2018年第4期目录
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    重有色金属
  • 黄涛,陈丽杰,张喆秋,刘建华,田磊
    摘要:
    针对两段氨性加压浸出氧化铜钴矿新工艺所产生的氨浸液,用(NH4)3PO4净化除杂以及D001交换树脂离子交换分离铜钴的方法来取代直接蒸馏法。在氨浸液250 mL,搅拌转速500 r/min,(NH4)3PO4质量为氨浸液中Ca、Mg、Fe总量的3倍,反应温度25 ℃,反应时间30 min的条件下,杂质Ca、Fe、Mg的脱除率分别为98.37%、98.33%和96.3%,对主元素Cu、Co损失影响不大。静态试验结果表明,在D001交换树脂10 g、除杂后氨浸液200 mL、30 ℃恒温振荡8 min的条件下,铜吸附率达到91.88%,钴吸附率下降至1.87%。动态试验结果表明,金属离子与D001树脂交换能力强弱顺序为Cu>Ni>Mn>Zn>Fe>Mg>Co。用盐酸洗脱D001离子交换树脂即可得到纯度较高的钴液,实现钴与其它金属杂质离子的分离。
  • 刘飞,洪育民,赵磊
    摘要:
    针对铜冶炼转炉白烟尘中有价金属的综合利用,开展了加压浸出工艺研究。在液固比6︰1(mL/g)、初始硫酸浓度0.6 mol/L、浸出温度120 ℃、氧分压0.6 MPa、浸出时间3 h、搅拌速度500 r/min的条件下,Cu、Zn浸出率均高于95%,Cd浸出率大于90%,As、Fe浸出率可以控制在10%以下。同步实现Cu、Zn、Cd高效浸出与As、Fe的抑制,有利于后续加压浸出液中的有价金属的分离。
  • 边瑞民,王智,魏传兵,赵宝军
    摘要:
    采用新型贫化炉(Φ3.6 m×8.1 m),在熔炼温度分别是1 200 ℃、1 250 ℃,沉降时间分别为30 min、60 min,Fe/SiO2=1.7~1.9的条件下,考察了熔剂、硫化剂和还原剂等对渣贫化效果的影响。结果表明,在铜原始熔炼渣中加入SiO2、B2O3或CaF2时,可增加冰铜的沉降分离效果。而FeS的加入对铜的回收几乎没有影响,但它能够和氧反应产生工艺所需热量,还能减少尖晶石相和渣中铜的溶解。在优化的综合条件下,氧气与天然气比值控制在1.6时,弃渣含铜可达到0.26%。
  • 王晓民,朵 军,刘焕德,张廷安
    摘要:
    以硫酸为浸出剂,硝酸为氧化剂,对多金属复杂铜矿进行氧化浸出试验。结果表明,酸的种类和用量以及氧化剂类型对多金属复杂铜矿浸出率有明显的影响;硝酸使Cu、Fe、Zn等元素部分浸出,但浸出率却不随硝酸用量的增加而升高;硝酸加入方式对金属浸出率影响较大,缓慢加入方式对金属的浸出效果更好。扩大实验结果表明,Cu、Fe、Zn的浸出率达到98%以上,As的浸出率为60%左右,Pb、Sb的浸出率很低,Ag基本没有浸出。二次滤渣主要由PbO1.44和Pb2.5Sb1.5O6.75构成。
  • 李威,樊友奇,闫允涛,姚永林,华中胜
    摘要:
    采用座滴法研究氮气气氛下铜冶炼澳斯麦特炉水淬渣与澳斯麦特炉喷枪表面的润湿行为,并探讨保温时间、温度、喷枪材质(310S及316L不锈钢)及熔渣中Fe(III)含量对润湿角大小的影响。单因素试验结果表明,1 200 ℃时澳炉渣与310S不锈钢基片的润湿角(20°)小于与316L基片的润湿角(26°),温度升高时,润湿角均减小,1 250 ℃时分别下降至5°和20°左右。熔渣与两种不锈钢材质之间的润湿角差异加大,由1 200 ℃时的6°增大到1 250 ℃时的15°。当水淬渣中加入质量分数3?(III)时,熔渣与不锈钢基体间的润湿角均会有所增加(1 250 ℃时316L基片增加2°,310S基片增加9°),熔渣与基底之间的润湿性降低。在实际生产中,选择相对较高的熔炼温度(1 250 ℃),控制炉渣中较低的Fe(III)含量,以310S作为喷枪枪身材质时,枪身挂渣效果会更好。
  • 崔志祥,王智,魏传兵,王海滨,候鹏,杜武钊
    摘要:
    详细介绍了两步炼铜新工艺的产业化应用和发展情况以及新工艺的操作条件和技术参数。原料(包括精矿和熔剂)无需经过预处理,只需简单抓配混合后加入到多元炉,产出的热态白冰铜经过导锍管进入火精炉,2台火精炉交替作业,直接产出阳极铜,保证了整个生产系统的连续性。该工艺于2015年10月份建成投产,目前生产能力为年处理175万t混合矿料。
  • 王国栋,伍贺东,徐学鸥,席阳
    摘要:
