重有色金属
张登高,蒋训雄,范艳青,汪胜东,冯林永,蒋伟,刘巍
摘要:
钼镍矿多含有砷,在传统氧化焙烧脱砷阶段,不仅钼的挥发损失率高,且砷脱除效果差,导致生产的钼镍铁合金含砷超标。以钼镍精矿为原料,通过添加剂的加入,可在焙烧条件下达到高效脱砷的同时,脱除大部分硫,并降低钼的挥发率。
胡若鹏,黄小凤,安俊菁,赵杨,刘秀状,赵丹,尚志标
摘要:
利用物料衡算法对云南省某铜冶炼企业铜冶炼过程中汞的流向进行系统分析。结果表明,铜冶炼系统中的汞主要来自铜精矿;经过制酸工艺,汞绝大部分进入到酸泥、污酸中,一部分进入到硫酸产品中,很少一部分随烟气排放;烟气中的汞能够达到规定的排放限值;经过污水处理系统,污酸中的汞进入到砷钙渣、中和渣和石膏渣中,回用水指标合格。
轻有色金属
徐颖鹏,李军旗,陈朝轶,兰苑培,刘龙
摘要:
将氧化锌和铝酸钡混合研磨后作为复合脱硫剂,在优化溶出工艺基础上,考察矿石硫含量、脱硫剂配比及添加量对氧化铝与硫溶出率的影响。结果表明,硫溶出率随矿石中硫含量增加而显著增加,复合脱硫剂有利于提高氧化铝的溶出效果;氧化锌起到主要脱硫作用,而铝酸钡起到脱碳的作用,脱硫效果不明显。对于硫含量为1.1%的矿石,添加10%理论量的氧化锌时,硫溶出率从原矿的18.4%降低为11.15%,同时添加100%理论量的铝酸钡,硫的溶出率仅降低到9.71%;当添加理论量14%氧化锌和40%铝酸钡时,硫溶出率可降至9.65%。
贺永飞,王一雍,万兴元
摘要:
利用纤维素对高铁铝土矿进行溶出、还原,借助模型系统分析了不同温度下高铁铝土矿溶出、还原的动力学,并通过试验验证得出:最佳温度为280 ℃、NaOH浓度为180 g/L,最佳铝溶出率、铁还原率分别为84%、81%。
王奇,李熙腾,黎氏琼春,巨少华
摘要:
将一水硬铝石矿和过饱和NaOH溶液及Ca(OH)2混合均匀后在微波炉中焙烧;熟料在稀碱性溶液、常压条件下进行浸出,研究配料比、微波焙烧和浸出条件对熟料浸出的影响。结果表明,升高微波焙烧温度、增加NaOH添加量或延长保温时间都可以增加熟料中铝的浸出率。增加Ca(OH)2添加量可以减少溶液中硅的溶解率,但过量添加Ca(OH)2反而导致铝的浸出效果下降。适当的浸出温度和浸出时间有助于减少二次反应发生,提高铝硅分离效果。在最优试验条件下,熟料中铝、钠、硅的浸出率分别达到96.7%、98.2% 和7.05%,赤泥颗粒较大,利于过滤过程。
张永禄,尹飞,揭晓武,阮书锋,王振文
摘要:
针对锂离子电池正极材料活性物质与集流体铝箔的分离问题,提出了循环碱浸—降温结晶氢氧化铝工艺,并确定了较佳工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数为:浸出段温度90 ℃、浸出时间2 h,降温结晶段温度40 ℃,时间40 h,晶种添加量1.5倍,碱浸渣中平均铝含量为0.78%,平均浸出率为90.98%;浸出液经降温结晶后得到三水铝石,其中铝含量为32.14%,锂、钴、钠分别为0.15%、0.04%和0.51%,可作为回收铝的原料;结晶后母液含铝约22.08 g/L,可返回碱浸段循环利用。
稀贵金属
刘兆庭,路贵民,于建国
摘要:
采用钼电极,在973 K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg2+在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg2+在钼电极上发生一步还原反应(Mg2++2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973 K的不同方法计算的Mg2+扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。
