2020年第7期目录
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    重有色金属
  • 张永禄,王成彦,揭晓武,郜伟,阮书锋
    摘要:
    研究了矿浆电解“盐酸+氯化钠”体系中锑的溶解性能。结果表明,在NaCl大于100 g/L、HCl大于0.4 mol/L的范围内,可确定适合锑金精矿矿浆电解的“盐酸+氯化钠”体系耦合配制制度。优选配制制度为:NaCl 150 g/L、HCl 0.6~0.8 mol/L。在NaCl 150 g/L、HCl 0.2~1.0 mol/L时,饱和锑浓度CSb与HCl浓度CHCl关系可用 CSb=111.22632CHCl2.27198表示。
  • 白云龙,王伟,谢锋,蒋开喜
    摘要:
    常压条件下,黄铜矿浸出速率缓慢,难以达到理想的浸出效果。溶液中,黄铁矿与黄铜矿共同存在时,发生“原电池效应”可以促进黄铜矿溶解。探究了在H2SO4溶液、H2SO4-Fe2(SO4)3溶液和H2SO4-H2O2溶液中,黄铁矿对黄铜矿浸出的影响。结果表明,黄铁矿可有效促进黄铜矿溶解,但浸出并不完全。在浸出过程中黄铜矿表面形成钝化层,影响物质转移与电子传递效果。钝化层的主要成分为缺金属硫化物和少量单质硫。
  • 赵峰,蒋训雄,汪胜东
    摘要:
    用自动矿物分析仪、金相显微镜和扫描电镜,从多元合金颗粒尺寸、锰含量、金相组织结构等进行研究,以饱和磁感应强度Ms和剩磁Mr来衡量合金磁性能变化规律,研究多金属结核金属化还原工艺中多元合金磁性能。结果表明,多金属结核金属化还原多元合金磁性能主要受合金颗粒尺寸和锰含量影响,多元合金晶粒尺寸越大,锰含量越低,合金颗粒磁性能越强。因此,工艺过程中应该尽可能增大多元合金晶粒尺寸,抑制锰的还原。
  • 林鸿汉
    摘要:
    对某白烟尘进行两段酸浸和氧化酸浸浸出铜、砷试验。结果表明,该白烟尘采用常规酸浸工艺难以取得较好的指标,加入强氧化剂双氧水进行酸浸,可以提高铜、砷的浸出率,在L/S=10、初始硫酸浓度60 g/L、30%双氧水用量1.0 mL/g、反应温度80 ℃、充空气反应时间6 h条件下,铜、砷浸出率分别为95.38%、89.65%。
  • 张兴勋,康锦程,谭希发,张日富,叶志勇,张文彬,罗胜,谢洪珍
    摘要:
    刚果(金)某铜钴资源综合回收利用处理原料由难选铜钴矿和现有浮选厂旋流器分级细泥、浮选低品位氧化铜精矿、铜浮选尾矿再磁选的精矿混合而成。项目设计规模3 500 t/d,年产阴极铜5万t、氢氧化钴11 236 t(钴金属3 kt)。2018年3月24日项目动工。2019年9月,铜回收率和产铜量实现达标达产,当月产铜4 250.47 t,铜回收率90.27%,硫酸、焦亚硫酸钠、絮凝剂耗量和电流效率等主要技术指标也优于设计值,9~12月累计吨铜综合成本2 983.13美元、付现成本2 218.77美元;吨钴综合成本13 442.57美元、付现成本10 041.79美元。
  • 杨宏伟,王占柯,南君芳,吕超飞
    摘要:
    底吹技术在熔炼上的成功应用,促进了底吹铜锍吹炼的发展。对国内某底吹连续吹炼炉的生产实践与关键技术进行了分析,探讨了一年来底吹连续吹炼生产中遇到的问题及采取的措施。
  • 轻有色金属
  • 薛宇飞,邹小平,蒋应平
    摘要:
    为深入探究混合体系对盐湖卤水中锂离子的萃取性能及机理,重点考察了萃取相比、铁锂摩尔比对40%TBP-20%BA-40%磺化煤油体系的影响。选取O/A=1.5、n(Fe3+/Li+)=1.5作为优化条件,得到单级锂萃取率为87.34%、镁萃取率为3.89%,该结果有利于后续串级试验及进行工业设计。另运用氯桥理论分析了Li[FeCl4]中Fe3+、Cl-、Li+以离域π键相结合的共萃取现象。根据萃取前后核磁共振图谱初步推测水相中Li+配位水分子与TBP及BA分子中P=O、C=O极性官能团以氢键缔合。另根据离子缔合理论提出了修正的静电模型,讨论了萃取过程中Li+、Mg2+等杂质离子间的竞争关系。
  • 胡州,王双龙,易礼伟,李发琼,张念炳
    摘要:
    采用碳酸钠高温煅烧法,研究了煅烧温度、碳酸钠添加量和煅烧时间对高硫石油焦煅烧脱硫效果的影响,利用SEM、FT-IR和XRD等表征手段,对石油焦脱硫前后的微观形貌、化学结构和微晶结构进行比较分析。结果表明,在煅烧温度1 300 ℃、碳酸钠添加量25%和煅烧时间70 min的条件下,脱硫率可达69.73%;脱硫后石油焦表面变得疏松,断层结构增多,S元素含量减少;脱硫后(002)衍射峰更加尖锐,结晶度提高;煅后焦在478、744和863 cm-1处的特征吸收峰明显减弱,脱硫效果良好。
