2022年第5期目录
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    重有色金属
  • 魏昶,Joniqulov Amirkhon,简单,邓志敢,杨馥衔,孙朴,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出减量化效果,以及渣中锌、铜和铟等有价金属的浸出率。结果表明,在常压酸浸条件下,渣量可减少65%以上,渣中锌含量可降至3%左右,锌、铜和铟的浸出率均在91%以上;在加压酸浸条件下,渣量可减少40%以上,渣中锌含量可将至2%以下,锌和铜的浸出率达到95%左右,但铟浸出率仅为70%左右,相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出,有利于铟的浸出;加压酸浸过程锌浸渣中的铁大量以铅铁矾的形式留在渣中,阻碍了铟的浸出。常压浸出液中铁含量较高,达到25 g/L以上;加压浸出液中铁含量较低,小于2 g/L,有利于后续浸出液中铜、铟的回收。常压浸出渣量少,有利于渣中铅、银的富集,可单独销售;加压浸出由于铁沉淀入渣,致使渣中铅、银富集比低,适合于铅锌联合企业返回铅熔炼炉。
  • 杨必文,王海北,张登高,郑朝振,李强,王子豪
    摘要:
    针对刚果(金)某高硅、低铁氧化铜矿还原熔炼过程渣铜分离困难、铜收得率低等问题,研究了配加不同CaO和FeO含量对还原熔炼渣黏度的影响规律,并在此基础上优化了Iida黏度预测模型,为实现CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO渣系黏度的精准控制提供支撑。结果表明,该熔炼渣黏度随CaO和FeO含量的增加而逐渐下降。调控终渣碱度大于0.5、FeO含量大于3%,可有效改善熔炼渣黏度。利用优化后的Iida黏度预报模型可在较大成分与温度范围内进行本体系熔渣黏度的预测,预报相对误差在10%以内。
  • 朱佳俊,修祎帆,孙建刚,黄凯
    摘要:
    通过将ZnS纳米粒子负载在阳离子树脂D001中制备负载纳米ZnS阳离子树脂吸附剂,即ZnS@D001,吸附湿法冶金锌浸出液中共存杂质金属离子(如Cu2+和Cd2+)。在10 g/L Zn2+的合成溶液中实现了对Cu2+的高度优先吸附,而对Cd2+没有任何吸附效果。吸附后的ZnS@D001树脂可以被1 mol/L HNO3有效解吸,然后再次负载ZnS。同时利用含有Cu2+和Cd2+的Zn2+溶液进行固定床柱吸附测试。经过吸附处理后,可以有效去除溶液中的铜杂质,纳米ZnS树脂可作为锌冶炼行业深度净化锌液的潜在功能材料。
  • 孙航宇,杨洪英,王志鹏,张勤
    摘要:
    针对铅冶炼产出的高铅锌含砷烟尘成分复杂、难于处理的特点,采用浓硫酸预活化—浸出处理工艺,进行铅、锌的回收以及砷、镉等有害元素的脱除。考察预活化及浸出过程中各参数对烟尘浸出过程的影响。研究表明:当酸尘比为1 mL/g、预活化温度60 ℃、预活化时间2 h、硫酸浓度0.5 mol/L、液固比5 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间2 h,搅拌速度400 r/min时,效果最佳,锌、砷、镉、铅的浸出率分别为98.64%、95.02%、95.26%和0.16%。
  • 轻有色金属
  • 覃智星,张伟光,曹雪娇,许艳旗,李义兵,蔡震雷,张廷安
    摘要:
    研究了电石渣矿化捕集铝电解烟气中二氧化碳的行为规律。考察了不同反应条件下碳酸钙产品的产率、成分、物相、形貌及粒径分析。结果表明,采用2 mol/L的氯化铵溶液对电石渣溶出预处理,溶出液CaCl2浓度可达0.37 mol/L。利用电石渣溶出液进行脱碳,产品碳酸钙产量随搅拌转速、气体流量及CO2浓度的增加而增加。碳酸钙产品纯度可达98.7%以上;产品中存在球霰型和方解型两种不同晶型的碳酸钙,无杂质峰存在;产品主要为微米球状,粒度D50=14~24 μm。
  • 稀贵金属
  • 程倩,赵笑益,王望泊,宁新霞,周丽萍,曹欢,康敏,王勇
    摘要:
    对离子交换法从石煤钒矿酸浸液中提钒进行了研究。主要考察了原液pH、速比、交换前液钒浓度对钒吸附率的影响。结果表明,在pH=1.85、吸附速度与树脂体积比1.5 h-1、交换前液钒浓度4 g/L条件下,钒的吸附效果较佳。中试试验证明,原液V2O5含量4 g/L左右,采用“三柱串联吸附—优化调节—两柱串联再吸附”流程,当吸附尾液体积是树脂总体积约20倍,尾液钒品位稳定在约0.13 g/L,平均含钒低至约0.11 g/L时,V2O5吸附率为97.17%。以4%NaOH+4%NaCl配比的解吸剂对饱和D201进行动态解吸,解吸液中V2O5含量达到峰值为119.49 g/L,利用4倍树脂体积的解吸剂,最终得到富钒解吸液中V2O5浓度为57.36 g/L。解吸液无需净化处理,即可实现酸性铵盐一步沉钒法制备高纯V2O5产品,最终五氧化二钒品位为98.36%,产品符合YB/T 5304—2017要求,级别为粉钒V2O598.0-P级。
  • 张臻悦,席银龙,李丹,池汝安,龙菲,陈卓,陈文斗
    摘要:
    为解决工业上铵盐回收稀土工艺所带来的环境污染问题,对氧化镁沉淀镁盐稀土浸出液过程进行研究,探索了氧化镁加入方式、氧化镁用量、沉淀温度以及沉淀时间对镁盐稀土浸出液中稀土沉淀的影响。结果表明,相同氧化镁用量比下,氧化镁浆液的稀土沉淀率优于氧化镁粉末。采用氧化镁浆液沉淀氯化镁和硫酸镁稀土浸出液时,重稀土沉淀率均高于轻稀土,最佳氧化镁用量比(氧化镁实际用量/理论用量)分别为1.4和1.1,最佳沉淀温度分别为35 ℃和25 ℃,稀土沉淀反应达到平衡时间均为180 min,氯化镁和硫酸镁稀土浸出液中稀土沉淀率分别为97.11%和94.12%。研究结果对镁盐稀土浸出液中回收稀土工艺具有一定的指导意义。
  • 李超,舒荣波,程蓉,王玲熙