房孟钊,廖春发,王旭,王坤,焦芸芬,李伟,宁瑞,余珊
摘要:
采用等温热饱和法研究CaWO4在NaCl-CaCl2熔盐体系中的饱和溶解时间,并在饱和溶解时间下,研究温度和熔盐组分摩尔比对CaWO4溶解度的影响,采用X射线衍射方法分析熔盐极冷试样的物相组成。结果表明,在650~850 ℃下,两个小时内溶解基本达到饱和状态,CaWO4的溶解度随温度的升高呈现线性增加,饱和溶解时间也逐渐缩短。在相同温度下,CaWO4的溶解度随体系中CaCl2含量的增加而增大。CaWO4在体系中的溶解包括物理和化学两个过程,并且以物理溶解过程为主。
周义朋,徐玲玲,黎广荣,孙占学,史维浚
摘要:
为研究无氧化剂条件下砂岩铀矿碱法溶浸水岩作用过程及铀浸出特征,在实验室开展了蒸馏水浸泡和无氧化剂碱法浸出试验。结果表明,无试剂的水岩作用盐离子综合体及水中天然溶氧作用,可使铀向水中弱迁移;无氧化剂碱法浸出铀迁移强度与HCO3-浓度正相关,HCO3-浓度700~900 mg/L是对浸铀影响相对显著的区间;UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-是无试剂和碱法浸出溶解铀的主要存在形式,两者占比与HCO3-浓度和pH相关。缺少氧化作用的碱法浸铀强度较弱,液固比1.5︰1浸出40 d铀回收率17.17%~22.37%,且浸出速度衰减较快,这与矿石中的铀以四价占优有关。尽管如此,在碱性地下水体系尤其是碱法地浸退役采区,长时间内铀的迁移仍不可忽视。
材料与设备
任萍,周慧琴,陈学清,林辅坤
摘要:
研究了用氢化破碎技术制备球形/类球形钽粉的工艺及钽粉的性能。以二次电子束高温轰击的高纯钽锭为原料,经过氢化吸氢,球磨机磨筛制粉,然后经过脱氢处理,再经气流粉碎机进行气流整形,得到形貌改善的原粉,通过酸水洗除杂,真空热处理及镁还原降氧过程,得到球形/类球形钽粉。这种钽粉由独立的、单一的粉末颗粒组成,钽粉的粒度分布范围集中,D90小,流动性好,氧含量低,可以满足3D打印、喷涂等方面的应用要求。
环境工程
薛余化,李佳,郭莉,杜冬云
摘要:
探究了锰矿酸浸工段产生的废气中CO2回收脱锰后电解锰废水中Mg2+、Ca2+、NH4+-N可行性,确定了CO2回收废水中Mg2+、Ca2+、NH4+-N最佳工艺条件及其作用机理。结果表明,在反应时间240 min、反应温度45 ℃、pH=9.2、二氧化碳体积浓度15%、搅拌速率600 r/min的条件下,初始Mg2+、Ca2+、NH4+-N浓度为1 200、560、875 mg/L废水中各元素回收率分别可达97.58%、99.68%、80.71%;回收Mg2+反应符合一级动力学方程,其表观活化能为61.40 kJ/mol,主要受扩散过程控制;废水中Mg2+、Ca2+主要通过形成Mg(OH)2?MgCO3沉淀被回收,其中NH4+-N则主要通过吸附在新生成沉淀晶体表面得以去除。
侯治威,周军,吴雷,张秋利,宋永辉,田宇红
摘要:
采用光催化与电化学氧化相结合技术对兰炭废水进行降解试验。用石墨片和活性炭颗粒为三维电极材料,外加紫外光灯条件下分别考察外加电压、活性炭颗粒投加量、电解质浓度和二氧化钛光催化剂(P25)投加量等对纯苯酚溶液中苯酚和COD去除率的影响。结果表明,当外加电压10 V、活性炭颗粒投加量8 g、电解质浓度0.15 mol/L、P25投加量0.6 g时,1000 mg/L的苯酚溶液中3 h时苯酚和COD的去除率分别达到81.11%和73.64%;以此工艺条件,对某兰炭企业产生的兰炭废水(COD 32 700 mg/L)进行降解试验,COD去除率为60.63%。