  • 马生财,邵传兵,鲁兴武
    摘要:
    针对铷浸出液含量低的特点,通过考察相比等因素对铷萃取的影响,得到最优的萃取条件为:1.5 mol/L t-BAMBP、相比O/A=1/1、时间2 min、温度40 ℃、3级逆流萃取,铷萃取率达到94.67%,实现了铷与钾、钠分离。控制条件对载铷有机相逆流洗涤,负载有机相中钾、钠脱除率分别为98.95%和95.70%,保证了铷化合物的纯度。
  • 汪艳芳,柴登鹏,曹韶峰,高宝堂,王俊青,周云峰,李昌林
    摘要:
    主要介绍了新型稳流保温铝电解槽节能技术的研究成果及在某400 kA系列推广应用情况。新型稳流保温铝电解槽节能技术主要包括电压平衡优化技术、阴极稳流优化技术和能量平衡设计优化技术。新型稳流保温铝电解槽节能技术在某企业400 kA系列电解槽上推广应用结果表明,新技术槽进入正常期内系列电流效率92.22%,平均电压3.882 V,吨铝直流电耗12 543 kWh,平均炉底压降267 mV。与传统槽相比,新技术槽平均电压降低86 mV,吨铝直流电耗降低507 kWh,炉底压降降低44 mV。
  • 稀贵金属
  • 王廷健,周仲魁,孙占学,程丹丹,葛玉波
    摘要:
    微生物浸出过程中,铁既是微生物生长繁殖的能源物质之一,也是浸矿的主要氧化剂。针对FeS2含量较低的矿床,通过添加不同占比的黄铁矿进行室内摇瓶试验。结果显示:未添加黄铁矿时,生物浸出的浸出率为92.2%,添加黄铁矿时最大浸出率提高3.6个百分点,并且浸出周期明显缩短。当黄铁矿添加量高于3%时,微生物生长受到抑制,浸出率降低。矿浆浓度保持10%,黄铁矿添加量分别为0%、1%、2%、3%、4%时,浸出率依次为92.2%、95.8%、90%、85.5%、82.3%。
  • 嵇薪儒,高丙朋,徐媛媛,柴秀俊
    摘要:
    氧化槽是生物氧化提金的重要设备。在季节性强的中国西北地区,氧化槽温控系统运行在极端天气环境中不可避免会出现各类运行故障,若不及时排查会导致提金率的降低和矿产资源的浪费。针对此问题提出一种基于改进EM算法的氧化槽温控系统故障分类法,从而快速准确找出具体故障。仿真结果表明,改进EM算法能够充分利用工业大数据的优势,比传统EM算法与BP神经网络算法的分类正确率更高。
  • 张登高,蒋训雄,范艳青,汪胜东,冯林永,刘巍
    摘要:
    先通过脱除铜阳极泥加压浸出液中大部分的铜离子,再进行分步还原分离硒、碲,进而达到高效分离硒、碲的目的,硒、碲分离率>98%。该方法解决了铜阳极泥加压浸出液在沉硒过程中硒不能完全沉淀、影响硒的直收率指标、后续沉碲尾料中硒含量偏高不利于碲精炼提取的问题。
  • 王瑞祥,刘茶香,杨裕东,袁远亮,周杰,王艳阳,徐志峰
    摘要:
    基于质量守恒、化学平衡、元素分配约束、热量守恒和指标约束等原理,构建了复杂金矿物苛性钠氧化焙烧、硫酸浸出、氰化法等工序的物料平衡和热平衡多约束控制模型,开发了复杂金矿物焙烧-酸浸-氰化工艺全流程模拟系统,计算了全流程典型工况的物质分配和能量守恒,并采用生产数据对模型进行验证。结果表明,以实际值为基准,焙烧工序中焙砂的Cu、S、Fe和SiO2含量的相对误差的百分数分别为-14.95%、-0.37%、1.77%和-6.54%;而Pb、Zn、As含量的相对误差的百分数分别为6.15%、4.94%和4.84%。酸浸分铜渣中Cu、S、Fe和SiO2含量相对误差的百分数分别为-12.90%、3.48%、5.23%和4.74%;而Pb、Zn、As含量相对误差的百分数分别为-10.75%、0和-1.27%。氰化渣中Cu、S、Zn、Fe和As含量相对误差的百分数分别为-3.57%、3.48%、5.88%、3.71%和-1.27%。
  • 材料与设备
  • 郑宇,王杜,刘勇奇,巩勤学
    摘要:
    LiFePO4作为正极材料电化学性能优越,是发展潜力巨大的锂离子正极材料之一,但由于导电率和锂离子扩散速率问题,一直制约其发展。首先阐述了LiFePO4的微观结构、充放电原理以及充放电反应模型,回顾了近年来国内外改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究,重点介绍了离子掺杂、碳包覆和材料纳米化方法对LiFePO4正极材料的影响以及目前仍然存在的问题,最后展望了该领域的发展趋势,并指出继续进行深入的理论研究和工艺改进是今后的重点研究方向。
