重有色金属
晏滔,余小吕,杨应宝,周世伟,李博,魏永刚
摘要:
“双碳”背景下,我国铜冶炼作为高耗能高排放行业需突破资源、能源、供求关系等多重制约因素,方能迈进铜工业低碳绿色创新可持续发展道路。采用熔炼系统能量流平衡模型研究其能源利用收支情况,有利于进一步挖掘节能潜力,实现富氧底吹熔炼过程的低碳可持续化高效生产。通过计算铜冶炼厂底吹熔炼体系各类热量的收入和支出行为,解析无碳质燃料投入工况下的热量收支平衡关系,继而提出无碳自热熔炼的优化改进方案。因此,从原料适配、操作制度、设备优化等多方式调控以实现富氧底吹无碳自热熔炼。从碳源上减少或避免煤粉的加入,从而降低过程碳排放,以期为铜冶炼的清洁生产提供有益的思路和建议。
王科,刘红召,王威,柳林,王洪亮
摘要:
应用物质流分析锑-金火法冶炼系统。以金、铅为目标元素,建立了基于生产系统的物质平衡表和物质流图,构建了有关系统直接回收率、废物回收率、资源利用效率的评价指标体系。结果表明:系统内金的资源利用效率为91.76%,挥发熔炼、挥吹炉挥吹、还原熔炼和除杂精炼过程金的直收率分别为86.39%、92.27%、98.64%和95.60%。同时,每产出1 t金属锑,会有6.78 kg的铅进入到冶炼系统中。重点分析冶炼过程中有价元素金及有害元素铅在主要单元过程中的分布转化行为。最后,基于物质流分析提出提高资源利用效率和清洁生产的建议。
李林山,陈世梁,张磊,樊友奇
摘要:
鉴于杂质锌对顶吹炉生产中产品质量和生产率的不利影响,系统研究了入炉精矿中锌含量对铜熔炼顶吹炉系统冰铜、炉渣、烟尘的影响。结果表明,随着入炉精矿中锌的平均品位由0.88%上升至3.59%:冰铜中锌含量由0.68%上升至2.16%,不利于后续降低吹炼渣及精炼渣中铜含量;电炉渣中的锌含量由2.02%上升至5.80%,将导致更多的含锌铁尖晶石固相在高温下析出,使炉渣熔化温度出现升高趋势;上升烟道烟尘中锌含量增至3.34%,含锌物相增加将引入高熔点、高黏度锌铁尖晶石,诱发半熔融状或致密坚硬的结瘤物产生,难以破碎清除;电收尘系统烟尘率由0.96%提升至6.88%,烟尘中锌含量由4.25%增至8.44%,增加电收尘系统负担,降低除尘效率。
谢济运,黎桂昌,叶有明,马皓皓
摘要:
以非洲进口锰矿为原料,焦炭为还原剂,进行还原焙烧、硫酸浸出制备硫酸锰溶液。探究焦炭配比、焙烧温度、焙烧时间对锰还原效果的影响,确定最佳工艺参数,并对焙烧反应体系进行热力学分析及对浸出过程进行动力学分析。结果表明,最佳的焙烧条件为:焦炭配比15%、800 ℃焙烧60 min,锰的还原率达到97.84%。焙烧体系反应都是自发进行的,表观活化能为22.4586 kJ/mol,且浸出过程受内扩散控制,动力学方程为:1—2x/3—(1—x)2/3=8.48exp(-22458.6/RT)×t。
余海城
摘要:
研究了铜萃取剂中不同醛肟与酮肟比例对铜萃取性能指标的影响,考察了萃取相比、浸液pH等对三种不同醛肟与酮肟比例新有机相萃取性能的影响,以及降解产物对有机相萃取性能的影响,开展了新有机相与某铜湿法冶炼厂运行有机相的混合试验。结果表明,不同醛肟与酮肟比例有机相对铜的萃取性能影响差异较大,其中醛肟/酮肟=7/3新有机相具有最优萃取性能,反萃性能最弱;醛肟/酮肟=6.5/3.5新有机相萃取与反萃性能次之;醛肟/酮肟=6/4新有机相的反萃性能最优,萃取性能最弱;受运行有机相中降解产物改制的影响,三种有机相与运行有机相按体积比3︰1构成混合有机相反萃性能均获得了提升,其中以醛肟/酮肟=6.5/3.5混合有机相兼具良好萃取与反萃性能,各条件下铜净传递量最优,更适用于某铜湿法冶炼厂生产运行。研究结果为铜湿法冶炼行业萃取工艺优化与适宜萃取剂选择给出了方向与参考。
徐沙,张志峰,李奉真,伍莺,李忠岐
摘要:
以苯乙烯为单体,二乙烯苯为交联剂,Cyanex272为萃取剂,采用乳液悬浮聚合法制备CL-Cyanex272萃淋树脂。采用静态吸附法探究了Co浓度、温度、pH、皂化度、时间等因素对CL-Cyanex272萃淋树脂吸附Co、Ni、Mg的影响;采用萃取色层法探究了连续动态过程中萃淋树脂对含Co溶液净化的影响。结果表明:当料液pH=6、皂化度为100%时,CL-Cyanex272萃淋树脂对Co的吸附量达21.4 mg/g;控制皂化度≥70%、料液pH≥5时,Co与Ni、Co与Mg的分离效果较好,其分离系数分别达到1 697和18;动态吸附试验中CL-Cyanex272萃淋树脂可将料液中Co的浓度从80.15%提纯到99.9996%。本研究为CL-Cyanex272萃淋树脂用于工业纯化Co溶液提供良好的依据。
许晨,肖仪武
摘要:
褐铁矿型红土镍矿是一种富含镍、钴、铁的重要资源,综合利用价值巨大。探究红土型镍矿中镍和钴的赋存状态,以深入了解赋存状态对镍和钴回收利用的影响。通过详细的工艺矿物学研究,明确镍和钴主要赋存于褐铁矿、锰的水合氧化物和锰镍矿中,根据该红土型镍矿特征判断最佳冶炼回收方法为高压酸浸工艺。研究为红土型镍矿的资源高效利用提供了重要参考,为相关工业应用和环境保护提供了有益启示。
轻有色金属
张七道,李致伟,李德宗,王东晖,于一帆,朱星强,蔡泉宇
摘要:
通过对黔西北某地区富锂黏土岩的工艺矿物学分析,查明富锂黏土岩的物质组成、嵌布特征、锂的赋存状态,为锂矿开发利用评价提供理论依据。工艺矿物学研究表明,该地区富锂黏土岩成分为高岭石(49.06%)、水铝石(29.78%)、勃姆石(10.33%)、伊利石(6.56%)、锐钛矿(3.31%)及少量赤铁矿(0.97%)等。富锂黏土岩主要化学组成为Al2O3?SiO2?TiO2?Fe2O3、K2O?MgO等,其中Al2O3和SiO2含量相对较高,分别占48.95%和30.06%。Li2O在各个粒级分布比较平均,没有明显的富集现象。主要矿物的单体解离度较低,连生情况较为复杂,高岭石、水铝石、伊利石、锐钛矿、赤铁矿Tolerance=5%时(即解离程度95%以上)单体解离度分别为8.91%、1.82%、1.87%、1.82%及3.13%。该矿石进行空白焙烧—硫酸浸出的最优条件为磨矿细度为—0.074 mm占90%,600 ℃焙烧1.5 h,焙烧渣进行浸出试验,硫酸浓度为15%,浸出液固比为4,浸出温度90 ℃,浸出时间1 h,此时锂的浸出率为85.15%。研究区的锂不是以离子吸附态赋存在黏土矿物中的,而是以类质同象替代形式赋存在黏土矿物中。
