2025年第2期目录
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    专刊
  • 李会泉,孙振华,邢鹏,杨晨年,赵泽森,褚建文,王晨晔,王兴瑞
    摘要:
    锂是支撑新能源产业可持续发展的关键金属,实现特色锂资源绿色循环利用对保障我国锂资源安全供给意义重大。我国锂资源整体呈现原生锂资源总体品位低、高效清洁利用难度大,再生锂资源利用效率低、高值循环利用需求大的特点。本文结合我国资源与产业特点,系统介绍了盐湖锂、矿石锂及再生锂等特色锂资源综合利用技术进展,重点阐述分析了盐湖卤水萃取法及吸附法提锂技术,锂辉石、锂云母、黏土型锂矿冶炼提锂技术,废旧锂离子电池回收利用技术以及其他含锂废料提锂技术的现状与发展趋势,进一步从技术、产业与政策层面提出我国特色锂资源绿色循环利用体系构建建议,以期为锂产业高质量可持续绿色发展提供参考。
  • 林国,钟震,夏洪应,胡途,王仕兴,李世伟,张利波
    摘要:
    传统湿法冶金技术存在反应速度慢、处理效率低、能耗高以及环境污染等局限性。为了克服这些限制,超声技术作为一种新兴的湿法冶金强化手段,因其高效、环保的特性展现出巨大的应用潜力。本文综述了超声技术在湿法冶金中的应用,包括其基本原理、作用机制,以及在浮选、矿物粉碎、浸出、萃取、金属电沉积、吸附/脱附过程和纳米材料合成等多个环节中的积极作用。超声技术通过增强化学反应过程,加速浸出,提升金属提取效率,同时减少化学试剂的使用,降低环境污染。此外,超声技术还在提高产品纯度、改善晶体生长和沉积物形态等方面具有积极作用。随着技术的发展,超声技术有望在推动湿法冶金行业向更绿色、环保的方向发展中发挥更加重要的作用。
  • 严思亮,刘文,杨泉,李勇,吴喜龙,徐英杰,夏洪应
    摘要:
    我国铂资源短缺问题严峻,铂在化工、石油精炼、汽车尾气处理等行业不可或缺。原生铂矿储量有限、开采难,开采冶炼耗能多、成本高,还易致矿区地表塌陷、植被破坏、废渣废水污染等环境问题。而废铂催化剂含大量铂金属,回收工艺可重复再利用。经济上,回收铂族金属能减少原生铂矿依赖,且成本低,企业效益高;环境方面,避免资源过度索取与环境破坏,降低废弃物排放,契合资源循环与环保理念,利于我国可持续发展。本文介绍了从铂族二次资源中回收铂的方法,重点介绍浸出及溶液中铂富集的工艺和相应的优势和不足,以及目前主流的回收方法和对未来回收铂的展望。
  • 马圣月,邢 鹏,李会泉,王晨晔,刘明坤
    摘要:
    漆包铜线(漆包线)是由高纯度铜丝和附着于铜丝表面的有机漆层组成的一种典型的有机-无机复合材料,主要用作电机的电磁绕组。废漆包线因含有高品质的铜而成为一种重要的二次资源。热解法是回收废漆包线获得再生铜的一种重要方法。本文梳理了漆包线热解机理的研究进展,总结了废漆包线现有热解技术的特点和热解设备类型,分析了当前研究工作和实际生产中存在的主要问题,并对未来废漆包线回收在技术层面和设备层面的发展提出了展望,以期为废漆包线的热解回收提供一定的参考信息。
  • 陈本松,田杰林,杨万章,夏洪应
    摘要:
    大修渣是铝电解工艺产生的危险固体废弃物,不仅含有大量的可溶性氟化盐和氰化物,同时含有大量可回收资源如锂、铝等金属。如不妥善处置大修渣将对生态环境造成严重的危害,如何对其减量化、无害化、资源化处理是目前铝行业亟待解决的难题。本文详细分析了铝电解大修渣锂的来源,综述了大修渣提取锂盐相关技术研究及产业现状,为铝电解工艺大修渣处置利用及锂资源综合回收利用提供参考,对我国铝电解行业的绿色可持续发展具有借鉴意义。
  • 许妍妍,郭文欢,张致远,惠明洋,刘璐,李鹏,滕道光
    摘要:
    锗是一种稀散金属,广泛应用于红外技术、光纤、半导体等高科技领域,并被认定为战略资源。由于锗资源稀少且分布分散,其提取技术受到原料来源限制,富集难度较大。因此,合理开发初级和二次锗资源以保障锗产业的稳定发展,成为全球紧迫的需求。溶剂萃取法以其高分离系数、高效率、良好选择性、简便流程以及广泛适应性等优点,已成为锗回收的主要研究方向,并在理论和应用研究中取得了显著进展。本文综述了溶剂萃取法在锗回收中的应用进展,重点分析了不同萃取剂的萃取机理和性能,探讨了当前面临的主要问题,并展望了未来的发展趋势及应用前景。
  • 刘风琴,王艺,谢明壮,吴泽港,于国庆,钟晶晶,赵洪亮
    摘要:
    通过改变盐酸浓度,反应温度,浸出时间和液固比这些浸出参数,研究了含锂废铝电解质中锂(Li)、钠(Na)、铝(Al)、钙(Ca)四种元素的盐酸浸出行为。本研究发现,在考察盐酸浓度的影响时,随着参数的增大,锂(Li)和钠(Na)的浸出率均有所提高,铝(Al)和钙(Ca)的浸出率很低且随盐酸浓度变化不大。在考察浸出时间的影响时,锂(Li)的浸出率呈现先升高又降低的趋势,而钠(Na)的浸出率随时间一直升高,铝(Al)和钙(Ca)浸出率较低但随浸出时间延长而增长。在考察浸出温度的影响时,锂(Li)的浸出率呈现先升高又降低的趋势,温度的改变对钠(Na)、铝(Al)和钙(Ca)的浸出率影响不大。在考察液固比的影响时,锂(Li)的浸出率随液固比增大先快速升高然后到达拐点趋于平稳,钠(Na)、铝(Al)和钙(Ca)的浸出率随液固比增长较为明显。通过改变和优化浸出参数,锂浸出率最高可达98%。
  • 寸之亘,邢鹏,王晨晔,孙振华,李会泉,尹逸雄
    摘要:
    针对废旧磷酸铁锂电池回收过程中热处理阶段易引发材料氧化、影响后续提锂效率的问题,本研究提出了基于全组分热解的回收工艺。本工艺在有效去除有机组分的同时,显著抑制了磷酸铁锂矿相的氧化反应。在N2气氛下,于400℃温度和45分钟时间条件下进行热解,磷酸铁锂矿相得以保持稳定,锂的浸出率高达99.03%。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)分析,揭示了热解过程中电解液挥发、分解以及隔膜和粘结剂热解的动态变化。进一步研究低氧环境对多组分热解的影响,发现磷酸铁锂电池全组分热解在抑制磷酸铁锂氧化方面的显著效果,其氧化率仅为10.12%,较单独正极片热解降低了65.31%。本研究提出的全组分热解工艺有望为磷酸铁锂电池的绿色回收和高效提锂提供了创新性的技术途径。
  • 叶世雨,万 骞,刘 涛,张一敏,郑秋实,何 野,白志刚
    摘要:
    针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,本文对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验研究,重点考察了沉淀剂种类、沉淀剂用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时间对除硅效果和钒铬损失的影响。结果表明:使用NaAlO2作为除硅剂,在n(Al):n(Si)=1.8,浸出液氢氧根离子(OH- )浓度为7.5 mol/L,反应温度为85 °C,反应时间为1 h,静置时间为2 h时,碱浸液中硅的去除率可达93.33%,浓度降至0.29 g/L,钒与铬的损失均小于1%。该方法除硅效果较好,所需时间短,且钒铬损失少,除硅后的浸出液满足后续提钒铬要求。
  • 杨慧,马保中,陈永强,王成彦
    摘要:
    卤水中铷铯资源的提取对于我国高新技术产业的发展具有重要意义,但卤水成分复杂,实现铷铯与高浓度杂质离子的分离十分困难。普鲁士蓝及其类似物具有优良的铷、铯选择性,因此成为主流的铷、铯吸附材料。本文对比了普鲁士蓝(FeHCF)及四种类普鲁士蓝吸附剂对高盐卤水中低浓度铷、铯的吸附性能。FeHCF由于吸附效果良好、试剂价格较低而被用于后续实验。随后,探究了不同因素对FeHCF吸附行为的影响,在优化条件下,铷和铯的吸附率分别为94.4%和99.4%,饱和吸附容量分别为517.3 mg/L和2.8 mg/L。。最后,对吸附前后FeHCF的理化性质进行了详细分析,验证了FeHCF对铷的成功选择性吸附。