  • 高丽霞,戴子林,吴海鹰,孔振兴,吴长永
    摘要:
    针对本研究团队提出的“铁矾渣活化焙烧-稀酸酸浸-酸浸液磷酸除铁-除铁后液提In和Zn”新工艺,本文重点研究磷酸除铁滤渣物性及热分析动力学。通过XRD、IR、TG-DSC等对磷酸除铁滤渣的组成和物相进行分析表征。结果表明,磷酸除铁滤渣为FePO4?2H2O,滤渣平均直径12.6 μm。采用FWO、KAS两种等转化率法求得滤渣磷酸铁水合物脱水反应的活化能为47.28~52.88 kJ/mol。
  • 张体富,陈全坤,杨应宝,余小吕,段亚明,李建福,汪雨慧,王仕博
    摘要:
    针对目前底吹熔池熔炼过程中,如何改变喷枪结构起到强化搅拌目的的难题,采用数值模拟的方法建立了底吹熔池熔炼炉多相流非稳态数学模型,构建了多层栅栏结构的氧枪模型。计算结果表明,氧气底吹过程具有周期性,可分割成大气泡形成、气流柱形成和气流冲破熔池液面三个过程,并对有无栅栏喷枪结构在这三个过程下的相图、面平均湍动能、平均压力进行比对分析,结果表明多层栅栏枪口结构有助于强化熔池内部搅拌。
  • 环境工程
  • 张正阳,王海北,孙留根
    摘要:
    采用三室双阳膜电解法处理钠碱脱硫液的再生,主要考察了电流密度、钠碱脱硫液物质总浓度、钠碱脱硫液pH、电解时间、电解温度对再生过程的影响。结果表明,在电流密度127.8 A/m2、钠碱脱硫液物质总浓度50 g/L、钠碱脱硫液pH=5.4、电解时间4 h、电解液温度60 ℃条件下,阴极室出口溶液pH可以达到6.72,中间室出口液pH为1.65,钠离子迁移电流效率为85.3%,单位电耗为0.168 kWh/kg。
  • 赖兰萍,陈后兴,陈冬英,王明,周洁英
    摘要:
    采用浸渍焙烧法制备了Fe-Ce/活性氧化铝、活性炭、陶粒、沸石和高岭土催化剂,并用于催化臭氧降解钨湿法冶炼废水。在单因素试验的基础上,以COD去除率为考核指标,考察了催化剂焙烧温度、臭氧投加量、废水pH、催化剂投加量、反应时间和反应次数的效果。试验表明,在臭氧投加量均为700 mg/L下,在最优条件下COD去除率分别为80.9%、74.2%、69.5%、85.9%和66.6%。以该物质为催化剂载体,COD去除率从大到小依次排列为:沸石、活性氧化铝、活性炭、陶粒、高岭土,综合考虑经济成本和COD去除率来比较从优到次依次排列为:活性氧化铝、沸石、活性炭、陶粒、高岭土。
  • 冶金史
  • 李强,魏国锋,何张俊,金晓春,张爱冰
    摘要:
    采用扫描电镜能谱分析、X射线荧光分析等方法对安徽省安庆市怀宁县境内铜牛井矿冶遗址出土炉渣、矿石及炉渣中夹杂的金属颗粒进行检测分析,进而探讨遗址的冶炼工艺。结果表明,铜牛井遗址出土的炉渣均为炼铜渣;出土的磁铁矿很有可能作为助熔剂使用;炉渣中夹杂的冰铜颗粒尚无法断定铜牛井遗址使用的是“硫化矿—冰铜—铜”冶炼工艺,也可能是使用含硫氧化铜矿或混合矿直接还原,其具体冶炼工艺的确定有待更多考古资料的发现。
    重有色金属
  • 张永禄,王成彦,揭晓武,郜伟,阮书锋
    摘要:
    研究了矿浆电解“盐酸+氯化钠”体系中锑的溶解性能。结果表明,在NaCl大于100 g/L、HCl大于0.4 mol/L的范围内,可确定适合锑金精矿矿浆电解的“盐酸+氯化钠”体系耦合配制制度。优选配制制度为:NaCl 150 g/L、HCl 0.6~0.8 mol/L。在NaCl 150 g/L、HCl 0.2~1.0 mol/L时,饱和锑浓度CSb与HCl浓度CHCl关系可用 CSb=111.22632CHCl2.27198表示。
  • 白云龙,王伟,谢锋,蒋开喜
    摘要:
    常压条件下,黄铜矿浸出速率缓慢,难以达到理想的浸出效果。溶液中,黄铁矿与黄铜矿共同存在时,发生“原电池效应”可以促进黄铜矿溶解。探究了在H2SO4溶液、H2SO4-Fe2(SO4)3溶液和H2SO4-H2O2溶液中,黄铁矿对黄铜矿浸出的影响。结果表明,黄铁矿可有效促进黄铜矿溶解,但浸出并不完全。在浸出过程中黄铜矿表面形成钝化层,影响物质转移与电子传递效果。钝化层的主要成分为缺金属硫化物和少量单质硫。
  • 赵峰,蒋训雄,汪胜东
    摘要:
    用自动矿物分析仪、金相显微镜和扫描电镜,从多元合金颗粒尺寸、锰含量、金相组织结构等进行研究,以饱和磁感应强度Ms和剩磁Mr来衡量合金磁性能变化规律,研究多金属结核金属化还原工艺中多元合金磁性能。结果表明,多金属结核金属化还原多元合金磁性能主要受合金颗粒尺寸和锰含量影响,多元合金晶粒尺寸越大,锰含量越低,合金颗粒磁性能越强。因此,工艺过程中应该尽可能增大多元合金晶粒尺寸,抑制锰的还原。
