2024年第8期目录
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    重有色金属
  • 于海波,罗劲松,邓戈,朱鹏春,胡一平,黄浩宸,李文杰,王仕博,胡建杭
    摘要:
    多枪顶吹连续吹炼工艺因其低空污染小、炉衬寿命长、连续化程度高等优点而备受冶金行业瞩目。以工业冶金炉窑为研究对象,基于计算流体力学,对多枪顶吹连续吹炼炉内气-渣-铜锍多相混合流场进行了数值模拟。探索了多枪单排布置和交错式布置对炉内流场、湍动能和气含率的影响。研究表明:相较于双排交错式喷枪布置方案,单排布置具有更强的搅拌能力、较大的熔池横向及纵向扩散范围,以及更小的静态区域体积。此外,喷枪单排布置方案下的气含率始终高于双排交错布置,证明了单排的喷枪排布方式有利于渣层搅拌效率的提高,加速铜沉降,降低生产能耗。
  • 李东波,胡杰,邹贵阳,杨世亮,杨贵,张敏,胡建杭
    摘要:
    富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱、烟尘易黏附积灰、炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低、低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万吨精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明,炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。
  • 闫友,谢环宇,胡卫文,阳自霖,刘勇,闫红杰,刘柳
    摘要:
    通过对铜浮渣转炉进行热工综合测试,获取了转炉关键位置的温度、压力、烟气组分等炉况参数,分析了转炉能量利用状况和能质流路径。通过数值模拟技术,基于热工测试数据,模拟了炉膛内天然气的富氧燃烧过程。结果表明:铜浮渣转炉的热效率为19.96%,转炉漏风量过大、壁面散热量过大是转炉热效率较低的主要原因。此外,转炉粒煤用量在反应热理论计算中过量较多。根据热工诊断结果,提出的节能优化建议如下:调整粒煤用量,达成最优配料;采取保温措施,减少表面散热;增强转炉密闭性,减少漏风量;调整烧嘴布置方式,强化烟气与熔体换热。
  • 温珊,袁笃,易娟,吴旭
    摘要:
    缺乏经济环保的成套浸出工艺是湿法铅回收技术产业化的重要阻碍。为了解决现有湿法铅回收技术高产废、除杂难的问题,提出了基于“硫酸盐化—脱硫—甲基磺酸酸浸”的创新成套浸出工艺。通过使用SEM、XRD与XPS对每段工艺产物进行表征,对所提出的成套浸出工艺中各步骤的反应机理进行了初步推断。在对该成套浸出工艺的各个环节进行试验优化后,铅的回收率最高可达96.2%。ICP-OES表征结果初步表明,本浸出工艺能有效去除铅膏杂质,物料衡算结论则从理论上证明可实现较低产废。本工艺所得甲基磺酸铅产品应用领域广泛,综合来看,较现有再生铅浸出工艺更具有产业化的潜力。
  • 陈菁,李拓夫
    摘要:
    针对湿法回收强酸浸出工艺高昂的过程成本和超额的环境负荷问题,通过添加绿矾硫酸化焙烧—水浸工艺实现无酸耗提取废旧三元正极材料中的有价金属,考察了焙烧条件和浸出因素对锂、镍、钴和锰浸出行为的影响。结果表明,在焙烧温度600 ℃、绿矾添加量10.5g/g、焙烧时间180 min、浸出温度45 ℃、液固比5 mL/g、浸出时间120 min的最佳工艺条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率分别达到99.64%、96.17%、95.49%和98.17%。
  • 轻有色金属
  • 匡晨
    摘要:
    以铁锂云母矿石经焙烧—水浸获得水浸液为研究对象,明晰了溶液中钙、镁离子对萃取过程中两相分离的影响,考察了碳酸钠和氢氧化钠用量、水油相比对钙镁脱除效果及脱杂浸出液中锂萃取效果的影响。结果表明:铁锂云母矿石浸出液分别加入锂当量100%和镁摩尔量4倍的碳酸钠和氢氧化钠,在常温下反应1 h后,液固分离获得脱杂浸出液,钙、镁脱除率分别为>99.9%和82.53%;脱杂浸出液采用实验室改性后的M54-100-Cyanex923-磺化煤油萃取体系在O/A=1.5下模拟三级逆流萃取,Li、Na萃取率分别为90.85%和0.04%,载锂有机相在O/A=25下采用5.5 mol/L HCl模拟三级逆流反萃,Li的反萃率>99.9%,富锂反萃液中锂含量在26 g/L左右,一步实现锂的提纯和富集。
  • 韩文赋,王海北,郭纵,郑朝振,牛犁
    摘要:
    中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比从105.2降低至1.49。考察了不同条件对纳滤膜分离纯化锂的影响。纳滤膜在稀释倍数1.0、温度20 ℃、操作压力0.4 MPa、pH 4.66、产水原料液比0.54的条件下,锂截留率为2.63%、分离因子为27.3、渗透通量为7.125 L/(m2?h),最终产水镁锂比从最初的105.2降低至0.05,实现了对高镁锂比盐湖卤水中锂资源的绿色高效提取。
  • 陈远翔,刘奕伶,李润,瞿广飞
    摘要:
    电解铝作为碳排放的重点行业,其碳达峰和深度降碳任务意义重大。在全国碳市场即将纳入电解铝行业的背景下,基于分析电解铝生产排放特征,梳理国际国内电解铝企业碳排放核算方法和碳配额分配方法,以云南省为例,分析了当下面临的电力碳排放重复计算、绿电优势未体现、电力供给能力不足、产品出口受“碳关税”影响等挑战。未来,尚需从政策制度、市场机制、技术创新等多维度发力,深化电解铝行业绿色低碳发展,锻造新的竞争优势。
  • 梅向阳,刘群星,卿华,赵华,马启程
    摘要:
    在“双碳”背景下,电解铝行业面临着巨大的减排压力。在对全国电解铝生产各环节碳排放现状调查的基础上,以云南省为例,对比各环节碳排放水平,并对目前各环节碳减排的研究现状、主要措施及降碳效果进行了评述,查找差距并剖析原因,提出云南省电解铝在碳减排方面的措施并核算减排潜力。结果表明,云南省电解铝产业碳排放占比铝行业比重高于全国平均水平,提高绿电结构后,到2025年电解铝产业碳排放总量将可降低30%以上,远高于国家电解铝电力结构碳减排5.82%的指标。阳极碳耗碳排放是除电力碳排放之外占比最大的,通过利用优质的阳极后可降低碳排放1.20%。通过先进技术革新后铝液综合交流电耗可达到先进清洁生产水平,碳排放可降低0.63%。我国电解铝生产阳极效应全氟化碳排放量远高于其他发达国家,未来5年内云南省电解铝产业阳极效应碳排放将减少1.31%。