    摘要:
    以中国南方地区某离子型稀土矿为研究对象,采用搅拌浸出和柱浸的方式,研究不同条件下矿样中稀土及杂质元素的浸出情况,为离子型稀土矿产资源的绿色高效开采提供参考。结果表明,浸出液固比对离子相稀土浸出率影响较大,浸出时间影响较小,离子相稀土浸出过程时间短,反应迅速;柱浸过程中离子相稀土流出速率最快,达到平衡时间短,杂质元素前期浸出浓度高,后续拖尾严重;离子相稀土浸出率随着样品深度的增加不断降低,符合南方离子型稀土成矿规律;硫酸铵浸出过程中铵根离子损失量较大,最低损失率超过11.31%,硫酸根不参与金属离子的交换反应过程,回收率最高可达99.22%。
  • 蒋伟,汪胜东,蒋训雄,张登高,冯林永
    摘要:
    废弃脱硝催化剂富含钛、钨等有价金属,但同时也含有毒性较大的砷、汞、铅等有害物质,目前未得到工业应用,不仅浪费资源,还对环境造成巨大压力。针对失效脱硝催化剂,开展了综合回收研究,提出了“低温活化—选择性浸出—树脂交换”工艺技术路线。通过试验研究,钒、钨的浸出率分别可达96.29%和88.10%,钛基本被抑制在渣中,实现了钒、钨的选择性浸出;浸出渣可直接作为催化剂基体原料或采用硫酸法(或氯化法)制备高品质钛白,通过酸解—水浸—水解后可获得TiO2含量为99%的二氧化钛。
  • 邢晓钟,张燕,周鹤立,杜彦君,潘从明,王得瑜
    摘要:
    从高铜铑精矿中实现铑的短流程高效提取,一直是铑提取技术的难点与热点。高铜铑精矿采用HCl/Cl2溶解、草酸除铜、001×7强酸阳离子树脂交换除杂、水解法继续富集铑,再采用氯丙盐酸盐(R4)作为新型铑沉淀剂,从水解酸溶液中直接沉淀铑,实现铑与其他贵贱金属的高效分离,沉淀物煅烧或还原后可产出符合GB/T1421—2018中SM-Rh99.95牌号要求的铑粉。新工艺具有工艺流程短、原料适应性强、易于实现工业化生产的特点。
  • 材料与设备
  • 程婷,陈晨,张晓,吴殿一,彭明慧,张文媛,李龙
    摘要:
    制备漂珠@氮化碳(P@C3N4)光催化复合材料,通过利用XRD、SEM、XPS和UV-dis对材料的晶型、形貌和光响应进行表征,考察P@C3N4作为催化剂在可见光下降解亚甲基蓝(MB)与四环素的效果及动力学,对复合材料的重复使用性及降解机理进行探讨。结果表明,C3N4被成功负载在粉煤灰漂珠颗粒上,P@C3N4复合材料具有良好的可见光吸收性能。光照条件下,P@C3N4复合材料可有效提高MB与四环素的降解效果,一级动力学模型可描述污染物的光催化降解过程。P@C3N4光催化剂具有良好的稳定性,空穴和羟基自由基很可能是P@C3N4复合材料在光催化作用过程中起主要作用的活性基团。
  • 陈俊雪,瞿子正,李中林,陆羽龙,王丁,吴成志,李玉平,何贵香,李义兵
    摘要:
    采用水热合成法制备出不同微观形貌的铬掺杂黄钾铁矾纳米球(KFe3-xCrx(SO4)2(OH)6)。利用XRD、SEM、FTIR和Raman对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征,使用电化学工作站对样品进行电催化析氧性能(OER)测试。结果表明,Cr3+取代部分Fe3+的位置,随着摩尔比n(Fe3+/Cr3+)的提高,黄钾铁钒由不规则的纳米颗粒转变成尺寸均一的纳米球。当n(Fe3+/Cr3+)=2时,合成的KFe2Cr1(SO4)2(OH)6表面光滑、直径约为450~550 nm。当电流密度为10 mA/cm2时,过电位为362 mV,塔菲尔斜率为73 mV dec-1;恒电位测试20 h后电压无明显变化,基本趋于稳定。说明KFe2Cr1(SO4)2(OH)6微球表现出良好的OER催化活性和稳定性,为黄钾铁矾的应用提供了新的方向。
  • 卢琪愿,张卫民,王玉罡
    摘要:
    通过液相还原法制备钢渣负载纳米零价铁-羟基磷灰石(S-FH)。分析Fe0-HAP被负载前后的微观形貌,研究了pH、S-FH投加量、反应时间和锰的初始浓度对S-FH吸附锰的影响,并借助吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附机理作进一步分析。结果表明,在锰溶液初始浓度5 mg/L、pH=5,S-FH用量0.1 g和反应时间300 min条件下,吸附效果最佳。S-FH对锰的吸附过程更符合Freundlich吸附等温线模型(R2>0.98)和准二级动力学模型(R2>0.99)。吸附机理为离子交换、表面络合和溶解-沉淀。
  • 环境工程
  • 裴烈飞
    摘要:
    首次采用铁基非晶合金作为渗透反应墙材料联合电动法(EK)修复冶炼厂周边受铜污染的农田土壤。在模拟土壤试验中,首先进行了以Fe78Si9B13AP非晶粉末和零价铁(ZVI)为渗透反应墙以及无渗透反应墙的电动反应。通过土壤连续浸提分析电动过程中Cu2+的迁移转化性能。Fe78Si9B13AP-EK修复后总铜去除率最高可达82.7%,ZVI-EK可达74.9%,而单纯EK仅为67.5%。通过反应机理的探究发现,Fe78Si9B13AP表面的产物层存在大量的垂直于反应界面的孔道结构,能够将Cu2+快速传递到反应界面并被还原为稳定的Cu0,及时消除了由于Cu2+的积累所产生的反向电势。在此基础上选用最佳试验组Fe78Si9B13AP-EK修复实际铜污染土壤。结果显示,此方法的修复效果受污染土壤中铜的化学形态的影响较大,迁移态中铜的去除率仍保持在65.2%。因此,Fe78Si9B13AP有望取代ZVI作为新型环境功能材料应用于土壤修复领域。
  • 王庆鹤,孙若楠,蔡深文,颜雄,曾伯平
    摘要:
    对贵州省某锰矿区剖面土壤进行采样,测定其中Cu、Zn、Cr、Mn、Pb和Cd含量,并采用改进的BCR连续提取法分析重金属的赋存形态,利用风险评价编码法(RAC)及次生相与原生相比值法(RSP)对其进行风险评价。结果表明,1)研究区域土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Mn的质量浓度平均值分别为2.63、126.39、48.95、751.8、37.28和4 992.88 mg/kg,均高于贵州土壤背景值。从土壤重金属垂向分布来看,由于矿区土壤受到较多人为影响,导致土壤垂向重金属元素含量未表现出明显的规律性。2)不同重金属的赋存形态分布差异较大,Cd的主要赋存形态为弱酸溶态,Pb、Mn均以可还原态为主,Cr、Zn和Cu均以残渣态为主,其中Cd、Cu元素有效态均表现出在表层富集的特征。3)潜在生态风险评价结果表明,研究区域土壤Cd有较高的污染风险,土壤Cu、Mn、Zn、Pb和Cr以中低风险为主。不同剖面深度土壤Cd和Cu生物有效形态组分污染风险均呈由浅至深逐渐降低的趋势。
  • 赵凯,黎广荣,孙占学,刘金辉,周义朋,徐玲玲
    摘要:
    黏土矿物广泛存在于铀矿石中,具有层间离子交换容量大、层间电荷高、片层径厚比和比表面积大等特征,在整个铀生产过程中有不可忽视的影响。黏土矿物颗粒细小,遇水膨胀,会造成采冶系统的堵塞,对铀矿浸出产生不利影响。同时利用黏土矿物对各种金属离子、放射性金属、原油及有机质的强吸附作用,可对采铀过程造成的污染,包括铀元素的泄漏,以及其他重金属如铅、铜、镉污染进行治理。当前黏土矿物的利用主要集中在实验室研究层面,缺乏大规模应用。今后研究应用过程中,需要进一步探究铀矿浸出过程中黏土的产生机理,避免浸矿过程中大量黏土的生成,并扩大黏土在矿山环境修复方面的使用范围,在铀矿山环境修复过程中可以考虑有效利用地层中广泛存在的黏土矿物,对铀矿开采过程中造成的环境污染开展原位修复。
  • 李立尧,夏菲,惠浩浩,刘金辉,王晓伟,刘晓飞
    摘要:
    随着当前国内砂岩型铀矿床的大规模开发,含矿含水层的非均质性对地浸采铀的影响逐步显现。针对砂岩型铀矿的矿层非均质性,应用岩心CT扫描、铸体薄片、SEM等分析手段,以国内两大典型砂岩型铀矿层为例,从定性和定量两个方面剖析了含矿层的矿物成分非均质性及对地浸采铀的影响。研究表明,二连盆地赛汉组下段含矿层适合酸法地浸,地层胶结弱,孔隙性、渗透性好,有利于地浸液在矿层充分运移。鄂尔多斯盆地直罗组矿层的空间主要以连通性较好的粒间孔隙为主,由于埋藏较深,矿层较赛汉组致密,地层渗透性差于赛汉组。最后,总结了微观实验方法带来的非均质性分析局限性,对宏观非均质性分析手段进行了展望。
  • 张学勉,刘涛,张一敏,蔡震雷,万骞
    摘要:
    为实现液态烃碱渣和离子液体废催化剂的协同中和处置,采用化学沉淀—絮凝法工艺对液态烃碱渣进行预处理以去除硫化物与COD。系统考察了影响化学沉淀法的主要因素,选择硫酸铜为沉淀剂、在投加量为34 g/L、反应时间为20 min条件下,液态烃碱渣中硫化物去除率为96.88%,COD去除率为74.68%。进一步采用絮凝法处理反应体系,选择阳离子聚丙烯酰胺、在絮凝反应时间20 min、沉降时间90 min、投加量15 mg/L的条件下,液态烃碱渣中硫化物总去除率提升至97.13%,COD去除率达到81.67%。再将化学沉淀—絮凝法处理后的碱渣与离子液体水解液在20 ℃以体积比14︰100进行中和调控,反应后中和液中COD、硫化物、油类指标达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中污水三级排放标准,实现了液态烃碱渣与离子液体废催化剂的协同中和处置利用。
  • 刘艳,王帅,骆有发,刘海营,申士富,王金玲,王丽
    摘要:
    铝电解废阴极炭块由于含有氟化物和少量氰化物被称为危险固体废弃物,直接填埋或堆存都对环境有很大危害。提出了铝电解槽碳质固废连续隔氧超高温氟、碳高效分离回收技术。通过TGA热重试验和热力学模拟分析热处理过程中的热行为,并利用XRF、XRD和SEM-EDS等分析手段探究焙烧前后阴极炭块的赋存状态及分布规律。研究表明,经隔氧超高温热处理后,所得的石墨碎产品中氰化物充分分解、氟化物含量仅为0.074%,石墨碎中石墨含量达到98.53%。
    重有色金属
  • 魏昶,Joniqulov Amirkhon,简单,邓志敢,杨馥衔,孙朴,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出减量化效果,以及渣中锌、铜和铟等有价金属的浸出率。结果表明,在常压酸浸条件下,渣量可减少65%以上,渣中锌含量可降至3%左右,锌、铜和铟的浸出率均在91%以上;在加压酸浸条件下,渣量可减少40%以上,渣中锌含量可将至2%以下,锌和铜的浸出率达到95%左右,但铟浸出率仅为70%左右,相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出,有利于铟的浸出;加压酸浸过程锌浸渣中的铁大量以铅铁矾的形式留在渣中,阻碍了铟的浸出。常压浸出液中铁含量较高,达到25 g/L以上;加压浸出液中铁含量较低,小于2 g/L,有利于后续浸出液中铜、铟的回收。常压浸出渣量少,有利于渣中铅、银的富集,可单独销售;加压浸出由于铁沉淀入渣,致使渣中铅、银富集比低,适合于铅锌联合企业返回铅熔炼炉。
  • 杨必文,王海北,张登高,郑朝振,李强,王子豪
    摘要:
    针对刚果(金)某高硅、低铁氧化铜矿还原熔炼过程渣铜分离困难、铜收得率低等问题,研究了配加不同CaO和FeO含量对还原熔炼渣黏度的影响规律,并在此基础上优化了Iida黏度预测模型,为实现CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO渣系黏度的精准控制提供支撑。结果表明,该熔炼渣黏度随CaO和FeO含量的增加而逐渐下降。调控终渣碱度大于0.5、FeO含量大于3%,可有效改善熔炼渣黏度。利用优化后的Iida黏度预报模型可在较大成分与温度范围内进行本体系熔渣黏度的预测,预报相对误差在10%以内。
  • 朱佳俊,修祎帆,孙建刚,黄凯
    摘要:
    通过将ZnS纳米粒子负载在阳离子树脂D001中制备负载纳米ZnS阳离子树脂吸附剂,即ZnS@D001,吸附湿法冶金锌浸出液中共存杂质金属离子(如Cu2+和Cd2+)。在10 g/L Zn2+的合成溶液中实现了对Cu2+的高度优先吸附,而对Cd2+没有任何吸附效果。吸附后的ZnS@D001树脂可以被1 mol/L HNO3有效解吸,然后再次负载ZnS。同时利用含有Cu2+和Cd2+的Zn2+溶液进行固定床柱吸附测试。经过吸附处理后,可以有效去除溶液中的铜杂质,纳米ZnS树脂可作为锌冶炼行业深度净化锌液的潜在功能材料。
  • 孙航宇,杨洪英,王志鹏,张勤
    摘要:
    针对铅冶炼产出的高铅锌含砷烟尘成分复杂、难于处理的特点,采用浓硫酸预活化—浸出处理工艺,进行铅、锌的回收以及砷、镉等有害元素的脱除。考察预活化及浸出过程中各参数对烟尘浸出过程的影响。研究表明:当酸尘比为1 mL/g、预活化温度60 ℃、预活化时间2 h、硫酸浓度0.5 mol/L、液固比5 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间2 h,搅拌速度400 r/min时,效果最佳,锌、砷、镉、铅的浸出率分别为98.64%、95.02%、95.26%和0.16%。
  • 轻有色金属
  • 覃智星,张伟光,曹雪娇,许艳旗,李义兵,蔡震雷,张廷安
    摘要:
    研究了电石渣矿化捕集铝电解烟气中二氧化碳的行为规律。考察了不同反应条件下碳酸钙产品的产率、成分、物相、形貌及粒径分析。结果表明,采用2 mol/L的氯化铵溶液对电石渣溶出预处理,溶出液CaCl2浓度可达0.37 mol/L。利用电石渣溶出液进行脱碳,产品碳酸钙产量随搅拌转速、气体流量及CO2浓度的增加而增加。碳酸钙产品纯度可达98.7%以上;产品中存在球霰型和方解型两种不同晶型的碳酸钙,无杂质峰存在;产品主要为微米球状,粒度D50=14~24 μm。
  • 稀贵金属
  • 程倩,赵笑益,王望泊,宁新霞,周丽萍,曹欢,康敏,王勇
    摘要:
    对离子交换法从石煤钒矿酸浸液中提钒进行了研究。主要考察了原液pH、速比、交换前液钒浓度对钒吸附率的影响。结果表明,在pH=1.85、吸附速度与树脂体积比1.5 h-1、交换前液钒浓度4 g/L条件下,钒的吸附效果较佳。中试试验证明,原液V2O5含量4 g/L左右,采用“三柱串联吸附—优化调节—两柱串联再吸附”流程,当吸附尾液体积是树脂总体积约20倍,尾液钒品位稳定在约0.13 g/L,平均含钒低至约0.11 g/L时,V2O5吸附率为97.17%。以4%NaOH+4%NaCl配比的解吸剂对饱和D201进行动态解吸,解吸液中V2O5含量达到峰值为119.49 g/L,利用4倍树脂体积的解吸剂,最终得到富钒解吸液中V2O5浓度为57.36 g/L。解吸液无需净化处理,即可实现酸性铵盐一步沉钒法制备高纯V2O5产品,最终五氧化二钒品位为98.36%,产品符合YB/T 5304—2017要求,级别为粉钒V2O598.0-P级。
  • 张臻悦,席银龙,李丹,池汝安,龙菲,陈卓,陈文斗
    摘要:
    为解决工业上铵盐回收稀土工艺所带来的环境污染问题,对氧化镁沉淀镁盐稀土浸出液过程进行研究,探索了氧化镁加入方式、氧化镁用量、沉淀温度以及沉淀时间对镁盐稀土浸出液中稀土沉淀的影响。结果表明,相同氧化镁用量比下,氧化镁浆液的稀土沉淀率优于氧化镁粉末。采用氧化镁浆液沉淀氯化镁和硫酸镁稀土浸出液时,重稀土沉淀率均高于轻稀土,最佳氧化镁用量比(氧化镁实际用量/理论用量)分别为1.4和1.1,最佳沉淀温度分别为35 ℃和25 ℃,稀土沉淀反应达到平衡时间均为180 min,氯化镁和硫酸镁稀土浸出液中稀土沉淀率分别为97.11%和94.12%。研究结果对镁盐稀土浸出液中回收稀土工艺具有一定的指导意义。
  • 李超,舒荣波,程蓉,王玲熙
    摘要:
    以中国南方地区某离子型稀土矿为研究对象,采用搅拌浸出和柱浸的方式,研究不同条件下矿样中稀土及杂质元素的浸出情况,为离子型稀土矿产资源的绿色高效开采提供参考。结果表明,浸出液固比对离子相稀土浸出率影响较大,浸出时间影响较小,离子相稀土浸出过程时间短,反应迅速;柱浸过程中离子相稀土流出速率最快,达到平衡时间短,杂质元素前期浸出浓度高,后续拖尾严重;离子相稀土浸出率随着样品深度的增加不断降低,符合南方离子型稀土成矿规律;硫酸铵浸出过程中铵根离子损失量较大,最低损失率超过11.31%,硫酸根不参与金属离子的交换反应过程,回收率最高可达99.22%。
  • 蒋伟,汪胜东,蒋训雄,张登高,冯林永
    摘要:
    废弃脱硝催化剂富含钛、钨等有价金属,但同时也含有毒性较大的砷、汞、铅等有害物质,目前未得到工业应用,不仅浪费资源,还对环境造成巨大压力。针对失效脱硝催化剂,开展了综合回收研究,提出了“低温活化—选择性浸出—树脂交换”工艺技术路线。通过试验研究,钒、钨的浸出率分别可达96.29%和88.10%,钛基本被抑制在渣中,实现了钒、钨的选择性浸出;浸出渣可直接作为催化剂基体原料或采用硫酸法(或氯化法)制备高品质钛白,通过酸解—水浸—水解后可获得TiO2含量为99%的二氧化钛。
  • 邢晓钟,张燕,周鹤立,杜彦君,潘从明,王得瑜
    摘要:
    从高铜铑精矿中实现铑的短流程高效提取,一直是铑提取技术的难点与热点。高铜铑精矿采用HCl/Cl2溶解、草酸除铜、001×7强酸阳离子树脂交换除杂、水解法继续富集铑,再采用氯丙盐酸盐(R4)作为新型铑沉淀剂,从水解酸溶液中直接沉淀铑,实现铑与其他贵贱金属的高效分离,沉淀物煅烧或还原后可产出符合GB/T1421—2018中SM-Rh99.95牌号要求的铑粉。新工艺具有工艺流程短、原料适应性强、易于实现工业化生产的特点。
  • 材料与设备
  • 程婷,陈晨,张晓,吴殿一,彭明慧,张文媛,李龙
    摘要:
    制备漂珠@氮化碳(P@C3N4)光催化复合材料,通过利用XRD、SEM、XPS和UV-dis对材料的晶型、形貌和光响应进行表征,考察P@C3N4作为催化剂在可见光下降解亚甲基蓝(MB)与四环素的效果及动力学,对复合材料的重复使用性及降解机理进行探讨。结果表明,C3N4被成功负载在粉煤灰漂珠颗粒上,P@C3N4复合材料具有良好的可见光吸收性能。光照条件下,P@C3N4复合材料可有效提高MB与四环素的降解效果,一级动力学模型可描述污染物的光催化降解过程。P@C3N4光催化剂具有良好的稳定性,空穴和羟基自由基很可能是P@C3N4复合材料在光催化作用过程中起主要作用的活性基团。
  • 陈俊雪,瞿子正,李中林,陆羽龙,王丁,吴成志,李玉平,何贵香,李义兵
    摘要:
    采用水热合成法制备出不同微观形貌的铬掺杂黄钾铁矾纳米球(KFe3-xCrx(SO4)2(OH)6)。利用XRD、SEM、FTIR和Raman对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征,使用电化学工作站对样品进行电催化析氧性能(OER)测试。结果表明,Cr3+取代部分Fe3+的位置,随着摩尔比n(Fe3+/Cr3+)的提高,黄钾铁钒由不规则的纳米颗粒转变成尺寸均一的纳米球。当n(Fe3+/Cr3+)=2时,合成的KFe2Cr1(SO4)2(OH)6表面光滑、直径约为450~550 nm。当电流密度为10 mA/cm2时,过电位为362 mV,塔菲尔斜率为73 mV dec-1;恒电位测试20 h后电压无明显变化,基本趋于稳定。说明KFe2Cr1(SO4)2(OH)6微球表现出良好的OER催化活性和稳定性,为黄钾铁矾的应用提供了新的方向。
  • 卢琪愿,张卫民,王玉罡
    摘要:
    通过液相还原法制备钢渣负载纳米零价铁-羟基磷灰石(S-FH)。分析Fe0-HAP被负载前后的微观形貌,研究了pH、S-FH投加量、反应时间和锰的初始浓度对S-FH吸附锰的影响,并借助吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附机理作进一步分析。结果表明,在锰溶液初始浓度5 mg/L、pH=5,S-FH用量0.1 g和反应时间300 min条件下,吸附效果最佳。S-FH对锰的吸附过程更符合Freundlich吸附等温线模型(R2>0.98)和准二级动力学模型(R2>0.99)。吸附机理为离子交换、表面络合和溶解-沉淀。
  • 环境工程
  • 裴烈飞
    摘要:
    首次采用铁基非晶合金作为渗透反应墙材料联合电动法(EK)修复冶炼厂周边受铜污染的农田土壤。在模拟土壤试验中,首先进行了以Fe78Si9B13AP非晶粉末和零价铁(ZVI)为渗透反应墙以及无渗透反应墙的电动反应。通过土壤连续浸提分析电动过程中Cu2+的迁移转化性能。Fe78Si9B13AP-EK修复后总铜去除率最高可达82.7%,ZVI-EK可达74.9%,而单纯EK仅为67.5%。通过反应机理的探究发现,Fe78Si9B13AP表面的产物层存在大量的垂直于反应界面的孔道结构,能够将Cu2+快速传递到反应界面并被还原为稳定的Cu0,及时消除了由于Cu2+的积累所产生的反向电势。在此基础上选用最佳试验组Fe78Si9B13AP-EK修复实际铜污染土壤。结果显示,此方法的修复效果受污染土壤中铜的化学形态的影响较大,迁移态中铜的去除率仍保持在65.2%。因此,Fe78Si9B13AP有望取代ZVI作为新型环境功能材料应用于土壤修复领域。
  • 王庆鹤,孙若楠,蔡深文,颜雄,曾伯平
    摘要:
    对贵州省某锰矿区剖面土壤进行采样,测定其中Cu、Zn、Cr、Mn、Pb和Cd含量,并采用改进的BCR连续提取法分析重金属的赋存形态,利用风险评价编码法(RAC)及次生相与原生相比值法(RSP)对其进行风险评价。结果表明,1)研究区域土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Mn的质量浓度平均值分别为2.63、126.39、48.95、751.8、37.28和4 992.88 mg/kg,均高于贵州土壤背景值。从土壤重金属垂向分布来看,由于矿区土壤受到较多人为影响,导致土壤垂向重金属元素含量未表现出明显的规律性。2)不同重金属的赋存形态分布差异较大,Cd的主要赋存形态为弱酸溶态,Pb、Mn均以可还原态为主,Cr、Zn和Cu均以残渣态为主,其中Cd、Cu元素有效态均表现出在表层富集的特征。3)潜在生态风险评价结果表明,研究区域土壤Cd有较高的污染风险,土壤Cu、Mn、Zn、Pb和Cr以中低风险为主。不同剖面深度土壤Cd和Cu生物有效形态组分污染风险均呈由浅至深逐渐降低的趋势。
  • 赵凯,黎广荣,孙占学,刘金辉,周义朋,徐玲玲
    摘要:
    黏土矿物广泛存在于铀矿石中,具有层间离子交换容量大、层间电荷高、片层径厚比和比表面积大等特征,在整个铀生产过程中有不可忽视的影响。黏土矿物颗粒细小,遇水膨胀,会造成采冶系统的堵塞,对铀矿浸出产生不利影响。同时利用黏土矿物对各种金属离子、放射性金属、原油及有机质的强吸附作用,可对采铀过程造成的污染,包括铀元素的泄漏,以及其他重金属如铅、铜、镉污染进行治理。当前黏土矿物的利用主要集中在实验室研究层面,缺乏大规模应用。今后研究应用过程中,需要进一步探究铀矿浸出过程中黏土的产生机理,避免浸矿过程中大量黏土的生成,并扩大黏土在矿山环境修复方面的使用范围,在铀矿山环境修复过程中可以考虑有效利用地层中广泛存在的黏土矿物,对铀矿开采过程中造成的环境污染开展原位修复。
  • 李立尧,夏菲,惠浩浩,刘金辉,王晓伟,刘晓飞
    摘要:
    随着当前国内砂岩型铀矿床的大规模开发,含矿含水层的非均质性对地浸采铀的影响逐步显现。针对砂岩型铀矿的矿层非均质性,应用岩心CT扫描、铸体薄片、SEM等分析手段,以国内两大典型砂岩型铀矿层为例,从定性和定量两个方面剖析了含矿层的矿物成分非均质性及对地浸采铀的影响。研究表明,二连盆地赛汉组下段含矿层适合酸法地浸,地层胶结弱,孔隙性、渗透性好,有利于地浸液在矿层充分运移。鄂尔多斯盆地直罗组矿层的空间主要以连通性较好的粒间孔隙为主,由于埋藏较深,矿层较赛汉组致密,地层渗透性差于赛汉组。最后,总结了微观实验方法带来的非均质性分析局限性,对宏观非均质性分析手段进行了展望。
  • 张学勉,刘涛,张一敏,蔡震雷,万骞
    摘要:
    为实现液态烃碱渣和离子液体废催化剂的协同中和处置,采用化学沉淀—絮凝法工艺对液态烃碱渣进行预处理以去除硫化物与COD。系统考察了影响化学沉淀法的主要因素,选择硫酸铜为沉淀剂、在投加量为34 g/L、反应时间为20 min条件下,液态烃碱渣中硫化物去除率为96.88%,COD去除率为74.68%。进一步采用絮凝法处理反应体系,选择阳离子聚丙烯酰胺、在絮凝反应时间20 min、沉降时间90 min、投加量15 mg/L的条件下,液态烃碱渣中硫化物总去除率提升至97.13%,COD去除率达到81.67%。再将化学沉淀—絮凝法处理后的碱渣与离子液体水解液在20 ℃以体积比14︰100进行中和调控,反应后中和液中COD、硫化物、油类指标达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中污水三级排放标准,实现了液态烃碱渣与离子液体废催化剂的协同中和处置利用。
  • 刘艳,王帅,骆有发,刘海营,申士富,王金玲,王丽
    摘要:
    铝电解废阴极炭块由于含有氟化物和少量氰化物被称为危险固体废弃物,直接填埋或堆存都对环境有很大危害。提出了铝电解槽碳质固废连续隔氧超高温氟、碳高效分离回收技术。通过TGA热重试验和热力学模拟分析热处理过程中的热行为,并利用XRF、XRD和SEM-EDS等分析手段探究焙烧前后阴极炭块的赋存状态及分布规律。研究表明,经隔氧超高温热处理后,所得的石墨碎产品中氰化物充分分解、氟化物含量仅为0.074%,石墨碎中石墨含量达到98.53%。
    重有色金属
  • 魏昶,Joniqulov Amirkhon,简单,邓志敢,杨馥衔,孙朴,李兴彬,李旻廷
    摘要:
    以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出减量化效果,以及渣中锌、铜和铟等有价金属的浸出率。结果表明,在常压酸浸条件下,渣量可减少65%以上,渣中锌含量可降至3%左右,锌、铜和铟的浸出率均在91%以上;在加压酸浸条件下,渣量可减少40%以上,渣中锌含量可将至2%以下,锌和铜的浸出率达到95%左右,但铟浸出率仅为70%左右,相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出,有利于铟的浸出;加压酸浸过程锌浸渣中的铁大量以铅铁矾的形式留在渣中,阻碍了铟的浸出。常压浸出液中铁含量较高,达到25 g/L以上;加压浸出液中铁含量较低,小于2 g/L,有利于后续浸出液中铜、铟的回收。常压浸出渣量少,有利于渣中铅、银的富集,可单独销售;加压浸出由于铁沉淀入渣,致使渣中铅、银富集比低,适合于铅锌联合企业返回铅熔炼炉。
  • 杨必文,王海北,张登高,郑朝振,李强,王子豪
    摘要:
    针对刚果(金)某高硅、低铁氧化铜矿还原熔炼过程渣铜分离困难、铜收得率低等问题,研究了配加不同CaO和FeO含量对还原熔炼渣黏度的影响规律,并在此基础上优化了Iida黏度预测模型,为实现CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO渣系黏度的精准控制提供支撑。结果表明,该熔炼渣黏度随CaO和FeO含量的增加而逐渐下降。调控终渣碱度大于0.5、FeO含量大于3%,可有效改善熔炼渣黏度。利用优化后的Iida黏度预报模型可在较大成分与温度范围内进行本体系熔渣黏度的预测,预报相对误差在10%以内。
  • 朱佳俊,修祎帆,孙建刚,黄凯
    摘要:
    通过将ZnS纳米粒子负载在阳离子树脂D001中制备负载纳米ZnS阳离子树脂吸附剂,即ZnS@D001,吸附湿法冶金锌浸出液中共存杂质金属离子(如Cu2+和Cd2+)。在10 g/L Zn2+的合成溶液中实现了对Cu2+的高度优先吸附,而对Cd2+没有任何吸附效果。吸附后的ZnS@D001树脂可以被1 mol/L HNO3有效解吸,然后再次负载ZnS。同时利用含有Cu2+和Cd2+的Zn2+溶液进行固定床柱吸附测试。经过吸附处理后,可以有效去除溶液中的铜杂质,纳米ZnS树脂可作为锌冶炼行业深度净化锌液的潜在功能材料。
  • 孙航宇,杨洪英,王志鹏,张勤
    摘要:
    针对铅冶炼产出的高铅锌含砷烟尘成分复杂、难于处理的特点,采用浓硫酸预活化—浸出处理工艺,进行铅、锌的回收以及砷、镉等有害元素的脱除。考察预活化及浸出过程中各参数对烟尘浸出过程的影响。研究表明:当酸尘比为1 mL/g、预活化温度60 ℃、预活化时间2 h、硫酸浓度0.5 mol/L、液固比5 mL/g、浸出温度80 ℃、浸出时间2 h,搅拌速度400 r/min时,效果最佳,锌、砷、镉、铅的浸出率分别为98.64%、95.02%、95.26%和0.16%。
  • 轻有色金属
  • 覃智星,张伟光,曹雪娇,许艳旗,李义兵,蔡震雷,张廷安
    摘要:
    研究了电石渣矿化捕集铝电解烟气中二氧化碳的行为规律。考察了不同反应条件下碳酸钙产品的产率、成分、物相、形貌及粒径分析。结果表明,采用2 mol/L的氯化铵溶液对电石渣溶出预处理,溶出液CaCl2浓度可达0.37 mol/L。利用电石渣溶出液进行脱碳,产品碳酸钙产量随搅拌转速、气体流量及CO2浓度的增加而增加。碳酸钙产品纯度可达98.7%以上;产品中存在球霰型和方解型两种不同晶型的碳酸钙,无杂质峰存在;产品主要为微米球状,粒度D50=14~24 μm。
  • 稀贵金属
  • 程倩,赵笑益,王望泊,宁新霞,周丽萍,曹欢,康敏,王勇
    摘要:
    对离子交换法从石煤钒矿酸浸液中提钒进行了研究。主要考察了原液pH、速比、交换前液钒浓度对钒吸附率的影响。结果表明,在pH=1.85、吸附速度与树脂体积比1.5 h-1、交换前液钒浓度4 g/L条件下,钒的吸附效果较佳。中试试验证明,原液V2O5含量4 g/L左右,采用“三柱串联吸附—优化调节—两柱串联再吸附”流程,当吸附尾液体积是树脂总体积约20倍,尾液钒品位稳定在约0.13 g/L,平均含钒低至约0.11 g/L时,V2O5吸附率为97.17%。以4%NaOH+4%NaCl配比的解吸剂对饱和D201进行动态解吸,解吸液中V2O5含量达到峰值为119.49 g/L,利用4倍树脂体积的解吸剂,最终得到富钒解吸液中V2O5浓度为57.36 g/L。解吸液无需净化处理,即可实现酸性铵盐一步沉钒法制备高纯V2O5产品,最终五氧化二钒品位为98.36%,产品符合YB/T 5304—2017要求,级别为粉钒V2O598.0-P级。
  • 张臻悦,席银龙,李丹,池汝安,龙菲,陈卓,陈文斗
    摘要:
    为解决工业上铵盐回收稀土工艺所带来的环境污染问题,对氧化镁沉淀镁盐稀土浸出液过程进行研究,探索了氧化镁加入方式、氧化镁用量、沉淀温度以及沉淀时间对镁盐稀土浸出液中稀土沉淀的影响。结果表明,相同氧化镁用量比下,氧化镁浆液的稀土沉淀率优于氧化镁粉末。采用氧化镁浆液沉淀氯化镁和硫酸镁稀土浸出液时,重稀土沉淀率均高于轻稀土,最佳氧化镁用量比(氧化镁实际用量/理论用量)分别为1.4和1.1,最佳沉淀温度分别为35 ℃和25 ℃,稀土沉淀反应达到平衡时间均为180 min,氯化镁和硫酸镁稀土浸出液中稀土沉淀率分别为97.11%和94.12%。研究结果对镁盐稀土浸出液中回收稀土工艺具有一定的指导意义。
  • 李超,舒荣波,程蓉,王玲熙
    摘要:
    以中国南方地区某离子型稀土矿为研究对象,采用搅拌浸出和柱浸的方式,研究不同条件下矿样中稀土及杂质元素的浸出情况,为离子型稀土矿产资源的绿色高效开采提供参考。结果表明,浸出液固比对离子相稀土浸出率影响较大,浸出时间影响较小,离子相稀土浸出过程时间短,反应迅速;柱浸过程中离子相稀土流出速率最快,达到平衡时间短,杂质元素前期浸出浓度高,后续拖尾严重;离子相稀土浸出率随着样品深度的增加不断降低,符合南方离子型稀土成矿规律;硫酸铵浸出过程中铵根离子损失量较大,最低损失率超过11.31%,硫酸根不参与金属离子的交换反应过程,回收率最高可达99.22%。
  • 蒋伟,汪胜东,蒋训雄,张登高,冯林永
    摘要:
    废弃脱硝催化剂富含钛、钨等有价金属,但同时也含有毒性较大的砷、汞、铅等有害物质,目前未得到工业应用,不仅浪费资源,还对环境造成巨大压力。针对失效脱硝催化剂,开展了综合回收研究,提出了“低温活化—选择性浸出—树脂交换”工艺技术路线。通过试验研究,钒、钨的浸出率分别可达96.29%和88.10%,钛基本被抑制在渣中,实现了钒、钨的选择性浸出;浸出渣可直接作为催化剂基体原料或采用硫酸法(或氯化法)制备高品质钛白,通过酸解—水浸—水解后可获得TiO2含量为99%的二氧化钛。
  • 邢晓钟,张燕,周鹤立,杜彦君,潘从明,王得瑜
    摘要:
    从高铜铑精矿中实现铑的短流程高效提取,一直是铑提取技术的难点与热点。高铜铑精矿采用HCl/Cl2溶解、草酸除铜、001×7强酸阳离子树脂交换除杂、水解法继续富集铑,再采用氯丙盐酸盐(R4)作为新型铑沉淀剂,从水解酸溶液中直接沉淀铑,实现铑与其他贵贱金属的高效分离,沉淀物煅烧或还原后可产出符合GB/T1421—2018中SM-Rh99.95牌号要求的铑粉。新工艺具有工艺流程短、原料适应性强、易于实现工业化生产的特点。
  • 材料与设备
  • 程婷,陈晨,张晓,吴殿一,彭明慧,张文媛,李龙
    摘要:
    制备漂珠@氮化碳(P@C3N4)光催化复合材料,通过利用XRD、SEM、XPS和UV-dis对材料的晶型、形貌和光响应进行表征,考察P@C3N4作为催化剂在可见光下降解亚甲基蓝(MB)与四环素的效果及动力学,对复合材料的重复使用性及降解机理进行探讨。结果表明,C3N4被成功负载在粉煤灰漂珠颗粒上,P@C3N4复合材料具有良好的可见光吸收性能。光照条件下,P@C3N4复合材料可有效提高MB与四环素的降解效果,一级动力学模型可描述污染物的光催化降解过程。P@C3N4光催化剂具有良好的稳定性,空穴和羟基自由基很可能是P@C3N4复合材料在光催化作用过程中起主要作用的活性基团。
  • 陈俊雪,瞿子正,李中林,陆羽龙,王丁,吴成志,李玉平,何贵香,李义兵
    摘要:
    采用水热合成法制备出不同微观形貌的铬掺杂黄钾铁矾纳米球(KFe3-xCrx(SO4)2(OH)6)。利用XRD、SEM、FTIR和Raman对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征,使用电化学工作站对样品进行电催化析氧性能(OER)测试。结果表明,Cr3+取代部分Fe3+的位置,随着摩尔比n(Fe3+/Cr3+)的提高,黄钾铁钒由不规则的纳米颗粒转变成尺寸均一的纳米球。当n(Fe3+/Cr3+)=2时,合成的KFe2Cr1(SO4)2(OH)6表面光滑、直径约为450~550 nm。当电流密度为10 mA/cm2时,过电位为362 mV,塔菲尔斜率为73 mV dec-1;恒电位测试20 h后电压无明显变化,基本趋于稳定。说明KFe2Cr1(SO4)2(OH)6微球表现出良好的OER催化活性和稳定性,为黄钾铁矾的应用提供了新的方向。
  • 卢琪愿,张卫民,王玉罡
    摘要:
    通过液相还原法制备钢渣负载纳米零价铁-羟基磷灰石(S-FH)。分析Fe0-HAP被负载前后的微观形貌,研究了pH、S-FH投加量、反应时间和锰的初始浓度对S-FH吸附锰的影响,并借助吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附机理作进一步分析。结果表明,在锰溶液初始浓度5 mg/L、pH=5,S-FH用量0.1 g和反应时间300 min条件下,吸附效果最佳。S-FH对锰的吸附过程更符合Freundlich吸附等温线模型(R2>0.98)和准二级动力学模型(R2>0.99)。吸附机理为离子交换、表面络合和溶解-沉淀。