  • 林鸿汉
    摘要:
    对某白烟尘进行两段酸浸和氧化酸浸浸出铜、砷试验。结果表明,该白烟尘采用常规酸浸工艺难以取得较好的指标,加入强氧化剂双氧水进行酸浸,可以提高铜、砷的浸出率,在L/S=10、初始硫酸浓度60 g/L、30%双氧水用量1.0 mL/g、反应温度80 ℃、充空气反应时间6 h条件下,铜、砷浸出率分别为95.38%、89.65%。
  • 张兴勋,康锦程,谭希发,张日富,叶志勇,张文彬,罗胜,谢洪珍
    摘要:
    刚果(金)某铜钴资源综合回收利用处理原料由难选铜钴矿和现有浮选厂旋流器分级细泥、浮选低品位氧化铜精矿、铜浮选尾矿再磁选的精矿混合而成。项目设计规模3 500 t/d,年产阴极铜5万t、氢氧化钴11 236 t(钴金属3 kt)。2018年3月24日项目动工。2019年9月,铜回收率和产铜量实现达标达产,当月产铜4 250.47 t,铜回收率90.27%,硫酸、焦亚硫酸钠、絮凝剂耗量和电流效率等主要技术指标也优于设计值,9~12月累计吨铜综合成本2 983.13美元、付现成本2 218.77美元;吨钴综合成本13 442.57美元、付现成本10 041.79美元。
  • 杨宏伟,王占柯,南君芳,吕超飞
    摘要:
    底吹技术在熔炼上的成功应用,促进了底吹铜锍吹炼的发展。对国内某底吹连续吹炼炉的生产实践与关键技术进行了分析,探讨了一年来底吹连续吹炼生产中遇到的问题及采取的措施。
  • 轻有色金属
  • 薛宇飞,邹小平,蒋应平
    摘要:
    为深入探究混合体系对盐湖卤水中锂离子的萃取性能及机理,重点考察了萃取相比、铁锂摩尔比对40%TBP-20%BA-40%磺化煤油体系的影响。选取O/A=1.5、n(Fe3+/Li+)=1.5作为优化条件,得到单级锂萃取率为87.34%、镁萃取率为3.89%,该结果有利于后续串级试验及进行工业设计。另运用氯桥理论分析了Li[FeCl4]中Fe3+、Cl-、Li+以离域π键相结合的共萃取现象。根据萃取前后核磁共振图谱初步推测水相中Li+配位水分子与TBP及BA分子中P=O、C=O极性官能团以氢键缔合。另根据离子缔合理论提出了修正的静电模型,讨论了萃取过程中Li+、Mg2+等杂质离子间的竞争关系。
  • 胡州,王双龙,易礼伟,李发琼,张念炳
    摘要:
    采用碳酸钠高温煅烧法,研究了煅烧温度、碳酸钠添加量和煅烧时间对高硫石油焦煅烧脱硫效果的影响,利用SEM、FT-IR和XRD等表征手段,对石油焦脱硫前后的微观形貌、化学结构和微晶结构进行比较分析。结果表明,在煅烧温度1 300 ℃、碳酸钠添加量25%和煅烧时间70 min的条件下,脱硫率可达69.73%;脱硫后石油焦表面变得疏松,断层结构增多,S元素含量减少;脱硫后(002)衍射峰更加尖锐,结晶度提高;煅后焦在478、744和863 cm-1处的特征吸收峰明显减弱,脱硫效果良好。
  • 马生财,邵传兵,鲁兴武
    摘要:
    针对铷浸出液含量低的特点,通过考察相比等因素对铷萃取的影响,得到最优的萃取条件为:1.5 mol/L t-BAMBP、相比O/A=1/1、时间2 min、温度40 ℃、3级逆流萃取,铷萃取率达到94.67%,实现了铷与钾、钠分离。控制条件对载铷有机相逆流洗涤,负载有机相中钾、钠脱除率分别为98.95%和95.70%,保证了铷化合物的纯度。
  • 汪艳芳,柴登鹏,曹韶峰,高宝堂,王俊青,周云峰,李昌林
    摘要:
    主要介绍了新型稳流保温铝电解槽节能技术的研究成果及在某400 kA系列推广应用情况。新型稳流保温铝电解槽节能技术主要包括电压平衡优化技术、阴极稳流优化技术和能量平衡设计优化技术。新型稳流保温铝电解槽节能技术在某企业400 kA系列电解槽上推广应用结果表明,新技术槽进入正常期内系列电流效率92.22%,平均电压3.882 V,吨铝直流电耗12 543 kWh,平均炉底压降267 mV。与传统槽相比,新技术槽平均电压降低86 mV,吨铝直流电耗降低507 kWh,炉底压降降低44 mV。
  • 稀贵金属
  • 王廷健,周仲魁,孙占学,程丹丹,葛玉波
    摘要:
    微生物浸出过程中,铁既是微生物生长繁殖的能源物质之一,也是浸矿的主要氧化剂。针对FeS2含量较低的矿床,通过添加不同占比的黄铁矿进行室内摇瓶试验。结果显示:未添加黄铁矿时,生物浸出的浸出率为92.2%,添加黄铁矿时最大浸出率提高3.6个百分点,并且浸出周期明显缩短。当黄铁矿添加量高于3%时,微生物生长受到抑制,浸出率降低。矿浆浓度保持10%,黄铁矿添加量分别为0%、1%、2%、3%、4%时,浸出率依次为92.2%、95.8%、90%、85.5%、82.3%。
  • 嵇薪儒,高丙朋,徐媛媛,柴秀俊
    摘要:
    氧化槽是生物氧化提金的重要设备。在季节性强的中国西北地区,氧化槽温控系统运行在极端天气环境中不可避免会出现各类运行故障,若不及时排查会导致提金率的降低和矿产资源的浪费。针对此问题提出一种基于改进EM算法的氧化槽温控系统故障分类法,从而快速准确找出具体故障。仿真结果表明,改进EM算法能够充分利用工业大数据的优势,比传统EM算法与BP神经网络算法的分类正确率更高。
  • 张登高,蒋训雄,范艳青,汪胜东,冯林永,刘巍
    摘要:
    先通过脱除铜阳极泥加压浸出液中大部分的铜离子,再进行分步还原分离硒、碲,进而达到高效分离硒、碲的目的,硒、碲分离率>98%。该方法解决了铜阳极泥加压浸出液在沉硒过程中硒不能完全沉淀、影响硒的直收率指标、后续沉碲尾料中硒含量偏高不利于碲精炼提取的问题。
  • 王瑞祥,刘茶香,杨裕东,袁远亮,周杰,王艳阳,徐志峰
    摘要:
    基于质量守恒、化学平衡、元素分配约束、热量守恒和指标约束等原理,构建了复杂金矿物苛性钠氧化焙烧、硫酸浸出、氰化法等工序的物料平衡和热平衡多约束控制模型,开发了复杂金矿物焙烧-酸浸-氰化工艺全流程模拟系统,计算了全流程典型工况的物质分配和能量守恒,并采用生产数据对模型进行验证。结果表明,以实际值为基准,焙烧工序中焙砂的Cu、S、Fe和SiO2含量的相对误差的百分数分别为-14.95%、-0.37%、1.77%和-6.54%;而Pb、Zn、As含量的相对误差的百分数分别为6.15%、4.94%和4.84%。酸浸分铜渣中Cu、S、Fe和SiO2含量相对误差的百分数分别为-12.90%、3.48%、5.23%和4.74%;而Pb、Zn、As含量相对误差的百分数分别为-10.75%、0和-1.27%。氰化渣中Cu、S、Zn、Fe和As含量相对误差的百分数分别为-3.57%、3.48%、5.88%、3.71%和-1.27%。
  • 材料与设备
  • 郑宇,王杜,刘勇奇,巩勤学
    摘要:
    LiFePO4作为正极材料电化学性能优越,是发展潜力巨大的锂离子正极材料之一,但由于导电率和锂离子扩散速率问题,一直制约其发展。首先阐述了LiFePO4的微观结构、充放电原理以及充放电反应模型,回顾了近年来国内外改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究,重点介绍了离子掺杂、碳包覆和材料纳米化方法对LiFePO4正极材料的影响以及目前仍然存在的问题,最后展望了该领域的发展趋势,并指出继续进行深入的理论研究和工艺改进是今后的重点研究方向。
  • 高丽霞,戴子林,吴海鹰,孔振兴,吴长永
    摘要:
    针对本研究团队提出的“铁矾渣活化焙烧-稀酸酸浸-酸浸液磷酸除铁-除铁后液提In和Zn”新工艺,本文重点研究磷酸除铁滤渣物性及热分析动力学。通过XRD、IR、TG-DSC等对磷酸除铁滤渣的组成和物相进行分析表征。结果表明,磷酸除铁滤渣为FePO4?2H2O,滤渣平均直径12.6 μm。采用FWO、KAS两种等转化率法求得滤渣磷酸铁水合物脱水反应的活化能为47.28~52.88 kJ/mol。
  • 张体富,陈全坤,杨应宝,余小吕,段亚明,李建福,汪雨慧,王仕博
    摘要:
    针对目前底吹熔池熔炼过程中,如何改变喷枪结构起到强化搅拌目的的难题,采用数值模拟的方法建立了底吹熔池熔炼炉多相流非稳态数学模型,构建了多层栅栏结构的氧枪模型。计算结果表明,氧气底吹过程具有周期性,可分割成大气泡形成、气流柱形成和气流冲破熔池液面三个过程,并对有无栅栏喷枪结构在这三个过程下的相图、面平均湍动能、平均压力进行比对分析,结果表明多层栅栏枪口结构有助于强化熔池内部搅拌。
  • 环境工程
  • 张正阳,王海北,孙留根
    摘要:
    采用三室双阳膜电解法处理钠碱脱硫液的再生,主要考察了电流密度、钠碱脱硫液物质总浓度、钠碱脱硫液pH、电解时间、电解温度对再生过程的影响。结果表明,在电流密度127.8 A/m2、钠碱脱硫液物质总浓度50 g/L、钠碱脱硫液pH=5.4、电解时间4 h、电解液温度60 ℃条件下,阴极室出口溶液pH可以达到6.72,中间室出口液pH为1.65,钠离子迁移电流效率为85.3%,单位电耗为0.168 kWh/kg。
