2023年第10期目录
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    重有色金属
  • 杨荣净,邓志敢,陈沛崟,曾鹏,孙朴,魏昶,李兴彬
    摘要:
    硫化锌精矿还原湿法炼锌酸浸液中三价铁存在还原效率偏低、锌精矿用量大、利用率低等问题。开展温度、锌精矿粒度、锌精矿用量及反应时间对还原液中三价铁浓度及还原率的影响等研究。结果表明:反应温度是影响硫化锌精矿还原溶液中三价铁浓度的主要因素,锌精矿粒度在低温还原时影响较为明显。低温还原所需时间长,所用锌精矿量大,80 ℃下锌精矿粒度小于58 μm、锌精矿加入系数1.8以上、反应时间3 h以上才能使还原液中三价铁浓度小于0.5 g/L;升高温度可缩短反应时间,减少锌精矿用量,120 ℃下锌精矿粒度150 μm、锌精矿加入系数1.5、反应时间1 h即可使还原液中三价铁浓度小于0.5 g/L。采用加压工艺提高还原温度,可有效提高锌精矿的利用率和三价铁的还原率,降低还原渣量,有利于还原渣后续处理。
  • 罗子健,许佳妍,翁威,谭文,迟晓鹏,衷水平
    摘要:
    为了实现铜冶炼含砷烟尘中有价金属的回收和砷元素的无害化处理,采用电沉积法对含砷烟尘的浸出液进行脱砷处理,研究了电流密度、As(Ⅲ)浓度、pH和添加剂对脱砷效果的影响,并用循环伏安法分析了电化学行为。结果表明,最佳工艺条件下,砷单质、H2和AsH3的电流效率分别为91.41%、7.06%和1.99%,实现了高效脱砷。添加柠檬酸钠可降低电沉积的还原电位,促进金属放电。本文提出的工艺可回收有价金属,无害化处置砷元素。
  • 张利华,张佳乐,杨四齐,白希为,姚浩
    摘要:
    以臭氧为强氧化剂、ZnO为中和剂进行湿法炼锌溶液中Fe2+脱除的试验及动力学研究。考察初始Fe2+浓度、溶液pH、反应温度和O3流量等因素对除铁效果的影响。结果表明:增大pH、温度和O3流量可以显著增加除铁效率,而增加初始Fe2+浓度会降低除铁效率。宏观动力学研究表明,对比常用的拟一级、拟二级、Higbie和Avrami等动力学方程,臭氧氧化—沉淀除铁符合拟一级反应特征,受扩散控制,反应表观活化能为28.57 kJ/mol,动力学方程为r_(Fe^(2+) )=8.22[Fe^(2+) 〖]_0〗^(-0.74) [H^+ ]^(-0.51) Q_(O_3)^1.89 exp?〖(-3436/T〗)。
  • 李晓波,赵福生,刘华海,曹涛,喻勇,李志刚,白晓文,李自玺,雷国强,张志万
    摘要:
    利用底吹熔炼炉对原料适应性强的特点,对底吹熔炼技术处理含铜多基固废及高含镍铂钯物料的工艺控制过程进行研究,摸索最佳工艺控制参数,并探索Au、Ag、Pt、Pd等贵金属元素及伴生杂质元素在铜锍中的富集情况,形成了底吹炉系统处理含铜多基固废和高含镍铂钯物料高效回收贵金属的技术,为提高铜冶炼系统处理杂料量和盈利能力提供技术保障。
  • 轻有色金属
  • 杨钰,冯泰熙,叶祥,路贵民
    摘要:
    氯化物熔盐电解槽在电解过程中受温度影响很大,有必要对电解槽中的电热场进行分析计算。利用COMSOL软件建立三维氯化物熔盐电解槽电热场模型,得到槽内电势和温度分布,分析电解槽的热平衡,在热平衡的基础上,计算电解槽结构参数对电热场的影响,并推导出放大方程。计算表明,缩短阴阳极间距,增大阴极高度、阴极半径、阳极半径及电解质液面高度可以在热平衡的条件下提高电流强度,依据无因次关系式可进行结构优化设计或电解槽放大设计而不需要复杂的建模,可以节省计算资源。
  • 申耀宗,郭培民,王磊,孔令兵,郭庆,谢奕斌
    摘要:
    针对当前铍矿解离中存在的成本和环保等多方面压力,聚焦铍行业的基础理论,以氢氟酸为解离介质,对铍矿进行直接解离得到氟化铍。研究了在氢氟酸体系下,解离铍矿过程中不同氧化物杂质的浸出热力学,重点分析了铍矿中SiO2的选择性浸出原理。结果表明:与铍矿密切相关的多元复合氧化物及不同价态的氧化物杂质都可以和氢氟酸反应,但所需的热力学条件不同;不同的氧化物杂质和氢氟酸反应后转化为氟化物,氟化物作为反应产物,利用溶解度的差异可以进一步将其去除;SiO2是减少氢氟酸消耗的最重要环节,通过调节溶液温度、HF浓度和人为添加氟硅酸,可抑制铍矿中SiO2与氢氟酸反应。
  • 稀贵金属
  • 隋娜,邓宇芹,周海涛,黄焜
    摘要:
    相邻稀土元素铕(Eu)和钆(Gd)的物理化学性质相似,分离尤其困难。常规平衡萃取方法Eu、Gd的分离效率低。采用薄层油膜层流萃取法,不仅可以加快界面更新速度,还可以控制水相层流运动。以双功能离子液体[A336][P204]为萃取剂,发现萃取剂浓度升高和油膜层厚度减小,均有利于萃取,但不利于分离。而水相流速增加,不利于萃取,但有利于分离。基于薄层油膜层流萃取法,依靠Eu、Gd传质速度的差异,可以实现动力学调控相邻稀土的分离。
  • 陈昌,任国兴,韩文生,冉孟杰,陈雯
    摘要:
    为揭示Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2多元含铌炉渣体系中的铌矿物的定向结晶规律,采用高温相平衡—冷淬—SEM-EDS/XRD/EMPA试验方法,考察了温度、钙硅比(CaO/SiO2)、Nb2O5含量等因素对炉渣相平衡关系的影响,并构建了含铌矿物结晶析出的优势相图。结果表明:铌的结晶矿物主要有三种,分别为Ca2Nb2O7、Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)和3CaO?MgO?Nb2O5;铌先富集于液相,相较于脉石组分,含铌固相为后析出相;CaO/SiO2增加会使含铌固相优势区间发生从Ca2Nb2O7相到Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相、再到3CaO?MgO?Nb2O5相的转变。Ca2Nb2O7相的优势析晶区间为:温度1 050~1 200 ℃,C/S=0.8~1.2。Nb2O5在Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相中的嵌布质量浓度在18.5%~19.5%。
  • 李绍伟,潘从明,李生民,高向乾,王得瑜,李进武,刘发存,杨晓真
    摘要:
    针对传统王水溶解—氯化铵反复沉淀法精炼铂工艺中存在的不足展开研究,考察不同还原剂及其浓度对粗氯铂酸铵中铑、铱去除率的影响,研究了无需蒸干的脱硝工艺并尝试量化脱硝终点。结果表明,采用10%水合肼+5%盐酸对粗氯铂酸铵中铑、铱的一步去除率较高,一步铑去除率达91.18%,铱去除率达95.88%;采用40%酒精+8%尿素溶液脱硝时间仅为1.3 h,脱硝用时缩短89.2%以上,并且烧损合格率达到95%以上,为最佳的脱硝工艺,可以将溶液电位590~600 mV作为脱硝终点的判断依据。该工艺应用后,海绵铂的精炼周期缩短约75%,铂的直收率提高0.26个百分点,可稳定产出合格的高纯海绵铂,具有良好的推广应用价值。
  • 陈明军,杨泉,赵雨,付豪,肖雄,马明涛,李春辉,杨海斌
    摘要:
    研究了某含硫21.2%、含金40.3 g/t难处理金精矿的加压氧化预处理工艺。通过单因素试验研究加压氧化过程中磨矿细度、反应压力、反应温度、反应时间、搅拌转速及矿浆浓度等对氰化效果的影响,得到易于氰化的加压氧化渣。再通过氰化提金过程中矿浆浓度、氰化钠用量、pH、浸出时间等对金浸出率的影响研究,获得最佳加压氧化预处理工艺条件为:磨矿细度-0.045 mm占95%、反应压力1.6 MPa、矿浆浓度20%、反应温度160 ℃、反应时间240 min、搅拌转速350 r/min。在此条件下,金氰化平均浸出率达到97.3%。
  • 郑永香,杨浩天,王伟,张同景,牛庆合,王文,吴童盼
    摘要:
    为探明不同因素对地浸效果的影响规律与机理,建立地浸采铀渗流模型,并用响应面法探究各因素对地浸效果影响的显著性。在此模型中,将具备高效流速的溶浸范围定为有效溶浸范围,通过有效溶浸范围和流量分析爆破范围、注采井压差和井距对地浸效果的影响。研究表明:利用爆破改善矿层渗透性可高效提升地浸效果;在较小爆破范围下增大抽注液井压差,地浸效果提升缓慢,在较大爆破范围中,提升效果较显著;随着井距的增大,有效溶浸范围呈先增后降趋势,流量则是呈逐渐降低趋势;抽注井压差对地浸具有良好的提升效果,流量随压差增大近似呈线性增长,有效溶浸范围根据不同井距具备不同的增长趋势。三种因素对流量的影响较为显著,爆破范围和井距比压差对地浸范围影响更显著,爆破范围和井距的相互作用相比于其他两种对流量的影响更为显著。
  • 吴怡娴,刘金辉,阳奕汉,王如意,梁大业,阎学锐,刘昕瑀
    摘要:
    酸法浸铀过程中浸出液铀浓度及化学成分通常会随时间发生改变,同时伴随有黏土矿物的产生。以内蒙古芒来铀矿石为研究对象,开展了4种酸度(5、10、15、20 g/L H2SO4)条件下室内酸法浸泡浸铀试验,对试验过程中浸出液化学成分及铀浸出特征与矿物的黏土化蚀变特征进行了系统探讨。研究结果表明,铀浸出过程中六价铀浸出迅速而四价铀浸出较慢,铀渣计浸出率为83.73%~88.07%;矿石中的含铀、含钠、含钾、含钙、含铁、含铝等矿物发生溶解,使溶浸液中的U6+、U4+、Na+、K+、Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+浓度大幅增高;矿石中的长石类矿物发生了明显的黏土化蚀变,黏土矿物以伊利石为主。这些研究成果可以为该铀矿的开发工艺技术的确定和预防含矿层堵塞提供技术支撑。
  • 何斌,陈梅芳,段和军,桂增杰,梁大业,闫学锐
    摘要:
    针对内蒙古某地浸铀矿浸采中后期采区的浸出液铀浓度低、资源回收速度慢等问题,提出调节井网布置以改变溶浸液流运移路径的“二次开发”技术方案,并在现场进行了应用。研究表明,该采区矿体已可以结束“一次开发”,转入“二次开发”阶段,“二次开发”井网停用了所有原注液井,并以原抽液井为新的生产井网,重新部署形成“大五点型”井网格局,通过重构采区溶浸渗流场,减少了溶浸死角;抽注井间距由35 m增至49.5 m,铀浓度累积路径增长,65天内集合样铀浓度由8.84 mg/L提升至13.89 mg/L,增幅达57%;采区浸出金属量增加18.33 kg/d,增幅达39.3%;减少一半以上抽液井数量,每月节约生产用电约4×104 kWh,对提高资源利用率和降低生产成本具有明显效果,可推广应用至该矿床其他类似老采区。
  • 材料与设备
  • 耿树东,江丽丽
    摘要:
    采用液相法合成前驱体,并通过高温球磨烧结法合成了LiCoxMn2-xO4正极材料。考察Co掺杂量对材料的相结构、形貌、电化学性能的影响。结果表明,Co掺杂后材料的首次放电比容量随着Co掺杂量的增大逐渐减小,而循环性能较好。其中LiCo0.05Mn1.95O4的首次放电比容量达到119.0 mAh/g,在不同倍率下循环100次后的容量保持率为92.52%,表现出很好的电化学可逆性和循环稳定性。
  • 魏琳,黄魁,熊昊,江雨鑫,董海丽,黄国亮
    摘要:
    以废旧三元锂电池正极材料为研究对象,采用碳热还原—水浸—高温固相焙烧流程实现选择性回收Li和Ni、Co、Mn再利用的闭环回收工艺。在焙烧温度650 ℃、焙烧时间2 h、碳添加量10%、浸出时间1 h、固液比30 g/L的最佳条件下,Li浸出率为91.04%,浸出液循环浸出三次,可将浸出液Li浓度从1.01 g/L提高至2.68 g/L。浸出液蒸发结晶制备Li2CO3,主要成分为Ni、Co、MnO的浸出渣在空气氛围下焙烧制备三元前驱体,再将Li2CO3和三元前驱体混合研磨进行焙烧,获得再生三元材料。
  • 郭顺,鲁东,郑金凤,梁宏源,程越伟
    摘要:
    以自制高纯钽酸为原料,通过氨水中和、沉淀、干燥和高温煅烧,制备了不同取向结构形貌(棒状或纤维状)的氧化钽粉体。研究了反应温度、反应物浓度以及分散剂含量对氧化钽颗粒尺寸大小和形貌的影响。利用XRD、SEM对氧化钽粉体进行了表征分析。结果表明:在氧化钽的制备过程中,随着煅烧温度的升高,氧化钽粉体的结晶度提高;氨水浓度越大,氧化钽颗粒形貌越均匀规整,但是过高的氨水浓度会降低氧化钽粉体形貌的均匀性;制取二维取向结构棒状氧化钽粉体的最佳反应温度为40~50 ℃;制取一维取向结构纤维状氧化钽的适合的分散剂PEG6000用量为1%。
  • 环境工程
  • 张香云,赵晨凯,袁明强,袁子洲
    摘要:
    以粒径—48 μm零价铁粉作为参照物,对比研究Fe78Si9B13非晶条带对水中Cr(Ⅵ)的去除效果。结果显示,非晶条带的去除过程满足伪一级动力学模型。反应25 min后,零价铁粉的Cr(Ⅵ)去除率仅为88%,非晶条带的去除率可达99.8%。对试验后反应产物进行观察分析,发现零价铁粉仅通过吸附去除Cr(Ⅵ),而非晶合金条带去除Cr(Ⅵ)的过程不仅有物理吸附,也发生了化学还原。
  • 李蒨旻,张卫民,陈家鸿,卢琪愿
    摘要:
    通过液相还原法制备了两种不同钙源的纳米零价铁-羟基磷灰石复合材料(N-FH和C-FH)。通过静态批试验,研究了溶液pH、反应时间、初始锰浓度、反应温度等因素对N-FH和C-FH吸附水中Mn(Ⅱ)的影响,对复合材料吸附前后的微观形貌进行表征,并借助动力学模型分析其吸附机理。结果表明,在复合材料投加量0.125 g/L、初始锰浓度10 mg/L、溶液pH为5.0、反应时间720 min的条件下,N-FH和C-FH吸附水中Mn(Ⅱ)的最大吸附量分别为59.679 2、59.290 4 mg/g。N-FH和C-FH对Mn(Ⅱ)吸附过程更符合准二级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir模型(R2>0.98),吸附机理皆为单层化学吸附。
  • 张永江,李璐,马双,邓茂,李希希,吴丽君,周洵平
    摘要:
    为探究典型锰矿区周边农田土壤重金属污染状况及主要来源,以重庆市秀山县溶溪锰矿区周边农用地的土壤为研究对象,测定了土壤中镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌和锰的含量,采用了多种分析方法(包括多元统计分析、单因子污染指数法、内梅罗指数法和地质累积指数法)研究土壤重金属污染水平、分布特征,并结合皮尔逊相关性分析、PCA和APCS-MLR分析,解析研究区土壤重金属的主要来源和贡献率。结果表明,锰矿区周边水稻田土壤Mn均值含量显著低于其它农作物土壤(p<0.05),其他7种重金属均值含量在各农田土壤中均无显著差异(p>0.05)。内梅罗综合污染指数表现为红薯地(13.34)>大豆地(2.73)>玉米地(2.19)>水稻田(1.80),重金属污染程度由大到小表现为:Mn>Cd>As>Ni、Zn>Pb、Cr、Cu。地累积指数由大到小表现为:Mn>As>Pb>Zn>Ni>Cd>Cu>Cr。污染源解析表明,研究区土壤中Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn之间存在显著正相关关系(r=0.5~0.8、p<0.01),主要受到矿业开采等活动影响,贡献率分别为80.0%、55.3%、57.9%、61.4%、73.3%和98.4%。As和Cr存在显著正相关关系(r=0.548、p<0.01),主要受到土壤母质等自然因素的影响,贡献率分别高达88.5%和76.3%。因此,应重点加强对Mn和Cd的来源管控和污染防治。此外,红薯地8种重金属污染累积程度均高于其他农作物土地,应开展相应整治,防止持续对红薯地土壤造成污染。
  • 张肖萌,郭巧玲,杨云松,代彬
    摘要:
    采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理,在沉陷区沟壑地带分层充填矸石,使沟地变为平地,对环境保护有重要意义。神府东胜煤田的大多数煤矿现已基本采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理。以神府东胜煤田中某排矸场为研究对象,分析了排矸场表层土壤(地表及-1 m处)中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布特征及土壤中重金属的赋存形态。研究表明,排矸场中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量超过该地区的土壤背景值,对当地的土壤环境造成了一定的污染;排矸场土壤中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb在-1 m处的含量高于表层土壤,并且排矸场中-1 m处土壤的8种重金属元素的含量都高于对照区土壤重金属含量;排矸场中Cd、Cr、Cu、Ni残渣态占比最大,As可氧化态占比最大,Mn、Zn、Pb可交换态和可还原态占比较大,Mn、Zn、Pb以更不稳定的形态存在,对生态环境影响较大。
    重有色金属
  • 杨荣净,邓志敢,陈沛崟,曾鹏,孙朴,魏昶,李兴彬
    摘要:
    硫化锌精矿还原湿法炼锌酸浸液中三价铁存在还原效率偏低、锌精矿用量大、利用率低等问题。开展温度、锌精矿粒度、锌精矿用量及反应时间对还原液中三价铁浓度及还原率的影响等研究。结果表明:反应温度是影响硫化锌精矿还原溶液中三价铁浓度的主要因素,锌精矿粒度在低温还原时影响较为明显。低温还原所需时间长,所用锌精矿量大,80 ℃下锌精矿粒度小于58 μm、锌精矿加入系数1.8以上、反应时间3 h以上才能使还原液中三价铁浓度小于0.5 g/L;升高温度可缩短反应时间,减少锌精矿用量,120 ℃下锌精矿粒度150 μm、锌精矿加入系数1.5、反应时间1 h即可使还原液中三价铁浓度小于0.5 g/L。采用加压工艺提高还原温度,可有效提高锌精矿的利用率和三价铁的还原率,降低还原渣量,有利于还原渣后续处理。
  • 罗子健,许佳妍,翁威,谭文,迟晓鹏,衷水平
    摘要:
    为了实现铜冶炼含砷烟尘中有价金属的回收和砷元素的无害化处理,采用电沉积法对含砷烟尘的浸出液进行脱砷处理,研究了电流密度、As(Ⅲ)浓度、pH和添加剂对脱砷效果的影响,并用循环伏安法分析了电化学行为。结果表明,最佳工艺条件下,砷单质、H2和AsH3的电流效率分别为91.41%、7.06%和1.99%,实现了高效脱砷。添加柠檬酸钠可降低电沉积的还原电位,促进金属放电。本文提出的工艺可回收有价金属,无害化处置砷元素。
  • 张利华,张佳乐,杨四齐,白希为,姚浩
    摘要:
    以臭氧为强氧化剂、ZnO为中和剂进行湿法炼锌溶液中Fe2+脱除的试验及动力学研究。考察初始Fe2+浓度、溶液pH、反应温度和O3流量等因素对除铁效果的影响。结果表明:增大pH、温度和O3流量可以显著增加除铁效率,而增加初始Fe2+浓度会降低除铁效率。宏观动力学研究表明,对比常用的拟一级、拟二级、Higbie和Avrami等动力学方程,臭氧氧化—沉淀除铁符合拟一级反应特征,受扩散控制,反应表观活化能为28.57 kJ/mol,动力学方程为r_(Fe^(2+) )=8.22[Fe^(2+) 〖]_0〗^(-0.74) [H^+ ]^(-0.51) Q_(O_3)^1.89 exp?〖(-3436/T〗)。
