重有色金属
周俊,陈卓
摘要:
在高强度熔炼的工业闪速炉生产条件下,从反应塔出口和沉淀池的不同位置提取悬浮粒子、炉渣和铜锍熔体试样,进行各种化学成分检测和仪器分析,研究了沉淀池中的冶金过程及特点、炉渣和铜锍的形成过程、炉渣含Fe3O4和渣含铜降低的过程等,提出了强化沉淀池中冶金过程、改善闪速炉炉况控制、优化闪速炉设计的有效途径;通过对渣含铜物相形态及渣含铜变化的研究,分析并探讨了降低渣含铜的有效方法。
姜保成,王亲猛,唐鼎轩,王松松,田庆华,郭学益,彭国敏,田静
摘要:
底吹炉大型化是目前氧气底吹炼铜技术重要发展趋势,但大型底吹炉熔池搅拌状况不明晰。以某企业大型氧气底吹炉为研究对象,建立大型底吹炉等效简化模型。分析了大型化底吹炉“准稳态”过程,探究大型底吹炉熔池流动状况,选定熔池气含率、熔体平均速度和湍动能作为大型氧气底吹熔池状态评价指标,研究了渣层厚度、喷吹流量、氧枪夹角对熔池流动的影响。结果表明,在渣层厚度65~70 cm、喷吹流量控制在0.60~0.65 kg/s、氧枪夹角达到30°~40°条件下,熔池搅拌情况较好。
谢铿,王海北,马育新,李渭鹏
摘要:
高冰镍浸出渣是镍湿法冶金过程的重要中间产物,含有铜、镍、钴和金、银、铂、钯等有价金属,具有重要的综合回收价值。探究高冰镍浸出渣冶金过程多金属的走向行为对于提高金属综合回收率、优化系统物料平衡和推动工艺技术升级具有重要意义。基于新疆阜康冶炼厂高冰镍浸出渣的典型冶金工艺,结合文献调研和工业生产实践,阐释高冰镍浸出渣中主要金属铜、镍、钴、铁和贵金属金、银、铂、钯的迁移走向,揭示各金属形态变化历程,分析各金属在渣相和液相的分配行为,为工艺设计和优化提供支撑。
卢友志,王雅梦,赵义
摘要:
探究以核桃壳为还原剂硫酸浸出氧化锰矿过程的动力学。考察了搅拌速度、反应温度、硫酸浓度、反应时间以及核桃壳用量对锰浸出率的影响。结果表明,锰的浸出率随着搅拌速度、硫酸浓度、核桃壳用量的增大和温度的升高而增大。浸出前60 min浸出率的增长速度较快。在反应温度为369 K、硫酸浓度3.5 mol/L、核桃壳加入量40 g/L、反应时间2.5 h、转速200 r/min时,锰浸出率达93.18%。浸出过程属于化学反应控制,对应的活化能为45.5 kJ/mol,硫酸浓度和核桃壳用量的反应级数分别为0.897、0.2。
方海嫣,刘海燕,魏宗武,王臣
摘要:
采用黄钠铁矾和硫化锰沉淀法从软锰矿硫酸浸出液中分步去除Fe3+、Co2+、Ni2+。先采用黄钠铁矾法沉淀去除Fe3+,再采用硫化锰沉淀去除Co2+、Ni2+。单因素试验最佳工艺条件为:隔氧环境下,MnS添加量10 g/L、反应温度75 ℃、反应时间30 min、转速120 r/min,此条件下,Co2+去除率达99.2%,Ni2+去除率达99.81%。
轻有色金属
吴荔荔,李文英,路贵民
摘要:
基于对30 kA电解槽流场、电磁场、电热场的研究,利用得到的电流强度与结构参数的关系,对40 kA电解槽进行结构参数优化,得到最优40 kA电解槽槽型。经电—热—磁—流场耦合研究,对比30 kA电解槽流场、电磁场、电热场分布。结果表明,优化后的40 kA电解槽电阻电压降低了0.33 V,电解槽中电解液温度分布变化并不明显,磁场强度的增幅均在10%以内,流场分布中涡流范围有所减少。在能量平衡条件下,40 kA电解槽磁流场分布相对30 kA电解槽更加稳定。
姬海燕,刘家印,张捷菲,米雪,刘春力,谢满华
摘要:
通过低温焦硫酸钾焙烧与盐溶液浸出复合,实现了退役三元锂电池正极材料中锂的选择性回收。系统研究了焙烧温度、焦硫酸钾与正极材料质量比、焙烧时间对锂、钴、镍、锰回收效果的影响和作用机制。结果表明,在焙烧温度350 ℃、正极材料与焦硫酸钾质量比1︰2、焙烧时间60 min的条件下,再经草酸钾水溶液浸出后,锂的回收率达到97.21%,镍的浸出率为2.61%,钴的浸出率为3.1%,锰的浸出率为10.8%。同时,采用XRD、SEM和EDS表征焙烧前后材料的晶体结构、表面形貌以及元素组成变化,阐明了焦硫酸钾焙烧过程中锂、钴、镍、锰的相转化机制。与传统湿法、火法和生物冶金法相比,该回收技术低能耗、应用前景广阔。
杨俊峰,李博洋,霍婧,潘寻
摘要:
随着我国光伏行业的快速发展壮大,光伏制造过程的资源环境问题日益显现,未来绿色低碳将成为光伏行业可持续发展的重要考量。围绕产业链关键环节,研究了光伏制造过程的绿色低碳发展情况,涵盖资源消耗、能源消耗、污染物排放、碳排放四个层面。结合政策、市场环境,重点分析了“十四五”我国光伏行业绿色低碳发展关键问题,包括:全行业能源消耗总量将持续增加,在能耗双控制度下面临较大压力;双碳对光伏行业发展提出更高要求,降低产品碳足迹将成为核心竞争力;上游资源需求量迅速增长,叠加能耗双控和双碳影响供给保障难度较大;光伏行业与环境关系更加复杂化,废旧电池组件回收再利用提上日程。