  • 环境工程
  • 裴烈飞
    摘要:
    首次采用铁基非晶合金作为渗透反应墙材料联合电动法(EK)修复冶炼厂周边受铜污染的农田土壤。在模拟土壤试验中,首先进行了以Fe78Si9B13AP非晶粉末和零价铁(ZVI)为渗透反应墙以及无渗透反应墙的电动反应。通过土壤连续浸提分析电动过程中Cu2+的迁移转化性能。Fe78Si9B13AP-EK修复后总铜去除率最高可达82.7%,ZVI-EK可达74.9%,而单纯EK仅为67.5%。通过反应机理的探究发现,Fe78Si9B13AP表面的产物层存在大量的垂直于反应界面的孔道结构,能够将Cu2+快速传递到反应界面并被还原为稳定的Cu0,及时消除了由于Cu2+的积累所产生的反向电势。在此基础上选用最佳试验组Fe78Si9B13AP-EK修复实际铜污染土壤。结果显示,此方法的修复效果受污染土壤中铜的化学形态的影响较大,迁移态中铜的去除率仍保持在65.2%。因此,Fe78Si9B13AP有望取代ZVI作为新型环境功能材料应用于土壤修复领域。
  • 王庆鹤,孙若楠,蔡深文,颜雄,曾伯平
    摘要:
    对贵州省某锰矿区剖面土壤进行采样,测定其中Cu、Zn、Cr、Mn、Pb和Cd含量,并采用改进的BCR连续提取法分析重金属的赋存形态,利用风险评价编码法(RAC)及次生相与原生相比值法(RSP)对其进行风险评价。结果表明,1)研究区域土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Mn的质量浓度平均值分别为2.63、126.39、48.95、751.8、37.28和4 992.88 mg/kg,均高于贵州土壤背景值。从土壤重金属垂向分布来看,由于矿区土壤受到较多人为影响,导致土壤垂向重金属元素含量未表现出明显的规律性。2)不同重金属的赋存形态分布差异较大,Cd的主要赋存形态为弱酸溶态,Pb、Mn均以可还原态为主,Cr、Zn和Cu均以残渣态为主,其中Cd、Cu元素有效态均表现出在表层富集的特征。3)潜在生态风险评价结果表明,研究区域土壤Cd有较高的污染风险,土壤Cu、Mn、Zn、Pb和Cr以中低风险为主。不同剖面深度土壤Cd和Cu生物有效形态组分污染风险均呈由浅至深逐渐降低的趋势。
  • 赵凯,黎广荣,孙占学,刘金辉,周义朋,徐玲玲
    摘要:
    黏土矿物广泛存在于铀矿石中,具有层间离子交换容量大、层间电荷高、片层径厚比和比表面积大等特征,在整个铀生产过程中有不可忽视的影响。黏土矿物颗粒细小,遇水膨胀,会造成采冶系统的堵塞,对铀矿浸出产生不利影响。同时利用黏土矿物对各种金属离子、放射性金属、原油及有机质的强吸附作用,可对采铀过程造成的污染,包括铀元素的泄漏,以及其他重金属如铅、铜、镉污染进行治理。当前黏土矿物的利用主要集中在实验室研究层面,缺乏大规模应用。今后研究应用过程中,需要进一步探究铀矿浸出过程中黏土的产生机理,避免浸矿过程中大量黏土的生成,并扩大黏土在矿山环境修复方面的使用范围,在铀矿山环境修复过程中可以考虑有效利用地层中广泛存在的黏土矿物,对铀矿开采过程中造成的环境污染开展原位修复。
  • 李立尧,夏菲,惠浩浩,刘金辉,王晓伟,刘晓飞
    摘要:
    随着当前国内砂岩型铀矿床的大规模开发,含矿含水层的非均质性对地浸采铀的影响逐步显现。针对砂岩型铀矿的矿层非均质性,应用岩心CT扫描、铸体薄片、SEM等分析手段,以国内两大典型砂岩型铀矿层为例,从定性和定量两个方面剖析了含矿层的矿物成分非均质性及对地浸采铀的影响。研究表明,二连盆地赛汉组下段含矿层适合酸法地浸,地层胶结弱,孔隙性、渗透性好,有利于地浸液在矿层充分运移。鄂尔多斯盆地直罗组矿层的空间主要以连通性较好的粒间孔隙为主,由于埋藏较深,矿层较赛汉组致密,地层渗透性差于赛汉组。最后,总结了微观实验方法带来的非均质性分析局限性,对宏观非均质性分析手段进行了展望。
  • 张学勉,刘涛,张一敏,蔡震雷,万骞
    摘要:
    为实现液态烃碱渣和离子液体废催化剂的协同中和处置,采用化学沉淀—絮凝法工艺对液态烃碱渣进行预处理以去除硫化物与COD。系统考察了影响化学沉淀法的主要因素,选择硫酸铜为沉淀剂、在投加量为34 g/L、反应时间为20 min条件下,液态烃碱渣中硫化物去除率为96.88%,COD去除率为74.68%。进一步采用絮凝法处理反应体系,选择阳离子聚丙烯酰胺、在絮凝反应时间20 min、沉降时间90 min、投加量15 mg/L的条件下,液态烃碱渣中硫化物总去除率提升至97.13%,COD去除率达到81.67%。再将化学沉淀—絮凝法处理后的碱渣与离子液体水解液在20 ℃以体积比14︰100进行中和调控,反应后中和液中COD、硫化物、油类指标达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中污水三级排放标准,实现了液态烃碱渣与离子液体废催化剂的协同中和处置利用。
  • 刘艳,王帅,骆有发,刘海营,申士富,王金玲,王丽
    摘要:
    铝电解废阴极炭块由于含有氟化物和少量氰化物被称为危险固体废弃物,直接填埋或堆存都对环境有很大危害。提出了铝电解槽碳质固废连续隔氧超高温氟、碳高效分离回收技术。通过TGA热重试验和热力学模拟分析热处理过程中的热行为,并利用XRF、XRD和SEM-EDS等分析手段探究焙烧前后阴极炭块的赋存状态及分布规律。研究表明,经隔氧超高温热处理后,所得的石墨碎产品中氰化物充分分解、氟化物含量仅为0.074%,石墨碎中石墨含量达到98.53%。

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