    开展了新型除钴有机试剂净化后的新液与使用锌粉、锑盐、硫酸铜净化后的新液进行锌电解对比研究。结果表明,使用新型除钴有机试剂净化后的新液进行锌电解,在电流密度320 A/m2、槽电压3.15~3.3 V、槽温28~31 ℃、时间32 h、明胶溶液每2小时10 mL、新型有机除Co试剂用量8.5 mg/L的条件下,电解过程中锌片外观质量较好,槽面无返溶烧板现象,电流效率86.09%~89.22%,电流效率高出8.35个百分点;随着电解周期的延长,有机物不断富集,电解阴极出现返溶、烧板迹象,但随着活性炭的加入,返溶、烧板现象停止,阴极锌片表面平整光滑。
  • 胡明,虎训,邵哲如,程易,宫臣,王婷婷,徐鹏程,齐景伟
    摘要:
    采用TG-DSC和高温原位XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行研究,并通过电阻炉对铁矾渣进行焙烧脱硫预处理。结果表明,铁矾渣热分解过程主要存在两个分解反应,分别是NaFe3(SO4)2(OH)6和Fe2(SO4)3的分解,800 ℃后的焙烧产物主要是ZnO?Fe2O3和Fe2O3;采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算出铁矾渣在350~450 ℃和630~800 ℃范围内两个分解反应的表观活化能分别为150、170 kJ/mol,两个反应均受界面化学反应控制,反应的机理函数G(α)分别为1-(1-α)1/3和1-(1-α)1/2。焙烧脱硫结果表明,在中性气氛、温度1 300 ℃、焙烧时间20 min、气体流量0.4 m3/h的条件下,铁矾渣脱硫率为98.57%,焙烧脱硫后,铁矾渣中的黄钠铁矾转化为ZnO?Fe2O3和Fe2O3,重金属离子得到固化,有害元素得到有效脱除。
  • 轻有色金属
  • 王国栋,邢鹏,王成彦
    摘要:
    研究了t-BAMBP萃取钾铷的机理。以斜率法研究了分配比D与pH以及ROH浓度的关系,证明该反应为阳离子交换反应,萃合物组成为MOR?ROH(o)(M为Rb 、K ),萃取反应式为M (a) 2ROH(o) OH-(a)?MOR?ROH(o) H2O。对钾、铷的饱和负载有机相进行了红外光谱分析,与空白有机相比,负载有机相的波峰强度降低,位置发生偏移,说明在碱性溶液中,被萃取的M 与H 发生阳离子交换反应生成酚酸盐。在特定的萃取条件下,铷的萃取饱和容量为4.5 g/L,t-BAMBP具有较强的萃取铷的能力。
  • 周晓东,叶华,孙明藏,陈武杰
    摘要:
    利用碳化分解法对碳酸锂粗品进行提纯,在液固比15︰1、二氧化碳流量0.25 L/min时通气40 min,碳酸锂粗品全部溶于水,形成碳酸氢锂溶液。最佳碳化分解条件为:反应温度90 ℃、反应时间60 min,同时在分解过程中持续抽走逸出的二氧化碳气体,此阶段锂的回收率为87.80%,制备的碳酸锂产品纯度达到了电池级碳酸锂的要求。碳酸氢锂母液可循环利用,最大循环次数为5次。
  • 李 超,王丽萍,郭昭华,王永旺,陈 东
    摘要:
    简要介绍了世界范围内煤中锂的分布、富集情况,着重介绍了粉煤灰中锂的提取富集技术,包括:硫酸焙烧法、盐酸浸出法和碱烧结法。最后,分析了目前粉煤灰中锂提取的研究现状及锂提取存在的问题,给出了合理的建议和研究方向,并对煤中伴生锂资源的提取前景进行了展望。
  • 稀贵金属
  • 秦树辰,王海北,刘三平,谢铿,苏立峰
    摘要:
    针对氯盐体系铟的萃取进行萃取体系、酸度、萃取剂浓度、相比和时间条件试验,对反萃过程中关键影响因素盐酸浓度进行试验。最佳萃取工艺参数为:有机相30%P204、相比(O/A)=1/3、皂化率60%、初始水相pH=0.5、室温混合5 min;铟一级萃取率能够达到97.01%,三级逆流萃取能够稳定达到99.5%。反萃工艺参数为相比10/1、盐酸浓度3 mol/L、室温混合5 min,一级反萃率75.52%,三级反萃率达到100%。经萃取、洗涤、反萃后,铟回收率达到96.8%。
  • 王飞,蔡鹏,张红亮
    摘要:
    金属钙在真空环境下熔融CaCl2体系中还原CeO2可制备纯度>99%的金属铈,研究该反应过程的多相流体行为可为体系结构与工艺参数优化提供方法。以CaCl2-Ca-CeO2熔盐体系为研究对象,研究并建立搅拌功率密度与搅拌桨桨径比之间的关系模型,同时建立熔盐搅拌体系的多相流体模型,分别对多种双搅拌桨模式、三搅拌桨模式的熔盐多相流场进行了计算,优化得到一种最优的搅拌桨结构,为工业制备高纯铈提供技术支撑。
  • 张保平,郭美辰,刘 运,沈博文
    摘要:
    以季铵型木质素和季铵型鳌合木质素为吸附剂,研究了吸附时间、PtCl62-初始浓度对PtCl62-吸附效果的影响,考察了盐酸浓度对PtCl62-吸附选择性的影响规律,探究了吸附过程的动力学方程和等温吸附特性。结果表明,季铵型木质素吸附平衡时间和饱和吸附容量分别为300 min和67.90 mg/g,季铵型鳌合木质素吸附平衡时间和饱和吸附容量为120 min和218.8 mg/g;两种改性木质素在盐酸浓度为1.0 mol/L时,对PtCl62-均具有很好的吸附选择性,且盐酸浓度越低吸附选择性越好;动力学均遵循准二级方程,等温吸附模型均与朗缪尔方程拟合较好,吸附过程均为单分子层均质化学吸附。
  • 材料与设备
  • 郝占忠,许林成
    摘要:
    以氟化钆为原料,金属钙为还原剂,在真空感应炉内,用钙热还原和XRD法研究了金属钆中钨的来源、形态、分布、演化迁移行为和调控方法。结果表明,金属钆中钨主要来源于坩埚,以熔解态钨和夹杂物Gd2(WO4)3两种形态存在。钨在金属钆铸锭的下表面中心区域位置发生偏聚,含量最高,上表面二分之一半径处含量最低。演化迁移行为主要有两条途径,单质钨经脱落、熔解、熔体中迁移再分配、铸模内向中心和底部迁移;单质钨被氧化为氧化钨后,进入熔体与钆结合为Gd2(WO4)3、铸模内向中心和底部迁移。从钨坩埚致密性、熔炼氛围、炉内残余氧量、原辅料纯度和升降温制度等方面调控后,可获得平均钨含量为0.008%的金属钆。
  • 任萍,马海燕,程越伟,李岩,周慧琴
    摘要:
    对废钽靶材回收处理工艺及其回收料的应用进行了研究。利用氢化处理工艺,将废钽靶材组件进行了分离,使用酸洗、脱氢等处理工艺,最终得到了纯度为99.995%以上的冶金级钽粉。回收的冶金级钽粉可作为原料用于电子束熔炼制备钽锭,也可直接用做其他钽加工材的原料。分离出的铜背板可选用清洗、整形、抛光等处理工艺,处理合格后的背板可作为新的靶底使用,或作为黄铜直接回收。
  • 环境工程
  • 周仲魁,孙占学,郑立莉,饶苗苗,王艳芬
    摘要:
    采集了某铀矿区不同浓度放射性核素污染土壤样品,分析了土壤理化性质、放射性核素238U、232Th、226Ra和40K活性浓度、土壤呼吸和土壤酶活的变化情况。结果表明,研究区不同浓度区块土壤呼吸作用随着放射性核素活性浓度的增加而降低,且同一浓度区块不同深度土壤呼吸作用变化不显著;研究区不同浓度区块土壤脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、磷酸酶和芳基硫酸酯酶等5种酶活含量变化差异显著,均随着放射性核素活性浓度的增加而降低,且同一浓度区块不同深度土壤5种酶活含量随着采样深度的增加而变小。放射性核素对土壤微生物活性有较大影响。
  • 王兵
    摘要:
    以铬渣堆场周边土壤为研究对象,分层分区采集土壤样品,采用地累积指数、潜在生态风险指数法和人体健康风险评价模型,对土壤中Cr(VI)、Cr、Pb、As等重金属进行风险评估。结果表明,土壤中Cr(VI)、Cr、Pb、As含量的平均值分别为567.19、9 055.61、457.19、66.80 mg/kg。研究区土壤均处于中度偏强的生态风险等级,且铬污染受人为污染影响严重。研究区土壤中的Cr(VI)和As存在致癌风险,主要是经手—口摄入途径暴露所致。研究区土壤的非致癌风险非常严重,且主要贡献来源于铬元素。
    重有色金属
  • 黄涛,陈丽杰,张喆秋,刘建华,田磊
    摘要:
    针对两段氨性加压浸出氧化铜钴矿新工艺所产生的氨浸液,用(NH4)3PO4净化除杂以及D001交换树脂离子交换分离铜钴的方法来取代直接蒸馏法。在氨浸液250 mL,搅拌转速500 r/min,(NH4)3PO4质量为氨浸液中Ca、Mg、Fe总量的3倍,反应温度25 ℃,反应时间30 min的条件下,杂质Ca、Fe、Mg的脱除率分别为98.37%、98.33%和96.3%,对主元素Cu、Co损失影响不大。静态试验结果表明,在D001交换树脂10 g、除杂后氨浸液200 mL、30 ℃恒温振荡8 min的条件下,铜吸附率达到91.88%,钴吸附率下降至1.87%。动态试验结果表明,金属离子与D001树脂交换能力强弱顺序为Cu>Ni>Mn>Zn>Fe>Mg>Co。用盐酸洗脱D001离子交换树脂即可得到纯度较高的钴液,实现钴与其它金属杂质离子的分离。
  • 刘飞,洪育民,赵磊
    摘要:
    针对铜冶炼转炉白烟尘中有价金属的综合利用,开展了加压浸出工艺研究。在液固比6︰1(mL/g)、初始硫酸浓度0.6 mol/L、浸出温度120 ℃、氧分压0.6 MPa、浸出时间3 h、搅拌速度500 r/min的条件下,Cu、Zn浸出率均高于95%,Cd浸出率大于90%,As、Fe浸出率可以控制在10%以下。同步实现Cu、Zn、Cd高效浸出与As、Fe的抑制,有利于后续加压浸出液中的有价金属的分离。
