2022年第8期目录
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    重有色金属
  • 刘家豪,杨坤,胡途,吕婷婷,贺磊,高丽
    摘要:
    锌浸出渣-低品位氧硫铅锌矿富氧侧吹熔池熔炼工艺可实现低品位氧硫铅锌矿的高效利用,但目前存在能耗高、生产率低的问题,主要是由于熔渣熔化温度高、流动性差。采用Factsage热力学软件,通过计算研究不同熔渣成分对熔渣熔化温度的影响。结果表明,熔渣的熔化温度随着渣矿质量比的减小而逐渐增大;在同一渣矿质量比下,二元碱度对熔渣熔化温度影响巨大,其随着碱度减小呈现先降低后升高的趋势。当渣矿质量比为3.07、w(CaO)/w(SiO2)=0.5时,熔渣熔化温度达到最低值1 327 ℃。
  • 胡霞,杨爱江,薛洪其,王丽
    摘要:
    为研究金属离子对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)氧化活性的影响,通过测定经初步驯化的At.f菌在不同初始pH下的生长活性,开展不同浓度梯度的Ni2+、Cu2+、Zn2+及三种金属离子共存时对At.f菌的氧化活性影响的试验。结果表明,当初始pH为1.8时,At.f菌生长活性最好,且低浓度的Ni2+、Zn2+对At.f菌氧化活性影响较小,对两种金属离子的耐受浓度均在20 g/L以上;而该细菌对Cu2+比较敏感,当Cu2+浓度为2.5 g/L时,菌株的生长活性明显下降,特别是10 g/L时,对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用。三种金属离子同时存在时对At.f菌氧化活性的影响大于单一金属离子,当三种金属离子的浓度均为2.5 g/L时,在48小时内对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用,当三种金属离子的浓度均为5 g/L时,80小时时菌株对Fe2+的氧化率极低,说明At.f菌需要经过多种金属离子共存驯化培养后才能更好地运用于多金属复杂矿物的处理。
  • 付海阔,沈恒冠,赵喜太,段辉,廖玉俐,张玲丽
    摘要:
    研究了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料联合氧化还原浸出过程。在下述最佳反应条件下:硫化镍废料与镍钴锰三元前驱体废料质量比1/5、反应初始酸度4 mol/L、反应温度90 ℃、反应液固比4、反应时间6 h,镍钴锰三元前驱体废料中锰的浸出率和硫化镍废料的利用率分别达到99.89%和92.60%,浸出渣可以返回继续还原浸出镍钴锰三元前驱体废料。本工艺避免了镍钴锰三元前驱体废料单独浸出的还原剂消耗和硫化镍废料单独浸出的氧化剂消耗,实现了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料的协同浸出。
  • 朱俊,畅永锋,谢锋
    摘要:
    炉渣黏度对铅基固废熔炼过程的顺利进行具有重要影响,而炉渣黏度与炉渣结构存在内在联系。以CaO-FeO-ZnO-SiO2四元系合成渣为研究对象,采用熔体物性综合测定仪测定合成渣的黏度,在FeO/SiO2=1.5~2.4、CaO/SiO2=0.3~0.7、ZnO=5%~15%范围内探讨了炉渣黏度随温度组成变化的关系。结果表明,所研究的炉渣均为典型的碱性炉渣,其黏度曲线具有明显的熔化性温度。当CaO、FeO和ZnO的含量过高,造成SiO2小于24%时,黏度曲线的熔化性温度明显增大。适宜的炉渣组成为ZnO 11%、FeO/SiO2=1.8、CaO/SiO2=0.5。
  • 李新颖,王伟,谢锋,潘志刚,刘孝伟,衡振平,姬利红
    摘要:
    研究了利用酒石酸钠电解液对硫酸铅和废铅膏进行直接固相电解制备粗铅的工艺可行性。探索了阳极材质、电解液浓度、添加剂、电流密度、极距、电解温度等工艺条件对电解过程电流效率和电解能耗的影响。采用双盐桥参比电极对电解过程阴阳极电位进行监测,确立了最优工艺条件。在酒石酸钠浓度1 mol/L、电流密度375 A/m2、异极距15 mm、温度50 ℃条件下固相电解硫酸铅,电流效率可达96.7%,吨铅电解能耗为676 kWh,获得电解铅纯度为99.8%。在上述条件下,固相电解废铅膏,其电流效率为91.60%,吨铅能耗1 068 kWh,铅纯度为98.74%,电解液可通过补充氢氧化钠实现循环再生利用。
  • 李传伟,赵建军,余群波,严凡涛,尹丰丰
    摘要:
    捅打风眼是侧吹熔炼生产工艺的重要操作,目前还没有适用于侧吹炉的自动捅风眼设备。针对侧吹炉特点,基于AGV机器人技术,首创出一种适用于侧吹炉的智能化捅风眼机器人装置,实现了自动导航定位、风眼对准、智能化捅打等功能。该装置已经在工业现场得到应用,彻底解决侧吹熔炼生产中风眼自动化捅打难题。
  • 朱碧肖,陈崔龙,张德友
    摘要:
    离心式溶剂萃取新技术在有色行业应用越来越普遍。从核心设备离心萃取机参数计算,以及新结构、新材料等新技术层面,详细阐述了离心式溶剂萃取工艺的最新进展,并结合有色行业的典型应用案例,针对性地就操作单元综合、两相密度差小、流比范围大等苛刻工况进行详细剖析。生产应用表明,离心式萃取工艺在有色行业应用具有明显优势。
  • 轻有色金属
  • 龙家机,王文豪,李玮,吴复忠
    摘要:
    海绵钛产品中的杂质含量是反映海绵钛质量和还原蒸馏水平的一项重要指标,杂质的分布是影响海绵钛等级划分的一个重要因素。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定样品中Fe、Mn杂质的含量。根据已测得的数据,做出了Fe、Mn含量(质量分数)在钛坨中的分布规律图,对钛坨中Fe、Mn杂质的分布进行了研究。结果表明,Fe杂质含量在海绵钛坨中心部分最低,其次是在中心部位的上部和下部,越接近器壁和底部含量越高,底皮和靠近底部的边皮是含铁量最高的部位。Mn杂质含量在海绵钛坨中上部分最低,其次是中上部分的上部和下部,越朝向底部含量越高,底皮是Mn含量最高的部位。
