重有色金属
王子阳,常军,姚元勇,杨娅,安茂艳,秦林,张超
摘要:
锰阳极泥是生产电解金属锰时在阳极室产生的副产物,电解锰企业平均每年会产生约10万吨锰阳极泥,其中锰含量在40%~50%,是一种二次锰资源。针对锰阳极泥高效资源分离回收技术难题,以贵州铜仁某电解锰企业产生的锰阳极泥为原料,在硫酸体系中采用藤茶提取物二氢杨梅素为还原剂浸出电解锰阳极泥中的元素锰,通过单因素试验考察了二氢杨梅素用量、液固比、硫酸浓度、浸出时间和物料粒度对锰浸出率的影响。结果表明,在二氢杨梅素与锰阳极泥质量比为0.09 g/g、硫酸浓度2 mol/L、液固比8、粒度-0.15 mm的条件下浸出120 min,锰的浸出率为96%。本研究在保证电解锰阳极泥中锰高效浸出,且浸出条件相对温和的同时,锰阳极泥中的铅得到有效富集,实现了锰和铅的良好分离,为电解锰阳极泥的资源化利用提供技术参考。
陈宇,邱玮杰,蒋梦轩,修晓杰,金文兵
摘要:
在锌冶炼焙烧过程中,焙烧炉内部反应情况和状态对焙烧氛围及产物质量至关重要。针对焙烧炉内部反应“黑箱”问题,导致状态监控与优化控制困难,提出了基于数字孪生的焙烧过程实时状态监控方法。首先采用粒径不变的未反应收缩核模型和简化的两相流化理论,建立了锌焙烧炉的机理模型。基于机理模型开发了焙烧炉状态监控数字孪生系统,实现了焙烧炉内部反应3D可视化、报警提醒和稳定生产的目的。现场运行结果表明:投入监控系统后沸腾层标温平均值误差只有4 ℃,标准差相对原系统降低了57.4%。本系统完成了焙烧炉的实时状态监控与分析,对焙烧炉的稳定、高质量生产具有重要意义。
王晨雪
摘要:
以铷铯萃取工艺为例,介绍了萃取前工序萃取原液除铝效果的研究情况,在以使用萃取作为主体工艺的生产中,若再加入不同萃取剂进行除铝的工序,将增加整条生产线的复杂性及成本。认为萃取工艺中宜采用化学法除铝,在总结前人除铝方法的基础上,对适于萃取工艺的复杂溶液体系除铝效果进行研究,通过对除铝试剂的选择、除铝pH范围的确定、氢氧化铝沉淀与再溶解现象的分析等方面进行试验,考察了铝的去除特性,对湿法冶金工业中常用的除铝处理技术的应用方式,提出建议及思路。
李耀山,文堪,高昭伟,刘远,孔德鸿,周华荣,王铧泰
摘要:
基于Metcal对富氧侧吹处理锌浸尾渣工艺流程进行模拟计算。结果表明,在投入量22 t/h的条件下,侧吹炉需要氧气量为5 442.124 m3/h、空气量为5 532.826 m3/h,产出熔炼炉渣中含Fe 32.903%、Zn 5.677%。烟化炉所需空气量为10 879.602 m3/h,产出烟化渣中含Fe 47.786%、Zn 0.828%。与模拟计算结果相比,现场物料化验结果熔炼炉渣中Fe含量低2.783个百分点、Pb含量低0.215个百分点、Zn含量低0.777个百分点。烟化渣中Fe含量低2.536个百分点、Pb含量低0.139个百分点、Zn含量高0.672个百分点。次氧化锌中Fe含量低0.771个百分点、Pb含量高1.811个百分点、Zn含量高0.42个百分点。基于Metcal建立的侧吹熔炼脱硫-烟化吹炼提锌工艺数学模型具有良好的可靠性,对生产具有一定的指导意义。
轻有色金属
焦庆国,侯光辉,张旭贵,李昌林,吴许建,胡清韬
摘要:
燃气焙烧启动技术和石墨化阴极技术是当前电解铝企业面对国家阶梯电价政策要求下全面降低电能消耗的首选技术。通过分析燃气焙烧启动技术优势和石墨化阴极特性,指出了石墨化阴极电解槽采用燃气焙烧时需要提高焙烧温度、调整升温策略和延长焙烧时间等技术措施,并在2台400 kA电解槽上进行了工业应用,达到了启动后无渗漏现象,在平稳运行6个月的时间内,炉底压降可以稳定保持在185 mV以下,吨铝直流电耗为12 269 kWh,达到了行业较好水平。
黄钰华,莫伟,封金鹏,任汝龙,何春彦,苏秀娟
摘要:
为探清赤泥中的Fe、Al在硫酸/草酸体系中浸出行为差异,比较研究了两种酸浸体系下广西某铝厂拜耳法赤泥中Fe、Al的浸出规律及机制。主要考察了酸浸过程因素对Fe、Al浸出效果的影响,比较分析了最佳试验条件下拜耳法赤泥中Fe、Al在不同酸浸体系的浸出差异,并通过浸出动力学和热力学分析阐述了硫酸/草酸体系下Fe、Al的浸出过程机理。研究表明,试验条件下,硫酸对Fe、Al的浸出效果均优于草酸;酸性溶液中赤泥各元素的浸出具有阶段性,其中Al的浸出优先于Fe;硫酸/草酸体系中对Fe浸出的效果差异主要体现在无机酸酸根和有机酸酸根供电子能力和作用机制不同,对Al浸出的效果差异主要体现在对赤泥中铝氧化物的作用机制不同。这一发现对充分利用不同酸处理赤泥、优化分离提取赤泥中有价金属提供了新思路。
陈清,张忠堂,严康,王瑞祥,徐志峰,李金辉
摘要:
针对目前废旧磷酸铁锂处理工艺存在耗能高、污染大等问题,探索了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料氯化焙烧工艺。焙烧过程中,以NH4Cl作为氯化剂,实现锂和部分金属物相转型,形成可溶性的氯化盐。探究NH4Cl用量、焙烧温度、焙烧时间、气氛条件等对氯化过程的影响。试验结果表明,废旧磷酸铁锂正极材料经氯化焙烧转型,可实现Fe、Al在氧化性气氛中转化为Fe2O3、FeOCl和AlPO4等难溶物,在水浸过程中原料中的不溶性杂质和难溶的Fe、Al化合物进入渣相,Li部分转化为可溶性物质,从而选择性浸出至溶液。本方案能够选择性从废旧磷酸铁锂电池中提取最有价值的金属锂,实现资源的回收、高效利用。