  • 稀贵金属
  • 陈治毓,王得瑜,潘从明,高向乾,方潇,李丽,李睿,白伟道
    摘要:
    采用国内某铂族金属钯提炼过程中的络合液为原料,通过试验探究了不同条件下制备的高振实密度重质钯粉的粒径与密度,筛选出最佳的制备工艺路线与技术条件。结果表明,以pH=8为起点,通过水合肼直接还原钯络合液生成海绵钯为晶种,再通过盐酸肼进一步还原,可制备出颗粒均匀,振实密度高达3.25 g/cm3左右的高密度重质钯粉。
  • 肖力,孙峙
    摘要:
    以溶液中铂、钯、铑的短流程与高效分离为目标,系统研究了贵液中铂、钯、铑的分离提纯及铑的分散规律,探索了通过NH4Cl沉铂—氧化沉钯—DETA沉铑流程对贵液中的铂、钯、铑进行分离提纯。分离铂、钯后液中的铑仅占全部铑的20%左右,铑在铂、钯精炼提纯工序分别分散了14.59%、65.33%。对于钯、铑混合物沉淀采用DETA沉淀法优先分离铑的策略,一次沉淀直收率达77.25%,极大简化了铑的分离流程。
  • 郑余修,罗 跃,阳奕汉,周义朋,李光辉,刘志锋,张传飞,崔博
    摘要:
    砂岩型铀矿原地浸出过程中,需要向含矿含水层注入溶浸液,抽取含铀地下水,创造一个人工局部流场。该流场控制溶浸液迁移和溶浸范围,因此掌握地下水流场特征有利于地浸采铀井场工艺调控。以鄂尔多斯盆地某地浸铀矿山一个试验开采区为例,分析80口生产井工作8年的地下水流场的时空特征,得出以下结论:1)在研究区中,30个抽注单元抽液流量总体上约等于注液流量,抽注基本平衡。2)C8-1单元抽水能力最大,水位最低。研究区内水位在1 186~1 344 m,水流方向主要是由注水井流向相邻抽水井。3)C7-10单元抽井与左上角注井井距过大,造成抽注井之间出现溶浸死角。4)如果各抽注单元流量均衡,各抽注井距相差不大,抽注单元易形成流速适中的流场,溶浸死角较小;如果井场中各井抽或注流量差异大,易形成溶浸死角,且不合理的井距会增加溶浸死角的范围。
  • 张青林,黄群英,贾志远,陈立,范龙,黎广荣,周义朋
    摘要:
    洪海沟矿床是我国新疆千吨铀矿大基地的重要后备资源。为确立该矿床开发的适宜浸出工艺,在前期实验室研究基础上,开展了“四注一抽”规模的酸法地浸采铀试验。结果表明:该矿床微酸和低酸浸出均未达到预期浸出效果,采用3.0~4.0 g/L酸度酸化、7.0~7.5 g/L酸度浸出是适宜工艺;300 mg/L剂量的H2O2能加速铀的浸出,但受限于溶出的Fe含量较低,氧化剂效能受限;尽管矿床碳酸盐含量不高,但浸出液Ca2+、SO42-持续增加易形成石膏沉淀导致抽注流量下降,需要在后续生产中予以关注。
  • 材料与设备
  • 杨一卓,陈晨,吴菲,刘佳鑫,侯宝炫,朱佳瑞,程婷,吴靓靓
    摘要:
    二氧化硫是典型的气态污染物,其浓度的精确检测有赖于高效传感器的研发。采用基于密度泛函理论的VASP计算软件在理论上探究了Mn掺杂石墨烯对二氧化硫分子的吸附特性,并揭示了其作为高效传感器的应用潜力。研究结果表明,二氧化硫分子在Mn掺杂石墨烯上表现出显著的吸附效果,吸附过程为化学吸附;与原始石墨烯上的物理吸附过程相比,具有更大的吸附能和更短的吸附间距;吸附过程伴随着明显的电荷转移并导致吸附系统光学性质的改变。理论上,Mn掺杂石墨烯可以作为有效的二氧化硫分子检测传感器材料。
  • 樊斌锋,段丰楠,王庆福,李谋翠
    摘要:
    抗坏血酸(AA)作为一种包含多个羟基的有机配体,易与金属Cu离子螯合形成配位聚合物附着于铜箔表面。采用抗坏血酸为钝化剂,以浸渍法在电解铜箔表面构建了钝化膜,探究不同浓度钝化液对铜箔表面高温防氧化性能的影响,发现10 g/L抗坏血酸可显著提高锂电铜箔的耐蚀性。通过电化学及相关表征试验研究了表面膜的钝化性能,结果表明,钝化膜的自腐蚀电流密度逐渐降低,电压升高,且高频区的半径增大,具有良好的抗氧化性能。此外,钝化膜表面光滑致密,有效阻挡了腐蚀介质的侵蚀,仍能使铜箔保持良好的工艺性能。该钝化工艺操作简单且成本较低,具有良好的工业应用前景。
  • 蒋昕皓,张承龙,王瑞雪,马恩,陈胜文,张西华
    摘要:
    自工业革命以来,人类对化石燃料的重度依赖导致全球大气中的CO2浓度逐年上涨,已经引起了温室效应加剧、导致全球气温上升和海水酸化等问题。为了解决这一难题,降低二氧化碳排放已经成为当前科研领域的热点之一。现阶段,针对CO2的减排问题有捕获封存和资源化利用两个方向,而其中CO2的资源化化学利用备受关注,科研工作者开发了各种还原催化剂,其中液态合金是近几年来广泛应用于二氧化碳还原领域的新兴材料,它避免了传统固态催化剂容易产生催化点位结焦而导致失活的问题。综述了近年液态金属在二氧化碳电还原中的应用和作用机理,最后对未来发展方向进行了展望。
  • 李悦,袁子洲,张香云
    摘要:
    采用正交试验法,利用硼氢化钠水溶液还原氯化亚铁和氟硅酸钠水溶液中的Fe和Si,制备出一种粒径为200~500 nm的球形粉末,采用X射线衍射仪、同步热分析仪、透射电子显微镜及选区电子衍射、X射线光电子能谱仪以及电感耦合等离子体光谱分析表明该粉末是成分为Fe87.6Si1.08B11.31的非晶态合金。利用矢量网络分析仪研究了该粉末的吸波性能,结果表明:该粉末在14.56 GHz处最小反射损耗为—44.8 dB,对应的匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为6.16 GHz且为最大吸收带宽。对电磁波的损耗以磁损耗为主,介电损耗为辅,其中介电损耗以偶极极化为主,磁损耗以涡流损耗和自然共振为主。
  • 赵春霞,陈学清,李仲香,师德军
    摘要:
    介绍了25V-30000μFV/g钽粉的研制流程及其性能,分析了该钽粉的理化性能、电气性能,以及电容器厂家验证使用情况。该产品以钠还原钽粉为原料,采用球磨片式化的方法生产的片状钽粉,具有较大的比表面积(0.80~0.90 m2/g)和较大的径厚比(3.0~8.0),兼具高压高比容特性。湿式检测表明,在100 V形成电压下,容量达到30 000 μFV/g以上,制作63V-3300μF等型号电容器时,容量达到31 000 μFV/g以上,满足产品设计要求。