  • 王驰,许东兵,常朝,蒋子超,谭博仁,王晨晔,王勇,李会泉,赵泽森,桂夏辉,杨建国
    摘要:
    萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。本研究采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。
  • 付光,韦洁,陆占清,裴启飞,梁辰,徐英杰,夏洪应
    摘要:
    本研究通过引入超声波协同氧化剂,旨在提高高硅低锗氧化锌烟尘中锌和锗的浸出效率。实验中选用双氧水作为氧化剂,并对硫酸初始浓度、液固比、H?O?与H?SO?摩尔浓度比、温度及超声波功率进行了优化。结果显示,当硫酸初始浓度为1.8 M,双氧水与硫酸浓度比为1:1,液固体积质量比为7,浸出时间为60 min,浸出温度为70 ℃,超声波功率为300 W时,锌和锗的浸出率达到最高值,其中锌、锗浸出率分别为98.16%和86.14%。与相同条件下未使用超声波和双氧水的常规工艺相比,二者的浸出率分别提高了14.66%和17.37%。此外,研究还分析了浸出过程中的反应机制,为后续工艺优化提供了理论基础。
  • 胡文斌,王晨晔,孙宇佳,李会泉,金永龙,杜浩,李兰杰,李会林,王佩,赵备备,李鹏阳
    摘要:
    转炉钒渣和含钒废催化剂等二次资源是提钒的重要原料,但由于浸出过程中钒的氧化浸出受传质效率和气体扩散系数影响,浸出率难以进一步提高。因此,如何实现含钒矿相中低价钒的高效氧化对于钒的可持续性生产至关重要。本文以曝气式搅拌反应器作为浸出装置,通过流体力学计算模拟(CFD)研究了搅拌过程中气液混合分布规律,并将其应用于钒渣中钒、铬的液相氧化浸出过程。结果发现,曝气式搅拌有利于促进气液相混合均匀,并将气液混合相向反应器底部推进,增加气相停留时间,提高了后续氧化效率。通过曝气式搅拌,反应器内形成高密度的细微气泡,提高金属氧化效率,将钒渣中铬的氧化效率提高到98%以上。进一步通过EPR对浸出渣分析发现,曝气式搅拌可以直接促进固相钒铬尖晶石的氧化和分解,提高后续浸出效率。本研究通过CFD模拟和实验验证,为曝气式搅拌用于提高液相氧化浸出过程中低价金属的氧化和浸出效率提供依据,为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值。
  • 吴金玲,阳启华,王日,张文娟
    摘要:
    从钕铁硼废料中高效回收稀土是缓解稀土资源紧张局势的重要途径。目前,从钕铁硼废料中回收稀土的难点在于稀土与铁的深度分离。本文利用赤铁矿除铁法分离钕铁硼废料中的Fe,达到稀土与Fe深度分离的目的。针对影响稀土浸出率及稀土与铁分离效果的因素进行了详细的考察,得出结论如下:氧化剂NaNO3用量60?10-3 g/g原料,HCl用量0.663 mL/g,浸出温度180 ℃,浸出时间3 h,液固比2.5 mL/g,搅拌速度300 rpm。该条件下REO和镨钕浸出率分别为95.91%、97.99%,酸浸液(Fe2O3/REO)4.37%,XRD及SEM结果显示酸浸渣主要成分为过滤性能良好的赤铁矿。
  • 俞子铉,李奇勇,李强,刘云龙,罗微,陈茜
    摘要:
    利用碱式焙烧-水浸工艺提取废SCR脱硝催化剂中的钒和钨,以便后续钒和钨的资源化利用。试验探究了焙烧温度、焙烧时间、Na2CO3比例(Na2CO3质量:废催化剂质量)、水浸温度、水浸时间等因素对钒和钨浸出效果的影响,结合焙烧产物XRD分析探究其焙烧机理。试验结果表明,废SCR脱硝催化剂合适的碱式焙烧-水浸条件为:焙烧温度875 ℃、焙烧时间1.5 h、Na2CO3比例1:1、水浸温度80 ℃、水浸时间2 h,在此条件下钒和钨的浸出率分别达到91.33%和96.34%;根据XRD分析结果,在碱式焙烧过程中钒和钨分别转化为易溶性的NaV6O15和Na2WO4;经过碱式焙烧-水浸处理后,90%以上的钒和钨进入水浸液,而进入水浸液中的钛不足2%。
  • 王亚雄,吴跃东,董海刚,赵家春,范云鹏,童伟锋,张纯熹,杨一滨
    摘要:
    针对DETA沉铑后液中的贵金属置换困难的问题,提出了二步还原回收工艺。先加入二价锡盐对溶液中的贵金属进行还原活化,再加入置换金属进行二次还原置换。研究了酸度、温度、时间、活化金属和置换金属加入量对最终贵金属置换回收率的影响。结果表明:在pH≤2,温度80~90 ℃,活化时间60~120min,SnCl2.2H2O与贵金属质量比为10:1,置换温度80~100 ℃,锌粉与贵金属质量比为20:1情况下,铂、钯、铑合计置换回收率>99.5%,铂、钯、铑合计总含量>95%。
  • 陈治毓,王得瑜,潘从明,周鹤立,廉会良,高向乾,杨丽虹,左福民,方潇,潘旺,王梓栋
    摘要:
    本文针对金川铂族金属生产线中的各类不溶渣与国内回收的铂族金属二次资源搭配通过火法铁捕集产出贵铁合金,采用预浸除铁-深度除杂-铂钯富集-铂钯提纯工艺,并对关键参数进行了实验研究,实现贵铁合金中铂钯进行分离、提纯,产出符合GB/T1420-2015 国标的99.99%铂钯产品,形成了贵铁合金湿法处理的新工艺路线,具有工艺流程短、回收率高,产品质量高,能够工业化生产的目的。
  • 张东晖,邢明飞,吴小芳,董丽丽,张帆
    摘要:
    本文采用碱溶脱硅联用机械化学提取法回收高铝粉煤灰(HAFA)中稀土元素(REEs),并同步获得高附加值富铝残渣。研究结果表明HAFA中REEs主要富集在玻璃相中。碱溶脱硅工艺可以在温和条件下高效选择性溶解HAFA中玻璃相(保留富含铝的莫来石-刚玉相),并将REEs释放到NaOH溶液中转变成稀土氢氧化物沉淀。之后采用EDTA作为浸提剂,通过机械化学提取法高效、快速提取脱硅残渣中的REEs。在最佳浸提工艺条件下,La、Ce、Pr和Nd的提取效率分别为85.99%、83.30%、82.03%和88.71%,同时获得富铝渣(Al2O3含量为68.23wt%;Al∶Si=2.52)。本研究为HAFA绿色、高附加值回收利用提供新的思路。
  • 孙腾笠,廖天鹏,巩燕飞,李彦龙,李俞良,杨斌
    摘要:
    采用“一段低酸脱杂→二段高酸浸铟→铁粉还原净化→硫化沉淀净化”工艺回收富铟渣中有价金属铟。一段低酸脱杂的最佳工艺参数为:氧化剂40ml/L、终点pH4.0、液固比5:1、温度70-80℃,富铟渣中铜、锌脱除率可达95%以上,铁的脱除率也可达55%以上,铟的损失率小于1%;二段高酸浸铟的最佳工艺参数为:氧化剂100ml/L、始酸浓度300g/L、温度80-90℃、反应时间2.5h,铟的回收率可达95%以上;铁粉置换→硫化沉淀梯级净化的最佳工艺参数为:铁粉3.5g/L、硫化钠用量1.3倍理论值、反应温度为60℃、时间为80-100min,杂质脱除率可达95%以上,铟损失率可控制在5.0%以下。
  • 丁银贵,黄文,陈士朝,赵海,郑环东,韩志彪,游韶玮
    摘要:
    本文分析了电视、电脑、空调和冰箱等9个种类8个年份72个的废电路板样品中的铜、金和银含量随时间变化规律。不同种类废电路板中铜含量存在明显差距,洗衣机电路板平均值最低(为4.58%),电话电路板平均值最高(为20.38%)。废电路板中金和银含量均呈逐年下降趋势,电话电路板金含量平均值最低(为0.17g/t),手机电路板金含量平均值最高(为305.69g/t),电话电路板银含量最低(为3.19g/t),电脑电路板银含量最高(为524.12g/t)。不同种类电路板的经济价值差别较大,其中手机电路板经济价值最高(为18.6万元/吨),金的经济价值为16.8万元,洗衣机电路板经济价值最低(为0.6万元/吨)。根据多年生产经验,对火法工艺处理废电路板控制入炉料的成分提出了建议。