刘牡丹,刘勇,陈志强,李波,周吉奎
摘要:
某重金属工业污泥主要由磷酸氢钙、石膏和非晶态的氢氧化物、硅胶体等物质组成。铜、镍等重金属分散于各物相中,以磷酸氢钙为主体的混合物是有价金属铜、镍的主要载体,难以通过物理方法提取回收。污泥矿化试验结果表明,在烟煤用量15%、硫酸钠用量20%、石英用量20%、硼砂用量2%、烧结温度1 150 ℃、烧结时间60 min的条件下,浮选烧结料可获得铜、镍品位分别为6.96%、6.15%的精矿,铜、镍回收率分别为87.63%和88.64%,尾矿铜、镍品位分别降低至0.54%、0.44%。
李俊翰,孙宁,马兰,杨绍利
摘要:
以蒙脱石为原料、硫酸为改性剂,采用正交试验研究了改性时间、硫酸浓度和固液比对蒙脱石吸附废水中Cr6+吸附效果的影响。研究表明,改性后的蒙脱石层间距增大,吸附活性增强,纯度提高,具有较好的吸附性能。在改性时间180 min、硫酸浓度2 mol/L、固液比1︰4时,蒙脱石对Cr6+的去除率达到77.99%,较原样提高24.26个百分点。当吸附时间120 min、固液比1︰25、pH=5、Cr6+初始浓度10 mg/L时,改性蒙脱石对Cr6+的去除率为87.95%,较原样提高了34.22个百分点。改性蒙脱石对Cr6+的吸附更符合Freundlich等温吸附方程式,拟合系数为0.999 19,吸附方式更符合多分子层吸附,是可逆吸附。
冶金史
卢轩,长孙樱子,韩建武
摘要:
分析了一批长安(今西安)地区西汉至魏晋时期铜镜的合金成分和金相组织。结果显示,这些铜镜全部为含铅高锡青铜材质,其合金成分符合典型的汉镜合金配比。不同时期铜镜的成分较一致,反映了合金技术的稳定性。这种成熟的汉镜合金配比应形成于西汉中期,并为后世所继承。这批铜镜均为铸造成型,未受到淬火处理。结合历史信息和现代地质研究,对长安铸镜业使用锡料的来源进行了讨论。
胡飞,秦颖,曲毅,罗运兵
摘要:
利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对湖北大冶蟹子地遗址出土西周早期金属丝的化学成分和金相组织进行分析,并与相关研究成果进行比较。研究表明,该金属丝为Sn-Pb合金,熔点~200 ℃,与现代Sn-Pb共晶焊料相近,应该不是铸造青铜器时所使用的配料,极有可能与当时青铜器的焊接相关,但是否是古代青铜器焊接过程中所使用的“焊丝”,还有待相关的考古新发现及其科学研究验证。
重有色金属
张登高,蒋训雄,范艳青,汪胜东,冯林永,蒋伟,刘巍
摘要:
钼镍矿多含有砷,在传统氧化焙烧脱砷阶段,不仅钼的挥发损失率高,且砷脱除效果差,导致生产的钼镍铁合金含砷超标。以钼镍精矿为原料,通过添加剂的加入,可在焙烧条件下达到高效脱砷的同时,脱除大部分硫,并降低钼的挥发率。
胡若鹏,黄小凤,安俊菁,赵杨,刘秀状,赵丹,尚志标
摘要:
利用物料衡算法对云南省某铜冶炼企业铜冶炼过程中汞的流向进行系统分析。结果表明,铜冶炼系统中的汞主要来自铜精矿;经过制酸工艺,汞绝大部分进入到酸泥、污酸中,一部分进入到硫酸产品中,很少一部分随烟气排放;烟气中的汞能够达到规定的排放限值;经过污水处理系统,污酸中的汞进入到砷钙渣、中和渣和石膏渣中,回用水指标合格。
轻有色金属
徐颖鹏,李军旗,陈朝轶,兰苑培,刘龙
摘要:
将氧化锌和铝酸钡混合研磨后作为复合脱硫剂,在优化溶出工艺基础上,考察矿石硫含量、脱硫剂配比及添加量对氧化铝与硫溶出率的影响。结果表明,硫溶出率随矿石中硫含量增加而显著增加,复合脱硫剂有利于提高氧化铝的溶出效果;氧化锌起到主要脱硫作用,而铝酸钡起到脱碳的作用,脱硫效果不明显。对于硫含量为1.1%的矿石,添加10%理论量的氧化锌时,硫溶出率从原矿的18.4%降低为11.15%,同时添加100%理论量的铝酸钡,硫的溶出率仅降低到9.71%;当添加理论量14%氧化锌和40%铝酸钡时,硫溶出率可降至9.65%。
