2022年第6期目录
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    重有色金属
  • 齐素慈,许继芳,李建朝
    摘要:
    废旧LiCoO2电池资源化利用对缓解我国锂钴资源短缺具有重要意义。分析硫磺气体选择性硫化LiCoO2的热力学过程,探讨温度、硫磺量、总压力、添加剂等因素对LiCoO2硫化转化行为和物相转变规律。结果表明,在温度≤600 ℃条件下,调节气氛的氧分压P(O2)和硫磺分压P(S2)可调控Li-Co-S-O体系不同物相的稳定区域,实现LiCoO2选择性硫化和产物调控,且避免SO2等气体的产生。降低体系总压P可降低选择性硫化LiCoO2的反应温度,添加固体碳、铁和氧化铁等将显著影响硫化产物中锂和钴的存在形式。添加FeS2或SO2气体可代替S2气体的硫化作用,对硫化产物中锂和钴的稳定存在形式没有明显影响。气体选择性硫化LiCoO2试验结果验证了计算结果,LiCoO2硫化增重初期SO2利用率约为75%。
  • 鲁俊雀,王 杜,刘勇奇,吕志斌
    摘要:
    废旧锰酸锂电池中含有大量的锰、锂等有价金属元素,具有非常高的经济回收价值。以硫酸作为浸出剂,研究了酸料比、还原剂种类、还原剂加入量、反应温度及反应时间对锰浸出率的影响。结果表明,在酸料比为2.5、浸出温度60℃、还原剂与原料比为1︰1,硫代硫酸钠为还原剂,反应时间1 h时,锰浸出率为94.01%;以过氧化氢为还原剂、反应0.5 h时,锰浸出率为99.91%。最终确定了硫代硫酸钠︰过氧化氢=8︰2作为联合还原剂,锰浸出率高达99.99%。
  • 秦博,刘战伟,李绍元
    摘要:
    在模拟的合成硫酸锌溶液中,采用氧化铅作为除氟剂,研究了反应温度、溶液初始氟浓度、杂质镁离子及氯离子对除氟过程的影响。结果显示,反应温度及氯离子对除氟效率有较大影响,且初始氟浓度越高,氧化铅单位除氟量越高。当反应温度为80 ℃、锌浓度120 g/L、初始氟离子浓度250 mg/L时,溶液的除氟率最高,达到76%以上。采用企业的锌电解液对氧化铅除氟的适用性进行了验证,表明氧化铅也具有较好的除氟效果。在实际溶液的初始氟浓度为200 mg/L、锌浓度160 g/L时,120 min后,氟离子浓度降至95 mg/L,除氟率高于50%。在一段反应时间内,氟离子浓度随时间变化具有较好的线性关系。
  • 张斌,钟晓聪,朱茂兰,衷水平,王瑞祥
    摘要:
    苯酚磺酸气味大、对人体有害,亟需开发新型绿色添加剂替代苯酚磺酸。采用溶氧仪、恒流极化、线性电位扫描、扫描电子显微镜等对比研究了锡电解精炼过程中苯酚磺酸、甲苯磺酸对溶解氧浓度、Sn2+稳定性、Sn2+沉积动力学、阴极锡形貌、电流效率的影响,解析了酚羟基的作用机制。结果表明,酚羟基具有还原性,可以降低电解液溶解氧浓度,进而抑制Sn2+氧化水解,减缓Sn2+的贫化,有利于提高电流效率。此外,酚羟基可以改变Sn2+沉积反应路径,阻滞Sn2+阴极沉积,增大阴极极化,进而获得平整致密的阴极锡。
  • 张华,王琼
    摘要:
    某铅冶炼企业碳排放量占比最大的是能源的原材料用途排放,其次是燃料燃烧排放。通过对该企业2011-2013和2018-2020年间二氧化碳排放量和二氧化碳排放强度进行对比分析,采用改变能源种类和使用清洁能源的方式,使吨二氧化碳排放强度显著降低近60%和1.27%。实现了该冶炼企业绿色低碳、节能、降碳和减污的目的。
  • 轻有色金属
  • 李荣斌,陈毛,张少军,许记雷,袁浩天,杨沛胥,刘风琴
    摘要:
    黏罐结釉是制约外热式硅热法炼镁技术发展的主要难题。通过大量热物理化学试验及对低熔点复合氧化物的物相检测分析,系统揭示了造成黏罐结釉的固相催化反应熔融黏结机理:硅热法炼镁还原过程中,FeO或Fe2O3的生成及其与SiO2或CaO生成的复合氧化物是造成给熔融黏结问题的核心因素,通过原料杂质控制和还原过程工艺控制,以减少FeO或SiO2的含量,能有效控制渣球的软化程度以及黏结程度。研究结果能够为外热式硅热法炼镁新型还原罐的设计优化提供基础理论指导。
  • 袁杰,罗亮昆,林安伟
    摘要:
    铝灰中富含铝元素,具有极高的回收潜能。通过盐酸浸出分离铝灰中的铝,研究了初始酸浓度、浸出温度、时间、液固比等因素对铝灰中铝浸出率的影响。热力学分析发现,在pH小于2的酸性溶液中元素铝以Al3+形式存在。浸出试验结果表明,最优条件为:粒径-150 μm、温度80 ℃、初始酸浓度6 mol/L、液固比10、反应时间120 min,在此条件下Al浸出率可达85.86%。选择未反应收缩核模型进行浸出动力学分析,浸出过程受扩散控制,表观活化能为3.11 kJ/mol。通过提高反应温度、减小原料粒径、加强搅拌等方式可提升铝灰中铝浸出率。
  • 稀贵金属
  • 陈诗峰,魏学斌,陈功新,刘金辉,孙占学,杨梅,刘媛媛,高炳伦
    摘要:
    为研究微酸中性浸出工艺对高碳酸盐型铀矿石的浸出性能,对某高碳酸盐砂岩型铀矿石进行了静态浸泡试验、多回次氧化浸出试验及柱浸试验。结果表明,高碳酸盐型铀矿应用传统酸法浸出容易产生气堵和CaSO4沉淀,而应用微酸中性浸出虽然浸出强度小,但不容易产生沉淀,应用传统碱性浸出的浸出强度略高于应用微酸中性浸出,但容易产生CaCO3沉淀;应用低浓度H2O2氧化浸出效率低,H2O2主要被矿石中其他还原性物质消耗,高浓度H2O2容易和溶液中的铀反应生成过氧化铀沉淀,而KMnO4氧化浸出效果明显;在柱浸中,微酸浸出浸出率和碱性浸出浸出率分别为49.2%和41.7%,前者主要限制因素是矿柱酸化速率高于矿柱氧化速率,而后者主要限制因素是浸出后期矿层堵塞,渗透性下降。