  • 张世玲,田乐,孟奇,董鹏
    摘要:
    废旧锂离子电池回收利用是新能源电池产业发展的重要环节,废旧正极材料短流程高值再生是重要发展方向。本文提出了一种高温固相烧结以及Mg|Se共掺杂策略,来解决废旧钴酸锂材料的升级再生难题。主要是将废旧钴酸锂粉末在高温烧结的补锂同时引入掺杂元素,一同实现体相的掺杂改性。并发现,这种直接再生协同掺杂改性的方式可以有助于提高材料的导电性和结构稳定性,从而表现出优异的放电比容量和循环保持率。但是,这种材料不会改变材料的层状结构和颗粒形貌。再生材料在3.0~4.6V工作电压,可以释放194.6 mAh/g的首圈比容量,并且循环50圈的容量保持率可以高达71.58%。并且具有优异的大倍率电化学性能。该策略有望为其它废旧正极材料提供新的再生方向。
  • 刘雪峰,刘金辉,邢拥国,阳奕汉,王如意,刘勇毅
    摘要:
    地浸采铀过程中沿溶浸液流向不仅铀矿物被溶解,同时伴随有大量其它矿物的溶解,沿溶浸液流向矿物溶解、沉淀(形成)量具有随溶浸液运移距离延长而增高的规律。本文基于巴彦乌拉铀矿C12采区南部抽注单元为研究对象,采用逆向模拟方法探讨了沿溶浸液运移方向,矿物溶解、沉淀(形成)量空间分布特征与规律。研究结果表明:酸法地浸采铀过程中溶浸液运移至27.10 m时,发生溶解的矿物主要有钙长石(溶解量16.95 g·L-1),钠长石(溶解量2.8 g·L-1),钾长石(溶解量2.00 g·L-1);赤铁矿(溶解量8.74 mg·L-1)、黄铁矿(溶解量7.72 mg·L-1);发生沉淀的矿物主要有石膏(沉淀量10.45 g·L-1),新形成的矿物主要有伊利石(形成量13.65 g·L-1)、高岭石(形成量3.90 g·L-1)。矿物溶解、沉淀(形成)量具有沿程不断增大的空间演化规律,并在空间上具有一致性,长石发生黏土化蚀变和石膏沉淀是造成酸法地浸采铀中含矿层堵塞的重要机制。
  • 金将伟,杨国栋,刘思雨,马鑫,张银银,韩顺琦
    摘要:
    为探究实际工程情况下超临界CO2注入咸水层地质封存过程中储层孔隙度的变化,考虑CO2-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响。以准噶尔盆地东沟组砂岩储层为研究对象建立三维地质模型,采用全耦合方法进行多相多组分流动模拟超临界CO2注入咸水层后的溶解与扩散过程。结果表明,模拟期间储层孔隙度随CO2羽迁移呈现出四种不同变化趋势;温度和地层水盐度梯度变化均会改变孔隙度变化趋势。基于数据分析,发现CO2-咸水-岩石相互作用抑制了CO2的迁移速率,导致不同区域矿物溶解或沉淀状态不同,进而造成了对孔隙度影响的差异性;封存过程中CO2的持续注入导致储层内pH值降低,产生矿物溶解,进而增加了孔隙空间,其中钙长石的溶解作用最为显著,后期方解石持续生成则导致孔隙度增速放缓或减小;温度升高可促进矿物反应,并导致矿物变化量的增加,进而影响储层孔隙度的变化量;高盐度地层条件下不利于地化反应发生,进而减少孔隙度的变化量。本研究结果可为CO2地质封存的储层多场耦合模拟、地球化学响应特征研究提供一定的技术支撑,也为CO2地质封存的长期性和稳定性评价提供了理论依据。
  • 刘勇毅,刘金辉,阳奕汉,王健,周意如,韦妙,郑文娟
    摘要:
    通过室内酸法柱浸试验,对内蒙古哈达图铀矿石不同酸度条件下铀浸出特征和动力学机制进行了探讨,系统分析了铀矿石矿物成分与浸出过程中浸出液pH值、Eh值、铀浓度、浸出速率,液计、渣计浸出率及吨矿、吨铀耗酸量,在此基础上进行浸出动力学机制的拟合。研究结果表明,铀矿石碳酸盐含量(0.58 %)与粘土矿物含量(10.20 %)均满足酸浸工艺要求;平均铀浓度为33.13~47.27 mg·L-1、渣计浸出率93.06~95.43 %和吨铀酸耗为37.78~95.49 t·tU-1,符合酸法地浸可行性关键指标。10 g·L-1条件下铀矿石液计、渣计浸出率达到88.20 %、95.43 %,吨铀耗酸仅为37.78 t·tU-1,考虑到最佳浸出效益及经济成本,试验现场酸度宜为10 g·L-1。酸度大于10 g·L-1,柱浸时铀浸出动力学机制符合混合作用控制模型,小于等于10 g·L-1则符合化学反应控制模型。
  • 卢文鹏,狄浩凯,杨坤,裴启飞
    摘要:
    铅锌冶炼废水中和渣回收价值大、处理难度高,其湿法处理工艺是未来发展的主流趋势。本文基于中和渣特性,提出采用逆流酸浸工艺回收其中的有价金属,并探究不同反应因素对其浸出效果的影响规律。研究结果表明,在液固比为3:1、渣酸比为1.67、初始硫酸浓度为200 g/L、熟化硫酸浓度为98%、室温(自热浸出)和浸出时间为30 min的条件下,中和渣中锌、锰、锗的浸出率大于95%,镁的浸出率大于85%。该技术可将中和渣中的钙转变为石膏渣产品,将砷转变为砷酸铁固砷产物,同时获得了可外售的活性氧化锌和碱式碳酸镁产品。该技术可为我国企业的绿色化生产提供理论依据。
    专刊
  • 李会泉,孙振华,邢鹏,杨晨年,赵泽森,褚建文,王晨晔,王兴瑞
    摘要:
    锂是支撑新能源产业可持续发展的关键金属,实现特色锂资源绿色循环利用对保障我国锂资源安全供给意义重大。我国锂资源整体呈现原生锂资源总体品位低、高效清洁利用难度大,再生锂资源利用效率低、高值循环利用需求大的特点。本文结合我国资源与产业特点,系统介绍了盐湖锂、矿石锂及再生锂等特色锂资源综合利用技术进展,重点阐述分析了盐湖卤水萃取法及吸附法提锂技术,锂辉石、锂云母、黏土型锂矿冶炼提锂技术,废旧锂离子电池回收利用技术以及其他含锂废料提锂技术的现状与发展趋势,进一步从技术、产业与政策层面提出我国特色锂资源绿色循环利用体系构建建议,以期为锂产业高质量可持续绿色发展提供参考。
  • 林国,钟震,夏洪应,胡途,王仕兴,李世伟,张利波
    摘要:
    传统湿法冶金技术存在反应速度慢、处理效率低、能耗高以及环境污染等局限性。为了克服这些限制,超声技术作为一种新兴的湿法冶金强化手段,因其高效、环保的特性展现出巨大的应用潜力。本文综述了超声技术在湿法冶金中的应用,包括其基本原理、作用机制,以及在浮选、矿物粉碎、浸出、萃取、金属电沉积、吸附/脱附过程和纳米材料合成等多个环节中的积极作用。超声技术通过增强化学反应过程,加速浸出,提升金属提取效率,同时减少化学试剂的使用,降低环境污染。此外,超声技术还在提高产品纯度、改善晶体生长和沉积物形态等方面具有积极作用。随着技术的发展,超声技术有望在推动湿法冶金行业向更绿色、环保的方向发展中发挥更加重要的作用。
  • 严思亮,刘文,杨泉,李勇,吴喜龙,徐英杰,夏洪应
    摘要:
    我国铂资源短缺问题严峻,铂在化工、石油精炼、汽车尾气处理等行业不可或缺。原生铂矿储量有限、开采难,开采冶炼耗能多、成本高,还易致矿区地表塌陷、植被破坏、废渣废水污染等环境问题。而废铂催化剂含大量铂金属,回收工艺可重复再利用。经济上,回收铂族金属能减少原生铂矿依赖,且成本低,企业效益高;环境方面,避免资源过度索取与环境破坏,降低废弃物排放,契合资源循环与环保理念,利于我国可持续发展。本文介绍了从铂族二次资源中回收铂的方法,重点介绍浸出及溶液中铂富集的工艺和相应的优势和不足,以及目前主流的回收方法和对未来回收铂的展望。
  • 马圣月,邢 鹏,李会泉,王晨晔,刘明坤
    摘要:
    漆包铜线(漆包线)是由高纯度铜丝和附着于铜丝表面的有机漆层组成的一种典型的有机-无机复合材料,主要用作电机的电磁绕组。废漆包线因含有高品质的铜而成为一种重要的二次资源。热解法是回收废漆包线获得再生铜的一种重要方法。本文梳理了漆包线热解机理的研究进展,总结了废漆包线现有热解技术的特点和热解设备类型,分析了当前研究工作和实际生产中存在的主要问题,并对未来废漆包线回收在技术层面和设备层面的发展提出了展望,以期为废漆包线的热解回收提供一定的参考信息。
  • 陈本松,田杰林,杨万章,夏洪应
    摘要:
    大修渣是铝电解工艺产生的危险固体废弃物,不仅含有大量的可溶性氟化盐和氰化物,同时含有大量可回收资源如锂、铝等金属。如不妥善处置大修渣将对生态环境造成严重的危害,如何对其减量化、无害化、资源化处理是目前铝行业亟待解决的难题。本文详细分析了铝电解大修渣锂的来源,综述了大修渣提取锂盐相关技术研究及产业现状,为铝电解工艺大修渣处置利用及锂资源综合回收利用提供参考,对我国铝电解行业的绿色可持续发展具有借鉴意义。
  • 许妍妍,郭文欢,张致远,惠明洋,刘璐,李鹏,滕道光
    摘要:
    锗是一种稀散金属,广泛应用于红外技术、光纤、半导体等高科技领域,并被认定为战略资源。由于锗资源稀少且分布分散,其提取技术受到原料来源限制,富集难度较大。因此,合理开发初级和二次锗资源以保障锗产业的稳定发展,成为全球紧迫的需求。溶剂萃取法以其高分离系数、高效率、良好选择性、简便流程以及广泛适应性等优点,已成为锗回收的主要研究方向,并在理论和应用研究中取得了显著进展。本文综述了溶剂萃取法在锗回收中的应用进展,重点分析了不同萃取剂的萃取机理和性能,探讨了当前面临的主要问题,并展望了未来的发展趋势及应用前景。
  • 刘风琴,王艺,谢明壮,吴泽港,于国庆,钟晶晶,赵洪亮
    摘要:
    通过改变盐酸浓度,反应温度,浸出时间和液固比这些浸出参数,研究了含锂废铝电解质中锂(Li)、钠(Na)、铝(Al)、钙(Ca)四种元素的盐酸浸出行为。本研究发现,在考察盐酸浓度的影响时,随着参数的增大,锂(Li)和钠(Na)的浸出率均有所提高,铝(Al)和钙(Ca)的浸出率很低且随盐酸浓度变化不大。在考察浸出时间的影响时,锂(Li)的浸出率呈现先升高又降低的趋势,而钠(Na)的浸出率随时间一直升高,铝(Al)和钙(Ca)浸出率较低但随浸出时间延长而增长。在考察浸出温度的影响时,锂(Li)的浸出率呈现先升高又降低的趋势,温度的改变对钠(Na)、铝(Al)和钙(Ca)的浸出率影响不大。在考察液固比的影响时,锂(Li)的浸出率随液固比增大先快速升高然后到达拐点趋于平稳,钠(Na)、铝(Al)和钙(Ca)的浸出率随液固比增长较为明显。通过改变和优化浸出参数,锂浸出率最高可达98%。
  • 寸之亘,邢鹏,王晨晔,孙振华,李会泉,尹逸雄
    摘要:
    针对废旧磷酸铁锂电池回收过程中热处理阶段易引发材料氧化、影响后续提锂效率的问题,本研究提出了基于全组分热解的回收工艺。本工艺在有效去除有机组分的同时,显著抑制了磷酸铁锂矿相的氧化反应。在N2气氛下,于400℃温度和45分钟时间条件下进行热解,磷酸铁锂矿相得以保持稳定,锂的浸出率高达99.03%。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)分析,揭示了热解过程中电解液挥发、分解以及隔膜和粘结剂热解的动态变化。进一步研究低氧环境对多组分热解的影响,发现磷酸铁锂电池全组分热解在抑制磷酸铁锂氧化方面的显著效果,其氧化率仅为10.12%,较单独正极片热解降低了65.31%。本研究提出的全组分热解工艺有望为磷酸铁锂电池的绿色回收和高效提锂提供了创新性的技术途径。
  • 叶世雨,万 骞,刘 涛,张一敏,郑秋实,何 野,白志刚
    摘要:
    针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,本文对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验研究,重点考察了沉淀剂种类、沉淀剂用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时间对除硅效果和钒铬损失的影响。结果表明:使用NaAlO2作为除硅剂,在n(Al):n(Si)=1.8,浸出液氢氧根离子(OH- )浓度为7.5 mol/L,反应温度为85 °C,反应时间为1 h,静置时间为2 h时,碱浸液中硅的去除率可达93.33%,浓度降至0.29 g/L,钒与铬的损失均小于1%。该方法除硅效果较好,所需时间短,且钒铬损失少,除硅后的浸出液满足后续提钒铬要求。
  • 杨慧,马保中,陈永强,王成彦
    摘要:
    卤水中铷铯资源的提取对于我国高新技术产业的发展具有重要意义,但卤水成分复杂,实现铷铯与高浓度杂质离子的分离十分困难。普鲁士蓝及其类似物具有优良的铷、铯选择性,因此成为主流的铷、铯吸附材料。本文对比了普鲁士蓝(FeHCF)及四种类普鲁士蓝吸附剂对高盐卤水中低浓度铷、铯的吸附性能。FeHCF由于吸附效果良好、试剂价格较低而被用于后续实验。随后,探究了不同因素对FeHCF吸附行为的影响,在优化条件下,铷和铯的吸附率分别为94.4%和99.4%,饱和吸附容量分别为517.3 mg/L和2.8 mg/L。。最后,对吸附前后FeHCF的理化性质进行了详细分析,验证了FeHCF对铷的成功选择性吸附。
  • 王驰,许东兵,常朝,蒋子超,谭博仁,王晨晔,王勇,李会泉,赵泽森,桂夏辉,杨建国
    摘要:
    萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。本研究采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。
  • 付光,韦洁,陆占清,裴启飞,梁辰,徐英杰,夏洪应
    摘要:
    本研究通过引入超声波协同氧化剂,旨在提高高硅低锗氧化锌烟尘中锌和锗的浸出效率。实验中选用双氧水作为氧化剂,并对硫酸初始浓度、液固比、H?O?与H?SO?摩尔浓度比、温度及超声波功率进行了优化。结果显示,当硫酸初始浓度为1.8 M,双氧水与硫酸浓度比为1:1,液固体积质量比为7,浸出时间为60 min,浸出温度为70 ℃,超声波功率为300 W时,锌和锗的浸出率达到最高值,其中锌、锗浸出率分别为98.16%和86.14%。与相同条件下未使用超声波和双氧水的常规工艺相比,二者的浸出率分别提高了14.66%和17.37%。此外,研究还分析了浸出过程中的反应机制,为后续工艺优化提供了理论基础。
  • 胡文斌,王晨晔,孙宇佳,李会泉,金永龙,杜浩,李兰杰,李会林,王佩,赵备备,李鹏阳
    摘要:
    转炉钒渣和含钒废催化剂等二次资源是提钒的重要原料,但由于浸出过程中钒的氧化浸出受传质效率和气体扩散系数影响,浸出率难以进一步提高。因此,如何实现含钒矿相中低价钒的高效氧化对于钒的可持续性生产至关重要。本文以曝气式搅拌反应器作为浸出装置,通过流体力学计算模拟(CFD)研究了搅拌过程中气液混合分布规律,并将其应用于钒渣中钒、铬的液相氧化浸出过程。结果发现,曝气式搅拌有利于促进气液相混合均匀,并将气液混合相向反应器底部推进,增加气相停留时间,提高了后续氧化效率。通过曝气式搅拌,反应器内形成高密度的细微气泡,提高金属氧化效率,将钒渣中铬的氧化效率提高到98%以上。进一步通过EPR对浸出渣分析发现,曝气式搅拌可以直接促进固相钒铬尖晶石的氧化和分解,提高后续浸出效率。本研究通过CFD模拟和实验验证,为曝气式搅拌用于提高液相氧化浸出过程中低价金属的氧化和浸出效率提供依据,为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值。
  • 吴金玲,阳启华,王日,张文娟