  • 李晓波,赵福生,刘华海,曹涛,喻勇,李志刚,白晓文,李自玺,雷国强,张志万
    摘要:
    利用底吹熔炼炉对原料适应性强的特点,对底吹熔炼技术处理含铜多基固废及高含镍铂钯物料的工艺控制过程进行研究,摸索最佳工艺控制参数,并探索Au、Ag、Pt、Pd等贵金属元素及伴生杂质元素在铜锍中的富集情况,形成了底吹炉系统处理含铜多基固废和高含镍铂钯物料高效回收贵金属的技术,为提高铜冶炼系统处理杂料量和盈利能力提供技术保障。
  • 轻有色金属
  • 杨钰,冯泰熙,叶祥,路贵民
    摘要:
    氯化物熔盐电解槽在电解过程中受温度影响很大,有必要对电解槽中的电热场进行分析计算。利用COMSOL软件建立三维氯化物熔盐电解槽电热场模型,得到槽内电势和温度分布,分析电解槽的热平衡,在热平衡的基础上,计算电解槽结构参数对电热场的影响,并推导出放大方程。计算表明,缩短阴阳极间距,增大阴极高度、阴极半径、阳极半径及电解质液面高度可以在热平衡的条件下提高电流强度,依据无因次关系式可进行结构优化设计或电解槽放大设计而不需要复杂的建模,可以节省计算资源。
  • 申耀宗,郭培民,王磊,孔令兵,郭庆,谢奕斌
    摘要:
    针对当前铍矿解离中存在的成本和环保等多方面压力,聚焦铍行业的基础理论,以氢氟酸为解离介质,对铍矿进行直接解离得到氟化铍。研究了在氢氟酸体系下,解离铍矿过程中不同氧化物杂质的浸出热力学,重点分析了铍矿中SiO2的选择性浸出原理。结果表明:与铍矿密切相关的多元复合氧化物及不同价态的氧化物杂质都可以和氢氟酸反应,但所需的热力学条件不同;不同的氧化物杂质和氢氟酸反应后转化为氟化物,氟化物作为反应产物,利用溶解度的差异可以进一步将其去除;SiO2是减少氢氟酸消耗的最重要环节,通过调节溶液温度、HF浓度和人为添加氟硅酸,可抑制铍矿中SiO2与氢氟酸反应。
  • 稀贵金属
  • 隋娜,邓宇芹,周海涛,黄焜
    摘要:
    相邻稀土元素铕(Eu)和钆(Gd)的物理化学性质相似,分离尤其困难。常规平衡萃取方法Eu、Gd的分离效率低。采用薄层油膜层流萃取法,不仅可以加快界面更新速度,还可以控制水相层流运动。以双功能离子液体[A336][P204]为萃取剂,发现萃取剂浓度升高和油膜层厚度减小,均有利于萃取,但不利于分离。而水相流速增加,不利于萃取,但有利于分离。基于薄层油膜层流萃取法,依靠Eu、Gd传质速度的差异,可以实现动力学调控相邻稀土的分离。
  • 陈昌,任国兴,韩文生,冉孟杰,陈雯
    摘要:
    为揭示Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2多元含铌炉渣体系中的铌矿物的定向结晶规律,采用高温相平衡—冷淬—SEM-EDS/XRD/EMPA试验方法,考察了温度、钙硅比(CaO/SiO2)、Nb2O5含量等因素对炉渣相平衡关系的影响,并构建了含铌矿物结晶析出的优势相图。结果表明:铌的结晶矿物主要有三种,分别为Ca2Nb2O7、Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)和3CaO?MgO?Nb2O5;铌先富集于液相,相较于脉石组分,含铌固相为后析出相;CaO/SiO2增加会使含铌固相优势区间发生从Ca2Nb2O7相到Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相、再到3CaO?MgO?Nb2O5相的转变。Ca2Nb2O7相的优势析晶区间为:温度1 050~1 200 ℃,C/S=0.8~1.2。Nb2O5在Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相中的嵌布质量浓度在18.5%~19.5%。
  • 李绍伟,潘从明,李生民,高向乾,王得瑜,李进武,刘发存,杨晓真
    摘要:
    针对传统王水溶解—氯化铵反复沉淀法精炼铂工艺中存在的不足展开研究,考察不同还原剂及其浓度对粗氯铂酸铵中铑、铱去除率的影响,研究了无需蒸干的脱硝工艺并尝试量化脱硝终点。结果表明,采用10%水合肼+5%盐酸对粗氯铂酸铵中铑、铱的一步去除率较高,一步铑去除率达91.18%,铱去除率达95.88%;采用40%酒精+8%尿素溶液脱硝时间仅为1.3 h,脱硝用时缩短89.2%以上,并且烧损合格率达到95%以上,为最佳的脱硝工艺,可以将溶液电位590~600 mV作为脱硝终点的判断依据。该工艺应用后,海绵铂的精炼周期缩短约75%,铂的直收率提高0.26个百分点,可稳定产出合格的高纯海绵铂,具有良好的推广应用价值。
  • 陈明军,杨泉,赵雨,付豪,肖雄,马明涛,李春辉,杨海斌
    摘要:
    研究了某含硫21.2%、含金40.3 g/t难处理金精矿的加压氧化预处理工艺。通过单因素试验研究加压氧化过程中磨矿细度、反应压力、反应温度、反应时间、搅拌转速及矿浆浓度等对氰化效果的影响,得到易于氰化的加压氧化渣。再通过氰化提金过程中矿浆浓度、氰化钠用量、pH、浸出时间等对金浸出率的影响研究,获得最佳加压氧化预处理工艺条件为:磨矿细度-0.045 mm占95%、反应压力1.6 MPa、矿浆浓度20%、反应温度160 ℃、反应时间240 min、搅拌转速350 r/min。在此条件下,金氰化平均浸出率达到97.3%。
  • 郑永香,杨浩天,王伟,张同景,牛庆合,王文,吴童盼
    摘要:
    为探明不同因素对地浸效果的影响规律与机理,建立地浸采铀渗流模型,并用响应面法探究各因素对地浸效果影响的显著性。在此模型中,将具备高效流速的溶浸范围定为有效溶浸范围,通过有效溶浸范围和流量分析爆破范围、注采井压差和井距对地浸效果的影响。研究表明:利用爆破改善矿层渗透性可高效提升地浸效果;在较小爆破范围下增大抽注液井压差,地浸效果提升缓慢,在较大爆破范围中,提升效果较显著;随着井距的增大,有效溶浸范围呈先增后降趋势,流量则是呈逐渐降低趋势;抽注井压差对地浸具有良好的提升效果,流量随压差增大近似呈线性增长,有效溶浸范围根据不同井距具备不同的增长趋势。三种因素对流量的影响较为显著,爆破范围和井距比压差对地浸范围影响更显著,爆破范围和井距的相互作用相比于其他两种对流量的影响更为显著。