  • 张一诺,徐玲玲,蔡佳依,周义朋,母海琳
    摘要:
    高碳酸盐铀矿浸出化学堵塞一直是常规酸、碱工艺的难解之题。采用黑曲霉发酵液对新疆某高碳酸盐砂岩铀矿床矿石开展了浸出试验,并以黑曲霉发酵产酸组成配制的混合有机酸溶液和硫酸溶液分别进行了对比试验。结果表明,黑曲霉发酵液浸铀效果优于混合有机酸和硫酸,发酵液和混合有机酸体系亦存在钙的再沉淀现象,提高体系pH可以降低再沉淀程度。
  • 陶峰,张传飞,冯国平,于长贵,段柏山,陈梅芳
    摘要:
    为探索CO2+O2地浸采铀工艺在西北某砂岩型铀矿床应用的技术可行性,开展了地浸采铀现场条件试验。试验表明,向矿层水中注加O2,浸出液残留的溶解氧含量明显增加,但浸出液c(U)未见明显升高;在矿层水中原始c(HCO3-)为300 mg/L的条件下,向矿层水中同时注加CO2+O2,浸出液中c(HCO3-)仅上升至300~350 mg/L,c(U)未见明显升高;补加NH4HCO3使浸出剂中c(HCO3-)达到1 000 mg/L时,浸出液的c(U)随c(HCO3-)上升呈直线上升态势,c(U)峰值达到31.5 mg/L,c(U)与c(HCO3-)相关系数达0.95,呈强正相关性。研究表明,该砂岩型铀矿仅采用CO2+O2进行浸出,不能获得满足地浸工业要求的c(U);通过补加NH4HCO3并保持浸出液中c(HCO3-)达到800 mg/L时,浸出液c(U)出现明显上涨(峰值31.5 mg/L,平均25 mg/L以上)。该矿床技术可行的浸出工艺为“CO2+O2+NH4HCO3”地浸。
  • 母海琳,周义朋,徐玲玲,王廷健
    摘要:
    采用定期补酸的方法开展了新疆某新开发铀矿床矿石的摇瓶浸出试验,研究稳定酸度条件下铀浸出特征及酸度、氧化剂对铀浸出的影响。结果表明,经96 h浸出,恒酸无氧化剂铀浸出率为67.75%~96.62%,有氧化剂铀浸出率为84.55%~97.84%;铀浸出率与浸出剂酸度正相关,但当酸度超过6 g/L时该相关关系显著减弱;与不补酸浸出相比,恒酸浸出效果并无提升;过氧化氢有一定助浸效果,6 g/L酸度体系铀浸出率可提高3~4个百分点;总体而言,6 g/L硫酸是相对经济有效的工艺条件。
  • 环境工程
  • 郭静静,郭世平,高波
    摘要:
    为充分利用固废资源,降低脱硫成本,采用传统皮江法冶镁工艺中产生的金属镁渣为基质,利用实验室湿式脱硫系统,对不同镁渣粒径、烟气气体流速、二氧化硫浓度、固液质量比(简称固液比)以及氧气含量条件下的脱硫性能进行了研究。结果表明,样品粒径越小,流速越慢,二氧化硫流速越低,固液比越低,脱硫量越高;反之,则脱硫量越小。在粒径0.106 mm、烟气流速340 mL/min、二氧化硫流速10 mL/min、固液比0.1 g/g、饱和脱硫时间1 575 min的条件下,二氧化硫吸附量为1 354.62 mg/g。
  • 张琳琳,刘亚洁,陈诗怡,孙占学
    摘要:
    酸法地浸铀矿山退役采区地下水存在pH低、SO42-和铀浓度高等潜在污染问题。针对这类污染地下水,选用某铀矿尾渣中富集获得的以硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)为优势的混合培养物A3m-21ZLL,开展以苹果皮发酵液为碳源的硫酸盐还原能力影响因素研究,以及在某酸法地浸铀矿山退役采区地下水脱硫中的应用。结果表明,A3m-21ZLL对苹果皮发酵液具有较好的利用性;以苹果皮发酵液为碳源培养A3m-21ZLL的最佳m(COD)/m(SO42-)=7,最佳接种量为10%;酸法地浸退役铀矿地下水中SO42-、Fe2+和U6+原浓度分别为960.737、47.6、1.095 mg/L,经回流处理后去除率分别达91.8%、97.2%和88.6%,pH由3.98升至5.78,其中SO42-、Fe2+浓度及pH均达到我国《地下水质量标准GB/T 14848-2017》中Ⅳ类水标准。以果皮发酵液为碳源通过硫酸盐还原菌处理酸法含铀硫酸盐地下水具有可行性,且处理效果良好,极具应用前景。
  • 罗雨虹,朱四喜,夏国栋,赵斌,王众
    摘要:
    以废弃铬渣厂及其周边表层土壤为研究对象,采集5个区域土壤样品,运用高通量测序技术,揭示了表层土壤微生物多样性及其环境主要影响因素之间的关系。结果表明,有机质(SOM)、总磷(TP)、速效磷(AP)、速效氮(AN)和铵态氮(NH4+-N)含量均在下游最高、车间最低。门水平上,Actinobacteria、Proteobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi为优势菌种;纲水平上,Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Vicinamibacteria、Gemmaproteobacteria和Chloroflexi为优势菌种。总体来看,在重金属与土壤环境因子共同作用下,微生物丰度更倾向于受土壤环境因子的影响,其中TP、硝态氮(NO3+-N)和大多数重金属元素是微生物变化的主要影响因素;Actinobacteria与大多数重金属具有趋同性,对重金属耐受能力最强;金属元素Pb对细菌的生长繁衍存在一定的选择性,即金属元素的不同对土壤细菌类群的影响有差异。综上,废弃厂区修复治理过程中应考虑营养元素的投入与优势菌种的选择。本文研究加深了对重金属污染土壤微生物的变化及其驱动因子的了解,为废弃铬渣厂受污染的土壤修复提供理论依据。
