重有色金属
邓戈,罗劲松,李存兄,张鹏,李玉东,张德超,向成喜,袁杰,徐刚芳
摘要:
水热臭葱石沉砷体系中Na+、K+碱金属离子对沉砷渣物相组成影响显著,Fe(Ⅲ)与As(Ⅴ)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)、次水合砷酸铁(FeAsO4?0.75H2O)砷铁共沉淀物,同时Fe(Ⅲ)还以黄钠铁矾(NaFe3(SO4)2(OH)6)、黄钾铁矾(KFe3(SO4)2(OH)6)、碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)形态竞争析出,从而影响沉砷渣的稳定性。在Na2SO4-(K2SO4)-FeSO4-H3AsO4-H2O体系中研究了Na+、K+的存在及其浓度变化对砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及矿相转变规律和沉砷渣稳定性的影响。结果表明:当体系Na+、K+共存时,砷、铁沉淀率分别为98.6%、94.5%,获得以臭葱石、黄钾铁矾及黄钠铁矾为主并伴有少量碱式硫酸铁的沉砷渣,沉砷渣含As 21.2%、Fe 27.1%、Na 0.2%,K 2.0%、S 4.84%。亚稳态铁矾物相的生成导致沉砷渣浸出毒性试验中As浓度超过标准限值(5 mg/L),通过控制初始铁砷摩尔比,适当升高反应温度、延长反应时间可抑制铁矾物相的形成或促进其转化为臭葱石物相。
张家靓,徐聪,黄昊,韦爱兰,马保中,陈永强,王成彦
摘要:
富氧熔池熔炼-液态高铅渣直接还原工艺因对原料适应性强、熔炼炉运行稳定可靠、金属回收率高及氧化炉熔炼烟气中二氧化硫浓度高,在铅冶炼工业中占有越来越重要的地位。但目前对于该工艺的理论基础研究较为薄弱,亟需对该工艺冶炼过程热力学平衡等进行理论研究,为工艺的优化提供理论支持。首先对冶金过程物料如铅精矿、高铅渣及还原渣进行了工艺矿物学研究,然后通过FactSage8.1热力学软件计算,研究了氧化段氧气系数、熔炼温度及还原段还原剂用量对体系中Pb分配率和熔炼渣中Pb、S等元素含量的影响规律。计算得出,铅富氧熔池氧化熔炼中铅的直收率在氧气系数1.0、熔炼温度1 200 ℃左右时达到最高;温度的升高与FeO、CaO的加入有利于高铅渣还原反应的进行,在还原剂用量大于5.7%时铅的还原率达到91%。
张登利,张勤,刘春旺,高瀚杰,陶乐,杨洪英
摘要:
采用蒸馏—臭氧氧化—稀硫酸浸出工艺路线处理氧压浸锌的浮选硫尾矿,主要为蒸馏法回收单质硫,臭氧氧化?稀硫酸浸出浮选硫尾矿回收其中有价元素。在温度400 ℃、保温时间0.5 h、载气流量400 mL/min条件下,浮选硫尾矿中硫元素的回收率可达到92%以上。臭氧对硫尾矿中Fe、Cu、As、Zn等元素的浸出具有很好的促进效果。在温度80 ℃、时间2 h、液固比6、氧气流量400 mL/min、硫酸浓度1.6 mol/L、搅拌速度400 r/min的条件下,Fe、Cu、As、Zn的浸出率分别可达到73.08%、90.97%、89.69%、99.03%。
朱文云,何宗庆,李奕龙,何贵香,陈俊雪,李义兵,梁光德,李钰,蒋学先
摘要:
通过对富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺过程的生产数据进行整理,计算得出了铁、锌、铅和砷在整个系统的分布率。通过XRD、SEM/EDS等测试手段,对冰铜、熔炼渣和吹炼渣等部分中间产物的物相组成和微观结构进行了表征。综合分析了主要杂质元素铁、锌、铅和砷在富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺中的分布行为规律。结果表明,铁主要以铁橄榄石、铁酸锌、铁酸铜等形式分布于炉渣中,锌绝大部分也会造渣并以铁酸锌的形式进入炉渣,即大部分铁和锌能在炉渣中直接开路除去;而大部分铅和砷进入炉渣和烟尘中,可通过渣的形式及挥发机理脱除和回收,但还有相当数量的铅和砷会残留于粗铜中,只能在后续电解工序中脱除。总结了这几种杂质元素减量化控制的有效方法和途径,为铜冶炼过程中杂质元素的综合处理和稳定生产提供了参考。
林鸿汉
摘要:
在系统分析的基础上,通过增设电积槽脱铜、增加净化除杂能力、净化终液泵至阳极泥酸浸处理后的一系列技术改造,最终实现了电解系统铜、杂质和酸的平衡,保证阴极铜品质,提高了铜直收率,降低了生产成本,同时减少了脱铜终液废水处理成本、阳极泥酸浸过程中硫酸消耗,实现了效益最大化,对同行业具有重要的借鉴意义。
衡振平,谢锋,孙留根,韩路洋,董凯伟,白云龙
摘要:
以铁含量为35%的氰渣为研究对象,研究了焙烧温度、焙烧时间及碳氧比对煤基磁化焙烧过程的影响,并采用化学分析、XRD、SEM、热重分析等分析手段对含铁氧化物的转变过程进行表征。随着焙烧温度的提高,铁氧化物的物相转变过程为Fe2O3→Fe3O4→FeO。随着磁化焙烧焙烧时间的延长,尾渣中的Fe2O3首先被C还原为Fe3O4,还原得到的Fe3O4可被空气中的O2重新氧化为Fe2O3。碳氧比较低时,磁化率接近2.33;当碳氧比超过3时,过量的煤与尾渣混合,Fe2O3还原反应不完全;在焙烧温度645 ℃、焙烧时间45 min、碳氧比3的优化焙烧条件下,得到焙烧矿的磁化率为2.34。
轻有色金属
李春焕,曹阿林
摘要:
铝电解工业作为能源型产业,生产过程中会排放二氧化碳,大量火电消耗亦会导致大量二氧化碳排放,但其碳排放核算边界、核算方法等尚存在诸多不明晰之处。分析了铝电解工业碳排放核算现状,确立了铝电解不同生产阶段中碳排放分别核算、加和求总的核算原则,分别列出了焙烧启动过程碳排放、正常电解过程中预焙阳极消耗碳排放和能源消耗间接碳排放、阳极效应过程碳排放以及铝电解碳排放总量核算公式,并选取相关数据进行了实际核算。
李雪莲,曾华,申士富,王丽
摘要:
铝电解废槽衬中含较多的有价资源(碳和电解质等),但因其成分复杂、有用矿物紧密共生,回收时存在有用矿物回收率不理想、纯度低、处理成本高等问题,限制了废槽衬的回收利用。采用XRF、XRD、SEM-EDS、MLA等检测手段,对某铝电解废槽衬样品进行完整、详细的工艺矿物学分析。结果表明:废槽衬样品中碳的含量约占67%,此外还含有碳化硅、冰晶石、β-氧化铝、霞石、氟化钠、水碱、树脂及少量非晶态物质。可回收矿物包括碳、氟化钠及冰晶石,其中碳含有较多杂质且内部存在β-氧化铝(NaAl7O11)和大量微细粒包裹体,是造成碳回收困难的主要原因;氟化钠主要以颗粒状的形式与微细粒氟化钙紧密共生,使净化电解质的工艺变得复杂;冰晶石则以不规则粒状形式嵌布于碳内部,此外少数冰晶石与氟化钙或氟化钠紧密共生或连生。
