2020年第6期目录
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    重有色金属
  • 李子良,徐志峰,张溪,昝苗苗,刘志楼
    摘要:
    有色冶炼行业是我国汞的主要排放源之一,目前如何降低有色冶炼烟气中汞污染排放控制已经成为研究的热点。介绍了冶炼行业矿石中汞的含量以及分布,从协同脱汞技术到专门脱汞技术对冶炼行业除汞现状做了总结,同时对冶炼烟气脱汞趋势进行了展望。
  • 郑宇,王杜,刘勇奇,巩勤学
    摘要:
    以废旧锂电池正极极片粉浸出液为原料,采用铁粉还原法沉淀铜、硫化钠深度除铜、中和水解法除铁铝、氟化钠除镁工艺流程综合回收有价金属。结果表明,铁粉加入系数1.1时,铜能大量沉淀,再次加入5倍理论量的硫化钠后,铜接近完全沉淀。调节溶液pH=4,反应时间2 h,铁和铝接近完全沉淀。除铁后的滤液用氟化钠除去镁离子,设定反应温度80 ℃、氟化钠用量2.5 g/L,镁去除率达99%。除杂后溶液中Cu<2 mg/L、Mg<5 mg/L,Al、Fe能控制在6 mg/L以内,后续可采用共沉淀法制备碳酸盐前躯体。
  • 张恒星,衷水平,陈杭,王俊娥,吴星琳,石瑀
    摘要:
    以国内某企业闪速炉铜渣为研究对象,采用ANSYS软件,建立3D模型,研究了在夏季和冬季工况铜渣缓冷制度下的热场分布。结果表明:闪速炉铜渣在夏季和冬季缓冷时,其内部温度变化趋势基本相同,随着缓冷时间的增加,温度由内到外逐渐降低,高温区域不断缩小。但是夏季铜渣内部和渣包侧壁温度分布比冬季高,铜渣内部温度分布在12 h时温差达到最大67.86 ℃,在冷却水缓冷前两个小时温度下降最快,夏季和冬季降温速率分别为86.63、100.66 ℃/h。此阶段温度下降速度过快,不利于铜渣中含铜颗粒的长大。渣包侧壁自然缓冷时平均温度夏季比冬季高4.62 ℃,冷却水缓冷时平均温度夏季比冬季高3.96 ℃。在冷却水缓冷后期,渣包侧壁的温度下降缓慢,冷却水缓冷效果相比之前有所下降。
  • 熊以俊,许用华,张骏南,王元华
    摘要:
    采用酸浸技术浸出废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物中钴、镍、铜、锂和锰等有价元素,考察了两种废料质量比、反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等对有价元素浸出率的影响。较优浸出工艺条件为:两废料质量比2.33︰1、硫酸浓度1.1 mol/L、液固比6︰1、温度75 ℃、反应时间4 h,在此条件下,钴、铜、镍、锂和锰浸出率均高于99.5%;在酸性条件下Fe3+/Fe2+构成氧化-还原闭路循环反应,促进了浸出反应的进行。该工艺资源利用率高、环境友好,可为综合回收废旧锂电池三元正极材料及铝镍钴废磁钢提供一条新的技术路线。
  • 轻有色金属
  • 周鹏,刘 磊,袁彦婷,张承舟
    摘要:
    分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点,对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展,建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。
  • 刘永轶,李其贵,刘战伟
    摘要:
    针对在氧化铝溶出生产过程经常出现溶出效果和脱钠效果突然恶化的情况,对遵义地区几个主要矿点的铝土矿开展溶出试验,在参照生产上常规石灰配入量,溶出温度265 ℃、溶出时间60 min、分子配比1.4的条件下,铝土矿1和2未经预脱硅处理得到的溶出效果和脱钠效果都非常差,大幅增加石灰配入量或通过14 h预脱硅处理后情况可以得到明显改善,原因是长时间预脱硅提高了碱液对铝土矿细小缝隙的浸润以及铝土矿与石灰的接触程度,还消除了部分石灰活性不足的问题,起到了与增加石灰添加量一样的作用,消除了铝土矿中钛杂质对溶出性能的严重影响。建议工厂在设计、生产中增加或强化预脱硅生产工序,可以有效解决混入的难溶铝土矿问题,减少生产中苛性碱、铝土矿和石灰的消耗损失。
  • 李春焕,曹阿林
    摘要:
    我国铝电解企业所使用的原料氧化铝来源复杂,特别是富含锂、钾元素,造成锂盐、钾盐在铝电解质体系中大量富集,导致铝电解质成分复杂,对氧化铝的溶解过程造成极大影响。依据大量生产控制数据,解析了氟化锂、氟化钾在复杂铝电解质体系中对氧化铝的溶解性能的影响关系。结果表明,电解质体系中的锂盐、钾盐与冰晶石反应生成氟化锂、氟化钾。在低氟化锂浓度(<3.00%)时,氧化铝浓度随着氟化锂浓度的增加而降低;在高氟化锂浓度(>3.00%)时,氧化铝浓度随着氟化锂浓度的增加而增加。氧化铝的浓度随着氟化钾浓度的增加而增加;在复杂铝电解质体系中氟化锂的浓度控制在1.50%~2.50%可以保持铝电解过程的最优状态,铝电解质体系中尽量避免含氟化钾。
  • 稀贵金属
  • 王威,柳林,曹耀华,刘红召,张博,王洪亮
    摘要:
    某钾长石选矿尾矿中稀土矿物主要由独居石、氟碳钙铈矿、褐帘石和氟碳铈矿等组成,铌矿物主要由铌铁矿和铌铁金红石组成,稀土和铌矿物矿物粒度细,且多与其他矿物紧密共生,REO含量0.52%,Nb2O5含量0.19%。采用硫酸焙烧—水浸工艺提取选矿尾矿中稀土和铌,研究了酸用量、焙烧时间和温度、浸出温度和时间等对稀土和铌浸出率的影响。结果表明,最佳工艺参数为:硫酸与尾矿质量比2︰1、300 ℃焙烧2 h、浸出液固比L/S=3、80 ℃水浸出2 h,稀土和铌浸出率分别达到83.3%和75.9%。
  • 刘红召,王寒飞,张博,王威,曹耀华,柳林,王洪亮
    摘要:
    以多膛炉钼精矿焙烧系统为研究对象,研究了铼在焙砂、烟尘和淋洗液中的分布,并对铼挥发率和进入淋洗液比例高低的影响因素进行了分析。结果表明,多膛炉焙烧系统生产钼铁用氧化钼时,铼挥发率为62.4%,35.3%的铼进入淋洗液;多膛炉焙烧系统生产高溶性氧化钼时,铼挥发率为83.6%。分析表明,焙砂的氧化程度是影响铼挥发率的重要因素,相比于回转窑焙烧系统,较高的布袋收尘温度是更多的铼能够进入淋洗液的重要原因。
  • 材料与设备
  • 周忠仁
    摘要:
    为研究熔盐中CaO浓度对O2-在石墨阳极放电过程的影响,以钛铁矿为电解阴极、石墨为阳极,以添加有摩尔百分数0~2%CaO的CaCl2-NaCl熔盐为电解质,采用气相色谱法测试阳极气体成分。结果表明,当采用石墨为电解阳极时,阳极气体为CO和CO2混合气。改变CaO的浓度对O2-的放电路径影响显著,当CaO浓度为0~0.5%时,O2-放电主要生成CO;当CaO浓度增加至1%时,O2-放电主要生成CO2;当继续增加CaO浓度至1.5%~2%时,O2-放电主要生成CO。
  • 文璐,国宏伟,李鹏,梁柱,徐帅权,闫炳基
    摘要:
    以青石粉为主要原料,采用熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系堇青石基微晶玻璃,利用差示扫描量热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析了Fe2O3对MAS系堇青石基微晶玻璃晶化能力和晶体结构的影响。结果表明:以青石粉为主要原料可以制备出主晶相为堇青石、次晶相为顽火辉石的MAS系微晶玻璃;随着Fe2O3含量的增加,样品的玻璃化转变温度和晶化温度逐渐降低;且Fe2O3在玻璃相中的富集会促进堇青石相的析出;同时堇青石晶粒的长径比随着Fe2O3含量的增加而不断减小。
  • 董鹏,周忠仁,华一新,张英杰
    摘要:
    以Cu3Si/Si复合物为锂离子电池负极材料,研究Cu3Si组分对活性物质Si的电化学储锂性能的影响。结果表明,Cu3Si并无储锂能力,但能够提升活性物质Si的循环和倍率性能。在200 mA/g充放电流密度下,负极首次嵌锂比容量为1 345 mAh/g,首次库伦效率为88.37%,经过100次循环后,材料的可逆比容量为698.7 mAh/g。Cu3Si/Si负极在200、500、1 000 mA/g电流密度下比容量分别为1 346.22、754.33和564.78 mAh/g。当电流密度重新回到200 mA/g时,可逆比容量仍高达1 030.58 mAh/g,体现出了良好的倍率性能。
  • 伏彩萍
    摘要:
    针对现有柠檬酸铋制备工艺合成时间长、能耗高、产品纯度不高等不足,介绍了一种常温下制备柠檬酸铋的新工艺。新工艺制备时间短,制备的柠檬酸铋产品质量好,合成过程产生的废水可循环利用,废气经碱液循环吸收可生产硝酸钠副产品。
  • 环境工程