  • 刘永轶
    摘要:
    某氧化铝厂使用高硫铝土矿生产氧化铝,给生产带来很大影响:氧化铝产品铁含量升高、设备腐蚀加大、沉降效果变差等。针对这些问题开展研究和工业试验,明确了在氧化铝生产的高温溶出过程中添加硝酸钠化学氧化脱硫反应的原理和氧化效果,对搭配使用高硫铝土矿含硫在0.3%左右时,添加少量硝酸钠可以长期维持氧化铝产品的含铁量在一级品范围内。该技术简单有效且经济,可以在工业生产中推广使用。
  • 稀贵金属
  • 康立佳,谢锋,王伟,路殿坤,陈俊南
    摘要:
    铜-柠檬酸盐-硫代硫酸盐溶液是一种具有应用潜力的绿色浸金体系。研究了利用D301离子交换树脂从柠檬酸盐-硫代硫酸盐溶液中吸附银络合物的工艺可行性。考察了溶液pH、柠檬酸盐和硫代硫酸盐浓度及硝酸根对银吸附效果的影响。结果表明,硫代硫酸银络合物树脂吸附为均匀位点的单层吸附,符合准二级吸附动力学。柠檬酸和硝酸根均抑制树脂对硫代硫酸银离子的吸附,当溶液pH大于12时,D301树脂对硫代硫酸银离子的吸附容量急剧降低。研究结果明确了吸附过程的控速步骤及主要影响因素,为进一步实现硫代硫酸盐-柠檬酸溶液中的重贵金属回收提供了理论和技术基础。
  • 刘石玉,刘金辉,周义朋,阳奕汉,王如意,史维浚,廖石丹
    摘要:
    酸法与碱法浸铀是当前我国铀矿采冶主要地浸工艺,浸铀过程中均会产生含矿层堵塞。含矿层堵塞是地浸采铀中的一种普遍现象,也是制约铀浸出效益的重大瓶颈。根据巴彦乌拉铀矿矿石酸法柱浸试验和十红滩铀矿矿石碱法浸铀试验结果,分别对酸法和碱法浸铀过程中含矿层堵塞的原因进行了系统研究。结果表明,矿物黏土化蚀变是造成酸法地浸中含矿层堵塞的重要原因;碳酸钙沉淀是造成碱性地浸中含矿层堵塞的主要原因;溶浸液的pH、HCO3-浓度及Ca2+浓度过高都会引起碱性浸铀含矿层碳酸钙沉淀,碳酸钙溶解沉淀特征受pH、Ca2+、HCO3-的边界值控制。
  • 刘泓伟,王学刚,龙杰,高瑛瑛,万子聪,刘超
    摘要:
    采用单室生物电反应器研究了直流电对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。外加电流为10 mA条件下,氧化亚铁硫杆菌的亚铁氧化速率提高了33.15%。研究表明,适当的电流刺激可以使细菌细胞活性和生长速率更加稳定。电场作用下细菌细胞形态分析结果表明,适当的电流刺激能使细胞产生更高的跨膜电位,改变细胞膜的通透性,将更多的Fe2+泵入内膜,促进氧化亚铁硫杆菌的生长和繁殖。
  • 材料与设备
  • 陈植欣,王开,张念炳,洪流,周军
    摘要:
    采用TiO2粉、CaO和Al粉为原料,经混匀、压制和烧结后,制备出中间合金Al3Ti相,利用XRD、SEM-EDS、XPS等手段,对反应后样品的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析表征。结果表明,在烧结温度1 400 ℃、烧结时间30 min、铝钛比1.3和钙铝比1.6的条件下,烧结产物主要物相为Al3Ti、Al和CaAl2O4,烧结产物形貌呈现相间分布,TiO2存在逐级还原的现象,烧结法制备中间合金Al3Ti相是可行的。
  • 张为鹏,黄亚峰,郭惠丽
    摘要:
    测试了三种铝粉的粒度、形貌、比表面积和有效铝含量。选取二茂铁、硼粉、高氯酸铵、氟橡胶F246、Fe2O3、全氟表面活性剂HX-12六种助燃剂,通过高温DSC研究了助燃剂对铝粉的助燃效果。结果显示,硼粉助燃效果最好,硼粉的加入使铝粉增加了两个放热峰。当硼粉含量为10%时,总放热量为纯铝粉FLQT-4的2倍以上。
  • 冯振武,路殿坤,邹小平,谢锋,符岩
    摘要:
    以人造金刚石废触媒的硫酸浸出液为基础,采用L16(45)正交试验方案,在1 200 C恒定通电量下,进行直流静态电解沉积Fe-Ni合金,研究了各工艺参数对电沉积电流效率、镀层镍质量分数,以及Ni、Fe析出的分电流密度的影响规律,并以电流效率为主要指标优化得出最优工艺参数。结果表明,对电流效率影响因素由大到小的顺序为镀液pH>电流密度>温度>糖精钠浓度>硫脲浓度。最优工艺参数为平均电流密度500 A/m2、温度45 ℃、pH=3.55、糖精钠浓度3 g/L、硫脲浓度0.15 g/L。最优条件验证试验结果表明了正交试验结果的可靠性。
  • 环境工程
  • 王芳,黄雪约,刘艳丽,童震松,赵志龙
    摘要:
    目前广泛使用的印刷电路板中,金属Cu的含量一般在20%~30%。废电路板熔炼企业从废电路板中回收Cu和其他金属元素,火法熔炼过程产生废气、废水和固废。选取典型火法废电路板熔炼企业,分析熔炼过程污染物排放特征,测算了主要大气污染物排放系数;对重金属的主要存在形式进行实测,揭示熔池熔炼火法工艺重金属污染物的迁移规律。确定Cu、Pb、Sn为重点控制的重金属污染物,并对不同赋存对象的占比进行比较。
  • 许瑞峰,畅永锋,谢锋
    摘要:
    以原生铅火法冶炼的烟化水淬渣为研究对象,通过批次浸出试验与动态淋溶试验研究了铅冶炼渣的重金属释放特性,同时考察了浸提剂类型和pH对重金属释放的影响。结果表明,铅冶炼渣属于第Ⅰ类一般工业固体废物,渣中残留的各种重金属在水浸和模拟酸雨浸出条件下的平衡溶出浓度均低于0.1 mg/L。铅冶炼渣中的锑和铅具有较大的淋溶释放量,经过12小时,锑和铅的累积淋溶量分别达到8.3 mg/m2和22 mg/m2。铅冶炼渣的重金属释放行为应同时关注其平衡浸出浓度和动态释放行为。
  • 李翔,白云龙,邹小平,李在元,吴艳
    摘要:
    近年来,印染废水造成环境污染的问题日益严重。为处理印染废水,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,采用化学沉淀法制备出了纤维状和球状两种形貌的纳米氧化铜,利用XRD和SEM对样品进行表征。当催化剂投加量0.1 g、初始pH=9、亚甲基蓝初始浓度5 mg/L、质量分数为30%的H2O2滴加量1 mL、紫外光下反应75 min时,亚甲基蓝溶液降解率最高,且催化剂循环使用3次后,亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,具有优良的稳定性。纳米氧化铜的形貌相同时,晶粒尺寸越小,对亚甲基蓝催化降解效果越好。相同条件下,球状纳米氧化铜催化降解亚甲基蓝的能力强于纤维状纳米氧化铜。