  • 边瑞民,王智,魏传兵,赵宝军
    摘要:
    采用新型贫化炉(Φ3.6 m×8.1 m),在熔炼温度分别是1 200 ℃、1 250 ℃,沉降时间分别为30 min、60 min,Fe/SiO2=1.7~1.9的条件下,考察了熔剂、硫化剂和还原剂等对渣贫化效果的影响。结果表明,在铜原始熔炼渣中加入SiO2、B2O3或CaF2时,可增加冰铜的沉降分离效果。而FeS的加入对铜的回收几乎没有影响,但它能够和氧反应产生工艺所需热量,还能减少尖晶石相和渣中铜的溶解。在优化的综合条件下,氧气与天然气比值控制在1.6时,弃渣含铜可达到0.26%。
  • 王晓民,朵 军,刘焕德,张廷安
    摘要:
    以硫酸为浸出剂,硝酸为氧化剂,对多金属复杂铜矿进行氧化浸出试验。结果表明,酸的种类和用量以及氧化剂类型对多金属复杂铜矿浸出率有明显的影响;硝酸使Cu、Fe、Zn等元素部分浸出,但浸出率却不随硝酸用量的增加而升高;硝酸加入方式对金属浸出率影响较大,缓慢加入方式对金属的浸出效果更好。扩大实验结果表明,Cu、Fe、Zn的浸出率达到98%以上,As的浸出率为60%左右,Pb、Sb的浸出率很低,Ag基本没有浸出。二次滤渣主要由PbO1.44和Pb2.5Sb1.5O6.75构成。
  • 李威,樊友奇,闫允涛,姚永林,华中胜
    摘要:
    采用座滴法研究氮气气氛下铜冶炼澳斯麦特炉水淬渣与澳斯麦特炉喷枪表面的润湿行为,并探讨保温时间、温度、喷枪材质(310S及316L不锈钢)及熔渣中Fe(III)含量对润湿角大小的影响。单因素试验结果表明,1 200 ℃时澳炉渣与310S不锈钢基片的润湿角(20°)小于与316L基片的润湿角(26°),温度升高时,润湿角均减小,1 250 ℃时分别下降至5°和20°左右。熔渣与两种不锈钢材质之间的润湿角差异加大,由1 200 ℃时的6°增大到1 250 ℃时的15°。当水淬渣中加入质量分数3?(III)时,熔渣与不锈钢基体间的润湿角均会有所增加(1 250 ℃时316L基片增加2°,310S基片增加9°),熔渣与基底之间的润湿性降低。在实际生产中,选择相对较高的熔炼温度(1 250 ℃),控制炉渣中较低的Fe(III)含量,以310S作为喷枪枪身材质时,枪身挂渣效果会更好。
  • 崔志祥,王智,魏传兵,王海滨,候鹏,杜武钊
    摘要:
    详细介绍了两步炼铜新工艺的产业化应用和发展情况以及新工艺的操作条件和技术参数。原料(包括精矿和熔剂)无需经过预处理,只需简单抓配混合后加入到多元炉,产出的热态白冰铜经过导锍管进入火精炉,2台火精炉交替作业,直接产出阳极铜,保证了整个生产系统的连续性。该工艺于2015年10月份建成投产,目前生产能力为年处理175万t混合矿料。
  • 王国栋,伍贺东,徐学鸥,席阳
    摘要:
    开展了新型除钴有机试剂净化后的新液与使用锌粉、锑盐、硫酸铜净化后的新液进行锌电解对比研究。结果表明,使用新型除钴有机试剂净化后的新液进行锌电解,在电流密度320 A/m2、槽电压3.15~3.3 V、槽温28~31 ℃、时间32 h、明胶溶液每2小时10 mL、新型有机除Co试剂用量8.5 mg/L的条件下,电解过程中锌片外观质量较好,槽面无返溶烧板现象,电流效率86.09%~89.22%,电流效率高出8.35个百分点;随着电解周期的延长,有机物不断富集,电解阴极出现返溶、烧板迹象,但随着活性炭的加入,返溶、烧板现象停止,阴极锌片表面平整光滑。
  • 胡明,虎训,邵哲如,程易,宫臣,王婷婷,徐鹏程,齐景伟
    摘要:
    采用TG-DSC和高温原位XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行研究,并通过电阻炉对铁矾渣进行焙烧脱硫预处理。结果表明,铁矾渣热分解过程主要存在两个分解反应,分别是NaFe3(SO4)2(OH)6和Fe2(SO4)3的分解,800 ℃后的焙烧产物主要是ZnO?Fe2O3和Fe2O3;采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算出铁矾渣在350~450 ℃和630~800 ℃范围内两个分解反应的表观活化能分别为150、170 kJ/mol,两个反应均受界面化学反应控制,反应的机理函数G(α)分别为1-(1-α)1/3和1-(1-α)1/2。焙烧脱硫结果表明,在中性气氛、温度1 300 ℃、焙烧时间20 min、气体流量0.4 m3/h的条件下,铁矾渣脱硫率为98.57%,焙烧脱硫后,铁矾渣中的黄钠铁矾转化为ZnO?Fe2O3和Fe2O3,重金属离子得到固化,有害元素得到有效脱除。