  • 孙旭东,潘德安,龚裕,李光军,刘晓敏
    摘要:
    以氰化尾渣为主要原料,配以膨润土、钠长石、CaCl2、煤粉等辅料,并利用高温氯化协同焙烧方法制备了陶粒。采用XRD、SEM、XRF、TG/DTA、ICP-OES等研究了氰化尾渣的物相成分、微观结构等理化性能,测定了陶粒成品的吸水率、堆积密度、重金属挥发率等,并对烧成效果最好的陶粒成品进行了微观分析。结果表明,氰化尾渣利用率最高能达到75%以上,得到的焙烧陶粒1 h吸水率为9.45%、堆积密度为642.93 kg/m3,Au、Ag、Cu、Pb、Zn等金属挥发率分别达到83.02%、65.31%、75.89%、90.65%、85.34%。
  • 李泰霖,叶霖海,洪澜
    摘要:
    研究了二氧化硅及氧化铁的混合物(SiO2含量20%)与PVC体系共热解的反应过程。利用TG-DSC监测不同质量比((Fe2O3+SiO2)︰PVC=1︰9~3︰1)的混合物在加热过程中的失重情况,升温速率为10~50 K/min。利用XRD和SEM-EDS表征各反应阶段的固相产物。结果表明,在升温至1 273 K过程中,混合物失重过程分为3个阶段:第一阶段(室温~673 K),Fe2O3被氯化还原生成FeCl2;第二阶段(673~793 K),Fe2O3被还原成Fe3O4后,部分Fe3O4及FeCl2被还原成Fe;而SiO2以石英相存在,不参与任何反应,这两个阶段与纯PVC的裂解温度区间相对应。第三阶段(793~1 273 K),Fe3O4被PVC裂解产物碳逐级还原成FeO与Fe,直至Fe3C,在这一反应阶段SiO2与FeO反应生成铁橄榄石,说明当FeO不存在时,SiO2几乎不影响Fe2O3与PVC之间的反应。可以用廉价的赤铁矿替代氧化铁处理含氯废塑料。
  • 巩勤学,鲁俊雀,王 杜,刘勇奇
    摘要:
    采用回收废旧锂离子电池除铁、铝时得到含铁、铝、钙的副产物为复合除氟剂,在含2.94 g/L F-的水溶液中复合除氟剂除氟的最优条件为:除氟剂添加量20 g/L、溶液初始pH=3~4、温度60 ℃、反应时间30 min,此时,除氟率可达98%,除氟剂吸附容量约144 mg/g。SEM、EDS和XRD表征表明,复合除氟剂的主要物相为棒状硫酸钙和非晶态铁铝水解产物,除氟后残渣中有氟化钙和六氟铝酸钠生成。
  • 冶金史
  • 邹桂森,李延祥,杨志勇,高成林,黄全胜
    摘要:
    通过对湖南省怀化市新建镇大塘村古代冶炼遗址进行考古学调查及试掘,并对出土的陶瓷器进行分析,初步判断其为清代遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)及X射线衍射分析(XRD)等手段对出土炉渣、矿石等冶金遗物进行成分和物相检测分析。结果表明,大塘遗址为块炼铁遗址,所使用矿石含钛磁铁矿及赤铁矿。对该遗址的研究为探讨清代怀化地区及湖南社会组织结构、生产方式及经济生活提供了重要的线索。
    重有色金属
  • 李子良,徐志峰,张溪,昝苗苗,刘志楼
    摘要:
    有色冶炼行业是我国汞的主要排放源之一,目前如何降低有色冶炼烟气中汞污染排放控制已经成为研究的热点。介绍了冶炼行业矿石中汞的含量以及分布,从协同脱汞技术到专门脱汞技术对冶炼行业除汞现状做了总结,同时对冶炼烟气脱汞趋势进行了展望。
  • 郑宇,王杜,刘勇奇,巩勤学
    摘要:
    以废旧锂电池正极极片粉浸出液为原料,采用铁粉还原法沉淀铜、硫化钠深度除铜、中和水解法除铁铝、氟化钠除镁工艺流程综合回收有价金属。结果表明,铁粉加入系数1.1时,铜能大量沉淀,再次加入5倍理论量的硫化钠后,铜接近完全沉淀。调节溶液pH=4,反应时间2 h,铁和铝接近完全沉淀。除铁后的滤液用氟化钠除去镁离子,设定反应温度80 ℃、氟化钠用量2.5 g/L,镁去除率达99%。除杂后溶液中Cu<2 mg/L、Mg<5 mg/L,Al、Fe能控制在6 mg/L以内,后续可采用共沉淀法制备碳酸盐前躯体。
  • 张恒星,衷水平,陈杭,王俊娥,吴星琳,石瑀
    摘要:
    以国内某企业闪速炉铜渣为研究对象,采用ANSYS软件,建立3D模型,研究了在夏季和冬季工况铜渣缓冷制度下的热场分布。结果表明:闪速炉铜渣在夏季和冬季缓冷时,其内部温度变化趋势基本相同,随着缓冷时间的增加,温度由内到外逐渐降低,高温区域不断缩小。但是夏季铜渣内部和渣包侧壁温度分布比冬季高,铜渣内部温度分布在12 h时温差达到最大67.86 ℃,在冷却水缓冷前两个小时温度下降最快,夏季和冬季降温速率分别为86.63、100.66 ℃/h。此阶段温度下降速度过快,不利于铜渣中含铜颗粒的长大。渣包侧壁自然缓冷时平均温度夏季比冬季高4.62 ℃,冷却水缓冷时平均温度夏季比冬季高3.96 ℃。在冷却水缓冷后期,渣包侧壁的温度下降缓慢,冷却水缓冷效果相比之前有所下降。
  • 熊以俊,许用华,张骏南,王元华
    摘要:
    采用酸浸技术浸出废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物中钴、镍、铜、锂和锰等有价元素,考察了两种废料质量比、反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等对有价元素浸出率的影响。较优浸出工艺条件为:两废料质量比2.33︰1、硫酸浓度1.1 mol/L、液固比6︰1、温度75 ℃、反应时间4 h,在此条件下,钴、铜、镍、锂和锰浸出率均高于99.5%;在酸性条件下Fe3+/Fe2+构成氧化-还原闭路循环反应,促进了浸出反应的进行。该工艺资源利用率高、环境友好,可为综合回收废旧锂电池三元正极材料及铝镍钴废磁钢提供一条新的技术路线。
  • 轻有色金属
  • 周鹏,刘 磊,袁彦婷,张承舟
    摘要:
    分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点,对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展,建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。
  • 刘永轶,李其贵,刘战伟
    摘要:
    针对在氧化铝溶出生产过程经常出现溶出效果和脱钠效果突然恶化的情况,对遵义地区几个主要矿点的铝土矿开展溶出试验,在参照生产上常规石灰配入量,溶出温度265 ℃、溶出时间60 min、分子配比1.4的条件下,铝土矿1和2未经预脱硅处理得到的溶出效果和脱钠效果都非常差,大幅增加石灰配入量或通过14 h预脱硅处理后情况可以得到明显改善,原因是长时间预脱硅提高了碱液对铝土矿细小缝隙的浸润以及铝土矿与石灰的接触程度,还消除了部分石灰活性不足的问题,起到了与增加石灰添加量一样的作用,消除了铝土矿中钛杂质对溶出性能的严重影响。建议工厂在设计、生产中增加或强化预脱硅生产工序,可以有效解决混入的难溶铝土矿问题,减少生产中苛性碱、铝土矿和石灰的消耗损失。
  • 李春焕,曹阿林
    摘要:
    我国铝电解企业所使用的原料氧化铝来源复杂,特别是富含锂、钾元素,造成锂盐、钾盐在铝电解质体系中大量富集,导致铝电解质成分复杂,对氧化铝的溶解过程造成极大影响。依据大量生产控制数据,解析了氟化锂、氟化钾在复杂铝电解质体系中对氧化铝的溶解性能的影响关系。结果表明,电解质体系中的锂盐、钾盐与冰晶石反应生成氟化锂、氟化钾。在低氟化锂浓度(<3.00%)时,氧化铝浓度随着氟化锂浓度的增加而降低;在高氟化锂浓度(>3.00%)时,氧化铝浓度随着氟化锂浓度的增加而增加。氧化铝的浓度随着氟化钾浓度的增加而增加;在复杂铝电解质体系中氟化锂的浓度控制在1.50%~2.50%可以保持铝电解过程的最优状态,铝电解质体系中尽量避免含氟化钾。
  • 稀贵金属
  • 王威,柳林,曹耀华,刘红召,张博,王洪亮
    摘要:
    某钾长石选矿尾矿中稀土矿物主要由独居石、氟碳钙铈矿、褐帘石和氟碳铈矿等组成,铌矿物主要由铌铁矿和铌铁金红石组成,稀土和铌矿物矿物粒度细,且多与其他矿物紧密共生,REO含量0.52%,Nb2O5含量0.19%。采用硫酸焙烧—水浸工艺提取选矿尾矿中稀土和铌,研究了酸用量、焙烧时间和温度、浸出温度和时间等对稀土和铌浸出率的影响。结果表明,最佳工艺参数为:硫酸与尾矿质量比2︰1、300 ℃焙烧2 h、浸出液固比L/S=3、80 ℃水浸出2 h,稀土和铌浸出率分别达到83.3%和75.9%。
  • 刘红召,王寒飞,张博,王威,曹耀华,柳林,王洪亮
    摘要:
    以多膛炉钼精矿焙烧系统为研究对象,研究了铼在焙砂、烟尘和淋洗液中的分布,并对铼挥发率和进入淋洗液比例高低的影响因素进行了分析。结果表明,多膛炉焙烧系统生产钼铁用氧化钼时,铼挥发率为62.4%,35.3%的铼进入淋洗液;多膛炉焙烧系统生产高溶性氧化钼时,铼挥发率为83.6%。分析表明,焙砂的氧化程度是影响铼挥发率的重要因素,相比于回转窑焙烧系统,较高的布袋收尘温度是更多的铼能够进入淋洗液的重要原因。
  • 材料与设备
  • 周忠仁
    摘要:
    为研究熔盐中CaO浓度对O2-在石墨阳极放电过程的影响,以钛铁矿为电解阴极、石墨为阳极,以添加有摩尔百分数0~2%CaO的CaCl2-NaCl熔盐为电解质,采用气相色谱法测试阳极气体成分。结果表明,当采用石墨为电解阳极时,阳极气体为CO和CO2混合气。改变CaO的浓度对O2-的放电路径影响显著,当CaO浓度为0~0.5%时,O2-放电主要生成CO;当CaO浓度增加至1%时,O2-放电主要生成CO2;当继续增加CaO浓度至1.5%~2%时,O2-放电主要生成CO。
  • 文璐,国宏伟,李鹏,梁柱,徐帅权,闫炳基
    摘要:
    以青石粉为主要原料,采用熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系堇青石基微晶玻璃,利用差示扫描量热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析了Fe2O3对MAS系堇青石基微晶玻璃晶化能力和晶体结构的影响。结果表明:以青石粉为主要原料可以制备出主晶相为堇青石、次晶相为顽火辉石的MAS系微晶玻璃;随着Fe2O3含量的增加,样品的玻璃化转变温度和晶化温度逐渐降低;且Fe2O3在玻璃相中的富集会促进堇青石相的析出;同时堇青石晶粒的长径比随着Fe2O3含量的增加而不断减小。
  • 董鹏,周忠仁,华一新,张英杰
    摘要:
    以Cu3Si/Si复合物为锂离子电池负极材料,研究Cu3Si组分对活性物质Si的电化学储锂性能的影响。结果表明,Cu3Si并无储锂能力,但能够提升活性物质Si的循环和倍率性能。在200 mA/g充放电流密度下,负极首次嵌锂比容量为1 345 mAh/g,首次库伦效率为88.37%,经过100次循环后,材料的可逆比容量为698.7 mAh/g。Cu3Si/Si负极在200、500、1 000 mA/g电流密度下比容量分别为1 346.22、754.33和564.78 mAh/g。当电流密度重新回到200 mA/g时,可逆比容量仍高达1 030.58 mAh/g,体现出了良好的倍率性能。
  • 伏彩萍
    摘要:
    针对现有柠檬酸铋制备工艺合成时间长、能耗高、产品纯度不高等不足,介绍了一种常温下制备柠檬酸铋的新工艺。新工艺制备时间短,制备的柠檬酸铋产品质量好,合成过程产生的废水可循环利用,废气经碱液循环吸收可生产硝酸钠副产品。
  • 环境工程
  • 孙旭东,潘德安,龚裕,李光军,刘晓敏
    摘要:
    以氰化尾渣为主要原料,配以膨润土、钠长石、CaCl2、煤粉等辅料,并利用高温氯化协同焙烧方法制备了陶粒。采用XRD、SEM、XRF、TG/DTA、ICP-OES等研究了氰化尾渣的物相成分、微观结构等理化性能,测定了陶粒成品的吸水率、堆积密度、重金属挥发率等,并对烧成效果最好的陶粒成品进行了微观分析。结果表明,氰化尾渣利用率最高能达到75%以上,得到的焙烧陶粒1 h吸水率为9.45%、堆积密度为642.93 kg/m3,Au、Ag、Cu、Pb、Zn等金属挥发率分别达到83.02%、65.31%、75.89%、90.65%、85.34%。
  • 李泰霖,叶霖海,洪澜
    摘要:
    研究了二氧化硅及氧化铁的混合物(SiO2含量20%)与PVC体系共热解的反应过程。利用TG-DSC监测不同质量比((Fe2O3+SiO2)︰PVC=1︰9~3︰1)的混合物在加热过程中的失重情况,升温速率为10~50 K/min。利用XRD和SEM-EDS表征各反应阶段的固相产物。结果表明,在升温至1 273 K过程中,混合物失重过程分为3个阶段:第一阶段(室温~673 K),Fe2O3被氯化还原生成FeCl2;第二阶段(673~793 K),Fe2O3被还原成Fe3O4后,部分Fe3O4及FeCl2被还原成Fe;而SiO2以石英相存在,不参与任何反应,这两个阶段与纯PVC的裂解温度区间相对应。第三阶段(793~1 273 K),Fe3O4被PVC裂解产物碳逐级还原成FeO与Fe,直至Fe3C,在这一反应阶段SiO2与FeO反应生成铁橄榄石,说明当FeO不存在时,SiO2几乎不影响Fe2O3与PVC之间的反应。可以用廉价的赤铁矿替代氧化铁处理含氯废塑料。