胡明慧,郄志鹏,张新翰,刘忠宝,胡庆银,孙晔,邹润
摘要:
作为氧化铝工业过程伴生的固体废弃物,赤泥的规模化消纳与高值化利用一直以来是能源、化工领域的研究热点。在“碳中和”目标的引领下,有必要对赤泥的无害化处置及综合利用技术进行重新归纳与审视。首先从赤泥的基本理化性质出发,面向不同CO2浓度的应用场合,分析了赤泥直接在CO2捕集中的利用现状,对捕集装置、技术及赤泥组分的转化进行了综述。其次,基于赤泥自身丰富的多孔结构与碱金属类的化学组分,论述了以赤泥为原料的高值固体多孔材料(如沸石分子筛)合成与应用的相关研究,涉及材料制备工艺、CO2捕集效果等。最后,从赤泥基固体催化剂的角度,论述了其在CO2加氢、化学链燃烧等领域的催化效果。为赤泥在CO2捕集转化领域的应用现状提供了全面的认识。
罗振勇,刘吉龙,倪阳,吴鸿飞,潘晓林
摘要:
赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al2O3未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al2O3,系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al2O3溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al2O3溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al2O3的溶出条件为:固含500 g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270 ℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al2O3溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al2O3溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ/mol,动力学方程为1-2α/3-(1-α)2/3=0.00101×e-3346/RT×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。
邢涛,邓胜祥
摘要:
传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2 087 A/m2,并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。
稀贵金属
李世俊,刘永涛,刘辉,高东星,程瑞泉,郭晓栋,刘硕
摘要:
针对某低品位铀钼伴生矿复杂矿性的特点,开展了加压碱法浸出试验,分析了难处理铀钼伴生矿加压碱法浸出的主要反应原理及反应机理,查明了浸出的主要难点是硫化物包裹体中钼的有效浸出以及胶硫钼矿的有效破解溶解和氧化。试验结果表明,在矿石粒度—0.147 mm、总压0.7 MPa(氧分压0.5 MPa)、碱总用量16%(碳酸氢钠4%、碳酸钠12%)、反应温度110 ℃、浸出液固比1.5、反应时间3 h的条件下,尾渣中铀和钼的品位分别降至0.009%和0.125%以下,浸出率分别达到89.77%、84.62%以上。解决了包裹型难处理硫化钼的高效分解的难题,实现了铀、钼金属的高效回收,为该类型矿石处理提供了技术路线选择的依据。
材料与设备
刘巍,范艳青,王玲
摘要:
针对高纯石墨制备,提出碱酸湿法制备工艺。考察了加压碱浸和盐酸浸出除杂时各因素对制备高纯石墨的影响。结果表明,在碱浸温度220 ℃、碱浓度270 g/L、液固比8、时间2 h、搅拌转速500 r/min,铝的脱除率为88.18%,硅的脱除率为89.69%。在常压酸浸温度80 ℃、酸浓度12%,时间4 h、液固比4的条件下,高纯石墨产品固定碳含量大于99.89%。进行200目标准筛筛分处理后,筛上物灰分含量0.092%、固定碳含量99.91%、水分0.15%,符合鳞片石墨GB/T 3518—2008中高纯石墨LC(-)75-99.9产品牌号的技术要求。
张香云,张博循,肖才云,袁子洲
摘要:
采用吸铸法制备Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金,采用同步差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机对非晶合金显微结构进行表征和力学性能测试,并利用XRD和SEM对试样的相组成和的剪切带观察。研究发现:随着吸铸功率增加,热稳定性、玻璃形成能力不断提高;Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金的锯齿流变现象越明显,综合力学性能越好,其中吸铸功率8 kW时,试样的屈服强度、抗压强度和塑性达到最值,室温综合力学性能最好,且剪切带分布情况最好,但是继续提高吸铸功率,力学性能反而变差。
宋智涛,赵佳,路贵民
摘要:
通过循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和开路计时电位法(OCP)研究了温度为973 K时KCl-NaCl-CeCl3-MgCl2四元熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ce(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为以及合金化过程。根据电化学分析的结果,以钨丝为工作电极,石墨棒为辅助电极,于-2.1 V(vs.Ag/AgCl)恒电位电解12 h制取Mg-Ce合金。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对电解所得合金的组成以及元素分布进行表征,结果表明合金的基底相为Mg17Ce2,第二相为Mg3Ce。
