重有色金属
曹舒恒,夏隆巩,刘志宏
摘要:
造锍熔炼是火法炼铜的关键工序,通常采用铁橄榄石炉渣体系(SiO2-FeOx-MO,M代表金属)。系统讨论了四氧化三铁的性质、生成、溶解、析出、作用,以及危害与其消除方法等,并指出以往“在造锍熔炼中,四氧化三铁熔点高,黏度大,其生成将对造锍熔炼过程产生严重不利影响”这一观点是不全面的。在造锍熔炼中,四氧化三铁的生成及过饱和析出与温度、炉渣Fe/SiO2质量比、体系中FeS和Cu2S活度、SO2分压等因素相关;Fe(Ⅲ)在炉渣中的溶解度决定于渣温。四氧化三铁过饱和析出于炉渣中后,炉渣黏度应按Einstein-Roscoe公式计算。此外,还对不同熔炼方法中炉渣温度和Fe/SiO2质量比不同的原因进行了分析。
刘庆东,张环,谢铿,李一夫,李正永,陈云,袁海滨
摘要:
针对锡精炼过程加硫除铜工艺,系统考察加硫量、加热温度和不同形态硫磺对锡铜分离的影响。研究结果表明,片状硫磺加硫量1︰1.2、加热温度300 ℃时,锡铜分离效果达到最佳,残余锡中的铜含量降低到了0.007%,锡铜分离率和锡直收率分别达到了99.18%、99.52%。该工艺是可以有效除去粗锡中的杂质铜,具有操作简单、成本低及效率高的优点。
姚瞬雨,丁威,柯昌均,钟月娴,包申旭,侯晓川,许开华
摘要:
研究了碳酸氢铵-还原剂体系选择性浸出废旧三元锂电池中锂、镍、钴的过程。考察了浸出温度、碳酸氢铵浓度、还原剂的种类和浓度、固液比及浸出时间等对有价金属浸出率的影响,并通过XRD、SEM-EDS和FT-IR等表征方法对选择性浸出机理进行了初步探明。结果表明:在浸出温度80 ℃、浸出时间2.5 h、碳酸氢铵浓度2.5 mol/L、固液比50 g/L、还原剂亚硫酸钠浓度0.6 mol/L的条件下,锂、镍、钴的浸出率分别为96.86%、96.36%、93.43%,而锰几乎不被浸出。碳酸氢铵-亚硫酸钠还原浸出体系可以实现从废旧三元锂电池材料中高效、选择性回收锂、镍和钴。
于海波,阳坤林,何恩,杨世亮,朱鹏春,杨贵,班卿
摘要:
为深入理解和掌握转炉摇炉过程中水冷密封小车对烟道内含硫烟气逸散的控制机制,基于数值模拟的方法研究了不同水冷密封小车位置和不同水冷密封小车结构条件下含硫烟气逸散的控制效果及机理。结果表明,小车的封挡和底部上升气流气封的综合作用抑制了烟气的逸散。小车长度增加强化了封挡效果,有利于硫化物富集。具体而言,处于下限位时小车长度由3.6 m延长至4.0 m,工艺烟道内SO2的浓度由7.8%增加至9.8%,SO3的浓度由1.1%增加至1.4%。
轻有色金属
姚明灿,付芳忠,胡金,严康,范鹤林,王瑞祥,徐志峰
摘要:
高品位钛渣(TiO2含量≥90%)的高效制备不仅是高品质钛产品生产的关键,而且已成为我国钛冶金行业发展的迫切需要。钛铁矿还原熔炼过程钛渣熔体传输性质的调控是实现高品位钛渣高效制备的关键。国内外学者采用分子动力学模拟的方法,开展钛渣熔体结构演变及传输性质的研究,取得了显著的进展,证实了分子动力学模拟的方法在钛渣熔体研究中的有效性。分子动力学模拟的方法在研究钛渣熔体结构和性质方面具有显著的优势,不但能考察钛渣熔体结构参数、传输性质及相关微观细节,而且不受试验条件(高温、高腐蚀性、高化学活性)的限制。通过分子动力学模拟能够获取钛渣熔体丰富的结构信息和重要的传输性质,避免了钛渣熔体结构及物理性质试验测试中存在的难题。最后,结合冶金熔体成分和结构的复杂性,总结存在的问题,对分子动力学模拟在熔体结构及传输性质研究中的应用进行了展望。
朱福兴,马占山,陈爱祥,李良,黄志鹏,彭卫星
摘要:
针对高钙镁钛精矿难以满足沸腾氯化制备四氯化钛工艺问题,从热力学和动力学角度对高钙镁钛原料碳热还原—沸腾氯化制备TiCl4工艺进行了深入研究。结果表明:钛精矿高温碳热还原历程为:FeTiO3 → TiO2+Fe → TinO2n-1(n=4~9)+Fe → Ti3O5+Fe → Ti2O3+Fe → TiCxO1-x+Fe,碳氧钛生成的温度必须高于1 400 ℃,此时钛精矿中的Ca、Mg、Al、Si、Mn等杂质元素在1 800 ℃以内都不会被还原为对应的碳化物;高钙镁钛铁矿精矿碳热还原制备碳氧钛过程中,失重率随温度升高呈现4阶段上升,其中阶段1和3分别为受扩散控制生成金属Fe和碳氧钛的快速失重段,而阶段2和4分别为金属Fe和碳氧钛形核长大的缓慢失重阶段,4个阶段的表观活化能分别为49.84、—2.24、12.82、—2.53 kJ/mol。沸腾氯化过程还原产物中的Fe、MgO和CaO均会优先被氯气氯化,但当存在TiO2时,SiO2和Al2O3则不易被氯化,碳氧钛较适宜沸腾氯化的温度为300~650 ℃,沸腾氯化前5 min为还原产物中碳氧钛的快速氯化阶段,主要受表面化学反应的控制,而后5~20 min为Ti2O3的缓慢氯化阶段,主要受颗粒内部扩散控制的影响。
陈伟
摘要:
作为以电力、炭阳极、氧化铝为主力需求的高耗能电解铝企业,为积极响应国家“碳达峰,碳中和”战略目标,某公司率先通过技改措施以达到减碳降耗,采用高导电钢棒、高导电石墨化阴极炭块、强保温底层内衬材料等优化改造方案提高电能利用率,降低综合电耗。以400 kA系列铝电解槽为研究对象,探索石墨化阴极内衬在400 kA系列电解槽上的生产应用研究。石墨化阴极炭块相比石墨质阴极炭块具有更优良的导电性和导热性,可以提高电流效率和电解槽稳定性,阴极压降、平均电压、效应系数和交直流电耗明显降低,电解槽槽寿命亦有所延长,实现了电解槽内衬优化、节能降耗的目标。
翟柄德,邓胜祥
摘要:
采用有限元仿真计算,对330 kA铝电解槽进行传统阴极碳块结构和异形阴极碳块结构的电场进行仿真模拟,主要对铝液中水平电流分布进行分析。研究发现,异形阴极碳块结构相对于传统阴极碳块结构能够在影响压降较小的前提下降低水平电流密度。模拟结果表明,在异形阴极碳块表面凸起中增加隔断并改变凸起角度,对降低铝液中水平电流效果明显,能够降低铝液中最大水平电流密度27.8%,平均水平电流密度34.3%,有效提升了铝电解槽电流效率。
稀贵金属
曹令华,张海燕,曹笑豪,王皓,李大炳,任燕,周志全,舒祖骏