    摘要:
    从钕铁硼废料中高效回收稀土是缓解稀土资源紧张局势的重要途径。目前,从钕铁硼废料中回收稀土的难点在于稀土与铁的深度分离。本文利用赤铁矿除铁法分离钕铁硼废料中的Fe,达到稀土与Fe深度分离的目的。针对影响稀土浸出率及稀土与铁分离效果的因素进行了详细的考察,得出结论如下:氧化剂NaNO3用量60?10-3 g/g原料,HCl用量0.663 mL/g,浸出温度180 ℃,浸出时间3 h,液固比2.5 mL/g,搅拌速度300 rpm。该条件下REO和镨钕浸出率分别为95.91%、97.99%,酸浸液(Fe2O3/REO)4.37%,XRD及SEM结果显示酸浸渣主要成分为过滤性能良好的赤铁矿。
  • 俞子铉,李奇勇,李强,刘云龙,罗微,陈茜
    摘要:
    利用碱式焙烧-水浸工艺提取废SCR脱硝催化剂中的钒和钨,以便后续钒和钨的资源化利用。试验探究了焙烧温度、焙烧时间、Na2CO3比例(Na2CO3质量:废催化剂质量)、水浸温度、水浸时间等因素对钒和钨浸出效果的影响,结合焙烧产物XRD分析探究其焙烧机理。试验结果表明,废SCR脱硝催化剂合适的碱式焙烧-水浸条件为:焙烧温度875 ℃、焙烧时间1.5 h、Na2CO3比例1:1、水浸温度80 ℃、水浸时间2 h,在此条件下钒和钨的浸出率分别达到91.33%和96.34%;根据XRD分析结果,在碱式焙烧过程中钒和钨分别转化为易溶性的NaV6O15和Na2WO4;经过碱式焙烧-水浸处理后,90%以上的钒和钨进入水浸液,而进入水浸液中的钛不足2%。
  • 王亚雄,吴跃东,董海刚,赵家春,范云鹏,童伟锋,张纯熹,杨一滨
    摘要:
    针对DETA沉铑后液中的贵金属置换困难的问题,提出了二步还原回收工艺。先加入二价锡盐对溶液中的贵金属进行还原活化,再加入置换金属进行二次还原置换。研究了酸度、温度、时间、活化金属和置换金属加入量对最终贵金属置换回收率的影响。结果表明:在pH≤2,温度80~90 ℃,活化时间60~120min,SnCl2.2H2O与贵金属质量比为10:1,置换温度80~100 ℃,锌粉与贵金属质量比为20:1情况下,铂、钯、铑合计置换回收率>99.5%,铂、钯、铑合计总含量>95%。
  • 陈治毓,王得瑜,潘从明,周鹤立,廉会良,高向乾,杨丽虹,左福民,方潇,潘旺,王梓栋
    摘要:
    本文针对金川铂族金属生产线中的各类不溶渣与国内回收的铂族金属二次资源搭配通过火法铁捕集产出贵铁合金,采用预浸除铁-深度除杂-铂钯富集-铂钯提纯工艺,并对关键参数进行了实验研究,实现贵铁合金中铂钯进行分离、提纯,产出符合GB/T1420-2015 国标的99.99%铂钯产品,形成了贵铁合金湿法处理的新工艺路线,具有工艺流程短、回收率高,产品质量高,能够工业化生产的目的。
  • 张东晖,邢明飞,吴小芳,董丽丽,张帆
    摘要:
    本文采用碱溶脱硅联用机械化学提取法回收高铝粉煤灰(HAFA)中稀土元素(REEs),并同步获得高附加值富铝残渣。研究结果表明HAFA中REEs主要富集在玻璃相中。碱溶脱硅工艺可以在温和条件下高效选择性溶解HAFA中玻璃相(保留富含铝的莫来石-刚玉相),并将REEs释放到NaOH溶液中转变成稀土氢氧化物沉淀。之后采用EDTA作为浸提剂,通过机械化学提取法高效、快速提取脱硅残渣中的REEs。在最佳浸提工艺条件下,La、Ce、Pr和Nd的提取效率分别为85.99%、83.30%、82.03%和88.71%,同时获得富铝渣(Al2O3含量为68.23wt%;Al∶Si=2.52)。本研究为HAFA绿色、高附加值回收利用提供新的思路。
  • 孙腾笠,廖天鹏,巩燕飞,李彦龙,李俞良,杨斌
    摘要:
    采用“一段低酸脱杂→二段高酸浸铟→铁粉还原净化→硫化沉淀净化”工艺回收富铟渣中有价金属铟。一段低酸脱杂的最佳工艺参数为:氧化剂40ml/L、终点pH4.0、液固比5:1、温度70-80℃,富铟渣中铜、锌脱除率可达95%以上,铁的脱除率也可达55%以上,铟的损失率小于1%;二段高酸浸铟的最佳工艺参数为:氧化剂100ml/L、始酸浓度300g/L、温度80-90℃、反应时间2.5h,铟的回收率可达95%以上;铁粉置换→硫化沉淀梯级净化的最佳工艺参数为:铁粉3.5g/L、硫化钠用量1.3倍理论值、反应温度为60℃、时间为80-100min,杂质脱除率可达95%以上,铟损失率可控制在5.0%以下。
  • 丁银贵,黄文,陈士朝,赵海,郑环东,韩志彪,游韶玮
    摘要:
    本文分析了电视、电脑、空调和冰箱等9个种类8个年份72个的废电路板样品中的铜、金和银含量随时间变化规律。不同种类废电路板中铜含量存在明显差距,洗衣机电路板平均值最低(为4.58%),电话电路板平均值最高(为20.38%)。废电路板中金和银含量均呈逐年下降趋势,电话电路板金含量平均值最低(为0.17g/t),手机电路板金含量平均值最高(为305.69g/t),电话电路板银含量最低(为3.19g/t),电脑电路板银含量最高(为524.12g/t)。不同种类电路板的经济价值差别较大,其中手机电路板经济价值最高(为18.6万元/吨),金的经济价值为16.8万元,洗衣机电路板经济价值最低(为0.6万元/吨)。根据多年生产经验,对火法工艺处理废电路板控制入炉料的成分提出了建议。
  • 张世玲,田乐,孟奇,董鹏
    摘要:
    废旧锂离子电池回收利用是新能源电池产业发展的重要环节,废旧正极材料短流程高值再生是重要发展方向。本文提出了一种高温固相烧结以及Mg|Se共掺杂策略,来解决废旧钴酸锂材料的升级再生难题。主要是将废旧钴酸锂粉末在高温烧结的补锂同时引入掺杂元素,一同实现体相的掺杂改性。并发现,这种直接再生协同掺杂改性的方式可以有助于提高材料的导电性和结构稳定性,从而表现出优异的放电比容量和循环保持率。但是,这种材料不会改变材料的层状结构和颗粒形貌。再生材料在3.0~4.6V工作电压,可以释放194.6 mAh/g的首圈比容量,并且循环50圈的容量保持率可以高达71.58%。并且具有优异的大倍率电化学性能。该策略有望为其它废旧正极材料提供新的再生方向。
  • 刘雪峰,刘金辉,邢拥国,阳奕汉,王如意,刘勇毅
    摘要:
    地浸采铀过程中沿溶浸液流向不仅铀矿物被溶解,同时伴随有大量其它矿物的溶解,沿溶浸液流向矿物溶解、沉淀(形成)量具有随溶浸液运移距离延长而增高的规律。本文基于巴彦乌拉铀矿C12采区南部抽注单元为研究对象,采用逆向模拟方法探讨了沿溶浸液运移方向,矿物溶解、沉淀(形成)量空间分布特征与规律。研究结果表明:酸法地浸采铀过程中溶浸液运移至27.10 m时,发生溶解的矿物主要有钙长石(溶解量16.95 g·L-1),钠长石(溶解量2.8 g·L-1),钾长石(溶解量2.00 g·L-1);赤铁矿(溶解量8.74 mg·L-1)、黄铁矿(溶解量7.72 mg·L-1);发生沉淀的矿物主要有石膏(沉淀量10.45 g·L-1),新形成的矿物主要有伊利石(形成量13.65 g·L-1)、高岭石(形成量3.90 g·L-1)。矿物溶解、沉淀(形成)量具有沿程不断增大的空间演化规律,并在空间上具有一致性,长石发生黏土化蚀变和石膏沉淀是造成酸法地浸采铀中含矿层堵塞的重要机制。
  • 金将伟,杨国栋,刘思雨,马鑫,张银银,韩顺琦
    摘要:
    为探究实际工程情况下超临界CO2注入咸水层地质封存过程中储层孔隙度的变化,考虑CO2-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响。以准噶尔盆地东沟组砂岩储层为研究对象建立三维地质模型,采用全耦合方法进行多相多组分流动模拟超临界CO2注入咸水层后的溶解与扩散过程。结果表明,模拟期间储层孔隙度随CO2羽迁移呈现出四种不同变化趋势;温度和地层水盐度梯度变化均会改变孔隙度变化趋势。基于数据分析,发现CO2-咸水-岩石相互作用抑制了CO2的迁移速率,导致不同区域矿物溶解或沉淀状态不同,进而造成了对孔隙度影响的差异性;封存过程中CO2的持续注入导致储层内pH值降低,产生矿物溶解,进而增加了孔隙空间,其中钙长石的溶解作用最为显著,后期方解石持续生成则导致孔隙度增速放缓或减小;温度升高可促进矿物反应,并导致矿物变化量的增加,进而影响储层孔隙度的变化量;高盐度地层条件下不利于地化反应发生,进而减少孔隙度的变化量。本研究结果可为CO2地质封存的储层多场耦合模拟、地球化学响应特征研究提供一定的技术支撑,也为CO2地质封存的长期性和稳定性评价提供了理论依据。
  • 刘勇毅,刘金辉,阳奕汉,王健,周意如,韦妙,郑文娟
    摘要:
    通过室内酸法柱浸试验,对内蒙古哈达图铀矿石不同酸度条件下铀浸出特征和动力学机制进行了探讨,系统分析了铀矿石矿物成分与浸出过程中浸出液pH值、Eh值、铀浓度、浸出速率,液计、渣计浸出率及吨矿、吨铀耗酸量,在此基础上进行浸出动力学机制的拟合。研究结果表明,铀矿石碳酸盐含量(0.58 %)与粘土矿物含量(10.20 %)均满足酸浸工艺要求;平均铀浓度为33.13~47.27 mg·L-1、渣计浸出率93.06~95.43 %和吨铀酸耗为37.78~95.49 t·tU-1,符合酸法地浸可行性关键指标。10 g·L-1条件下铀矿石液计、渣计浸出率达到88.20 %、95.43 %,吨铀耗酸仅为37.78 t·tU-1,考虑到最佳浸出效益及经济成本,试验现场酸度宜为10 g·L-1。酸度大于10 g·L-1,柱浸时铀浸出动力学机制符合混合作用控制模型,小于等于10 g·L-1则符合化学反应控制模型。
  • 卢文鹏,狄浩凯,杨坤,裴启飞
    摘要:
    铅锌冶炼废水中和渣回收价值大、处理难度高,其湿法处理工艺是未来发展的主流趋势。本文基于中和渣特性,提出采用逆流酸浸工艺回收其中的有价金属,并探究不同反应因素对其浸出效果的影响规律。研究结果表明,在液固比为3:1、渣酸比为1.67、初始硫酸浓度为200 g/L、熟化硫酸浓度为98%、室温(自热浸出)和浸出时间为30 min的条件下,中和渣中锌、锰、锗的浸出率大于95%,镁的浸出率大于85%。该技术可将中和渣中的钙转变为石膏渣产品,将砷转变为砷酸铁固砷产物,同时获得了可外售的活性氧化锌和碱式碳酸镁产品。该技术可为我国企业的绿色化生产提供理论依据。
    专刊
  • 李会泉,孙振华,邢鹏,杨晨年,赵泽森,褚建文,王晨晔,王兴瑞
    摘要:
    锂是支撑新能源产业可持续发展的关键金属,实现特色锂资源绿色循环利用对保障我国锂资源安全供给意义重大。我国锂资源整体呈现原生锂资源总体品位低、高效清洁利用难度大,再生锂资源利用效率低、高值循环利用需求大的特点。本文结合我国资源与产业特点,系统介绍了盐湖锂、矿石锂及再生锂等特色锂资源综合利用技术进展,重点阐述分析了盐湖卤水萃取法及吸附法提锂技术,锂辉石、锂云母、黏土型锂矿冶炼提锂技术,废旧锂离子电池回收利用技术以及其他含锂废料提锂技术的现状与发展趋势,进一步从技术、产业与政策层面提出我国特色锂资源绿色循环利用体系构建建议,以期为锂产业高质量可持续绿色发展提供参考。
  • 林国,钟震,夏洪应,胡途,王仕兴,李世伟,张利波
    摘要:
    传统湿法冶金技术存在反应速度慢、处理效率低、能耗高以及环境污染等局限性。为了克服这些限制,超声技术作为一种新兴的湿法冶金强化手段,因其高效、环保的特性展现出巨大的应用潜力。本文综述了超声技术在湿法冶金中的应用,包括其基本原理、作用机制,以及在浮选、矿物粉碎、浸出、萃取、金属电沉积、吸附/脱附过程和纳米材料合成等多个环节中的积极作用。超声技术通过增强化学反应过程,加速浸出,提升金属提取效率,同时减少化学试剂的使用,降低环境污染。此外,超声技术还在提高产品纯度、改善晶体生长和沉积物形态等方面具有积极作用。随着技术的发展,超声技术有望在推动湿法冶金行业向更绿色、环保的方向发展中发挥更加重要的作用。
  • 严思亮,刘文,杨泉,李勇,吴喜龙,徐英杰,夏洪应
    摘要:
    我国铂资源短缺问题严峻,铂在化工、石油精炼、汽车尾气处理等行业不可或缺。原生铂矿储量有限、开采难,开采冶炼耗能多、成本高,还易致矿区地表塌陷、植被破坏、废渣废水污染等环境问题。而废铂催化剂含大量铂金属,回收工艺可重复再利用。经济上,回收铂族金属能减少原生铂矿依赖,且成本低,企业效益高;环境方面,避免资源过度索取与环境破坏,降低废弃物排放,契合资源循环与环保理念,利于我国可持续发展。本文介绍了从铂族二次资源中回收铂的方法,重点介绍浸出及溶液中铂富集的工艺和相应的优势和不足,以及目前主流的回收方法和对未来回收铂的展望。
  • 马圣月,邢 鹏,李会泉,王晨晔,刘明坤
    摘要:
    漆包铜线(漆包线)是由高纯度铜丝和附着于铜丝表面的有机漆层组成的一种典型的有机-无机复合材料,主要用作电机的电磁绕组。废漆包线因含有高品质的铜而成为一种重要的二次资源。热解法是回收废漆包线获得再生铜的一种重要方法。本文梳理了漆包线热解机理的研究进展,总结了废漆包线现有热解技术的特点和热解设备类型,分析了当前研究工作和实际生产中存在的主要问题,并对未来废漆包线回收在技术层面和设备层面的发展提出了展望,以期为废漆包线的热解回收提供一定的参考信息。
  • 陈本松,田杰林,杨万章,夏洪应
    摘要:
    大修渣是铝电解工艺产生的危险固体废弃物,不仅含有大量的可溶性氟化盐和氰化物,同时含有大量可回收资源如锂、铝等金属。如不妥善处置大修渣将对生态环境造成严重的危害,如何对其减量化、无害化、资源化处理是目前铝行业亟待解决的难题。本文详细分析了铝电解大修渣锂的来源,综述了大修渣提取锂盐相关技术研究及产业现状,为铝电解工艺大修渣处置利用及锂资源综合回收利用提供参考,对我国铝电解行业的绿色可持续发展具有借鉴意义。
  • 许妍妍,郭文欢,张致远,惠明洋,刘璐,李鹏,滕道光
    摘要:
    锗是一种稀散金属,广泛应用于红外技术、光纤、半导体等高科技领域,并被认定为战略资源。由于锗资源稀少且分布分散,其提取技术受到原料来源限制,富集难度较大。因此,合理开发初级和二次锗资源以保障锗产业的稳定发展,成为全球紧迫的需求。溶剂萃取法以其高分离系数、高效率、良好选择性、简便流程以及广泛适应性等优点,已成为锗回收的主要研究方向,并在理论和应用研究中取得了显著进展。本文综述了溶剂萃取法在锗回收中的应用进展,重点分析了不同萃取剂的萃取机理和性能,探讨了当前面临的主要问题,并展望了未来的发展趋势及应用前景。
  • 刘风琴,王艺,谢明壮,吴泽港,于国庆,钟晶晶,赵洪亮
    摘要:
    通过改变盐酸浓度,反应温度,浸出时间和液固比这些浸出参数,研究了含锂废铝电解质中锂(Li)、钠(Na)、铝(Al)、钙(Ca)四种元素的盐酸浸出行为。本研究发现,在考察盐酸浓度的影响时,随着参数的增大,锂(Li)和钠(Na)的浸出率均有所提高,铝(Al)和钙(Ca)的浸出率很低且随盐酸浓度变化不大。在考察浸出时间的影响时,锂(Li)的浸出率呈现先升高又降低的趋势,而钠(Na)的浸出率随时间一直升高,铝(Al)和钙(Ca)浸出率较低但随浸出时间延长而增长。在考察浸出温度的影响时,锂(Li)的浸出率呈现先升高又降低的趋势,温度的改变对钠(Na)、铝(Al)和钙(Ca)的浸出率影响不大。在考察液固比的影响时,锂(Li)的浸出率随液固比增大先快速升高然后到达拐点趋于平稳,钠(Na)、铝(Al)和钙(Ca)的浸出率随液固比增长较为明显。通过改变和优化浸出参数,锂浸出率最高可达98%。