  • 环境工程
  • 燕旭东,朱晓波,李望,袁彩凤,张志
    摘要:
    采用微生物脱碱法对赤泥进行脱碱处理,并将脱碱后的中性赤泥残渣作为吸附剂处理含铅废水。从赤泥中选育的粟褐芽孢杆菌在合适条件下对赤泥的单次脱碱率达到30.2%,经过5级加菌处理后赤泥总脱碱率可达75.8%,脱碱渣pH稳定在6.68。并对脱碱后赤泥渣进行吸附重金属铅的试验。结果表明:在脱碱渣投加量1.0 g/L、吸附温度30 ℃、吸附质pH为6.5、吸附时间180 min的条件下,对100 mg/L的Pb(Ⅱ)溶液的吸附率约为80%。脱碱渣理论饱和吸附量为461.43 mg/g。赤泥微生物脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)的过程符合准二级模型,化学吸附过程起主导作用,且是自发进行的。赤泥脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)后,Pb(Ⅱ)主要以PbCO3、Pb(OH)2和Pb(Ⅱ)-Complex的形式存在。
  • 顾迪,张晨,顾卫华,赵静,白建峰,张承龙
    摘要:
    评估市政污泥资源化产物的健康风险对其安全规范利用具有指导意义。分别对某污水处理厂的污泥进行了热解和好氧发酵处理,运用中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)对市政污泥及其热处理渣开展细胞毒性试验和遗传毒性试验,评估其对典型哺乳动物细胞的危害和潜在风险。结果显示,与原污泥样品相比,污泥热解渣和好氧发酵渣的细胞毒性和遗传毒性均降低。与原污泥样品相比,RTCA细胞增殖试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣对CHO-K1细胞的生长抑制性明显减弱;CCK-8细胞毒性试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣的细胞相对存活率分别增加了161%和137%;Caspase 3细胞凋亡蛋白酶活力试验结果显示,暴露于污泥热解渣和好氧发酵渣中的CHO-K1细胞的Caspase 3凋亡蛋白酶的活性分别降低了29.3%和20.1%;彗星试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣的尾长分别缩短了64.5%和25.9%,尾矩分别减少了78.4%和28.1%。研究结果表明,热处理技术(热解处理和好氧发酵处理)可减少市政污泥的细胞毒性和遗传毒性,降低市政污泥对生态环境和人体健康的潜在风险。
  • 张文龙,陈井影,卢玢宇,姚逸晖,周仲魁
    摘要:
    为探究丛枝菌根真菌对植物根际铀的迁移和形态的影响,以铀矿山周边土壤为基础配置多种铀浓度土壤,选取黑麦草作为供试植物,根内球囊霉(Glomus intraradice,Gi)为供试菌株进行盆栽试验。结果显示:黑麦草接种Gi后会促进土壤中的铀向根际和植物根部迁移,铀浓度分布由高到低依次为黑麦草根部、根际土和非根际土;接种Gi改变了根际土中铀的存在形态,黑麦草根际土中的活性态铀占比由32.6%降到30.0%,惰性铀占比由24.9%降至16.3%,潜在活性铀占比由42.5%升至53.7%。接种Gi能促进黑麦草根部对活性态铀的吸收和根际土中惰性态铀向潜在活性态铀的转化。
  • 卢玢宇,刘武,张文龙,刘超俊,张子晴,周仲魁,李永强,陈井影
    摘要:
    以典型铀矿山周边放射性核素污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,分析螯合剂与丛枝菌根真菌联合植物对强化修复放射性污染土壤的影响,揭示螯合剂和丛枝菌根真菌联合植物修复污染土壤的特征。结果表明:施加柠檬酸(CA)与摩西球囊霉菌(Glomus mosseae,Gm)对黑麦草-空心菜间作模式下的生长、铀富集存在不同程度的促进作用,以二者联合处理效果最明显;联合修复不仅增强了植物地下部分对放射性核素的固定,同时也降低了土壤中有机质的浓度,增强了放射性核素的附着能力;根际土样、植物灰样的扫描电镜分析和能谱图显示,接种Gm或施加CA对植物修复起到积极作用,以联合修复效果最好。
    重有色金属
  • 于海波,罗劲松,邓戈,朱鹏春,胡一平,黄浩宸,李文杰,王仕博,胡建杭
    摘要:
    多枪顶吹连续吹炼工艺因其低空污染小、炉衬寿命长、连续化程度高等优点而备受冶金行业瞩目。以工业冶金炉窑为研究对象,基于计算流体力学,对多枪顶吹连续吹炼炉内气-渣-铜锍多相混合流场进行了数值模拟。探索了多枪单排布置和交错式布置对炉内流场、湍动能和气含率的影响。研究表明:相较于双排交错式喷枪布置方案,单排布置具有更强的搅拌能力、较大的熔池横向及纵向扩散范围,以及更小的静态区域体积。此外,喷枪单排布置方案下的气含率始终高于双排交错布置,证明了单排的喷枪排布方式有利于渣层搅拌效率的提高,加速铜沉降,降低生产能耗。
  • 李东波,胡杰,邹贵阳,杨世亮,杨贵,张敏,胡建杭
    摘要:
    富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱、烟尘易黏附积灰、炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低、低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万吨精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明,炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。
  • 闫友,谢环宇,胡卫文,阳自霖,刘勇,闫红杰,刘柳
    摘要:
    通过对铜浮渣转炉进行热工综合测试,获取了转炉关键位置的温度、压力、烟气组分等炉况参数,分析了转炉能量利用状况和能质流路径。通过数值模拟技术,基于热工测试数据,模拟了炉膛内天然气的富氧燃烧过程。结果表明:铜浮渣转炉的热效率为19.96%,转炉漏风量过大、壁面散热量过大是转炉热效率较低的主要原因。此外,转炉粒煤用量在反应热理论计算中过量较多。根据热工诊断结果,提出的节能优化建议如下:调整粒煤用量,达成最优配料;采取保温措施,减少表面散热;增强转炉密闭性,减少漏风量;调整烧嘴布置方式,强化烟气与熔体换热。