贺永飞,王一雍,万兴元
摘要:
利用纤维素对高铁铝土矿进行溶出、还原,借助模型系统分析了不同温度下高铁铝土矿溶出、还原的动力学,并通过试验验证得出:最佳温度为280 ℃、NaOH浓度为180 g/L,最佳铝溶出率、铁还原率分别为84%、81%。
王奇,李熙腾,黎氏琼春,巨少华
摘要:
将一水硬铝石矿和过饱和NaOH溶液及Ca(OH)2混合均匀后在微波炉中焙烧;熟料在稀碱性溶液、常压条件下进行浸出,研究配料比、微波焙烧和浸出条件对熟料浸出的影响。结果表明,升高微波焙烧温度、增加NaOH添加量或延长保温时间都可以增加熟料中铝的浸出率。增加Ca(OH)2添加量可以减少溶液中硅的溶解率,但过量添加Ca(OH)2反而导致铝的浸出效果下降。适当的浸出温度和浸出时间有助于减少二次反应发生,提高铝硅分离效果。在最优试验条件下,熟料中铝、钠、硅的浸出率分别达到96.7%、98.2% 和7.05%,赤泥颗粒较大,利于过滤过程。
张永禄,尹飞,揭晓武,阮书锋,王振文
摘要:
针对锂离子电池正极材料活性物质与集流体铝箔的分离问题,提出了循环碱浸—降温结晶氢氧化铝工艺,并确定了较佳工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数为:浸出段温度90 ℃、浸出时间2 h,降温结晶段温度40 ℃,时间40 h,晶种添加量1.5倍,碱浸渣中平均铝含量为0.78%,平均浸出率为90.98%;浸出液经降温结晶后得到三水铝石,其中铝含量为32.14%,锂、钴、钠分别为0.15%、0.04%和0.51%,可作为回收铝的原料;结晶后母液含铝约22.08 g/L,可返回碱浸段循环利用。
稀贵金属
刘兆庭,路贵民,于建国
摘要:
采用钼电极,在973 K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg2+在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg2+在钼电极上发生一步还原反应(Mg2++2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973 K的不同方法计算的Mg2+扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。
房孟钊,廖春发,王旭,王坤,焦芸芬,李伟,宁瑞,余珊
摘要:
采用等温热饱和法研究CaWO4在NaCl-CaCl2熔盐体系中的饱和溶解时间,并在饱和溶解时间下,研究温度和熔盐组分摩尔比对CaWO4溶解度的影响,采用X射线衍射方法分析熔盐极冷试样的物相组成。结果表明,在650~850 ℃下,两个小时内溶解基本达到饱和状态,CaWO4的溶解度随温度的升高呈现线性增加,饱和溶解时间也逐渐缩短。在相同温度下,CaWO4的溶解度随体系中CaCl2含量的增加而增大。CaWO4在体系中的溶解包括物理和化学两个过程,并且以物理溶解过程为主。
周义朋,徐玲玲,黎广荣,孙占学,史维浚
摘要:
为研究无氧化剂条件下砂岩铀矿碱法溶浸水岩作用过程及铀浸出特征,在实验室开展了蒸馏水浸泡和无氧化剂碱法浸出试验。结果表明,无试剂的水岩作用盐离子综合体及水中天然溶氧作用,可使铀向水中弱迁移;无氧化剂碱法浸出铀迁移强度与HCO3-浓度正相关,HCO3-浓度700~900 mg/L是对浸铀影响相对显著的区间;UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-是无试剂和碱法浸出溶解铀的主要存在形式,两者占比与HCO3-浓度和pH相关。缺少氧化作用的碱法浸铀强度较弱,液固比1.5︰1浸出40 d铀回收率17.17%~22.37%,且浸出速度衰减较快,这与矿石中的铀以四价占优有关。尽管如此,在碱性地下水体系尤其是碱法地浸退役采区,长时间内铀的迁移仍不可忽视。
材料与设备
任萍,周慧琴,陈学清,林辅坤
摘要:
研究了用氢化破碎技术制备球形/类球形钽粉的工艺及钽粉的性能。以二次电子束高温轰击的高纯钽锭为原料,经过氢化吸氢,球磨机磨筛制粉,然后经过脱氢处理,再经气流粉碎机进行气流整形,得到形貌改善的原粉,通过酸水洗除杂,真空热处理及镁还原降氧过程,得到球形/类球形钽粉。这种钽粉由独立的、单一的粉末颗粒组成,钽粉的粒度分布范围集中,D90小,流动性好,氧含量低,可以满足3D打印、喷涂等方面的应用要求。
环境工程
薛余化,李佳,郭莉,杜冬云
摘要:
探究了锰矿酸浸工段产生的废气中CO2回收脱锰后电解锰废水中Mg2+、Ca2+、NH4+-N可行性,确定了CO2回收废水中Mg2+、Ca2+、NH4+-N最佳工艺条件及其作用机理。结果表明,在反应时间240 min、反应温度45 ℃、pH=9.2、二氧化碳体积浓度15%、搅拌速率600 r/min的条件下,初始Mg2+、Ca2+、NH4+-N浓度为1 200、560、875 mg/L废水中各元素回收率分别可达97.58%、99.68%、80.71%;回收Mg2+反应符合一级动力学方程,其表观活化能为61.40 kJ/mol,主要受扩散过程控制;废水中Mg2+、Ca2+主要通过形成Mg(OH)2?MgCO3沉淀被回收,其中NH4+-N则主要通过吸附在新生成沉淀晶体表面得以去除。
侯治威,周军,吴雷,张秋利,宋永辉,田宇红
摘要:
采用光催化与电化学氧化相结合技术对兰炭废水进行降解试验。用石墨片和活性炭颗粒为三维电极材料,外加紫外光灯条件下分别考察外加电压、活性炭颗粒投加量、电解质浓度和二氧化钛光催化剂(P25)投加量等对纯苯酚溶液中苯酚和COD去除率的影响。结果表明,当外加电压10 V、活性炭颗粒投加量8 g、电解质浓度0.15 mol/L、P25投加量0.6 g时,1000 mg/L的苯酚溶液中3 h时苯酚和COD的去除率分别达到81.11%和73.64%;以此工艺条件,对某兰炭企业产生的兰炭废水(COD 32 700 mg/L)进行降解试验,COD去除率为60.63%。
刘牡丹,刘勇,陈志强,李波,周吉奎
摘要:
某重金属工业污泥主要由磷酸氢钙、石膏和非晶态的氢氧化物、硅胶体等物质组成。铜、镍等重金属分散于各物相中,以磷酸氢钙为主体的混合物是有价金属铜、镍的主要载体,难以通过物理方法提取回收。污泥矿化试验结果表明,在烟煤用量15%、硫酸钠用量20%、石英用量20%、硼砂用量2%、烧结温度1 150 ℃、烧结时间60 min的条件下,浮选烧结料可获得铜、镍品位分别为6.96%、6.15%的精矿,铜、镍回收率分别为87.63%和88.64%,尾矿铜、镍品位分别降低至0.54%、0.44%。
李俊翰,孙宁,马兰,杨绍利
摘要:
以蒙脱石为原料、硫酸为改性剂,采用正交试验研究了改性时间、硫酸浓度和固液比对蒙脱石吸附废水中Cr6+吸附效果的影响。研究表明,改性后的蒙脱石层间距增大,吸附活性增强,纯度提高,具有较好的吸附性能。在改性时间180 min、硫酸浓度2 mol/L、固液比1︰4时,蒙脱石对Cr6+的去除率达到77.99%,较原样提高24.26个百分点。当吸附时间120 min、固液比1︰25、pH=5、Cr6+初始浓度10 mg/L时,改性蒙脱石对Cr6+的去除率为87.95%,较原样提高了34.22个百分点。改性蒙脱石对Cr6+的吸附更符合Freundlich等温吸附方程式,拟合系数为0.999 19,吸附方式更符合多分子层吸附,是可逆吸附。