  • 李向阳,陈振兴,汪弘,洪昌寿,刘洪龙,张站源
    摘要:
    铀尾矿库属于特殊核设施,是核工业铀矿冶系统最主要的环境辐射污染源,铀尾矿库滩面控氡一直是生态环境修复的重大难题。采用堆砌物理模型进行对照试验,分析覆土植被修复后铀尾矿库滩面氡析出及温湿度特征,并采用R/S分析法分析植被覆盖对滩面温度变化及氡析出率的影响。结果表明:植被修复后铀尾矿库滩面温度变化程度降低,氡析出率降低,植被覆盖后氡析出率维持在0.31 Bq/(m2?s)以下,相较于单层红土覆盖氡析出率峰值下降74%,相较于多层覆土覆盖,氡析出率峰值下降45%,氡析出率波动程度降低,单层红土覆盖层、多层覆土覆盖层氡析出率标准差分别为0.345、0.123 Bq/(m2?s);植被培养至平均株高17cm、30cm时氡析出率标准差为0.027、0.062 Bq/(m2?s),氡析出率震荡区间减小,稳定性增加。该研究从铀尾矿库滩面度温度变化和氡析出率震荡程度两个方面分析植被覆盖对铀尾矿库滩面的影响,可以对铀尾矿库生态修复方案提供技术支撑。
  • 陈柏迪,朱志如,陈志东,王作河,黄正轩
    摘要:
    通过对某稀土冶炼企业自建的两个伴生放射性固体废物暂存库下方0~12 m的土壤进行采样,分析天然放射性核素238U、226Ra、232Th,以及重金属Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量与纵向分布情况,并与地区环境本底值、相关标准对比,采用地累积指数法、内梅罗污染指数法进行评价分析。结果发现,该废物暂存库经长期运行,下方0~12 m土壤的放射性核素污染情况可评价为清洁无污染,重金属可评价为清洁或尚清洁(警戒限),即该底层为花岗岩与水泥混合类型的暂存库,经30年的使用,对伴生放射性固体废物中的天然放射性核素与重金属起到较好的封存作用。
  • 孙志刚,张建波,李少鹏
    摘要:
    循环流化床(CFB)粉煤灰是燃煤过程产生的大宗固体废弃物,由于其钙含量高,无法满足建材化利用要求,目前主要以堆存为主,环境污染风险较大。分析了CFB粉煤灰中钙的元素分布与矿相赋存形态,明确CFB粉煤灰中主要矿相为非晶相铝硅酸盐、石英相、Ca(OH)2、CaSO4及少量CaPO3(OH)。钙元素的赋存形态主要分为两种,大部分钙与铝硅酸盐矿物结合,夹杂于铝硅酸盐矿物形成固熔体,少部分以硫酸钙形式存在。基于钙的元素赋存形态,提出了循环流化床粉煤灰pH调控选择性高效脱钙技术思路,在最佳工艺条件下,溶液钙离子浓度可达到20 g/L以上,钙脱除率高达80%,脱钙灰中氧化钙含量低于5%,基本满足建材利用标准要求。
  • 冶金史
  • 李震,黄全胜,刘瑞
    摘要:
    铜山岭遗址位于湖南江永县铜山岭农场办公大楼斜对面50米处,遗存面积约为2 000 m2。第二次全国文物普查将其定为战国至汉代的矿冶遗址。2020年对该遗址进行了田野调查并采集冶金遗物。使用能量色散X射线荧光光谱仪EDX、扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)等对遗址所得7个炉渣样品的基体成分和金属颗粒进行检测分析。初步研究表明,该遗址使用烧结—还原熔炼法,冶炼产品为粗铅。炉渣均为还原渣,具有适当的熔点及较好的流动性,渣中铅含量较为稳定,表明当时的冶炼技术已到达一定的水平。
  • 邹桂森,蒙长旺,李延祥,黄全胜
    摘要:
    采用扫描电子显微镜能谱仪对广西梧州后背山遗址出土的炉渣、矿石及炉壁等冶金遗物进行科学检测。结合炉渣形态、基体成分与物相、炼炉型制分析研究,结果表明,后背山遗址为一处古代块炼铁冶炼遗址。该遗址为目前梧州地区发现并经科学发掘的一处年代最早的冶炼遗址,对该遗址及其出土冶金遗物分析研究,可以为探讨古代梧州地区乃至岭南地区早期冶铁技术的起源、发展与传播提供重要的线索。
    重有色金属
  • 刘家豪,杨坤,胡途,吕婷婷,贺磊,高丽
    摘要:
    锌浸出渣-低品位氧硫铅锌矿富氧侧吹熔池熔炼工艺可实现低品位氧硫铅锌矿的高效利用,但目前存在能耗高、生产率低的问题,主要是由于熔渣熔化温度高、流动性差。采用Factsage热力学软件,通过计算研究不同熔渣成分对熔渣熔化温度的影响。结果表明,熔渣的熔化温度随着渣矿质量比的减小而逐渐增大;在同一渣矿质量比下,二元碱度对熔渣熔化温度影响巨大,其随着碱度减小呈现先降低后升高的趋势。当渣矿质量比为3.07、w(CaO)/w(SiO2)=0.5时,熔渣熔化温度达到最低值1 327 ℃。
  • 胡霞,杨爱江,薛洪其,王丽
    摘要:
    为研究金属离子对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)氧化活性的影响,通过测定经初步驯化的At.f菌在不同初始pH下的生长活性,开展不同浓度梯度的Ni2+、Cu2+、Zn2+及三种金属离子共存时对At.f菌的氧化活性影响的试验。结果表明,当初始pH为1.8时,At.f菌生长活性最好,且低浓度的Ni2+、Zn2+对At.f菌氧化活性影响较小,对两种金属离子的耐受浓度均在20 g/L以上;而该细菌对Cu2+比较敏感,当Cu2+浓度为2.5 g/L时,菌株的生长活性明显下降,特别是10 g/L时,对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用。三种金属离子同时存在时对At.f菌氧化活性的影响大于单一金属离子,当三种金属离子的浓度均为2.5 g/L时,在48小时内对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用,当三种金属离子的浓度均为5 g/L时,80小时时菌株对Fe2+的氧化率极低,说明At.f菌需要经过多种金属离子共存驯化培养后才能更好地运用于多金属复杂矿物的处理。