田野,康泽双,刘中凯,闫 琨,张腾飞,范泽坤
摘要:
赤泥是通过拜耳法精炼铝土矿产生的一种强碱性工业固体废物。以遵义某拜耳法氧化铝厂排出的赤泥为样品,开发出微波干法快速固碱技术,并就其干法固碱原理进行研究。研究表明,赤泥经过微波干法固碱,功率为392 W,微波频率2 450 MHz,波长122 mm,仅需要40 min,其pH可以从10.88降低至8.11,固碱过程不产生二次污染物。通过XRD和SEM分析发现,赤泥成分、外貌颜色、表观形态及粒径都存在变化。
李晓庆,何柳,王璇,周军,彭茜,姚桢,刘卫
摘要:
炭渣作为铝电解生产过程中排放的危险固体废弃物,目前主要通过浮选工艺处理炭渣,但由于浮选炭渣碳含量较低且存在二次污染风险,限制了其资源化利用前景。采用常压酸浸对浮选炭渣进行深度提纯,依次研究了盐酸浓度、酸浸温度、液固比、搅拌速率、酸浸时间对提纯效果的影响,并通过XRD、XRF、浸出毒性分析探索浮选炭渣处理前后的物相组成、元素含量及氟离子浸出浓度的变化规律。结果表明,随着盐酸浓度、酸浸温度、液固比、搅拌速率、酸浸时间的增加,浸出渣碳含量呈现先增加后减缓的变化趋势。在盐酸浓度4 mol/L、酸浸温度60 ℃、搅拌速率1 200 r/min、液固比25、浸出时间4 h的最佳条件下,浮选炭渣的碳含量由82.67%提高至98.05%,氟离子浸出浓度从137.80 mg/L降低至62.49 mg/L。常压酸浸工艺具备实现浮选炭渣深度提纯的技术可行性。
稀贵金属
王亚奴,苏学斌,赵利信,霍建党
摘要:
鄂尔多斯某砂岩铀矿床含矿层中钙质夹层的铀矿品位高、夹层厚度大,是否考虑钙质夹层对于计算整个矿层的储量和可浸出资源量影响显著。基于试验井测井解释资料,描述了含钙质夹层铀矿床矿层特征,识别了钙质夹层主要测井响应特征,通过线性插值方法,计算了铀矿层的储量。结果显示,钙质夹层储量占总储量的25.2%。结合柱浸试验和岩心样品试验数据,构建了含夹层砂岩型铀矿床可浸出资源量计算方法,应用结果表明,中性浸出条件下,在不考虑夹层时,该单元可浸出资源量为16 978 kg。考虑夹层的储量及CO2增渗效果时,可浸出资源量为17 210 kg,较不考虑夹层时提高了1.36%,其中钙质夹层中铀矿浸出率为2.37%。定量考虑了多种增渗技术对可浸出性的影响,酸法和超声波增渗技术约能分别提高钙质夹层浸出率到7.84%和9.42%,该单元可浸出资源量较不考虑夹层时分别提高了4.51%和5.43%。理想条件下爆破增渗可实现钙质夹层的最大化开采,但会抑制常规矿层的高效浸出。研究表明,含夹层铀矿床中钙质夹层的铀矿能否有效浸出对总浸出量影响较大,对夹层采取一定的矿层增渗技术可显著提高浸出量。
杨剑飞,师留印,黄永,张亚红,苏姣姣,张引亮
摘要:
针对某低品位含铀钼矿钼浸处率不高、常规强化搅拌浸出固液分离困难等问题,研究了拌酸熟化-堆浸工艺,提出一种适合处理该矿石的工艺方法。试验考察了堆浸工艺参数矿石粒度、喷淋强度、浸出剂酸度、氧化剂用量和浸出时间对钼浸出率的影响,结果表明:在矿石粒度-3.2 mm、喷淋强度40~60 L/(m2?h),浸出剂酸度5 g/L、浸出时间6~8 d的条件下,矿堆渗透性较好,钼浸出率可达73%。
张毓芳
摘要:
高盐矿区往往缺乏淡水资源供生产使用。针对矿区盐水现状,进行高砷难处理金精矿生物氧化-氰化提金试验,考查不同氯离子浓度对硫化物氧化率、金浸出率等技术指标的影响。结果表明,氯离子浓度对金精矿生物氧化的不利影响随着浓度的升高而增强,氯离子浓度1.5 g/L以上时,硫化物的氧化率显著降低,10 g/L氯离子盐水生物氧化延长至18 d,砷浸出率88.4%,硫氧化率仅为35.3%。相同生物氧化渣在相同氰化条件下采用清水和10 g/L氯离子盐水进行氰化浸出时,盐水将降低金的浸出率。1.5 g/L、5 g/L氯离子盐水生物氧化10 d后的氧化渣采用10 g/L氯离子盐水氰化,金的浸出率分别比清水氰化时的分别低2.8、3.4个百分点。难处理金精矿生物氧化砷浸出率均高于硫氧化率,表明毒砂氧化率高于黄铁矿,金浸出率与毒砂氧化率的相关性较黄铁矿氧化率更加密切。
白向林,杨泉,吴喜龙,赵雨,韩继标,李勇,何啟涛,陈一辉
摘要:
采用溶剂萃取技术从含微量贵金属的废液中回收铂和钯。结果表明:在有机相为3% LIX84-I + 97% Solvesso150、0.1 mol/L HCI、相比为1︰3的条件下,可以从废液中高效选择萃取钯,钯萃取率达99.9%以上;在有机相为8% TOA+92%磺化煤油、0.1 mol/L HCl、相比为1︰5的条件下,钯萃余液中铂的萃取率达99.95%以上,实现贵金属的有效回收。相较于沉淀法和置换法,溶剂萃取法操作更简单、金属回收率更高,且可一步实现贵金属的回收与分离,处理后的废水可直接并入常规污水处理流程,达到环保要求。