  • 温珊,袁笃,易娟,吴旭
    摘要:
    缺乏经济环保的成套浸出工艺是湿法铅回收技术产业化的重要阻碍。为了解决现有湿法铅回收技术高产废、除杂难的问题,提出了基于“硫酸盐化—脱硫—甲基磺酸酸浸”的创新成套浸出工艺。通过使用SEM、XRD与XPS对每段工艺产物进行表征,对所提出的成套浸出工艺中各步骤的反应机理进行了初步推断。在对该成套浸出工艺的各个环节进行试验优化后,铅的回收率最高可达96.2%。ICP-OES表征结果初步表明,本浸出工艺能有效去除铅膏杂质,物料衡算结论则从理论上证明可实现较低产废。本工艺所得甲基磺酸铅产品应用领域广泛,综合来看,较现有再生铅浸出工艺更具有产业化的潜力。
  • 陈菁,李拓夫
    摘要:
    针对湿法回收强酸浸出工艺高昂的过程成本和超额的环境负荷问题,通过添加绿矾硫酸化焙烧—水浸工艺实现无酸耗提取废旧三元正极材料中的有价金属,考察了焙烧条件和浸出因素对锂、镍、钴和锰浸出行为的影响。结果表明,在焙烧温度600 ℃、绿矾添加量10.5g/g、焙烧时间180 min、浸出温度45 ℃、液固比5 mL/g、浸出时间120 min的最佳工艺条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率分别达到99.64%、96.17%、95.49%和98.17%。
  • 轻有色金属
  • 匡晨
    摘要:
    以铁锂云母矿石经焙烧—水浸获得水浸液为研究对象,明晰了溶液中钙、镁离子对萃取过程中两相分离的影响,考察了碳酸钠和氢氧化钠用量、水油相比对钙镁脱除效果及脱杂浸出液中锂萃取效果的影响。结果表明:铁锂云母矿石浸出液分别加入锂当量100%和镁摩尔量4倍的碳酸钠和氢氧化钠,在常温下反应1 h后,液固分离获得脱杂浸出液,钙、镁脱除率分别为>99.9%和82.53%;脱杂浸出液采用实验室改性后的M54-100-Cyanex923-磺化煤油萃取体系在O/A=1.5下模拟三级逆流萃取,Li、Na萃取率分别为90.85%和0.04%,载锂有机相在O/A=25下采用5.5 mol/L HCl模拟三级逆流反萃,Li的反萃率>99.9%,富锂反萃液中锂含量在26 g/L左右,一步实现锂的提纯和富集。
  • 韩文赋,王海北,郭纵,郑朝振,牛犁
    摘要:
    中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比从105.2降低至1.49。考察了不同条件对纳滤膜分离纯化锂的影响。纳滤膜在稀释倍数1.0、温度20 ℃、操作压力0.4 MPa、pH 4.66、产水原料液比0.54的条件下,锂截留率为2.63%、分离因子为27.3、渗透通量为7.125 L/(m2?h),最终产水镁锂比从最初的105.2降低至0.05,实现了对高镁锂比盐湖卤水中锂资源的绿色高效提取。
  • 陈远翔,刘奕伶,李润,瞿广飞
    摘要:
    电解铝作为碳排放的重点行业,其碳达峰和深度降碳任务意义重大。在全国碳市场即将纳入电解铝行业的背景下,基于分析电解铝生产排放特征,梳理国际国内电解铝企业碳排放核算方法和碳配额分配方法,以云南省为例,分析了当下面临的电力碳排放重复计算、绿电优势未体现、电力供给能力不足、产品出口受“碳关税”影响等挑战。未来,尚需从政策制度、市场机制、技术创新等多维度发力,深化电解铝行业绿色低碳发展,锻造新的竞争优势。
  • 梅向阳,刘群星,卿华,赵华,马启程
    摘要:
    在“双碳”背景下,电解铝行业面临着巨大的减排压力。在对全国电解铝生产各环节碳排放现状调查的基础上,以云南省为例,对比各环节碳排放水平,并对目前各环节碳减排的研究现状、主要措施及降碳效果进行了评述,查找差距并剖析原因,提出云南省电解铝在碳减排方面的措施并核算减排潜力。结果表明,云南省电解铝产业碳排放占比铝行业比重高于全国平均水平,提高绿电结构后,到2025年电解铝产业碳排放总量将可降低30%以上,远高于国家电解铝电力结构碳减排5.82%的指标。阳极碳耗碳排放是除电力碳排放之外占比最大的,通过利用优质的阳极后可降低碳排放1.20%。通过先进技术革新后铝液综合交流电耗可达到先进清洁生产水平,碳排放可降低0.63%。我国电解铝生产阳极效应全氟化碳排放量远高于其他发达国家,未来5年内云南省电解铝产业阳极效应碳排放将减少1.31%。
  • 稀贵金属
  • 陈治毓,王得瑜,潘从明,高向乾,方潇,李丽,李睿,白伟道
    摘要:
    采用国内某铂族金属钯提炼过程中的络合液为原料,通过试验探究了不同条件下制备的高振实密度重质钯粉的粒径与密度,筛选出最佳的制备工艺路线与技术条件。结果表明,以pH=8为起点,通过水合肼直接还原钯络合液生成海绵钯为晶种,再通过盐酸肼进一步还原,可制备出颗粒均匀,振实密度高达3.25 g/cm3左右的高密度重质钯粉。
  • 肖力,孙峙
    摘要:
    以溶液中铂、钯、铑的短流程与高效分离为目标,系统研究了贵液中铂、钯、铑的分离提纯及铑的分散规律,探索了通过NH4Cl沉铂—氧化沉钯—DETA沉铑流程对贵液中的铂、钯、铑进行分离提纯。分离铂、钯后液中的铑仅占全部铑的20%左右,铑在铂、钯精炼提纯工序分别分散了14.59%、65.33%。对于钯、铑混合物沉淀采用DETA沉淀法优先分离铑的策略,一次沉淀直收率达77.25%,极大简化了铑的分离流程。
  • 郑余修,罗 跃,阳奕汉,周义朋,李光辉,刘志锋,张传飞,崔博
    摘要:
    砂岩型铀矿原地浸出过程中,需要向含矿含水层注入溶浸液,抽取含铀地下水,创造一个人工局部流场。该流场控制溶浸液迁移和溶浸范围,因此掌握地下水流场特征有利于地浸采铀井场工艺调控。以鄂尔多斯盆地某地浸铀矿山一个试验开采区为例,分析80口生产井工作8年的地下水流场的时空特征,得出以下结论:1)在研究区中,30个抽注单元抽液流量总体上约等于注液流量,抽注基本平衡。2)C8-1单元抽水能力最大,水位最低。研究区内水位在1 186~1 344 m,水流方向主要是由注水井流向相邻抽水井。3)C7-10单元抽井与左上角注井井距过大,造成抽注井之间出现溶浸死角。4)如果各抽注单元流量均衡,各抽注井距相差不大,抽注单元易形成流速适中的流场,溶浸死角较小;如果井场中各井抽或注流量差异大,易形成溶浸死角,且不合理的井距会增加溶浸死角的范围。