  • 马杰,张秀,刘今朝,刘萍,陈召沪,张萍萍
    摘要:
    以某铅锌尾矿库周边土壤为研究对象,测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni重金属含量,采用地质统计分析掌握重金属含量空间分布,再利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地质累积指数评价重金属污染状况,并结合相关性分析和主成分分析探重金属来源。结果表明,土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni平均含量分别为10.4、1.54、132、653、62.8、73.8、1 392、31.6 mg/kg,越靠近尾矿库,Cd、As、Pb、Cu、Zn、Hg含量越高。内梅罗综合污染指数表明,研究区综合污染指数为11.2,为重污染,单因子污染指数和地质累积指数表明,研究区土壤Cd污染最严重,其次是As、Zn、Pb、Cu、Hg污染,Cr和Ni无污染。相关性分析和主成分分析表明,Cd、Hg、As、Pb、Zn之间存在显著正相关关系,主要受铅锌尾矿库长期堆存、转运及加工等人为活动影响,Cr、Ni主要来自土壤母质,Cu主要受矿业活动和农业活动共同影响。
  • 冶金史
  • 陈萃,陈静,马绍斌,何醒民,叶龙刚
    摘要:
    有色冶金工业是我国工业化道路的重要组成部分,我国的有色金属提取可以追溯到夏商周,我国有色冶金步入工业化是在中华人民共和国成立以后。将有色冶金工业的技术价值分为生产实践价值、理论价值和社会价值三个维度,以此为框架对云南驰宏锌锗股份有限公司老厂——会泽铅锌矿工业遗存进行了分析研究,以其技术价值作为主要评述对象,阐明了其在有色冶炼工业遗存主体生存过程中所起的作用,进一步的为有冶金工业遗存技术价值的评价提供思路。
  • 吕良波
    摘要:
    采用金相分析、扫描电镜能谱分析对广东省科学院幼儿园东晋墓填土出土的铜饰进行检测分析,发现为含铅、锡、铁、铝的黄铜,铸造成型。结合检测分析结果、附着螺丝钉以及腐蚀程度进行讨论,认为该铜饰原属于一个抽屉的铜拉手,应是晚期盗墓所遗留,排除为东晋时期通过海上丝绸之路传播过来的鍮石可能性。
  • 邹桂森,蒙长旺,黄全胜,李延祥
    摘要:
    广西贵港市平南县六陈镇六浊岭遗址是目前贵港地区冶铁遗址群中唯一一处经科学发掘并报告的冶炼遗址,共清理出了13座炼炉,出土了大量炉渣、矿石、木炭、鼓风管及炉壁等冶金遗物。对出土木炭进行碳十四测年分析,结合出土陶瓷器类型学分析可知,六浊岭遗址为一处晋唐时期的冶炼遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)成分分析及金相显微镜观察等科学分析方法对遗址出土的炉渣、铁块及矿石等冶金遗物进行科学分析,结果表明,平南六浊岭遗址为一处块炼铁遗址。
  • 环境工程
  • 孙晓宇,李泽兵,王淼,陈诗怡,孙占学,袁志华,郑增军,龚慧纯
    摘要:
    由于酸法地浸生产常年注入硫酸导致采区及其周边地下水形成硫酸盐污染。为解决此问题,采用硫酸盐还原菌培养液模拟矿山废水,利用生物反应器进行循环批次试验和连续运行试验,探讨不同种类填料、循环上升流速、水力停留时间(HRT)、进水SO42-浓度、COD/SO42-值等对硫酸盐还原效果的影响。试验结果显示,最佳运行条件为:海绵+K3混合填料、HRT=12 h、进水SO42-浓度约0.8 g/L、COD/SO42-=2;长期运行结果表明,30 ℃时,连续出水SO42-浓度约0.10 g/L,SO42-去除率达到87.9%,达到地下水Ⅳ类水及以上标准。
    重有色金属
  • 齐素慈,许继芳,李建朝
    摘要:
    废旧LiCoO2电池资源化利用对缓解我国锂钴资源短缺具有重要意义。分析硫磺气体选择性硫化LiCoO2的热力学过程,探讨温度、硫磺量、总压力、添加剂等因素对LiCoO2硫化转化行为和物相转变规律。结果表明,在温度≤600 ℃条件下,调节气氛的氧分压P(O2)和硫磺分压P(S2)可调控Li-Co-S-O体系不同物相的稳定区域,实现LiCoO2选择性硫化和产物调控,且避免SO2等气体的产生。降低体系总压P可降低选择性硫化LiCoO2的反应温度,添加固体碳、铁和氧化铁等将显著影响硫化产物中锂和钴的存在形式。添加FeS2或SO2气体可代替S2气体的硫化作用,对硫化产物中锂和钴的稳定存在形式没有明显影响。气体选择性硫化LiCoO2试验结果验证了计算结果,LiCoO2硫化增重初期SO2利用率约为75%。
  • 鲁俊雀,王 杜,刘勇奇,吕志斌
    摘要:
    废旧锰酸锂电池中含有大量的锰、锂等有价金属元素,具有非常高的经济回收价值。以硫酸作为浸出剂,研究了酸料比、还原剂种类、还原剂加入量、反应温度及反应时间对锰浸出率的影响。结果表明,在酸料比为2.5、浸出温度60℃、还原剂与原料比为1︰1,硫代硫酸钠为还原剂,反应时间1 h时,锰浸出率为94.01%;以过氧化氢为还原剂、反应0.5 h时,锰浸出率为99.91%。最终确定了硫代硫酸钠︰过氧化氢=8︰2作为联合还原剂,锰浸出率高达99.99%。
  • 秦博,刘战伟,李绍元
    摘要:
    在模拟的合成硫酸锌溶液中,采用氧化铅作为除氟剂,研究了反应温度、溶液初始氟浓度、杂质镁离子及氯离子对除氟过程的影响。结果显示,反应温度及氯离子对除氟效率有较大影响,且初始氟浓度越高,氧化铅单位除氟量越高。当反应温度为80 ℃、锌浓度120 g/L、初始氟离子浓度250 mg/L时,溶液的除氟率最高,达到76%以上。采用企业的锌电解液对氧化铅除氟的适用性进行了验证,表明氧化铅也具有较好的除氟效果。在实际溶液的初始氟浓度为200 mg/L、锌浓度160 g/L时,120 min后,氟离子浓度降至95 mg/L,除氟率高于50%。在一段反应时间内,氟离子浓度随时间变化具有较好的线性关系。
  • 张斌,钟晓聪,朱茂兰,衷水平,王瑞祥
    摘要:
    苯酚磺酸气味大、对人体有害,亟需开发新型绿色添加剂替代苯酚磺酸。采用溶氧仪、恒流极化、线性电位扫描、扫描电子显微镜等对比研究了锡电解精炼过程中苯酚磺酸、甲苯磺酸对溶解氧浓度、Sn2+稳定性、Sn2+沉积动力学、阴极锡形貌、电流效率的影响,解析了酚羟基的作用机制。结果表明,酚羟基具有还原性,可以降低电解液溶解氧浓度,进而抑制Sn2+氧化水解,减缓Sn2+的贫化,有利于提高电流效率。此外,酚羟基可以改变Sn2+沉积反应路径,阻滞Sn2+阴极沉积,增大阴极极化,进而获得平整致密的阴极锡。
  • 张华,王琼
    摘要:
    某铅冶炼企业碳排放量占比最大的是能源的原材料用途排放,其次是燃料燃烧排放。通过对该企业2011-2013和2018-2020年间二氧化碳排放量和二氧化碳排放强度进行对比分析,采用改变能源种类和使用清洁能源的方式,使吨二氧化碳排放强度显著降低近60%和1.27%。实现了该冶炼企业绿色低碳、节能、降碳和减污的目的。
  • 轻有色金属
  • 李荣斌,陈毛,张少军,许记雷,袁浩天,杨沛胥,刘风琴
    摘要:
    黏罐结釉是制约外热式硅热法炼镁技术发展的主要难题。通过大量热物理化学试验及对低熔点复合氧化物的物相检测分析,系统揭示了造成黏罐结釉的固相催化反应熔融黏结机理:硅热法炼镁还原过程中,FeO或Fe2O3的生成及其与SiO2或CaO生成的复合氧化物是造成给熔融黏结问题的核心因素,通过原料杂质控制和还原过程工艺控制,以减少FeO或SiO2的含量,能有效控制渣球的软化程度以及黏结程度。研究结果能够为外热式硅热法炼镁新型还原罐的设计优化提供基础理论指导。
  • 袁杰,罗亮昆,林安伟
    摘要:
    铝灰中富含铝元素,具有极高的回收潜能。通过盐酸浸出分离铝灰中的铝,研究了初始酸浓度、浸出温度、时间、液固比等因素对铝灰中铝浸出率的影响。热力学分析发现,在pH小于2的酸性溶液中元素铝以Al3+形式存在。浸出试验结果表明,最优条件为:粒径-150 μm、温度80 ℃、初始酸浓度6 mol/L、液固比10、反应时间120 min,在此条件下Al浸出率可达85.86%。选择未反应收缩核模型进行浸出动力学分析,浸出过程受扩散控制,表观活化能为3.11 kJ/mol。通过提高反应温度、减小原料粒径、加强搅拌等方式可提升铝灰中铝浸出率。
  • 稀贵金属
  • 陈诗峰,魏学斌,陈功新,刘金辉,孙占学,杨梅,刘媛媛,高炳伦
    摘要:
    为研究微酸中性浸出工艺对高碳酸盐型铀矿石的浸出性能,对某高碳酸盐砂岩型铀矿石进行了静态浸泡试验、多回次氧化浸出试验及柱浸试验。结果表明,高碳酸盐型铀矿应用传统酸法浸出容易产生气堵和CaSO4沉淀,而应用微酸中性浸出虽然浸出强度小,但不容易产生沉淀,应用传统碱性浸出的浸出强度略高于应用微酸中性浸出,但容易产生CaCO3沉淀;应用低浓度H2O2氧化浸出效率低,H2O2主要被矿石中其他还原性物质消耗,高浓度H2O2容易和溶液中的铀反应生成过氧化铀沉淀,而KMnO4氧化浸出效果明显;在柱浸中,微酸浸出浸出率和碱性浸出浸出率分别为49.2%和41.7%,前者主要限制因素是矿柱酸化速率高于矿柱氧化速率,而后者主要限制因素是浸出后期矿层堵塞,渗透性下降。
  • 张一诺,徐玲玲,蔡佳依,周义朋,母海琳
    摘要:
    高碳酸盐铀矿浸出化学堵塞一直是常规酸、碱工艺的难解之题。采用黑曲霉发酵液对新疆某高碳酸盐砂岩铀矿床矿石开展了浸出试验,并以黑曲霉发酵产酸组成配制的混合有机酸溶液和硫酸溶液分别进行了对比试验。结果表明,黑曲霉发酵液浸铀效果优于混合有机酸和硫酸,发酵液和混合有机酸体系亦存在钙的再沉淀现象,提高体系pH可以降低再沉淀程度。
  • 陶峰,张传飞,冯国平,于长贵,段柏山,陈梅芳
    摘要:
    为探索CO2+O2地浸采铀工艺在西北某砂岩型铀矿床应用的技术可行性,开展了地浸采铀现场条件试验。试验表明,向矿层水中注加O2,浸出液残留的溶解氧含量明显增加,但浸出液c(U)未见明显升高;在矿层水中原始c(HCO3-)为300 mg/L的条件下,向矿层水中同时注加CO2+O2,浸出液中c(HCO3-)仅上升至300~350 mg/L,c(U)未见明显升高;补加NH4HCO3使浸出剂中c(HCO3-)达到1 000 mg/L时,浸出液的c(U)随c(HCO3-)上升呈直线上升态势,c(U)峰值达到31.5 mg/L,c(U)与c(HCO3-)相关系数达0.95,呈强正相关性。研究表明,该砂岩型铀矿仅采用CO2+O2进行浸出,不能获得满足地浸工业要求的c(U);通过补加NH4HCO3并保持浸出液中c(HCO3-)达到800 mg/L时,浸出液c(U)出现明显上涨(峰值31.5 mg/L,平均25 mg/L以上)。该矿床技术可行的浸出工艺为“CO2+O2+NH4HCO3”地浸。
  • 母海琳,周义朋,徐玲玲,王廷健
    摘要:
    采用定期补酸的方法开展了新疆某新开发铀矿床矿石的摇瓶浸出试验,研究稳定酸度条件下铀浸出特征及酸度、氧化剂对铀浸出的影响。结果表明,经96 h浸出,恒酸无氧化剂铀浸出率为67.75%~96.62%,有氧化剂铀浸出率为84.55%~97.84%;铀浸出率与浸出剂酸度正相关,但当酸度超过6 g/L时该相关关系显著减弱;与不补酸浸出相比,恒酸浸出效果并无提升;过氧化氢有一定助浸效果,6 g/L酸度体系铀浸出率可提高3~4个百分点;总体而言,6 g/L硫酸是相对经济有效的工艺条件。
  • 环境工程
  • 郭静静,郭世平,高波
    摘要:
    为充分利用固废资源,降低脱硫成本,采用传统皮江法冶镁工艺中产生的金属镁渣为基质,利用实验室湿式脱硫系统,对不同镁渣粒径、烟气气体流速、二氧化硫浓度、固液质量比(简称固液比)以及氧气含量条件下的脱硫性能进行了研究。结果表明,样品粒径越小,流速越慢,二氧化硫流速越低,固液比越低,脱硫量越高;反之,则脱硫量越小。在粒径0.106 mm、烟气流速340 mL/min、二氧化硫流速10 mL/min、固液比0.1 g/g、饱和脱硫时间1 575 min的条件下,二氧化硫吸附量为1 354.62 mg/g。
  • 张琳琳,刘亚洁,陈诗怡,孙占学
    摘要:
    酸法地浸铀矿山退役采区地下水存在pH低、SO42-和铀浓度高等潜在污染问题。针对这类污染地下水,选用某铀矿尾渣中富集获得的以硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)为优势的混合培养物A3m-21ZLL,开展以苹果皮发酵液为碳源的硫酸盐还原能力影响因素研究,以及在某酸法地浸铀矿山退役采区地下水脱硫中的应用。结果表明,A3m-21ZLL对苹果皮发酵液具有较好的利用性;以苹果皮发酵液为碳源培养A3m-21ZLL的最佳m(COD)/m(SO42-)=7,最佳接种量为10%;酸法地浸退役铀矿地下水中SO42-、Fe2+和U6+原浓度分别为960.737、47.6、1.095 mg/L,经回流处理后去除率分别达91.8%、97.2%和88.6%,pH由3.98升至5.78,其中SO42-、Fe2+浓度及pH均达到我国《地下水质量标准GB/T 14848-2017》中Ⅳ类水标准。以果皮发酵液为碳源通过硫酸盐还原菌处理酸法含铀硫酸盐地下水具有可行性,且处理效果良好,极具应用前景。
  • 罗雨虹,朱四喜,夏国栋,赵斌,王众
    摘要:
    以废弃铬渣厂及其周边表层土壤为研究对象,采集5个区域土壤样品,运用高通量测序技术,揭示了表层土壤微生物多样性及其环境主要影响因素之间的关系。结果表明,有机质(SOM)、总磷(TP)、速效磷(AP)、速效氮(AN)和铵态氮(NH4+-N)含量均在下游最高、车间最低。门水平上,Actinobacteria、Proteobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi为优势菌种;纲水平上,Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Vicinamibacteria、Gemmaproteobacteria和Chloroflexi为优势菌种。总体来看,在重金属与土壤环境因子共同作用下,微生物丰度更倾向于受土壤环境因子的影响,其中TP、硝态氮(NO3+-N)和大多数重金属元素是微生物变化的主要影响因素;Actinobacteria与大多数重金属具有趋同性,对重金属耐受能力最强;金属元素Pb对细菌的生长繁衍存在一定的选择性,即金属元素的不同对土壤细菌类群的影响有差异。综上,废弃厂区修复治理过程中应考虑营养元素的投入与优势菌种的选择。本文研究加深了对重金属污染土壤微生物的变化及其驱动因子的了解,为废弃铬渣厂受污染的土壤修复提供理论依据。
  • 马杰,张秀,刘今朝,刘萍,陈召沪,张萍萍
    摘要:
    以某铅锌尾矿库周边土壤为研究对象,测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni重金属含量,采用地质统计分析掌握重金属含量空间分布,再利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地质累积指数评价重金属污染状况,并结合相关性分析和主成分分析探重金属来源。结果表明,土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni平均含量分别为10.4、1.54、132、653、62.8、73.8、1 392、31.6 mg/kg,越靠近尾矿库,Cd、As、Pb、Cu、Zn、Hg含量越高。内梅罗综合污染指数表明,研究区综合污染指数为11.2,为重污染,单因子污染指数和地质累积指数表明,研究区土壤Cd污染最严重,其次是As、Zn、Pb、Cu、Hg污染,Cr和Ni无污染。相关性分析和主成分分析表明,Cd、Hg、As、Pb、Zn之间存在显著正相关关系,主要受铅锌尾矿库长期堆存、转运及加工等人为活动影响,Cr、Ni主要来自土壤母质,Cu主要受矿业活动和农业活动共同影响。
  • 冶金史
  • 陈萃,陈静,马绍斌,何醒民,叶龙刚
    摘要:
    有色冶金工业是我国工业化道路的重要组成部分,我国的有色金属提取可以追溯到夏商周,我国有色冶金步入工业化是在中华人民共和国成立以后。将有色冶金工业的技术价值分为生产实践价值、理论价值和社会价值三个维度,以此为框架对云南驰宏锌锗股份有限公司老厂——会泽铅锌矿工业遗存进行了分析研究,以其技术价值作为主要评述对象,阐明了其在有色冶炼工业遗存主体生存过程中所起的作用,进一步的为有冶金工业遗存技术价值的评价提供思路。