材料与设备
郭浩,刘轩,王曾洁,李想,曹战民,薛济来
摘要:
采用熔盐电解法制备Al-Si-(Sc,Ce)合金,研究Ce对该合金组织及力学性能的影响。发现Ce具有显著改性细化作用,使树枝状初生α-Al成为圆形或椭圆形,共晶AlSi2Sc2相由长形层片状变为网状(长度由1 000 μm减至200~500 μm)。共晶Si相形貌由针片状转变为纤维状,降低了颗粒平均面积、圆度比和平均长度,并经共晶反应生成三元CeAl2Si2相。Al-7Si-0.79Sc-0.62Ce合金显微硬度比Al-7Si-0.82Sc增大,共晶Si、含Sc和含Ce区域硬度值分别提升8.5%、49.7%和99%,其强化机制与Ce细化作用有关。
黄凯,朱庆,杨旭,闫海
摘要:
将苹果皮制备的吸附材料用于负载银离子,所得载银吸附剂用于杀菌,效果显著。考察了溶液pH、苹果皮粉末颗粒量、接触时间、银离子初始浓度和温度等对其吸附银离子的影响。结果表明,pH在5左右时,吸附效果最佳,吸附容量可达到55 mg/g以上。该吸附负载银离子的苹果皮对芽孢杆菌和大肠杆菌都表现出非常优越的杀菌效果。被负载的银是导致杀菌效果的关键成分,纯粹的苹果皮没有任何杀菌效果。
环境工程
张宁宁,武美圻,韩瑞,石忠钰,李振,于跃先
摘要:
铝电解电极废渣(包括大修渣、阳极炭渣等)作为铝电解工业的主要固体废弃物,不仅含有氟化物和氰化物等有害组分,同时还含有大量优质的炭质和电解质等有价组分,兼具危险固废和二次资源的双重属性,对其进行综合处置不仅可以实现资源循环和变废为宝,还能有效缓解其造成的环境污染问题。以无害化处置、资源化回收以及资源化利用为主线,对铝电解电极废渣的无害化与资源化研究现状进行了综述,指出了目前各技术方法存在的主要问题,并对我国铝电解电极废渣处置的发展方向提出了合理建议,为铝电解电极废渣的综合处置提供参考,对我国铝电解行业的绿色可持续发展具有借鉴意义。
周流舟,陈毅,李历棋,张恭文,罗国超,姚桢
摘要:
废旧阴极炭块的无害化与资源化已成为制约铝电解行业绿色可持续发展的资源环境难题。利用高温焙烧法处理废旧阴极炭块,基于不同粒度废旧阴极炭块的工业成分和浸出毒性,探索骨料粒度和焙烧温度对高温焙烧处理效果的影响。结果表明,随着骨料粒度的增大和焙烧温度的提高,回收炭材料碳含量逐渐提高,可溶性氟化物含量大幅降低。在最佳高温焙烧参数下,回收炭材料的碳含量由65.21%提高至94.52%,F-浸出浓度由4 018.55 mg/L降至7.63 mg/L。同时利用化学沉淀法对气态冷凝产物进行固化处理,提取高纯度的CaF2产品,避免高浓度含氟烟气二次污染。通过高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块具备技术可行性。
冶金史
陈亮亮,张宝霞,李强,吴业恒,马占山,魏国锋
摘要:
利用金相显微镜、扫描电镜能谱对洛阳徐阳村墓地西区出土的一件铜盘连接处的焊料进行检测分析,并且与目前已经公布的西周晚期到战国晚期的焊料成分的研究成果进行比较。西周晚期至春秋晚期出土的焊料有铅焊料、锡焊料以及铅锡合金焊料,而铅锡合金焊料以高铅低锡型合金较为常见。与春秋时期的铅锡合金焊料相比较,战国时期的铅锡焊料中同样以高铅低锡型合金较为常见。研究表明,徐阳墓地出土的铜盘连接处焊料为纯铅焊料,与春秋时期铅焊料、锡焊料及铅锡合金焊料的特征相吻合,因此认为徐阳墓地出土焊料为春秋时期的焊料。
重有色金属
王子阳,常军,姚元勇,杨娅,安茂艳,秦林,张超
摘要:
锰阳极泥是生产电解金属锰时在阳极室产生的副产物,电解锰企业平均每年会产生约10万吨锰阳极泥,其中锰含量在40%~50%,是一种二次锰资源。针对锰阳极泥高效资源分离回收技术难题,以贵州铜仁某电解锰企业产生的锰阳极泥为原料,在硫酸体系中采用藤茶提取物二氢杨梅素为还原剂浸出电解锰阳极泥中的元素锰,通过单因素试验考察了二氢杨梅素用量、液固比、硫酸浓度、浸出时间和物料粒度对锰浸出率的影响。结果表明,在二氢杨梅素与锰阳极泥质量比为0.09 g/g、硫酸浓度2 mol/L、液固比8、粒度-0.15 mm的条件下浸出120 min,锰的浸出率为96%。本研究在保证电解锰阳极泥中锰高效浸出,且浸出条件相对温和的同时,锰阳极泥中的铅得到有效富集,实现了锰和铅的良好分离,为电解锰阳极泥的资源化利用提供技术参考。
陈宇,邱玮杰,蒋梦轩,修晓杰,金文兵
摘要:
在锌冶炼焙烧过程中,焙烧炉内部反应情况和状态对焙烧氛围及产物质量至关重要。针对焙烧炉内部反应“黑箱”问题,导致状态监控与优化控制困难,提出了基于数字孪生的焙烧过程实时状态监控方法。首先采用粒径不变的未反应收缩核模型和简化的两相流化理论,建立了锌焙烧炉的机理模型。基于机理模型开发了焙烧炉状态监控数字孪生系统,实现了焙烧炉内部反应3D可视化、报警提醒和稳定生产的目的。现场运行结果表明:投入监控系统后沸腾层标温平均值误差只有4 ℃,标准差相对原系统降低了57.4%。本系统完成了焙烧炉的实时状态监控与分析,对焙烧炉的稳定、高质量生产具有重要意义。
王晨雪
摘要:
以铷铯萃取工艺为例,介绍了萃取前工序萃取原液除铝效果的研究情况,在以使用萃取作为主体工艺的生产中,若再加入不同萃取剂进行除铝的工序,将增加整条生产线的复杂性及成本。认为萃取工艺中宜采用化学法除铝,在总结前人除铝方法的基础上,对适于萃取工艺的复杂溶液体系除铝效果进行研究,通过对除铝试剂的选择、除铝pH范围的确定、氢氧化铝沉淀与再溶解现象的分析等方面进行试验,考察了铝的去除特性,对湿法冶金工业中常用的除铝处理技术的应用方式,提出建议及思路。
李耀山,文堪,高昭伟,刘远,孔德鸿,周华荣,王铧泰
摘要:
基于Metcal对富氧侧吹处理锌浸尾渣工艺流程进行模拟计算。结果表明,在投入量22 t/h的条件下,侧吹炉需要氧气量为5 442.124 m3/h、空气量为5 532.826 m3/h,产出熔炼炉渣中含Fe 32.903%、Zn 5.677%。烟化炉所需空气量为10 879.602 m3/h,产出烟化渣中含Fe 47.786%、Zn 0.828%。与模拟计算结果相比,现场物料化验结果熔炼炉渣中Fe含量低2.783个百分点、Pb含量低0.215个百分点、Zn含量低0.777个百分点。烟化渣中Fe含量低2.536个百分点、Pb含量低0.139个百分点、Zn含量高0.672个百分点。次氧化锌中Fe含量低0.771个百分点、Pb含量高1.811个百分点、Zn含量高0.42个百分点。基于Metcal建立的侧吹熔炼脱硫-烟化吹炼提锌工艺数学模型具有良好的可靠性,对生产具有一定的指导意义。
轻有色金属
焦庆国,侯光辉,张旭贵,李昌林,吴许建,胡清韬
摘要:
燃气焙烧启动技术和石墨化阴极技术是当前电解铝企业面对国家阶梯电价政策要求下全面降低电能消耗的首选技术。通过分析燃气焙烧启动技术优势和石墨化阴极特性,指出了石墨化阴极电解槽采用燃气焙烧时需要提高焙烧温度、调整升温策略和延长焙烧时间等技术措施,并在2台400 kA电解槽上进行了工业应用,达到了启动后无渗漏现象,在平稳运行6个月的时间内,炉底压降可以稳定保持在185 mV以下,吨铝直流电耗为12 269 kWh,达到了行业较好水平。
黄钰华,莫伟,封金鹏,任汝龙,何春彦,苏秀娟
摘要:
为探清赤泥中的Fe、Al在硫酸/草酸体系中浸出行为差异,比较研究了两种酸浸体系下广西某铝厂拜耳法赤泥中Fe、Al的浸出规律及机制。主要考察了酸浸过程因素对Fe、Al浸出效果的影响,比较分析了最佳试验条件下拜耳法赤泥中Fe、Al在不同酸浸体系的浸出差异,并通过浸出动力学和热力学分析阐述了硫酸/草酸体系下Fe、Al的浸出过程机理。研究表明,试验条件下,硫酸对Fe、Al的浸出效果均优于草酸;酸性溶液中赤泥各元素的浸出具有阶段性,其中Al的浸出优先于Fe;硫酸/草酸体系中对Fe浸出的效果差异主要体现在无机酸酸根和有机酸酸根供电子能力和作用机制不同,对Al浸出的效果差异主要体现在对赤泥中铝氧化物的作用机制不同。这一发现对充分利用不同酸处理赤泥、优化分离提取赤泥中有价金属提供了新思路。
陈清,张忠堂,严康,王瑞祥,徐志峰,李金辉
摘要:
针对目前废旧磷酸铁锂处理工艺存在耗能高、污染大等问题,探索了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料氯化焙烧工艺。焙烧过程中,以NH4Cl作为氯化剂,实现锂和部分金属物相转型,形成可溶性的氯化盐。探究NH4Cl用量、焙烧温度、焙烧时间、气氛条件等对氯化过程的影响。试验结果表明,废旧磷酸铁锂正极材料经氯化焙烧转型,可实现Fe、Al在氧化性气氛中转化为Fe2O3、FeOCl和AlPO4等难溶物,在水浸过程中原料中的不溶性杂质和难溶的Fe、Al化合物进入渣相,Li部分转化为可溶性物质,从而选择性浸出至溶液。本方案能够选择性从废旧磷酸铁锂电池中提取最有价值的金属锂,实现资源的回收、高效利用。
田野,康泽双,刘中凯,闫 琨,张腾飞,范泽坤
摘要:
赤泥是通过拜耳法精炼铝土矿产生的一种强碱性工业固体废物。以遵义某拜耳法氧化铝厂排出的赤泥为样品,开发出微波干法快速固碱技术,并就其干法固碱原理进行研究。研究表明,赤泥经过微波干法固碱,功率为392 W,微波频率2 450 MHz,波长122 mm,仅需要40 min,其pH可以从10.88降低至8.11,固碱过程不产生二次污染物。通过XRD和SEM分析发现,赤泥成分、外貌颜色、表观形态及粒径都存在变化。
李晓庆,何柳,王璇,周军,彭茜,姚桢,刘卫
摘要:
炭渣作为铝电解生产过程中排放的危险固体废弃物,目前主要通过浮选工艺处理炭渣,但由于浮选炭渣碳含量较低且存在二次污染风险,限制了其资源化利用前景。采用常压酸浸对浮选炭渣进行深度提纯,依次研究了盐酸浓度、酸浸温度、液固比、搅拌速率、酸浸时间对提纯效果的影响,并通过XRD、XRF、浸出毒性分析探索浮选炭渣处理前后的物相组成、元素含量及氟离子浸出浓度的变化规律。结果表明,随着盐酸浓度、酸浸温度、液固比、搅拌速率、酸浸时间的增加,浸出渣碳含量呈现先增加后减缓的变化趋势。在盐酸浓度4 mol/L、酸浸温度60 ℃、搅拌速率1 200 r/min、液固比25、浸出时间4 h的最佳条件下,浮选炭渣的碳含量由82.67%提高至98.05%,氟离子浸出浓度从137.80 mg/L降低至62.49 mg/L。常压酸浸工艺具备实现浮选炭渣深度提纯的技术可行性。