摘要:
采用复盐沉淀法,用硫酸钠同时去除氯离子体系铀溶液中的铁、钍、稀土杂质离子,并研究了硫酸钠用量、反应温度、反应时间、体系pH等对除杂效果的影响。结果表明,反应的最佳条件为:硫酸钠用量为理论量的160%、反应温度95 ℃、反应时间2 h、体系pH=0.75~1.25。在此优化条件下,铁、钍和总稀土的平均去除率分别达到99.62%、99.42%和98.27%,铀的平均回收率为99.87%。该方法具有除杂效果好、铀损失率低、易分离等优点。
桂增杰,黄纪,王如意,姚光怀,段和军,张祥雪,梁大业
摘要:
在地浸采铀生产过程中,控制抽注液平衡和高效识别抽注液异常状态是保障浸出效能和井场的安全重要措施。以内蒙古某铀矿为例,介绍了该铀矿抽注液平衡联动控制与抽注液异常监测方面数字化技术的应用情况,探讨了应用数字化技术前后该铀矿山抽注液管控效能的变化。结果表明,应用数字化技术进行抽注液平衡控制能有效解决抽注液调控过程中人工控制所存在的劳动强度大、调控不及时和精度不足的问题;合理的模型设计能够高效识别抽注液异常状态。建立抽注液数字化管控体系有助于实现精益化管控、提升井场生产效能、降低安全风险。
葛芮彤,李斌,李峰峰,徐纪塘,李俊乐
摘要:
探究LN树脂对Sm(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附效果,考察了时间、酸度和温度对树脂吸附量的影响,对吸附过程的吸附动力学和吸附热力学进行了研究,并测定了相关热力学参数?H、?S以及?G。结果表明,LN树脂在298 K下对Sm(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附可在2 min后达到平衡,酸度越小平衡吸附量越大,且随温度升高平衡吸附量也逐渐升高。使用LN树脂色层柱进行了钐和钆的分离试验,Sm(Ⅲ)在0.75 mol/L HNO3酸度下洗脱,Gd(Ⅲ)在1.0 mol/L HNO3酸度下洗脱,不同洗脱液流速对柱分离效果的影响结果表明,流速为0.53 mL/min时分离效果最好。
材料与设备
董云芳,张松松,王振峰,伍永福,刘中兴,刘铃声
摘要:
CeO2颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO2颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO2颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850 ℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO2颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明550 ℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。
韦林森
摘要:
钒渣提钒的传统方法钠化提钒工艺以铵盐为介质实现钒酸钠阴阳离子的解离,但是会产生大量的氨氮废水和硫酸钠固废,使得钒产品制备过程环境污染严重,工艺复杂,成本高。基于此,提出了膜电解技术处理含钒浸出液,使钠离子扩散到阴极,钒保留在阳极,随后通过水解沉钒,煅烧获得五氧化二钒产品,阴极液蒸发浓缩回收氢氧化钠的工艺技术。系统考察了电解电压、电解时间和沉钒温度等的影响规律,在电压5 V、电解时间135 min的条件下,可分离回收浸出液中85%的钠;电解后的浸出液在120 ℃加热90 min,沉钒率可达99%,获得的五氧化二钒产品满足行业标准要求。
王庆福,韩田莉,樊斌锋,姬琳
摘要:
随着新能源行业的迅速发展,对锂离子电池及其动力电池的需求日益加剧,而电解铜箔作为锂离子电池的负极集流体如果抗拉强度不够容易引起电池龟裂而降低电池容量。针对厚度为4 μm的超薄锂电铜箔,探究了不同质量浓度羟乙基纤维素(HEC)对4 μm极薄电解铜箔的结构及其各项性能的影响。XRD结果表明,随着HEC质量浓度增大,Cu(111)晶面择优系数逐渐降低,Cu(220)晶面择优系数逐渐增大,表现出Cu(220)晶面择优取向生长;各项性能结果表明,当HEC质量浓度为9 mg/L时,可以获得抗拉强度567.89 MPa、伸长率3.63%、粗糙度1.26 μm,光泽度121 GU的4 μm极薄高抗拉铜箔,为极薄高抗铜箔提供了研究方向。
李照华,乔知秋,樊彬锋,王庆福,段丰楠
摘要:
选用硫酸高铈为添加剂,运用电化学工作站、扫描电子显微镜(SEM)等手段探究了其在电解铜箔过程中的作用机理及其最佳添加量。研究表明,1 g/L的硫酸高铈添加量为2 mL时,电解铜箔的电位负移,晶粒细化,显著提高了抗腐蚀能力,粗糙度降低了近30%,抗拉强度和伸长率分别提高了65.1%和113.2%。铈阳离子的特殊电子结构,使其在电解铜箔生产过程中能够发挥优异作用,也为新型添加剂的开发提供了思路。
环境工程
罗钊荣,戴贞洧,张飞,谢太李
摘要:
针对硫酸铜结晶母液含砷、含镍、高酸的特点,根据正交试验法,采用pH调控法依次进行中和、沉铜、沉镍工业试验,探究了反应时间和终点pH对分离效果的影响。结果表明,采用液碱调控母液pH能有效回收铜、砷、镍元素。中和反应最佳参数为:终点pH=2.5~3.0、反应时间1.5 h、反应自然升温,能够以铜砷渣形式回收98%以上的砷,并与镍成功分离;沉铜反应终点pH=6.0~6.5、反应时间1.0 h、反应温度80~90 ℃,能实现铜沉淀率>93%;沉镍反应终点pH=10.0~10.5、反应时间2.0 h,在室温下压滤,镍沉淀率>98%。母液经处理后得到的沉镍后液含铜<50 mg/L,含砷<5 mg/L,含镍<100 mg/L,母液得到有效处理,实现铜回收率>96%,砷回收率>98%,镍回收率>84%。
张晶然,李琳琳,卢许佳,谭维佳
摘要:
采用KMnO4氧化改性制备一种新型污泥生物炭(KBC)用于处理酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验考察了溶液初始pH、共存离子、投加量、吸附时间及污染物浓度对改性生物炭去除Cd(Ⅱ)的效能,并通过表征技术探究改性生物炭对Cd(Ⅱ)的去除机理。结果表明,KMnO4氧化改性提高了KBC中含O基团的数量、比表面积及石墨化程度。批量吸附试验表明,在最佳条件:温度25 ℃、投加量1 g/L、吸附时间300 min及pH=5.0时,原始污泥生物炭(BC)和KBC对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为53.27 和99.22 mg/g。此外,共存离子NaCl浓度对BC和KBC对Cd(Ⅱ)的吸附几乎没有影响。经过4次重复试验后,BC和KBC对Cd(Ⅱ)的去除率分别为64.05%和90.34%。Cd(Ⅱ)与含O基团的络合、Cd—π相互作用及静电作用是BC和KBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的主要机理。KMnO4氧化改性能够有效地提高污泥生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)的处理。
陈涛,杨洪英,董准勤,秦良奇
摘要:
随着铜冶炼规模的不断扩大,产生的含砷中间物料量逐年增加,含砷物料的资源化与无害化已成为铜冶炼行业可持续发展亟待解决的重大问题之一。介绍了铜冶炼含砷中间物料的来源、国内外对含砷物料的处理与利用现状,指出了湿法工艺、稳定化和固化存在的不足。系统综述了含砷物料火法工艺分类及资源化利用方面的应用情况,提出了未来含砷物料无害化与资源化利用技术的发展方向,并针对硫化砷渣减量化说明了矿相转化脱水减重新技术开发情况。
李劲林,舒波,张宝辉,李斌,金之涛,包稚群
摘要:
硫化法是目前冶炼污酸除砷应用最广泛的方法。常规硫化法采用阶梯式硫化、多级硫化、高效硫化反应器等工艺,或产出大量危废渣且后液不能回用只能排放,或成本高、流程长,或对高含砷污酸处理效果不理想。对含砷16 060 mg/L、铜28.04 mg/L、铅9.80 mg/L的高含砷污酸的除杂工艺进行研究,考察了硫化钠(Na2S?9H2O)加入量、加入方式及时间、反应温度等因素对除杂效果的影响,确定了“硫化+絮凝”的工艺,通过优化药剂加入方式从而减少药剂加入量,探索出了最佳工艺控制条件,达到“流程短、加药精准、污染小”的目的。结果表明,污酸中的砷可降至0.23 mg/L甚至<0.1 mg/L,铅、铜分别降至<0.1 mg/L,远低于工业硫酸一级品的限值。
赵伟,李国维,康泽双,曹瑞雪,韩玉柱,闫琨
摘要:
以伯胺和烯胺为原料,采用复合法制备高效复合型CO2捕集剂,通过FT-IR、离子分析初步判断捕集剂与CO2反应前后药剂变化。并通过优化工艺参数,明确最佳捕集剂浓度、反应温度、组分配比、烟气浓度。最佳工艺条件为:高效复合型捕集剂浓度30%、进气浓度20%、反应温度30 ℃,此时捕集效率达到99%以上,有效捕集时间达到300 min,高温再生后可实现捕集剂循环使用。
陈新,刘亚洁,陈宏亮,赵贝,刘淼,孙占学,陈箭光,徐益群
摘要:
从某铀矿山周边土壤中富集分离出一株硫酸盐还原菌A1SXC21Q,研究了该菌株在不同pH、温度、SO42-浓度下的脱硫和固铀性能,及其固铀产物的稳定性。结果表明,pH升高有利于该菌对SO42-和铀的去除,初始pH为5.5~7.0条件下SO42-和铀的去除率均可达到95%以上;初始SO42-浓度增加会降低菌株对SO42-和铀的去除率,但在SO42-浓度为2 000 mg/L条件下SO42-和铀的去除率仍可达到75.42%和50.57%;温度升高可显著加速SO42-和铀的去除,25~35 ℃条件下SO42-和铀的去除率均达到95%左右;A1SXC21Q菌株可将富集于其表面的铀转移到细胞内部并形成多个“核状”磷酸铀酰络合物,形成的固铀产物稳定。从A1SXC21Q菌脱硫固铀效果及其固铀产物稳定性来看,该菌有望用于后续酸法地浸铀矿山退役采区地下水生物修复技术试验研究中。
重有色金属
曹舒恒,夏隆巩,刘志宏
摘要:
造锍熔炼是火法炼铜的关键工序,通常采用铁橄榄石炉渣体系(SiO2-FeOx-MO,M代表金属)。系统讨论了四氧化三铁的性质、生成、溶解、析出、作用,以及危害与其消除方法等,并指出以往“在造锍熔炼中,四氧化三铁熔点高,黏度大,其生成将对造锍熔炼过程产生严重不利影响”这一观点是不全面的。在造锍熔炼中,四氧化三铁的生成及过饱和析出与温度、炉渣Fe/SiO2质量比、体系中FeS和Cu2S活度、SO2分压等因素相关;Fe(Ⅲ)在炉渣中的溶解度决定于渣温。四氧化三铁过饱和析出于炉渣中后,炉渣黏度应按Einstein-Roscoe公式计算。此外,还对不同熔炼方法中炉渣温度和Fe/SiO2质量比不同的原因进行了分析。
刘庆东,张环,谢铿,李一夫,李正永,陈云,袁海滨
摘要:
针对锡精炼过程加硫除铜工艺,系统考察加硫量、加热温度和不同形态硫磺对锡铜分离的影响。研究结果表明,片状硫磺加硫量1︰1.2、加热温度300 ℃时,锡铜分离效果达到最佳,残余锡中的铜含量降低到了0.007%,锡铜分离率和锡直收率分别达到了99.18%、99.52%。该工艺是可以有效除去粗锡中的杂质铜,具有操作简单、成本低及效率高的优点。
姚瞬雨,丁威,柯昌均,钟月娴,包申旭,侯晓川,许开华
摘要:
研究了碳酸氢铵-还原剂体系选择性浸出废旧三元锂电池中锂、镍、钴的过程。考察了浸出温度、碳酸氢铵浓度、还原剂的种类和浓度、固液比及浸出时间等对有价金属浸出率的影响,并通过XRD、SEM-EDS和FT-IR等表征方法对选择性浸出机理进行了初步探明。结果表明:在浸出温度80 ℃、浸出时间2.5 h、碳酸氢铵浓度2.5 mol/L、固液比50 g/L、还原剂亚硫酸钠浓度0.6 mol/L的条件下,锂、镍、钴的浸出率分别为96.86%、96.36%、93.43%,而锰几乎不被浸出。碳酸氢铵-亚硫酸钠还原浸出体系可以实现从废旧三元锂电池材料中高效、选择性回收锂、镍和钴。
于海波,阳坤林,何恩,杨世亮,朱鹏春,杨贵,班卿