虞爱平,冯晓乔,王文
摘要:
PE护套破坏是导致斜拉索中钢绞线发生腐蚀的直接原因。为了研究护套不同破坏形式下钢绞线腐蚀形态特征及力学性能退化规律,基于钢绞线电化学加速腐蚀试验,通过静力拉伸试验测定腐蚀钢绞线力学性能参数。结果表明:PE护套在两种破坏形式下钢绞线的锈蚀形态不同。PE护套环向破坏时,腐蚀产物在损伤口两端堆积,而纵向破坏时,腐蚀产物堆积在两侧;通过钢绞线腐蚀损伤评定,发现护套环向破坏时,钢绞线的腐蚀率随着时间呈指数增长,而纵向破坏时为线性增长,说明前者的腐蚀损伤危害要大于后者;护套两种破坏形式下,腐蚀钢绞线的力学性能不同,环向破坏后腐蚀钢绞线的承载力小于纵向破坏形式;在弹性模量和抗拉强度方面,环向破坏时,钢绞线的损伤率在20%以内时快速衰减,随后衰减缓慢,而纵向破坏时,腐蚀钢绞线的弹性模量和抗拉强度随损伤率呈线性衰减。PE套管环向破坏时,腐蚀钢绞线的力学性能损耗较大,在实际工程中应当重点关注。
环境工程
章艳红,汪金坤,陈俊华,马文洁,葛 勤,刘 斌
摘要:
流域水质直接关系到人体健康和生态安全。以萍水河向阳湖至何雁桥段为研究对象,分析其水质空间特征,综合4种方法进行水质评价,进一步利用多元统计和级别差方法对比分析水质评价结果。结果表明:1)COD、NH3-N、TP和TN的最高浓度位于赤山桥处;上游(向阳湖-桥头村)和下游(赤山桥-何雁桥)总体水质较好,部分采样点TN、Fe和Mn轻度超标,污染程度明显弱于中游(桥头村-赤山桥)。2)最差水质级别均为Ⅴ类或劣Ⅴ类水,污染程度属严重污染及以上;单因子评价法确定总氮(TN)为首要污染指标;主成分分析法确定2个主成分,可解释为营养盐污染指标和地质沉积环境指标。3)4种方法两两之间呈显著正相关,相关系数为0.937~0.994,但水质级别表现出明显的差异性;级差法结果表明,3种综合水质评价方法的水质级别顺序为:内梅罗污染指数法<综合污染指数法<主成分分析法。研究成果可为流域水质评价工作和研究提供参考,同时为流域水资源开发利用和水环境保护及综合治理提供科学依据。
陈钦,尚辉良,李登新,蒋太波
摘要:
随着国内危险废物处理产业化快速发展,回转窑综合焚烧技术得到了广泛应用,但其工业化应用存在回转窑工况不稳定、焚烧性能差、灰渣率高等问题,严重影响焚烧效率和运行成本。以危废综合焚烧的灰渣率为切入点,从回转窑焚烧机理、工艺设计、工艺控制、工艺运行等方面分析了灰渣率高的原因,并提出了相应的解决对策和建议,为危废综合焚烧回转窑经济高效运行和产业高质量发展提供参考和借鉴。
韩永群,田立国,张耀军,潘祖鸿,毛世宇
摘要:
开展生物法处理金矿含氰废水同步收金技术研究,通过改良缺氧-好氧生物处理工艺,成功驯化增殖了以硫杆菌、特吕珀菌、假单胞菌为主的CN-、SCN-高效降解菌群。在工业应用上,生物法对SCN-、COD、CN-、NH3-N的平均去除率分别为99.99%、97.54%、93.92%和98.92%,处理后的出水各项污染物指标远低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。微生物在降解废水污染物的同时,通过自身的氧化、吸附、絮凝沉降等作用,对起始浓度低的混合含金废水进行金回收,金的回收率可达到91%,富集金品位300~400 g/t,不仅深度处理了废水中各项污染物,同时回收了有价金属,是一种环境友好且无公害的含氰废水处理技术。
冶金史
武越,黄全胜,李永春,朱谨
摘要:
冶南遗址位于山西省临汾市翼城县冶南村,面积约1.2 km2,考古年代为西汉。采用X射线荧光分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析仪(SEM-EDS)、金(矿)相显微镜等对冶南遗址采集的6个炉渣和2个金属铁块进行了基体成分和显微组织检测分析。结果表明,6个炉渣样品为硅钙铝系低铁渣;2个铁块样品为熟铁,可能是生铁炒钢产品。判断该遗址为生铁冶炼遗址,同时也是生铁炒钢遗址。该遗址是目前山西地区确认的第一处大型生铁冶炼及炒钢的汉代官铁遗址。
重有色金属
晏滔,余小吕,杨应宝,周世伟,李博,魏永刚
摘要:
“双碳”背景下,我国铜冶炼作为高耗能高排放行业需突破资源、能源、供求关系等多重制约因素,方能迈进铜工业低碳绿色创新可持续发展道路。采用熔炼系统能量流平衡模型研究其能源利用收支情况,有利于进一步挖掘节能潜力,实现富氧底吹熔炼过程的低碳可持续化高效生产。通过计算铜冶炼厂底吹熔炼体系各类热量的收入和支出行为,解析无碳质燃料投入工况下的热量收支平衡关系,继而提出无碳自热熔炼的优化改进方案。因此,从原料适配、操作制度、设备优化等多方式调控以实现富氧底吹无碳自热熔炼。从碳源上减少或避免煤粉的加入,从而降低过程碳排放,以期为铜冶炼的清洁生产提供有益的思路和建议。
王科,刘红召,王威,柳林,王洪亮
摘要:
应用物质流分析锑-金火法冶炼系统。以金、铅为目标元素,建立了基于生产系统的物质平衡表和物质流图,构建了有关系统直接回收率、废物回收率、资源利用效率的评价指标体系。结果表明:系统内金的资源利用效率为91.76%,挥发熔炼、挥吹炉挥吹、还原熔炼和除杂精炼过程金的直收率分别为86.39%、92.27%、98.64%和95.60%。同时,每产出1 t金属锑,会有6.78 kg的铅进入到冶炼系统中。重点分析冶炼过程中有价元素金及有害元素铅在主要单元过程中的分布转化行为。最后,基于物质流分析提出提高资源利用效率和清洁生产的建议。
李林山,陈世梁,张磊,樊友奇
摘要:
鉴于杂质锌对顶吹炉生产中产品质量和生产率的不利影响,系统研究了入炉精矿中锌含量对铜熔炼顶吹炉系统冰铜、炉渣、烟尘的影响。结果表明,随着入炉精矿中锌的平均品位由0.88%上升至3.59%:冰铜中锌含量由0.68%上升至2.16%,不利于后续降低吹炼渣及精炼渣中铜含量;电炉渣中的锌含量由2.02%上升至5.80%,将导致更多的含锌铁尖晶石固相在高温下析出,使炉渣熔化温度出现升高趋势;上升烟道烟尘中锌含量增至3.34%,含锌物相增加将引入高熔点、高黏度锌铁尖晶石,诱发半熔融状或致密坚硬的结瘤物产生,难以破碎清除;电收尘系统烟尘率由0.96%提升至6.88%,烟尘中锌含量由4.25%增至8.44%,增加电收尘系统负担,降低除尘效率。