  • 张青林,黄群英,贾志远,陈立,范龙,黎广荣,周义朋
    摘要:
    洪海沟矿床是我国新疆千吨铀矿大基地的重要后备资源。为确立该矿床开发的适宜浸出工艺,在前期实验室研究基础上,开展了“四注一抽”规模的酸法地浸采铀试验。结果表明:该矿床微酸和低酸浸出均未达到预期浸出效果,采用3.0~4.0 g/L酸度酸化、7.0~7.5 g/L酸度浸出是适宜工艺;300 mg/L剂量的H2O2能加速铀的浸出,但受限于溶出的Fe含量较低,氧化剂效能受限;尽管矿床碳酸盐含量不高,但浸出液Ca2+、SO42-持续增加易形成石膏沉淀导致抽注流量下降,需要在后续生产中予以关注。
  • 材料与设备
  • 杨一卓,陈晨,吴菲,刘佳鑫,侯宝炫,朱佳瑞,程婷,吴靓靓
    摘要:
    二氧化硫是典型的气态污染物,其浓度的精确检测有赖于高效传感器的研发。采用基于密度泛函理论的VASP计算软件在理论上探究了Mn掺杂石墨烯对二氧化硫分子的吸附特性,并揭示了其作为高效传感器的应用潜力。研究结果表明,二氧化硫分子在Mn掺杂石墨烯上表现出显著的吸附效果,吸附过程为化学吸附;与原始石墨烯上的物理吸附过程相比,具有更大的吸附能和更短的吸附间距;吸附过程伴随着明显的电荷转移并导致吸附系统光学性质的改变。理论上,Mn掺杂石墨烯可以作为有效的二氧化硫分子检测传感器材料。
  • 樊斌锋,段丰楠,王庆福,李谋翠
    摘要:
    抗坏血酸(AA)作为一种包含多个羟基的有机配体,易与金属Cu离子螯合形成配位聚合物附着于铜箔表面。采用抗坏血酸为钝化剂,以浸渍法在电解铜箔表面构建了钝化膜,探究不同浓度钝化液对铜箔表面高温防氧化性能的影响,发现10 g/L抗坏血酸可显著提高锂电铜箔的耐蚀性。通过电化学及相关表征试验研究了表面膜的钝化性能,结果表明,钝化膜的自腐蚀电流密度逐渐降低,电压升高,且高频区的半径增大,具有良好的抗氧化性能。此外,钝化膜表面光滑致密,有效阻挡了腐蚀介质的侵蚀,仍能使铜箔保持良好的工艺性能。该钝化工艺操作简单且成本较低,具有良好的工业应用前景。
  • 蒋昕皓,张承龙,王瑞雪,马恩,陈胜文,张西华
    摘要:
    自工业革命以来,人类对化石燃料的重度依赖导致全球大气中的CO2浓度逐年上涨,已经引起了温室效应加剧、导致全球气温上升和海水酸化等问题。为了解决这一难题,降低二氧化碳排放已经成为当前科研领域的热点之一。现阶段,针对CO2的减排问题有捕获封存和资源化利用两个方向,而其中CO2的资源化化学利用备受关注,科研工作者开发了各种还原催化剂,其中液态合金是近几年来广泛应用于二氧化碳还原领域的新兴材料,它避免了传统固态催化剂容易产生催化点位结焦而导致失活的问题。综述了近年液态金属在二氧化碳电还原中的应用和作用机理,最后对未来发展方向进行了展望。
  • 李悦,袁子洲,张香云
    摘要:
    采用正交试验法,利用硼氢化钠水溶液还原氯化亚铁和氟硅酸钠水溶液中的Fe和Si,制备出一种粒径为200~500 nm的球形粉末,采用X射线衍射仪、同步热分析仪、透射电子显微镜及选区电子衍射、X射线光电子能谱仪以及电感耦合等离子体光谱分析表明该粉末是成分为Fe87.6Si1.08B11.31的非晶态合金。利用矢量网络分析仪研究了该粉末的吸波性能,结果表明:该粉末在14.56 GHz处最小反射损耗为—44.8 dB,对应的匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为6.16 GHz且为最大吸收带宽。对电磁波的损耗以磁损耗为主,介电损耗为辅,其中介电损耗以偶极极化为主,磁损耗以涡流损耗和自然共振为主。
  • 赵春霞,陈学清,李仲香,师德军
    摘要:
    介绍了25V-30000μFV/g钽粉的研制流程及其性能,分析了该钽粉的理化性能、电气性能,以及电容器厂家验证使用情况。该产品以钠还原钽粉为原料,采用球磨片式化的方法生产的片状钽粉,具有较大的比表面积(0.80~0.90 m2/g)和较大的径厚比(3.0~8.0),兼具高压高比容特性。湿式检测表明,在100 V形成电压下,容量达到30 000 μFV/g以上,制作63V-3300μF等型号电容器时,容量达到31 000 μFV/g以上,满足产品设计要求。
  • 环境工程
  • 燕旭东,朱晓波,李望,袁彩凤,张志
    摘要:
    采用微生物脱碱法对赤泥进行脱碱处理,并将脱碱后的中性赤泥残渣作为吸附剂处理含铅废水。从赤泥中选育的粟褐芽孢杆菌在合适条件下对赤泥的单次脱碱率达到30.2%,经过5级加菌处理后赤泥总脱碱率可达75.8%,脱碱渣pH稳定在6.68。并对脱碱后赤泥渣进行吸附重金属铅的试验。结果表明:在脱碱渣投加量1.0 g/L、吸附温度30 ℃、吸附质pH为6.5、吸附时间180 min的条件下,对100 mg/L的Pb(Ⅱ)溶液的吸附率约为80%。脱碱渣理论饱和吸附量为461.43 mg/g。赤泥微生物脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)的过程符合准二级模型,化学吸附过程起主导作用,且是自发进行的。赤泥脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)后,Pb(Ⅱ)主要以PbCO3、Pb(OH)2和Pb(Ⅱ)-Complex的形式存在。
  • 顾迪,张晨,顾卫华,赵静,白建峰,张承龙
    摘要:
    评估市政污泥资源化产物的健康风险对其安全规范利用具有指导意义。分别对某污水处理厂的污泥进行了热解和好氧发酵处理,运用中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)对市政污泥及其热处理渣开展细胞毒性试验和遗传毒性试验,评估其对典型哺乳动物细胞的危害和潜在风险。结果显示,与原污泥样品相比,污泥热解渣和好氧发酵渣的细胞毒性和遗传毒性均降低。与原污泥样品相比,RTCA细胞增殖试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣对CHO-K1细胞的生长抑制性明显减弱;CCK-8细胞毒性试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣的细胞相对存活率分别增加了161%和137%;Caspase 3细胞凋亡蛋白酶活力试验结果显示,暴露于污泥热解渣和好氧发酵渣中的CHO-K1细胞的Caspase 3凋亡蛋白酶的活性分别降低了29.3%和20.1%;彗星试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣的尾长分别缩短了64.5%和25.9%,尾矩分别减少了78.4%和28.1%。研究结果表明,热处理技术(热解处理和好氧发酵处理)可减少市政污泥的细胞毒性和遗传毒性,降低市政污泥对生态环境和人体健康的潜在风险。