  • 轻有色金属
  • 王国栋,邢鹏,王成彦
    摘要:
    研究了t-BAMBP萃取钾铷的机理。以斜率法研究了分配比D与pH以及ROH浓度的关系,证明该反应为阳离子交换反应,萃合物组成为MOR?ROH(o)(M为Rb 、K ),萃取反应式为M (a) 2ROH(o) OH-(a)?MOR?ROH(o) H2O。对钾、铷的饱和负载有机相进行了红外光谱分析,与空白有机相比,负载有机相的波峰强度降低,位置发生偏移,说明在碱性溶液中,被萃取的M 与H 发生阳离子交换反应生成酚酸盐。在特定的萃取条件下,铷的萃取饱和容量为4.5 g/L,t-BAMBP具有较强的萃取铷的能力。
  • 周晓东,叶华,孙明藏,陈武杰
    摘要:
    利用碳化分解法对碳酸锂粗品进行提纯,在液固比15︰1、二氧化碳流量0.25 L/min时通气40 min,碳酸锂粗品全部溶于水,形成碳酸氢锂溶液。最佳碳化分解条件为:反应温度90 ℃、反应时间60 min,同时在分解过程中持续抽走逸出的二氧化碳气体,此阶段锂的回收率为87.80%,制备的碳酸锂产品纯度达到了电池级碳酸锂的要求。碳酸氢锂母液可循环利用,最大循环次数为5次。
  • 李 超,王丽萍,郭昭华,王永旺,陈 东
    摘要:
    简要介绍了世界范围内煤中锂的分布、富集情况,着重介绍了粉煤灰中锂的提取富集技术,包括:硫酸焙烧法、盐酸浸出法和碱烧结法。最后,分析了目前粉煤灰中锂提取的研究现状及锂提取存在的问题,给出了合理的建议和研究方向,并对煤中伴生锂资源的提取前景进行了展望。
  • 稀贵金属
  • 秦树辰,王海北,刘三平,谢铿,苏立峰
    摘要:
    针对氯盐体系铟的萃取进行萃取体系、酸度、萃取剂浓度、相比和时间条件试验,对反萃过程中关键影响因素盐酸浓度进行试验。最佳萃取工艺参数为:有机相30%P204、相比(O/A)=1/3、皂化率60%、初始水相pH=0.5、室温混合5 min;铟一级萃取率能够达到97.01%,三级逆流萃取能够稳定达到99.5%。反萃工艺参数为相比10/1、盐酸浓度3 mol/L、室温混合5 min,一级反萃率75.52%,三级反萃率达到100%。经萃取、洗涤、反萃后,铟回收率达到96.8%。
  • 王飞,蔡鹏,张红亮
    摘要:
    金属钙在真空环境下熔融CaCl2体系中还原CeO2可制备纯度>99%的金属铈,研究该反应过程的多相流体行为可为体系结构与工艺参数优化提供方法。以CaCl2-Ca-CeO2熔盐体系为研究对象,研究并建立搅拌功率密度与搅拌桨桨径比之间的关系模型,同时建立熔盐搅拌体系的多相流体模型,分别对多种双搅拌桨模式、三搅拌桨模式的熔盐多相流场进行了计算,优化得到一种最优的搅拌桨结构,为工业制备高纯铈提供技术支撑。
  • 张保平,郭美辰,刘 运,沈博文
    摘要:
    以季铵型木质素和季铵型鳌合木质素为吸附剂,研究了吸附时间、PtCl62-初始浓度对PtCl62-吸附效果的影响,考察了盐酸浓度对PtCl62-吸附选择性的影响规律,探究了吸附过程的动力学方程和等温吸附特性。结果表明,季铵型木质素吸附平衡时间和饱和吸附容量分别为300 min和67.90 mg/g,季铵型鳌合木质素吸附平衡时间和饱和吸附容量为120 min和218.8 mg/g;两种改性木质素在盐酸浓度为1.0 mol/L时,对PtCl62-均具有很好的吸附选择性,且盐酸浓度越低吸附选择性越好;动力学均遵循准二级方程,等温吸附模型均与朗缪尔方程拟合较好,吸附过程均为单分子层均质化学吸附。
  • 材料与设备
  • 郝占忠,许林成
    摘要:
    以氟化钆为原料,金属钙为还原剂,在真空感应炉内,用钙热还原和XRD法研究了金属钆中钨的来源、形态、分布、演化迁移行为和调控方法。结果表明,金属钆中钨主要来源于坩埚,以熔解态钨和夹杂物Gd2(WO4)3两种形态存在。钨在金属钆铸锭的下表面中心区域位置发生偏聚,含量最高,上表面二分之一半径处含量最低。演化迁移行为主要有两条途径,单质钨经脱落、熔解、熔体中迁移再分配、铸模内向中心和底部迁移;单质钨被氧化为氧化钨后,进入熔体与钆结合为Gd2(WO4)3、铸模内向中心和底部迁移。从钨坩埚致密性、熔炼氛围、炉内残余氧量、原辅料纯度和升降温制度等方面调控后,可获得平均钨含量为0.008%的金属钆。
  • 任萍,马海燕,程越伟,李岩,周慧琴
    摘要:
    对废钽靶材回收处理工艺及其回收料的应用进行了研究。利用氢化处理工艺,将废钽靶材组件进行了分离,使用酸洗、脱氢等处理工艺,最终得到了纯度为99.995%以上的冶金级钽粉。回收的冶金级钽粉可作为原料用于电子束熔炼制备钽锭,也可直接用做其他钽加工材的原料。分离出的铜背板可选用清洗、整形、抛光等处理工艺,处理合格后的背板可作为新的靶底使用,或作为黄铜直接回收。
