2020年第8期目录
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    重有色金属
  • 余跃
    摘要:
    首先利用Fluent软件对底吹炉用的氧枪内气体流动过程进行模拟研究,分析了三种工况下进口参数与气体流量的对应关系,给现场进行流量调节提供了理论依据。然后以氧枪出口气体的流动参数作为边界条件,利用VOF模型对底吹炉渣、铜锍、粗铜、空气四相流动过程进行模拟研究。研究了不同流量下的熔体流动规律,包括熔池内的密度分布、熔池平均速度、液面波动状况以及喷溅量等。当气体流量为0.43 kg/s时,熔池内的平均速度较高,混合强度大,但是也会造成液面波动过大,喷溅量过大的现象,严重时会导致下料口堵塞,影响正常生产过程。
  • 付维琴,刘俊场,邹维,牟兴兵,谢天鉴,翟忠标,杨大锦
    摘要:
    采用常压-氧压两段逆流碱浸工艺高效脱除高砷铅阳极泥中的砷。研究了浸出温度、浸出时间、氧气压力、氢氧化钠浓度等对砷脱除率的影响。确定最佳常压碱浸工艺条件为:液固体积质量比5 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间0.5 h;最佳氧压碱浸工艺条件为:液固体积质量比5 mL/g、氢氧化钠浓度130 g/L、氧压浸出温度140 ℃、氧压浸出时间4.0 h、氧气压力1.0 MPa、搅拌速度600 r/min。在上述条件下,砷脱除率可达99.0%以上。
  • 胡宇杰,陈艺锋,王宇菲,周正华,唐志波,夏中卫
    摘要:
    研究了低温熔盐炼铅产物中固态物颗粒和液态铅珠在Na2CO3热态熔盐中的重力沉降规律,优化了固态物和熔盐的沉降分离条件。结果表明:液态铅珠、ZnS和ZnO固态物颗粒在热态熔盐中的沉降速度顺序为Pb>ZnS>ZnO,且温度升高沉降速度加快。但温度超过900 ℃后,ZnS和Na2CO3反应生成ZnO的趋势增大,不利于ZnO的固硫,因此沉降温度不宜超过900 ℃。在盐固比为2.8、温度900 ℃和保温3 h的条件下,熔盐渣中超过80%的ZnS和ZnO固态物颗粒可沉降到反应器底部,实现与熔盐的热态分离;92%以上的液态铅能在较短时间内聚积到反应器底部,残留于表层熔盐中的铅小于2%。
  • 曲贞为,陈迎武,张 煜,李俊杰
    摘要:
    根据能源生产工艺和控制要求,阳谷祥光铜业有限公司建设了公司级管控一体化能源管理中心,实现了集中调度、能源优化,重点站所无人化值守。采用中央以太网和工业以太网相结合的网络架构,将网络速度和使用效率最大化,确保网络的稳定性和可靠性;通过扁平化管理模式,实时了解能源需求和消耗状况,提高了能源介质的利用率,有效降低氧气、蒸汽等的放散,产品综合能耗指标得到降低,一期和二期制氧的电单耗也分别由0.412和0.539 kWh/m3降至0.395和0.483 kWh/m3。
  • 袁俊智,王新民,赵福生,刘华
    摘要:
    华鼎铜业发展有限公司先后经过三个阶段的改造形成了世界上首条全底吹全热态连续炼铜生产线,即底吹熔炼+底吹吹炼+底吹精炼。该工艺具有原料适应性强、整体脱杂优势明显,现场环境条件好、运行成本低等特点。介绍了全底吹全热态连续炼铜工艺和在运行过程中的生产实践。
  • 轻有色金属
  • 谢铿,王海北,刘三平,蒋应平
    摘要:
    以某高锂混盐型盐湖卤水为研究对象,采用β-支链伯醇(A1416)萃取分离硼,考察了卤水初始pH、A1416浓度、萃取混合时间、相比O/A、温度等因素的影响,优化了萃取工艺参数,分析了硼和锂在萃取两相体系中的分配行为以及硼与锂、镁、钠和钾的分离情况。在卤水初始pH=0.5、有机相组成为50% A1416-50% 260#溶剂油、相比O/A=3/2、萃取混合时间5 min、20 ℃的条件下,硼的单级萃取率大于66%,锂、镁、钠、钾的萃取率分别仅有0.54%、0.28%、0.84%和0.29%,硼与锂、镁、钠、钾的分离系数分别达到363、684、308和679,A1416显示出对硼的良好选择性。负载硼的有机相可用水进行反萃,得到富硼溶液。
  • 伍德佑,刘志强,饶帅,张魁芳
    摘要:
    分别采用碳酸钠、磷酸钠和氟化钠为沉淀剂对废旧锂离子电池含锂浸出液进行锂回收的研究。考察不同沉淀剂加入量、反应温度、反应时间和pH对锂沉淀率的影响规律。结果表明:以碳酸钠和磷酸钠为沉淀剂时,影响锂沉淀率的主要因素是沉淀剂加入量和反应温度,而反应时间和pH对锂沉淀率影响非常小;碳酸钠和磷酸钠沉淀最优化工艺条件下锂的沉淀率分别为70.11%和98.7%。以氟化钠为沉淀剂时,氟化钠加入量是主要影响因素,pH对锂沉淀率的影响较小,而反应温度和反应时间对锂沉淀率几乎没有影响;氟化钠沉淀最优化工艺条件下锂的沉淀率为79.3%。磷酸钠沉锂的沉淀率最好,氟化钠次之,碳酸钠最差。