  • 张文龙,陈井影,卢玢宇,姚逸晖,周仲魁
    摘要:
    为探究丛枝菌根真菌对植物根际铀的迁移和形态的影响,以铀矿山周边土壤为基础配置多种铀浓度土壤,选取黑麦草作为供试植物,根内球囊霉(Glomus intraradice,Gi)为供试菌株进行盆栽试验。结果显示:黑麦草接种Gi后会促进土壤中的铀向根际和植物根部迁移,铀浓度分布由高到低依次为黑麦草根部、根际土和非根际土;接种Gi改变了根际土中铀的存在形态,黑麦草根际土中的活性态铀占比由32.6%降到30.0%,惰性铀占比由24.9%降至16.3%,潜在活性铀占比由42.5%升至53.7%。接种Gi能促进黑麦草根部对活性态铀的吸收和根际土中惰性态铀向潜在活性态铀的转化。
  • 卢玢宇,刘武,张文龙,刘超俊,张子晴,周仲魁,李永强,陈井影
    摘要:
    以典型铀矿山周边放射性核素污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,分析螯合剂与丛枝菌根真菌联合植物对强化修复放射性污染土壤的影响,揭示螯合剂和丛枝菌根真菌联合植物修复污染土壤的特征。结果表明:施加柠檬酸(CA)与摩西球囊霉菌(Glomus mosseae,Gm)对黑麦草-空心菜间作模式下的生长、铀富集存在不同程度的促进作用,以二者联合处理效果最明显;联合修复不仅增强了植物地下部分对放射性核素的固定,同时也降低了土壤中有机质的浓度,增强了放射性核素的附着能力;根际土样、植物灰样的扫描电镜分析和能谱图显示,接种Gm或施加CA对植物修复起到积极作用,以联合修复效果最好。
    重有色金属
  • 于海波,罗劲松,邓戈,朱鹏春,胡一平,黄浩宸,李文杰,王仕博,胡建杭
    摘要:
    多枪顶吹连续吹炼工艺因其低空污染小、炉衬寿命长、连续化程度高等优点而备受冶金行业瞩目。以工业冶金炉窑为研究对象,基于计算流体力学,对多枪顶吹连续吹炼炉内气-渣-铜锍多相混合流场进行了数值模拟。探索了多枪单排布置和交错式布置对炉内流场、湍动能和气含率的影响。研究表明:相较于双排交错式喷枪布置方案,单排布置具有更强的搅拌能力、较大的熔池横向及纵向扩散范围,以及更小的静态区域体积。此外,喷枪单排布置方案下的气含率始终高于双排交错布置,证明了单排的喷枪排布方式有利于渣层搅拌效率的提高,加速铜沉降,降低生产能耗。
  • 李东波,胡杰,邹贵阳,杨世亮,杨贵,张敏,胡建杭
    摘要:
    富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱、烟尘易黏附积灰、炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低、低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万吨精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明,炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。
  • 闫友,谢环宇,胡卫文,阳自霖,刘勇,闫红杰,刘柳
    摘要:
    通过对铜浮渣转炉进行热工综合测试,获取了转炉关键位置的温度、压力、烟气组分等炉况参数,分析了转炉能量利用状况和能质流路径。通过数值模拟技术,基于热工测试数据,模拟了炉膛内天然气的富氧燃烧过程。结果表明:铜浮渣转炉的热效率为19.96%,转炉漏风量过大、壁面散热量过大是转炉热效率较低的主要原因。此外,转炉粒煤用量在反应热理论计算中过量较多。根据热工诊断结果,提出的节能优化建议如下:调整粒煤用量,达成最优配料;采取保温措施,减少表面散热;增强转炉密闭性,减少漏风量;调整烧嘴布置方式,强化烟气与熔体换热。
  • 温珊,袁笃,易娟,吴旭
    摘要:
    缺乏经济环保的成套浸出工艺是湿法铅回收技术产业化的重要阻碍。为了解决现有湿法铅回收技术高产废、除杂难的问题,提出了基于“硫酸盐化—脱硫—甲基磺酸酸浸”的创新成套浸出工艺。通过使用SEM、XRD与XPS对每段工艺产物进行表征,对所提出的成套浸出工艺中各步骤的反应机理进行了初步推断。在对该成套浸出工艺的各个环节进行试验优化后,铅的回收率最高可达96.2%。ICP-OES表征结果初步表明,本浸出工艺能有效去除铅膏杂质,物料衡算结论则从理论上证明可实现较低产废。本工艺所得甲基磺酸铅产品应用领域广泛,综合来看,较现有再生铅浸出工艺更具有产业化的潜力。
  • 陈菁,李拓夫
    摘要:
    针对湿法回收强酸浸出工艺高昂的过程成本和超额的环境负荷问题,通过添加绿矾硫酸化焙烧—水浸工艺实现无酸耗提取废旧三元正极材料中的有价金属,考察了焙烧条件和浸出因素对锂、镍、钴和锰浸出行为的影响。结果表明,在焙烧温度600 ℃、绿矾添加量10.5g/g、焙烧时间180 min、浸出温度45 ℃、液固比5 mL/g、浸出时间120 min的最佳工艺条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率分别达到99.64%、96.17%、95.49%和98.17%。
  • 轻有色金属
  • 匡晨
    摘要:
    以铁锂云母矿石经焙烧—水浸获得水浸液为研究对象,明晰了溶液中钙、镁离子对萃取过程中两相分离的影响,考察了碳酸钠和氢氧化钠用量、水油相比对钙镁脱除效果及脱杂浸出液中锂萃取效果的影响。结果表明:铁锂云母矿石浸出液分别加入锂当量100%和镁摩尔量4倍的碳酸钠和氢氧化钠,在常温下反应1 h后,液固分离获得脱杂浸出液,钙、镁脱除率分别为>99.9%和82.53%;脱杂浸出液采用实验室改性后的M54-100-Cyanex923-磺化煤油萃取体系在O/A=1.5下模拟三级逆流萃取,Li、Na萃取率分别为90.85%和0.04%,载锂有机相在O/A=25下采用5.5 mol/L HCl模拟三级逆流反萃,Li的反萃率>99.9%,富锂反萃液中锂含量在26 g/L左右,一步实现锂的提纯和富集。
