度为98.08%,硒回收率达到98.75%。
吴国良,倪红卫,方庆,王家辉,赵鹏,张华
摘要:
含钒页岩浸出槽是钒页岩湿法提钒浸出段的主要操作单元,存在固相分布不均、槽底矿物易沉积等问题。通过数值模拟研究来对比分析搅拌桨叶双层同速以及异速方案下对搅拌浸出槽内固液两相流搅拌功率和效率的影响。结果表明,当搅拌桨叶双层同速由1.3 r/s改变至1.7 r/s时,死区由5.02 m3减少至2.03 m3,混匀时间由1 501 s降低至1 116 s,近自由液面平均速度也由0.32 m/s增大至0.56 m/s,因此搅拌桨转速选择1.7 r/s更为合适;搅拌桨叶双层异速可以得到与双层同速情况下基本一致的搅拌效果,当上层桨叶转速由1.5 r/s改变至1.7 r/s时,死区由2.95 m3减少至2.33 m3,混匀时间由1 261 s降低至1 146 s,近自由液面平均速度也由0.44 m/s增大至0.54 m/s。因此搅拌桨转速选择上层1.7 r/s,下层1.5 r/s能在保持较低的搅拌功率同时能得到较好的搅拌效率。
曹欢,吴天骄,程倩,宁新霞,赵笑益
摘要:
以陕西某地硅质钒矿为研究对象,进行了单一硫酸浸出、硫酸助浸、空白焙烧—浸出、硫酸熟化—常温水浸提钒探索试验,确定出硫酸熟化—常温水浸工艺更适用于硅质钒矿,同时考察了熟化温度、熟化时间、熟化硫酸及水用量、矿石粒度、浸出温度对钒浸出率的影响。结果表明,在熟化硫酸用量15%、熟化水用量10%、熟化温度130℃、熟化时间4 h、原矿粒度-8mm、熟料浸出液固比1.5、常温浸出3 h的条件下,可获得78%左右的钒浸出率。该硅质钒矿经硫酸熟化后水浸,浸出温度对钒浸出率影响小,可采用“熟化-柱浸(堆浸)”工艺进行提钒。
冯林永,蒋训雄,谭世春,汪胜东,张登高,陈旭波,王明艳
摘要:
研究了新型中重稀土资源即海底沉积物中稀土分离富集新工艺。根据沉积物中稀土矿物相与脉石矿物相之间的表面物理性质差异以及不同矿物相在酸性溶液中的稳定性差异,研究了两段分离富集的新工艺流程。首先利用选矿方法将大部分脉石与稀土矿物进行初步分离,获得预富集了稀土的精矿,然后对稀土精矿进行二次化学富集,将杂质元素进一步去除,从而获得高品位的稀土中间产品。通过两次分离富集后,海底沉积物中约99%的杂质元素可被分离,稀土在中间产品中的品位可达6.41%,与原矿相比,稀土富集倍数达67倍,有利后续单个稀土的分离,同时中间产物酸耗可降低到原矿的1/12。
邹威燕,周书葵,段毅
摘要:
从核污染出发,对深浅不同地质层的核迁移影响因素进行了分析,考虑了浓度和周围环境两个方面的影响,总结了可适用于不同地质层的天然迁移模型以及相对应的迁移机制,最后分析了各个模型存在的问题并对模型进行了展望。
袁新,刘金辉,周义朋
摘要:
地下水运移过程中常常会出现碳酸钙的溶解和沉淀,特别是在CO2+O2地浸采铀中,这一现象极为普遍。众多学者对碳酸钙沉淀的形成进行了较为成熟研究,确定了pH对碳酸钙形成的重要作用,以及碳酸钙沉淀的pH边界值。然而,通过热力学只能对反应发生的方向和可能性进行表征,而不能表达化学反应速率,要想了解碳酸钙在地下水运移过程中的溶解沉淀演化过程,必须对其反应动力学特征进行研究。从碳酸钙溶解和沉淀的反应速率以及水化学组分对反应速率的影响等方面进行阐述,旨在研究地浸条件下碳酸钙的反应动力学,确定其溶解和沉淀的主要控制作用以及反应速率,为研究CO2+O2地浸采铀中碳酸钙堵塞提供理论基础。
材料与设备
谢添,邱冠周,童雄,王国彬,马鑫铭
摘要:
为获得符合行业标准的粗制氢氧化钴产品,并降低产品中杂质镁的含量,增加企业利润,以沉钴前液为研究对象,采用两段沉钴工艺制取粗氢氧化钴。在反应温度45 ℃、搅拌速度900 r/min、氧化镁浆液浓度10%、反应时间4 h、反应终点pH=7.4~7.5的条件下进行一段沉钴,并在搅拌转速170 r/min、液固比4︰1的条件下对一段沉钴滤饼洗涤20 min,可获得含钴35%,含镁低于6%的粗制氢氧化钴产品,达到二级工业品要求,该试验数据能够很好地指导工业生产。在二段沉钴前液含钴0.27 g/L,温度30 ℃,采用15%的石灰浆进行二段沉钴,反应时间约2 h,反应终点pH=7.9~8.2时,最终溶液中的钴离子浓度可降至0.05 g/L以下;当终点pH为9.5~12时,溶液中镁的离子浓度可低于1 g/L,达到直接外排的环保要求。
郭丽莉,李振,王晓民,王耀武,王有为
摘要:
氢氧化镁是一种应用广泛的新型绿色环保材料,如何低成本制备高品质氢氧化镁引起广泛关注。以水氯镁石和高钙菱镁石为原料,采用湿法冶金工艺制取氢氧化镁,探讨反应时间、反应温度、水氯镁石浓度、煅烧后物料的粒度等对氢氧化镁纯度的影响。结果表明,在80 ℃恒温水浴,反应时间6 h,水氯镁石浓度5%,煅后菱镁石粒度-45 μm条件下得到的氢氧化镁沉淀纯度可达94.89%,主要物相为Mg(OH)2和CaO。
环境工程
孙丽欣,杨娟,陈秋华,张优倩,张雨昕,冯锦波,贾美玉
摘要:
植物-微生物联合修复因其绿色经济的特点已成为解决土壤铀污染的主要方法之一。选取小白菜(Brassica chinensis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)与黑麦草(Lolium perenne)作为供试植物构建植物组合,以黑麦草为研究中心,在是否添加丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF),两种铀浓度土壤条件下探究不同植物组合方式对黑麦草生长和铀元素富集效果的影响。结果表明,植物组合增加了黑麦草地上部分生长量的投入,紫花苜蓿-黑麦草-小白菜组合以及紫花苜蓿-黑麦草组合促进黑麦草地上生长,添加AMF提高了单独种植的黑麦草对铀元素的富集能力,促进了植物组合种植条件下黑麦草的生物量积累。植物组合以及植物-AMF的联合是生物修复未来的研究方向,本研究为探索植物组合修复铀污染的土壤提供理论和实践参考。
赵丽娟,谭哲,张晓光,吴广龙,潘军青,吴玉锋,潘德安
摘要:
总结了近年来国内外废铅蓄电池回收的工艺特点,重点对铅膏湿法脱硫工艺及利用技术进行了综述,整体分为固-液、固-固两大脱硫技术体系,对比分析了现有技术特色与不足;从湿法预脱硫反应机理及其模型评述了湿法脱硫工艺的关键控制因素,探讨了脱硫过程中由产物层包覆引起的反应不彻底的问题;针对此问题,分析并且肯定了剪切、碰撞、研磨等机械强化方式对传质过程的促进作用,在此基础上,提出了边磨边浸出式强化脱硫的工艺发展方向。
张益硕,周仲魁,王丝雨,王世俊,孙占学,胡中强,袁嘉懋,樊小磊
摘要:
为探究膨润土对含铀废水的吸附性能,对膨润土进行钠化预改性,然后用十八烷基三甲基氯化铵(STAC)对钠化膨润土进行有机改性,探究模拟含铀废水pH、固液比、反应时间、反应温度、初始浓度对STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的影响,并探究了膨润土吸附动力学和吸附等温曲线。结果表明,当pH=7.04、固液比4.0 g/L、反应时间480 min、反应温度318.15 K、含铀废水初始浓度<10 mg/L时,该吸附材料处理含铀模拟废水的效果最佳,最高吸附率达到99.52%。准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型更适于阐明STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的过程,反应主要是化学吸附和单层吸附。Langmuir拟合吸附容量最高为198.73 mg/g。
董敏刚,彭梓濠,常春英,庄长伟
摘要:
选取南方某典型镉污染地区,在县级行政区域尺度上采集了200对土壤-水稻和142对土壤-蔬菜样品,分析了土壤理化性质以及镉在农产品和土壤中的全量。结果表明,土壤镉含量在0.04~8.20 mg/kg,均值0.83 mg/kg,中位值0.54 mg/kg,其中55%的样品超过我国农用地土壤污染风险筛选值;稻米镉(干重)含量在0.02~2.61 mg/kg,均值0.37 mg/kg,中位值0.44 mg/kg,超标率为54%;蔬菜镉(鲜重)含量在0.01~1.28 mg/kg,超标率为29%。结合膳食数据评估了当地居民膳食镉摄入情况,计算表明,当地居民通过食用自产稻米与蔬菜,日均膳食摄入镉的量为2.98~5.19 μg/kg BW,是联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐值(每月耐受摄入量为25 μg/kg BW,每月以30 d计,日均耐受摄入量为0.83 μg/kg BW)的3.58~6.23倍。儿童(4?11岁)因单位体重摄入的食物量较高,产生的暴露风险高,日均镉摄入量高达5.19 μg/kg BW,是JECFA限量值的6.23倍。因此,亟需采取行动降低当地人群的镉暴露风险。