稀贵金属
董攀飞,徐志高,吴明,徐斐,何正艳,瞿军
摘要:
以乙酸戊酯作为稀释剂,采用N263-HSCN体系对锆、铪进行萃取分离,分别研究了(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4NO3、NaCl和MgCl2等盐析剂的种类和浓度对锆与铪萃取分离的影响。结果表明,N263-HSCN体系分离锆、铪时优先萃取铪,该体系中SCN-的稳定性要比MIBK-HSCN体系强。不同阳离子的盐析剂对锆和铪的萃取率影响顺序为:NaCl>MgCl2>NH4Cl,对分离系数影响不大。不同阴离子的盐析剂对锆的萃取率顺序为:NH4NO3>NH4Cl>(NH4)2SO4,铪的萃取率顺序为:(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,而分离系数顺序为:(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,与阴离子的水合能力强弱顺序一致。当(NH4)2SO4加入量为0.6 mol/L时,分离系数达18.56,此时对锆和铪的萃取率分别为41.72%和93%。
林璠,张琦,何东升,刘爽,李智力,李健
摘要:
以H2SO4替代HF为浸出剂,提出了硫酸焙烧—硫酸浸出,从钽铌粗精矿中提取铌的湿法处理新工艺,解决了传统湿法浸出铌精矿中使用HF造成的高成本和污染等问题。结果表明,硫酸焙烧阶段,在粗精矿-74 μm占比90%、浓硫酸与矿样质量比80%、焙烧温度300 ℃、焙烧时间1.5 h的条件下,矿样中的铌反应彻底且留在渣相中。浸出阶段采用30%质量比的H2SO4,在液固比3︰1、温度90 ℃的条件下浸出3 h,铌的浸出率达到93.4%。
刘康,刘忠臣,刘会武,王梓洋,王桂硕,程浩,贾秀敏,师留印,向秋林
摘要:
对于难处理铀钼矿而言,硫酸焙烧法可有效活化铀、钼组分并实现高效提取。焙烧过程正交试验结果表明,焙烧温度和焙烧时间对铀、钼浸出率均有较大影响,而酸矿质量比对铀浸出率影响更显著,硫酸浓度对钼浸出率影响更大。TG/DTG分析表明,整个焙烧过程可分为3个阶段:27.4~66.7、66.7~141.1、141.1~267.3 ℃;对应的Kissinger微分法反应活化能分别为17.592、16.878、38.660 kJ/mol。硫酸焙烧熟料浸出优化工艺参数为:浸出温度80 ℃、浸出时间3 h、液固体积质量比5 mL/g。
鞠丽萍,祝怡斌
摘要:
黄金企业是主要的碳排放源,对于碳达峰有重要的意义。从化石燃料燃烧、炸药爆炸过程、脱氰过程、购入电力四个角度构建黄金企业二氧化碳排放核算模型。以内蒙古某金矿为例核算碳排放,电力消耗是主要碳排放源,其次为化石燃料燃烧。过程排放,即炸药爆炸和脱氰过程,不是黄金企业主要碳源,但是不可忽略的重要组成部分。
材料与设备
张积锴,周洁英,伍莺,胡小洣,陈冬英
摘要:
为简化离子型稀土矿提取稀土工艺,采用离子交换树脂富集矿山浸出母液技术制备高纯碳酸稀土用于有机溶料,系统考察了P507煤油萃取剂体系溶解碳酸镨钕过程中,碳酸镨钕预处理方式、碳酸镨钕加入量、水相pH、杂质铝含量、反应时间和相比等因素对萃取效果的影响。结果表明,以湿碳酸镨钕为原料,其加入量控制为有机相负载稀土浓度0.16~0.18 mol/L,水相pH=2.0~3.0,相比O/A=1,反应时间12 min,碳酸镨钕中的铝含量小于2.5%,30 ℃条件下,碳酸镨钕溶解完全,分相效果好,有机相中稀土浓度达0.177 1 mol/L,萃取率为98.13%。采用4级逆流连续萃取试验,经16次反应平衡后有机相出口级稀土浓度为0.166 8 mol/L,水相出口稀土浓度为0.001 1 mol/L。采用P507-煤油萃取剂体系溶解碳酸镨钕同步实现了空白有机相的皂化及萃取过程,碳酸稀土直接作为原料省略了酸分解工序,缩短了工艺流程,同时用作皂化剂,降低了化工材料消耗、废水排放量及环保成本,为简化稀土萃取分离提供了应用基础。
环境工程
李拓夫,靳冉公,黄海辉,常耀超,王为振,高崇,徐晓辉
摘要:
废旧铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池芯片中的钼具有很高的回收价值,提出了“氧化酸浸—亚硫酸钠除硒—萃取”的方法回收不锈钢衬底CIGS太阳能电池芯片中的钼。结果表明,采用“双氧水+硫酸”能够浸出镀层中的金属元素,并对不锈钢衬底无伤害;考察了液固比和硫酸添加量对浸出的影响,在最优工艺条件下,废芯片中主要金属元素的浸出率达到95%以上;采用“N235+异辛醇+煤油”萃取酸浸液中的钼时,硒会被同时萃取,采用“亚硫酸钠+双氧水”沉硒后,钼萃取率能够达到98%以上,同时其他金属几乎不被萃取。为不锈钢衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池废芯片的处理提供了一种有效的方法。