  • 巩勤学,鲁俊雀,王 杜,刘勇奇
    摘要:
    采用回收废旧锂离子电池除铁、铝时得到含铁、铝、钙的副产物为复合除氟剂,在含2.94 g/L F-的水溶液中复合除氟剂除氟的最优条件为:除氟剂添加量20 g/L、溶液初始pH=3~4、温度60 ℃、反应时间30 min,此时,除氟率可达98%,除氟剂吸附容量约144 mg/g。SEM、EDS和XRD表征表明,复合除氟剂的主要物相为棒状硫酸钙和非晶态铁铝水解产物,除氟后残渣中有氟化钙和六氟铝酸钠生成。
  • 冶金史
  • 邹桂森,李延祥,杨志勇,高成林,黄全胜
    摘要:
    通过对湖南省怀化市新建镇大塘村古代冶炼遗址进行考古学调查及试掘,并对出土的陶瓷器进行分析,初步判断其为清代遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)及X射线衍射分析(XRD)等手段对出土炉渣、矿石等冶金遗物进行成分和物相检测分析。结果表明,大塘遗址为块炼铁遗址,所使用矿石含钛磁铁矿及赤铁矿。对该遗址的研究为探讨清代怀化地区及湖南社会组织结构、生产方式及经济生活提供了重要的线索。
    重有色金属
  • 李子良,徐志峰,张溪,昝苗苗,刘志楼
    摘要:
    有色冶炼行业是我国汞的主要排放源之一,目前如何降低有色冶炼烟气中汞污染排放控制已经成为研究的热点。介绍了冶炼行业矿石中汞的含量以及分布,从协同脱汞技术到专门脱汞技术对冶炼行业除汞现状做了总结,同时对冶炼烟气脱汞趋势进行了展望。
  • 郑宇,王杜,刘勇奇,巩勤学
    摘要:
    以废旧锂电池正极极片粉浸出液为原料,采用铁粉还原法沉淀铜、硫化钠深度除铜、中和水解法除铁铝、氟化钠除镁工艺流程综合回收有价金属。结果表明,铁粉加入系数1.1时,铜能大量沉淀,再次加入5倍理论量的硫化钠后,铜接近完全沉淀。调节溶液pH=4,反应时间2 h,铁和铝接近完全沉淀。除铁后的滤液用氟化钠除去镁离子,设定反应温度80 ℃、氟化钠用量2.5 g/L,镁去除率达99%。除杂后溶液中Cu<2 mg/L、Mg<5 mg/L,Al、Fe能控制在6 mg/L以内,后续可采用共沉淀法制备碳酸盐前躯体。
  • 张恒星,衷水平,陈杭,王俊娥,吴星琳,石瑀
    摘要:
    以国内某企业闪速炉铜渣为研究对象,采用ANSYS软件,建立3D模型,研究了在夏季和冬季工况铜渣缓冷制度下的热场分布。结果表明:闪速炉铜渣在夏季和冬季缓冷时,其内部温度变化趋势基本相同,随着缓冷时间的增加,温度由内到外逐渐降低,高温区域不断缩小。但是夏季铜渣内部和渣包侧壁温度分布比冬季高,铜渣内部温度分布在12 h时温差达到最大67.86 ℃,在冷却水缓冷前两个小时温度下降最快,夏季和冬季降温速率分别为86.63、100.66 ℃/h。此阶段温度下降速度过快,不利于铜渣中含铜颗粒的长大。渣包侧壁自然缓冷时平均温度夏季比冬季高4.62 ℃,冷却水缓冷时平均温度夏季比冬季高3.96 ℃。在冷却水缓冷后期,渣包侧壁的温度下降缓慢,冷却水缓冷效果相比之前有所下降。
  • 熊以俊,许用华,张骏南,王元华
    摘要:
    采用酸浸技术浸出废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物中钴、镍、铜、锂和锰等有价元素,考察了两种废料质量比、反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等对有价元素浸出率的影响。较优浸出工艺条件为:两废料质量比2.33︰1、硫酸浓度1.1 mol/L、液固比6︰1、温度75 ℃、反应时间4 h,在此条件下,钴、铜、镍、锂和锰浸出率均高于99.5%;在酸性条件下Fe3+/Fe2+构成氧化-还原闭路循环反应,促进了浸出反应的进行。该工艺资源利用率高、环境友好,可为综合回收废旧锂电池三元正极材料及铝镍钴废磁钢提供一条新的技术路线。
  • 轻有色金属
  • 周鹏,刘 磊,袁彦婷,张承舟
    摘要:
    分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点,对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展,建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。
  • 刘永轶,李其贵,刘战伟
    摘要:
    针对在氧化铝溶出生产过程经常出现溶出效果和脱钠效果突然恶化的情况,对遵义地区几个主要矿点的铝土矿开展溶出试验,在参照生产上常规石灰配入量,溶出温度265 ℃、溶出时间60 min、分子配比1.4的条件下,铝土矿1和2未经预脱硅处理得到的溶出效果和脱钠效果都非常差,大幅增加石灰配入量或通过14 h预脱硅处理后情况可以得到明显改善,原因是长时间预脱硅提高了碱液对铝土矿细小缝隙的浸润以及铝土矿与石灰的接触程度,还消除了部分石灰活性不足的问题,起到了与增加石灰添加量一样的作用,消除了铝土矿中钛杂质对溶出性能的严重影响。建议工厂在设计、生产中增加或强化预脱硅生产工序,可以有效解决混入的难溶铝土矿问题,减少生产中苛性碱、铝土矿和石灰的消耗损失。
  • 李春焕,曹阿林
    摘要:
    我国铝电解企业所使用的原料氧化铝来源复杂,特别是富含锂、钾元素,造成锂盐、钾盐在铝电解质体系中大量富集,导致铝电解质成分复杂,对氧化铝的溶解过程造成极大影响。依据大量生产控制数据,解析了氟化锂、氟化钾在复杂铝电解质体系中对氧化铝的溶解性能的影响关系。结果表明,电解质体系中的锂盐、钾盐与冰晶石反应生成氟化锂、氟化钾。在低氟化锂浓度(<3.00%)时,氧化铝浓度随着氟化锂浓度的增加而降低;在高氟化锂浓度(>3.00%)时,氧化铝浓度随着氟化锂浓度的增加而增加。氧化铝的浓度随着氟化钾浓度的增加而增加;在复杂铝电解质体系中氟化锂的浓度控制在1.50%~2.50%可以保持铝电解过程的最优状态,铝电解质体系中尽量避免含氟化钾。
  • 稀贵金属
  • 王威,柳林,曹耀华,刘红召,张博,王洪亮
    摘要:
    某钾长石选矿尾矿中稀土矿物主要由独居石、氟碳钙铈矿、褐帘石和氟碳铈矿等组成,铌矿物主要由铌铁矿和铌铁金红石组成,稀土和铌矿物矿物粒度细,且多与其他矿物紧密共生,REO含量0.52%,Nb2O5含量0.19%。采用硫酸焙烧—水浸工艺提取选矿尾矿中稀土和铌,研究了酸用量、焙烧时间和温度、浸出温度和时间等对稀土和铌浸出率的影响。结果表明,最佳工艺参数为:硫酸与尾矿质量比2︰1、300 ℃焙烧2 h、浸出液固比L/S=3、80 ℃水浸出2 h,稀土和铌浸出率分别达到83.3%和75.9%。
  • 刘红召,王寒飞,张博,王威,曹耀华,柳林,王洪亮
    摘要:
    以多膛炉钼精矿焙烧系统为研究对象,研究了铼在焙砂、烟尘和淋洗液中的分布,并对铼挥发率和进入淋洗液比例高低的影响因素进行了分析。结果表明,多膛炉焙烧系统生产钼铁用氧化钼时,铼挥发率为62.4%,35.3%的铼进入淋洗液;多膛炉焙烧系统生产高溶性氧化钼时,铼挥发率为83.6%。分析表明,焙砂的氧化程度是影响铼挥发率的重要因素,相比于回转窑焙烧系统,较高的布袋收尘温度是更多的铼能够进入淋洗液的重要原因。
  • 材料与设备
  • 周忠仁
    摘要:
    为研究熔盐中CaO浓度对O2-在石墨阳极放电过程的影响,以钛铁矿为电解阴极、石墨为阳极,以添加有摩尔百分数0~2%CaO的CaCl2-NaCl熔盐为电解质,采用气相色谱法测试阳极气体成分。结果表明,当采用石墨为电解阳极时,阳极气体为CO和CO2混合气。改变CaO的浓度对O2-的放电路径影响显著,当CaO浓度为0~0.5%时,O2-放电主要生成CO;当CaO浓度增加至1%时,O2-放电主要生成CO2;当继续增加CaO浓度至1.5%~2%时,O2-放电主要生成CO。
  • 文璐,国宏伟,李鹏,梁柱,徐帅权,闫炳基
    摘要:
    以青石粉为主要原料,采用熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系堇青石基微晶玻璃,利用差示扫描量热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析了Fe2O3对MAS系堇青石基微晶玻璃晶化能力和晶体结构的影响。结果表明:以青石粉为主要原料可以制备出主晶相为堇青石、次晶相为顽火辉石的MAS系微晶玻璃;随着Fe2O3含量的增加,样品的玻璃化转变温度和晶化温度逐渐降低;且Fe2O3在玻璃相中的富集会促进堇青石相的析出;同时堇青石晶粒的长径比随着Fe2O3含量的增加而不断减小。