  • 吕良波
    摘要:
    采用金相分析、扫描电镜能谱分析对广东省科学院幼儿园东晋墓填土出土的铜饰进行检测分析,发现为含铅、锡、铁、铝的黄铜,铸造成型。结合检测分析结果、附着螺丝钉以及腐蚀程度进行讨论,认为该铜饰原属于一个抽屉的铜拉手,应是晚期盗墓所遗留,排除为东晋时期通过海上丝绸之路传播过来的鍮石可能性。
  • 邹桂森,蒙长旺,黄全胜,李延祥
    摘要:
    广西贵港市平南县六陈镇六浊岭遗址是目前贵港地区冶铁遗址群中唯一一处经科学发掘并报告的冶炼遗址,共清理出了13座炼炉,出土了大量炉渣、矿石、木炭、鼓风管及炉壁等冶金遗物。对出土木炭进行碳十四测年分析,结合出土陶瓷器类型学分析可知,六浊岭遗址为一处晋唐时期的冶炼遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)成分分析及金相显微镜观察等科学分析方法对遗址出土的炉渣、铁块及矿石等冶金遗物进行科学分析,结果表明,平南六浊岭遗址为一处块炼铁遗址。
  • 环境工程
  • 孙晓宇,李泽兵,王淼,陈诗怡,孙占学,袁志华,郑增军,龚慧纯
    摘要:
    由于酸法地浸生产常年注入硫酸导致采区及其周边地下水形成硫酸盐污染。为解决此问题,采用硫酸盐还原菌培养液模拟矿山废水,利用生物反应器进行循环批次试验和连续运行试验,探讨不同种类填料、循环上升流速、水力停留时间(HRT)、进水SO42-浓度、COD/SO42-值等对硫酸盐还原效果的影响。试验结果显示,最佳运行条件为:海绵+K3混合填料、HRT=12 h、进水SO42-浓度约0.8 g/L、COD/SO42-=2;长期运行结果表明,30 ℃时,连续出水SO42-浓度约0.10 g/L,SO42-去除率达到87.9%,达到地下水Ⅳ类水及以上标准。
    重有色金属
  • 齐素慈,许继芳,李建朝
    摘要:
    废旧LiCoO2电池资源化利用对缓解我国锂钴资源短缺具有重要意义。分析硫磺气体选择性硫化LiCoO2的热力学过程,探讨温度、硫磺量、总压力、添加剂等因素对LiCoO2硫化转化行为和物相转变规律。结果表明,在温度≤600 ℃条件下,调节气氛的氧分压P(O2)和硫磺分压P(S2)可调控Li-Co-S-O体系不同物相的稳定区域,实现LiCoO2选择性硫化和产物调控,且避免SO2等气体的产生。降低体系总压P可降低选择性硫化LiCoO2的反应温度,添加固体碳、铁和氧化铁等将显著影响硫化产物中锂和钴的存在形式。添加FeS2或SO2气体可代替S2气体的硫化作用,对硫化产物中锂和钴的稳定存在形式没有明显影响。气体选择性硫化LiCoO2试验结果验证了计算结果,LiCoO2硫化增重初期SO2利用率约为75%。
  • 鲁俊雀,王 杜,刘勇奇,吕志斌
    摘要:
    废旧锰酸锂电池中含有大量的锰、锂等有价金属元素,具有非常高的经济回收价值。以硫酸作为浸出剂,研究了酸料比、还原剂种类、还原剂加入量、反应温度及反应时间对锰浸出率的影响。结果表明,在酸料比为2.5、浸出温度60℃、还原剂与原料比为1︰1,硫代硫酸钠为还原剂,反应时间1 h时,锰浸出率为94.01%;以过氧化氢为还原剂、反应0.5 h时,锰浸出率为99.91%。最终确定了硫代硫酸钠︰过氧化氢=8︰2作为联合还原剂,锰浸出率高达99.99%。
  • 秦博,刘战伟,李绍元
    摘要:
    在模拟的合成硫酸锌溶液中,采用氧化铅作为除氟剂,研究了反应温度、溶液初始氟浓度、杂质镁离子及氯离子对除氟过程的影响。结果显示,反应温度及氯离子对除氟效率有较大影响,且初始氟浓度越高,氧化铅单位除氟量越高。当反应温度为80 ℃、锌浓度120 g/L、初始氟离子浓度250 mg/L时,溶液的除氟率最高,达到76%以上。采用企业的锌电解液对氧化铅除氟的适用性进行了验证,表明氧化铅也具有较好的除氟效果。在实际溶液的初始氟浓度为200 mg/L、锌浓度160 g/L时,120 min后,氟离子浓度降至95 mg/L,除氟率高于50%。在一段反应时间内,氟离子浓度随时间变化具有较好的线性关系。
  • 张斌,钟晓聪,朱茂兰,衷水平,王瑞祥
    摘要:
    苯酚磺酸气味大、对人体有害,亟需开发新型绿色添加剂替代苯酚磺酸。采用溶氧仪、恒流极化、线性电位扫描、扫描电子显微镜等对比研究了锡电解精炼过程中苯酚磺酸、甲苯磺酸对溶解氧浓度、Sn2+稳定性、Sn2+沉积动力学、阴极锡形貌、电流效率的影响,解析了酚羟基的作用机制。结果表明,酚羟基具有还原性,可以降低电解液溶解氧浓度,进而抑制Sn2+氧化水解,减缓Sn2+的贫化,有利于提高电流效率。此外,酚羟基可以改变Sn2+沉积反应路径,阻滞Sn2+阴极沉积,增大阴极极化,进而获得平整致密的阴极锡。
  • 张华,王琼
    摘要:
    某铅冶炼企业碳排放量占比最大的是能源的原材料用途排放,其次是燃料燃烧排放。通过对该企业2011-2013和2018-2020年间二氧化碳排放量和二氧化碳排放强度进行对比分析,采用改变能源种类和使用清洁能源的方式,使吨二氧化碳排放强度显著降低近60%和1.27%。实现了该冶炼企业绿色低碳、节能、降碳和减污的目的。
  • 轻有色金属
  • 李荣斌,陈毛,张少军,许记雷,袁浩天,杨沛胥,刘风琴
    摘要:
    黏罐结釉是制约外热式硅热法炼镁技术发展的主要难题。通过大量热物理化学试验及对低熔点复合氧化物的物相检测分析,系统揭示了造成黏罐结釉的固相催化反应熔融黏结机理:硅热法炼镁还原过程中,FeO或Fe2O3的生成及其与SiO2或CaO生成的复合氧化物是造成给熔融黏结问题的核心因素,通过原料杂质控制和还原过程工艺控制,以减少FeO或SiO2的含量,能有效控制渣球的软化程度以及黏结程度。研究结果能够为外热式硅热法炼镁新型还原罐的设计优化提供基础理论指导。
  • 袁杰,罗亮昆,林安伟
    摘要:
    铝灰中富含铝元素,具有极高的回收潜能。通过盐酸浸出分离铝灰中的铝,研究了初始酸浓度、浸出温度、时间、液固比等因素对铝灰中铝浸出率的影响。热力学分析发现,在pH小于2的酸性溶液中元素铝以Al3+形式存在。浸出试验结果表明,最优条件为:粒径-150 μm、温度80 ℃、初始酸浓度6 mol/L、液固比10、反应时间120 min,在此条件下Al浸出率可达85.86%。选择未反应收缩核模型进行浸出动力学分析,浸出过程受扩散控制,表观活化能为3.11 kJ/mol。通过提高反应温度、减小原料粒径、加强搅拌等方式可提升铝灰中铝浸出率。
  • 稀贵金属
  • 陈诗峰,魏学斌,陈功新,刘金辉,孙占学,杨梅,刘媛媛,高炳伦
    摘要:
    为研究微酸中性浸出工艺对高碳酸盐型铀矿石的浸出性能,对某高碳酸盐砂岩型铀矿石进行了静态浸泡试验、多回次氧化浸出试验及柱浸试验。结果表明,高碳酸盐型铀矿应用传统酸法浸出容易产生气堵和CaSO4沉淀,而应用微酸中性浸出虽然浸出强度小,但不容易产生沉淀,应用传统碱性浸出的浸出强度略高于应用微酸中性浸出,但容易产生CaCO3沉淀;应用低浓度H2O2氧化浸出效率低,H2O2主要被矿石中其他还原性物质消耗,高浓度H2O2容易和溶液中的铀反应生成过氧化铀沉淀,而KMnO4氧化浸出效果明显;在柱浸中,微酸浸出浸出率和碱性浸出浸出率分别为49.2%和41.7%,前者主要限制因素是矿柱酸化速率高于矿柱氧化速率,而后者主要限制因素是浸出后期矿层堵塞,渗透性下降。
  • 张一诺,徐玲玲,蔡佳依,周义朋,母海琳
    摘要:
    高碳酸盐铀矿浸出化学堵塞一直是常规酸、碱工艺的难解之题。采用黑曲霉发酵液对新疆某高碳酸盐砂岩铀矿床矿石开展了浸出试验,并以黑曲霉发酵产酸组成配制的混合有机酸溶液和硫酸溶液分别进行了对比试验。结果表明,黑曲霉发酵液浸铀效果优于混合有机酸和硫酸,发酵液和混合有机酸体系亦存在钙的再沉淀现象,提高体系pH可以降低再沉淀程度。
  • 陶峰,张传飞,冯国平,于长贵,段柏山,陈梅芳
    摘要:
    为探索CO2+O2地浸采铀工艺在西北某砂岩型铀矿床应用的技术可行性,开展了地浸采铀现场条件试验。试验表明,向矿层水中注加O2,浸出液残留的溶解氧含量明显增加,但浸出液c(U)未见明显升高;在矿层水中原始c(HCO3-)为300 mg/L的条件下,向矿层水中同时注加CO2+O2,浸出液中c(HCO3-)仅上升至300~350 mg/L,c(U)未见明显升高;补加NH4HCO3使浸出剂中c(HCO3-)达到1 000 mg/L时,浸出液的c(U)随c(HCO3-)上升呈直线上升态势,c(U)峰值达到31.5 mg/L,c(U)与c(HCO3-)相关系数达0.95,呈强正相关性。研究表明,该砂岩型铀矿仅采用CO2+O2进行浸出,不能获得满足地浸工业要求的c(U);通过补加NH4HCO3并保持浸出液中c(HCO3-)达到800 mg/L时,浸出液c(U)出现明显上涨(峰值31.5 mg/L,平均25 mg/L以上)。该矿床技术可行的浸出工艺为“CO2+O2+NH4HCO3”地浸。
  • 母海琳,周义朋,徐玲玲,王廷健
    摘要:
    采用定期补酸的方法开展了新疆某新开发铀矿床矿石的摇瓶浸出试验,研究稳定酸度条件下铀浸出特征及酸度、氧化剂对铀浸出的影响。结果表明,经96 h浸出,恒酸无氧化剂铀浸出率为67.75%~96.62%,有氧化剂铀浸出率为84.55%~97.84%;铀浸出率与浸出剂酸度正相关,但当酸度超过6 g/L时该相关关系显著减弱;与不补酸浸出相比,恒酸浸出效果并无提升;过氧化氢有一定助浸效果,6 g/L酸度体系铀浸出率可提高3~4个百分点;总体而言,6 g/L硫酸是相对经济有效的工艺条件。
  • 环境工程
  • 郭静静,郭世平,高波
    摘要:
    为充分利用固废资源,降低脱硫成本,采用传统皮江法冶镁工艺中产生的金属镁渣为基质,利用实验室湿式脱硫系统,对不同镁渣粒径、烟气气体流速、二氧化硫浓度、固液质量比(简称固液比)以及氧气含量条件下的脱硫性能进行了研究。结果表明,样品粒径越小,流速越慢,二氧化硫流速越低,固液比越低,脱硫量越高;反之,则脱硫量越小。在粒径0.106 mm、烟气流速340 mL/min、二氧化硫流速10 mL/min、固液比0.1 g/g、饱和脱硫时间1 575 min的条件下,二氧化硫吸附量为1 354.62 mg/g。
  • 张琳琳,刘亚洁,陈诗怡,孙占学
    摘要:
    酸法地浸铀矿山退役采区地下水存在pH低、SO42-和铀浓度高等潜在污染问题。针对这类污染地下水,选用某铀矿尾渣中富集获得的以硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)为优势的混合培养物A3m-21ZLL,开展以苹果皮发酵液为碳源的硫酸盐还原能力影响因素研究,以及在某酸法地浸铀矿山退役采区地下水脱硫中的应用。结果表明,A3m-21ZLL对苹果皮发酵液具有较好的利用性;以苹果皮发酵液为碳源培养A3m-21ZLL的最佳m(COD)/m(SO42-)=7,最佳接种量为10%;酸法地浸退役铀矿地下水中SO42-、Fe2+和U6+原浓度分别为960.737、47.6、1.095 mg/L,经回流处理后去除率分别达91.8%、97.2%和88.6%,pH由3.98升至5.78,其中SO42-、Fe2+浓度及pH均达到我国《地下水质量标准GB/T 14848-2017》中Ⅳ类水标准。以果皮发酵液为碳源通过硫酸盐还原菌处理酸法含铀硫酸盐地下水具有可行性,且处理效果良好,极具应用前景。