谢济运,黎桂昌,叶有明,马皓皓
摘要:
以非洲进口锰矿为原料,焦炭为还原剂,进行还原焙烧、硫酸浸出制备硫酸锰溶液。探究焦炭配比、焙烧温度、焙烧时间对锰还原效果的影响,确定最佳工艺参数,并对焙烧反应体系进行热力学分析及对浸出过程进行动力学分析。结果表明,最佳的焙烧条件为:焦炭配比15%、800 ℃焙烧60 min,锰的还原率达到97.84%。焙烧体系反应都是自发进行的,表观活化能为22.4586 kJ/mol,且浸出过程受内扩散控制,动力学方程为:1—2x/3—(1—x)2/3=8.48exp(-22458.6/RT)×t。
余海城
摘要:
研究了铜萃取剂中不同醛肟与酮肟比例对铜萃取性能指标的影响,考察了萃取相比、浸液pH等对三种不同醛肟与酮肟比例新有机相萃取性能的影响,以及降解产物对有机相萃取性能的影响,开展了新有机相与某铜湿法冶炼厂运行有机相的混合试验。结果表明,不同醛肟与酮肟比例有机相对铜的萃取性能影响差异较大,其中醛肟/酮肟=7/3新有机相具有最优萃取性能,反萃性能最弱;醛肟/酮肟=6.5/3.5新有机相萃取与反萃性能次之;醛肟/酮肟=6/4新有机相的反萃性能最优,萃取性能最弱;受运行有机相中降解产物改制的影响,三种有机相与运行有机相按体积比3︰1构成混合有机相反萃性能均获得了提升,其中以醛肟/酮肟=6.5/3.5混合有机相兼具良好萃取与反萃性能,各条件下铜净传递量最优,更适用于某铜湿法冶炼厂生产运行。研究结果为铜湿法冶炼行业萃取工艺优化与适宜萃取剂选择给出了方向与参考。
徐沙,张志峰,李奉真,伍莺,李忠岐
摘要:
以苯乙烯为单体,二乙烯苯为交联剂,Cyanex272为萃取剂,采用乳液悬浮聚合法制备CL-Cyanex272萃淋树脂。采用静态吸附法探究了Co浓度、温度、pH、皂化度、时间等因素对CL-Cyanex272萃淋树脂吸附Co、Ni、Mg的影响;采用萃取色层法探究了连续动态过程中萃淋树脂对含Co溶液净化的影响。结果表明:当料液pH=6、皂化度为100%时,CL-Cyanex272萃淋树脂对Co的吸附量达21.4 mg/g;控制皂化度≥70%、料液pH≥5时,Co与Ni、Co与Mg的分离效果较好,其分离系数分别达到1 697和18;动态吸附试验中CL-Cyanex272萃淋树脂可将料液中Co的浓度从80.15%提纯到99.9996%。本研究为CL-Cyanex272萃淋树脂用于工业纯化Co溶液提供良好的依据。
许晨,肖仪武
摘要:
褐铁矿型红土镍矿是一种富含镍、钴、铁的重要资源,综合利用价值巨大。探究红土型镍矿中镍和钴的赋存状态,以深入了解赋存状态对镍和钴回收利用的影响。通过详细的工艺矿物学研究,明确镍和钴主要赋存于褐铁矿、锰的水合氧化物和锰镍矿中,根据该红土型镍矿特征判断最佳冶炼回收方法为高压酸浸工艺。研究为红土型镍矿的资源高效利用提供了重要参考,为相关工业应用和环境保护提供了有益启示。
轻有色金属
张七道,李致伟,李德宗,王东晖,于一帆,朱星强,蔡泉宇
摘要:
通过对黔西北某地区富锂黏土岩的工艺矿物学分析,查明富锂黏土岩的物质组成、嵌布特征、锂的赋存状态,为锂矿开发利用评价提供理论依据。工艺矿物学研究表明,该地区富锂黏土岩成分为高岭石(49.06%)、水铝石(29.78%)、勃姆石(10.33%)、伊利石(6.56%)、锐钛矿(3.31%)及少量赤铁矿(0.97%)等。富锂黏土岩主要化学组成为Al2O3?SiO2?TiO2?Fe2O3、K2O?MgO等,其中Al2O3和SiO2含量相对较高,分别占48.95%和30.06%。Li2O在各个粒级分布比较平均,没有明显的富集现象。主要矿物的单体解离度较低,连生情况较为复杂,高岭石、水铝石、伊利石、锐钛矿、赤铁矿Tolerance=5%时(即解离程度95%以上)单体解离度分别为8.91%、1.82%、1.87%、1.82%及3.13%。该矿石进行空白焙烧—硫酸浸出的最优条件为磨矿细度为—0.074 mm占90%,600 ℃焙烧1.5 h,焙烧渣进行浸出试验,硫酸浓度为15%,浸出液固比为4,浸出温度90 ℃,浸出时间1 h,此时锂的浸出率为85.15%。研究区的锂不是以离子吸附态赋存在黏土矿物中的,而是以类质同象替代形式赋存在黏土矿物中。
胡明慧,郄志鹏,张新翰,刘忠宝,胡庆银,孙晔,邹润
摘要:
作为氧化铝工业过程伴生的固体废弃物,赤泥的规模化消纳与高值化利用一直以来是能源、化工领域的研究热点。在“碳中和”目标的引领下,有必要对赤泥的无害化处置及综合利用技术进行重新归纳与审视。首先从赤泥的基本理化性质出发,面向不同CO2浓度的应用场合,分析了赤泥直接在CO2捕集中的利用现状,对捕集装置、技术及赤泥组分的转化进行了综述。其次,基于赤泥自身丰富的多孔结构与碱金属类的化学组分,论述了以赤泥为原料的高值固体多孔材料(如沸石分子筛)合成与应用的相关研究,涉及材料制备工艺、CO2捕集效果等。最后,从赤泥基固体催化剂的角度,论述了其在CO2加氢、化学链燃烧等领域的催化效果。为赤泥在CO2捕集转化领域的应用现状提供了全面的认识。
罗振勇,刘吉龙,倪阳,吴鸿飞,潘晓林
摘要:
赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al2O3未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al2O3,系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al2O3溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al2O3溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al2O3的溶出条件为:固含500 g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270 ℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al2O3溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al2O3溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ/mol,动力学方程为1-2α/3-(1-α)2/3=0.00101×e-3346/RT×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。
邢涛,邓胜祥
摘要:
传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2 087 A/m2,并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。
稀贵金属
李世俊,刘永涛,刘辉,高东星,程瑞泉,郭晓栋,刘硕
摘要:
针对某低品位铀钼伴生矿复杂矿性的特点,开展了加压碱法浸出试验,分析了难处理铀钼伴生矿加压碱法浸出的主要反应原理及反应机理,查明了浸出的主要难点是硫化物包裹体中钼的有效浸出以及胶硫钼矿的有效破解溶解和氧化。试验结果表明,在矿石粒度—0.147 mm、总压0.7 MPa(氧分压0.5 MPa)、碱总用量16%(碳酸氢钠4%、碳酸钠12%)、反应温度110 ℃、浸出液固比1.5、反应时间3 h的条件下,尾渣中铀和钼的品位分别降至0.009%和0.125%以下,浸出率分别达到89.77%、84.62%以上。解决了包裹型难处理硫化钼的高效分解的难题,实现了铀、钼金属的高效回收,为该类型矿石处理提供了技术路线选择的依据。
材料与设备
刘巍,范艳青,王玲
摘要:
针对高纯石墨制备,提出碱酸湿法制备工艺。考察了加压碱浸和盐酸浸出除杂时各因素对制备高纯石墨的影响。结果表明,在碱浸温度220 ℃、碱浓度270 g/L、液固比8、时间2 h、搅拌转速500 r/min,铝的脱除率为88.18%,硅的脱除率为89.69%。在常压酸浸温度80 ℃、酸浓度12%,时间4 h、液固比4的条件下,高纯石墨产品固定碳含量大于99.89%。进行200目标准筛筛分处理后,筛上物灰分含量0.092%、固定碳含量99.91%、水分0.15%,符合鳞片石墨GB/T 3518—2008中高纯石墨LC(-)75-99.9产品牌号的技术要求。
张香云,张博循,肖才云,袁子洲
摘要:
采用吸铸法制备Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金,采用同步差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机对非晶合金显微结构进行表征和力学性能测试,并利用XRD和SEM对试样的相组成和的剪切带观察。研究发现:随着吸铸功率增加,热稳定性、玻璃形成能力不断提高;Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金的锯齿流变现象越明显,综合力学性能越好,其中吸铸功率8 kW时,试样的屈服强度、抗压强度和塑性达到最值,室温综合力学性能最好,且剪切带分布情况最好,但是继续提高吸铸功率,力学性能反而变差。
宋智涛,赵佳,路贵民
摘要:
通过循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和开路计时电位法(OCP)研究了温度为973 K时KCl-NaCl-CeCl3-MgCl2四元熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ce(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为以及合金化过程。根据电化学分析的结果,以钨丝为工作电极,石墨棒为辅助电极,于-2.1 V(vs.Ag/AgCl)恒电位电解12 h制取Mg-Ce合金。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对电解所得合金的组成以及元素分布进行表征,结果表明合金的基底相为Mg17Ce2,第二相为Mg3Ce。
虞爱平,冯晓乔,王文
摘要:
PE护套破坏是导致斜拉索中钢绞线发生腐蚀的直接原因。为了研究护套不同破坏形式下钢绞线腐蚀形态特征及力学性能退化规律,基于钢绞线电化学加速腐蚀试验,通过静力拉伸试验测定腐蚀钢绞线力学性能参数。结果表明:PE护套在两种破坏形式下钢绞线的锈蚀形态不同。PE护套环向破坏时,腐蚀产物在损伤口两端堆积,而纵向破坏时,腐蚀产物堆积在两侧;通过钢绞线腐蚀损伤评定,发现护套环向破坏时,钢绞线的腐蚀率随着时间呈指数增长,而纵向破坏时为线性增长,说明前者的腐蚀损伤危害要大于后者;护套两种破坏形式下,腐蚀钢绞线的力学性能不同,环向破坏后腐蚀钢绞线的承载力小于纵向破坏形式;在弹性模量和抗拉强度方面,环向破坏时,钢绞线的损伤率在20%以内时快速衰减,随后衰减缓慢,而纵向破坏时,腐蚀钢绞线的弹性模量和抗拉强度随损伤率呈线性衰减。PE套管环向破坏时,腐蚀钢绞线的力学性能损耗较大,在实际工程中应当重点关注。
环境工程
章艳红,汪金坤,陈俊华,马文洁,葛 勤,刘 斌
摘要:
流域水质直接关系到人体健康和生态安全。以萍水河向阳湖至何雁桥段为研究对象,分析其水质空间特征,综合4种方法进行水质评价,进一步利用多元统计和级别差方法对比分析水质评价结果。结果表明:1)COD、NH3-N、TP和TN的最高浓度位于赤山桥处;上游(向阳湖-桥头村)和下游(赤山桥-何雁桥)总体水质较好,部分采样点TN、Fe和Mn轻度超标,污染程度明显弱于中游(桥头村-赤山桥)。2)最差水质级别均为Ⅴ类或劣Ⅴ类水,污染程度属严重污染及以上;单因子评价法确定总氮(TN)为首要污染指标;主成分分析法确定2个主成分,可解释为营养盐污染指标和地质沉积环境指标。3)4种方法两两之间呈显著正相关,相关系数为0.937~0.994,但水质级别表现出明显的差异性;级差法结果表明,3种综合水质评价方法的水质级别顺序为:内梅罗污染指数法<综合污染指数法<主成分分析法。研究成果可为流域水质评价工作和研究提供参考,同时为流域水资源开发利用和水环境保护及综合治理提供科学依据。