  • 付海阔,沈恒冠,赵喜太,段辉,廖玉俐,张玲丽
    摘要:
    研究了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料联合氧化还原浸出过程。在下述最佳反应条件下:硫化镍废料与镍钴锰三元前驱体废料质量比1/5、反应初始酸度4 mol/L、反应温度90 ℃、反应液固比4、反应时间6 h,镍钴锰三元前驱体废料中锰的浸出率和硫化镍废料的利用率分别达到99.89%和92.60%,浸出渣可以返回继续还原浸出镍钴锰三元前驱体废料。本工艺避免了镍钴锰三元前驱体废料单独浸出的还原剂消耗和硫化镍废料单独浸出的氧化剂消耗,实现了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料的协同浸出。
  • 朱俊,畅永锋,谢锋
    摘要:
    炉渣黏度对铅基固废熔炼过程的顺利进行具有重要影响,而炉渣黏度与炉渣结构存在内在联系。以CaO-FeO-ZnO-SiO2四元系合成渣为研究对象,采用熔体物性综合测定仪测定合成渣的黏度,在FeO/SiO2=1.5~2.4、CaO/SiO2=0.3~0.7、ZnO=5%~15%范围内探讨了炉渣黏度随温度组成变化的关系。结果表明,所研究的炉渣均为典型的碱性炉渣,其黏度曲线具有明显的熔化性温度。当CaO、FeO和ZnO的含量过高,造成SiO2小于24%时,黏度曲线的熔化性温度明显增大。适宜的炉渣组成为ZnO 11%、FeO/SiO2=1.8、CaO/SiO2=0.5。
  • 李新颖,王伟,谢锋,潘志刚,刘孝伟,衡振平,姬利红
    摘要:
    研究了利用酒石酸钠电解液对硫酸铅和废铅膏进行直接固相电解制备粗铅的工艺可行性。探索了阳极材质、电解液浓度、添加剂、电流密度、极距、电解温度等工艺条件对电解过程电流效率和电解能耗的影响。采用双盐桥参比电极对电解过程阴阳极电位进行监测,确立了最优工艺条件。在酒石酸钠浓度1 mol/L、电流密度375 A/m2、异极距15 mm、温度50 ℃条件下固相电解硫酸铅,电流效率可达96.7%,吨铅电解能耗为676 kWh,获得电解铅纯度为99.8%。在上述条件下,固相电解废铅膏,其电流效率为91.60%,吨铅能耗1 068 kWh,铅纯度为98.74%,电解液可通过补充氢氧化钠实现循环再生利用。
  • 李传伟,赵建军,余群波,严凡涛,尹丰丰
    摘要:
    捅打风眼是侧吹熔炼生产工艺的重要操作,目前还没有适用于侧吹炉的自动捅风眼设备。针对侧吹炉特点,基于AGV机器人技术,首创出一种适用于侧吹炉的智能化捅风眼机器人装置,实现了自动导航定位、风眼对准、智能化捅打等功能。该装置已经在工业现场得到应用,彻底解决侧吹熔炼生产中风眼自动化捅打难题。
  • 朱碧肖,陈崔龙,张德友
    摘要:
    离心式溶剂萃取新技术在有色行业应用越来越普遍。从核心设备离心萃取机参数计算,以及新结构、新材料等新技术层面,详细阐述了离心式溶剂萃取工艺的最新进展,并结合有色行业的典型应用案例,针对性地就操作单元综合、两相密度差小、流比范围大等苛刻工况进行详细剖析。生产应用表明,离心式萃取工艺在有色行业应用具有明显优势。
  • 轻有色金属
  • 龙家机,王文豪,李玮,吴复忠
    摘要:
    海绵钛产品中的杂质含量是反映海绵钛质量和还原蒸馏水平的一项重要指标,杂质的分布是影响海绵钛等级划分的一个重要因素。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定样品中Fe、Mn杂质的含量。根据已测得的数据,做出了Fe、Mn含量(质量分数)在钛坨中的分布规律图,对钛坨中Fe、Mn杂质的分布进行了研究。结果表明,Fe杂质含量在海绵钛坨中心部分最低,其次是在中心部位的上部和下部,越接近器壁和底部含量越高,底皮和靠近底部的边皮是含铁量最高的部位。Mn杂质含量在海绵钛坨中上部分最低,其次是中上部分的上部和下部,越朝向底部含量越高,底皮是Mn含量最高的部位。
  • 刘永轶
    摘要:
    某氧化铝厂使用高硫铝土矿生产氧化铝,给生产带来很大影响:氧化铝产品铁含量升高、设备腐蚀加大、沉降效果变差等。针对这些问题开展研究和工业试验,明确了在氧化铝生产的高温溶出过程中添加硝酸钠化学氧化脱硫反应的原理和氧化效果,对搭配使用高硫铝土矿含硫在0.3%左右时,添加少量硝酸钠可以长期维持氧化铝产品的含铁量在一级品范围内。该技术简单有效且经济,可以在工业生产中推广使用。
  • 稀贵金属
  • 康立佳,谢锋,王伟,路殿坤,陈俊南
    摘要:
    铜-柠檬酸盐-硫代硫酸盐溶液是一种具有应用潜力的绿色浸金体系。研究了利用D301离子交换树脂从柠檬酸盐-硫代硫酸盐溶液中吸附银络合物的工艺可行性。考察了溶液pH、柠檬酸盐和硫代硫酸盐浓度及硝酸根对银吸附效果的影响。结果表明,硫代硫酸银络合物树脂吸附为均匀位点的单层吸附,符合准二级吸附动力学。柠檬酸和硝酸根均抑制树脂对硫代硫酸银离子的吸附,当溶液pH大于12时,D301树脂对硫代硫酸银离子的吸附容量急剧降低。研究结果明确了吸附过程的控速步骤及主要影响因素,为进一步实现硫代硫酸盐-柠檬酸溶液中的重贵金属回收提供了理论和技术基础。
  • 刘石玉,刘金辉,周义朋,阳奕汉,王如意,史维浚,廖石丹
    摘要:
    酸法与碱法浸铀是当前我国铀矿采冶主要地浸工艺,浸铀过程中均会产生含矿层堵塞。含矿层堵塞是地浸采铀中的一种普遍现象,也是制约铀浸出效益的重大瓶颈。根据巴彦乌拉铀矿矿石酸法柱浸试验和十红滩铀矿矿石碱法浸铀试验结果,分别对酸法和碱法浸铀过程中含矿层堵塞的原因进行了系统研究。结果表明,矿物黏土化蚀变是造成酸法地浸中含矿层堵塞的重要原因;碳酸钙沉淀是造成碱性地浸中含矿层堵塞的主要原因;溶浸液的pH、HCO3-浓度及Ca2+浓度过高都会引起碱性浸铀含矿层碳酸钙沉淀,碳酸钙溶解沉淀特征受pH、Ca2+、HCO3-的边界值控制。
  • 刘泓伟,王学刚,龙杰,高瑛瑛,万子聪,刘超
    摘要:
    采用单室生物电反应器研究了直流电对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。外加电流为10 mA条件下,氧化亚铁硫杆菌的亚铁氧化速率提高了33.15%。研究表明,适当的电流刺激可以使细菌细胞活性和生长速率更加稳定。电场作用下细菌细胞形态分析结果表明,适当的电流刺激能使细胞产生更高的跨膜电位,改变细胞膜的通透性,将更多的Fe2+泵入内膜,促进氧化亚铁硫杆菌的生长和繁殖。
  • 材料与设备
  • 陈植欣,王开,张念炳,洪流,周军
    摘要:
    采用TiO2粉、CaO和Al粉为原料,经混匀、压制和烧结后,制备出中间合金Al3Ti相,利用XRD、SEM-EDS、XPS等手段,对反应后样品的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析表征。结果表明,在烧结温度1 400 ℃、烧结时间30 min、铝钛比1.3和钙铝比1.6的条件下,烧结产物主要物相为Al3Ti、Al和CaAl2O4,烧结产物形貌呈现相间分布,TiO2存在逐级还原的现象,烧结法制备中间合金Al3Ti相是可行的。
  • 张为鹏,黄亚峰,郭惠丽
    摘要:
    测试了三种铝粉的粒度、形貌、比表面积和有效铝含量。选取二茂铁、硼粉、高氯酸铵、氟橡胶F246、Fe2O3、全氟表面活性剂HX-12六种助燃剂,通过高温DSC研究了助燃剂对铝粉的助燃效果。结果显示,硼粉助燃效果最好,硼粉的加入使铝粉增加了两个放热峰。当硼粉含量为10%时,总放热量为纯铝粉FLQT-4的2倍以上。
  • 冯振武,路殿坤,邹小平,谢锋,符岩
    摘要:
    以人造金刚石废触媒的硫酸浸出液为基础,采用L16(45)正交试验方案,在1 200 C恒定通电量下,进行直流静态电解沉积Fe-Ni合金,研究了各工艺参数对电沉积电流效率、镀层镍质量分数,以及Ni、Fe析出的分电流密度的影响规律,并以电流效率为主要指标优化得出最优工艺参数。结果表明,对电流效率影响因素由大到小的顺序为镀液pH>电流密度>温度>糖精钠浓度>硫脲浓度。最优工艺参数为平均电流密度500 A/m2、温度45 ℃、pH=3.55、糖精钠浓度3 g/L、硫脲浓度0.15 g/L。最优条件验证试验结果表明了正交试验结果的可靠性。
  • 环境工程
  • 王芳,黄雪约,刘艳丽,童震松,赵志龙
    摘要:
    目前广泛使用的印刷电路板中,金属Cu的含量一般在20%~30%。废电路板熔炼企业从废电路板中回收Cu和其他金属元素,火法熔炼过程产生废气、废水和固废。选取典型火法废电路板熔炼企业,分析熔炼过程污染物排放特征,测算了主要大气污染物排放系数;对重金属的主要存在形式进行实测,揭示熔池熔炼火法工艺重金属污染物的迁移规律。确定Cu、Pb、Sn为重点控制的重金属污染物,并对不同赋存对象的占比进行比较。
  • 许瑞峰,畅永锋,谢锋
    摘要:
    以原生铅火法冶炼的烟化水淬渣为研究对象,通过批次浸出试验与动态淋溶试验研究了铅冶炼渣的重金属释放特性,同时考察了浸提剂类型和pH对重金属释放的影响。结果表明,铅冶炼渣属于第Ⅰ类一般工业固体废物,渣中残留的各种重金属在水浸和模拟酸雨浸出条件下的平衡溶出浓度均低于0.1 mg/L。铅冶炼渣中的锑和铅具有较大的淋溶释放量,经过12小时,锑和铅的累积淋溶量分别达到8.3 mg/m2和22 mg/m2。铅冶炼渣的重金属释放行为应同时关注其平衡浸出浓度和动态释放行为。
  • 李翔,白云龙,邹小平,李在元,吴艳
    摘要:
    近年来,印染废水造成环境污染的问题日益严重。为处理印染废水,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,采用化学沉淀法制备出了纤维状和球状两种形貌的纳米氧化铜,利用XRD和SEM对样品进行表征。当催化剂投加量0.1 g、初始pH=9、亚甲基蓝初始浓度5 mg/L、质量分数为30%的H2O2滴加量1 mL、紫外光下反应75 min时,亚甲基蓝溶液降解率最高,且催化剂循环使用3次后,亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,具有优良的稳定性。纳米氧化铜的形貌相同时,晶粒尺寸越小,对亚甲基蓝催化降解效果越好。相同条件下,球状纳米氧化铜催化降解亚甲基蓝的能力强于纤维状纳米氧化铜。
  • 李向阳,陈振兴,汪弘,洪昌寿,刘洪龙,张站源
    摘要:
    铀尾矿库属于特殊核设施,是核工业铀矿冶系统最主要的环境辐射污染源,铀尾矿库滩面控氡一直是生态环境修复的重大难题。采用堆砌物理模型进行对照试验,分析覆土植被修复后铀尾矿库滩面氡析出及温湿度特征,并采用R/S分析法分析植被覆盖对滩面温度变化及氡析出率的影响。结果表明:植被修复后铀尾矿库滩面温度变化程度降低,氡析出率降低,植被覆盖后氡析出率维持在0.31 Bq/(m2?s)以下,相较于单层红土覆盖氡析出率峰值下降74%,相较于多层覆土覆盖,氡析出率峰值下降45%,氡析出率波动程度降低,单层红土覆盖层、多层覆土覆盖层氡析出率标准差分别为0.345、0.123 Bq/(m2?s);植被培养至平均株高17cm、30cm时氡析出率标准差为0.027、0.062 Bq/(m2?s),氡析出率震荡区间减小,稳定性增加。该研究从铀尾矿库滩面度温度变化和氡析出率震荡程度两个方面分析植被覆盖对铀尾矿库滩面的影响,可以对铀尾矿库生态修复方案提供技术支撑。
  • 陈柏迪,朱志如,陈志东,王作河,黄正轩
    摘要:
    通过对某稀土冶炼企业自建的两个伴生放射性固体废物暂存库下方0~12 m的土壤进行采样,分析天然放射性核素238U、226Ra、232Th,以及重金属Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量与纵向分布情况,并与地区环境本底值、相关标准对比,采用地累积指数法、内梅罗污染指数法进行评价分析。结果发现,该废物暂存库经长期运行,下方0~12 m土壤的放射性核素污染情况可评价为清洁无污染,重金属可评价为清洁或尚清洁(警戒限),即该底层为花岗岩与水泥混合类型的暂存库,经30年的使用,对伴生放射性固体废物中的天然放射性核素与重金属起到较好的封存作用。