申士富,刘朋,王金玲,刘海营,陈永健,柴晓,王凯
摘要:
高温法是目前国内处理铝电解废阴极的主要研究方向。系统研究了焙烧温度、焙烧时间、样品粒度等对氰化物、氟化物及其它元素脱除效率的作用规律,研究了石墨碎石墨化度、真密度、粉末电阻率与焙烧温度的关系。研究表明,在600 ℃焙烧时氰化物可以完全分解,在1 000 ℃以上可以脱除氟及其其它成分(不含碳),氟及其其它成分的脱除率主要和焙烧温度有关,焙烧温度越高,氟及其它成分的脱除率越高;石墨碎的石墨化度和真密度随焙烧温度的升高而提高,焙烧温度达到2 600 ℃时石墨碎的石墨化度达到98.4%、真密度达到2.270 3 g/cm3;石墨碎的粉末电阻率随焙烧温度的升高而降低;焙烧所得石墨碎具有较高的应用价值。
稀贵金属
赵凯,张一诺,周义朋,黎广荣,孙占学,刘金辉,徐玲玲,袁新,胡敏涛
摘要:
在CO2+O2地浸采铀应用过程中,浸矿剂不仅与载铀物质发生反应,亦与脉石矿物发生反应。为探索砂岩型铀矿主要脉石矿物与浸矿剂的相互作用,在中性条件下(pH分别为6.20、6.40、6.60、6.80和7.00)对脉石单矿物及天然铀矿石进行高压釜静态浸出试验,对比浸出溶液中各种离子浓度变化和反应后渣样的形貌变化特征。发现:1)方解石溶解可产生HCO3-和Ca2+,HCO3-升高能加速铀浸出,而Ca2+浓度升高会增加石膏和方解石沉淀风险;2)黄铁矿与浸矿剂反应易产生H+,阻碍CO2与水反应生成HCO3-,不利于铀浸出,但当黄铁矿与方解石同时存在,黄铁矿同浸矿剂相互作用会加速方解石的溶解,故对富方解石的矿石来说,黄铁矿的存在有利于铀的浸出;3)钾长石溶解可形成黏土矿物,对溶出的铀酰离子有一定的吸附性;此外,黏土颗粒细小,在地浸工业应用过程中增加黏土物理堵塞的风险;4)高岭石在浸出过程中会释放其所吸附的其他离子,同时吸附铀酰。渣样矿物学分析结果显示,各种矿物在浸出过程中均发生差异性溶解,其中方解石溶解最明显,表面逐步被侵蚀粗糙,钾长石表面溶蚀微弱;黄铁矿表面随着浸矿剂的作用逐步覆盖一层铁氧化物或者铁的氢氧化物;高岭石的微观形貌变化不明显。
刘春雨,李寻,罗跃,高柏,吴慧,刘亚洲
摘要:
为探究酸法地浸过程中Fe3+作为氧化剂时铀的浸出情况,通过使用模拟软件PHREEQE建立模型,观察浸出液各组分的浓度及迁移变化,揭示氧化剂Fe3+与浸出铀之间的关系。结果表明:作为氧化剂的Fe3+促使铀矿的溶解及Fe2+的出现,随着铀的浸出结束,Fe3+的浓度趋于稳定;且铀矿的溶解速率与Fe3+、Fe2+的增长速率密切相关。Fe3+的浓度增长变快时,Fe2+的浓度增长及铀矿的溶解也加快;随着铀矿的溶解速率降为零后,Fe2+的增长速率也趋近于零,氧化剂Fe3+的增长速率也降为零。
于金钰,张臻悦,池汝安,龙菲,陈文斗,陈卓
摘要:
为了缓解风化壳淋积型稀土矿浸取过程存在的浸取周期长、浸出剂用量大和稀土拖尾等问题,以非离子型表面活性剂为助浸剂,氯化镁为浸出剂,对稀土浸出过程进行研究,研究复配浸出剂溶液性质,分析浸矿前后矿物粒径分布,探讨表面活性剂的促渗机理。研究结果显示,加入表面活性剂后,稀土浸出率提高,渗透速度加快,溶液的表面张力和接触角均减小,黏度增大,矿物颗粒的中值粒径明显减小,矿物表面Zeta电位增大,其中加入吐温40后稀土浸出率提高至86.38%,表面张力减小19.00%,接触角减小53.19%,溶液黏度减小4.29%,溶液性质变化最大。加入表面活性剂后可使溶液更容易润湿矿物,进入孔隙的阻力变小,扩散层厚度减小,黏土矿物的膨胀受到抑制,使得溶液浸出稀土的效果更好,其中吐温40对溶液浸出稀土的渗流效果影响最大,助渗效果最好。
吴国良,倪红卫,方庆,李京,王家辉,张华
摘要:
钒页岩湿法提钒是一个多级浸出过程,现有的研究多将浸出槽视为单一的封闭容器,与现实情况不符,且作为新工艺的吹气搅拌机理和效果未有详细报道。采用数值模拟的方法,对比分析有无进出料口搅拌槽内流场与相分布,并研究搅拌方式对有进出料口搅拌槽内的多相流动行为的影响。结果表明:有无进出料口的搅拌浸出槽内流场有明显区别,同等机械搅拌条件下,有进出料口的近自由液面区域的死区由3.3%降低至1.8%,底部的死区则由1.07%降低至0.46%。当搅拌方式由仅吹气搅拌改变至仅机械搅拌时,顶层搅拌桨上部的区域流速由0.16 m/s增大至0.28 m/s,近自由液面的死区由8.5%降低至1.8%,底部死区的比例由2.68%降低至0.46%。而采用机械和吹气联合搅拌时,反而可能会削弱钒页岩的悬浮效果。
材料与设备
刘康,魏博,王珊,王建江,陈丽娟
摘要:
采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTmyOx/TiO2(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmOx对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmOx/TiO2催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH3-TPD分析探究了TmOx的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150 ℃具有95%以上的NOx转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm0.3Ox/TiO2催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH3-SCR脱硝性能。
谢忠鑫,蔡伯清,王旭,廖春发,石忠宁
摘要:
以热分析数据为基础,采用外推切线法分析和确定LiF-CaF2及LiF-YbF3熔盐体系的共晶点成分,试验测定体系的热导率和热膨胀系数随温度的变化规律,并与预测模型计算结果进行了对比。结果表明,LiF-22%CaF2及LiF-21%YbF3(摩尔比)的体系更接近共晶成分点;两个共晶体系热导率在950~1 200 K内随温度的升高而降低,模型估算结果为线性变化,试验值为非线性变化,模型估测值在液态时与试验值符合较好;同时,体系热膨胀系数在低于熔点的固态时随温度的升高而上升,达到熔点后开始下降,完全融化的液态熔盐热膨胀系数近似为线性减少。
环境工程
方艳玲,段毅,周书葵,刘迎九,向立平,邹威燕
摘要:
重金属污染土壤的修复是一项长期而艰巨的任务。作为化学修复的一种,钝化技术成本低、高效省时,而被广泛应用。从石灰性物质、含磷材料、黏土矿物、生物炭、其他材料五大方面归纳了钝化修复的种类,并介绍了钝化修复的作用机制,最后分析了钝化剂修复土壤中重金属的影响因素——钝化剂的投加量、pH、钝化剂的稳定性。基于目前研究现状以及钝化修复存在的问题,对钝化修复今后的发展趋势进行了展望。
孔云龙,傅开彬,钟秋红,刘泽铭,朱乐明
摘要:
为修复治理四川某选冶渣重金属污染,降低选冶渣中多重金属生物有效性,以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌为菌种、四川某选冶渣为研究对象,研究嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长特性及其对选冶渣中多种重金属的阻滞效果。结果表明,当初始pH=2.0、接种量15%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb生物有效性降低率分别为98.05%、0、0、100%;当初始pH=5.0、接种量5%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb生物有效性降低率分别为93.03%、62.92%、56.44%、52.56%。采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌滞固该铜选冶矿中多重金属具有可行性,可为同类选冶渣修复治理提供借鉴。
冶金史
黄全胜,黄谦玺,邹桂森,李延祥,陈建立
摘要:
铁炉村冶金遗址位于广东省罗定市船步镇铁炉村附近的丘陵脚底,遗存面积约200 m2。团队从2013年至今开展多次田野调查并取样。采用扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金(矿)相、加速器质谱(AMS)碳十四断代等研究手段,对铁炉村遗址的7个炉渣和2个金属铁块样品进行了成分和显微组织的检测分析,对1份木炭样品开展14C检测。研究结果表明,该遗址既是生铁冶炼遗址又是生铁炒钢冶金遗址。生铁冶炼炉渣是铁硅铝系高硅低铁渣。遗址遗存的大块金属样品的显微组织为铁素体,磷偏析严重,为生铁炒钢产品;其相对应的炒钢炉渣为铁硅铝系高铁渣。此类高铁渣基体局部留存有大量浮氏体等。该遗址为迄今我国发现的第一处明确遗存有古代炒钢冶金产品的遗址。该遗址遗存的竖炉及生铁冶炼炉渣、炒铁炉、炒钢产品及其冶金炉渣等一整套较为齐全证据链的生铁冶炼及生铁炒钢冶金遗物,目前国内仅见一处,将为确立古代生铁炒钢渣的鉴别标准等提供重要的科学资料。AMS-C14检测结果显示,遗址至晚距今570±25 (BP)(约元中至明初)开始钢铁冶金活动。
胡飞,张涛,曹琼文,尹潇
摘要:
利用手持X射线荧光光谱仪、金相显微镜对青岛城阳财贝沟东周墓出土11件青铜容器进行成分和金相分析。结果表明,11件青铜容器均为Cu-Sn-Pb三元合金,且含有少量铁、锑、银等杂质金属元素。大多数青铜容器为铅锡青铜材质,铅含量普遍较高,平均约为17.58%,青铜容器均为铸造成形,未见铸后加工工艺。同一墓葬中青铜容器的合金成分相近,不同墓葬中的同一器型的青铜容器在合金技术上表现出明显差异。财贝沟东周墓出土青铜容器多为素面,基体普遍锈蚀严重,不少金相组织中还发现有自由铜晶粒,与青铜容器的合金成分、铸造工艺及埋藏环境影响下的电化学腐蚀有关,但其出土青铜容器的合金配比、成型技术与机械性能间接反映出当时工匠拥有成熟的青铜铸造技术和陪葬青铜容器的礼器功能趋于淡化,为全面认识东周时期齐国青铜冶铸业的发展状况以及当下对青铜容器的保护与修复提供重要的科学依据。
重有色金属
邓戈,罗劲松,李存兄,张鹏,李玉东,张德超,向成喜,袁杰,徐刚芳
摘要:
水热臭葱石沉砷体系中Na+、K+碱金属离子对沉砷渣物相组成影响显著,Fe(Ⅲ)与As(Ⅴ)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)、次水合砷酸铁(FeAsO4?0.75H2O)砷铁共沉淀物,同时Fe(Ⅲ)还以黄钠铁矾(NaFe3(SO4)2(OH)6)、黄钾铁矾(KFe3(SO4)2(OH)6)、碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)形态竞争析出,从而影响沉砷渣的稳定性。在Na2SO4-(K2SO4)-FeSO4-H3AsO4-H2O体系中研究了Na+、K+的存在及其浓度变化对砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及矿相转变规律和沉砷渣稳定性的影响。结果表明:当体系Na+、K+共存时,砷、铁沉淀率分别为98.6%、94.5%,获得以臭葱石、黄钾铁矾及黄钠铁矾为主并伴有少量碱式硫酸铁的沉砷渣,沉砷渣含As 21.2%、Fe 27.1%、Na 0.2%,K 2.0%、S 4.84%。亚稳态铁矾物相的生成导致沉砷渣浸出毒性试验中As浓度超过标准限值(5 mg/L),通过控制初始铁砷摩尔比,适当升高反应温度、延长反应时间可抑制铁矾物相的形成或促进其转化为臭葱石物相。
张家靓,徐聪,黄昊,韦爱兰,马保中,陈永强,王成彦
摘要:
富氧熔池熔炼-液态高铅渣直接还原工艺因对原料适应性强、熔炼炉运行稳定可靠、金属回收率高及氧化炉熔炼烟气中二氧化硫浓度高,在铅冶炼工业中占有越来越重要的地位。但目前对于该工艺的理论基础研究较为薄弱,亟需对该工艺冶炼过程热力学平衡等进行理论研究,为工艺的优化提供理论支持。首先对冶金过程物料如铅精矿、高铅渣及还原渣进行了工艺矿物学研究,然后通过FactSage8.1热力学软件计算,研究了氧化段氧气系数、熔炼温度及还原段还原剂用量对体系中Pb分配率和熔炼渣中Pb、S等元素含量的影响规律。计算得出,铅富氧熔池氧化熔炼中铅的直收率在氧气系数1.0、熔炼温度1 200 ℃左右时达到最高;温度的升高与FeO、CaO的加入有利于高铅渣还原反应的进行,在还原剂用量大于5.7%时铅的还原率达到91%。