陈钦,尚辉良,李登新,蒋太波
摘要:
随着国内危险废物处理产业化快速发展,回转窑综合焚烧技术得到了广泛应用,但其工业化应用存在回转窑工况不稳定、焚烧性能差、灰渣率高等问题,严重影响焚烧效率和运行成本。以危废综合焚烧的灰渣率为切入点,从回转窑焚烧机理、工艺设计、工艺控制、工艺运行等方面分析了灰渣率高的原因,并提出了相应的解决对策和建议,为危废综合焚烧回转窑经济高效运行和产业高质量发展提供参考和借鉴。
韩永群,田立国,张耀军,潘祖鸿,毛世宇
摘要:
开展生物法处理金矿含氰废水同步收金技术研究,通过改良缺氧-好氧生物处理工艺,成功驯化增殖了以硫杆菌、特吕珀菌、假单胞菌为主的CN-、SCN-高效降解菌群。在工业应用上,生物法对SCN-、COD、CN-、NH3-N的平均去除率分别为99.99%、97.54%、93.92%和98.92%,处理后的出水各项污染物指标远低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。微生物在降解废水污染物的同时,通过自身的氧化、吸附、絮凝沉降等作用,对起始浓度低的混合含金废水进行金回收,金的回收率可达到91%,富集金品位300~400 g/t,不仅深度处理了废水中各项污染物,同时回收了有价金属,是一种环境友好且无公害的含氰废水处理技术。
冶金史
武越,黄全胜,李永春,朱谨
摘要:
冶南遗址位于山西省临汾市翼城县冶南村,面积约1.2 km2,考古年代为西汉。采用X射线荧光分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析仪(SEM-EDS)、金(矿)相显微镜等对冶南遗址采集的6个炉渣和2个金属铁块进行了基体成分和显微组织检测分析。结果表明,6个炉渣样品为硅钙铝系低铁渣;2个铁块样品为熟铁,可能是生铁炒钢产品。判断该遗址为生铁冶炼遗址,同时也是生铁炒钢遗址。该遗址是目前山西地区确认的第一处大型生铁冶炼及炒钢的汉代官铁遗址。
重有色金属
晏滔,余小吕,杨应宝,周世伟,李博,魏永刚
摘要:
“双碳”背景下,我国铜冶炼作为高耗能高排放行业需突破资源、能源、供求关系等多重制约因素,方能迈进铜工业低碳绿色创新可持续发展道路。采用熔炼系统能量流平衡模型研究其能源利用收支情况,有利于进一步挖掘节能潜力,实现富氧底吹熔炼过程的低碳可持续化高效生产。通过计算铜冶炼厂底吹熔炼体系各类热量的收入和支出行为,解析无碳质燃料投入工况下的热量收支平衡关系,继而提出无碳自热熔炼的优化改进方案。因此,从原料适配、操作制度、设备优化等多方式调控以实现富氧底吹无碳自热熔炼。从碳源上减少或避免煤粉的加入,从而降低过程碳排放,以期为铜冶炼的清洁生产提供有益的思路和建议。
王科,刘红召,王威,柳林,王洪亮
摘要:
应用物质流分析锑-金火法冶炼系统。以金、铅为目标元素,建立了基于生产系统的物质平衡表和物质流图,构建了有关系统直接回收率、废物回收率、资源利用效率的评价指标体系。结果表明:系统内金的资源利用效率为91.76%,挥发熔炼、挥吹炉挥吹、还原熔炼和除杂精炼过程金的直收率分别为86.39%、92.27%、98.64%和95.60%。同时,每产出1 t金属锑,会有6.78 kg的铅进入到冶炼系统中。重点分析冶炼过程中有价元素金及有害元素铅在主要单元过程中的分布转化行为。最后,基于物质流分析提出提高资源利用效率和清洁生产的建议。
李林山,陈世梁,张磊,樊友奇
摘要:
鉴于杂质锌对顶吹炉生产中产品质量和生产率的不利影响,系统研究了入炉精矿中锌含量对铜熔炼顶吹炉系统冰铜、炉渣、烟尘的影响。结果表明,随着入炉精矿中锌的平均品位由0.88%上升至3.59%:冰铜中锌含量由0.68%上升至2.16%,不利于后续降低吹炼渣及精炼渣中铜含量;电炉渣中的锌含量由2.02%上升至5.80%,将导致更多的含锌铁尖晶石固相在高温下析出,使炉渣熔化温度出现升高趋势;上升烟道烟尘中锌含量增至3.34%,含锌物相增加将引入高熔点、高黏度锌铁尖晶石,诱发半熔融状或致密坚硬的结瘤物产生,难以破碎清除;电收尘系统烟尘率由0.96%提升至6.88%,烟尘中锌含量由4.25%增至8.44%,增加电收尘系统负担,降低除尘效率。
谢济运,黎桂昌,叶有明,马皓皓
摘要:
以非洲进口锰矿为原料,焦炭为还原剂,进行还原焙烧、硫酸浸出制备硫酸锰溶液。探究焦炭配比、焙烧温度、焙烧时间对锰还原效果的影响,确定最佳工艺参数,并对焙烧反应体系进行热力学分析及对浸出过程进行动力学分析。结果表明,最佳的焙烧条件为:焦炭配比15%、800 ℃焙烧60 min,锰的还原率达到97.84%。焙烧体系反应都是自发进行的,表观活化能为22.4586 kJ/mol,且浸出过程受内扩散控制,动力学方程为:1—2x/3—(1—x)2/3=8.48exp(-22458.6/RT)×t。
余海城
摘要:
研究了铜萃取剂中不同醛肟与酮肟比例对铜萃取性能指标的影响,考察了萃取相比、浸液pH等对三种不同醛肟与酮肟比例新有机相萃取性能的影响,以及降解产物对有机相萃取性能的影响,开展了新有机相与某铜湿法冶炼厂运行有机相的混合试验。结果表明,不同醛肟与酮肟比例有机相对铜的萃取性能影响差异较大,其中醛肟/酮肟=7/3新有机相具有最优萃取性能,反萃性能最弱;醛肟/酮肟=6.5/3.5新有机相萃取与反萃性能次之;醛肟/酮肟=6/4新有机相的反萃性能最优,萃取性能最弱;受运行有机相中降解产物改制的影响,三种有机相与运行有机相按体积比3︰1构成混合有机相反萃性能均获得了提升,其中以醛肟/酮肟=6.5/3.5混合有机相兼具良好萃取与反萃性能,各条件下铜净传递量最优,更适用于某铜湿法冶炼厂生产运行。研究结果为铜湿法冶炼行业萃取工艺优化与适宜萃取剂选择给出了方向与参考。
徐沙,张志峰,李奉真,伍莺,李忠岐
摘要:
以苯乙烯为单体,二乙烯苯为交联剂,Cyanex272为萃取剂,采用乳液悬浮聚合法制备CL-Cyanex272萃淋树脂。采用静态吸附法探究了Co浓度、温度、pH、皂化度、时间等因素对CL-Cyanex272萃淋树脂吸附Co、Ni、Mg的影响;采用萃取色层法探究了连续动态过程中萃淋树脂对含Co溶液净化的影响。结果表明:当料液pH=6、皂化度为100%时,CL-Cyanex272萃淋树脂对Co的吸附量达21.4 mg/g;控制皂化度≥70%、料液pH≥5时,Co与Ni、Co与Mg的分离效果较好,其分离系数分别达到1 697和18;动态吸附试验中CL-Cyanex272萃淋树脂可将料液中Co的浓度从80.15%提纯到99.9996%。本研究为CL-Cyanex272萃淋树脂用于工业纯化Co溶液提供良好的依据。
许晨,肖仪武
摘要:
褐铁矿型红土镍矿是一种富含镍、钴、铁的重要资源,综合利用价值巨大。探究红土型镍矿中镍和钴的赋存状态,以深入了解赋存状态对镍和钴回收利用的影响。通过详细的工艺矿物学研究,明确镍和钴主要赋存于褐铁矿、锰的水合氧化物和锰镍矿中,根据该红土型镍矿特征判断最佳冶炼回收方法为高压酸浸工艺。研究为红土型镍矿的资源高效利用提供了重要参考,为相关工业应用和环境保护提供了有益启示。
轻有色金属
张七道,李致伟,李德宗,王东晖,于一帆,朱星强,蔡泉宇
摘要:
通过对黔西北某地区富锂黏土岩的工艺矿物学分析,查明富锂黏土岩的物质组成、嵌布特征、锂的赋存状态,为锂矿开发利用评价提供理论依据。工艺矿物学研究表明,该地区富锂黏土岩成分为高岭石(49.06%)、水铝石(29.78%)、勃姆石(10.33%)、伊利石(6.56%)、锐钛矿(3.31%)及少量赤铁矿(0.97%)等。富锂黏土岩主要化学组成为Al2O3?SiO2?TiO2?Fe2O3、K2O?MgO等,其中Al2O3和SiO2含量相对较高,分别占48.95%和30.06%。Li2O在各个粒级分布比较平均,没有明显的富集现象。主要矿物的单体解离度较低,连生情况较为复杂,高岭石、水铝石、伊利石、锐钛矿、赤铁矿Tolerance=5%时(即解离程度95%以上)单体解离度分别为8.91%、1.82%、1.87%、1.82%及3.13%。该矿石进行空白焙烧—硫酸浸出的最优条件为磨矿细度为—0.074 mm占90%,600 ℃焙烧1.5 h,焙烧渣进行浸出试验,硫酸浓度为15%,浸出液固比为4,浸出温度90 ℃,浸出时间1 h,此时锂的浸出率为85.15%。研究区的锂不是以离子吸附态赋存在黏土矿物中的,而是以类质同象替代形式赋存在黏土矿物中。
胡明慧,郄志鹏,张新翰,刘忠宝,胡庆银,孙晔,邹润
摘要:
作为氧化铝工业过程伴生的固体废弃物,赤泥的规模化消纳与高值化利用一直以来是能源、化工领域的研究热点。在“碳中和”目标的引领下,有必要对赤泥的无害化处置及综合利用技术进行重新归纳与审视。首先从赤泥的基本理化性质出发,面向不同CO2浓度的应用场合,分析了赤泥直接在CO2捕集中的利用现状,对捕集装置、技术及赤泥组分的转化进行了综述。其次,基于赤泥自身丰富的多孔结构与碱金属类的化学组分,论述了以赤泥为原料的高值固体多孔材料(如沸石分子筛)合成与应用的相关研究,涉及材料制备工艺、CO2捕集效果等。最后,从赤泥基固体催化剂的角度,论述了其在CO2加氢、化学链燃烧等领域的催化效果。为赤泥在CO2捕集转化领域的应用现状提供了全面的认识。
罗振勇,刘吉龙,倪阳,吴鸿飞,潘晓林
摘要:
赤泥是氧化铝生产过程中排放的强碱性固体废物,尤其对于三水铝石矿低温拜耳法产生的赤泥,其中含有大量的Al2O3未被溶出,造成资源的极大浪费。以低温拜耳法赤泥为原料,通过高温溶出回收其中的Al2O3,系统研究了石灰添加量、循环母液苛碱浓度、溶出温度、固含、溶出时间对Al2O3溶出性能的影响规律,获得了溶出过程中物相转变机理和溶出动力学。结果表明:低温拜耳法赤泥高温溶出过程中,Al2O3溶出率随苛碱浓度、溶出温度、时间的增加而增加,随着石灰添加量和固含的增加而降低。推荐Al2O3的溶出条件为:固含500 g/L、苛碱浓度210 g/L、溶出温度270 ℃、溶出时间60 min、溶出过程不添加石灰,在此条件下Al2O3溶出率为50.36%,溶出液硅量指数为260。Al2O3溶出过程受内扩散控制,表观活化能为33.46 kJ/mol,动力学方程为1-2α/3-(1-α)2/3=0.00101×e-3346/RT×t;在高温溶出过程中,一水软铝石发生溶解,同时铝针铁矿转化为赤铁矿,导致氧化铝溶出率提高。
邢涛,邓胜祥
摘要:
传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2 087 A/m2,并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。
稀贵金属
李世俊,刘永涛,刘辉,高东星,程瑞泉,郭晓栋,刘硕
摘要:
针对某低品位铀钼伴生矿复杂矿性的特点,开展了加压碱法浸出试验,分析了难处理铀钼伴生矿加压碱法浸出的主要反应原理及反应机理,查明了浸出的主要难点是硫化物包裹体中钼的有效浸出以及胶硫钼矿的有效破解溶解和氧化。试验结果表明,在矿石粒度—0.147 mm、总压0.7 MPa(氧分压0.5 MPa)、碱总用量16%(碳酸氢钠4%、碳酸钠12%)、反应温度110 ℃、浸出液固比1.5、反应时间3 h的条件下,尾渣中铀和钼的品位分别降至0.009%和0.125%以下,浸出率分别达到89.77%、84.62%以上。解决了包裹型难处理硫化钼的高效分解的难题,实现了铀、钼金属的高效回收,为该类型矿石处理提供了技术路线选择的依据。
材料与设备
刘巍,范艳青,王玲
摘要:
针对高纯石墨制备,提出碱酸湿法制备工艺。考察了加压碱浸和盐酸浸出除杂时各因素对制备高纯石墨的影响。结果表明,在碱浸温度220 ℃、碱浓度270 g/L、液固比8、时间2 h、搅拌转速500 r/min,铝的脱除率为88.18%,硅的脱除率为89.69%。在常压酸浸温度80 ℃、酸浓度12%,时间4 h、液固比4的条件下,高纯石墨产品固定碳含量大于99.89%。进行200目标准筛筛分处理后,筛上物灰分含量0.092%、固定碳含量99.91%、水分0.15%,符合鳞片石墨GB/T 3518—2008中高纯石墨LC(-)75-99.9产品牌号的技术要求。