  • 孙志刚,张建波,李少鹏
    摘要:
    循环流化床(CFB)粉煤灰是燃煤过程产生的大宗固体废弃物,由于其钙含量高,无法满足建材化利用要求,目前主要以堆存为主,环境污染风险较大。分析了CFB粉煤灰中钙的元素分布与矿相赋存形态,明确CFB粉煤灰中主要矿相为非晶相铝硅酸盐、石英相、Ca(OH)2、CaSO4及少量CaPO3(OH)。钙元素的赋存形态主要分为两种,大部分钙与铝硅酸盐矿物结合,夹杂于铝硅酸盐矿物形成固熔体,少部分以硫酸钙形式存在。基于钙的元素赋存形态,提出了循环流化床粉煤灰pH调控选择性高效脱钙技术思路,在最佳工艺条件下,溶液钙离子浓度可达到20 g/L以上,钙脱除率高达80%,脱钙灰中氧化钙含量低于5%,基本满足建材利用标准要求。
  • 冶金史
  • 李震,黄全胜,刘瑞
    摘要:
    铜山岭遗址位于湖南江永县铜山岭农场办公大楼斜对面50米处,遗存面积约为2 000 m2。第二次全国文物普查将其定为战国至汉代的矿冶遗址。2020年对该遗址进行了田野调查并采集冶金遗物。使用能量色散X射线荧光光谱仪EDX、扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)等对遗址所得7个炉渣样品的基体成分和金属颗粒进行检测分析。初步研究表明,该遗址使用烧结—还原熔炼法,冶炼产品为粗铅。炉渣均为还原渣,具有适当的熔点及较好的流动性,渣中铅含量较为稳定,表明当时的冶炼技术已到达一定的水平。
  • 邹桂森,蒙长旺,李延祥,黄全胜
    摘要:
    采用扫描电子显微镜能谱仪对广西梧州后背山遗址出土的炉渣、矿石及炉壁等冶金遗物进行科学检测。结合炉渣形态、基体成分与物相、炼炉型制分析研究,结果表明,后背山遗址为一处古代块炼铁冶炼遗址。该遗址为目前梧州地区发现并经科学发掘的一处年代最早的冶炼遗址,对该遗址及其出土冶金遗物分析研究,可以为探讨古代梧州地区乃至岭南地区早期冶铁技术的起源、发展与传播提供重要的线索。
    重有色金属
  • 刘家豪,杨坤,胡途,吕婷婷,贺磊,高丽
    摘要:
    锌浸出渣-低品位氧硫铅锌矿富氧侧吹熔池熔炼工艺可实现低品位氧硫铅锌矿的高效利用,但目前存在能耗高、生产率低的问题,主要是由于熔渣熔化温度高、流动性差。采用Factsage热力学软件,通过计算研究不同熔渣成分对熔渣熔化温度的影响。结果表明,熔渣的熔化温度随着渣矿质量比的减小而逐渐增大;在同一渣矿质量比下,二元碱度对熔渣熔化温度影响巨大,其随着碱度减小呈现先降低后升高的趋势。当渣矿质量比为3.07、w(CaO)/w(SiO2)=0.5时,熔渣熔化温度达到最低值1 327 ℃。
  • 胡霞,杨爱江,薛洪其,王丽
    摘要:
    为研究金属离子对氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.f)氧化活性的影响,通过测定经初步驯化的At.f菌在不同初始pH下的生长活性,开展不同浓度梯度的Ni2+、Cu2+、Zn2+及三种金属离子共存时对At.f菌的氧化活性影响的试验。结果表明,当初始pH为1.8时,At.f菌生长活性最好,且低浓度的Ni2+、Zn2+对At.f菌氧化活性影响较小,对两种金属离子的耐受浓度均在20 g/L以上;而该细菌对Cu2+比较敏感,当Cu2+浓度为2.5 g/L时,菌株的生长活性明显下降,特别是10 g/L时,对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用。三种金属离子同时存在时对At.f菌氧化活性的影响大于单一金属离子,当三种金属离子的浓度均为2.5 g/L时,在48小时内对At.f菌的氧化能力有显著的抑制作用,当三种金属离子的浓度均为5 g/L时,80小时时菌株对Fe2+的氧化率极低,说明At.f菌需要经过多种金属离子共存驯化培养后才能更好地运用于多金属复杂矿物的处理。
  • 付海阔,沈恒冠,赵喜太,段辉,廖玉俐,张玲丽
    摘要:
    研究了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料联合氧化还原浸出过程。在下述最佳反应条件下:硫化镍废料与镍钴锰三元前驱体废料质量比1/5、反应初始酸度4 mol/L、反应温度90 ℃、反应液固比4、反应时间6 h,镍钴锰三元前驱体废料中锰的浸出率和硫化镍废料的利用率分别达到99.89%和92.60%,浸出渣可以返回继续还原浸出镍钴锰三元前驱体废料。本工艺避免了镍钴锰三元前驱体废料单独浸出的还原剂消耗和硫化镍废料单独浸出的氧化剂消耗,实现了镍钴锰三元前驱体废料和硫化镍废料的协同浸出。
  • 朱俊,畅永锋,谢锋
    摘要:
    炉渣黏度对铅基固废熔炼过程的顺利进行具有重要影响,而炉渣黏度与炉渣结构存在内在联系。以CaO-FeO-ZnO-SiO2四元系合成渣为研究对象,采用熔体物性综合测定仪测定合成渣的黏度,在FeO/SiO2=1.5~2.4、CaO/SiO2=0.3~0.7、ZnO=5%~15%范围内探讨了炉渣黏度随温度组成变化的关系。结果表明,所研究的炉渣均为典型的碱性炉渣,其黏度曲线具有明显的熔化性温度。当CaO、FeO和ZnO的含量过高,造成SiO2小于24%时,黏度曲线的熔化性温度明显增大。适宜的炉渣组成为ZnO 11%、FeO/SiO2=1.8、CaO/SiO2=0.5。
  • 李新颖,王伟,谢锋,潘志刚,刘孝伟,衡振平,姬利红
    摘要:
    研究了利用酒石酸钠电解液对硫酸铅和废铅膏进行直接固相电解制备粗铅的工艺可行性。探索了阳极材质、电解液浓度、添加剂、电流密度、极距、电解温度等工艺条件对电解过程电流效率和电解能耗的影响。采用双盐桥参比电极对电解过程阴阳极电位进行监测,确立了最优工艺条件。在酒石酸钠浓度1 mol/L、电流密度375 A/m2、异极距15 mm、温度50 ℃条件下固相电解硫酸铅,电流效率可达96.7%,吨铅电解能耗为676 kWh,获得电解铅纯度为99.8%。在上述条件下,固相电解废铅膏,其电流效率为91.60%,吨铅能耗1 068 kWh,铅纯度为98.74%,电解液可通过补充氢氧化钠实现循环再生利用。