张登利,张勤,刘春旺,高瀚杰,陶乐,杨洪英
摘要:
采用蒸馏—臭氧氧化—稀硫酸浸出工艺路线处理氧压浸锌的浮选硫尾矿,主要为蒸馏法回收单质硫,臭氧氧化?稀硫酸浸出浮选硫尾矿回收其中有价元素。在温度400 ℃、保温时间0.5 h、载气流量400 mL/min条件下,浮选硫尾矿中硫元素的回收率可达到92%以上。臭氧对硫尾矿中Fe、Cu、As、Zn等元素的浸出具有很好的促进效果。在温度80 ℃、时间2 h、液固比6、氧气流量400 mL/min、硫酸浓度1.6 mol/L、搅拌速度400 r/min的条件下,Fe、Cu、As、Zn的浸出率分别可达到73.08%、90.97%、89.69%、99.03%。
朱文云,何宗庆,李奕龙,何贵香,陈俊雪,李义兵,梁光德,李钰,蒋学先
摘要:
通过对富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺过程的生产数据进行整理,计算得出了铁、锌、铅和砷在整个系统的分布率。通过XRD、SEM/EDS等测试手段,对冰铜、熔炼渣和吹炼渣等部分中间产物的物相组成和微观结构进行了表征。综合分析了主要杂质元素铁、锌、铅和砷在富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺中的分布行为规律。结果表明,铁主要以铁橄榄石、铁酸锌、铁酸铜等形式分布于炉渣中,锌绝大部分也会造渣并以铁酸锌的形式进入炉渣,即大部分铁和锌能在炉渣中直接开路除去;而大部分铅和砷进入炉渣和烟尘中,可通过渣的形式及挥发机理脱除和回收,但还有相当数量的铅和砷会残留于粗铜中,只能在后续电解工序中脱除。总结了这几种杂质元素减量化控制的有效方法和途径,为铜冶炼过程中杂质元素的综合处理和稳定生产提供了参考。
林鸿汉
摘要:
在系统分析的基础上,通过增设电积槽脱铜、增加净化除杂能力、净化终液泵至阳极泥酸浸处理后的一系列技术改造,最终实现了电解系统铜、杂质和酸的平衡,保证阴极铜品质,提高了铜直收率,降低了生产成本,同时减少了脱铜终液废水处理成本、阳极泥酸浸过程中硫酸消耗,实现了效益最大化,对同行业具有重要的借鉴意义。
衡振平,谢锋,孙留根,韩路洋,董凯伟,白云龙
摘要:
以铁含量为35%的氰渣为研究对象,研究了焙烧温度、焙烧时间及碳氧比对煤基磁化焙烧过程的影响,并采用化学分析、XRD、SEM、热重分析等分析手段对含铁氧化物的转变过程进行表征。随着焙烧温度的提高,铁氧化物的物相转变过程为Fe2O3→Fe3O4→FeO。随着磁化焙烧焙烧时间的延长,尾渣中的Fe2O3首先被C还原为Fe3O4,还原得到的Fe3O4可被空气中的O2重新氧化为Fe2O3。碳氧比较低时,磁化率接近2.33;当碳氧比超过3时,过量的煤与尾渣混合,Fe2O3还原反应不完全;在焙烧温度645 ℃、焙烧时间45 min、碳氧比3的优化焙烧条件下,得到焙烧矿的磁化率为2.34。
轻有色金属
李春焕,曹阿林
摘要:
铝电解工业作为能源型产业,生产过程中会排放二氧化碳,大量火电消耗亦会导致大量二氧化碳排放,但其碳排放核算边界、核算方法等尚存在诸多不明晰之处。分析了铝电解工业碳排放核算现状,确立了铝电解不同生产阶段中碳排放分别核算、加和求总的核算原则,分别列出了焙烧启动过程碳排放、正常电解过程中预焙阳极消耗碳排放和能源消耗间接碳排放、阳极效应过程碳排放以及铝电解碳排放总量核算公式,并选取相关数据进行了实际核算。
李雪莲,曾华,申士富,王丽
摘要:
铝电解废槽衬中含较多的有价资源(碳和电解质等),但因其成分复杂、有用矿物紧密共生,回收时存在有用矿物回收率不理想、纯度低、处理成本高等问题,限制了废槽衬的回收利用。采用XRF、XRD、SEM-EDS、MLA等检测手段,对某铝电解废槽衬样品进行完整、详细的工艺矿物学分析。结果表明:废槽衬样品中碳的含量约占67%,此外还含有碳化硅、冰晶石、β-氧化铝、霞石、氟化钠、水碱、树脂及少量非晶态物质。可回收矿物包括碳、氟化钠及冰晶石,其中碳含有较多杂质且内部存在β-氧化铝(NaAl7O11)和大量微细粒包裹体,是造成碳回收困难的主要原因;氟化钠主要以颗粒状的形式与微细粒氟化钙紧密共生,使净化电解质的工艺变得复杂;冰晶石则以不规则粒状形式嵌布于碳内部,此外少数冰晶石与氟化钙或氟化钠紧密共生或连生。
申士富,刘朋,王金玲,刘海营,陈永健,柴晓,王凯
摘要:
高温法是目前国内处理铝电解废阴极的主要研究方向。系统研究了焙烧温度、焙烧时间、样品粒度等对氰化物、氟化物及其它元素脱除效率的作用规律,研究了石墨碎石墨化度、真密度、粉末电阻率与焙烧温度的关系。研究表明,在600 ℃焙烧时氰化物可以完全分解,在1 000 ℃以上可以脱除氟及其其它成分(不含碳),氟及其其它成分的脱除率主要和焙烧温度有关,焙烧温度越高,氟及其它成分的脱除率越高;石墨碎的石墨化度和真密度随焙烧温度的升高而提高,焙烧温度达到2 600 ℃时石墨碎的石墨化度达到98.4%、真密度达到2.270 3 g/cm3;石墨碎的粉末电阻率随焙烧温度的升高而降低;焙烧所得石墨碎具有较高的应用价值。
稀贵金属
赵凯,张一诺,周义朋,黎广荣,孙占学,刘金辉,徐玲玲,袁新,胡敏涛
摘要:
在CO2+O2地浸采铀应用过程中,浸矿剂不仅与载铀物质发生反应,亦与脉石矿物发生反应。为探索砂岩型铀矿主要脉石矿物与浸矿剂的相互作用,在中性条件下(pH分别为6.20、6.40、6.60、6.80和7.00)对脉石单矿物及天然铀矿石进行高压釜静态浸出试验,对比浸出溶液中各种离子浓度变化和反应后渣样的形貌变化特征。发现:1)方解石溶解可产生HCO3-和Ca2+,HCO3-升高能加速铀浸出,而Ca2+浓度升高会增加石膏和方解石沉淀风险;2)黄铁矿与浸矿剂反应易产生H+,阻碍CO2与水反应生成HCO3-,不利于铀浸出,但当黄铁矿与方解石同时存在,黄铁矿同浸矿剂相互作用会加速方解石的溶解,故对富方解石的矿石来说,黄铁矿的存在有利于铀的浸出;3)钾长石溶解可形成黏土矿物,对溶出的铀酰离子有一定的吸附性;此外,黏土颗粒细小,在地浸工业应用过程中增加黏土物理堵塞的风险;4)高岭石在浸出过程中会释放其所吸附的其他离子,同时吸附铀酰。渣样矿物学分析结果显示,各种矿物在浸出过程中均发生差异性溶解,其中方解石溶解最明显,表面逐步被侵蚀粗糙,钾长石表面溶蚀微弱;黄铁矿表面随着浸矿剂的作用逐步覆盖一层铁氧化物或者铁的氢氧化物;高岭石的微观形貌变化不明显。