  • 赖兰萍,陈后兴,陈冬英,王明,周洁英
    摘要:
    采用浸渍焙烧法制备了Fe-Ce/活性氧化铝、活性炭、陶粒、沸石和高岭土催化剂,并用于催化臭氧降解钨湿法冶炼废水。在单因素试验的基础上,以COD去除率为考核指标,考察了催化剂焙烧温度、臭氧投加量、废水pH、催化剂投加量、反应时间和反应次数的效果。试验表明,在臭氧投加量均为700 mg/L下,在最优条件下COD去除率分别为80.9%、74.2%、69.5%、85.9%和66.6%。以该物质为催化剂载体,COD去除率从大到小依次排列为:沸石、活性氧化铝、活性炭、陶粒、高岭土,综合考虑经济成本和COD去除率来比较从优到次依次排列为:活性氧化铝、沸石、活性炭、陶粒、高岭土。
  • 冶金史
  • 李强,魏国锋,何张俊,金晓春,张爱冰
    摘要:
    采用扫描电镜能谱分析、X射线荧光分析等方法对安徽省安庆市怀宁县境内铜牛井矿冶遗址出土炉渣、矿石及炉渣中夹杂的金属颗粒进行检测分析,进而探讨遗址的冶炼工艺。结果表明,铜牛井遗址出土的炉渣均为炼铜渣;出土的磁铁矿很有可能作为助熔剂使用;炉渣中夹杂的冰铜颗粒尚无法断定铜牛井遗址使用的是“硫化矿—冰铜—铜”冶炼工艺,也可能是使用含硫氧化铜矿或混合矿直接还原,其具体冶炼工艺的确定有待更多考古资料的发现。
    重有色金属
  • 张永禄,王成彦,揭晓武,郜伟,阮书锋
    摘要:
    研究了矿浆电解“盐酸+氯化钠”体系中锑的溶解性能。结果表明,在NaCl大于100 g/L、HCl大于0.4 mol/L的范围内,可确定适合锑金精矿矿浆电解的“盐酸+氯化钠”体系耦合配制制度。优选配制制度为:NaCl 150 g/L、HCl 0.6~0.8 mol/L。在NaCl 150 g/L、HCl 0.2~1.0 mol/L时,饱和锑浓度CSb与HCl浓度CHCl关系可用 CSb=111.22632CHCl2.27198表示。
  • 白云龙,王伟,谢锋,蒋开喜
    摘要:
    常压条件下,黄铜矿浸出速率缓慢,难以达到理想的浸出效果。溶液中,黄铁矿与黄铜矿共同存在时,发生“原电池效应”可以促进黄铜矿溶解。探究了在H2SO4溶液、H2SO4-Fe2(SO4)3溶液和H2SO4-H2O2溶液中,黄铁矿对黄铜矿浸出的影响。结果表明,黄铁矿可有效促进黄铜矿溶解,但浸出并不完全。在浸出过程中黄铜矿表面形成钝化层,影响物质转移与电子传递效果。钝化层的主要成分为缺金属硫化物和少量单质硫。
  • 赵峰,蒋训雄,汪胜东
    摘要:
    用自动矿物分析仪、金相显微镜和扫描电镜,从多元合金颗粒尺寸、锰含量、金相组织结构等进行研究,以饱和磁感应强度Ms和剩磁Mr来衡量合金磁性能变化规律,研究多金属结核金属化还原工艺中多元合金磁性能。结果表明,多金属结核金属化还原多元合金磁性能主要受合金颗粒尺寸和锰含量影响,多元合金晶粒尺寸越大,锰含量越低,合金颗粒磁性能越强。因此,工艺过程中应该尽可能增大多元合金晶粒尺寸,抑制锰的还原。
  • 林鸿汉
    摘要:
    对某白烟尘进行两段酸浸和氧化酸浸浸出铜、砷试验。结果表明,该白烟尘采用常规酸浸工艺难以取得较好的指标,加入强氧化剂双氧水进行酸浸,可以提高铜、砷的浸出率,在L/S=10、初始硫酸浓度60 g/L、30%双氧水用量1.0 mL/g、反应温度80 ℃、充空气反应时间6 h条件下,铜、砷浸出率分别为95.38%、89.65%。
  • 张兴勋,康锦程,谭希发,张日富,叶志勇,张文彬,罗胜,谢洪珍
    摘要:
    刚果(金)某铜钴资源综合回收利用处理原料由难选铜钴矿和现有浮选厂旋流器分级细泥、浮选低品位氧化铜精矿、铜浮选尾矿再磁选的精矿混合而成。项目设计规模3 500 t/d,年产阴极铜5万t、氢氧化钴11 236 t(钴金属3 kt)。2018年3月24日项目动工。2019年9月,铜回收率和产铜量实现达标达产,当月产铜4 250.47 t,铜回收率90.27%,硫酸、焦亚硫酸钠、絮凝剂耗量和电流效率等主要技术指标也优于设计值,9~12月累计吨铜综合成本2 983.13美元、付现成本2 218.77美元;吨钴综合成本13 442.57美元、付现成本10 041.79美元。
  • 杨宏伟,王占柯,南君芳,吕超飞
    摘要:
    底吹技术在熔炼上的成功应用,促进了底吹铜锍吹炼的发展。对国内某底吹连续吹炼炉的生产实践与关键技术进行了分析,探讨了一年来底吹连续吹炼生产中遇到的问题及采取的措施。