张香云,张博循,肖才云,袁子洲
摘要:
采用吸铸法制备Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金,采用同步差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机对非晶合金显微结构进行表征和力学性能测试,并利用XRD和SEM对试样的相组成和的剪切带观察。研究发现:随着吸铸功率增加,热稳定性、玻璃形成能力不断提高;Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金的锯齿流变现象越明显,综合力学性能越好,其中吸铸功率8 kW时,试样的屈服强度、抗压强度和塑性达到最值,室温综合力学性能最好,且剪切带分布情况最好,但是继续提高吸铸功率,力学性能反而变差。
宋智涛,赵佳,路贵民
摘要:
通过循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和开路计时电位法(OCP)研究了温度为973 K时KCl-NaCl-CeCl3-MgCl2四元熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ce(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为以及合金化过程。根据电化学分析的结果,以钨丝为工作电极,石墨棒为辅助电极,于-2.1 V(vs.Ag/AgCl)恒电位电解12 h制取Mg-Ce合金。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对电解所得合金的组成以及元素分布进行表征,结果表明合金的基底相为Mg17Ce2,第二相为Mg3Ce。
虞爱平,冯晓乔,王文
摘要:
PE护套破坏是导致斜拉索中钢绞线发生腐蚀的直接原因。为了研究护套不同破坏形式下钢绞线腐蚀形态特征及力学性能退化规律,基于钢绞线电化学加速腐蚀试验,通过静力拉伸试验测定腐蚀钢绞线力学性能参数。结果表明:PE护套在两种破坏形式下钢绞线的锈蚀形态不同。PE护套环向破坏时,腐蚀产物在损伤口两端堆积,而纵向破坏时,腐蚀产物堆积在两侧;通过钢绞线腐蚀损伤评定,发现护套环向破坏时,钢绞线的腐蚀率随着时间呈指数增长,而纵向破坏时为线性增长,说明前者的腐蚀损伤危害要大于后者;护套两种破坏形式下,腐蚀钢绞线的力学性能不同,环向破坏后腐蚀钢绞线的承载力小于纵向破坏形式;在弹性模量和抗拉强度方面,环向破坏时,钢绞线的损伤率在20%以内时快速衰减,随后衰减缓慢,而纵向破坏时,腐蚀钢绞线的弹性模量和抗拉强度随损伤率呈线性衰减。PE套管环向破坏时,腐蚀钢绞线的力学性能损耗较大,在实际工程中应当重点关注。
环境工程
章艳红,汪金坤,陈俊华,马文洁,葛 勤,刘 斌
摘要:
流域水质直接关系到人体健康和生态安全。以萍水河向阳湖至何雁桥段为研究对象,分析其水质空间特征,综合4种方法进行水质评价,进一步利用多元统计和级别差方法对比分析水质评价结果。结果表明:1)COD、NH3-N、TP和TN的最高浓度位于赤山桥处;上游(向阳湖-桥头村)和下游(赤山桥-何雁桥)总体水质较好,部分采样点TN、Fe和Mn轻度超标,污染程度明显弱于中游(桥头村-赤山桥)。2)最差水质级别均为Ⅴ类或劣Ⅴ类水,污染程度属严重污染及以上;单因子评价法确定总氮(TN)为首要污染指标;主成分分析法确定2个主成分,可解释为营养盐污染指标和地质沉积环境指标。3)4种方法两两之间呈显著正相关,相关系数为0.937~0.994,但水质级别表现出明显的差异性;级差法结果表明,3种综合水质评价方法的水质级别顺序为:内梅罗污染指数法<综合污染指数法<主成分分析法。研究成果可为流域水质评价工作和研究提供参考,同时为流域水资源开发利用和水环境保护及综合治理提供科学依据。
陈钦,尚辉良,李登新,蒋太波
摘要:
随着国内危险废物处理产业化快速发展,回转窑综合焚烧技术得到了广泛应用,但其工业化应用存在回转窑工况不稳定、焚烧性能差、灰渣率高等问题,严重影响焚烧效率和运行成本。以危废综合焚烧的灰渣率为切入点,从回转窑焚烧机理、工艺设计、工艺控制、工艺运行等方面分析了灰渣率高的原因,并提出了相应的解决对策和建议,为危废综合焚烧回转窑经济高效运行和产业高质量发展提供参考和借鉴。
韩永群,田立国,张耀军,潘祖鸿,毛世宇
摘要:
开展生物法处理金矿含氰废水同步收金技术研究,通过改良缺氧-好氧生物处理工艺,成功驯化增殖了以硫杆菌、特吕珀菌、假单胞菌为主的CN-、SCN-高效降解菌群。在工业应用上,生物法对SCN-、COD、CN-、NH3-N的平均去除率分别为99.99%、97.54%、93.92%和98.92%,处理后的出水各项污染物指标远低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。微生物在降解废水污染物的同时,通过自身的氧化、吸附、絮凝沉降等作用,对起始浓度低的混合含金废水进行金回收,金的回收率可达到91%,富集金品位300~400 g/t,不仅深度处理了废水中各项污染物,同时回收了有价金属,是一种环境友好且无公害的含氰废水处理技术。
冶金史
武越,黄全胜,李永春,朱谨
摘要:
冶南遗址位于山西省临汾市翼城县冶南村,面积约1.2 km2,考古年代为西汉。采用X射线荧光分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析仪(SEM-EDS)、金(矿)相显微镜等对冶南遗址采集的6个炉渣和2个金属铁块进行了基体成分和显微组织检测分析。结果表明,6个炉渣样品为硅钙铝系低铁渣;2个铁块样品为熟铁,可能是生铁炒钢产品。判断该遗址为生铁冶炼遗址,同时也是生铁炒钢遗址。该遗址是目前山西地区确认的第一处大型生铁冶炼及炒钢的汉代官铁遗址。