  • 寸之亘,邢鹏,王晨晔,孙振华,李会泉,尹逸雄
    摘要:
    针对废旧磷酸铁锂电池回收过程中热处理阶段易引发材料氧化、影响后续提锂效率的问题,本研究提出了基于全组分热解的回收工艺。本工艺在有效去除有机组分的同时,显著抑制了磷酸铁锂矿相的氧化反应。在N2气氛下,于400℃温度和45分钟时间条件下进行热解,磷酸铁锂矿相得以保持稳定,锂的浸出率高达99.03%。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)分析,揭示了热解过程中电解液挥发、分解以及隔膜和粘结剂热解的动态变化。进一步研究低氧环境对多组分热解的影响,发现磷酸铁锂电池全组分热解在抑制磷酸铁锂氧化方面的显著效果,其氧化率仅为10.12%,较单独正极片热解降低了65.31%。本研究提出的全组分热解工艺有望为磷酸铁锂电池的绿色回收和高效提锂提供了创新性的技术途径。
  • 叶世雨,万 骞,刘 涛,张一敏,郑秋实,何 野,白志刚
    摘要:
    针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,本文对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验研究,重点考察了沉淀剂种类、沉淀剂用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时间对除硅效果和钒铬损失的影响。结果表明:使用NaAlO2作为除硅剂,在n(Al):n(Si)=1.8,浸出液氢氧根离子(OH- )浓度为7.5 mol/L,反应温度为85 °C,反应时间为1 h,静置时间为2 h时,碱浸液中硅的去除率可达93.33%,浓度降至0.29 g/L,钒与铬的损失均小于1%。该方法除硅效果较好,所需时间短,且钒铬损失少,除硅后的浸出液满足后续提钒铬要求。
  • 杨慧,马保中,陈永强,王成彦
    摘要:
    卤水中铷铯资源的提取对于我国高新技术产业的发展具有重要意义,但卤水成分复杂,实现铷铯与高浓度杂质离子的分离十分困难。普鲁士蓝及其类似物具有优良的铷、铯选择性,因此成为主流的铷、铯吸附材料。本文对比了普鲁士蓝(FeHCF)及四种类普鲁士蓝吸附剂对高盐卤水中低浓度铷、铯的吸附性能。FeHCF由于吸附效果良好、试剂价格较低而被用于后续实验。随后,探究了不同因素对FeHCF吸附行为的影响,在优化条件下,铷和铯的吸附率分别为94.4%和99.4%,饱和吸附容量分别为517.3 mg/L和2.8 mg/L。。最后,对吸附前后FeHCF的理化性质进行了详细分析,验证了FeHCF对铷的成功选择性吸附。
  • 王驰,许东兵,常朝,蒋子超,谭博仁,王晨晔,王勇,李会泉,赵泽森,桂夏辉,杨建国
    摘要:
    萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。本研究采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。
  • 付光,韦洁,陆占清,裴启飞,梁辰,徐英杰,夏洪应
    摘要:
    本研究通过引入超声波协同氧化剂,旨在提高高硅低锗氧化锌烟尘中锌和锗的浸出效率。实验中选用双氧水作为氧化剂,并对硫酸初始浓度、液固比、H?O?与H?SO?摩尔浓度比、温度及超声波功率进行了优化。结果显示,当硫酸初始浓度为1.8 M,双氧水与硫酸浓度比为1:1,液固体积质量比为7,浸出时间为60 min,浸出温度为70 ℃,超声波功率为300 W时,锌和锗的浸出率达到最高值,其中锌、锗浸出率分别为98.16%和86.14%。与相同条件下未使用超声波和双氧水的常规工艺相比,二者的浸出率分别提高了14.66%和17.37%。此外,研究还分析了浸出过程中的反应机制,为后续工艺优化提供了理论基础。
  • 胡文斌,王晨晔,孙宇佳,李会泉,金永龙,杜浩,李兰杰,李会林,王佩,赵备备,李鹏阳
    摘要:
    转炉钒渣和含钒废催化剂等二次资源是提钒的重要原料,但由于浸出过程中钒的氧化浸出受传质效率和气体扩散系数影响,浸出率难以进一步提高。因此,如何实现含钒矿相中低价钒的高效氧化对于钒的可持续性生产至关重要。本文以曝气式搅拌反应器作为浸出装置,通过流体力学计算模拟(CFD)研究了搅拌过程中气液混合分布规律,并将其应用于钒渣中钒、铬的液相氧化浸出过程。结果发现,曝气式搅拌有利于促进气液相混合均匀,并将气液混合相向反应器底部推进,增加气相停留时间,提高了后续氧化效率。通过曝气式搅拌,反应器内形成高密度的细微气泡,提高金属氧化效率,将钒渣中铬的氧化效率提高到98%以上。进一步通过EPR对浸出渣分析发现,曝气式搅拌可以直接促进固相钒铬尖晶石的氧化和分解,提高后续浸出效率。本研究通过CFD模拟和实验验证,为曝气式搅拌用于提高液相氧化浸出过程中低价金属的氧化和浸出效率提供依据,为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值。
  • 吴金玲,阳启华,王日,张文娟
    摘要:
    从钕铁硼废料中高效回收稀土是缓解稀土资源紧张局势的重要途径。目前,从钕铁硼废料中回收稀土的难点在于稀土与铁的深度分离。本文利用赤铁矿除铁法分离钕铁硼废料中的Fe,达到稀土与Fe深度分离的目的。针对影响稀土浸出率及稀土与铁分离效果的因素进行了详细的考察,得出结论如下:氧化剂NaNO3用量60?10-3 g/g原料,HCl用量0.663 mL/g,浸出温度180 ℃,浸出时间3 h,液固比2.5 mL/g,搅拌速度300 rpm。该条件下REO和镨钕浸出率分别为95.91%、97.99%,酸浸液(Fe2O3/REO)4.37%,XRD及SEM结果显示酸浸渣主要成分为过滤性能良好的赤铁矿。
  • 俞子铉,李奇勇,李强,刘云龙,罗微,陈茜
    摘要:
    利用碱式焙烧-水浸工艺提取废SCR脱硝催化剂中的钒和钨,以便后续钒和钨的资源化利用。试验探究了焙烧温度、焙烧时间、Na2CO3比例(Na2CO3质量:废催化剂质量)、水浸温度、水浸时间等因素对钒和钨浸出效果的影响,结合焙烧产物XRD分析探究其焙烧机理。试验结果表明,废SCR脱硝催化剂合适的碱式焙烧-水浸条件为:焙烧温度875 ℃、焙烧时间1.5 h、Na2CO3比例1:1、水浸温度80 ℃、水浸时间2 h,在此条件下钒和钨的浸出率分别达到91.33%和96.34%;根据XRD分析结果,在碱式焙烧过程中钒和钨分别转化为易溶性的NaV6O15和Na2WO4;经过碱式焙烧-水浸处理后,90%以上的钒和钨进入水浸液,而进入水浸液中的钛不足2%。
  • 王亚雄,吴跃东,董海刚,赵家春,范云鹏,童伟锋,张纯熹,杨一滨
    摘要:
    针对DETA沉铑后液中的贵金属置换困难的问题,提出了二步还原回收工艺。先加入二价锡盐对溶液中的贵金属进行还原活化,再加入置换金属进行二次还原置换。研究了酸度、温度、时间、活化金属和置换金属加入量对最终贵金属置换回收率的影响。结果表明:在pH≤2,温度80~90 ℃,活化时间60~120min,SnCl2.2H2O与贵金属质量比为10:1,置换温度80~100 ℃,锌粉与贵金属质量比为20:1情况下,铂、钯、铑合计置换回收率>99.5%,铂、钯、铑合计总含量>95%。
  • 陈治毓,王得瑜,潘从明,周鹤立,廉会良,高向乾,杨丽虹,左福民,方潇,潘旺,王梓栋
    摘要:
    本文针对金川铂族金属生产线中的各类不溶渣与国内回收的铂族金属二次资源搭配通过火法铁捕集产出贵铁合金,采用预浸除铁-深度除杂-铂钯富集-铂钯提纯工艺,并对关键参数进行了实验研究,实现贵铁合金中铂钯进行分离、提纯,产出符合GB/T1420-2015 国标的99.99%铂钯产品,形成了贵铁合金湿法处理的新工艺路线,具有工艺流程短、回收率高,产品质量高,能够工业化生产的目的。