  • 轻有色金属
  • 薛宇飞,邹小平,蒋应平
    摘要:
    为深入探究混合体系对盐湖卤水中锂离子的萃取性能及机理,重点考察了萃取相比、铁锂摩尔比对40%TBP-20%BA-40%磺化煤油体系的影响。选取O/A=1.5、n(Fe3+/Li+)=1.5作为优化条件,得到单级锂萃取率为87.34%、镁萃取率为3.89%,该结果有利于后续串级试验及进行工业设计。另运用氯桥理论分析了Li[FeCl4]中Fe3+、Cl-、Li+以离域π键相结合的共萃取现象。根据萃取前后核磁共振图谱初步推测水相中Li+配位水分子与TBP及BA分子中P=O、C=O极性官能团以氢键缔合。另根据离子缔合理论提出了修正的静电模型,讨论了萃取过程中Li+、Mg2+等杂质离子间的竞争关系。
  • 胡州,王双龙,易礼伟,李发琼,张念炳
    摘要:
    采用碳酸钠高温煅烧法,研究了煅烧温度、碳酸钠添加量和煅烧时间对高硫石油焦煅烧脱硫效果的影响,利用SEM、FT-IR和XRD等表征手段,对石油焦脱硫前后的微观形貌、化学结构和微晶结构进行比较分析。结果表明,在煅烧温度1 300 ℃、碳酸钠添加量25%和煅烧时间70 min的条件下,脱硫率可达69.73%;脱硫后石油焦表面变得疏松,断层结构增多,S元素含量减少;脱硫后(002)衍射峰更加尖锐,结晶度提高;煅后焦在478、744和863 cm-1处的特征吸收峰明显减弱,脱硫效果良好。
  • 马生财,邵传兵,鲁兴武
    摘要:
    针对铷浸出液含量低的特点,通过考察相比等因素对铷萃取的影响,得到最优的萃取条件为:1.5 mol/L t-BAMBP、相比O/A=1/1、时间2 min、温度40 ℃、3级逆流萃取,铷萃取率达到94.67%,实现了铷与钾、钠分离。控制条件对载铷有机相逆流洗涤,负载有机相中钾、钠脱除率分别为98.95%和95.70%,保证了铷化合物的纯度。
  • 汪艳芳,柴登鹏,曹韶峰,高宝堂,王俊青,周云峰,李昌林
    摘要:
    主要介绍了新型稳流保温铝电解槽节能技术的研究成果及在某400 kA系列推广应用情况。新型稳流保温铝电解槽节能技术主要包括电压平衡优化技术、阴极稳流优化技术和能量平衡设计优化技术。新型稳流保温铝电解槽节能技术在某企业400 kA系列电解槽上推广应用结果表明,新技术槽进入正常期内系列电流效率92.22%,平均电压3.882 V,吨铝直流电耗12 543 kWh,平均炉底压降267 mV。与传统槽相比,新技术槽平均电压降低86 mV,吨铝直流电耗降低507 kWh,炉底压降降低44 mV。
  • 稀贵金属
  • 王廷健,周仲魁,孙占学,程丹丹,葛玉波
    摘要:
    微生物浸出过程中,铁既是微生物生长繁殖的能源物质之一,也是浸矿的主要氧化剂。针对FeS2含量较低的矿床,通过添加不同占比的黄铁矿进行室内摇瓶试验。结果显示:未添加黄铁矿时,生物浸出的浸出率为92.2%,添加黄铁矿时最大浸出率提高3.6个百分点,并且浸出周期明显缩短。当黄铁矿添加量高于3%时,微生物生长受到抑制,浸出率降低。矿浆浓度保持10%,黄铁矿添加量分别为0%、1%、2%、3%、4%时,浸出率依次为92.2%、95.8%、90%、85.5%、82.3%。
  • 嵇薪儒,高丙朋,徐媛媛,柴秀俊
    摘要:
    氧化槽是生物氧化提金的重要设备。在季节性强的中国西北地区,氧化槽温控系统运行在极端天气环境中不可避免会出现各类运行故障,若不及时排查会导致提金率的降低和矿产资源的浪费。针对此问题提出一种基于改进EM算法的氧化槽温控系统故障分类法,从而快速准确找出具体故障。仿真结果表明,改进EM算法能够充分利用工业大数据的优势,比传统EM算法与BP神经网络算法的分类正确率更高。
  • 张登高,蒋训雄,范艳青,汪胜东,冯林永,刘巍
    摘要:
    先通过脱除铜阳极泥加压浸出液中大部分的铜离子,再进行分步还原分离硒、碲,进而达到高效分离硒、碲的目的,硒、碲分离率>98%。该方法解决了铜阳极泥加压浸出液在沉硒过程中硒不能完全沉淀、影响硒的直收率指标、后续沉碲尾料中硒含量偏高不利于碲精炼提取的问题。
  • 王瑞祥,刘茶香,杨裕东,袁远亮,周杰,王艳阳,徐志峰
    摘要:
    基于质量守恒、化学平衡、元素分配约束、热量守恒和指标约束等原理,构建了复杂金矿物苛性钠氧化焙烧、硫酸浸出、氰化法等工序的物料平衡和热平衡多约束控制模型,开发了复杂金矿物焙烧-酸浸-氰化工艺全流程模拟系统,计算了全流程典型工况的物质分配和能量守恒,并采用生产数据对模型进行验证。结果表明,以实际值为基准,焙烧工序中焙砂的Cu、S、Fe和SiO2含量的相对误差的百分数分别为-14.95%、-0.37%、1.77%和-6.54%;而Pb、Zn、As含量的相对误差的百分数分别为6.15%、4.94%和4.84%。酸浸分铜渣中Cu、S、Fe和SiO2含量相对误差的百分数分别为-12.90%、3.48%、5.23%和4.74%;而Pb、Zn、As含量相对误差的百分数分别为-10.75%、0和-1.27%。氰化渣中Cu、S、Zn、Fe和As含量相对误差的百分数分别为-3.57%、3.48%、5.88%、3.71%和-1.27%。
  • 材料与设备
  • 郑宇,王杜,刘勇奇,巩勤学
    摘要:
    LiFePO4作为正极材料电化学性能优越,是发展潜力巨大的锂离子正极材料之一,但由于导电率和锂离子扩散速率问题,一直制约其发展。首先阐述了LiFePO4的微观结构、充放电原理以及充放电反应模型,回顾了近年来国内外改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究,重点介绍了离子掺杂、碳包覆和材料纳米化方法对LiFePO4正极材料的影响以及目前仍然存在的问题,最后展望了该领域的发展趋势,并指出继续进行深入的理论研究和工艺改进是今后的重点研究方向。
  • 高丽霞,戴子林,吴海鹰,孔振兴,吴长永
    摘要:
    针对本研究团队提出的“铁矾渣活化焙烧-稀酸酸浸-酸浸液磷酸除铁-除铁后液提In和Zn”新工艺,本文重点研究磷酸除铁滤渣物性及热分析动力学。通过XRD、IR、TG-DSC等对磷酸除铁滤渣的组成和物相进行分析表征。结果表明,磷酸除铁滤渣为FePO4?2H2O,滤渣平均直径12.6 μm。采用FWO、KAS两种等转化率法求得滤渣磷酸铁水合物脱水反应的活化能为47.28~52.88 kJ/mol。
  • 张体富,陈全坤,杨应宝,余小吕,段亚明,李建福,汪雨慧,王仕博
    摘要:
    针对目前底吹熔池熔炼过程中,如何改变喷枪结构起到强化搅拌目的的难题,采用数值模拟的方法建立了底吹熔池熔炼炉多相流非稳态数学模型,构建了多层栅栏结构的氧枪模型。计算结果表明,氧气底吹过程具有周期性,可分割成大气泡形成、气流柱形成和气流冲破熔池液面三个过程,并对有无栅栏喷枪结构在这三个过程下的相图、面平均湍动能、平均压力进行比对分析,结果表明多层栅栏枪口结构有助于强化熔池内部搅拌。
  • 环境工程
  • 张正阳,王海北,孙留根
    摘要:
    采用三室双阳膜电解法处理钠碱脱硫液的再生,主要考察了电流密度、钠碱脱硫液物质总浓度、钠碱脱硫液pH、电解时间、电解温度对再生过程的影响。结果表明,在电流密度127.8 A/m2、钠碱脱硫液物质总浓度50 g/L、钠碱脱硫液pH=5.4、电解时间4 h、电解液温度60 ℃条件下,阴极室出口溶液pH可以达到6.72,中间室出口液pH为1.65,钠离子迁移电流效率为85.3%,单位电耗为0.168 kWh/kg。
  • 赖兰萍,陈后兴,陈冬英,王明,周洁英
    摘要:
    采用浸渍焙烧法制备了Fe-Ce/活性氧化铝、活性炭、陶粒、沸石和高岭土催化剂,并用于催化臭氧降解钨湿法冶炼废水。在单因素试验的基础上,以COD去除率为考核指标,考察了催化剂焙烧温度、臭氧投加量、废水pH、催化剂投加量、反应时间和反应次数的效果。试验表明,在臭氧投加量均为700 mg/L下,在最优条件下COD去除率分别为80.9%、74.2%、69.5%、85.9%和66.6%。以该物质为催化剂载体,COD去除率从大到小依次排列为:沸石、活性氧化铝、活性炭、陶粒、高岭土,综合考虑经济成本和COD去除率来比较从优到次依次排列为:活性氧化铝、沸石、活性炭、陶粒、高岭土。
  • 冶金史
  • 李强,魏国锋,何张俊,金晓春,张爱冰
    摘要:
    采用扫描电镜能谱分析、X射线荧光分析等方法对安徽省安庆市怀宁县境内铜牛井矿冶遗址出土炉渣、矿石及炉渣中夹杂的金属颗粒进行检测分析,进而探讨遗址的冶炼工艺。结果表明,铜牛井遗址出土的炉渣均为炼铜渣;出土的磁铁矿很有可能作为助熔剂使用;炉渣中夹杂的冰铜颗粒尚无法断定铜牛井遗址使用的是“硫化矿—冰铜—铜”冶炼工艺,也可能是使用含硫氧化铜矿或混合矿直接还原,其具体冶炼工艺的确定有待更多考古资料的发现。

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