  • 吴怡娴,刘金辉,阳奕汉,王如意,梁大业,阎学锐,刘昕瑀
    摘要:
    酸法浸铀过程中浸出液铀浓度及化学成分通常会随时间发生改变,同时伴随有黏土矿物的产生。以内蒙古芒来铀矿石为研究对象,开展了4种酸度(5、10、15、20 g/L H2SO4)条件下室内酸法浸泡浸铀试验,对试验过程中浸出液化学成分及铀浸出特征与矿物的黏土化蚀变特征进行了系统探讨。研究结果表明,铀浸出过程中六价铀浸出迅速而四价铀浸出较慢,铀渣计浸出率为83.73%~88.07%;矿石中的含铀、含钠、含钾、含钙、含铁、含铝等矿物发生溶解,使溶浸液中的U6+、U4+、Na+、K+、Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+浓度大幅增高;矿石中的长石类矿物发生了明显的黏土化蚀变,黏土矿物以伊利石为主。这些研究成果可以为该铀矿的开发工艺技术的确定和预防含矿层堵塞提供技术支撑。
  • 何斌,陈梅芳,段和军,桂增杰,梁大业,闫学锐
    摘要:
    针对内蒙古某地浸铀矿浸采中后期采区的浸出液铀浓度低、资源回收速度慢等问题,提出调节井网布置以改变溶浸液流运移路径的“二次开发”技术方案,并在现场进行了应用。研究表明,该采区矿体已可以结束“一次开发”,转入“二次开发”阶段,“二次开发”井网停用了所有原注液井,并以原抽液井为新的生产井网,重新部署形成“大五点型”井网格局,通过重构采区溶浸渗流场,减少了溶浸死角;抽注井间距由35 m增至49.5 m,铀浓度累积路径增长,65天内集合样铀浓度由8.84 mg/L提升至13.89 mg/L,增幅达57%;采区浸出金属量增加18.33 kg/d,增幅达39.3%;减少一半以上抽液井数量,每月节约生产用电约4×104 kWh,对提高资源利用率和降低生产成本具有明显效果,可推广应用至该矿床其他类似老采区。
  • 材料与设备
  • 耿树东,江丽丽
    摘要:
    采用液相法合成前驱体,并通过高温球磨烧结法合成了LiCoxMn2-xO4正极材料。考察Co掺杂量对材料的相结构、形貌、电化学性能的影响。结果表明,Co掺杂后材料的首次放电比容量随着Co掺杂量的增大逐渐减小,而循环性能较好。其中LiCo0.05Mn1.95O4的首次放电比容量达到119.0 mAh/g,在不同倍率下循环100次后的容量保持率为92.52%,表现出很好的电化学可逆性和循环稳定性。
  • 魏琳,黄魁,熊昊,江雨鑫,董海丽,黄国亮
    摘要:
    以废旧三元锂电池正极材料为研究对象,采用碳热还原—水浸—高温固相焙烧流程实现选择性回收Li和Ni、Co、Mn再利用的闭环回收工艺。在焙烧温度650 ℃、焙烧时间2 h、碳添加量10%、浸出时间1 h、固液比30 g/L的最佳条件下,Li浸出率为91.04%,浸出液循环浸出三次,可将浸出液Li浓度从1.01 g/L提高至2.68 g/L。浸出液蒸发结晶制备Li2CO3,主要成分为Ni、Co、MnO的浸出渣在空气氛围下焙烧制备三元前驱体,再将Li2CO3和三元前驱体混合研磨进行焙烧,获得再生三元材料。
  • 郭顺,鲁东,郑金凤,梁宏源,程越伟
    摘要:
    以自制高纯钽酸为原料,通过氨水中和、沉淀、干燥和高温煅烧,制备了不同取向结构形貌(棒状或纤维状)的氧化钽粉体。研究了反应温度、反应物浓度以及分散剂含量对氧化钽颗粒尺寸大小和形貌的影响。利用XRD、SEM对氧化钽粉体进行了表征分析。结果表明:在氧化钽的制备过程中,随着煅烧温度的升高,氧化钽粉体的结晶度提高;氨水浓度越大,氧化钽颗粒形貌越均匀规整,但是过高的氨水浓度会降低氧化钽粉体形貌的均匀性;制取二维取向结构棒状氧化钽粉体的最佳反应温度为40~50 ℃;制取一维取向结构纤维状氧化钽的适合的分散剂PEG6000用量为1%。
  • 环境工程
  • 张香云,赵晨凯,袁明强,袁子洲
    摘要:
    以粒径—48 μm零价铁粉作为参照物,对比研究Fe78Si9B13非晶条带对水中Cr(Ⅵ)的去除效果。结果显示,非晶条带的去除过程满足伪一级动力学模型。反应25 min后,零价铁粉的Cr(Ⅵ)去除率仅为88%,非晶条带的去除率可达99.8%。对试验后反应产物进行观察分析,发现零价铁粉仅通过吸附去除Cr(Ⅵ),而非晶合金条带去除Cr(Ⅵ)的过程不仅有物理吸附,也发生了化学还原。
  • 李蒨旻,张卫民,陈家鸿,卢琪愿
    摘要:
    通过液相还原法制备了两种不同钙源的纳米零价铁-羟基磷灰石复合材料(N-FH和C-FH)。通过静态批试验,研究了溶液pH、反应时间、初始锰浓度、反应温度等因素对N-FH和C-FH吸附水中Mn(Ⅱ)的影响,对复合材料吸附前后的微观形貌进行表征,并借助动力学模型分析其吸附机理。结果表明,在复合材料投加量0.125 g/L、初始锰浓度10 mg/L、溶液pH为5.0、反应时间720 min的条件下,N-FH和C-FH吸附水中Mn(Ⅱ)的最大吸附量分别为59.679 2、59.290 4 mg/g。N-FH和C-FH对Mn(Ⅱ)吸附过程更符合准二级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir模型(R2>0.98),吸附机理皆为单层化学吸附。
  • 张永江,李璐,马双,邓茂,李希希,吴丽君,周洵平
    摘要:
    为探究典型锰矿区周边农田土壤重金属污染状况及主要来源,以重庆市秀山县溶溪锰矿区周边农用地的土壤为研究对象,测定了土壤中镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌和锰的含量,采用了多种分析方法(包括多元统计分析、单因子污染指数法、内梅罗指数法和地质累积指数法)研究土壤重金属污染水平、分布特征,并结合皮尔逊相关性分析、PCA和APCS-MLR分析,解析研究区土壤重金属的主要来源和贡献率。结果表明,锰矿区周边水稻田土壤Mn均值含量显著低于其它农作物土壤(p<0.05),其他7种重金属均值含量在各农田土壤中均无显著差异(p>0.05)。内梅罗综合污染指数表现为红薯地(13.34)>大豆地(2.73)>玉米地(2.19)>水稻田(1.80),重金属污染程度由大到小表现为:Mn>Cd>As>Ni、Zn>Pb、Cr、Cu。地累积指数由大到小表现为:Mn>As>Pb>Zn>Ni>Cd>Cu>Cr。污染源解析表明,研究区土壤中Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn之间存在显著正相关关系(r=0.5~0.8、p<0.01),主要受到矿业开采等活动影响,贡献率分别为80.0%、55.3%、57.9%、61.4%、73.3%和98.4%。As和Cr存在显著正相关关系(r=0.548、p<0.01),主要受到土壤母质等自然因素的影响,贡献率分别高达88.5%和76.3%。因此,应重点加强对Mn和Cd的来源管控和污染防治。此外,红薯地8种重金属污染累积程度均高于其他农作物土地,应开展相应整治,防止持续对红薯地土壤造成污染。