曾晓娜,贺秋华,吕世豪,肖粤,邓钦文
摘要:
以南方典型有色金属冶炼企业集中区为研究对象,对冶炼企业厂界内表层土壤中Cd、Pb、As、Zn、Hg、Cu、Cr(Ⅵ)、Ni八种元素含量进行测定分析,利用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、潜在生态风险和健康风险模型对冶炼厂的生产区、储存区、废水治理区、固废贮存区或处置区进行重金属污染评价及风险评价。结果表明,冶炼厂内土壤受到Cd、Pb、As、Zn四种元素不同程度的污染;风险评价结果显示,冶炼厂内土壤总体存在强潜在生态风险,Cd、As、Zn是主要生态危害元素;同时As存在非致癌风险和致癌风险,Pb存在非致癌风险;厂内污染主要集中在生产区和废水治理区。
郭冬冬,秦庆伟,谌宏海,陈荣升,王明细,汤海波,曾素琴,冯金婷,徐文俊
摘要:
铜冶炼烟尘清洁利用始终是铜冶金工业的主题之一,开发加压浸出技术能有效实现复杂烟尘综合利用目的,浸出渣的湿法脱硫与电解沉积对消除铅尘和铅蒸气排放具有重要意义。以碳酸钠为脱硫剂,对铜冶炼烟尘氧压浸出渣进行了转化脱硫与火法协同冶炼试验,探讨了操作参数对脱硫率的影响,确定了优化操作条件。在此基础上采用超声辅助强化脱硫,发现超声处理后渣粒径d0.5由22.36 μm降至10.88 μm,d0.9由101.06 μm降至72.58 μm,且颗粒比表面积由13.24 m2/g增加到15.89 m2/g,浸出渣脱硫率由76.61%增长到85.52%。富氧侧吹熔炼工业试验结果发现,铅直收率由浸出渣的77.13%增长到脱硫渣的89.13%,铜直收率由浸出渣的69.21%增长到脱硫渣的82.50%。
李冠超,蒋文波,钟丽艳,林敏,林健,高柏,史天成
摘要:
为查清厂区及周围土壤环境中放射性污染程度,对该厂周边表层土壤(0~0.3 m),以及重污染点0~0.3、0.3~0.6、0.6~0.9 m三组土壤中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K比活度进行现场勘察和统计分析,查明其在土壤中的分布特征。描述性统计结果表明,在R1点238U比活度最高,为5 860 Bq/kg,而其余三种核素(232Th、226Ra、40K)含量均是R2处数值高,分别为930、1 420、367 Bq/kg。在统计结果基础上采用潜在生态风险指数法与暴露评估模型评价其污染程度和对人体健康危害程度,结果表明,R1、R2两处点位属于强生态风险、R3为中等潜在生态危害,其余点位为轻微生态危害;儿童与成人经呼吸渠道对人体无非致癌风险,而经口摄入途径,儿童均有非致癌高风险,成人在S1点位处为可能存在非致癌风险,其余均有非致癌高风险。
重有色金属
周俊,陈卓
摘要:
在高强度熔炼的工业闪速炉生产条件下,从反应塔出口和沉淀池的不同位置提取悬浮粒子、炉渣和铜锍熔体试样,进行各种化学成分检测和仪器分析,研究了沉淀池中的冶金过程及特点、炉渣和铜锍的形成过程、炉渣含Fe3O4和渣含铜降低的过程等,提出了强化沉淀池中冶金过程、改善闪速炉炉况控制、优化闪速炉设计的有效途径;通过对渣含铜物相形态及渣含铜变化的研究,分析并探讨了降低渣含铜的有效方法。
姜保成,王亲猛,唐鼎轩,王松松,田庆华,郭学益,彭国敏,田静
摘要:
底吹炉大型化是目前氧气底吹炼铜技术重要发展趋势,但大型底吹炉熔池搅拌状况不明晰。以某企业大型氧气底吹炉为研究对象,建立大型底吹炉等效简化模型。分析了大型化底吹炉“准稳态”过程,探究大型底吹炉熔池流动状况,选定熔池气含率、熔体平均速度和湍动能作为大型氧气底吹熔池状态评价指标,研究了渣层厚度、喷吹流量、氧枪夹角对熔池流动的影响。结果表明,在渣层厚度65~70 cm、喷吹流量控制在0.60~0.65 kg/s、氧枪夹角达到30°~40°条件下,熔池搅拌情况较好。
谢铿,王海北,马育新,李渭鹏
摘要:
高冰镍浸出渣是镍湿法冶金过程的重要中间产物,含有铜、镍、钴和金、银、铂、钯等有价金属,具有重要的综合回收价值。探究高冰镍浸出渣冶金过程多金属的走向行为对于提高金属综合回收率、优化系统物料平衡和推动工艺技术升级具有重要意义。基于新疆阜康冶炼厂高冰镍浸出渣的典型冶金工艺,结合文献调研和工业生产实践,阐释高冰镍浸出渣中主要金属铜、镍、钴、铁和贵金属金、银、铂、钯的迁移走向,揭示各金属形态变化历程,分析各金属在渣相和液相的分配行为,为工艺设计和优化提供支撑。