刘春雨,李寻,罗跃,高柏,吴慧,刘亚洲
摘要:
为探究酸法地浸过程中Fe3+作为氧化剂时铀的浸出情况,通过使用模拟软件PHREEQE建立模型,观察浸出液各组分的浓度及迁移变化,揭示氧化剂Fe3+与浸出铀之间的关系。结果表明:作为氧化剂的Fe3+促使铀矿的溶解及Fe2+的出现,随着铀的浸出结束,Fe3+的浓度趋于稳定;且铀矿的溶解速率与Fe3+、Fe2+的增长速率密切相关。Fe3+的浓度增长变快时,Fe2+的浓度增长及铀矿的溶解也加快;随着铀矿的溶解速率降为零后,Fe2+的增长速率也趋近于零,氧化剂Fe3+的增长速率也降为零。
于金钰,张臻悦,池汝安,龙菲,陈文斗,陈卓
摘要:
为了缓解风化壳淋积型稀土矿浸取过程存在的浸取周期长、浸出剂用量大和稀土拖尾等问题,以非离子型表面活性剂为助浸剂,氯化镁为浸出剂,对稀土浸出过程进行研究,研究复配浸出剂溶液性质,分析浸矿前后矿物粒径分布,探讨表面活性剂的促渗机理。研究结果显示,加入表面活性剂后,稀土浸出率提高,渗透速度加快,溶液的表面张力和接触角均减小,黏度增大,矿物颗粒的中值粒径明显减小,矿物表面Zeta电位增大,其中加入吐温40后稀土浸出率提高至86.38%,表面张力减小19.00%,接触角减小53.19%,溶液黏度减小4.29%,溶液性质变化最大。加入表面活性剂后可使溶液更容易润湿矿物,进入孔隙的阻力变小,扩散层厚度减小,黏土矿物的膨胀受到抑制,使得溶液浸出稀土的效果更好,其中吐温40对溶液浸出稀土的渗流效果影响最大,助渗效果最好。
吴国良,倪红卫,方庆,李京,王家辉,张华
摘要:
钒页岩湿法提钒是一个多级浸出过程,现有的研究多将浸出槽视为单一的封闭容器,与现实情况不符,且作为新工艺的吹气搅拌机理和效果未有详细报道。采用数值模拟的方法,对比分析有无进出料口搅拌槽内流场与相分布,并研究搅拌方式对有进出料口搅拌槽内的多相流动行为的影响。结果表明:有无进出料口的搅拌浸出槽内流场有明显区别,同等机械搅拌条件下,有进出料口的近自由液面区域的死区由3.3%降低至1.8%,底部的死区则由1.07%降低至0.46%。当搅拌方式由仅吹气搅拌改变至仅机械搅拌时,顶层搅拌桨上部的区域流速由0.16 m/s增大至0.28 m/s,近自由液面的死区由8.5%降低至1.8%,底部死区的比例由2.68%降低至0.46%。而采用机械和吹气联合搅拌时,反而可能会削弱钒页岩的悬浮效果。
材料与设备
刘康,魏博,王珊,王建江,陈丽娟
摘要:
采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTmyOx/TiO2(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmOx对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmOx/TiO2催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH3-TPD分析探究了TmOx的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150 ℃具有95%以上的NOx转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm0.3Ox/TiO2催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH3-SCR脱硝性能。
谢忠鑫,蔡伯清,王旭,廖春发,石忠宁
摘要:
以热分析数据为基础,采用外推切线法分析和确定LiF-CaF2及LiF-YbF3熔盐体系的共晶点成分,试验测定体系的热导率和热膨胀系数随温度的变化规律,并与预测模型计算结果进行了对比。结果表明,LiF-22%CaF2及LiF-21%YbF3(摩尔比)的体系更接近共晶成分点;两个共晶体系热导率在950~1 200 K内随温度的升高而降低,模型估算结果为线性变化,试验值为非线性变化,模型估测值在液态时与试验值符合较好;同时,体系热膨胀系数在低于熔点的固态时随温度的升高而上升,达到熔点后开始下降,完全融化的液态熔盐热膨胀系数近似为线性减少。
环境工程
方艳玲,段毅,周书葵,刘迎九,向立平,邹威燕
摘要:
重金属污染土壤的修复是一项长期而艰巨的任务。作为化学修复的一种,钝化技术成本低、高效省时,而被广泛应用。从石灰性物质、含磷材料、黏土矿物、生物炭、其他材料五大方面归纳了钝化修复的种类,并介绍了钝化修复的作用机制,最后分析了钝化剂修复土壤中重金属的影响因素——钝化剂的投加量、pH、钝化剂的稳定性。基于目前研究现状以及钝化修复存在的问题,对钝化修复今后的发展趋势进行了展望。
孔云龙,傅开彬,钟秋红,刘泽铭,朱乐明
摘要:
为修复治理四川某选冶渣重金属污染,降低选冶渣中多重金属生物有效性,以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌为菌种、四川某选冶渣为研究对象,研究嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长特性及其对选冶渣中多种重金属的阻滞效果。结果表明,当初始pH=2.0、接种量15%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb生物有效性降低率分别为98.05%、0、0、100%;当初始pH=5.0、接种量5%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb生物有效性降低率分别为93.03%、62.92%、56.44%、52.56%。采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌滞固该铜选冶矿中多重金属具有可行性,可为同类选冶渣修复治理提供借鉴。