  • 罗雨虹,朱四喜,夏国栋,赵斌,王众
    摘要:
    以废弃铬渣厂及其周边表层土壤为研究对象,采集5个区域土壤样品,运用高通量测序技术,揭示了表层土壤微生物多样性及其环境主要影响因素之间的关系。结果表明,有机质(SOM)、总磷(TP)、速效磷(AP)、速效氮(AN)和铵态氮(NH4+-N)含量均在下游最高、车间最低。门水平上,Actinobacteria、Proteobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi为优势菌种;纲水平上,Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Vicinamibacteria、Gemmaproteobacteria和Chloroflexi为优势菌种。总体来看,在重金属与土壤环境因子共同作用下,微生物丰度更倾向于受土壤环境因子的影响,其中TP、硝态氮(NO3+-N)和大多数重金属元素是微生物变化的主要影响因素;Actinobacteria与大多数重金属具有趋同性,对重金属耐受能力最强;金属元素Pb对细菌的生长繁衍存在一定的选择性,即金属元素的不同对土壤细菌类群的影响有差异。综上,废弃厂区修复治理过程中应考虑营养元素的投入与优势菌种的选择。本文研究加深了对重金属污染土壤微生物的变化及其驱动因子的了解,为废弃铬渣厂受污染的土壤修复提供理论依据。
  • 马杰,张秀,刘今朝,刘萍,陈召沪,张萍萍
    摘要:
    以某铅锌尾矿库周边土壤为研究对象,测定土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni重金属含量,采用地质统计分析掌握重金属含量空间分布,再利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地质累积指数评价重金属污染状况,并结合相关性分析和主成分分析探重金属来源。结果表明,土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni平均含量分别为10.4、1.54、132、653、62.8、73.8、1 392、31.6 mg/kg,越靠近尾矿库,Cd、As、Pb、Cu、Zn、Hg含量越高。内梅罗综合污染指数表明,研究区综合污染指数为11.2,为重污染,单因子污染指数和地质累积指数表明,研究区土壤Cd污染最严重,其次是As、Zn、Pb、Cu、Hg污染,Cr和Ni无污染。相关性分析和主成分分析表明,Cd、Hg、As、Pb、Zn之间存在显著正相关关系,主要受铅锌尾矿库长期堆存、转运及加工等人为活动影响,Cr、Ni主要来自土壤母质,Cu主要受矿业活动和农业活动共同影响。
  • 冶金史
  • 陈萃,陈静,马绍斌,何醒民,叶龙刚
    摘要:
    有色冶金工业是我国工业化道路的重要组成部分,我国的有色金属提取可以追溯到夏商周,我国有色冶金步入工业化是在中华人民共和国成立以后。将有色冶金工业的技术价值分为生产实践价值、理论价值和社会价值三个维度,以此为框架对云南驰宏锌锗股份有限公司老厂——会泽铅锌矿工业遗存进行了分析研究,以其技术价值作为主要评述对象,阐明了其在有色冶炼工业遗存主体生存过程中所起的作用,进一步的为有冶金工业遗存技术价值的评价提供思路。
  • 吕良波
    摘要:
    采用金相分析、扫描电镜能谱分析对广东省科学院幼儿园东晋墓填土出土的铜饰进行检测分析,发现为含铅、锡、铁、铝的黄铜,铸造成型。结合检测分析结果、附着螺丝钉以及腐蚀程度进行讨论,认为该铜饰原属于一个抽屉的铜拉手,应是晚期盗墓所遗留,排除为东晋时期通过海上丝绸之路传播过来的鍮石可能性。
  • 邹桂森,蒙长旺,黄全胜,李延祥
    摘要:
    广西贵港市平南县六陈镇六浊岭遗址是目前贵港地区冶铁遗址群中唯一一处经科学发掘并报告的冶炼遗址,共清理出了13座炼炉,出土了大量炉渣、矿石、木炭、鼓风管及炉壁等冶金遗物。对出土木炭进行碳十四测年分析,结合出土陶瓷器类型学分析可知,六浊岭遗址为一处晋唐时期的冶炼遗址。采用扫描电子显微镜能谱仪(SEM-EDS)成分分析及金相显微镜观察等科学分析方法对遗址出土的炉渣、铁块及矿石等冶金遗物进行科学分析,结果表明,平南六浊岭遗址为一处块炼铁遗址。
  • 环境工程
  • 孙晓宇,李泽兵,王淼,陈诗怡,孙占学,袁志华,郑增军,龚慧纯
    摘要:
    由于酸法地浸生产常年注入硫酸导致采区及其周边地下水形成硫酸盐污染。为解决此问题,采用硫酸盐还原菌培养液模拟矿山废水,利用生物反应器进行循环批次试验和连续运行试验,探讨不同种类填料、循环上升流速、水力停留时间(HRT)、进水SO42-浓度、COD/SO42-值等对硫酸盐还原效果的影响。试验结果显示,最佳运行条件为:海绵+K3混合填料、HRT=12 h、进水SO42-浓度约0.8 g/L、COD/SO42-=2;长期运行结果表明,30 ℃时,连续出水SO42-浓度约0.10 g/L,SO42-去除率达到87.9%,达到地下水Ⅳ类水及以上标准。

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