  • 李权,王世栋,火焱,李明珍,叶秀深,庞全世,吴志坚
    摘要:
    以50%KCl-50%LiCl体系为熔盐电解质体系,在420 ℃下研究了杂质包括NaCl、CaCl2、MgCl2、FeCl3、Li2SO4对电解过程的影响。结果表明:NaCl、CaCl2、MgCl2优先于金属锂在阴极析出钠、镁、钙,进入金属锂产品中,同时引起金属锂聚集性变差,降低电流效率和锂收率;FeCl3在阴极上析出海绵铁形成钝化膜,影响电解过程;Li2SO4在阴极上与金属锂发生氧化还原反应,消耗金属锂生成Li2O和Li2S,降低电流效率和锂收率。
  • 张松岩,朱实贵,路贵民
    摘要:
    在653~673 K温度下电解LiCl-KCl体系制备金属锂,分别研究电解温度、电流密度、电解质比例以及阴阳极间距对金属锂电解电流效率的影响。最佳电解温度为653~673 K、LiCl-KCl电解质最佳质量比为LiCl︰KCl=50%︰50%,同时较大的电流密度与极距对电流效率更有利。
  • 焦庆国,周云峰,李昌林,方斌,汪艳芳,柴登鹏
    摘要:
    电解槽是铝电解生产的主体设备,电解槽的寿命长短直接影响到吨铝生产成本,进而影响企业经济效益。电解槽达不到设计寿命,甚至出现早期破损,会增加吨铝均摊成本,电解槽长寿是铝行业研究的长期课题。通过对某电解铝企业500 kA电解槽破损后进行刨炉研究,认为其早期破损的原因主要是所用筑炉防渗料质量存在缺陷、焙烧升温速度过快、技术条件匹配不合理、系列电流强度波动较大等,并在此基础上提出了预防电解槽早期破损的措施,为电解槽提高槽寿命提供借鉴和参考。
  • 马尚润,朱福兴,李开华
    摘要:
    针对流水线镁电解电解槽运行过程中的内衬破损、电极变形和电解槽泄漏等严重影响电解槽使用寿命问题,分析了影响电解槽使用寿命的关键因素,提出了提高电解槽使用寿命的措施。研究结果表明,影响流水线镁电解电解槽使用寿命的主要因素为:电解槽砌筑质量不达标、电解槽启槽制度不规范和电解槽运行过程中电极电流分布不均匀。在工业生产中,通过严格控制耐火材料材质、砌筑的水平度和垂直度、砖缝填充物及缝隙来规范电解槽砌筑水平;通过严格控制烤槽的升温速率及烤槽时间、启槽首包料中MgCl2含量为50%,并按照“少量多次”理念补加熔体来建立合理的电解槽启动制度;通过电解槽电极电流的检测及异常处理来匀化电极电流分布。由此可大幅提高电解槽使用寿命,进一步凸显流水线镁电解技术在海绵钛生产企业应用的优势。
  • 稀贵金属
  • 张永禄,王成彦,郜伟,杨永强,揭晓武
    摘要:
    研究了锑金精矿矿浆电解过程中阳极区硫化矿物选择性氧化分解热力学基础。结果表明,黄铁矿标准氧化分解电位较辉锑矿低,从热力学角度看,黄铁矿会被优先氧化分解;当溶液中加入Cl-以后,辉锑矿和黄铁矿氧化分解电位都呈现下降趋势,其中辉锑矿下降更为迅速;在研究条件下,当Cl-浓度大于2.05 mol/L时,辉锑矿的分解电位小于黄铁矿,在热力学上使得辉锑矿优先选择性氧化分解成为可能。矿浆电解法处理锑金精矿实验中,锑的浸出率可达到98%以上,而铁的浸出率在8%以下,可实现锑的选择性浸出。
  • 伍莺,周洁英,胡小洣,张积锴,陈冬英
    摘要:
    研究了草酸反萃并直接沉淀负载富钇的P507有机相中富钇的工艺参数,考察了草酸反萃富钇过程中草酸用量、反萃温度、反萃相比O/A、反萃时间、反萃级数对稀土反萃率的影响。结果表明,草酸反萃最佳的工艺参数为:草酸用量为理论值的130%、反萃温度25 ℃、O/A=1/1、反萃时间20 min、反萃级数11级,在此条件下,富钇稀土反萃率为99.45%,所得富钇产品质量为TREO>98.0%、Cl-<0.05%、残碳0.042%。
  • 范兴祥,李英伟,杨坤彬,王家和
    摘要:
    分析了铜阳极泥火法提取贵金属碱性渣的物相组成,提出了碱浸出、净化、电解制备高纯碲的工艺,重点讨论碱浸对碲浸出率的影响以及工艺参数对碲纯度的影响。通过试验,全流程碲收率为92.25%,高纯碲产品达到YS/T222—2010标准;含硒溶液经二氧化硫还原,可得到含量96.56%、回收率90.17%的粗硒。
  • 材料与设备
  • 李义兵,耿继业,李思佳,瞿子正,李中林,郑继明,罗鲲
    摘要:
    液态金属/玻璃非润湿、不黏附研究对于镓基液态金属盛放、回收以及流动运输具有重要意义。通过气氛保护熔炼法制备GaIn20.5Sn13液态金属,利用不同型号砂纸打磨及旋涂镀膜处理制备不同表面形貌的玻璃片,研究合金液滴在不同玻璃表面的润湿、黏附和滚动行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及接触角测量仪分别对不同玻璃的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测试和表征,并在其表面进行了滚动测试。结果表明:粗糙化处理和镀膜处理均可降低合金液滴在玻璃表面的润湿性,提高合金液滴的流动性。随着表面粗糙度的增大,液滴在玻璃表面的接触角不断增大,当粗糙度为187.9 nm时,表面接触角达到150.6°。将表面粗糙化与镀膜处理相结合,得到镓基液态金属非润湿、不黏附的玻璃表面,接触角最高可达160.4°,同时合金液滴在其表面的滚动角为15°,滚动滞后角为3°。
  • 环境工程
  • 张晓,陈刚,陈晨,程婷,王津南,王磊
    摘要:
    利用天然沸石为吸附剂去除重金属离子,对沸石材料宏观与微观特性进行表征,考察其对单一与多种重金属竞争吸附效应,研究其吸附动力学与吸附等温线特性。结果表明:天然沸石可较好吸附溶液中重金属。天然沸石含有片沸石、方石英、石英和高岭石;颗粒呈不规则形状,表面由片状矿物组成,粒径0.189~129.3 μm,主要组分为硅酸铝矿物。Zeta电位分析表明,负极表面使其能有效吸附重金属,吸附大小顺序为Pb>Cu/Cd>Zn。较高pH可促进沸石对重金属吸附,快速吸附过程可在50 min内完成。准二级动力学方程适合表示天然沸石对重金属吸附过程。Cd吸附过程符合Langmuir吸附等温线,而Pb、Cu和Zn吸附过程符合Freundlich吸附等温线。竞争吸附体系下,Pb和Cu竞争吸附优势主要体现在较高沸石用量上,吸附优势大小顺序为Pb>Cu>Cd>Zn。
  • 桑伟璇,陈蓉,李小燕,何登武,王杨,曹小岗
    摘要:
    通过液相还原法制备玉米淀粉负载型纳米零价铁(CS-NZVI),利用SEM和XRD对材料进行了表征,并且探究了不同溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、CS-NZVI浓度、温度、反应时间对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,CS-NZVI整体分散性较好,相较于NZVI团聚情况明显改善。在溶液pH=6.0、U(Ⅵ)初始浓度10.0 mg/L、CS-NZVI浓度0.4 g/L、温度30 ℃、反应时间140 min时,CS-NZVI材料对溶液中U(Ⅵ)的去除率为95.05%,去除量为24.86 mg/g。
  • 冶金史
  • 黄全胜,黄谦玺,李延祥,李建西
    摘要:
    玉林胜果寺古代冶铸遗址位于广西玉林市兴业县龙安镇杨前村胜果寺附近的丘陵,面积超过2 000 m2。采用扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金相和矿相等研究方法,对胜果寺古代冶铸遗址的5个冶金遗物炉渣样品进行成分和显微组织分析检测。结果表明,该遗址为生铁冶铸遗址,炼渣属锰硅铝系高锰炉渣。冶炼产品除供本地铸锅等生产生活用品外,大量运往韶州涔水场浸铜。
    重有色金属
  • 余跃
    摘要:
    首先利用Fluent软件对底吹炉用的氧枪内气体流动过程进行模拟研究,分析了三种工况下进口参数与气体流量的对应关系,给现场进行流量调节提供了理论依据。然后以氧枪出口气体的流动参数作为边界条件,利用VOF模型对底吹炉渣、铜锍、粗铜、空气四相流动过程进行模拟研究。研究了不同流量下的熔体流动规律,包括熔池内的密度分布、熔池平均速度、液面波动状况以及喷溅量等。当气体流量为0.43 kg/s时,熔池内的平均速度较高,混合强度大,但是也会造成液面波动过大,喷溅量过大的现象,严重时会导致下料口堵塞,影响正常生产过程。
  • 付维琴,刘俊场,邹维,牟兴兵,谢天鉴,翟忠标,杨大锦
    摘要:
    采用常压-氧压两段逆流碱浸工艺高效脱除高砷铅阳极泥中的砷。研究了浸出温度、浸出时间、氧气压力、氢氧化钠浓度等对砷脱除率的影响。确定最佳常压碱浸工艺条件为:液固体积质量比5 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间0.5 h;最佳氧压碱浸工艺条件为:液固体积质量比5 mL/g、氢氧化钠浓度130 g/L、氧压浸出温度140 ℃、氧压浸出时间4.0 h、氧气压力1.0 MPa、搅拌速度600 r/min。在上述条件下,砷脱除率可达99.0%以上。
  • 胡宇杰,陈艺锋,王宇菲,周正华,唐志波,夏中卫
    摘要:
    研究了低温熔盐炼铅产物中固态物颗粒和液态铅珠在Na2CO3热态熔盐中的重力沉降规律,优化了固态物和熔盐的沉降分离条件。结果表明:液态铅珠、ZnS和ZnO固态物颗粒在热态熔盐中的沉降速度顺序为Pb>ZnS>ZnO,且温度升高沉降速度加快。但温度超过900 ℃后,ZnS和Na2CO3反应生成ZnO的趋势增大,不利于ZnO的固硫,因此沉降温度不宜超过900 ℃。在盐固比为2.8、温度900 ℃和保温3 h的条件下,熔盐渣中超过80%的ZnS和ZnO固态物颗粒可沉降到反应器底部,实现与熔盐的热态分离;92%以上的液态铅能在较短时间内聚积到反应器底部,残留于表层熔盐中的铅小于2%。
  • 曲贞为,陈迎武,张 煜,李俊杰
    摘要:
    根据能源生产工艺和控制要求,阳谷祥光铜业有限公司建设了公司级管控一体化能源管理中心,实现了集中调度、能源优化,重点站所无人化值守。采用中央以太网和工业以太网相结合的网络架构,将网络速度和使用效率最大化,确保网络的稳定性和可靠性;通过扁平化管理模式,实时了解能源需求和消耗状况,提高了能源介质的利用率,有效降低氧气、蒸汽等的放散,产品综合能耗指标得到降低,一期和二期制氧的电单耗也分别由0.412和0.539 kWh/m3降至0.395和0.483 kWh/m3。
  • 袁俊智,王新民,赵福生,刘华
    摘要:
    华鼎铜业发展有限公司先后经过三个阶段的改造形成了世界上首条全底吹全热态连续炼铜生产线,即底吹熔炼+底吹吹炼+底吹精炼。该工艺具有原料适应性强、整体脱杂优势明显,现场环境条件好、运行成本低等特点。介绍了全底吹全热态连续炼铜工艺和在运行过程中的生产实践。
  • 轻有色金属
  • 谢铿,王海北,刘三平,蒋应平
    摘要:
    以某高锂混盐型盐湖卤水为研究对象,采用β-支链伯醇(A1416)萃取分离硼,考察了卤水初始pH、A1416浓度、萃取混合时间、相比O/A、温度等因素的影响,优化了萃取工艺参数,分析了硼和锂在萃取两相体系中的分配行为以及硼与锂、镁、钠和钾的分离情况。在卤水初始pH=0.5、有机相组成为50% A1416-50% 260#溶剂油、相比O/A=3/2、萃取混合时间5 min、20 ℃的条件下,硼的单级萃取率大于66%,锂、镁、钠、钾的萃取率分别仅有0.54%、0.28%、0.84%和0.29%,硼与锂、镁、钠、钾的分离系数分别达到363、684、308和679,A1416显示出对硼的良好选择性。负载硼的有机相可用水进行反萃,得到富硼溶液。
  • 伍德佑,刘志强,饶帅,张魁芳
    摘要:
    分别采用碳酸钠、磷酸钠和氟化钠为沉淀剂对废旧锂离子电池含锂浸出液进行锂回收的研究。考察不同沉淀剂加入量、反应温度、反应时间和pH对锂沉淀率的影响规律。结果表明:以碳酸钠和磷酸钠为沉淀剂时,影响锂沉淀率的主要因素是沉淀剂加入量和反应温度,而反应时间和pH对锂沉淀率影响非常小;碳酸钠和磷酸钠沉淀最优化工艺条件下锂的沉淀率分别为70.11%和98.7%。以氟化钠为沉淀剂时,氟化钠加入量是主要影响因素,pH对锂沉淀率的影响较小,而反应温度和反应时间对锂沉淀率几乎没有影响;氟化钠沉淀最优化工艺条件下锂的沉淀率为79.3%。磷酸钠沉锂的沉淀率最好,氟化钠次之,碳酸钠最差。
  • 李权,王世栋,火焱,李明珍,叶秀深,庞全世,吴志坚
    摘要:
    以50%KCl-50%LiCl体系为熔盐电解质体系,在420 ℃下研究了杂质包括NaCl、CaCl2、MgCl2、FeCl3、Li2SO4对电解过程的影响。结果表明:NaCl、CaCl2、MgCl2优先于金属锂在阴极析出钠、镁、钙,进入金属锂产品中,同时引起金属锂聚集性变差,降低电流效率和锂收率;FeCl3在阴极上析出海绵铁形成钝化膜,影响电解过程;Li2SO4在阴极上与金属锂发生氧化还原反应,消耗金属锂生成Li2O和Li2S,降低电流效率和锂收率。
  • 张松岩,朱实贵,路贵民
    摘要:
    在653~673 K温度下电解LiCl-KCl体系制备金属锂,分别研究电解温度、电流密度、电解质比例以及阴阳极间距对金属锂电解电流效率的影响。最佳电解温度为653~673 K、LiCl-KCl电解质最佳质量比为LiCl︰KCl=50%︰50%,同时较大的电流密度与极距对电流效率更有利。
  • 焦庆国,周云峰,李昌林,方斌,汪艳芳,柴登鹏
    摘要:
    电解槽是铝电解生产的主体设备,电解槽的寿命长短直接影响到吨铝生产成本,进而影响企业经济效益。电解槽达不到设计寿命,甚至出现早期破损,会增加吨铝均摊成本,电解槽长寿是铝行业研究的长期课题。通过对某电解铝企业500 kA电解槽破损后进行刨炉研究,认为其早期破损的原因主要是所用筑炉防渗料质量存在缺陷、焙烧升温速度过快、技术条件匹配不合理、系列电流强度波动较大等,并在此基础上提出了预防电解槽早期破损的措施,为电解槽提高槽寿命提供借鉴和参考。