冶金史
黄全胜,黄谦玺,邹桂森,李延祥,陈建立
摘要:
铁炉村冶金遗址位于广东省罗定市船步镇铁炉村附近的丘陵脚底,遗存面积约200 m2。团队从2013年至今开展多次田野调查并取样。采用扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金(矿)相、加速器质谱(AMS)碳十四断代等研究手段,对铁炉村遗址的7个炉渣和2个金属铁块样品进行了成分和显微组织的检测分析,对1份木炭样品开展14C检测。研究结果表明,该遗址既是生铁冶炼遗址又是生铁炒钢冶金遗址。生铁冶炼炉渣是铁硅铝系高硅低铁渣。遗址遗存的大块金属样品的显微组织为铁素体,磷偏析严重,为生铁炒钢产品;其相对应的炒钢炉渣为铁硅铝系高铁渣。此类高铁渣基体局部留存有大量浮氏体等。该遗址为迄今我国发现的第一处明确遗存有古代炒钢冶金产品的遗址。该遗址遗存的竖炉及生铁冶炼炉渣、炒铁炉、炒钢产品及其冶金炉渣等一整套较为齐全证据链的生铁冶炼及生铁炒钢冶金遗物,目前国内仅见一处,将为确立古代生铁炒钢渣的鉴别标准等提供重要的科学资料。AMS-C14检测结果显示,遗址至晚距今570±25 (BP)(约元中至明初)开始钢铁冶金活动。
胡飞,张涛,曹琼文,尹潇
摘要:
利用手持X射线荧光光谱仪、金相显微镜对青岛城阳财贝沟东周墓出土11件青铜容器进行成分和金相分析。结果表明,11件青铜容器均为Cu-Sn-Pb三元合金,且含有少量铁、锑、银等杂质金属元素。大多数青铜容器为铅锡青铜材质,铅含量普遍较高,平均约为17.58%,青铜容器均为铸造成形,未见铸后加工工艺。同一墓葬中青铜容器的合金成分相近,不同墓葬中的同一器型的青铜容器在合金技术上表现出明显差异。财贝沟东周墓出土青铜容器多为素面,基体普遍锈蚀严重,不少金相组织中还发现有自由铜晶粒,与青铜容器的合金成分、铸造工艺及埋藏环境影响下的电化学腐蚀有关,但其出土青铜容器的合金配比、成型技术与机械性能间接反映出当时工匠拥有成熟的青铜铸造技术和陪葬青铜容器的礼器功能趋于淡化,为全面认识东周时期齐国青铜冶铸业的发展状况以及当下对青铜容器的保护与修复提供重要的科学依据。
重有色金属
邓戈,罗劲松,李存兄,张鹏,李玉东,张德超,向成喜,袁杰,徐刚芳
摘要:
水热臭葱石沉砷体系中Na+、K+碱金属离子对沉砷渣物相组成影响显著,Fe(Ⅲ)与As(Ⅴ)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)、次水合砷酸铁(FeAsO4?0.75H2O)砷铁共沉淀物,同时Fe(Ⅲ)还以黄钠铁矾(NaFe3(SO4)2(OH)6)、黄钾铁矾(KFe3(SO4)2(OH)6)、碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)形态竞争析出,从而影响沉砷渣的稳定性。在Na2SO4-(K2SO4)-FeSO4-H3AsO4-H2O体系中研究了Na+、K+的存在及其浓度变化对砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及矿相转变规律和沉砷渣稳定性的影响。结果表明:当体系Na+、K+共存时,砷、铁沉淀率分别为98.6%、94.5%,获得以臭葱石、黄钾铁矾及黄钠铁矾为主并伴有少量碱式硫酸铁的沉砷渣,沉砷渣含As 21.2%、Fe 27.1%、Na 0.2%,K 2.0%、S 4.84%。亚稳态铁矾物相的生成导致沉砷渣浸出毒性试验中As浓度超过标准限值(5 mg/L),通过控制初始铁砷摩尔比,适当升高反应温度、延长反应时间可抑制铁矾物相的形成或促进其转化为臭葱石物相。
张家靓,徐聪,黄昊,韦爱兰,马保中,陈永强,王成彦
摘要:
富氧熔池熔炼-液态高铅渣直接还原工艺因对原料适应性强、熔炼炉运行稳定可靠、金属回收率高及氧化炉熔炼烟气中二氧化硫浓度高,在铅冶炼工业中占有越来越重要的地位。但目前对于该工艺的理论基础研究较为薄弱,亟需对该工艺冶炼过程热力学平衡等进行理论研究,为工艺的优化提供理论支持。首先对冶金过程物料如铅精矿、高铅渣及还原渣进行了工艺矿物学研究,然后通过FactSage8.1热力学软件计算,研究了氧化段氧气系数、熔炼温度及还原段还原剂用量对体系中Pb分配率和熔炼渣中Pb、S等元素含量的影响规律。计算得出,铅富氧熔池氧化熔炼中铅的直收率在氧气系数1.0、熔炼温度1 200 ℃左右时达到最高;温度的升高与FeO、CaO的加入有利于高铅渣还原反应的进行,在还原剂用量大于5.7%时铅的还原率达到91%。
张登利,张勤,刘春旺,高瀚杰,陶乐,杨洪英
摘要:
采用蒸馏—臭氧氧化—稀硫酸浸出工艺路线处理氧压浸锌的浮选硫尾矿,主要为蒸馏法回收单质硫,臭氧氧化?稀硫酸浸出浮选硫尾矿回收其中有价元素。在温度400 ℃、保温时间0.5 h、载气流量400 mL/min条件下,浮选硫尾矿中硫元素的回收率可达到92%以上。臭氧对硫尾矿中Fe、Cu、As、Zn等元素的浸出具有很好的促进效果。在温度80 ℃、时间2 h、液固比6、氧气流量400 mL/min、硫酸浓度1.6 mol/L、搅拌速度400 r/min的条件下,Fe、Cu、As、Zn的浸出率分别可达到73.08%、90.97%、89.69%、99.03%。
朱文云,何宗庆,李奕龙,何贵香,陈俊雪,李义兵,梁光德,李钰,蒋学先
摘要:
通过对富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺过程的生产数据进行整理,计算得出了铁、锌、铅和砷在整个系统的分布率。通过XRD、SEM/EDS等测试手段,对冰铜、熔炼渣和吹炼渣等部分中间产物的物相组成和微观结构进行了表征。综合分析了主要杂质元素铁、锌、铅和砷在富氧侧吹熔炼-多枪顶吹吹炼炼铜工艺中的分布行为规律。结果表明,铁主要以铁橄榄石、铁酸锌、铁酸铜等形式分布于炉渣中,锌绝大部分也会造渣并以铁酸锌的形式进入炉渣,即大部分铁和锌能在炉渣中直接开路除去;而大部分铅和砷进入炉渣和烟尘中,可通过渣的形式及挥发机理脱除和回收,但还有相当数量的铅和砷会残留于粗铜中,只能在后续电解工序中脱除。总结了这几种杂质元素减量化控制的有效方法和途径,为铜冶炼过程中杂质元素的综合处理和稳定生产提供了参考。