稀贵金属
王亚奴,苏学斌,赵利信,霍建党
摘要:
鄂尔多斯某砂岩铀矿床含矿层中钙质夹层的铀矿品位高、夹层厚度大,是否考虑钙质夹层对于计算整个矿层的储量和可浸出资源量影响显著。基于试验井测井解释资料,描述了含钙质夹层铀矿床矿层特征,识别了钙质夹层主要测井响应特征,通过线性插值方法,计算了铀矿层的储量。结果显示,钙质夹层储量占总储量的25.2%。结合柱浸试验和岩心样品试验数据,构建了含夹层砂岩型铀矿床可浸出资源量计算方法,应用结果表明,中性浸出条件下,在不考虑夹层时,该单元可浸出资源量为16 978 kg。考虑夹层的储量及CO2增渗效果时,可浸出资源量为17 210 kg,较不考虑夹层时提高了1.36%,其中钙质夹层中铀矿浸出率为2.37%。定量考虑了多种增渗技术对可浸出性的影响,酸法和超声波增渗技术约能分别提高钙质夹层浸出率到7.84%和9.42%,该单元可浸出资源量较不考虑夹层时分别提高了4.51%和5.43%。理想条件下爆破增渗可实现钙质夹层的最大化开采,但会抑制常规矿层的高效浸出。研究表明,含夹层铀矿床中钙质夹层的铀矿能否有效浸出对总浸出量影响较大,对夹层采取一定的矿层增渗技术可显著提高浸出量。
杨剑飞,师留印,黄永,张亚红,苏姣姣,张引亮
摘要:
针对某低品位含铀钼矿钼浸处率不高、常规强化搅拌浸出固液分离困难等问题,研究了拌酸熟化-堆浸工艺,提出一种适合处理该矿石的工艺方法。试验考察了堆浸工艺参数矿石粒度、喷淋强度、浸出剂酸度、氧化剂用量和浸出时间对钼浸出率的影响,结果表明:在矿石粒度-3.2 mm、喷淋强度40~60 L/(m2?h),浸出剂酸度5 g/L、浸出时间6~8 d的条件下,矿堆渗透性较好,钼浸出率可达73%。
张毓芳
摘要:
高盐矿区往往缺乏淡水资源供生产使用。针对矿区盐水现状,进行高砷难处理金精矿生物氧化-氰化提金试验,考查不同氯离子浓度对硫化物氧化率、金浸出率等技术指标的影响。结果表明,氯离子浓度对金精矿生物氧化的不利影响随着浓度的升高而增强,氯离子浓度1.5 g/L以上时,硫化物的氧化率显著降低,10 g/L氯离子盐水生物氧化延长至18 d,砷浸出率88.4%,硫氧化率仅为35.3%。相同生物氧化渣在相同氰化条件下采用清水和10 g/L氯离子盐水进行氰化浸出时,盐水将降低金的浸出率。1.5 g/L、5 g/L氯离子盐水生物氧化10 d后的氧化渣采用10 g/L氯离子盐水氰化,金的浸出率分别比清水氰化时的分别低2.8、3.4个百分点。难处理金精矿生物氧化砷浸出率均高于硫氧化率,表明毒砂氧化率高于黄铁矿,金浸出率与毒砂氧化率的相关性较黄铁矿氧化率更加密切。
白向林,杨泉,吴喜龙,赵雨,韩继标,李勇,何啟涛,陈一辉
摘要:
采用溶剂萃取技术从含微量贵金属的废液中回收铂和钯。结果表明:在有机相为3% LIX84-I + 97% Solvesso150、0.1 mol/L HCI、相比为1︰3的条件下,可以从废液中高效选择萃取钯,钯萃取率达99.9%以上;在有机相为8% TOA+92%磺化煤油、0.1 mol/L HCl、相比为1︰5的条件下,钯萃余液中铂的萃取率达99.95%以上,实现贵金属的有效回收。相较于沉淀法和置换法,溶剂萃取法操作更简单、金属回收率更高,且可一步实现贵金属的回收与分离,处理后的废水可直接并入常规污水处理流程,达到环保要求。
材料与设备
郭浩,刘轩,王曾洁,李想,曹战民,薛济来
摘要:
采用熔盐电解法制备Al-Si-(Sc,Ce)合金,研究Ce对该合金组织及力学性能的影响。发现Ce具有显著改性细化作用,使树枝状初生α-Al成为圆形或椭圆形,共晶AlSi2Sc2相由长形层片状变为网状(长度由1 000 μm减至200~500 μm)。共晶Si相形貌由针片状转变为纤维状,降低了颗粒平均面积、圆度比和平均长度,并经共晶反应生成三元CeAl2Si2相。Al-7Si-0.79Sc-0.62Ce合金显微硬度比Al-7Si-0.82Sc增大,共晶Si、含Sc和含Ce区域硬度值分别提升8.5%、49.7%和99%,其强化机制与Ce细化作用有关。
黄凯,朱庆,杨旭,闫海
摘要:
将苹果皮制备的吸附材料用于负载银离子,所得载银吸附剂用于杀菌,效果显著。考察了溶液pH、苹果皮粉末颗粒量、接触时间、银离子初始浓度和温度等对其吸附银离子的影响。结果表明,pH在5左右时,吸附效果最佳,吸附容量可达到55 mg/g以上。该吸附负载银离子的苹果皮对芽孢杆菌和大肠杆菌都表现出非常优越的杀菌效果。被负载的银是导致杀菌效果的关键成分,纯粹的苹果皮没有任何杀菌效果。
环境工程
张宁宁,武美圻,韩瑞,石忠钰,李振,于跃先
摘要:
铝电解电极废渣(包括大修渣、阳极炭渣等)作为铝电解工业的主要固体废弃物,不仅含有氟化物和氰化物等有害组分,同时还含有大量优质的炭质和电解质等有价组分,兼具危险固废和二次资源的双重属性,对其进行综合处置不仅可以实现资源循环和变废为宝,还能有效缓解其造成的环境污染问题。以无害化处置、资源化回收以及资源化利用为主线,对铝电解电极废渣的无害化与资源化研究现状进行了综述,指出了目前各技术方法存在的主要问题,并对我国铝电解电极废渣处置的发展方向提出了合理建议,为铝电解电极废渣的综合处置提供参考,对我国铝电解行业的绿色可持续发展具有借鉴意义。