  • 马尚润,朱福兴,李开华
    摘要:
    针对流水线镁电解电解槽运行过程中的内衬破损、电极变形和电解槽泄漏等严重影响电解槽使用寿命问题,分析了影响电解槽使用寿命的关键因素,提出了提高电解槽使用寿命的措施。研究结果表明,影响流水线镁电解电解槽使用寿命的主要因素为:电解槽砌筑质量不达标、电解槽启槽制度不规范和电解槽运行过程中电极电流分布不均匀。在工业生产中,通过严格控制耐火材料材质、砌筑的水平度和垂直度、砖缝填充物及缝隙来规范电解槽砌筑水平;通过严格控制烤槽的升温速率及烤槽时间、启槽首包料中MgCl2含量为50%,并按照“少量多次”理念补加熔体来建立合理的电解槽启动制度;通过电解槽电极电流的检测及异常处理来匀化电极电流分布。由此可大幅提高电解槽使用寿命,进一步凸显流水线镁电解技术在海绵钛生产企业应用的优势。
  • 稀贵金属
  • 张永禄,王成彦,郜伟,杨永强,揭晓武
    摘要:
    研究了锑金精矿矿浆电解过程中阳极区硫化矿物选择性氧化分解热力学基础。结果表明,黄铁矿标准氧化分解电位较辉锑矿低,从热力学角度看,黄铁矿会被优先氧化分解;当溶液中加入Cl-以后,辉锑矿和黄铁矿氧化分解电位都呈现下降趋势,其中辉锑矿下降更为迅速;在研究条件下,当Cl-浓度大于2.05 mol/L时,辉锑矿的分解电位小于黄铁矿,在热力学上使得辉锑矿优先选择性氧化分解成为可能。矿浆电解法处理锑金精矿实验中,锑的浸出率可达到98%以上,而铁的浸出率在8%以下,可实现锑的选择性浸出。
  • 伍莺,周洁英,胡小洣,张积锴,陈冬英
    摘要:
    研究了草酸反萃并直接沉淀负载富钇的P507有机相中富钇的工艺参数,考察了草酸反萃富钇过程中草酸用量、反萃温度、反萃相比O/A、反萃时间、反萃级数对稀土反萃率的影响。结果表明,草酸反萃最佳的工艺参数为:草酸用量为理论值的130%、反萃温度25 ℃、O/A=1/1、反萃时间20 min、反萃级数11级,在此条件下,富钇稀土反萃率为99.45%,所得富钇产品质量为TREO>98.0%、Cl-<0.05%、残碳0.042%。
  • 范兴祥,李英伟,杨坤彬,王家和
    摘要:
    分析了铜阳极泥火法提取贵金属碱性渣的物相组成,提出了碱浸出、净化、电解制备高纯碲的工艺,重点讨论碱浸对碲浸出率的影响以及工艺参数对碲纯度的影响。通过试验,全流程碲收率为92.25%,高纯碲产品达到YS/T222—2010标准;含硒溶液经二氧化硫还原,可得到含量96.56%、回收率90.17%的粗硒。
  • 材料与设备
  • 李义兵,耿继业,李思佳,瞿子正,李中林,郑继明,罗鲲
    摘要:
    液态金属/玻璃非润湿、不黏附研究对于镓基液态金属盛放、回收以及流动运输具有重要意义。通过气氛保护熔炼法制备GaIn20.5Sn13液态金属,利用不同型号砂纸打磨及旋涂镀膜处理制备不同表面形貌的玻璃片,研究合金液滴在不同玻璃表面的润湿、黏附和滚动行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及接触角测量仪分别对不同玻璃的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测试和表征,并在其表面进行了滚动测试。结果表明:粗糙化处理和镀膜处理均可降低合金液滴在玻璃表面的润湿性,提高合金液滴的流动性。随着表面粗糙度的增大,液滴在玻璃表面的接触角不断增大,当粗糙度为187.9 nm时,表面接触角达到150.6°。将表面粗糙化与镀膜处理相结合,得到镓基液态金属非润湿、不黏附的玻璃表面,接触角最高可达160.4°,同时合金液滴在其表面的滚动角为15°,滚动滞后角为3°。
  • 环境工程
  • 张晓,陈刚,陈晨,程婷,王津南,王磊
    摘要:
    利用天然沸石为吸附剂去除重金属离子,对沸石材料宏观与微观特性进行表征,考察其对单一与多种重金属竞争吸附效应,研究其吸附动力学与吸附等温线特性。结果表明:天然沸石可较好吸附溶液中重金属。天然沸石含有片沸石、方石英、石英和高岭石;颗粒呈不规则形状,表面由片状矿物组成,粒径0.189~129.3 μm,主要组分为硅酸铝矿物。Zeta电位分析表明,负极表面使其能有效吸附重金属,吸附大小顺序为Pb>Cu/Cd>Zn。较高pH可促进沸石对重金属吸附,快速吸附过程可在50 min内完成。准二级动力学方程适合表示天然沸石对重金属吸附过程。Cd吸附过程符合Langmuir吸附等温线,而Pb、Cu和Zn吸附过程符合Freundlich吸附等温线。竞争吸附体系下,Pb和Cu竞争吸附优势主要体现在较高沸石用量上,吸附优势大小顺序为Pb>Cu>Cd>Zn。