卢友志,王雅梦,赵义
摘要:
探究以核桃壳为还原剂硫酸浸出氧化锰矿过程的动力学。考察了搅拌速度、反应温度、硫酸浓度、反应时间以及核桃壳用量对锰浸出率的影响。结果表明,锰的浸出率随着搅拌速度、硫酸浓度、核桃壳用量的增大和温度的升高而增大。浸出前60 min浸出率的增长速度较快。在反应温度为369 K、硫酸浓度3.5 mol/L、核桃壳加入量40 g/L、反应时间2.5 h、转速200 r/min时,锰浸出率达93.18%。浸出过程属于化学反应控制,对应的活化能为45.5 kJ/mol,硫酸浓度和核桃壳用量的反应级数分别为0.897、0.2。
方海嫣,刘海燕,魏宗武,王臣
摘要:
采用黄钠铁矾和硫化锰沉淀法从软锰矿硫酸浸出液中分步去除Fe3+、Co2+、Ni2+。先采用黄钠铁矾法沉淀去除Fe3+,再采用硫化锰沉淀去除Co2+、Ni2+。单因素试验最佳工艺条件为:隔氧环境下,MnS添加量10 g/L、反应温度75 ℃、反应时间30 min、转速120 r/min,此条件下,Co2+去除率达99.2%,Ni2+去除率达99.81%。
轻有色金属
吴荔荔,李文英,路贵民
摘要:
基于对30 kA电解槽流场、电磁场、电热场的研究,利用得到的电流强度与结构参数的关系,对40 kA电解槽进行结构参数优化,得到最优40 kA电解槽槽型。经电—热—磁—流场耦合研究,对比30 kA电解槽流场、电磁场、电热场分布。结果表明,优化后的40 kA电解槽电阻电压降低了0.33 V,电解槽中电解液温度分布变化并不明显,磁场强度的增幅均在10%以内,流场分布中涡流范围有所减少。在能量平衡条件下,40 kA电解槽磁流场分布相对30 kA电解槽更加稳定。
姬海燕,刘家印,张捷菲,米雪,刘春力,谢满华
摘要:
通过低温焦硫酸钾焙烧与盐溶液浸出复合,实现了退役三元锂电池正极材料中锂的选择性回收。系统研究了焙烧温度、焦硫酸钾与正极材料质量比、焙烧时间对锂、钴、镍、锰回收效果的影响和作用机制。结果表明,在焙烧温度350 ℃、正极材料与焦硫酸钾质量比1︰2、焙烧时间60 min的条件下,再经草酸钾水溶液浸出后,锂的回收率达到97.21%,镍的浸出率为2.61%,钴的浸出率为3.1%,锰的浸出率为10.8%。同时,采用XRD、SEM和EDS表征焙烧前后材料的晶体结构、表面形貌以及元素组成变化,阐明了焦硫酸钾焙烧过程中锂、钴、镍、锰的相转化机制。与传统湿法、火法和生物冶金法相比,该回收技术低能耗、应用前景广阔。
杨俊峰,李博洋,霍婧,潘寻
摘要:
随着我国光伏行业的快速发展壮大,光伏制造过程的资源环境问题日益显现,未来绿色低碳将成为光伏行业可持续发展的重要考量。围绕产业链关键环节,研究了光伏制造过程的绿色低碳发展情况,涵盖资源消耗、能源消耗、污染物排放、碳排放四个层面。结合政策、市场环境,重点分析了“十四五”我国光伏行业绿色低碳发展关键问题,包括:全行业能源消耗总量将持续增加,在能耗双控制度下面临较大压力;双碳对光伏行业发展提出更高要求,降低产品碳足迹将成为核心竞争力;上游资源需求量迅速增长,叠加能耗双控和双碳影响供给保障难度较大;光伏行业与环境关系更加复杂化,废旧电池组件回收再利用提上日程。
稀贵金属
董攀飞,徐志高,吴明,徐斐,何正艳,瞿军
摘要:
以乙酸戊酯作为稀释剂,采用N263-HSCN体系对锆、铪进行萃取分离,分别研究了(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4NO3、NaCl和MgCl2等盐析剂的种类和浓度对锆与铪萃取分离的影响。结果表明,N263-HSCN体系分离锆、铪时优先萃取铪,该体系中SCN-的稳定性要比MIBK-HSCN体系强。不同阳离子的盐析剂对锆和铪的萃取率影响顺序为:NaCl>MgCl2>NH4Cl,对分离系数影响不大。不同阴离子的盐析剂对锆的萃取率顺序为:NH4NO3>NH4Cl>(NH4)2SO4,铪的萃取率顺序为:(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,而分离系数顺序为:(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,与阴离子的水合能力强弱顺序一致。当(NH4)2SO4加入量为0.6 mol/L时,分离系数达18.56,此时对锆和铪的萃取率分别为41.72%和93%。
林璠,张琦,何东升,刘爽,李智力,李健
摘要:
以H2SO4替代HF为浸出剂,提出了硫酸焙烧—硫酸浸出,从钽铌粗精矿中提取铌的湿法处理新工艺,解决了传统湿法浸出铌精矿中使用HF造成的高成本和污染等问题。结果表明,硫酸焙烧阶段,在粗精矿-74 μm占比90%、浓硫酸与矿样质量比80%、焙烧温度300 ℃、焙烧时间1.5 h的条件下,矿样中的铌反应彻底且留在渣相中。浸出阶段采用30%质量比的H2SO4,在液固比3︰1、温度90 ℃的条件下浸出3 h,铌的浸出率达到93.4%。
刘康,刘忠臣,刘会武,王梓洋,王桂硕,程浩,贾秀敏,师留印,向秋林
摘要:
对于难处理铀钼矿而言,硫酸焙烧法可有效活化铀、钼组分并实现高效提取。焙烧过程正交试验结果表明,焙烧温度和焙烧时间对铀、钼浸出率均有较大影响,而酸矿质量比对铀浸出率影响更显著,硫酸浓度对钼浸出率影响更大。TG/DTG分析表明,整个焙烧过程可分为3个阶段:27.4~66.7、66.7~141.1、141.1~267.3 ℃;对应的Kissinger微分法反应活化能分别为17.592、16.878、38.660 kJ/mol。硫酸焙烧熟料浸出优化工艺参数为:浸出温度80 ℃、浸出时间3 h、液固体积质量比5 mL/g。
鞠丽萍,祝怡斌
摘要:
黄金企业是主要的碳排放源,对于碳达峰有重要的意义。从化石燃料燃烧、炸药爆炸过程、脱氰过程、购入电力四个角度构建黄金企业二氧化碳排放核算模型。以内蒙古某金矿为例核算碳排放,电力消耗是主要碳排放源,其次为化石燃料燃烧。过程排放,即炸药爆炸和脱氰过程,不是黄金企业主要碳源,但是不可忽略的重要组成部分。
材料与设备
张积锴,周洁英,伍莺,胡小洣,陈冬英
摘要:
为简化离子型稀土矿提取稀土工艺,采用离子交换树脂富集矿山浸出母液技术制备高纯碳酸稀土用于有机溶料,系统考察了P507煤油萃取剂体系溶解碳酸镨钕过程中,碳酸镨钕预处理方式、碳酸镨钕加入量、水相pH、杂质铝含量、反应时间和相比等因素对萃取效果的影响。结果表明,以湿碳酸镨钕为原料,其加入量控制为有机相负载稀土浓度0.16~0.18 mol/L,水相pH=2.0~3.0,相比O/A=1,反应时间12 min,碳酸镨钕中的铝含量小于2.5%,30 ℃条件下,碳酸镨钕溶解完全,分相效果好,有机相中稀土浓度达0.177 1 mol/L,萃取率为98.13%。采用4级逆流连续萃取试验,经16次反应平衡后有机相出口级稀土浓度为0.166 8 mol/L,水相出口稀土浓度为0.001 1 mol/L。采用P507-煤油萃取剂体系溶解碳酸镨钕同步实现了空白有机相的皂化及萃取过程,碳酸稀土直接作为原料省略了酸分解工序,缩短了工艺流程,同时用作皂化剂,降低了化工材料消耗、废水排放量及环保成本,为简化稀土萃取分离提供了应用基础。
环境工程
李拓夫,靳冉公,黄海辉,常耀超,王为振,高崇,徐晓辉
摘要:
废旧铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池芯片中的钼具有很高的回收价值,提出了“氧化酸浸—亚硫酸钠除硒—萃取”的方法回收不锈钢衬底CIGS太阳能电池芯片中的钼。结果表明,采用“双氧水+硫酸”能够浸出镀层中的金属元素,并对不锈钢衬底无伤害;考察了液固比和硫酸添加量对浸出的影响,在最优工艺条件下,废芯片中主要金属元素的浸出率达到95%以上;采用“N235+异辛醇+煤油”萃取酸浸液中的钼时,硒会被同时萃取,采用“亚硫酸钠+双氧水”沉硒后,钼萃取率能够达到98%以上,同时其他金属几乎不被萃取。为不锈钢衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池废芯片的处理提供了一种有效的方法。
曾晓娜,贺秋华,吕世豪,肖粤,邓钦文
摘要:
以南方典型有色金属冶炼企业集中区为研究对象,对冶炼企业厂界内表层土壤中Cd、Pb、As、Zn、Hg、Cu、Cr(Ⅵ)、Ni八种元素含量进行测定分析,利用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、潜在生态风险和健康风险模型对冶炼厂的生产区、储存区、废水治理区、固废贮存区或处置区进行重金属污染评价及风险评价。结果表明,冶炼厂内土壤受到Cd、Pb、As、Zn四种元素不同程度的污染;风险评价结果显示,冶炼厂内土壤总体存在强潜在生态风险,Cd、As、Zn是主要生态危害元素;同时As存在非致癌风险和致癌风险,Pb存在非致癌风险;厂内污染主要集中在生产区和废水治理区。
郭冬冬,秦庆伟,谌宏海,陈荣升,王明细,汤海波,曾素琴,冯金婷,徐文俊
摘要:
铜冶炼烟尘清洁利用始终是铜冶金工业的主题之一,开发加压浸出技术能有效实现复杂烟尘综合利用目的,浸出渣的湿法脱硫与电解沉积对消除铅尘和铅蒸气排放具有重要意义。以碳酸钠为脱硫剂,对铜冶炼烟尘氧压浸出渣进行了转化脱硫与火法协同冶炼试验,探讨了操作参数对脱硫率的影响,确定了优化操作条件。在此基础上采用超声辅助强化脱硫,发现超声处理后渣粒径d0.5由22.36 μm降至10.88 μm,d0.9由101.06 μm降至72.58 μm,且颗粒比表面积由13.24 m2/g增加到15.89 m2/g,浸出渣脱硫率由76.61%增长到85.52%。富氧侧吹熔炼工业试验结果发现,铅直收率由浸出渣的77.13%增长到脱硫渣的89.13%,铜直收率由浸出渣的69.21%增长到脱硫渣的82.50%。
李冠超,蒋文波,钟丽艳,林敏,林健,高柏,史天成
摘要:
为查清厂区及周围土壤环境中放射性污染程度,对该厂周边表层土壤(0~0.3 m),以及重污染点0~0.3、0.3~0.6、0.6~0.9 m三组土壤中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K比活度进行现场勘察和统计分析,查明其在土壤中的分布特征。描述性统计结果表明,在R1点238U比活度最高,为5 860 Bq/kg,而其余三种核素(232Th、226Ra、40K)含量均是R2处数值高,分别为930、1 420、367 Bq/kg。在统计结果基础上采用潜在生态风险指数法与暴露评估模型评价其污染程度和对人体健康危害程度,结果表明,R1、R2两处点位属于强生态风险、R3为中等潜在生态危害,其余点位为轻微生态危害;儿童与成人经呼吸渠道对人体无非致癌风险,而经口摄入途径,儿童均有非致癌高风险,成人在S1点位处为可能存在非致癌风险,其余均有非致癌高风险。
重有色金属
周俊,陈卓
摘要:
在高强度熔炼的工业闪速炉生产条件下,从反应塔出口和沉淀池的不同位置提取悬浮粒子、炉渣和铜锍熔体试样,进行各种化学成分检测和仪器分析,研究了沉淀池中的冶金过程及特点、炉渣和铜锍的形成过程、炉渣含Fe3O4和渣含铜降低的过程等,提出了强化沉淀池中冶金过程、改善闪速炉炉况控制、优化闪速炉设计的有效途径;通过对渣含铜物相形态及渣含铜变化的研究,分析并探讨了降低渣含铜的有效方法。
姜保成,王亲猛,唐鼎轩,王松松,田庆华,郭学益,彭国敏,田静
摘要:
底吹炉大型化是目前氧气底吹炼铜技术重要发展趋势,但大型底吹炉熔池搅拌状况不明晰。以某企业大型氧气底吹炉为研究对象,建立大型底吹炉等效简化模型。分析了大型化底吹炉“准稳态”过程,探究大型底吹炉熔池流动状况,选定熔池气含率、熔体平均速度和湍动能作为大型氧气底吹熔池状态评价指标,研究了渣层厚度、喷吹流量、氧枪夹角对熔池流动的影响。结果表明,在渣层厚度65~70 cm、喷吹流量控制在0.60~0.65 kg/s、氧枪夹角达到30°~40°条件下,熔池搅拌情况较好。
谢铿,王海北,马育新,李渭鹏
摘要:
高冰镍浸出渣是镍湿法冶金过程的重要中间产物,含有铜、镍、钴和金、银、铂、钯等有价金属,具有重要的综合回收价值。探究高冰镍浸出渣冶金过程多金属的走向行为对于提高金属综合回收率、优化系统物料平衡和推动工艺技术升级具有重要意义。基于新疆阜康冶炼厂高冰镍浸出渣的典型冶金工艺,结合文献调研和工业生产实践,阐释高冰镍浸出渣中主要金属铜、镍、钴、铁和贵金属金、银、铂、钯的迁移走向,揭示各金属形态变化历程,分析各金属在渣相和液相的分配行为,为工艺设计和优化提供支撑。
卢友志,王雅梦,赵义
摘要:
探究以核桃壳为还原剂硫酸浸出氧化锰矿过程的动力学。考察了搅拌速度、反应温度、硫酸浓度、反应时间以及核桃壳用量对锰浸出率的影响。结果表明,锰的浸出率随着搅拌速度、硫酸浓度、核桃壳用量的增大和温度的升高而增大。浸出前60 min浸出率的增长速度较快。在反应温度为369 K、硫酸浓度3.5 mol/L、核桃壳加入量40 g/L、反应时间2.5 h、转速200 r/min时,锰浸出率达93.18%。浸出过程属于化学反应控制,对应的活化能为45.5 kJ/mol,硫酸浓度和核桃壳用量的反应级数分别为0.897、0.2。
方海嫣,刘海燕,魏宗武,王臣
摘要:
采用黄钠铁矾和硫化锰沉淀法从软锰矿硫酸浸出液中分步去除Fe3+、Co2+、Ni2+。先采用黄钠铁矾法沉淀去除Fe3+,再采用硫化锰沉淀去除Co2+、Ni2+。单因素试验最佳工艺条件为:隔氧环境下,MnS添加量10 g/L、反应温度75 ℃、反应时间30 min、转速120 r/min,此条件下,Co2+去除率达99.2%,Ni2+去除率达99.81%。
轻有色金属
吴荔荔,李文英,路贵民
摘要:
基于对30 kA电解槽流场、电磁场、电热场的研究,利用得到的电流强度与结构参数的关系,对40 kA电解槽进行结构参数优化,得到最优40 kA电解槽槽型。经电—热—磁—流场耦合研究,对比30 kA电解槽流场、电磁场、电热场分布。结果表明,优化后的40 kA电解槽电阻电压降低了0.33 V,电解槽中电解液温度分布变化并不明显,磁场强度的增幅均在10%以内,流场分布中涡流范围有所减少。在能量平衡条件下,40 kA电解槽磁流场分布相对30 kA电解槽更加稳定。
姬海燕,刘家印,张捷菲,米雪,刘春力,谢满华
摘要:
通过低温焦硫酸钾焙烧与盐溶液浸出复合,实现了退役三元锂电池正极材料中锂的选择性回收。系统研究了焙烧温度、焦硫酸钾与正极材料质量比、焙烧时间对锂、钴、镍、锰回收效果的影响和作用机制。结果表明,在焙烧温度350 ℃、正极材料与焦硫酸钾质量比1︰2、焙烧时间60 min的条件下,再经草酸钾水溶液浸出后,锂的回收率达到97.21%,镍的浸出率为2.61%,钴的浸出率为3.1%,锰的浸出率为10.8%。同时,采用XRD、SEM和EDS表征焙烧前后材料的晶体结构、表面形貌以及元素组成变化,阐明了焦硫酸钾焙烧过程中锂、钴、镍、锰的相转化机制。与传统湿法、火法和生物冶金法相比,该回收技术低能耗、应用前景广阔。
杨俊峰,李博洋,霍婧,潘寻
摘要:
随着我国光伏行业的快速发展壮大,光伏制造过程的资源环境问题日益显现,未来绿色低碳将成为光伏行业可持续发展的重要考量。围绕产业链关键环节,研究了光伏制造过程的绿色低碳发展情况,涵盖资源消耗、能源消耗、污染物排放、碳排放四个层面。结合政策、市场环境,重点分析了“十四五”我国光伏行业绿色低碳发展关键问题,包括:全行业能源消耗总量将持续增加,在能耗双控制度下面临较大压力;双碳对光伏行业发展提出更高要求,降低产品碳足迹将成为核心竞争力;上游资源需求量迅速增长,叠加能耗双控和双碳影响供给保障难度较大;光伏行业与环境关系更加复杂化,废旧电池组件回收再利用提上日程。
稀贵金属
董攀飞,徐志高,吴明,徐斐,何正艳,瞿军
摘要:
以乙酸戊酯作为稀释剂,采用N263-HSCN体系对锆、铪进行萃取分离,分别研究了(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4NO3、NaCl和MgCl2等盐析剂的种类和浓度对锆与铪萃取分离的影响。结果表明,N263-HSCN体系分离锆、铪时优先萃取铪,该体系中SCN-的稳定性要比MIBK-HSCN体系强。不同阳离子的盐析剂对锆和铪的萃取率影响顺序为:NaCl>MgCl2>NH4Cl,对分离系数影响不大。不同阴离子的盐析剂对锆的萃取率顺序为:NH4NO3>NH4Cl>(NH4)2SO4,铪的萃取率顺序为:(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,而分离系数顺序为:(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,与阴离子的水合能力强弱顺序一致。当(NH4)2SO4加入量为0.6 mol/L时,分离系数达18.56,此时对锆和铪的萃取率分别为41.72%和93%。
林璠,张琦,何东升,刘爽,李智力,李健
摘要:
以H2SO4替代HF为浸出剂,提出了硫酸焙烧—硫酸浸出,从钽铌粗精矿中提取铌的湿法处理新工艺,解决了传统湿法浸出铌精矿中使用HF造成的高成本和污染等问题。结果表明,硫酸焙烧阶段,在粗精矿-74 μm占比90%、浓硫酸与矿样质量比80%、焙烧温度300 ℃、焙烧时间1.5 h的条件下,矿样中的铌反应彻底且留在渣相中。浸出阶段采用30%质量比的H2SO4,在液固比3︰1、温度90 ℃的条件下浸出3 h,铌的浸出率达到93.4%。
刘康,刘忠臣,刘会武,王梓洋,王桂硕,程浩,贾秀敏,师留印,向秋林
摘要:
对于难处理铀钼矿而言,硫酸焙烧法可有效活化铀、钼组分并实现高效提取。焙烧过程正交试验结果表明,焙烧温度和焙烧时间对铀、钼浸出率均有较大影响,而酸矿质量比对铀浸出率影响更显著,硫酸浓度对钼浸出率影响更大。TG/DTG分析表明,整个焙烧过程可分为3个阶段:27.4~66.7、66.7~141.1、141.1~267.3 ℃;对应的Kissinger微分法反应活化能分别为17.592、16.878、38.660 kJ/mol。硫酸焙烧熟料浸出优化工艺参数为:浸出温度80 ℃、浸出时间3 h、液固体积质量比5 mL/g。
鞠丽萍,祝怡斌
摘要:
黄金企业是主要的碳排放源,对于碳达峰有重要的意义。从化石燃料燃烧、炸药爆炸过程、脱氰过程、购入电力四个角度构建黄金企业二氧化碳排放核算模型。以内蒙古某金矿为例核算碳排放,电力消耗是主要碳排放源,其次为化石燃料燃烧。过程排放,即炸药爆炸和脱氰过程,不是黄金企业主要碳源,但是不可忽略的重要组成部分。
材料与设备
张积锴,周洁英,伍莺,胡小洣,陈冬英