林鸿汉
摘要:
在系统分析的基础上,通过增设电积槽脱铜、增加净化除杂能力、净化终液泵至阳极泥酸浸处理后的一系列技术改造,最终实现了电解系统铜、杂质和酸的平衡,保证阴极铜品质,提高了铜直收率,降低了生产成本,同时减少了脱铜终液废水处理成本、阳极泥酸浸过程中硫酸消耗,实现了效益最大化,对同行业具有重要的借鉴意义。
衡振平,谢锋,孙留根,韩路洋,董凯伟,白云龙
摘要:
以铁含量为35%的氰渣为研究对象,研究了焙烧温度、焙烧时间及碳氧比对煤基磁化焙烧过程的影响,并采用化学分析、XRD、SEM、热重分析等分析手段对含铁氧化物的转变过程进行表征。随着焙烧温度的提高,铁氧化物的物相转变过程为Fe2O3→Fe3O4→FeO。随着磁化焙烧焙烧时间的延长,尾渣中的Fe2O3首先被C还原为Fe3O4,还原得到的Fe3O4可被空气中的O2重新氧化为Fe2O3。碳氧比较低时,磁化率接近2.33;当碳氧比超过3时,过量的煤与尾渣混合,Fe2O3还原反应不完全;在焙烧温度645 ℃、焙烧时间45 min、碳氧比3的优化焙烧条件下,得到焙烧矿的磁化率为2.34。
轻有色金属
李春焕,曹阿林
摘要:
铝电解工业作为能源型产业,生产过程中会排放二氧化碳,大量火电消耗亦会导致大量二氧化碳排放,但其碳排放核算边界、核算方法等尚存在诸多不明晰之处。分析了铝电解工业碳排放核算现状,确立了铝电解不同生产阶段中碳排放分别核算、加和求总的核算原则,分别列出了焙烧启动过程碳排放、正常电解过程中预焙阳极消耗碳排放和能源消耗间接碳排放、阳极效应过程碳排放以及铝电解碳排放总量核算公式,并选取相关数据进行了实际核算。
李雪莲,曾华,申士富,王丽
摘要:
铝电解废槽衬中含较多的有价资源(碳和电解质等),但因其成分复杂、有用矿物紧密共生,回收时存在有用矿物回收率不理想、纯度低、处理成本高等问题,限制了废槽衬的回收利用。采用XRF、XRD、SEM-EDS、MLA等检测手段,对某铝电解废槽衬样品进行完整、详细的工艺矿物学分析。结果表明:废槽衬样品中碳的含量约占67%,此外还含有碳化硅、冰晶石、β-氧化铝、霞石、氟化钠、水碱、树脂及少量非晶态物质。可回收矿物包括碳、氟化钠及冰晶石,其中碳含有较多杂质且内部存在β-氧化铝(NaAl7O11)和大量微细粒包裹体,是造成碳回收困难的主要原因;氟化钠主要以颗粒状的形式与微细粒氟化钙紧密共生,使净化电解质的工艺变得复杂;冰晶石则以不规则粒状形式嵌布于碳内部,此外少数冰晶石与氟化钙或氟化钠紧密共生或连生。
申士富,刘朋,王金玲,刘海营,陈永健,柴晓,王凯
摘要:
高温法是目前国内处理铝电解废阴极的主要研究方向。系统研究了焙烧温度、焙烧时间、样品粒度等对氰化物、氟化物及其它元素脱除效率的作用规律,研究了石墨碎石墨化度、真密度、粉末电阻率与焙烧温度的关系。研究表明,在600 ℃焙烧时氰化物可以完全分解,在1 000 ℃以上可以脱除氟及其其它成分(不含碳),氟及其其它成分的脱除率主要和焙烧温度有关,焙烧温度越高,氟及其它成分的脱除率越高;石墨碎的石墨化度和真密度随焙烧温度的升高而提高,焙烧温度达到2 600 ℃时石墨碎的石墨化度达到98.4%、真密度达到2.270 3 g/cm3;石墨碎的粉末电阻率随焙烧温度的升高而降低;焙烧所得石墨碎具有较高的应用价值。
稀贵金属
赵凯,张一诺,周义朋,黎广荣,孙占学,刘金辉,徐玲玲,袁新,胡敏涛
摘要:
在CO2+O2地浸采铀应用过程中,浸矿剂不仅与载铀物质发生反应,亦与脉石矿物发生反应。为探索砂岩型铀矿主要脉石矿物与浸矿剂的相互作用,在中性条件下(pH分别为6.20、6.40、6.60、6.80和7.00)对脉石单矿物及天然铀矿石进行高压釜静态浸出试验,对比浸出溶液中各种离子浓度变化和反应后渣样的形貌变化特征。发现:1)方解石溶解可产生HCO3-和Ca2+,HCO3-升高能加速铀浸出,而Ca2+浓度升高会增加石膏和方解石沉淀风险;2)黄铁矿与浸矿剂反应易产生H+,阻碍CO2与水反应生成HCO3-,不利于铀浸出,但当黄铁矿与方解石同时存在,黄铁矿同浸矿剂相互作用会加速方解石的溶解,故对富方解石的矿石来说,黄铁矿的存在有利于铀的浸出;3)钾长石溶解可形成黏土矿物,对溶出的铀酰离子有一定的吸附性;此外,黏土颗粒细小,在地浸工业应用过程中增加黏土物理堵塞的风险;4)高岭石在浸出过程中会释放其所吸附的其他离子,同时吸附铀酰。渣样矿物学分析结果显示,各种矿物在浸出过程中均发生差异性溶解,其中方解石溶解最明显,表面逐步被侵蚀粗糙,钾长石表面溶蚀微弱;黄铁矿表面随着浸矿剂的作用逐步覆盖一层铁氧化物或者铁的氢氧化物;高岭石的微观形貌变化不明显。
刘春雨,李寻,罗跃,高柏,吴慧,刘亚洲
摘要:
为探究酸法地浸过程中Fe3+作为氧化剂时铀的浸出情况,通过使用模拟软件PHREEQE建立模型,观察浸出液各组分的浓度及迁移变化,揭示氧化剂Fe3+与浸出铀之间的关系。结果表明:作为氧化剂的Fe3+促使铀矿的溶解及Fe2+的出现,随着铀的浸出结束,Fe3+的浓度趋于稳定;且铀矿的溶解速率与Fe3+、Fe2+的增长速率密切相关。Fe3+的浓度增长变快时,Fe2+的浓度增长及铀矿的溶解也加快;随着铀矿的溶解速率降为零后,Fe2+的增长速率也趋近于零,氧化剂Fe3+的增长速率也降为零。
于金钰,张臻悦,池汝安,龙菲,陈文斗,陈卓
摘要:
为了缓解风化壳淋积型稀土矿浸取过程存在的浸取周期长、浸出剂用量大和稀土拖尾等问题,以非离子型表面活性剂为助浸剂,氯化镁为浸出剂,对稀土浸出过程进行研究,研究复配浸出剂溶液性质,分析浸矿前后矿物粒径分布,探讨表面活性剂的促渗机理。研究结果显示,加入表面活性剂后,稀土浸出率提高,渗透速度加快,溶液的表面张力和接触角均减小,黏度增大,矿物颗粒的中值粒径明显减小,矿物表面Zeta电位增大,其中加入吐温40后稀土浸出率提高至86.38%,表面张力减小19.00%,接触角减小53.19%,溶液黏度减小4.29%,溶液性质变化最大。加入表面活性剂后可使溶液更容易润湿矿物,进入孔隙的阻力变小,扩散层厚度减小,黏土矿物的膨胀受到抑制,使得溶液浸出稀土的效果更好,其中吐温40对溶液浸出稀土的渗流效果影响最大,助渗效果最好。
吴国良,倪红卫,方庆,李京,王家辉,张华
摘要:
钒页岩湿法提钒是一个多级浸出过程,现有的研究多将浸出槽视为单一的封闭容器,与现实情况不符,且作为新工艺的吹气搅拌机理和效果未有详细报道。采用数值模拟的方法,对比分析有无进出料口搅拌槽内流场与相分布,并研究搅拌方式对有进出料口搅拌槽内的多相流动行为的影响。结果表明:有无进出料口的搅拌浸出槽内流场有明显区别,同等机械搅拌条件下,有进出料口的近自由液面区域的死区由3.3%降低至1.8%,底部的死区则由1.07%降低至0.46%。当搅拌方式由仅吹气搅拌改变至仅机械搅拌时,顶层搅拌桨上部的区域流速由0.16 m/s增大至0.28 m/s,近自由液面的死区由8.5%降低至1.8%,底部死区的比例由2.68%降低至0.46%。而采用机械和吹气联合搅拌时,反而可能会削弱钒页岩的悬浮效果。
材料与设备
刘康,魏博,王珊,王建江,陈丽娟
摘要:
采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTmyOx/TiO2(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmOx对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmOx/TiO2催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH3-TPD分析探究了TmOx的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150 ℃具有95%以上的NOx转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm0.3Ox/TiO2催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH3-SCR脱硝性能。
谢忠鑫,蔡伯清,王旭,廖春发,石忠宁
摘要:
以热分析数据为基础,采用外推切线法分析和确定LiF-CaF2及LiF-YbF3熔盐体系的共晶点成分,试验测定体系的热导率和热膨胀系数随温度的变化规律,并与预测模型计算结果进行了对比。结果表明,LiF-22%CaF2及LiF-21%YbF3(摩尔比)的体系更接近共晶成分点;两个共晶体系热导率在950~1 200 K内随温度的升高而降低,模型估算结果为线性变化,试验值为非线性变化,模型估测值在液态时与试验值符合较好;同时,体系热膨胀系数在低于熔点的固态时随温度的升高而上升,达到熔点后开始下降,完全融化的液态熔盐热膨胀系数近似为线性减少。
环境工程
方艳玲,段毅,周书葵,刘迎九,向立平,邹威燕
摘要:
重金属污染土壤的修复是一项长期而艰巨的任务。作为化学修复的一种,钝化技术成本低、高效省时,而被广泛应用。从石灰性物质、含磷材料、黏土矿物、生物炭、其他材料五大方面归纳了钝化修复的种类,并介绍了钝化修复的作用机制,最后分析了钝化剂修复土壤中重金属的影响因素——钝化剂的投加量、pH、钝化剂的稳定性。基于目前研究现状以及钝化修复存在的问题,对钝化修复今后的发展趋势进行了展望。
孔云龙,傅开彬,钟秋红,刘泽铭,朱乐明
摘要:
为修复治理四川某选冶渣重金属污染,降低选冶渣中多重金属生物有效性,以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌为菌种、四川某选冶渣为研究对象,研究嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长特性及其对选冶渣中多种重金属的阻滞效果。结果表明,当初始pH=2.0、接种量15%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb生物有效性降低率分别为98.05%、0、0、100%;当初始pH=5.0、接种量5%时,选冶渣中Fe、Zn、Cu、Pb生物有效性降低率分别为93.03%、62.92%、56.44%、52.56%。采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌滞固该铜选冶矿中多重金属具有可行性,可为同类选冶渣修复治理提供借鉴。
冶金史
黄全胜,黄谦玺,邹桂森,李延祥,陈建立
摘要:
铁炉村冶金遗址位于广东省罗定市船步镇铁炉村附近的丘陵脚底,遗存面积约200 m2。团队从2013年至今开展多次田野调查并取样。采用扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金(矿)相、加速器质谱(AMS)碳十四断代等研究手段,对铁炉村遗址的7个炉渣和2个金属铁块样品进行了成分和显微组织的检测分析,对1份木炭样品开展14C检测。研究结果表明,该遗址既是生铁冶炼遗址又是生铁炒钢冶金遗址。生铁冶炼炉渣是铁硅铝系高硅低铁渣。遗址遗存的大块金属样品的显微组织为铁素体,磷偏析严重,为生铁炒钢产品;其相对应的炒钢炉渣为铁硅铝系高铁渣。此类高铁渣基体局部留存有大量浮氏体等。该遗址为迄今我国发现的第一处明确遗存有古代炒钢冶金产品的遗址。该遗址遗存的竖炉及生铁冶炼炉渣、炒铁炉、炒钢产品及其冶金炉渣等一整套较为齐全证据链的生铁冶炼及生铁炒钢冶金遗物,目前国内仅见一处,将为确立古代生铁炒钢渣的鉴别标准等提供重要的科学资料。AMS-C14检测结果显示,遗址至晚距今570±25 (BP)(约元中至明初)开始钢铁冶金活动。
胡飞,张涛,曹琼文,尹潇
摘要:
利用手持X射线荧光光谱仪、金相显微镜对青岛城阳财贝沟东周墓出土11件青铜容器进行成分和金相分析。结果表明,11件青铜容器均为Cu-Sn-Pb三元合金,且含有少量铁、锑、银等杂质金属元素。大多数青铜容器为铅锡青铜材质,铅含量普遍较高,平均约为17.58%,青铜容器均为铸造成形,未见铸后加工工艺。同一墓葬中青铜容器的合金成分相近,不同墓葬中的同一器型的青铜容器在合金技术上表现出明显差异。财贝沟东周墓出土青铜容器多为素面,基体普遍锈蚀严重,不少金相组织中还发现有自由铜晶粒,与青铜容器的合金成分、铸造工艺及埋藏环境影响下的电化学腐蚀有关,但其出土青铜容器的合金配比、成型技术与机械性能间接反映出当时工匠拥有成熟的青铜铸造技术和陪葬青铜容器的礼器功能趋于淡化,为全面认识东周时期齐国青铜冶铸业的发展状况以及当下对青铜容器的保护与修复提供重要的科学依据。