  • 桑伟璇,陈蓉,李小燕,何登武,王杨,曹小岗
    摘要:
    通过液相还原法制备玉米淀粉负载型纳米零价铁(CS-NZVI),利用SEM和XRD对材料进行了表征,并且探究了不同溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、CS-NZVI浓度、温度、反应时间对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,CS-NZVI整体分散性较好,相较于NZVI团聚情况明显改善。在溶液pH=6.0、U(Ⅵ)初始浓度10.0 mg/L、CS-NZVI浓度0.4 g/L、温度30 ℃、反应时间140 min时,CS-NZVI材料对溶液中U(Ⅵ)的去除率为95.05%,去除量为24.86 mg/g。
  • 冶金史
  • 黄全胜,黄谦玺,李延祥,李建西
    摘要:
    玉林胜果寺古代冶铸遗址位于广西玉林市兴业县龙安镇杨前村胜果寺附近的丘陵,面积超过2 000 m2。采用扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金相和矿相等研究方法,对胜果寺古代冶铸遗址的5个冶金遗物炉渣样品进行成分和显微组织分析检测。结果表明,该遗址为生铁冶铸遗址,炼渣属锰硅铝系高锰炉渣。冶炼产品除供本地铸锅等生产生活用品外,大量运往韶州涔水场浸铜。
    重有色金属
  • 余跃
    摘要:
    首先利用Fluent软件对底吹炉用的氧枪内气体流动过程进行模拟研究,分析了三种工况下进口参数与气体流量的对应关系,给现场进行流量调节提供了理论依据。然后以氧枪出口气体的流动参数作为边界条件,利用VOF模型对底吹炉渣、铜锍、粗铜、空气四相流动过程进行模拟研究。研究了不同流量下的熔体流动规律,包括熔池内的密度分布、熔池平均速度、液面波动状况以及喷溅量等。当气体流量为0.43 kg/s时,熔池内的平均速度较高,混合强度大,但是也会造成液面波动过大,喷溅量过大的现象,严重时会导致下料口堵塞,影响正常生产过程。
  • 付维琴,刘俊场,邹维,牟兴兵,谢天鉴,翟忠标,杨大锦
    摘要:
    采用常压-氧压两段逆流碱浸工艺高效脱除高砷铅阳极泥中的砷。研究了浸出温度、浸出时间、氧气压力、氢氧化钠浓度等对砷脱除率的影响。确定最佳常压碱浸工艺条件为:液固体积质量比5 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间0.5 h;最佳氧压碱浸工艺条件为:液固体积质量比5 mL/g、氢氧化钠浓度130 g/L、氧压浸出温度140 ℃、氧压浸出时间4.0 h、氧气压力1.0 MPa、搅拌速度600 r/min。在上述条件下,砷脱除率可达99.0%以上。
  • 胡宇杰,陈艺锋,王宇菲,周正华,唐志波,夏中卫
    摘要:
    研究了低温熔盐炼铅产物中固态物颗粒和液态铅珠在Na2CO3热态熔盐中的重力沉降规律,优化了固态物和熔盐的沉降分离条件。结果表明:液态铅珠、ZnS和ZnO固态物颗粒在热态熔盐中的沉降速度顺序为Pb>ZnS>ZnO,且温度升高沉降速度加快。但温度超过900 ℃后,ZnS和Na2CO3反应生成ZnO的趋势增大,不利于ZnO的固硫,因此沉降温度不宜超过900 ℃。在盐固比为2.8、温度900 ℃和保温3 h的条件下,熔盐渣中超过80%的ZnS和ZnO固态物颗粒可沉降到反应器底部,实现与熔盐的热态分离;92%以上的液态铅能在较短时间内聚积到反应器底部,残留于表层熔盐中的铅小于2%。
  • 曲贞为,陈迎武,张 煜,李俊杰
    摘要:
    根据能源生产工艺和控制要求,阳谷祥光铜业有限公司建设了公司级管控一体化能源管理中心,实现了集中调度、能源优化,重点站所无人化值守。采用中央以太网和工业以太网相结合的网络架构,将网络速度和使用效率最大化,确保网络的稳定性和可靠性;通过扁平化管理模式,实时了解能源需求和消耗状况,提高了能源介质的利用率,有效降低氧气、蒸汽等的放散,产品综合能耗指标得到降低,一期和二期制氧的电单耗也分别由0.412和0.539 kWh/m3降至0.395和0.483 kWh/m3。
  • 袁俊智,王新民,赵福生,刘华
    摘要:
    华鼎铜业发展有限公司先后经过三个阶段的改造形成了世界上首条全底吹全热态连续炼铜生产线,即底吹熔炼+底吹吹炼+底吹精炼。该工艺具有原料适应性强、整体脱杂优势明显,现场环境条件好、运行成本低等特点。介绍了全底吹全热态连续炼铜工艺和在运行过程中的生产实践。