周流舟,陈毅,李历棋,张恭文,罗国超,姚桢
摘要:
废旧阴极炭块的无害化与资源化已成为制约铝电解行业绿色可持续发展的资源环境难题。利用高温焙烧法处理废旧阴极炭块,基于不同粒度废旧阴极炭块的工业成分和浸出毒性,探索骨料粒度和焙烧温度对高温焙烧处理效果的影响。结果表明,随着骨料粒度的增大和焙烧温度的提高,回收炭材料碳含量逐渐提高,可溶性氟化物含量大幅降低。在最佳高温焙烧参数下,回收炭材料的碳含量由65.21%提高至94.52%,F-浸出浓度由4 018.55 mg/L降至7.63 mg/L。同时利用化学沉淀法对气态冷凝产物进行固化处理,提取高纯度的CaF2产品,避免高浓度含氟烟气二次污染。通过高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块具备技术可行性。
冶金史
陈亮亮,张宝霞,李强,吴业恒,马占山,魏国锋
摘要:
利用金相显微镜、扫描电镜能谱对洛阳徐阳村墓地西区出土的一件铜盘连接处的焊料进行检测分析,并且与目前已经公布的西周晚期到战国晚期的焊料成分的研究成果进行比较。西周晚期至春秋晚期出土的焊料有铅焊料、锡焊料以及铅锡合金焊料,而铅锡合金焊料以高铅低锡型合金较为常见。与春秋时期的铅锡合金焊料相比较,战国时期的铅锡焊料中同样以高铅低锡型合金较为常见。研究表明,徐阳墓地出土的铜盘连接处焊料为纯铅焊料,与春秋时期铅焊料、锡焊料及铅锡合金焊料的特征相吻合,因此认为徐阳墓地出土焊料为春秋时期的焊料。
重有色金属
王子阳,常军,姚元勇,杨娅,安茂艳,秦林,张超
摘要:
锰阳极泥是生产电解金属锰时在阳极室产生的副产物,电解锰企业平均每年会产生约10万吨锰阳极泥,其中锰含量在40%~50%,是一种二次锰资源。针对锰阳极泥高效资源分离回收技术难题,以贵州铜仁某电解锰企业产生的锰阳极泥为原料,在硫酸体系中采用藤茶提取物二氢杨梅素为还原剂浸出电解锰阳极泥中的元素锰,通过单因素试验考察了二氢杨梅素用量、液固比、硫酸浓度、浸出时间和物料粒度对锰浸出率的影响。结果表明,在二氢杨梅素与锰阳极泥质量比为0.09 g/g、硫酸浓度2 mol/L、液固比8、粒度-0.15 mm的条件下浸出120 min,锰的浸出率为96%。本研究在保证电解锰阳极泥中锰高效浸出,且浸出条件相对温和的同时,锰阳极泥中的铅得到有效富集,实现了锰和铅的良好分离,为电解锰阳极泥的资源化利用提供技术参考。
陈宇,邱玮杰,蒋梦轩,修晓杰,金文兵
摘要:
在锌冶炼焙烧过程中,焙烧炉内部反应情况和状态对焙烧氛围及产物质量至关重要。针对焙烧炉内部反应“黑箱”问题,导致状态监控与优化控制困难,提出了基于数字孪生的焙烧过程实时状态监控方法。首先采用粒径不变的未反应收缩核模型和简化的两相流化理论,建立了锌焙烧炉的机理模型。基于机理模型开发了焙烧炉状态监控数字孪生系统,实现了焙烧炉内部反应3D可视化、报警提醒和稳定生产的目的。现场运行结果表明:投入监控系统后沸腾层标温平均值误差只有4 ℃,标准差相对原系统降低了57.4%。本系统完成了焙烧炉的实时状态监控与分析,对焙烧炉的稳定、高质量生产具有重要意义。
王晨雪
摘要:
以铷铯萃取工艺为例,介绍了萃取前工序萃取原液除铝效果的研究情况,在以使用萃取作为主体工艺的生产中,若再加入不同萃取剂进行除铝的工序,将增加整条生产线的复杂性及成本。认为萃取工艺中宜采用化学法除铝,在总结前人除铝方法的基础上,对适于萃取工艺的复杂溶液体系除铝效果进行研究,通过对除铝试剂的选择、除铝pH范围的确定、氢氧化铝沉淀与再溶解现象的分析等方面进行试验,考察了铝的去除特性,对湿法冶金工业中常用的除铝处理技术的应用方式,提出建议及思路。
李耀山,文堪,高昭伟,刘远,孔德鸿,周华荣,王铧泰
摘要:
基于Metcal对富氧侧吹处理锌浸尾渣工艺流程进行模拟计算。结果表明,在投入量22 t/h的条件下,侧吹炉需要氧气量为5 442.124 m3/h、空气量为5 532.826 m3/h,产出熔炼炉渣中含Fe 32.903%、Zn 5.677%。烟化炉所需空气量为10 879.602 m3/h,产出烟化渣中含Fe 47.786%、Zn 0.828%。与模拟计算结果相比,现场物料化验结果熔炼炉渣中Fe含量低2.783个百分点、Pb含量低0.215个百分点、Zn含量低0.777个百分点。烟化渣中Fe含量低2.536个百分点、Pb含量低0.139个百分点、Zn含量高0.672个百分点。次氧化锌中Fe含量低0.771个百分点、Pb含量高1.811个百分点、Zn含量高0.42个百分点。基于Metcal建立的侧吹熔炼脱硫-烟化吹炼提锌工艺数学模型具有良好的可靠性,对生产具有一定的指导意义。
轻有色金属
焦庆国,侯光辉,张旭贵,李昌林,吴许建,胡清韬
摘要:
燃气焙烧启动技术和石墨化阴极技术是当前电解铝企业面对国家阶梯电价政策要求下全面降低电能消耗的首选技术。通过分析燃气焙烧启动技术优势和石墨化阴极特性,指出了石墨化阴极电解槽采用燃气焙烧时需要提高焙烧温度、调整升温策略和延长焙烧时间等技术措施,并在2台400 kA电解槽上进行了工业应用,达到了启动后无渗漏现象,在平稳运行6个月的时间内,炉底压降可以稳定保持在185 mV以下,吨铝直流电耗为12 269 kWh,达到了行业较好水平。
黄钰华,莫伟,封金鹏,任汝龙,何春彦,苏秀娟
摘要:
为探清赤泥中的Fe、Al在硫酸/草酸体系中浸出行为差异,比较研究了两种酸浸体系下广西某铝厂拜耳法赤泥中Fe、Al的浸出规律及机制。主要考察了酸浸过程因素对Fe、Al浸出效果的影响,比较分析了最佳试验条件下拜耳法赤泥中Fe、Al在不同酸浸体系的浸出差异,并通过浸出动力学和热力学分析阐述了硫酸/草酸体系下Fe、Al的浸出过程机理。研究表明,试验条件下,硫酸对Fe、Al的浸出效果均优于草酸;酸性溶液中赤泥各元素的浸出具有阶段性,其中Al的浸出优先于Fe;硫酸/草酸体系中对Fe浸出的效果差异主要体现在无机酸酸根和有机酸酸根供电子能力和作用机制不同,对Al浸出的效果差异主要体现在对赤泥中铝氧化物的作用机制不同。这一发现对充分利用不同酸处理赤泥、优化分离提取赤泥中有价金属提供了新思路。
陈清,张忠堂,严康,王瑞祥,徐志峰,李金辉
摘要:
针对目前废旧磷酸铁锂处理工艺存在耗能高、污染大等问题,探索了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料氯化焙烧工艺。焙烧过程中,以NH4Cl作为氯化剂,实现锂和部分金属物相转型,形成可溶性的氯化盐。探究NH4Cl用量、焙烧温度、焙烧时间、气氛条件等对氯化过程的影响。试验结果表明,废旧磷酸铁锂正极材料经氯化焙烧转型,可实现Fe、Al在氧化性气氛中转化为Fe2O3、FeOCl和AlPO4等难溶物,在水浸过程中原料中的不溶性杂质和难溶的Fe、Al化合物进入渣相,Li部分转化为可溶性物质,从而选择性浸出至溶液。本方案能够选择性从废旧磷酸铁锂电池中提取最有价值的金属锂,实现资源的回收、高效利用。
田野,康泽双,刘中凯,闫 琨,张腾飞,范泽坤
摘要:
赤泥是通过拜耳法精炼铝土矿产生的一种强碱性工业固体废物。以遵义某拜耳法氧化铝厂排出的赤泥为样品,开发出微波干法快速固碱技术,并就其干法固碱原理进行研究。研究表明,赤泥经过微波干法固碱,功率为392 W,微波频率2 450 MHz,波长122 mm,仅需要40 min,其pH可以从10.88降低至8.11,固碱过程不产生二次污染物。通过XRD和SEM分析发现,赤泥成分、外貌颜色、表观形态及粒径都存在变化。
李晓庆,何柳,王璇,周军,彭茜,姚桢,刘卫
摘要:
炭渣作为铝电解生产过程中排放的危险固体废弃物,目前主要通过浮选工艺处理炭渣,但由于浮选炭渣碳含量较低且存在二次污染风险,限制了其资源化利用前景。采用常压酸浸对浮选炭渣进行深度提纯,依次研究了盐酸浓度、酸浸温度、液固比、搅拌速率、酸浸时间对提纯效果的影响,并通过XRD、XRF、浸出毒性分析探索浮选炭渣处理前后的物相组成、元素含量及氟离子浸出浓度的变化规律。结果表明,随着盐酸浓度、酸浸温度、液固比、搅拌速率、酸浸时间的增加,浸出渣碳含量呈现先增加后减缓的变化趋势。在盐酸浓度4 mol/L、酸浸温度60 ℃、搅拌速率1 200 r/min、液固比25、浸出时间4 h的最佳条件下,浮选炭渣的碳含量由82.67%提高至98.05%,氟离子浸出浓度从137.80 mg/L降低至62.49 mg/L。常压酸浸工艺具备实现浮选炭渣深度提纯的技术可行性。
稀贵金属
王亚奴,苏学斌,赵利信,霍建党
摘要:
鄂尔多斯某砂岩铀矿床含矿层中钙质夹层的铀矿品位高、夹层厚度大,是否考虑钙质夹层对于计算整个矿层的储量和可浸出资源量影响显著。基于试验井测井解释资料,描述了含钙质夹层铀矿床矿层特征,识别了钙质夹层主要测井响应特征,通过线性插值方法,计算了铀矿层的储量。结果显示,钙质夹层储量占总储量的25.2%。结合柱浸试验和岩心样品试验数据,构建了含夹层砂岩型铀矿床可浸出资源量计算方法,应用结果表明,中性浸出条件下,在不考虑夹层时,该单元可浸出资源量为16 978 kg。考虑夹层的储量及CO2增渗效果时,可浸出资源量为17 210 kg,较不考虑夹层时提高了1.36%,其中钙质夹层中铀矿浸出率为2.37%。定量考虑了多种增渗技术对可浸出性的影响,酸法和超声波增渗技术约能分别提高钙质夹层浸出率到7.84%和9.42%,该单元可浸出资源量较不考虑夹层时分别提高了4.51%和5.43%。理想条件下爆破增渗可实现钙质夹层的最大化开采,但会抑制常规矿层的高效浸出。研究表明,含夹层铀矿床中钙质夹层的铀矿能否有效浸出对总浸出量影响较大,对夹层采取一定的矿层增渗技术可显著提高浸出量。
杨剑飞,师留印,黄永,张亚红,苏姣姣,张引亮
摘要:
针对某低品位含铀钼矿钼浸处率不高、常规强化搅拌浸出固液分离困难等问题,研究了拌酸熟化-堆浸工艺,提出一种适合处理该矿石的工艺方法。试验考察了堆浸工艺参数矿石粒度、喷淋强度、浸出剂酸度、氧化剂用量和浸出时间对钼浸出率的影响,结果表明:在矿石粒度-3.2 mm、喷淋强度40~60 L/(m2?h),浸出剂酸度5 g/L、浸出时间6~8 d的条件下,矿堆渗透性较好,钼浸出率可达73%。