冶金史
卢轩,长孙樱子,韩建武
摘要:
分析了一批长安(今西安)地区西汉至魏晋时期铜镜的合金成分和金相组织。结果显示,这些铜镜全部为含铅高锡青铜材质,其合金成分符合典型的汉镜合金配比。不同时期铜镜的成分较一致,反映了合金技术的稳定性。这种成熟的汉镜合金配比应形成于西汉中期,并为后世所继承。这批铜镜均为铸造成型,未受到淬火处理。结合历史信息和现代地质研究,对长安铸镜业使用锡料的来源进行了讨论。
胡飞,秦颖,曲毅,罗运兵
摘要:
利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对湖北大冶蟹子地遗址出土西周早期金属丝的化学成分和金相组织进行分析,并与相关研究成果进行比较。研究表明,该金属丝为Sn-Pb合金,熔点~200 ℃,与现代Sn-Pb共晶焊料相近,应该不是铸造青铜器时所使用的配料,极有可能与当时青铜器的焊接相关,但是否是古代青铜器焊接过程中所使用的“焊丝”,还有待相关的考古新发现及其科学研究验证。
重有色金属
张登高,蒋训雄,范艳青,汪胜东,冯林永,蒋伟,刘巍
摘要:
钼镍矿多含有砷,在传统氧化焙烧脱砷阶段,不仅钼的挥发损失率高,且砷脱除效果差,导致生产的钼镍铁合金含砷超标。以钼镍精矿为原料,通过添加剂的加入,可在焙烧条件下达到高效脱砷的同时,脱除大部分硫,并降低钼的挥发率。
胡若鹏,黄小凤,安俊菁,赵杨,刘秀状,赵丹,尚志标
摘要:
利用物料衡算法对云南省某铜冶炼企业铜冶炼过程中汞的流向进行系统分析。结果表明,铜冶炼系统中的汞主要来自铜精矿;经过制酸工艺,汞绝大部分进入到酸泥、污酸中,一部分进入到硫酸产品中,很少一部分随烟气排放;烟气中的汞能够达到规定的排放限值;经过污水处理系统,污酸中的汞进入到砷钙渣、中和渣和石膏渣中,回用水指标合格。
轻有色金属
徐颖鹏,李军旗,陈朝轶,兰苑培,刘龙
摘要:
将氧化锌和铝酸钡混合研磨后作为复合脱硫剂,在优化溶出工艺基础上,考察矿石硫含量、脱硫剂配比及添加量对氧化铝与硫溶出率的影响。结果表明,硫溶出率随矿石中硫含量增加而显著增加,复合脱硫剂有利于提高氧化铝的溶出效果;氧化锌起到主要脱硫作用,而铝酸钡起到脱碳的作用,脱硫效果不明显。对于硫含量为1.1%的矿石,添加10%理论量的氧化锌时,硫溶出率从原矿的18.4%降低为11.15%,同时添加100%理论量的铝酸钡,硫的溶出率仅降低到9.71%;当添加理论量14%氧化锌和40%铝酸钡时,硫溶出率可降至9.65%。
贺永飞,王一雍,万兴元
摘要:
利用纤维素对高铁铝土矿进行溶出、还原,借助模型系统分析了不同温度下高铁铝土矿溶出、还原的动力学,并通过试验验证得出:最佳温度为280 ℃、NaOH浓度为180 g/L,最佳铝溶出率、铁还原率分别为84%、81%。
王奇,李熙腾,黎氏琼春,巨少华
摘要:
将一水硬铝石矿和过饱和NaOH溶液及Ca(OH)2混合均匀后在微波炉中焙烧;熟料在稀碱性溶液、常压条件下进行浸出,研究配料比、微波焙烧和浸出条件对熟料浸出的影响。结果表明,升高微波焙烧温度、增加NaOH添加量或延长保温时间都可以增加熟料中铝的浸出率。增加Ca(OH)2添加量可以减少溶液中硅的溶解率,但过量添加Ca(OH)2反而导致铝的浸出效果下降。适当的浸出温度和浸出时间有助于减少二次反应发生,提高铝硅分离效果。在最优试验条件下,熟料中铝、钠、硅的浸出率分别达到96.7%、98.2% 和7.05%,赤泥颗粒较大,利于过滤过程。