  • 轻有色金属
  • 谢铿,王海北,刘三平,蒋应平
    摘要:
    以某高锂混盐型盐湖卤水为研究对象,采用β-支链伯醇(A1416)萃取分离硼,考察了卤水初始pH、A1416浓度、萃取混合时间、相比O/A、温度等因素的影响,优化了萃取工艺参数,分析了硼和锂在萃取两相体系中的分配行为以及硼与锂、镁、钠和钾的分离情况。在卤水初始pH=0.5、有机相组成为50% A1416-50% 260#溶剂油、相比O/A=3/2、萃取混合时间5 min、20 ℃的条件下,硼的单级萃取率大于66%,锂、镁、钠、钾的萃取率分别仅有0.54%、0.28%、0.84%和0.29%,硼与锂、镁、钠、钾的分离系数分别达到363、684、308和679,A1416显示出对硼的良好选择性。负载硼的有机相可用水进行反萃,得到富硼溶液。
  • 伍德佑,刘志强,饶帅,张魁芳
    摘要:
    分别采用碳酸钠、磷酸钠和氟化钠为沉淀剂对废旧锂离子电池含锂浸出液进行锂回收的研究。考察不同沉淀剂加入量、反应温度、反应时间和pH对锂沉淀率的影响规律。结果表明:以碳酸钠和磷酸钠为沉淀剂时,影响锂沉淀率的主要因素是沉淀剂加入量和反应温度,而反应时间和pH对锂沉淀率影响非常小;碳酸钠和磷酸钠沉淀最优化工艺条件下锂的沉淀率分别为70.11%和98.7%。以氟化钠为沉淀剂时,氟化钠加入量是主要影响因素,pH对锂沉淀率的影响较小,而反应温度和反应时间对锂沉淀率几乎没有影响;氟化钠沉淀最优化工艺条件下锂的沉淀率为79.3%。磷酸钠沉锂的沉淀率最好,氟化钠次之,碳酸钠最差。
  • 李权,王世栋,火焱,李明珍,叶秀深,庞全世,吴志坚
    摘要:
    以50%KCl-50%LiCl体系为熔盐电解质体系,在420 ℃下研究了杂质包括NaCl、CaCl2、MgCl2、FeCl3、Li2SO4对电解过程的影响。结果表明:NaCl、CaCl2、MgCl2优先于金属锂在阴极析出钠、镁、钙,进入金属锂产品中,同时引起金属锂聚集性变差,降低电流效率和锂收率;FeCl3在阴极上析出海绵铁形成钝化膜,影响电解过程;Li2SO4在阴极上与金属锂发生氧化还原反应,消耗金属锂生成Li2O和Li2S,降低电流效率和锂收率。
  • 张松岩,朱实贵,路贵民
    摘要:
    在653~673 K温度下电解LiCl-KCl体系制备金属锂,分别研究电解温度、电流密度、电解质比例以及阴阳极间距对金属锂电解电流效率的影响。最佳电解温度为653~673 K、LiCl-KCl电解质最佳质量比为LiCl︰KCl=50%︰50%,同时较大的电流密度与极距对电流效率更有利。
  • 焦庆国,周云峰,李昌林,方斌,汪艳芳,柴登鹏
    摘要:
    电解槽是铝电解生产的主体设备,电解槽的寿命长短直接影响到吨铝生产成本,进而影响企业经济效益。电解槽达不到设计寿命,甚至出现早期破损,会增加吨铝均摊成本,电解槽长寿是铝行业研究的长期课题。通过对某电解铝企业500 kA电解槽破损后进行刨炉研究,认为其早期破损的原因主要是所用筑炉防渗料质量存在缺陷、焙烧升温速度过快、技术条件匹配不合理、系列电流强度波动较大等,并在此基础上提出了预防电解槽早期破损的措施,为电解槽提高槽寿命提供借鉴和参考。
  • 马尚润,朱福兴,李开华
    摘要:
    针对流水线镁电解电解槽运行过程中的内衬破损、电极变形和电解槽泄漏等严重影响电解槽使用寿命问题,分析了影响电解槽使用寿命的关键因素,提出了提高电解槽使用寿命的措施。研究结果表明,影响流水线镁电解电解槽使用寿命的主要因素为:电解槽砌筑质量不达标、电解槽启槽制度不规范和电解槽运行过程中电极电流分布不均匀。在工业生产中,通过严格控制耐火材料材质、砌筑的水平度和垂直度、砖缝填充物及缝隙来规范电解槽砌筑水平;通过严格控制烤槽的升温速率及烤槽时间、启槽首包料中MgCl2含量为50%,并按照“少量多次”理念补加熔体来建立合理的电解槽启动制度;通过电解槽电极电流的检测及异常处理来匀化电极电流分布。由此可大幅提高电解槽使用寿命,进一步凸显流水线镁电解技术在海绵钛生产企业应用的优势。
  • 稀贵金属
  • 张永禄,王成彦,郜伟,杨永强,揭晓武
    摘要:
    研究了锑金精矿矿浆电解过程中阳极区硫化矿物选择性氧化分解热力学基础。结果表明,黄铁矿标准氧化分解电位较辉锑矿低,从热力学角度看,黄铁矿会被优先氧化分解;当溶液中加入Cl-以后,辉锑矿和黄铁矿氧化分解电位都呈现下降趋势,其中辉锑矿下降更为迅速;在研究条件下,当Cl-浓度大于2.05 mol/L时,辉锑矿的分解电位小于黄铁矿,在热力学上使得辉锑矿优先选择性氧化分解成为可能。矿浆电解法处理锑金精矿实验中,锑的浸出率可达到98%以上,而铁的浸出率在8%以下,可实现锑的选择性浸出。