摘要:
为深入理解和掌握转炉摇炉过程中水冷密封小车对烟道内含硫烟气逸散的控制机制,基于数值模拟的方法研究了不同水冷密封小车位置和不同水冷密封小车结构条件下含硫烟气逸散的控制效果及机理。结果表明,小车的封挡和底部上升气流气封的综合作用抑制了烟气的逸散。小车长度增加强化了封挡效果,有利于硫化物富集。具体而言,处于下限位时小车长度由3.6 m延长至4.0 m,工艺烟道内SO2的浓度由7.8%增加至9.8%,SO3的浓度由1.1%增加至1.4%。
轻有色金属
姚明灿,付芳忠,胡金,严康,范鹤林,王瑞祥,徐志峰
摘要:
高品位钛渣(TiO2含量≥90%)的高效制备不仅是高品质钛产品生产的关键,而且已成为我国钛冶金行业发展的迫切需要。钛铁矿还原熔炼过程钛渣熔体传输性质的调控是实现高品位钛渣高效制备的关键。国内外学者采用分子动力学模拟的方法,开展钛渣熔体结构演变及传输性质的研究,取得了显著的进展,证实了分子动力学模拟的方法在钛渣熔体研究中的有效性。分子动力学模拟的方法在研究钛渣熔体结构和性质方面具有显著的优势,不但能考察钛渣熔体结构参数、传输性质及相关微观细节,而且不受试验条件(高温、高腐蚀性、高化学活性)的限制。通过分子动力学模拟能够获取钛渣熔体丰富的结构信息和重要的传输性质,避免了钛渣熔体结构及物理性质试验测试中存在的难题。最后,结合冶金熔体成分和结构的复杂性,总结存在的问题,对分子动力学模拟在熔体结构及传输性质研究中的应用进行了展望。
朱福兴,马占山,陈爱祥,李良,黄志鹏,彭卫星
摘要:
针对高钙镁钛精矿难以满足沸腾氯化制备四氯化钛工艺问题,从热力学和动力学角度对高钙镁钛原料碳热还原—沸腾氯化制备TiCl4工艺进行了深入研究。结果表明:钛精矿高温碳热还原历程为:FeTiO3 → TiO2+Fe → TinO2n-1(n=4~9)+Fe → Ti3O5+Fe → Ti2O3+Fe → TiCxO1-x+Fe,碳氧钛生成的温度必须高于1 400 ℃,此时钛精矿中的Ca、Mg、Al、Si、Mn等杂质元素在1 800 ℃以内都不会被还原为对应的碳化物;高钙镁钛铁矿精矿碳热还原制备碳氧钛过程中,失重率随温度升高呈现4阶段上升,其中阶段1和3分别为受扩散控制生成金属Fe和碳氧钛的快速失重段,而阶段2和4分别为金属Fe和碳氧钛形核长大的缓慢失重阶段,4个阶段的表观活化能分别为49.84、—2.24、12.82、—2.53 kJ/mol。沸腾氯化过程还原产物中的Fe、MgO和CaO均会优先被氯气氯化,但当存在TiO2时,SiO2和Al2O3则不易被氯化,碳氧钛较适宜沸腾氯化的温度为300~650 ℃,沸腾氯化前5 min为还原产物中碳氧钛的快速氯化阶段,主要受表面化学反应的控制,而后5~20 min为Ti2O3的缓慢氯化阶段,主要受颗粒内部扩散控制的影响。
陈伟
摘要:
作为以电力、炭阳极、氧化铝为主力需求的高耗能电解铝企业,为积极响应国家“碳达峰,碳中和”战略目标,某公司率先通过技改措施以达到减碳降耗,采用高导电钢棒、高导电石墨化阴极炭块、强保温底层内衬材料等优化改造方案提高电能利用率,降低综合电耗。以400 kA系列铝电解槽为研究对象,探索石墨化阴极内衬在400 kA系列电解槽上的生产应用研究。石墨化阴极炭块相比石墨质阴极炭块具有更优良的导电性和导热性,可以提高电流效率和电解槽稳定性,阴极压降、平均电压、效应系数和交直流电耗明显降低,电解槽槽寿命亦有所延长,实现了电解槽内衬优化、节能降耗的目标。
翟柄德,邓胜祥
摘要:
采用有限元仿真计算,对330 kA铝电解槽进行传统阴极碳块结构和异形阴极碳块结构的电场进行仿真模拟,主要对铝液中水平电流分布进行分析。研究发现,异形阴极碳块结构相对于传统阴极碳块结构能够在影响压降较小的前提下降低水平电流密度。模拟结果表明,在异形阴极碳块表面凸起中增加隔断并改变凸起角度,对降低铝液中水平电流效果明显,能够降低铝液中最大水平电流密度27.8%,平均水平电流密度34.3%,有效提升了铝电解槽电流效率。
稀贵金属
曹令华,张海燕,曹笑豪,王皓,李大炳,任燕,周志全,舒祖骏
摘要:
采用复盐沉淀法,用硫酸钠同时去除氯离子体系铀溶液中的铁、钍、稀土杂质离子,并研究了硫酸钠用量、反应温度、反应时间、体系pH等对除杂效果的影响。结果表明,反应的最佳条件为:硫酸钠用量为理论量的160%、反应温度95 ℃、反应时间2 h、体系pH=0.75~1.25。在此优化条件下,铁、钍和总稀土的平均去除率分别达到99.62%、99.42%和98.27%,铀的平均回收率为99.87%。该方法具有除杂效果好、铀损失率低、易分离等优点。
桂增杰,黄纪,王如意,姚光怀,段和军,张祥雪,梁大业
摘要:
在地浸采铀生产过程中,控制抽注液平衡和高效识别抽注液异常状态是保障浸出效能和井场的安全重要措施。以内蒙古某铀矿为例,介绍了该铀矿抽注液平衡联动控制与抽注液异常监测方面数字化技术的应用情况,探讨了应用数字化技术前后该铀矿山抽注液管控效能的变化。结果表明,应用数字化技术进行抽注液平衡控制能有效解决抽注液调控过程中人工控制所存在的劳动强度大、调控不及时和精度不足的问题;合理的模型设计能够高效识别抽注液异常状态。建立抽注液数字化管控体系有助于实现精益化管控、提升井场生产效能、降低安全风险。
葛芮彤,李斌,李峰峰,徐纪塘,李俊乐
摘要:
探究LN树脂对Sm(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附效果,考察了时间、酸度和温度对树脂吸附量的影响,对吸附过程的吸附动力学和吸附热力学进行了研究,并测定了相关热力学参数?H、?S以及?G。结果表明,LN树脂在298 K下对Sm(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附可在2 min后达到平衡,酸度越小平衡吸附量越大,且随温度升高平衡吸附量也逐渐升高。使用LN树脂色层柱进行了钐和钆的分离试验,Sm(Ⅲ)在0.75 mol/L HNO3酸度下洗脱,Gd(Ⅲ)在1.0 mol/L HNO3酸度下洗脱,不同洗脱液流速对柱分离效果的影响结果表明,流速为0.53 mL/min时分离效果最好。