  • 环境工程
  • 周仲魁,孙占学,郑立莉,饶苗苗,王艳芬
    摘要:
    采集了某铀矿区不同浓度放射性核素污染土壤样品,分析了土壤理化性质、放射性核素238U、232Th、226Ra和40K活性浓度、土壤呼吸和土壤酶活的变化情况。结果表明,研究区不同浓度区块土壤呼吸作用随着放射性核素活性浓度的增加而降低,且同一浓度区块不同深度土壤呼吸作用变化不显著;研究区不同浓度区块土壤脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、磷酸酶和芳基硫酸酯酶等5种酶活含量变化差异显著,均随着放射性核素活性浓度的增加而降低,且同一浓度区块不同深度土壤5种酶活含量随着采样深度的增加而变小。放射性核素对土壤微生物活性有较大影响。
  • 王兵
    摘要:
    以铬渣堆场周边土壤为研究对象,分层分区采集土壤样品,采用地累积指数、潜在生态风险指数法和人体健康风险评价模型,对土壤中Cr(VI)、Cr、Pb、As等重金属进行风险评估。结果表明,土壤中Cr(VI)、Cr、Pb、As含量的平均值分别为567.19、9 055.61、457.19、66.80 mg/kg。研究区土壤均处于中度偏强的生态风险等级,且铬污染受人为污染影响严重。研究区土壤中的Cr(VI)和As存在致癌风险,主要是经手—口摄入途径暴露所致。研究区土壤的非致癌风险非常严重,且主要贡献来源于铬元素。
    重有色金属
  • 黄涛,陈丽杰,张喆秋,刘建华,田磊
    摘要:
    针对两段氨性加压浸出氧化铜钴矿新工艺所产生的氨浸液,用(NH4)3PO4净化除杂以及D001交换树脂离子交换分离铜钴的方法来取代直接蒸馏法。在氨浸液250 mL,搅拌转速500 r/min,(NH4)3PO4质量为氨浸液中Ca、Mg、Fe总量的3倍,反应温度25 ℃,反应时间30 min的条件下,杂质Ca、Fe、Mg的脱除率分别为98.37%、98.33%和96.3%,对主元素Cu、Co损失影响不大。静态试验结果表明,在D001交换树脂10 g、除杂后氨浸液200 mL、30 ℃恒温振荡8 min的条件下,铜吸附率达到91.88%,钴吸附率下降至1.87%。动态试验结果表明,金属离子与D001树脂交换能力强弱顺序为Cu>Ni>Mn>Zn>Fe>Mg>Co。用盐酸洗脱D001离子交换树脂即可得到纯度较高的钴液,实现钴与其它金属杂质离子的分离。
  • 刘飞,洪育民,赵磊
    摘要:
    针对铜冶炼转炉白烟尘中有价金属的综合利用,开展了加压浸出工艺研究。在液固比6︰1(mL/g)、初始硫酸浓度0.6 mol/L、浸出温度120 ℃、氧分压0.6 MPa、浸出时间3 h、搅拌速度500 r/min的条件下,Cu、Zn浸出率均高于95%,Cd浸出率大于90%,As、Fe浸出率可以控制在10%以下。同步实现Cu、Zn、Cd高效浸出与As、Fe的抑制,有利于后续加压浸出液中的有价金属的分离。
  • 边瑞民,王智,魏传兵,赵宝军
    摘要:
    采用新型贫化炉(Φ3.6 m×8.1 m),在熔炼温度分别是1 200 ℃、1 250 ℃,沉降时间分别为30 min、60 min,Fe/SiO2=1.7~1.9的条件下,考察了熔剂、硫化剂和还原剂等对渣贫化效果的影响。结果表明,在铜原始熔炼渣中加入SiO2、B2O3或CaF2时,可增加冰铜的沉降分离效果。而FeS的加入对铜的回收几乎没有影响,但它能够和氧反应产生工艺所需热量,还能减少尖晶石相和渣中铜的溶解。在优化的综合条件下,氧气与天然气比值控制在1.6时,弃渣含铜可达到0.26%。
  • 王晓民,朵 军,刘焕德,张廷安
    摘要:
    以硫酸为浸出剂,硝酸为氧化剂,对多金属复杂铜矿进行氧化浸出试验。结果表明,酸的种类和用量以及氧化剂类型对多金属复杂铜矿浸出率有明显的影响;硝酸使Cu、Fe、Zn等元素部分浸出,但浸出率却不随硝酸用量的增加而升高;硝酸加入方式对金属浸出率影响较大,缓慢加入方式对金属的浸出效果更好。扩大实验结果表明,Cu、Fe、Zn的浸出率达到98%以上,As的浸出率为60%左右,Pb、Sb的浸出率很低,Ag基本没有浸出。二次滤渣主要由PbO1.44和Pb2.5Sb1.5O6.75构成。
  • 李威,樊友奇,闫允涛,姚永林,华中胜
    摘要:
    采用座滴法研究氮气气氛下铜冶炼澳斯麦特炉水淬渣与澳斯麦特炉喷枪表面的润湿行为,并探讨保温时间、温度、喷枪材质(310S及316L不锈钢)及熔渣中Fe(III)含量对润湿角大小的影响。单因素试验结果表明,1 200 ℃时澳炉渣与310S不锈钢基片的润湿角(20°)小于与316L基片的润湿角(26°),温度升高时,润湿角均减小,1 250 ℃时分别下降至5°和20°左右。熔渣与两种不锈钢材质之间的润湿角差异加大,由1 200 ℃时的6°增大到1 250 ℃时的15°。当水淬渣中加入质量分数3?(III)时,熔渣与不锈钢基体间的润湿角均会有所增加(1 250 ℃时316L基片增加2°,310S基片增加9°),熔渣与基底之间的润湿性降低。在实际生产中,选择相对较高的熔炼温度(1 250 ℃),控制炉渣中较低的Fe(III)含量,以310S作为喷枪枪身材质时,枪身挂渣效果会更好。
  • 崔志祥,王智,魏传兵,王海滨,候鹏,杜武钊
    摘要:
    详细介绍了两步炼铜新工艺的产业化应用和发展情况以及新工艺的操作条件和技术参数。原料(包括精矿和熔剂)无需经过预处理,只需简单抓配混合后加入到多元炉,产出的热态白冰铜经过导锍管进入火精炉,2台火精炉交替作业,直接产出阳极铜,保证了整个生产系统的连续性。该工艺于2015年10月份建成投产,目前生产能力为年处理175万t混合矿料。
  • 王国栋,伍贺东,徐学鸥,席阳
    摘要:
    开展了新型除钴有机试剂净化后的新液与使用锌粉、锑盐、硫酸铜净化后的新液进行锌电解对比研究。结果表明,使用新型除钴有机试剂净化后的新液进行锌电解,在电流密度320 A/m2、槽电压3.15~3.3 V、槽温28~31 ℃、时间32 h、明胶溶液每2小时10 mL、新型有机除Co试剂用量8.5 mg/L的条件下,电解过程中锌片外观质量较好,槽面无返溶烧板现象,电流效率86.09%~89.22%,电流效率高出8.35个百分点;随着电解周期的延长,有机物不断富集,电解阴极出现返溶、烧板迹象,但随着活性炭的加入,返溶、烧板现象停止,阴极锌片表面平整光滑。
  • 胡明,虎训,邵哲如,程易,宫臣,王婷婷,徐鹏程,齐景伟
    摘要:
    采用TG-DSC和高温原位XRD分析方法对铁矾渣热分解过程进行研究,并通过电阻炉对铁矾渣进行焙烧脱硫预处理。结果表明,铁矾渣热分解过程主要存在两个分解反应,分别是NaFe3(SO4)2(OH)6和Fe2(SO4)3的分解,800 ℃后的焙烧产物主要是ZnO?Fe2O3和Fe2O3;采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算出铁矾渣在350~450 ℃和630~800 ℃范围内两个分解反应的表观活化能分别为150、170 kJ/mol,两个反应均受界面化学反应控制,反应的机理函数G(α)分别为1-(1-α)1/3和1-(1-α)1/2。焙烧脱硫结果表明,在中性气氛、温度1 300 ℃、焙烧时间20 min、气体流量0.4 m3/h的条件下,铁矾渣脱硫率为98.57%,焙烧脱硫后,铁矾渣中的黄钠铁矾转化为ZnO?Fe2O3和Fe2O3,重金属离子得到固化,有害元素得到有效脱除。
  • 轻有色金属
  • 王国栋,邢鹏,王成彦
    摘要:
    研究了t-BAMBP萃取钾铷的机理。以斜率法研究了分配比D与pH以及ROH浓度的关系,证明该反应为阳离子交换反应,萃合物组成为MOR?ROH(o)(M为Rb 、K ),萃取反应式为M (a) 2ROH(o) OH-(a)?MOR?ROH(o) H2O。对钾、铷的饱和负载有机相进行了红外光谱分析,与空白有机相比,负载有机相的波峰强度降低,位置发生偏移,说明在碱性溶液中,被萃取的M 与H 发生阳离子交换反应生成酚酸盐。在特定的萃取条件下,铷的萃取饱和容量为4.5 g/L,t-BAMBP具有较强的萃取铷的能力。
  • 周晓东,叶华,孙明藏,陈武杰
    摘要:
    利用碳化分解法对碳酸锂粗品进行提纯,在液固比15︰1、二氧化碳流量0.25 L/min时通气40 min,碳酸锂粗品全部溶于水,形成碳酸氢锂溶液。最佳碳化分解条件为:反应温度90 ℃、反应时间60 min,同时在分解过程中持续抽走逸出的二氧化碳气体,此阶段锂的回收率为87.80%,制备的碳酸锂产品纯度达到了电池级碳酸锂的要求。碳酸氢锂母液可循环利用,最大循环次数为5次。
  • 李 超,王丽萍,郭昭华,王永旺,陈 东
    摘要:
    简要介绍了世界范围内煤中锂的分布、富集情况,着重介绍了粉煤灰中锂的提取富集技术,包括:硫酸焙烧法、盐酸浸出法和碱烧结法。最后,分析了目前粉煤灰中锂提取的研究现状及锂提取存在的问题,给出了合理的建议和研究方向,并对煤中伴生锂资源的提取前景进行了展望。
  • 稀贵金属
  • 秦树辰,王海北,刘三平,谢铿,苏立峰
    摘要:
    针对氯盐体系铟的萃取进行萃取体系、酸度、萃取剂浓度、相比和时间条件试验,对反萃过程中关键影响因素盐酸浓度进行试验。最佳萃取工艺参数为:有机相30%P204、相比(O/A)=1/3、皂化率60%、初始水相pH=0.5、室温混合5 min;铟一级萃取率能够达到97.01%,三级逆流萃取能够稳定达到99.5%。反萃工艺参数为相比10/1、盐酸浓度3 mol/L、室温混合5 min,一级反萃率75.52%,三级反萃率达到100%。经萃取、洗涤、反萃后,铟回收率达到96.8%。
  • 王飞,蔡鹏,张红亮
    摘要:
    金属钙在真空环境下熔融CaCl2体系中还原CeO2可制备纯度>99%的金属铈,研究该反应过程的多相流体行为可为体系结构与工艺参数优化提供方法。以CaCl2-Ca-CeO2熔盐体系为研究对象,研究并建立搅拌功率密度与搅拌桨桨径比之间的关系模型,同时建立熔盐搅拌体系的多相流体模型,分别对多种双搅拌桨模式、三搅拌桨模式的熔盐多相流场进行了计算,优化得到一种最优的搅拌桨结构,为工业制备高纯铈提供技术支撑。
  • 张保平,郭美辰,刘 运,沈博文
    摘要:
    以季铵型木质素和季铵型鳌合木质素为吸附剂,研究了吸附时间、PtCl62-初始浓度对PtCl62-吸附效果的影响,考察了盐酸浓度对PtCl62-吸附选择性的影响规律,探究了吸附过程的动力学方程和等温吸附特性。结果表明,季铵型木质素吸附平衡时间和饱和吸附容量分别为300 min和67.90 mg/g,季铵型鳌合木质素吸附平衡时间和饱和吸附容量为120 min和218.8 mg/g;两种改性木质素在盐酸浓度为1.0 mol/L时,对PtCl62-均具有很好的吸附选择性,且盐酸浓度越低吸附选择性越好;动力学均遵循准二级方程,等温吸附模型均与朗缪尔方程拟合较好,吸附过程均为单分子层均质化学吸附。
  • 材料与设备
  • 郝占忠,许林成
    摘要:
    以氟化钆为原料,金属钙为还原剂,在真空感应炉内,用钙热还原和XRD法研究了金属钆中钨的来源、形态、分布、演化迁移行为和调控方法。结果表明,金属钆中钨主要来源于坩埚,以熔解态钨和夹杂物Gd2(WO4)3两种形态存在。钨在金属钆铸锭的下表面中心区域位置发生偏聚,含量最高,上表面二分之一半径处含量最低。演化迁移行为主要有两条途径,单质钨经脱落、熔解、熔体中迁移再分配、铸模内向中心和底部迁移;单质钨被氧化为氧化钨后,进入熔体与钆结合为Gd2(WO4)3、铸模内向中心和底部迁移。从钨坩埚致密性、熔炼氛围、炉内残余氧量、原辅料纯度和升降温制度等方面调控后,可获得平均钨含量为0.008%的金属钆。
  • 任萍,马海燕,程越伟,李岩,周慧琴
    摘要:
    对废钽靶材回收处理工艺及其回收料的应用进行了研究。利用氢化处理工艺,将废钽靶材组件进行了分离,使用酸洗、脱氢等处理工艺,最终得到了纯度为99.995%以上的冶金级钽粉。回收的冶金级钽粉可作为原料用于电子束熔炼制备钽锭,也可直接用做其他钽加工材的原料。分离出的铜背板可选用清洗、整形、抛光等处理工艺,处理合格后的背板可作为新的靶底使用,或作为黄铜直接回收。
  • 环境工程
  • 周仲魁,孙占学,郑立莉,饶苗苗,王艳芬
    摘要:
    采集了某铀矿区不同浓度放射性核素污染土壤样品,分析了土壤理化性质、放射性核素238U、232Th、226Ra和40K活性浓度、土壤呼吸和土壤酶活的变化情况。结果表明,研究区不同浓度区块土壤呼吸作用随着放射性核素活性浓度的增加而降低,且同一浓度区块不同深度土壤呼吸作用变化不显著;研究区不同浓度区块土壤脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、磷酸酶和芳基硫酸酯酶等5种酶活含量变化差异显著,均随着放射性核素活性浓度的增加而降低,且同一浓度区块不同深度土壤5种酶活含量随着采样深度的增加而变小。放射性核素对土壤微生物活性有较大影响。
  • 王兵
    摘要:
    以铬渣堆场周边土壤为研究对象,分层分区采集土壤样品,采用地累积指数、潜在生态风险指数法和人体健康风险评价模型,对土壤中Cr(VI)、Cr、Pb、As等重金属进行风险评估。结果表明,土壤中Cr(VI)、Cr、Pb、As含量的平均值分别为567.19、9 055.61、457.19、66.80 mg/kg。研究区土壤均处于中度偏强的生态风险等级,且铬污染受人为污染影响严重。研究区土壤中的Cr(VI)和As存在致癌风险,主要是经手—口摄入途径暴露所致。研究区土壤的非致癌风险非常严重,且主要贡献来源于铬元素。

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