  • 韩文赋,王海北,郭纵,郑朝振,牛犁
    摘要:
    中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比从105.2降低至1.49。考察了不同条件对纳滤膜分离纯化锂的影响。纳滤膜在稀释倍数1.0、温度20 ℃、操作压力0.4 MPa、pH 4.66、产水原料液比0.54的条件下,锂截留率为2.63%、分离因子为27.3、渗透通量为7.125 L/(m2?h),最终产水镁锂比从最初的105.2降低至0.05,实现了对高镁锂比盐湖卤水中锂资源的绿色高效提取。
  • 陈远翔,刘奕伶,李润,瞿广飞
    摘要:
    电解铝作为碳排放的重点行业,其碳达峰和深度降碳任务意义重大。在全国碳市场即将纳入电解铝行业的背景下,基于分析电解铝生产排放特征,梳理国际国内电解铝企业碳排放核算方法和碳配额分配方法,以云南省为例,分析了当下面临的电力碳排放重复计算、绿电优势未体现、电力供给能力不足、产品出口受“碳关税”影响等挑战。未来,尚需从政策制度、市场机制、技术创新等多维度发力,深化电解铝行业绿色低碳发展,锻造新的竞争优势。
  • 梅向阳,刘群星,卿华,赵华,马启程
    摘要:
    在“双碳”背景下,电解铝行业面临着巨大的减排压力。在对全国电解铝生产各环节碳排放现状调查的基础上,以云南省为例,对比各环节碳排放水平,并对目前各环节碳减排的研究现状、主要措施及降碳效果进行了评述,查找差距并剖析原因,提出云南省电解铝在碳减排方面的措施并核算减排潜力。结果表明,云南省电解铝产业碳排放占比铝行业比重高于全国平均水平,提高绿电结构后,到2025年电解铝产业碳排放总量将可降低30%以上,远高于国家电解铝电力结构碳减排5.82%的指标。阳极碳耗碳排放是除电力碳排放之外占比最大的,通过利用优质的阳极后可降低碳排放1.20%。通过先进技术革新后铝液综合交流电耗可达到先进清洁生产水平,碳排放可降低0.63%。我国电解铝生产阳极效应全氟化碳排放量远高于其他发达国家,未来5年内云南省电解铝产业阳极效应碳排放将减少1.31%。
  • 稀贵金属
  • 陈治毓,王得瑜,潘从明,高向乾,方潇,李丽,李睿,白伟道
    摘要:
    采用国内某铂族金属钯提炼过程中的络合液为原料,通过试验探究了不同条件下制备的高振实密度重质钯粉的粒径与密度,筛选出最佳的制备工艺路线与技术条件。结果表明,以pH=8为起点,通过水合肼直接还原钯络合液生成海绵钯为晶种,再通过盐酸肼进一步还原,可制备出颗粒均匀,振实密度高达3.25 g/cm3左右的高密度重质钯粉。
  • 肖力,孙峙
    摘要:
    以溶液中铂、钯、铑的短流程与高效分离为目标,系统研究了贵液中铂、钯、铑的分离提纯及铑的分散规律,探索了通过NH4Cl沉铂—氧化沉钯—DETA沉铑流程对贵液中的铂、钯、铑进行分离提纯。分离铂、钯后液中的铑仅占全部铑的20%左右,铑在铂、钯精炼提纯工序分别分散了14.59%、65.33%。对于钯、铑混合物沉淀采用DETA沉淀法优先分离铑的策略,一次沉淀直收率达77.25%,极大简化了铑的分离流程。
  • 郑余修,罗 跃,阳奕汉,周义朋,李光辉,刘志锋,张传飞,崔博
    摘要:
    砂岩型铀矿原地浸出过程中,需要向含矿含水层注入溶浸液,抽取含铀地下水,创造一个人工局部流场。该流场控制溶浸液迁移和溶浸范围,因此掌握地下水流场特征有利于地浸采铀井场工艺调控。以鄂尔多斯盆地某地浸铀矿山一个试验开采区为例,分析80口生产井工作8年的地下水流场的时空特征,得出以下结论:1)在研究区中,30个抽注单元抽液流量总体上约等于注液流量,抽注基本平衡。2)C8-1单元抽水能力最大,水位最低。研究区内水位在1 186~1 344 m,水流方向主要是由注水井流向相邻抽水井。3)C7-10单元抽井与左上角注井井距过大,造成抽注井之间出现溶浸死角。4)如果各抽注单元流量均衡,各抽注井距相差不大,抽注单元易形成流速适中的流场,溶浸死角较小;如果井场中各井抽或注流量差异大,易形成溶浸死角,且不合理的井距会增加溶浸死角的范围。
  • 张青林,黄群英,贾志远,陈立,范龙,黎广荣,周义朋
    摘要:
    洪海沟矿床是我国新疆千吨铀矿大基地的重要后备资源。为确立该矿床开发的适宜浸出工艺,在前期实验室研究基础上,开展了“四注一抽”规模的酸法地浸采铀试验。结果表明:该矿床微酸和低酸浸出均未达到预期浸出效果,采用3.0~4.0 g/L酸度酸化、7.0~7.5 g/L酸度浸出是适宜工艺;300 mg/L剂量的H2O2能加速铀的浸出,但受限于溶出的Fe含量较低,氧化剂效能受限;尽管矿床碳酸盐含量不高,但浸出液Ca2+、SO42-持续增加易形成石膏沉淀导致抽注流量下降,需要在后续生产中予以关注。
  • 材料与设备
  • 杨一卓,陈晨,吴菲,刘佳鑫,侯宝炫,朱佳瑞,程婷,吴靓靓
    摘要:
    二氧化硫是典型的气态污染物,其浓度的精确检测有赖于高效传感器的研发。采用基于密度泛函理论的VASP计算软件在理论上探究了Mn掺杂石墨烯对二氧化硫分子的吸附特性,并揭示了其作为高效传感器的应用潜力。研究结果表明,二氧化硫分子在Mn掺杂石墨烯上表现出显著的吸附效果,吸附过程为化学吸附;与原始石墨烯上的物理吸附过程相比,具有更大的吸附能和更短的吸附间距;吸附过程伴随着明显的电荷转移并导致吸附系统光学性质的改变。理论上,Mn掺杂石墨烯可以作为有效的二氧化硫分子检测传感器材料。
  • 樊斌锋,段丰楠,王庆福,李谋翠
    摘要:
    抗坏血酸(AA)作为一种包含多个羟基的有机配体,易与金属Cu离子螯合形成配位聚合物附着于铜箔表面。采用抗坏血酸为钝化剂,以浸渍法在电解铜箔表面构建了钝化膜,探究不同浓度钝化液对铜箔表面高温防氧化性能的影响,发现10 g/L抗坏血酸可显著提高锂电铜箔的耐蚀性。通过电化学及相关表征试验研究了表面膜的钝化性能,结果表明,钝化膜的自腐蚀电流密度逐渐降低,电压升高,且高频区的半径增大,具有良好的抗氧化性能。此外,钝化膜表面光滑致密,有效阻挡了腐蚀介质的侵蚀,仍能使铜箔保持良好的工艺性能。该钝化工艺操作简单且成本较低,具有良好的工业应用前景。
  • 蒋昕皓,张承龙,王瑞雪,马恩,陈胜文,张西华
    摘要:
    自工业革命以来,人类对化石燃料的重度依赖导致全球大气中的CO2浓度逐年上涨,已经引起了温室效应加剧、导致全球气温上升和海水酸化等问题。为了解决这一难题,降低二氧化碳排放已经成为当前科研领域的热点之一。现阶段,针对CO2的减排问题有捕获封存和资源化利用两个方向,而其中CO2的资源化化学利用备受关注,科研工作者开发了各种还原催化剂,其中液态合金是近几年来广泛应用于二氧化碳还原领域的新兴材料,它避免了传统固态催化剂容易产生催化点位结焦而导致失活的问题。综述了近年液态金属在二氧化碳电还原中的应用和作用机理,最后对未来发展方向进行了展望。
  • 李悦,袁子洲,张香云
    摘要:
    采用正交试验法,利用硼氢化钠水溶液还原氯化亚铁和氟硅酸钠水溶液中的Fe和Si,制备出一种粒径为200~500 nm的球形粉末,采用X射线衍射仪、同步热分析仪、透射电子显微镜及选区电子衍射、X射线光电子能谱仪以及电感耦合等离子体光谱分析表明该粉末是成分为Fe87.6Si1.08B11.31的非晶态合金。利用矢量网络分析仪研究了该粉末的吸波性能,结果表明:该粉末在14.56 GHz处最小反射损耗为—44.8 dB,对应的匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为6.16 GHz且为最大吸收带宽。对电磁波的损耗以磁损耗为主,介电损耗为辅,其中介电损耗以偶极极化为主,磁损耗以涡流损耗和自然共振为主。
  • 赵春霞,陈学清,李仲香,师德军
    摘要:
    介绍了25V-30000μFV/g钽粉的研制流程及其性能,分析了该钽粉的理化性能、电气性能,以及电容器厂家验证使用情况。该产品以钠还原钽粉为原料,采用球磨片式化的方法生产的片状钽粉,具有较大的比表面积(0.80~0.90 m2/g)和较大的径厚比(3.0~8.0),兼具高压高比容特性。湿式检测表明,在100 V形成电压下,容量达到30 000 μFV/g以上,制作63V-3300μF等型号电容器时,容量达到31 000 μFV/g以上,满足产品设计要求。
  • 环境工程
  • 燕旭东,朱晓波,李望,袁彩凤,张志
    摘要:
    采用微生物脱碱法对赤泥进行脱碱处理,并将脱碱后的中性赤泥残渣作为吸附剂处理含铅废水。从赤泥中选育的粟褐芽孢杆菌在合适条件下对赤泥的单次脱碱率达到30.2%,经过5级加菌处理后赤泥总脱碱率可达75.8%,脱碱渣pH稳定在6.68。并对脱碱后赤泥渣进行吸附重金属铅的试验。结果表明:在脱碱渣投加量1.0 g/L、吸附温度30 ℃、吸附质pH为6.5、吸附时间180 min的条件下,对100 mg/L的Pb(Ⅱ)溶液的吸附率约为80%。脱碱渣理论饱和吸附量为461.43 mg/g。赤泥微生物脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)的过程符合准二级模型,化学吸附过程起主导作用,且是自发进行的。赤泥脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)后,Pb(Ⅱ)主要以PbCO3、Pb(OH)2和Pb(Ⅱ)-Complex的形式存在。
  • 顾迪,张晨,顾卫华,赵静,白建峰,张承龙
    摘要:
    评估市政污泥资源化产物的健康风险对其安全规范利用具有指导意义。分别对某污水处理厂的污泥进行了热解和好氧发酵处理,运用中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)对市政污泥及其热处理渣开展细胞毒性试验和遗传毒性试验,评估其对典型哺乳动物细胞的危害和潜在风险。结果显示,与原污泥样品相比,污泥热解渣和好氧发酵渣的细胞毒性和遗传毒性均降低。与原污泥样品相比,RTCA细胞增殖试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣对CHO-K1细胞的生长抑制性明显减弱;CCK-8细胞毒性试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣的细胞相对存活率分别增加了161%和137%;Caspase 3细胞凋亡蛋白酶活力试验结果显示,暴露于污泥热解渣和好氧发酵渣中的CHO-K1细胞的Caspase 3凋亡蛋白酶的活性分别降低了29.3%和20.1%;彗星试验结果显示,污泥热解渣和好氧发酵渣的尾长分别缩短了64.5%和25.9%,尾矩分别减少了78.4%和28.1%。研究结果表明,热处理技术(热解处理和好氧发酵处理)可减少市政污泥的细胞毒性和遗传毒性,降低市政污泥对生态环境和人体健康的潜在风险。
  • 张文龙,陈井影,卢玢宇,姚逸晖,周仲魁
    摘要:
    为探究丛枝菌根真菌对植物根际铀的迁移和形态的影响,以铀矿山周边土壤为基础配置多种铀浓度土壤,选取黑麦草作为供试植物,根内球囊霉(Glomus intraradice,Gi)为供试菌株进行盆栽试验。结果显示:黑麦草接种Gi后会促进土壤中的铀向根际和植物根部迁移,铀浓度分布由高到低依次为黑麦草根部、根际土和非根际土;接种Gi改变了根际土中铀的存在形态,黑麦草根际土中的活性态铀占比由32.6%降到30.0%,惰性铀占比由24.9%降至16.3%,潜在活性铀占比由42.5%升至53.7%。接种Gi能促进黑麦草根部对活性态铀的吸收和根际土中惰性态铀向潜在活性态铀的转化。
  • 卢玢宇,刘武,张文龙,刘超俊,张子晴,周仲魁,李永强,陈井影
    摘要:
    以典型铀矿山周边放射性核素污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,分析螯合剂与丛枝菌根真菌联合植物对强化修复放射性污染土壤的影响,揭示螯合剂和丛枝菌根真菌联合植物修复污染土壤的特征。结果表明:施加柠檬酸(CA)与摩西球囊霉菌(Glomus mosseae,Gm)对黑麦草-空心菜间作模式下的生长、铀富集存在不同程度的促进作用,以二者联合处理效果最明显;联合修复不仅增强了植物地下部分对放射性核素的固定,同时也降低了土壤中有机质的浓度,增强了放射性核素的附着能力;根际土样、植物灰样的扫描电镜分析和能谱图显示,接种Gm或施加CA对植物修复起到积极作用,以联合修复效果最好。

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