材料与设备
董云芳,张松松,王振峰,伍永福,刘中兴,刘铃声
摘要:
CeO2颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO2颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO2颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850 ℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO2颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明550 ℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。
韦林森
摘要:
钒渣提钒的传统方法钠化提钒工艺以铵盐为介质实现钒酸钠阴阳离子的解离,但是会产生大量的氨氮废水和硫酸钠固废,使得钒产品制备过程环境污染严重,工艺复杂,成本高。基于此,提出了膜电解技术处理含钒浸出液,使钠离子扩散到阴极,钒保留在阳极,随后通过水解沉钒,煅烧获得五氧化二钒产品,阴极液蒸发浓缩回收氢氧化钠的工艺技术。系统考察了电解电压、电解时间和沉钒温度等的影响规律,在电压5 V、电解时间135 min的条件下,可分离回收浸出液中85%的钠;电解后的浸出液在120 ℃加热90 min,沉钒率可达99%,获得的五氧化二钒产品满足行业标准要求。
王庆福,韩田莉,樊斌锋,姬琳
摘要:
随着新能源行业的迅速发展,对锂离子电池及其动力电池的需求日益加剧,而电解铜箔作为锂离子电池的负极集流体如果抗拉强度不够容易引起电池龟裂而降低电池容量。针对厚度为4 μm的超薄锂电铜箔,探究了不同质量浓度羟乙基纤维素(HEC)对4 μm极薄电解铜箔的结构及其各项性能的影响。XRD结果表明,随着HEC质量浓度增大,Cu(111)晶面择优系数逐渐降低,Cu(220)晶面择优系数逐渐增大,表现出Cu(220)晶面择优取向生长;各项性能结果表明,当HEC质量浓度为9 mg/L时,可以获得抗拉强度567.89 MPa、伸长率3.63%、粗糙度1.26 μm,光泽度121 GU的4 μm极薄高抗拉铜箔,为极薄高抗铜箔提供了研究方向。
李照华,乔知秋,樊彬锋,王庆福,段丰楠
摘要:
选用硫酸高铈为添加剂,运用电化学工作站、扫描电子显微镜(SEM)等手段探究了其在电解铜箔过程中的作用机理及其最佳添加量。研究表明,1 g/L的硫酸高铈添加量为2 mL时,电解铜箔的电位负移,晶粒细化,显著提高了抗腐蚀能力,粗糙度降低了近30%,抗拉强度和伸长率分别提高了65.1%和113.2%。铈阳离子的特殊电子结构,使其在电解铜箔生产过程中能够发挥优异作用,也为新型添加剂的开发提供了思路。
环境工程
罗钊荣,戴贞洧,张飞,谢太李
摘要:
针对硫酸铜结晶母液含砷、含镍、高酸的特点,根据正交试验法,采用pH调控法依次进行中和、沉铜、沉镍工业试验,探究了反应时间和终点pH对分离效果的影响。结果表明,采用液碱调控母液pH能有效回收铜、砷、镍元素。中和反应最佳参数为:终点pH=2.5~3.0、反应时间1.5 h、反应自然升温,能够以铜砷渣形式回收98%以上的砷,并与镍成功分离;沉铜反应终点pH=6.0~6.5、反应时间1.0 h、反应温度80~90 ℃,能实现铜沉淀率>93%;沉镍反应终点pH=10.0~10.5、反应时间2.0 h,在室温下压滤,镍沉淀率>98%。母液经处理后得到的沉镍后液含铜<50 mg/L,含砷<5 mg/L,含镍<100 mg/L,母液得到有效处理,实现铜回收率>96%,砷回收率>98%,镍回收率>84%。
张晶然,李琳琳,卢许佳,谭维佳
摘要:
采用KMnO4氧化改性制备一种新型污泥生物炭(KBC)用于处理酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验考察了溶液初始pH、共存离子、投加量、吸附时间及污染物浓度对改性生物炭去除Cd(Ⅱ)的效能,并通过表征技术探究改性生物炭对Cd(Ⅱ)的去除机理。结果表明,KMnO4氧化改性提高了KBC中含O基团的数量、比表面积及石墨化程度。批量吸附试验表明,在最佳条件:温度25 ℃、投加量1 g/L、吸附时间300 min及pH=5.0时,原始污泥生物炭(BC)和KBC对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为53.27 和99.22 mg/g。此外,共存离子NaCl浓度对BC和KBC对Cd(Ⅱ)的吸附几乎没有影响。经过4次重复试验后,BC和KBC对Cd(Ⅱ)的去除率分别为64.05%和90.34%。Cd(Ⅱ)与含O基团的络合、Cd—π相互作用及静电作用是BC和KBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的主要机理。KMnO4氧化改性能够有效地提高污泥生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)的处理。
陈涛,杨洪英,董准勤,秦良奇
摘要:
随着铜冶炼规模的不断扩大,产生的含砷中间物料量逐年增加,含砷物料的资源化与无害化已成为铜冶炼行业可持续发展亟待解决的重大问题之一。介绍了铜冶炼含砷中间物料的来源、国内外对含砷物料的处理与利用现状,指出了湿法工艺、稳定化和固化存在的不足。系统综述了含砷物料火法工艺分类及资源化利用方面的应用情况,提出了未来含砷物料无害化与资源化利用技术的发展方向,并针对硫化砷渣减量化说明了矿相转化脱水减重新技术开发情况。
李劲林,舒波,张宝辉,李斌,金之涛,包稚群
摘要:
硫化法是目前冶炼污酸除砷应用最广泛的方法。常规硫化法采用阶梯式硫化、多级硫化、高效硫化反应器等工艺,或产出大量危废渣且后液不能回用只能排放,或成本高、流程长,或对高含砷污酸处理效果不理想。对含砷16 060 mg/L、铜28.04 mg/L、铅9.80 mg/L的高含砷污酸的除杂工艺进行研究,考察了硫化钠(Na2S?9H2O)加入量、加入方式及时间、反应温度等因素对除杂效果的影响,确定了“硫化+絮凝”的工艺,通过优化药剂加入方式从而减少药剂加入量,探索出了最佳工艺控制条件,达到“流程短、加药精准、污染小”的目的。结果表明,污酸中的砷可降至0.23 mg/L甚至<0.1 mg/L,铅、铜分别降至<0.1 mg/L,远低于工业硫酸一级品的限值。
赵伟,李国维,康泽双,曹瑞雪,韩玉柱,闫琨
摘要:
以伯胺和烯胺为原料,采用复合法制备高效复合型CO2捕集剂,通过FT-IR、离子分析初步判断捕集剂与CO2反应前后药剂变化。并通过优化工艺参数,明确最佳捕集剂浓度、反应温度、组分配比、烟气浓度。最佳工艺条件为:高效复合型捕集剂浓度30%、进气浓度20%、反应温度30 ℃,此时捕集效率达到99%以上,有效捕集时间达到300 min,高温再生后可实现捕集剂循环使用。
陈新,刘亚洁,陈宏亮,赵贝,刘淼,孙占学,陈箭光,徐益群
摘要:
从某铀矿山周边土壤中富集分离出一株硫酸盐还原菌A1SXC21Q,研究了该菌株在不同pH、温度、SO42-浓度下的脱硫和固铀性能,及其固铀产物的稳定性。结果表明,pH升高有利于该菌对SO42-和铀的去除,初始pH为5.5~7.0条件下SO42-和铀的去除率均可达到95%以上;初始SO42-浓度增加会降低菌株对SO42-和铀的去除率,但在SO42-浓度为2 000 mg/L条件下SO42-和铀的去除率仍可达到75.42%和50.57%;温度升高可显著加速SO42-和铀的去除,25~35 ℃条件下SO42-和铀的去除率均达到95%左右;A1SXC21Q菌株可将富集于其表面的铀转移到细胞内部并形成多个“核状”磷酸铀酰络合物,形成的固铀产物稳定。从A1SXC21Q菌脱硫固铀效果及其固铀产物稳定性来看,该菌有望用于后续酸法地浸铀矿山退役采区地下水生物修复技术试验研究中。
重有色金属
曹舒恒,夏隆巩,刘志宏
摘要:
造锍熔炼是火法炼铜的关键工序,通常采用铁橄榄石炉渣体系(SiO2-FeOx-MO,M代表金属)。系统讨论了四氧化三铁的性质、生成、溶解、析出、作用,以及危害与其消除方法等,并指出以往“在造锍熔炼中,四氧化三铁熔点高,黏度大,其生成将对造锍熔炼过程产生严重不利影响”这一观点是不全面的。在造锍熔炼中,四氧化三铁的生成及过饱和析出与温度、炉渣Fe/SiO2质量比、体系中FeS和Cu2S活度、SO2分压等因素相关;Fe(Ⅲ)在炉渣中的溶解度决定于渣温。四氧化三铁过饱和析出于炉渣中后,炉渣黏度应按Einstein-Roscoe公式计算。此外,还对不同熔炼方法中炉渣温度和Fe/SiO2质量比不同的原因进行了分析。
刘庆东,张环,谢铿,李一夫,李正永,陈云,袁海滨
摘要:
针对锡精炼过程加硫除铜工艺,系统考察加硫量、加热温度和不同形态硫磺对锡铜分离的影响。研究结果表明,片状硫磺加硫量1︰1.2、加热温度300 ℃时,锡铜分离效果达到最佳,残余锡中的铜含量降低到了0.007%,锡铜分离率和锡直收率分别达到了99.18%、99.52%。该工艺是可以有效除去粗锡中的杂质铜,具有操作简单、成本低及效率高的优点。
姚瞬雨,丁威,柯昌均,钟月娴,包申旭,侯晓川,许开华
摘要:
研究了碳酸氢铵-还原剂体系选择性浸出废旧三元锂电池中锂、镍、钴的过程。考察了浸出温度、碳酸氢铵浓度、还原剂的种类和浓度、固液比及浸出时间等对有价金属浸出率的影响,并通过XRD、SEM-EDS和FT-IR等表征方法对选择性浸出机理进行了初步探明。结果表明:在浸出温度80 ℃、浸出时间2.5 h、碳酸氢铵浓度2.5 mol/L、固液比50 g/L、还原剂亚硫酸钠浓度0.6 mol/L的条件下,锂、镍、钴的浸出率分别为96.86%、96.36%、93.43%,而锰几乎不被浸出。碳酸氢铵-亚硫酸钠还原浸出体系可以实现从废旧三元锂电池材料中高效、选择性回收锂、镍和钴。
于海波,阳坤林,何恩,杨世亮,朱鹏春,杨贵,班卿
摘要:
为深入理解和掌握转炉摇炉过程中水冷密封小车对烟道内含硫烟气逸散的控制机制,基于数值模拟的方法研究了不同水冷密封小车位置和不同水冷密封小车结构条件下含硫烟气逸散的控制效果及机理。结果表明,小车的封挡和底部上升气流气封的综合作用抑制了烟气的逸散。小车长度增加强化了封挡效果,有利于硫化物富集。具体而言,处于下限位时小车长度由3.6 m延长至4.0 m,工艺烟道内SO2的浓度由7.8%增加至9.8%,SO3的浓度由1.1%增加至1.4%。
轻有色金属
姚明灿,付芳忠,胡金,严康,范鹤林,王瑞祥,徐志峰
摘要:
高品位钛渣(TiO2含量≥90%)的高效制备不仅是高品质钛产品生产的关键,而且已成为我国钛冶金行业发展的迫切需要。钛铁矿还原熔炼过程钛渣熔体传输性质的调控是实现高品位钛渣高效制备的关键。国内外学者采用分子动力学模拟的方法,开展钛渣熔体结构演变及传输性质的研究,取得了显著的进展,证实了分子动力学模拟的方法在钛渣熔体研究中的有效性。分子动力学模拟的方法在研究钛渣熔体结构和性质方面具有显著的优势,不但能考察钛渣熔体结构参数、传输性质及相关微观细节,而且不受试验条件(高温、高腐蚀性、高化学活性)的限制。通过分子动力学模拟能够获取钛渣熔体丰富的结构信息和重要的传输性质,避免了钛渣熔体结构及物理性质试验测试中存在的难题。最后,结合冶金熔体成分和结构的复杂性,总结存在的问题,对分子动力学模拟在熔体结构及传输性质研究中的应用进行了展望。
朱福兴,马占山,陈爱祥,李良,黄志鹏,彭卫星
摘要:
针对高钙镁钛精矿难以满足沸腾氯化制备四氯化钛工艺问题,从热力学和动力学角度对高钙镁钛原料碳热还原—沸腾氯化制备TiCl4工艺进行了深入研究。结果表明:钛精矿高温碳热还原历程为:FeTiO3 → TiO2+Fe → TinO2n-1(n=4~9)+Fe → Ti3O5+Fe → Ti2O3+Fe → TiCxO1-x+Fe,碳氧钛生成的温度必须高于1 400 ℃,此时钛精矿中的Ca、Mg、Al、Si、Mn等杂质元素在1 800 ℃以内都不会被还原为对应的碳化物;高钙镁钛铁矿精矿碳热还原制备碳氧钛过程中,失重率随温度升高呈现4阶段上升,其中阶段1和3分别为受扩散控制生成金属Fe和碳氧钛的快速失重段,而阶段2和4分别为金属Fe和碳氧钛形核长大的缓慢失重阶段,4个阶段的表观活化能分别为49.84、—2.24、12.82、—2.53 kJ/mol。沸腾氯化过程还原产物中的Fe、MgO和CaO均会优先被氯气氯化,但当存在TiO2时,SiO2和Al2O3则不易被氯化,碳氧钛较适宜沸腾氯化的温度为300~650 ℃,沸腾氯化前5 min为还原产物中碳氧钛的快速氯化阶段,主要受表面化学反应的控制,而后5~20 min为Ti2O3的缓慢氯化阶段,主要受颗粒内部扩散控制的影响。
陈伟
摘要:
作为以电力、炭阳极、氧化铝为主力需求的高耗能电解铝企业,为积极响应国家“碳达峰,碳中和”战略目标,某公司率先通过技改措施以达到减碳降耗,采用高导电钢棒、高导电石墨化阴极炭块、强保温底层内衬材料等优化改造方案提高电能利用率,降低综合电耗。以400 kA系列铝电解槽为研究对象,探索石墨化阴极内衬在400 kA系列电解槽上的生产应用研究。石墨化阴极炭块相比石墨质阴极炭块具有更优良的导电性和导热性,可以提高电流效率和电解槽稳定性,阴极压降、平均电压、效应系数和交直流电耗明显降低,电解槽槽寿命亦有所延长,实现了电解槽内衬优化、节能降耗的目标。
翟柄德,邓胜祥
摘要:
采用有限元仿真计算,对330 kA铝电解槽进行传统阴极碳块结构和异形阴极碳块结构的电场进行仿真模拟,主要对铝液中水平电流分布进行分析。研究发现,异形阴极碳块结构相对于传统阴极碳块结构能够在影响压降较小的前提下降低水平电流密度。模拟结果表明,在异形阴极碳块表面凸起中增加隔断并改变凸起角度,对降低铝液中水平电流效果明显,能够降低铝液中最大水平电流密度27.8%,平均水平电流密度34.3%,有效提升了铝电解槽电流效率。
稀贵金属
曹令华,张海燕,曹笑豪,王皓,李大炳,任燕,周志全,舒祖骏
摘要:
采用复盐沉淀法,用硫酸钠同时去除氯离子体系铀溶液中的铁、钍、稀土杂质离子,并研究了硫酸钠用量、反应温度、反应时间、体系pH等对除杂效果的影响。结果表明,反应的最佳条件为:硫酸钠用量为理论量的160%、反应温度95 ℃、反应时间2 h、体系pH=0.75~1.25。在此优化条件下,铁、钍和总稀土的平均去除率分别达到99.62%、99.42%和98.27%,铀的平均回收率为99.87%。该方法具有除杂效果好、铀损失率低、易分离等优点。
桂增杰,黄纪,王如意,姚光怀,段和军,张祥雪,梁大业
摘要:
在地浸采铀生产过程中,控制抽注液平衡和高效识别抽注液异常状态是保障浸出效能和井场的安全重要措施。以内蒙古某铀矿为例,介绍了该铀矿抽注液平衡联动控制与抽注液异常监测方面数字化技术的应用情况,探讨了应用数字化技术前后该铀矿山抽注液管控效能的变化。结果表明,应用数字化技术进行抽注液平衡控制能有效解决抽注液调控过程中人工控制所存在的劳动强度大、调控不及时和精度不足的问题;合理的模型设计能够高效识别抽注液异常状态。建立抽注液数字化管控体系有助于实现精益化管控、提升井场生产效能、降低安全风险。
葛芮彤,李斌,李峰峰,徐纪塘,李俊乐
摘要:
探究LN树脂对Sm(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附效果,考察了时间、酸度和温度对树脂吸附量的影响,对吸附过程的吸附动力学和吸附热力学进行了研究,并测定了相关热力学参数?H、?S以及?G。结果表明,LN树脂在298 K下对Sm(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附可在2 min后达到平衡,酸度越小平衡吸附量越大,且随温度升高平衡吸附量也逐渐升高。使用LN树脂色层柱进行了钐和钆的分离试验,Sm(Ⅲ)在0.75 mol/L HNO3酸度下洗脱,Gd(Ⅲ)在1.0 mol/L HNO3酸度下洗脱,不同洗脱液流速对柱分离效果的影响结果表明,流速为0.53 mL/min时分离效果最好。
材料与设备
董云芳,张松松,王振峰,伍永福,刘中兴,刘铃声
摘要:
CeO2颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO2颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO2颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850 ℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO2颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明550 ℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。
韦林森
摘要:
钒渣提钒的传统方法钠化提钒工艺以铵盐为介质实现钒酸钠阴阳离子的解离,但是会产生大量的氨氮废水和硫酸钠固废,使得钒产品制备过程环境污染严重,工艺复杂,成本高。基于此,提出了膜电解技术处理含钒浸出液,使钠离子扩散到阴极,钒保留在阳极,随后通过水解沉钒,煅烧获得五氧化二钒产品,阴极液蒸发浓缩回收氢氧化钠的工艺技术。系统考察了电解电压、电解时间和沉钒温度等的影响规律,在电压5 V、电解时间135 min的条件下,可分离回收浸出液中85%的钠;电解后的浸出液在120 ℃加热90 min,沉钒率可达99%,获得的五氧化二钒产品满足行业标准要求。
王庆福,韩田莉,樊斌锋,姬琳
摘要:
随着新能源行业的迅速发展,对锂离子电池及其动力电池的需求日益加剧,而电解铜箔作为锂离子电池的负极集流体如果抗拉强度不够容易引起电池龟裂而降低电池容量。针对厚度为4 μm的超薄锂电铜箔,探究了不同质量浓度羟乙基纤维素(HEC)对4 μm极薄电解铜箔的结构及其各项性能的影响。XRD结果表明,随着HEC质量浓度增大,Cu(111)晶面择优系数逐渐降低,Cu(220)晶面择优系数逐渐增大,表现出Cu(220)晶面择优取向生长;各项性能结果表明,当HEC质量浓度为9 mg/L时,可以获得抗拉强度567.89 MPa、伸长率3.63%、粗糙度1.26 μm,光泽度121 GU的4 μm极薄高抗拉铜箔,为极薄高抗铜箔提供了研究方向。
李照华,乔知秋,樊彬锋,王庆福,段丰楠
摘要:
选用硫酸高铈为添加剂,运用电化学工作站、扫描电子显微镜(SEM)等手段探究了其在电解铜箔过程中的作用机理及其最佳添加量。研究表明,1 g/L的硫酸高铈添加量为2 mL时,电解铜箔的电位负移,晶粒细化,显著提高了抗腐蚀能力,粗糙度降低了近30%,抗拉强度和伸长率分别提高了65.1%和113.2%。铈阳离子的特殊电子结构,使其在电解铜箔生产过程中能够发挥优异作用,也为新型添加剂的开发提供了思路。
环境工程
罗钊荣,戴贞洧,张飞,谢太李
摘要:
针对硫酸铜结晶母液含砷、含镍、高酸的特点,根据正交试验法,采用pH调控法依次进行中和、沉铜、沉镍工业试验,探究了反应时间和终点pH对分离效果的影响。结果表明,采用液碱调控母液pH能有效回收铜、砷、镍元素。中和反应最佳参数为:终点pH=2.5~3.0、反应时间1.5 h、反应自然升温,能够以铜砷渣形式回收98%以上的砷,并与镍成功分离;沉铜反应终点pH=6.0~6.5、反应时间1.0 h、反应温度80~90 ℃,能实现铜沉淀率>93%;沉镍反应终点pH=10.0~10.5、反应时间2.0 h,在室温下压滤,镍沉淀率>98%。母液经处理后得到的沉镍后液含铜<50 mg/L,含砷<5 mg/L,含镍<100 mg/L,母液得到有效处理,实现铜回收率>96%,砷回收率>98%,镍回收率>84%。
张晶然,李琳琳,卢许佳,谭维佳
摘要:
采用KMnO4氧化改性制备一种新型污泥生物炭(KBC)用于处理酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验考察了溶液初始pH、共存离子、投加量、吸附时间及污染物浓度对改性生物炭去除Cd(Ⅱ)的效能,并通过表征技术探究改性生物炭对Cd(Ⅱ)的去除机理。结果表明,KMnO4氧化改性提高了KBC中含O基团的数量、比表面积及石墨化程度。批量吸附试验表明,在最佳条件:温度25 ℃、投加量1 g/L、吸附时间300 min及pH=5.0时,原始污泥生物炭(BC)和KBC对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为53.27 和99.22 mg/g。此外,共存离子NaCl浓度对BC和KBC对Cd(Ⅱ)的吸附几乎没有影响。经过4次重复试验后,BC和KBC对Cd(Ⅱ)的去除率分别为64.05%和90.34%。Cd(Ⅱ)与含O基团的络合、Cd—π相互作用及静电作用是BC和KBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的主要机理。KMnO4氧化改性能够有效地提高污泥生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)的处理。
陈涛,杨洪英,董准勤,秦良奇
摘要:
随着铜冶炼规模的不断扩大,产生的含砷中间物料量逐年增加,含砷物料的资源化与无害化已成为铜冶炼行业可持续发展亟待解决的重大问题之一。介绍了铜冶炼含砷中间物料的来源、国内外对含砷物料的处理与利用现状,指出了湿法工艺、稳定化和固化存在的不足。系统综述了含砷物料火法工艺分类及资源化利用方面的应用情况,提出了未来含砷物料无害化与资源化利用技术的发展方向,并针对硫化砷渣减量化说明了矿相转化脱水减重新技术开发情况。
李劲林,舒波,张宝辉,李斌,金之涛,包稚群
摘要:
硫化法是目前冶炼污酸除砷应用最广泛的方法。常规硫化法采用阶梯式硫化、多级硫化、高效硫化反应器等工艺,或产出大量危废渣且后液不能回用只能排放,或成本高、流程长,或对高含砷污酸处理效果不理想。对含砷16 060 mg/L、铜28.04 mg/L、铅9.80 mg/L的高含砷污酸的除杂工艺进行研究,考察了硫化钠(Na2S?9H2O)加入量、加入方式及时间、反应温度等因素对除杂效果的影响,确定了“硫化+絮凝”的工艺,通过优化药剂加入方式从而减少药剂加入量,探索出了最佳工艺控制条件,达到“流程短、加药精准、污染小”的目的。结果表明,污酸中的砷可降至0.23 mg/L甚至<0.1 mg/L,铅、铜分别降至<0.1 mg/L,远低于工业硫酸一级品的限值。
赵伟,李国维,康泽双,曹瑞雪,韩玉柱,闫琨
摘要:
以伯胺和烯胺为原料,采用复合法制备高效复合型CO2捕集剂,通过FT-IR、离子分析初步判断捕集剂与CO2反应前后药剂变化。并通过优化工艺参数,明确最佳捕集剂浓度、反应温度、组分配比、烟气浓度。最佳工艺条件为:高效复合型捕集剂浓度30%、进气浓度20%、反应温度30 ℃,此时捕集效率达到99%以上,有效捕集时间达到300 min,高温再生后可实现捕集剂循环使用。
陈新,刘亚洁,陈宏亮,赵贝,刘淼,孙占学,陈箭光,徐益群
摘要:
从某铀矿山周边土壤中富集分离出一株硫酸盐还原菌A1SXC21Q,研究了该菌株在不同pH、温度、SO42-浓度下的脱硫和固铀性能,及其固铀产物的稳定性。结果表明,pH升高有利于该菌对SO42-和铀的去除,初始pH为5.5~7.0条件下SO42-和铀的去除率均可达到95%以上;初始SO42-浓度增加会降低菌株对SO42-和铀的去除率,但在SO42-浓度为2 000 mg/L条件下SO42-和铀的去除率仍可达到75.42%和50.57%;温度升高可显著加速SO42-和铀的去除,25~35 ℃条件下SO42-和铀的去除率均达到95%左右;A1SXC21Q菌株可将富集于其表面的铀转移到细胞内部并形成多个“核状”磷酸铀酰络合物,形成的固铀产物稳定。从A1SXC21Q菌脱硫固铀效果及其固铀产物稳定性来看,该菌有望用于后续酸法地浸铀矿山退役采区地下水生物修复技术试验研究中。