  • 伍莺,周洁英,胡小洣,张积锴,陈冬英
    摘要:
    研究了草酸反萃并直接沉淀负载富钇的P507有机相中富钇的工艺参数,考察了草酸反萃富钇过程中草酸用量、反萃温度、反萃相比O/A、反萃时间、反萃级数对稀土反萃率的影响。结果表明,草酸反萃最佳的工艺参数为:草酸用量为理论值的130%、反萃温度25 ℃、O/A=1/1、反萃时间20 min、反萃级数11级,在此条件下,富钇稀土反萃率为99.45%,所得富钇产品质量为TREO>98.0%、Cl-<0.05%、残碳0.042%。
  • 范兴祥,李英伟,杨坤彬,王家和
    摘要:
    分析了铜阳极泥火法提取贵金属碱性渣的物相组成,提出了碱浸出、净化、电解制备高纯碲的工艺,重点讨论碱浸对碲浸出率的影响以及工艺参数对碲纯度的影响。通过试验,全流程碲收率为92.25%,高纯碲产品达到YS/T222—2010标准;含硒溶液经二氧化硫还原,可得到含量96.56%、回收率90.17%的粗硒。
  • 材料与设备
  • 李义兵,耿继业,李思佳,瞿子正,李中林,郑继明,罗鲲
    摘要:
    液态金属/玻璃非润湿、不黏附研究对于镓基液态金属盛放、回收以及流动运输具有重要意义。通过气氛保护熔炼法制备GaIn20.5Sn13液态金属,利用不同型号砂纸打磨及旋涂镀膜处理制备不同表面形貌的玻璃片,研究合金液滴在不同玻璃表面的润湿、黏附和滚动行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及接触角测量仪分别对不同玻璃的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测试和表征,并在其表面进行了滚动测试。结果表明:粗糙化处理和镀膜处理均可降低合金液滴在玻璃表面的润湿性,提高合金液滴的流动性。随着表面粗糙度的增大,液滴在玻璃表面的接触角不断增大,当粗糙度为187.9 nm时,表面接触角达到150.6°。将表面粗糙化与镀膜处理相结合,得到镓基液态金属非润湿、不黏附的玻璃表面,接触角最高可达160.4°,同时合金液滴在其表面的滚动角为15°,滚动滞后角为3°。
  • 环境工程
  • 张晓,陈刚,陈晨,程婷,王津南,王磊
    摘要:
    利用天然沸石为吸附剂去除重金属离子,对沸石材料宏观与微观特性进行表征,考察其对单一与多种重金属竞争吸附效应,研究其吸附动力学与吸附等温线特性。结果表明:天然沸石可较好吸附溶液中重金属。天然沸石含有片沸石、方石英、石英和高岭石;颗粒呈不规则形状,表面由片状矿物组成,粒径0.189~129.3 μm,主要组分为硅酸铝矿物。Zeta电位分析表明,负极表面使其能有效吸附重金属,吸附大小顺序为Pb>Cu/Cd>Zn。较高pH可促进沸石对重金属吸附,快速吸附过程可在50 min内完成。准二级动力学方程适合表示天然沸石对重金属吸附过程。Cd吸附过程符合Langmuir吸附等温线,而Pb、Cu和Zn吸附过程符合Freundlich吸附等温线。竞争吸附体系下,Pb和Cu竞争吸附优势主要体现在较高沸石用量上,吸附优势大小顺序为Pb>Cu>Cd>Zn。
  • 桑伟璇,陈蓉,李小燕,何登武,王杨,曹小岗
    摘要:
    通过液相还原法制备玉米淀粉负载型纳米零价铁(CS-NZVI),利用SEM和XRD对材料进行了表征,并且探究了不同溶液pH、U(Ⅵ)初始浓度、CS-NZVI浓度、温度、反应时间对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,CS-NZVI整体分散性较好,相较于NZVI团聚情况明显改善。在溶液pH=6.0、U(Ⅵ)初始浓度10.0 mg/L、CS-NZVI浓度0.4 g/L、温度30 ℃、反应时间140 min时,CS-NZVI材料对溶液中U(Ⅵ)的去除率为95.05%,去除量为24.86 mg/g。
  • 冶金史
  • 黄全胜,黄谦玺,李延祥,李建西
    摘要:
    玉林胜果寺古代冶铸遗址位于广西玉林市兴业县龙安镇杨前村胜果寺附近的丘陵,面积超过2 000 m2。采用扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、金相和矿相等研究方法,对胜果寺古代冶铸遗址的5个冶金遗物炉渣样品进行成分和显微组织分析检测。结果表明,该遗址为生铁冶铸遗址,炼渣属锰硅铝系高锰炉渣。冶炼产品除供本地铸锅等生产生活用品外,大量运往韶州涔水场浸铜。

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