张毓芳
摘要:
高盐矿区往往缺乏淡水资源供生产使用。针对矿区盐水现状,进行高砷难处理金精矿生物氧化-氰化提金试验,考查不同氯离子浓度对硫化物氧化率、金浸出率等技术指标的影响。结果表明,氯离子浓度对金精矿生物氧化的不利影响随着浓度的升高而增强,氯离子浓度1.5 g/L以上时,硫化物的氧化率显著降低,10 g/L氯离子盐水生物氧化延长至18 d,砷浸出率88.4%,硫氧化率仅为35.3%。相同生物氧化渣在相同氰化条件下采用清水和10 g/L氯离子盐水进行氰化浸出时,盐水将降低金的浸出率。1.5 g/L、5 g/L氯离子盐水生物氧化10 d后的氧化渣采用10 g/L氯离子盐水氰化,金的浸出率分别比清水氰化时的分别低2.8、3.4个百分点。难处理金精矿生物氧化砷浸出率均高于硫氧化率,表明毒砂氧化率高于黄铁矿,金浸出率与毒砂氧化率的相关性较黄铁矿氧化率更加密切。
白向林,杨泉,吴喜龙,赵雨,韩继标,李勇,何啟涛,陈一辉
摘要:
采用溶剂萃取技术从含微量贵金属的废液中回收铂和钯。结果表明:在有机相为3% LIX84-I + 97% Solvesso150、0.1 mol/L HCI、相比为1︰3的条件下,可以从废液中高效选择萃取钯,钯萃取率达99.9%以上;在有机相为8% TOA+92%磺化煤油、0.1 mol/L HCl、相比为1︰5的条件下,钯萃余液中铂的萃取率达99.95%以上,实现贵金属的有效回收。相较于沉淀法和置换法,溶剂萃取法操作更简单、金属回收率更高,且可一步实现贵金属的回收与分离,处理后的废水可直接并入常规污水处理流程,达到环保要求。
材料与设备
郭浩,刘轩,王曾洁,李想,曹战民,薛济来
摘要:
采用熔盐电解法制备Al-Si-(Sc,Ce)合金,研究Ce对该合金组织及力学性能的影响。发现Ce具有显著改性细化作用,使树枝状初生α-Al成为圆形或椭圆形,共晶AlSi2Sc2相由长形层片状变为网状(长度由1 000 μm减至200~500 μm)。共晶Si相形貌由针片状转变为纤维状,降低了颗粒平均面积、圆度比和平均长度,并经共晶反应生成三元CeAl2Si2相。Al-7Si-0.79Sc-0.62Ce合金显微硬度比Al-7Si-0.82Sc增大,共晶Si、含Sc和含Ce区域硬度值分别提升8.5%、49.7%和99%,其强化机制与Ce细化作用有关。
黄凯,朱庆,杨旭,闫海
摘要:
将苹果皮制备的吸附材料用于负载银离子,所得载银吸附剂用于杀菌,效果显著。考察了溶液pH、苹果皮粉末颗粒量、接触时间、银离子初始浓度和温度等对其吸附银离子的影响。结果表明,pH在5左右时,吸附效果最佳,吸附容量可达到55 mg/g以上。该吸附负载银离子的苹果皮对芽孢杆菌和大肠杆菌都表现出非常优越的杀菌效果。被负载的银是导致杀菌效果的关键成分,纯粹的苹果皮没有任何杀菌效果。
环境工程
张宁宁,武美圻,韩瑞,石忠钰,李振,于跃先
摘要:
铝电解电极废渣(包括大修渣、阳极炭渣等)作为铝电解工业的主要固体废弃物,不仅含有氟化物和氰化物等有害组分,同时还含有大量优质的炭质和电解质等有价组分,兼具危险固废和二次资源的双重属性,对其进行综合处置不仅可以实现资源循环和变废为宝,还能有效缓解其造成的环境污染问题。以无害化处置、资源化回收以及资源化利用为主线,对铝电解电极废渣的无害化与资源化研究现状进行了综述,指出了目前各技术方法存在的主要问题,并对我国铝电解电极废渣处置的发展方向提出了合理建议,为铝电解电极废渣的综合处置提供参考,对我国铝电解行业的绿色可持续发展具有借鉴意义。
周流舟,陈毅,李历棋,张恭文,罗国超,姚桢
摘要:
废旧阴极炭块的无害化与资源化已成为制约铝电解行业绿色可持续发展的资源环境难题。利用高温焙烧法处理废旧阴极炭块,基于不同粒度废旧阴极炭块的工业成分和浸出毒性,探索骨料粒度和焙烧温度对高温焙烧处理效果的影响。结果表明,随着骨料粒度的增大和焙烧温度的提高,回收炭材料碳含量逐渐提高,可溶性氟化物含量大幅降低。在最佳高温焙烧参数下,回收炭材料的碳含量由65.21%提高至94.52%,F-浸出浓度由4 018.55 mg/L降至7.63 mg/L。同时利用化学沉淀法对气态冷凝产物进行固化处理,提取高纯度的CaF2产品,避免高浓度含氟烟气二次污染。通过高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块具备技术可行性。
冶金史
陈亮亮,张宝霞,李强,吴业恒,马占山,魏国锋
摘要:
利用金相显微镜、扫描电镜能谱对洛阳徐阳村墓地西区出土的一件铜盘连接处的焊料进行检测分析,并且与目前已经公布的西周晚期到战国晚期的焊料成分的研究成果进行比较。西周晚期至春秋晚期出土的焊料有铅焊料、锡焊料以及铅锡合金焊料,而铅锡合金焊料以高铅低锡型合金较为常见。与春秋时期的铅锡合金焊料相比较,战国时期的铅锡焊料中同样以高铅低锡型合金较为常见。研究表明,徐阳墓地出土的铜盘连接处焊料为纯铅焊料,与春秋时期铅焊料、锡焊料及铅锡合金焊料的特征相吻合,因此认为徐阳墓地出土焊料为春秋时期的焊料。