摘要:
为简化离子型稀土矿提取稀土工艺,采用离子交换树脂富集矿山浸出母液技术制备高纯碳酸稀土用于有机溶料,系统考察了P507煤油萃取剂体系溶解碳酸镨钕过程中,碳酸镨钕预处理方式、碳酸镨钕加入量、水相pH、杂质铝含量、反应时间和相比等因素对萃取效果的影响。结果表明,以湿碳酸镨钕为原料,其加入量控制为有机相负载稀土浓度0.16~0.18 mol/L,水相pH=2.0~3.0,相比O/A=1,反应时间12 min,碳酸镨钕中的铝含量小于2.5%,30 ℃条件下,碳酸镨钕溶解完全,分相效果好,有机相中稀土浓度达0.177 1 mol/L,萃取率为98.13%。采用4级逆流连续萃取试验,经16次反应平衡后有机相出口级稀土浓度为0.166 8 mol/L,水相出口稀土浓度为0.001 1 mol/L。采用P507-煤油萃取剂体系溶解碳酸镨钕同步实现了空白有机相的皂化及萃取过程,碳酸稀土直接作为原料省略了酸分解工序,缩短了工艺流程,同时用作皂化剂,降低了化工材料消耗、废水排放量及环保成本,为简化稀土萃取分离提供了应用基础。
环境工程
李拓夫,靳冉公,黄海辉,常耀超,王为振,高崇,徐晓辉
摘要:
废旧铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池芯片中的钼具有很高的回收价值,提出了“氧化酸浸—亚硫酸钠除硒—萃取”的方法回收不锈钢衬底CIGS太阳能电池芯片中的钼。结果表明,采用“双氧水+硫酸”能够浸出镀层中的金属元素,并对不锈钢衬底无伤害;考察了液固比和硫酸添加量对浸出的影响,在最优工艺条件下,废芯片中主要金属元素的浸出率达到95%以上;采用“N235+异辛醇+煤油”萃取酸浸液中的钼时,硒会被同时萃取,采用“亚硫酸钠+双氧水”沉硒后,钼萃取率能够达到98%以上,同时其他金属几乎不被萃取。为不锈钢衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池废芯片的处理提供了一种有效的方法。
曾晓娜,贺秋华,吕世豪,肖粤,邓钦文
摘要:
以南方典型有色金属冶炼企业集中区为研究对象,对冶炼企业厂界内表层土壤中Cd、Pb、As、Zn、Hg、Cu、Cr(Ⅵ)、Ni八种元素含量进行测定分析,利用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、潜在生态风险和健康风险模型对冶炼厂的生产区、储存区、废水治理区、固废贮存区或处置区进行重金属污染评价及风险评价。结果表明,冶炼厂内土壤受到Cd、Pb、As、Zn四种元素不同程度的污染;风险评价结果显示,冶炼厂内土壤总体存在强潜在生态风险,Cd、As、Zn是主要生态危害元素;同时As存在非致癌风险和致癌风险,Pb存在非致癌风险;厂内污染主要集中在生产区和废水治理区。
郭冬冬,秦庆伟,谌宏海,陈荣升,王明细,汤海波,曾素琴,冯金婷,徐文俊
摘要:
铜冶炼烟尘清洁利用始终是铜冶金工业的主题之一,开发加压浸出技术能有效实现复杂烟尘综合利用目的,浸出渣的湿法脱硫与电解沉积对消除铅尘和铅蒸气排放具有重要意义。以碳酸钠为脱硫剂,对铜冶炼烟尘氧压浸出渣进行了转化脱硫与火法协同冶炼试验,探讨了操作参数对脱硫率的影响,确定了优化操作条件。在此基础上采用超声辅助强化脱硫,发现超声处理后渣粒径d0.5由22.36 μm降至10.88 μm,d0.9由101.06 μm降至72.58 μm,且颗粒比表面积由13.24 m2/g增加到15.89 m2/g,浸出渣脱硫率由76.61%增长到85.52%。富氧侧吹熔炼工业试验结果发现,铅直收率由浸出渣的77.13%增长到脱硫渣的89.13%,铜直收率由浸出渣的69.21%增长到脱硫渣的82.50%。
李冠超,蒋文波,钟丽艳,林敏,林健,高柏,史天成
摘要:
为查清厂区及周围土壤环境中放射性污染程度,对该厂周边表层土壤(0~0.3 m),以及重污染点0~0.3、0.3~0.6、0.6~0.9 m三组土壤中放射性核素238U、232Th、226Ra、40K比活度进行现场勘察和统计分析,查明其在土壤中的分布特征。描述性统计结果表明,在R1点238U比活度最高,为5 860 Bq/kg,而其余三种核素(232Th、226Ra、40K)含量均是R2处数值高,分别为930、1 420、367 Bq/kg。在统计结果基础上采用潜在生态风险指数法与暴露评估模型评价其污染程度和对人体健康危害程度,结果表明,R1、R2两处点位属于强生态风险、R3为中等潜在生态危害,其余点位为轻微生态危害;儿童与成人经呼吸渠道对人体无非致癌风险,而经口摄入途径,儿童均有非致癌高风险,成人在S1点位处为可能存在非致癌风险,其余均有非致癌高风险。