  • 张肖萌,郭巧玲,杨云松,代彬
    摘要:
    采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理,在沉陷区沟壑地带分层充填矸石,使沟地变为平地,对环境保护有重要意义。神府东胜煤田的大多数煤矿现已基本采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理。以神府东胜煤田中某排矸场为研究对象,分析了排矸场表层土壤(地表及-1 m处)中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布特征及土壤中重金属的赋存形态。研究表明,排矸场中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量超过该地区的土壤背景值,对当地的土壤环境造成了一定的污染;排矸场土壤中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb在-1 m处的含量高于表层土壤,并且排矸场中-1 m处土壤的8种重金属元素的含量都高于对照区土壤重金属含量;排矸场中Cd、Cr、Cu、Ni残渣态占比最大,As可氧化态占比最大,Mn、Zn、Pb可交换态和可还原态占比较大,Mn、Zn、Pb以更不稳定的形态存在,对生态环境影响较大。
    重有色金属
  • 杨荣净,邓志敢,陈沛崟,曾鹏,孙朴,魏昶,李兴彬
    摘要:
    硫化锌精矿还原湿法炼锌酸浸液中三价铁存在还原效率偏低、锌精矿用量大、利用率低等问题。开展温度、锌精矿粒度、锌精矿用量及反应时间对还原液中三价铁浓度及还原率的影响等研究。结果表明:反应温度是影响硫化锌精矿还原溶液中三价铁浓度的主要因素,锌精矿粒度在低温还原时影响较为明显。低温还原所需时间长,所用锌精矿量大,80 ℃下锌精矿粒度小于58 μm、锌精矿加入系数1.8以上、反应时间3 h以上才能使还原液中三价铁浓度小于0.5 g/L;升高温度可缩短反应时间,减少锌精矿用量,120 ℃下锌精矿粒度150 μm、锌精矿加入系数1.5、反应时间1 h即可使还原液中三价铁浓度小于0.5 g/L。采用加压工艺提高还原温度,可有效提高锌精矿的利用率和三价铁的还原率,降低还原渣量,有利于还原渣后续处理。
  • 罗子健,许佳妍,翁威,谭文,迟晓鹏,衷水平
    摘要:
    为了实现铜冶炼含砷烟尘中有价金属的回收和砷元素的无害化处理,采用电沉积法对含砷烟尘的浸出液进行脱砷处理,研究了电流密度、As(Ⅲ)浓度、pH和添加剂对脱砷效果的影响,并用循环伏安法分析了电化学行为。结果表明,最佳工艺条件下,砷单质、H2和AsH3的电流效率分别为91.41%、7.06%和1.99%,实现了高效脱砷。添加柠檬酸钠可降低电沉积的还原电位,促进金属放电。本文提出的工艺可回收有价金属,无害化处置砷元素。
  • 张利华,张佳乐,杨四齐,白希为,姚浩
    摘要:
    以臭氧为强氧化剂、ZnO为中和剂进行湿法炼锌溶液中Fe2+脱除的试验及动力学研究。考察初始Fe2+浓度、溶液pH、反应温度和O3流量等因素对除铁效果的影响。结果表明:增大pH、温度和O3流量可以显著增加除铁效率,而增加初始Fe2+浓度会降低除铁效率。宏观动力学研究表明,对比常用的拟一级、拟二级、Higbie和Avrami等动力学方程,臭氧氧化—沉淀除铁符合拟一级反应特征,受扩散控制,反应表观活化能为28.57 kJ/mol,动力学方程为r_(Fe^(2+) )=8.22[Fe^(2+) 〖]_0〗^(-0.74) [H^+ ]^(-0.51) Q_(O_3)^1.89 exp?〖(-3436/T〗)。
  • 李晓波,赵福生,刘华海,曹涛,喻勇,李志刚,白晓文,李自玺,雷国强,张志万
    摘要:
    利用底吹熔炼炉对原料适应性强的特点,对底吹熔炼技术处理含铜多基固废及高含镍铂钯物料的工艺控制过程进行研究,摸索最佳工艺控制参数,并探索Au、Ag、Pt、Pd等贵金属元素及伴生杂质元素在铜锍中的富集情况,形成了底吹炉系统处理含铜多基固废和高含镍铂钯物料高效回收贵金属的技术,为提高铜冶炼系统处理杂料量和盈利能力提供技术保障。
  • 轻有色金属
  • 杨钰,冯泰熙,叶祥,路贵民
    摘要:
    氯化物熔盐电解槽在电解过程中受温度影响很大,有必要对电解槽中的电热场进行分析计算。利用COMSOL软件建立三维氯化物熔盐电解槽电热场模型,得到槽内电势和温度分布,分析电解槽的热平衡,在热平衡的基础上,计算电解槽结构参数对电热场的影响,并推导出放大方程。计算表明,缩短阴阳极间距,增大阴极高度、阴极半径、阳极半径及电解质液面高度可以在热平衡的条件下提高电流强度,依据无因次关系式可进行结构优化设计或电解槽放大设计而不需要复杂的建模,可以节省计算资源。
  • 申耀宗,郭培民,王磊,孔令兵,郭庆,谢奕斌
    摘要:
    针对当前铍矿解离中存在的成本和环保等多方面压力,聚焦铍行业的基础理论,以氢氟酸为解离介质,对铍矿进行直接解离得到氟化铍。研究了在氢氟酸体系下,解离铍矿过程中不同氧化物杂质的浸出热力学,重点分析了铍矿中SiO2的选择性浸出原理。结果表明:与铍矿密切相关的多元复合氧化物及不同价态的氧化物杂质都可以和氢氟酸反应,但所需的热力学条件不同;不同的氧化物杂质和氢氟酸反应后转化为氟化物,氟化物作为反应产物,利用溶解度的差异可以进一步将其去除;SiO2是减少氢氟酸消耗的最重要环节,通过调节溶液温度、HF浓度和人为添加氟硅酸,可抑制铍矿中SiO2与氢氟酸反应。
  • 稀贵金属
  • 隋娜,邓宇芹,周海涛,黄焜
    摘要:
    相邻稀土元素铕(Eu)和钆(Gd)的物理化学性质相似,分离尤其困难。常规平衡萃取方法Eu、Gd的分离效率低。采用薄层油膜层流萃取法,不仅可以加快界面更新速度,还可以控制水相层流运动。以双功能离子液体[A336][P204]为萃取剂,发现萃取剂浓度升高和油膜层厚度减小,均有利于萃取,但不利于分离。而水相流速增加,不利于萃取,但有利于分离。基于薄层油膜层流萃取法,依靠Eu、Gd传质速度的差异,可以实现动力学调控相邻稀土的分离。
  • 陈昌,任国兴,韩文生,冉孟杰,陈雯
    摘要:
    为揭示Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2多元含铌炉渣体系中的铌矿物的定向结晶规律,采用高温相平衡—冷淬—SEM-EDS/XRD/EMPA试验方法,考察了温度、钙硅比(CaO/SiO2)、Nb2O5含量等因素对炉渣相平衡关系的影响,并构建了含铌矿物结晶析出的优势相图。结果表明:铌的结晶矿物主要有三种,分别为Ca2Nb2O7、Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)和3CaO?MgO?Nb2O5;铌先富集于液相,相较于脉石组分,含铌固相为后析出相;CaO/SiO2增加会使含铌固相优势区间发生从Ca2Nb2O7相到Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相、再到3CaO?MgO?Nb2O5相的转变。Ca2Nb2O7相的优势析晶区间为:温度1 050~1 200 ℃,C/S=0.8~1.2。Nb2O5在Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相中的嵌布质量浓度在18.5%~19.5%。
  • 李绍伟,潘从明,李生民,高向乾,王得瑜,李进武,刘发存,杨晓真
    摘要:
    针对传统王水溶解—氯化铵反复沉淀法精炼铂工艺中存在的不足展开研究,考察不同还原剂及其浓度对粗氯铂酸铵中铑、铱去除率的影响,研究了无需蒸干的脱硝工艺并尝试量化脱硝终点。结果表明,采用10%水合肼+5%盐酸对粗氯铂酸铵中铑、铱的一步去除率较高,一步铑去除率达91.18%,铱去除率达95.88%;采用40%酒精+8%尿素溶液脱硝时间仅为1.3 h,脱硝用时缩短89.2%以上,并且烧损合格率达到95%以上,为最佳的脱硝工艺,可以将溶液电位590~600 mV作为脱硝终点的判断依据。该工艺应用后,海绵铂的精炼周期缩短约75%,铂的直收率提高0.26个百分点,可稳定产出合格的高纯海绵铂,具有良好的推广应用价值。
  • 陈明军,杨泉,赵雨,付豪,肖雄,马明涛,李春辉,杨海斌
    摘要:
    研究了某含硫21.2%、含金40.3 g/t难处理金精矿的加压氧化预处理工艺。通过单因素试验研究加压氧化过程中磨矿细度、反应压力、反应温度、反应时间、搅拌转速及矿浆浓度等对氰化效果的影响,得到易于氰化的加压氧化渣。再通过氰化提金过程中矿浆浓度、氰化钠用量、pH、浸出时间等对金浸出率的影响研究,获得最佳加压氧化预处理工艺条件为:磨矿细度-0.045 mm占95%、反应压力1.6 MPa、矿浆浓度20%、反应温度160 ℃、反应时间240 min、搅拌转速350 r/min。在此条件下,金氰化平均浸出率达到97.3%。
  • 郑永香,杨浩天,王伟,张同景,牛庆合,王文,吴童盼
    摘要:
    为探明不同因素对地浸效果的影响规律与机理,建立地浸采铀渗流模型,并用响应面法探究各因素对地浸效果影响的显著性。在此模型中,将具备高效流速的溶浸范围定为有效溶浸范围,通过有效溶浸范围和流量分析爆破范围、注采井压差和井距对地浸效果的影响。研究表明:利用爆破改善矿层渗透性可高效提升地浸效果;在较小爆破范围下增大抽注液井压差,地浸效果提升缓慢,在较大爆破范围中,提升效果较显著;随着井距的增大,有效溶浸范围呈先增后降趋势,流量则是呈逐渐降低趋势;抽注井压差对地浸具有良好的提升效果,流量随压差增大近似呈线性增长,有效溶浸范围根据不同井距具备不同的增长趋势。三种因素对流量的影响较为显著,爆破范围和井距比压差对地浸范围影响更显著,爆破范围和井距的相互作用相比于其他两种对流量的影响更为显著。
  • 吴怡娴,刘金辉,阳奕汉,王如意,梁大业,阎学锐,刘昕瑀
    摘要:
    酸法浸铀过程中浸出液铀浓度及化学成分通常会随时间发生改变,同时伴随有黏土矿物的产生。以内蒙古芒来铀矿石为研究对象,开展了4种酸度(5、10、15、20 g/L H2SO4)条件下室内酸法浸泡浸铀试验,对试验过程中浸出液化学成分及铀浸出特征与矿物的黏土化蚀变特征进行了系统探讨。研究结果表明,铀浸出过程中六价铀浸出迅速而四价铀浸出较慢,铀渣计浸出率为83.73%~88.07%;矿石中的含铀、含钠、含钾、含钙、含铁、含铝等矿物发生溶解,使溶浸液中的U6+、U4+、Na+、K+、Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+浓度大幅增高;矿石中的长石类矿物发生了明显的黏土化蚀变,黏土矿物以伊利石为主。这些研究成果可以为该铀矿的开发工艺技术的确定和预防含矿层堵塞提供技术支撑。
  • 何斌,陈梅芳,段和军,桂增杰,梁大业,闫学锐
    摘要:
    针对内蒙古某地浸铀矿浸采中后期采区的浸出液铀浓度低、资源回收速度慢等问题,提出调节井网布置以改变溶浸液流运移路径的“二次开发”技术方案,并在现场进行了应用。研究表明,该采区矿体已可以结束“一次开发”,转入“二次开发”阶段,“二次开发”井网停用了所有原注液井,并以原抽液井为新的生产井网,重新部署形成“大五点型”井网格局,通过重构采区溶浸渗流场,减少了溶浸死角;抽注井间距由35 m增至49.5 m,铀浓度累积路径增长,65天内集合样铀浓度由8.84 mg/L提升至13.89 mg/L,增幅达57%;采区浸出金属量增加18.33 kg/d,增幅达39.3%;减少一半以上抽液井数量,每月节约生产用电约4×104 kWh,对提高资源利用率和降低生产成本具有明显效果,可推广应用至该矿床其他类似老采区。
  • 材料与设备
  • 耿树东,江丽丽
    摘要:
    采用液相法合成前驱体,并通过高温球磨烧结法合成了LiCoxMn2-xO4正极材料。考察Co掺杂量对材料的相结构、形貌、电化学性能的影响。结果表明,Co掺杂后材料的首次放电比容量随着Co掺杂量的增大逐渐减小,而循环性能较好。其中LiCo0.05Mn1.95O4的首次放电比容量达到119.0 mAh/g,在不同倍率下循环100次后的容量保持率为92.52%,表现出很好的电化学可逆性和循环稳定性。
  • 魏琳,黄魁,熊昊,江雨鑫,董海丽,黄国亮
    摘要:
    以废旧三元锂电池正极材料为研究对象,采用碳热还原—水浸—高温固相焙烧流程实现选择性回收Li和Ni、Co、Mn再利用的闭环回收工艺。在焙烧温度650 ℃、焙烧时间2 h、碳添加量10%、浸出时间1 h、固液比30 g/L的最佳条件下,Li浸出率为91.04%,浸出液循环浸出三次,可将浸出液Li浓度从1.01 g/L提高至2.68 g/L。浸出液蒸发结晶制备Li2CO3,主要成分为Ni、Co、MnO的浸出渣在空气氛围下焙烧制备三元前驱体,再将Li2CO3和三元前驱体混合研磨进行焙烧,获得再生三元材料。
  • 郭顺,鲁东,郑金凤,梁宏源,程越伟
    摘要:
    以自制高纯钽酸为原料,通过氨水中和、沉淀、干燥和高温煅烧,制备了不同取向结构形貌(棒状或纤维状)的氧化钽粉体。研究了反应温度、反应物浓度以及分散剂含量对氧化钽颗粒尺寸大小和形貌的影响。利用XRD、SEM对氧化钽粉体进行了表征分析。结果表明:在氧化钽的制备过程中,随着煅烧温度的升高,氧化钽粉体的结晶度提高;氨水浓度越大,氧化钽颗粒形貌越均匀规整,但是过高的氨水浓度会降低氧化钽粉体形貌的均匀性;制取二维取向结构棒状氧化钽粉体的最佳反应温度为40~50 ℃;制取一维取向结构纤维状氧化钽的适合的分散剂PEG6000用量为1%。
  • 环境工程
  • 张香云,赵晨凯,袁明强,袁子洲
    摘要:
    以粒径—48 μm零价铁粉作为参照物,对比研究Fe78Si9B13非晶条带对水中Cr(Ⅵ)的去除效果。结果显示,非晶条带的去除过程满足伪一级动力学模型。反应25 min后,零价铁粉的Cr(Ⅵ)去除率仅为88%,非晶条带的去除率可达99.8%。对试验后反应产物进行观察分析,发现零价铁粉仅通过吸附去除Cr(Ⅵ),而非晶合金条带去除Cr(Ⅵ)的过程不仅有物理吸附,也发生了化学还原。
  • 李蒨旻,张卫民,陈家鸿,卢琪愿
    摘要:
    通过液相还原法制备了两种不同钙源的纳米零价铁-羟基磷灰石复合材料(N-FH和C-FH)。通过静态批试验,研究了溶液pH、反应时间、初始锰浓度、反应温度等因素对N-FH和C-FH吸附水中Mn(Ⅱ)的影响,对复合材料吸附前后的微观形貌进行表征,并借助动力学模型分析其吸附机理。结果表明,在复合材料投加量0.125 g/L、初始锰浓度10 mg/L、溶液pH为5.0、反应时间720 min的条件下,N-FH和C-FH吸附水中Mn(Ⅱ)的最大吸附量分别为59.679 2、59.290 4 mg/g。N-FH和C-FH对Mn(Ⅱ)吸附过程更符合准二级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir模型(R2>0.98),吸附机理皆为单层化学吸附。
  • 张永江,李璐,马双,邓茂,李希希,吴丽君,周洵平
    摘要:
    为探究典型锰矿区周边农田土壤重金属污染状况及主要来源,以重庆市秀山县溶溪锰矿区周边农用地的土壤为研究对象,测定了土壤中镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌和锰的含量,采用了多种分析方法(包括多元统计分析、单因子污染指数法、内梅罗指数法和地质累积指数法)研究土壤重金属污染水平、分布特征,并结合皮尔逊相关性分析、PCA和APCS-MLR分析,解析研究区土壤重金属的主要来源和贡献率。结果表明,锰矿区周边水稻田土壤Mn均值含量显著低于其它农作物土壤(p<0.05),其他7种重金属均值含量在各农田土壤中均无显著差异(p>0.05)。内梅罗综合污染指数表现为红薯地(13.34)>大豆地(2.73)>玉米地(2.19)>水稻田(1.80),重金属污染程度由大到小表现为:Mn>Cd>As>Ni、Zn>Pb、Cr、Cu。地累积指数由大到小表现为:Mn>As>Pb>Zn>Ni>Cd>Cu>Cr。污染源解析表明,研究区土壤中Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn之间存在显著正相关关系(r=0.5~0.8、p<0.01),主要受到矿业开采等活动影响,贡献率分别为80.0%、55.3%、57.9%、61.4%、73.3%和98.4%。As和Cr存在显著正相关关系(r=0.548、p<0.01),主要受到土壤母质等自然因素的影响,贡献率分别高达88.5%和76.3%。因此,应重点加强对Mn和Cd的来源管控和污染防治。此外,红薯地8种重金属污染累积程度均高于其他农作物土地,应开展相应整治,防止持续对红薯地土壤造成污染。
  • 张肖萌,郭巧玲,杨云松,代彬
    摘要:
    采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理,在沉陷区沟壑地带分层充填矸石,使沟地变为平地,对环境保护有重要意义。神府东胜煤田的大多数煤矿现已基本采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理。以神府东胜煤田中某排矸场为研究对象,分析了排矸场表层土壤(地表及-1 m处)中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布特征及土壤中重金属的赋存形态。研究表明,排矸场中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量超过该地区的土壤背景值,对当地的土壤环境造成了一定的污染;排矸场土壤中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb在-1 m处的含量高于表层土壤,并且排矸场中-1 m处土壤的8种重金属元素的含量都高于对照区土壤重金属含量;排矸场中Cd、Cr、Cu、Ni残渣态占比最大,As可氧化态占比最大,Mn、Zn、Pb可交换态和可还原态占比较大,Mn、Zn、Pb以更不稳定的形态存在,对生态环境影响较大。

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