  • 李传伟,赵建军,余群波,严凡涛,尹丰丰
    摘要:
    捅打风眼是侧吹熔炼生产工艺的重要操作,目前还没有适用于侧吹炉的自动捅风眼设备。针对侧吹炉特点,基于AGV机器人技术,首创出一种适用于侧吹炉的智能化捅风眼机器人装置,实现了自动导航定位、风眼对准、智能化捅打等功能。该装置已经在工业现场得到应用,彻底解决侧吹熔炼生产中风眼自动化捅打难题。
  • 朱碧肖,陈崔龙,张德友
    摘要:
    离心式溶剂萃取新技术在有色行业应用越来越普遍。从核心设备离心萃取机参数计算,以及新结构、新材料等新技术层面,详细阐述了离心式溶剂萃取工艺的最新进展,并结合有色行业的典型应用案例,针对性地就操作单元综合、两相密度差小、流比范围大等苛刻工况进行详细剖析。生产应用表明,离心式萃取工艺在有色行业应用具有明显优势。
  • 轻有色金属
  • 龙家机,王文豪,李玮,吴复忠
    摘要:
    海绵钛产品中的杂质含量是反映海绵钛质量和还原蒸馏水平的一项重要指标,杂质的分布是影响海绵钛等级划分的一个重要因素。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定样品中Fe、Mn杂质的含量。根据已测得的数据,做出了Fe、Mn含量(质量分数)在钛坨中的分布规律图,对钛坨中Fe、Mn杂质的分布进行了研究。结果表明,Fe杂质含量在海绵钛坨中心部分最低,其次是在中心部位的上部和下部,越接近器壁和底部含量越高,底皮和靠近底部的边皮是含铁量最高的部位。Mn杂质含量在海绵钛坨中上部分最低,其次是中上部分的上部和下部,越朝向底部含量越高,底皮是Mn含量最高的部位。
  • 刘永轶
    摘要:
    某氧化铝厂使用高硫铝土矿生产氧化铝,给生产带来很大影响:氧化铝产品铁含量升高、设备腐蚀加大、沉降效果变差等。针对这些问题开展研究和工业试验,明确了在氧化铝生产的高温溶出过程中添加硝酸钠化学氧化脱硫反应的原理和氧化效果,对搭配使用高硫铝土矿含硫在0.3%左右时,添加少量硝酸钠可以长期维持氧化铝产品的含铁量在一级品范围内。该技术简单有效且经济,可以在工业生产中推广使用。
  • 稀贵金属
  • 康立佳,谢锋,王伟,路殿坤,陈俊南
    摘要:
    铜-柠檬酸盐-硫代硫酸盐溶液是一种具有应用潜力的绿色浸金体系。研究了利用D301离子交换树脂从柠檬酸盐-硫代硫酸盐溶液中吸附银络合物的工艺可行性。考察了溶液pH、柠檬酸盐和硫代硫酸盐浓度及硝酸根对银吸附效果的影响。结果表明,硫代硫酸银络合物树脂吸附为均匀位点的单层吸附,符合准二级吸附动力学。柠檬酸和硝酸根均抑制树脂对硫代硫酸银离子的吸附,当溶液pH大于12时,D301树脂对硫代硫酸银离子的吸附容量急剧降低。研究结果明确了吸附过程的控速步骤及主要影响因素,为进一步实现硫代硫酸盐-柠檬酸溶液中的重贵金属回收提供了理论和技术基础。
  • 刘石玉,刘金辉,周义朋,阳奕汉,王如意,史维浚,廖石丹
    摘要:
    酸法与碱法浸铀是当前我国铀矿采冶主要地浸工艺,浸铀过程中均会产生含矿层堵塞。含矿层堵塞是地浸采铀中的一种普遍现象,也是制约铀浸出效益的重大瓶颈。根据巴彦乌拉铀矿矿石酸法柱浸试验和十红滩铀矿矿石碱法浸铀试验结果,分别对酸法和碱法浸铀过程中含矿层堵塞的原因进行了系统研究。结果表明,矿物黏土化蚀变是造成酸法地浸中含矿层堵塞的重要原因;碳酸钙沉淀是造成碱性地浸中含矿层堵塞的主要原因;溶浸液的pH、HCO3-浓度及Ca2+浓度过高都会引起碱性浸铀含矿层碳酸钙沉淀,碳酸钙溶解沉淀特征受pH、Ca2+、HCO3-的边界值控制。
  • 刘泓伟,王学刚,龙杰,高瑛瑛,万子聪,刘超
    摘要:
    采用单室生物电反应器研究了直流电对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。外加电流为10 mA条件下,氧化亚铁硫杆菌的亚铁氧化速率提高了33.15%。研究表明,适当的电流刺激可以使细菌细胞活性和生长速率更加稳定。电场作用下细菌细胞形态分析结果表明,适当的电流刺激能使细胞产生更高的跨膜电位,改变细胞膜的通透性,将更多的Fe2+泵入内膜,促进氧化亚铁硫杆菌的生长和繁殖。
  • 材料与设备
  • 陈植欣,王开,张念炳,洪流,周军
    摘要:
    采用TiO2粉、CaO和Al粉为原料,经混匀、压制和烧结后,制备出中间合金Al3Ti相,利用XRD、SEM-EDS、XPS等手段,对反应后样品的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析表征。结果表明,在烧结温度1 400 ℃、烧结时间30 min、铝钛比1.3和钙铝比1.6的条件下,烧结产物主要物相为Al3Ti、Al和CaAl2O4,烧结产物形貌呈现相间分布,TiO2存在逐级还原的现象,烧结法制备中间合金Al3Ti相是可行的。
  • 张为鹏,黄亚峰,郭惠丽
    摘要:
    测试了三种铝粉的粒度、形貌、比表面积和有效铝含量。选取二茂铁、硼粉、高氯酸铵、氟橡胶F246、Fe2O3、全氟表面活性剂HX-12六种助燃剂,通过高温DSC研究了助燃剂对铝粉的助燃效果。结果显示,硼粉助燃效果最好,硼粉的加入使铝粉增加了两个放热峰。当硼粉含量为10%时,总放热量为纯铝粉FLQT-4的2倍以上。
  • 冯振武,路殿坤,邹小平,谢锋,符岩
    摘要:
    以人造金刚石废触媒的硫酸浸出液为基础,采用L16(45)正交试验方案,在1 200 C恒定通电量下,进行直流静态电解沉积Fe-Ni合金,研究了各工艺参数对电沉积电流效率、镀层镍质量分数,以及Ni、Fe析出的分电流密度的影响规律,并以电流效率为主要指标优化得出最优工艺参数。结果表明,对电流效率影响因素由大到小的顺序为镀液pH>电流密度>温度>糖精钠浓度>硫脲浓度。最优工艺参数为平均电流密度500 A/m2、温度45 ℃、pH=3.55、糖精钠浓度3 g/L、硫脲浓度0.15 g/L。最优条件验证试验结果表明了正交试验结果的可靠性。