  • 董鹏,周忠仁,华一新,张英杰
    摘要:
    以Cu3Si/Si复合物为锂离子电池负极材料,研究Cu3Si组分对活性物质Si的电化学储锂性能的影响。结果表明,Cu3Si并无储锂能力,但能够提升活性物质Si的循环和倍率性能。在200 mA/g充放电流密度下,负极首次嵌锂比容量为1 345 mAh/g,首次库伦效率为88.37%,经过100次循环后,材料的可逆比容量为698.7 mAh/g。Cu3Si/Si负极在200、500、1 000 mA/g电流密度下比容量分别为1 346.22、754.33和564.78 mAh/g。当电流密度重新回到200 mA/g时,可逆比容量仍高达1 030.58 mAh/g,体现出了良好的倍率性能。
  • 伏彩萍
    摘要:
    针对现有柠檬酸铋制备工艺合成时间长、能耗高、产品纯度不高等不足,介绍了一种常温下制备柠檬酸铋的新工艺。新工艺制备时间短,制备的柠檬酸铋产品质量好,合成过程产生的废水可循环利用,废气经碱液循环吸收可生产硝酸钠副产品。
  • 环境工程
  • 孙旭东,潘德安,龚裕,李光军,刘晓敏
    摘要:
    以氰化尾渣为主要原料,配以膨润土、钠长石、CaCl2、煤粉等辅料,并利用高温氯化协同焙烧方法制备了陶粒。采用XRD、SEM、XRF、TG/DTA、ICP-OES等研究了氰化尾渣的物相成分、微观结构等理化性能,测定了陶粒成品的吸水率、堆积密度、重金属挥发率等,并对烧成效果最好的陶粒成品进行了微观分析。结果表明,氰化尾渣利用率最高能达到75%以上,得到的焙烧陶粒1 h吸水率为9.45%、堆积密度为642.93 kg/m3,Au、Ag、Cu、Pb、Zn等金属挥发率分别达到83.02%、65.31%、75.89%、90.65%、85.34%。
  • 李泰霖,叶霖海,洪澜
    摘要:
    研究了二氧化硅及氧化铁的混合物(SiO2含量20%)与PVC体系共热解的反应过程。利用TG-DSC监测不同质量比((Fe2O3+SiO2)︰PVC=1︰9~3︰1)的混合物在加热过程中的失重情况,升温速率为10~50 K/min。利用XRD和SEM-EDS表征各反应阶段的固相产物。结果表明,在升温至1 273 K过程中,混合物失重过程分为3个阶段:第一阶段(室温~673 K),Fe2O3被氯化还原生成FeCl2;第二阶段(673~793 K),Fe2O3被还原成Fe3O4后,部分Fe3O4及FeCl2被还原成Fe;而SiO2以石英相存在,不参与任何反应,这两个阶段与纯PVC的裂解温度区间相对应。第三阶段(793~1 273 K),Fe3O4被PVC裂解产物碳逐级还原成FeO与Fe,直至Fe3C,在这一反应阶段SiO2与FeO反应生成铁橄榄石,说明当FeO不存在时,SiO2几乎不影响Fe2O3与PVC之间的反应。可以用廉价的赤铁矿替代氧化铁处理含氯废塑料。
  • 巩勤学,鲁俊雀,王 杜,刘勇奇
    摘要:
    采用回收废旧锂离子电池除铁、铝时得到含铁、铝、钙的副产物为复合除氟剂,在含2.94 g/L F-的水溶液中复合除氟剂除氟的最优条件为:除氟剂添加量20 g/L、溶液初始pH=3~4、温度60 ℃、反应时间30 min,此时,除氟率可达98%,除氟剂吸附容量约144 mg/g。SEM、EDS和XRD表征表明,复合除氟剂的主要物相为棒状硫酸钙和非晶态铁铝水解产物,除氟后残渣中有氟化钙和六氟铝酸钠生成。
  • 冶金史
  • 邹桂森,李延祥,杨志勇,高成林,黄全胜
    摘要:
    通过对湖南省怀化市新建镇大塘村古代冶炼遗址进行考古学调查及试掘,并对出土的陶瓷器进行分析,初步判断其为清代遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)及X射线衍射分析(XRD)等手段对出土炉渣、矿石等冶金遗物进行成分和物相检测分析。结果表明,大塘遗址为块炼铁遗址,所使用矿石含钛磁铁矿及赤铁矿。对该遗址的研究为探讨清代怀化地区及湖南社会组织结构、生产方式及经济生活提供了重要的线索。

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