张永禄,尹飞,揭晓武,阮书锋,王振文
摘要:
针对锂离子电池正极材料活性物质与集流体铝箔的分离问题,提出了循环碱浸—降温结晶氢氧化铝工艺,并确定了较佳工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数为:浸出段温度90 ℃、浸出时间2 h,降温结晶段温度40 ℃,时间40 h,晶种添加量1.5倍,碱浸渣中平均铝含量为0.78%,平均浸出率为90.98%;浸出液经降温结晶后得到三水铝石,其中铝含量为32.14%,锂、钴、钠分别为0.15%、0.04%和0.51%,可作为回收铝的原料;结晶后母液含铝约22.08 g/L,可返回碱浸段循环利用。
稀贵金属
刘兆庭,路贵民,于建国
摘要:
采用钼电极,在973 K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg2+在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg2+在钼电极上发生一步还原反应(Mg2++2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973 K的不同方法计算的Mg2+扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。
房孟钊,廖春发,王旭,王坤,焦芸芬,李伟,宁瑞,余珊
摘要:
采用等温热饱和法研究CaWO4在NaCl-CaCl2熔盐体系中的饱和溶解时间,并在饱和溶解时间下,研究温度和熔盐组分摩尔比对CaWO4溶解度的影响,采用X射线衍射方法分析熔盐极冷试样的物相组成。结果表明,在650~850 ℃下,两个小时内溶解基本达到饱和状态,CaWO4的溶解度随温度的升高呈现线性增加,饱和溶解时间也逐渐缩短。在相同温度下,CaWO4的溶解度随体系中CaCl2含量的增加而增大。CaWO4在体系中的溶解包括物理和化学两个过程,并且以物理溶解过程为主。
周义朋,徐玲玲,黎广荣,孙占学,史维浚
摘要:
为研究无氧化剂条件下砂岩铀矿碱法溶浸水岩作用过程及铀浸出特征,在实验室开展了蒸馏水浸泡和无氧化剂碱法浸出试验。结果表明,无试剂的水岩作用盐离子综合体及水中天然溶氧作用,可使铀向水中弱迁移;无氧化剂碱法浸出铀迁移强度与HCO3-浓度正相关,HCO3-浓度700~900 mg/L是对浸铀影响相对显著的区间;UO2(CO3)22-和UO2(CO3)34-是无试剂和碱法浸出溶解铀的主要存在形式,两者占比与HCO3-浓度和pH相关。缺少氧化作用的碱法浸铀强度较弱,液固比1.5︰1浸出40 d铀回收率17.17%~22.37%,且浸出速度衰减较快,这与矿石中的铀以四价占优有关。尽管如此,在碱性地下水体系尤其是碱法地浸退役采区,长时间内铀的迁移仍不可忽视。
材料与设备
任萍,周慧琴,陈学清,林辅坤
摘要:
研究了用氢化破碎技术制备球形/类球形钽粉的工艺及钽粉的性能。以二次电子束高温轰击的高纯钽锭为原料,经过氢化吸氢,球磨机磨筛制粉,然后经过脱氢处理,再经气流粉碎机进行气流整形,得到形貌改善的原粉,通过酸水洗除杂,真空热处理及镁还原降氧过程,得到球形/类球形钽粉。这种钽粉由独立的、单一的粉末颗粒组成,钽粉的粒度分布范围集中,D90小,流动性好,氧含量低,可以满足3D打印、喷涂等方面的应用要求。
环境工程
薛余化,李佳,郭莉,杜冬云
摘要:
探究了锰矿酸浸工段产生的废气中CO2回收脱锰后电解锰废水中Mg2+、Ca2+、NH4+-N可行性,确定了CO2回收废水中Mg2+、Ca2+、NH4+-N最佳工艺条件及其作用机理。结果表明,在反应时间240 min、反应温度45 ℃、pH=9.2、二氧化碳体积浓度15%、搅拌速率600 r/min的条件下,初始Mg2+、Ca2+、NH4+-N浓度为1 200、560、875 mg/L废水中各元素回收率分别可达97.58%、99.68%、80.71%;回收Mg2+反应符合一级动力学方程,其表观活化能为61.40 kJ/mol,主要受扩散过程控制;废水中Mg2+、Ca2+主要通过形成Mg(OH)2?MgCO3沉淀被回收,其中NH4+-N则主要通过吸附在新生成沉淀晶体表面得以去除。
侯治威,周军,吴雷,张秋利,宋永辉,田宇红
摘要:
采用光催化与电化学氧化相结合技术对兰炭废水进行降解试验。用石墨片和活性炭颗粒为三维电极材料,外加紫外光灯条件下分别考察外加电压、活性炭颗粒投加量、电解质浓度和二氧化钛光催化剂(P25)投加量等对纯苯酚溶液中苯酚和COD去除率的影响。结果表明,当外加电压10 V、活性炭颗粒投加量8 g、电解质浓度0.15 mol/L、P25投加量0.6 g时,1000 mg/L的苯酚溶液中3 h时苯酚和COD的去除率分别达到81.11%和73.64%;以此工艺条件,对某兰炭企业产生的兰炭废水(COD 32 700 mg/L)进行降解试验,COD去除率为60.63%。
刘牡丹,刘勇,陈志强,李波,周吉奎
摘要:
某重金属工业污泥主要由磷酸氢钙、石膏和非晶态的氢氧化物、硅胶体等物质组成。铜、镍等重金属分散于各物相中,以磷酸氢钙为主体的混合物是有价金属铜、镍的主要载体,难以通过物理方法提取回收。污泥矿化试验结果表明,在烟煤用量15%、硫酸钠用量20%、石英用量20%、硼砂用量2%、烧结温度1 150 ℃、烧结时间60 min的条件下,浮选烧结料可获得铜、镍品位分别为6.96%、6.15%的精矿,铜、镍回收率分别为87.63%和88.64%,尾矿铜、镍品位分别降低至0.54%、0.44%。
李俊翰,孙宁,马兰,杨绍利
摘要:
以蒙脱石为原料、硫酸为改性剂,采用正交试验研究了改性时间、硫酸浓度和固液比对蒙脱石吸附废水中Cr6+吸附效果的影响。研究表明,改性后的蒙脱石层间距增大,吸附活性增强,纯度提高,具有较好的吸附性能。在改性时间180 min、硫酸浓度2 mol/L、固液比1︰4时,蒙脱石对Cr6+的去除率达到77.99%,较原样提高24.26个百分点。当吸附时间120 min、固液比1︰25、pH=5、Cr6+初始浓度10 mg/L时,改性蒙脱石对Cr6+的去除率为87.95%,较原样提高了34.22个百分点。改性蒙脱石对Cr6+的吸附更符合Freundlich等温吸附方程式,拟合系数为0.999 19,吸附方式更符合多分子层吸附,是可逆吸附。
冶金史
卢轩,长孙樱子,韩建武
摘要:
分析了一批长安(今西安)地区西汉至魏晋时期铜镜的合金成分和金相组织。结果显示,这些铜镜全部为含铅高锡青铜材质,其合金成分符合典型的汉镜合金配比。不同时期铜镜的成分较一致,反映了合金技术的稳定性。这种成熟的汉镜合金配比应形成于西汉中期,并为后世所继承。这批铜镜均为铸造成型,未受到淬火处理。结合历史信息和现代地质研究,对长安铸镜业使用锡料的来源进行了讨论。
胡飞,秦颖,曲毅,罗运兵
摘要:
利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对湖北大冶蟹子地遗址出土西周早期金属丝的化学成分和金相组织进行分析,并与相关研究成果进行比较。研究表明,该金属丝为Sn-Pb合金,熔点~200 ℃,与现代Sn-Pb共晶焊料相近,应该不是铸造青铜器时所使用的配料,极有可能与当时青铜器的焊接相关,但是否是古代青铜器焊接过程中所使用的“焊丝”,还有待相关的考古新发现及其科学研究验证。