  • 张东晖,邢明飞,吴小芳,董丽丽,张帆
    摘要:
    本文采用碱溶脱硅联用机械化学提取法回收高铝粉煤灰(HAFA)中稀土元素(REEs),并同步获得高附加值富铝残渣。研究结果表明HAFA中REEs主要富集在玻璃相中。碱溶脱硅工艺可以在温和条件下高效选择性溶解HAFA中玻璃相(保留富含铝的莫来石-刚玉相),并将REEs释放到NaOH溶液中转变成稀土氢氧化物沉淀。之后采用EDTA作为浸提剂,通过机械化学提取法高效、快速提取脱硅残渣中的REEs。在最佳浸提工艺条件下,La、Ce、Pr和Nd的提取效率分别为85.99%、83.30%、82.03%和88.71%,同时获得富铝渣(Al2O3含量为68.23wt%;Al∶Si=2.52)。本研究为HAFA绿色、高附加值回收利用提供新的思路。
  • 孙腾笠,廖天鹏,巩燕飞,李彦龙,李俞良,杨斌
    摘要:
    采用“一段低酸脱杂→二段高酸浸铟→铁粉还原净化→硫化沉淀净化”工艺回收富铟渣中有价金属铟。一段低酸脱杂的最佳工艺参数为:氧化剂40ml/L、终点pH4.0、液固比5:1、温度70-80℃,富铟渣中铜、锌脱除率可达95%以上,铁的脱除率也可达55%以上,铟的损失率小于1%;二段高酸浸铟的最佳工艺参数为:氧化剂100ml/L、始酸浓度300g/L、温度80-90℃、反应时间2.5h,铟的回收率可达95%以上;铁粉置换→硫化沉淀梯级净化的最佳工艺参数为:铁粉3.5g/L、硫化钠用量1.3倍理论值、反应温度为60℃、时间为80-100min,杂质脱除率可达95%以上,铟损失率可控制在5.0%以下。
  • 丁银贵,黄文,陈士朝,赵海,郑环东,韩志彪,游韶玮
    摘要:
    本文分析了电视、电脑、空调和冰箱等9个种类8个年份72个的废电路板样品中的铜、金和银含量随时间变化规律。不同种类废电路板中铜含量存在明显差距,洗衣机电路板平均值最低(为4.58%),电话电路板平均值最高(为20.38%)。废电路板中金和银含量均呈逐年下降趋势,电话电路板金含量平均值最低(为0.17g/t),手机电路板金含量平均值最高(为305.69g/t),电话电路板银含量最低(为3.19g/t),电脑电路板银含量最高(为524.12g/t)。不同种类电路板的经济价值差别较大,其中手机电路板经济价值最高(为18.6万元/吨),金的经济价值为16.8万元,洗衣机电路板经济价值最低(为0.6万元/吨)。根据多年生产经验,对火法工艺处理废电路板控制入炉料的成分提出了建议。
  • 张世玲,田乐,孟奇,董鹏
    摘要:
    废旧锂离子电池回收利用是新能源电池产业发展的重要环节,废旧正极材料短流程高值再生是重要发展方向。本文提出了一种高温固相烧结以及Mg|Se共掺杂策略,来解决废旧钴酸锂材料的升级再生难题。主要是将废旧钴酸锂粉末在高温烧结的补锂同时引入掺杂元素,一同实现体相的掺杂改性。并发现,这种直接再生协同掺杂改性的方式可以有助于提高材料的导电性和结构稳定性,从而表现出优异的放电比容量和循环保持率。但是,这种材料不会改变材料的层状结构和颗粒形貌。再生材料在3.0~4.6V工作电压,可以释放194.6 mAh/g的首圈比容量,并且循环50圈的容量保持率可以高达71.58%。并且具有优异的大倍率电化学性能。该策略有望为其它废旧正极材料提供新的再生方向。
  • 刘雪峰,刘金辉,邢拥国,阳奕汉,王如意,刘勇毅
    摘要:
    地浸采铀过程中沿溶浸液流向不仅铀矿物被溶解,同时伴随有大量其它矿物的溶解,沿溶浸液流向矿物溶解、沉淀(形成)量具有随溶浸液运移距离延长而增高的规律。本文基于巴彦乌拉铀矿C12采区南部抽注单元为研究对象,采用逆向模拟方法探讨了沿溶浸液运移方向,矿物溶解、沉淀(形成)量空间分布特征与规律。研究结果表明:酸法地浸采铀过程中溶浸液运移至27.10 m时,发生溶解的矿物主要有钙长石(溶解量16.95 g·L-1),钠长石(溶解量2.8 g·L-1),钾长石(溶解量2.00 g·L-1);赤铁矿(溶解量8.74 mg·L-1)、黄铁矿(溶解量7.72 mg·L-1);发生沉淀的矿物主要有石膏(沉淀量10.45 g·L-1),新形成的矿物主要有伊利石(形成量13.65 g·L-1)、高岭石(形成量3.90 g·L-1)。矿物溶解、沉淀(形成)量具有沿程不断增大的空间演化规律,并在空间上具有一致性,长石发生黏土化蚀变和石膏沉淀是造成酸法地浸采铀中含矿层堵塞的重要机制。
  • 金将伟,杨国栋,刘思雨,马鑫,张银银,韩顺琦
    摘要:
    为探究实际工程情况下超临界CO2注入咸水层地质封存过程中储层孔隙度的变化,考虑CO2-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响。以准噶尔盆地东沟组砂岩储层为研究对象建立三维地质模型,采用全耦合方法进行多相多组分流动模拟超临界CO2注入咸水层后的溶解与扩散过程。结果表明,模拟期间储层孔隙度随CO2羽迁移呈现出四种不同变化趋势;温度和地层水盐度梯度变化均会改变孔隙度变化趋势。基于数据分析,发现CO2-咸水-岩石相互作用抑制了CO2的迁移速率,导致不同区域矿物溶解或沉淀状态不同,进而造成了对孔隙度影响的差异性;封存过程中CO2的持续注入导致储层内pH值降低,产生矿物溶解,进而增加了孔隙空间,其中钙长石的溶解作用最为显著,后期方解石持续生成则导致孔隙度增速放缓或减小;温度升高可促进矿物反应,并导致矿物变化量的增加,进而影响储层孔隙度的变化量;高盐度地层条件下不利于地化反应发生,进而减少孔隙度的变化量。本研究结果可为CO2地质封存的储层多场耦合模拟、地球化学响应特征研究提供一定的技术支撑,也为CO2地质封存的长期性和稳定性评价提供了理论依据。
  • 刘勇毅,刘金辉,阳奕汉,王健,周意如,韦妙,郑文娟
    摘要:
    通过室内酸法柱浸试验,对内蒙古哈达图铀矿石不同酸度条件下铀浸出特征和动力学机制进行了探讨,系统分析了铀矿石矿物成分与浸出过程中浸出液pH值、Eh值、铀浓度、浸出速率,液计、渣计浸出率及吨矿、吨铀耗酸量,在此基础上进行浸出动力学机制的拟合。研究结果表明,铀矿石碳酸盐含量(0.58 %)与粘土矿物含量(10.20 %)均满足酸浸工艺要求;平均铀浓度为33.13~47.27 mg·L-1、渣计浸出率93.06~95.43 %和吨铀酸耗为37.78~95.49 t·tU-1,符合酸法地浸可行性关键指标。10 g·L-1条件下铀矿石液计、渣计浸出率达到88.20 %、95.43 %,吨铀耗酸仅为37.78 t·tU-1,考虑到最佳浸出效益及经济成本,试验现场酸度宜为10 g·L-1。酸度大于10 g·L-1,柱浸时铀浸出动力学机制符合混合作用控制模型,小于等于10 g·L-1则符合化学反应控制模型。
  • 卢文鹏,狄浩凯,杨坤,裴启飞
    摘要:
    铅锌冶炼废水中和渣回收价值大、处理难度高,其湿法处理工艺是未来发展的主流趋势。本文基于中和渣特性,提出采用逆流酸浸工艺回收其中的有价金属,并探究不同反应因素对其浸出效果的影响规律。研究结果表明,在液固比为3:1、渣酸比为1.67、初始硫酸浓度为200 g/L、熟化硫酸浓度为98%、室温(自热浸出)和浸出时间为30 min的条件下,中和渣中锌、锰、锗的浸出率大于95%,镁的浸出率大于85%。该技术可将中和渣中的钙转变为石膏渣产品,将砷转变为砷酸铁固砷产物,同时获得了可外售的活性氧化锌和碱式碳酸镁产品。该技术可为我国企业的绿色化生产提供理论依据。

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