  • 环境工程
  • 王芳,黄雪约,刘艳丽,童震松,赵志龙
    摘要:
    目前广泛使用的印刷电路板中,金属Cu的含量一般在20%~30%。废电路板熔炼企业从废电路板中回收Cu和其他金属元素,火法熔炼过程产生废气、废水和固废。选取典型火法废电路板熔炼企业,分析熔炼过程污染物排放特征,测算了主要大气污染物排放系数;对重金属的主要存在形式进行实测,揭示熔池熔炼火法工艺重金属污染物的迁移规律。确定Cu、Pb、Sn为重点控制的重金属污染物,并对不同赋存对象的占比进行比较。
  • 许瑞峰,畅永锋,谢锋
    摘要:
    以原生铅火法冶炼的烟化水淬渣为研究对象,通过批次浸出试验与动态淋溶试验研究了铅冶炼渣的重金属释放特性,同时考察了浸提剂类型和pH对重金属释放的影响。结果表明,铅冶炼渣属于第Ⅰ类一般工业固体废物,渣中残留的各种重金属在水浸和模拟酸雨浸出条件下的平衡溶出浓度均低于0.1 mg/L。铅冶炼渣中的锑和铅具有较大的淋溶释放量,经过12小时,锑和铅的累积淋溶量分别达到8.3 mg/m2和22 mg/m2。铅冶炼渣的重金属释放行为应同时关注其平衡浸出浓度和动态释放行为。
  • 李翔,白云龙,邹小平,李在元,吴艳
    摘要:
    近年来,印染废水造成环境污染的问题日益严重。为处理印染废水,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,采用化学沉淀法制备出了纤维状和球状两种形貌的纳米氧化铜,利用XRD和SEM对样品进行表征。当催化剂投加量0.1 g、初始pH=9、亚甲基蓝初始浓度5 mg/L、质量分数为30%的H2O2滴加量1 mL、紫外光下反应75 min时,亚甲基蓝溶液降解率最高,且催化剂循环使用3次后,亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,具有优良的稳定性。纳米氧化铜的形貌相同时,晶粒尺寸越小,对亚甲基蓝催化降解效果越好。相同条件下,球状纳米氧化铜催化降解亚甲基蓝的能力强于纤维状纳米氧化铜。
  • 李向阳,陈振兴,汪弘,洪昌寿,刘洪龙,张站源
    摘要:
    铀尾矿库属于特殊核设施,是核工业铀矿冶系统最主要的环境辐射污染源,铀尾矿库滩面控氡一直是生态环境修复的重大难题。采用堆砌物理模型进行对照试验,分析覆土植被修复后铀尾矿库滩面氡析出及温湿度特征,并采用R/S分析法分析植被覆盖对滩面温度变化及氡析出率的影响。结果表明:植被修复后铀尾矿库滩面温度变化程度降低,氡析出率降低,植被覆盖后氡析出率维持在0.31 Bq/(m2?s)以下,相较于单层红土覆盖氡析出率峰值下降74%,相较于多层覆土覆盖,氡析出率峰值下降45%,氡析出率波动程度降低,单层红土覆盖层、多层覆土覆盖层氡析出率标准差分别为0.345、0.123 Bq/(m2?s);植被培养至平均株高17cm、30cm时氡析出率标准差为0.027、0.062 Bq/(m2?s),氡析出率震荡区间减小,稳定性增加。该研究从铀尾矿库滩面度温度变化和氡析出率震荡程度两个方面分析植被覆盖对铀尾矿库滩面的影响,可以对铀尾矿库生态修复方案提供技术支撑。
  • 陈柏迪,朱志如,陈志东,王作河,黄正轩
    摘要:
    通过对某稀土冶炼企业自建的两个伴生放射性固体废物暂存库下方0~12 m的土壤进行采样,分析天然放射性核素238U、226Ra、232Th,以及重金属Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量与纵向分布情况,并与地区环境本底值、相关标准对比,采用地累积指数法、内梅罗污染指数法进行评价分析。结果发现,该废物暂存库经长期运行,下方0~12 m土壤的放射性核素污染情况可评价为清洁无污染,重金属可评价为清洁或尚清洁(警戒限),即该底层为花岗岩与水泥混合类型的暂存库,经30年的使用,对伴生放射性固体废物中的天然放射性核素与重金属起到较好的封存作用。
  • 孙志刚,张建波,李少鹏
    摘要:
    循环流化床(CFB)粉煤灰是燃煤过程产生的大宗固体废弃物,由于其钙含量高,无法满足建材化利用要求,目前主要以堆存为主,环境污染风险较大。分析了CFB粉煤灰中钙的元素分布与矿相赋存形态,明确CFB粉煤灰中主要矿相为非晶相铝硅酸盐、石英相、Ca(OH)2、CaSO4及少量CaPO3(OH)。钙元素的赋存形态主要分为两种,大部分钙与铝硅酸盐矿物结合,夹杂于铝硅酸盐矿物形成固熔体,少部分以硫酸钙形式存在。基于钙的元素赋存形态,提出了循环流化床粉煤灰pH调控选择性高效脱钙技术思路,在最佳工艺条件下,溶液钙离子浓度可达到20 g/L以上,钙脱除率高达80%,脱钙灰中氧化钙含量低于5%,基本满足建材利用标准要求。
  • 冶金史
  • 李震,黄全胜,刘瑞
    摘要:
    铜山岭遗址位于湖南江永县铜山岭农场办公大楼斜对面50米处,遗存面积约为2 000 m2。第二次全国文物普查将其定为战国至汉代的矿冶遗址。2020年对该遗址进行了田野调查并采集冶金遗物。使用能量色散X射线荧光光谱仪EDX、扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)等对遗址所得7个炉渣样品的基体成分和金属颗粒进行检测分析。初步研究表明,该遗址使用烧结—还原熔炼法,冶炼产品为粗铅。炉渣均为还原渣,具有适当的熔点及较好的流动性,渣中铅含量较为稳定,表明当时的冶炼技术已到达一定的水平。
  • 邹桂森,蒙长旺,李延祥,黄全胜
    摘要:
    采用扫描电子显微镜能谱仪对广西梧州后背山遗址出土的炉渣、矿石及炉壁等冶金遗物进行科学检测。结合炉渣形态、基体成分与物相、炼炉型制分析研究,结果表明,后背山遗址为一处古代块炼铁冶炼遗址。该遗址为目前梧州地区发现并经科学发掘的一处年代最早的冶炼遗址,对该遗址及其出土冶金遗物分析研究,可以为探讨古代梧州地区乃至岭南地区早期冶铁技术的起源、发展与传播提供重要的线索。

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