环境工程
王海北,邹小平,谢铿,郑朝振,刘三平
摘要:
2021年我国产出约110亿吨固体废弃物,其中40亿吨为工业固体废弃物,12亿吨不同程度含有价金属,具有一定的回收利用价值。重点针对复杂多金属典型固废,介绍了国内外资源化与无害化处置技术,包括铜冶炼过程含砷物料、铅锌冶炼渣、废锂离子动力电池、废催化剂、电镀污泥和氰化渣等典型固废。目前,我国已初步建立了典型固废特别是危废的处置体系,但存在处置能力不足、技术装备参差不齐、处理不彻底、经济性差等问题,未来发展趋势将向着规模化、高温无害化、协同冶炼等方向发展。
李治雨,化春雨,李丹,揭晓武,王海北,潘军青
摘要:
随着汽车和新能源储能的快速发展,推动了铅酸电池消费的持续增长。在当前双碳理念下,如何清洁低碳回收废铅酸电池对于回收铅产业的可持续健康发展至关重要。简要综述了国内外火法、湿法、干湿联用技术回收铅现状,介绍并分析了主流火法和湿法回收铅的技术特点及其存在问题。火法回收铅虽存在能耗较高和再生铅需要二次精炼提纯等问题,但仍是当前主流的工业化技术。湿法回收铅工艺已逐步发展成为湿法回收金属铅、氧化铅及干湿联用三种类型,具有铅回收率高和过程清洁等优点。如何减少湿法回收过程的化学原料消耗、强化回收过程的传质和反应速度成为今后亟待解决的关键问题。
康泽双,刘中凯,田野,闫琨,范泽坤,和新忠
摘要:
为对我国铝工业全行业铝灰的特性进行总结归纳,通过收集国内24家大型铝行业企业的不同类型铝灰样品进行pH、含盐量、元素含量、重金属等测试分析,梳理了各行业铝灰的来源特性、成分特性及污染特性;针对当前国内铝灰利用处置市场的活跃需求,归纳总结了铝灰规模化利用处置技术实践进展及发展方向,以期为全行业铝灰的利用处置提供借鉴和指导。
赵宇航,张雪,曹亦俊,王重庆
摘要:
赤泥是铝工业氧化铝生产过程产生的大宗固体废弃物,具有产量大、碱性强、颗粒细等特点,赤泥的综合利用依然是亟待解决的问题。二氧化碳的封存是解决碳排放问题的重要途径之一,赤泥吸收二氧化碳是缓解温室效应、降低赤泥碱性的一种可行性方法。介绍了二氧化碳矿化封存研究现状和赤泥的来源与特性,在总结赤泥吸收固化二氧化碳研究的基础上,分析了赤泥对二氧化碳的吸收能力与固化特性,对赤泥固化二氧化碳存在的问题与挑战进行了探讨,从而为赤泥的综合利用和二氧化碳固化封存研究提供指导。
蔡乐涛,顾卫华,马恩
摘要:
国家“双碳”战略的实施需要绿色创新技术的支持。综合运用元素分析、ICP-OES等方法分析退役三元锂电池中黑粉的成分;通过吉布斯自由能和饱和蒸气压分析,论证了真空碳还原法回收Li和去除Al的可行性。真空碳还原试验结果表明,在550 ℃可以回收98.17%的Li,在850 ℃可去除98.21%的Al;通过氧化焙烧方式,在750 ℃可去除100%的C,最终得到三元前驱体。
邓超群,王海北,李诗丽,蒋应平,朱坤娥
摘要:
主要研究了废锂电池酸浸液杂质除杂原理,采取“两段酸浸—中和除Fe、Al—絮凝除F—深度除杂”非萃取除杂工艺。在除杂过程中,由于酸浸液含高浓度Ni、Co、Mn离子,中和剂的种类和浓度将影响Ni、Co、Mn的损失率。通过工艺控制及中和剂调试,选择10%CaCO3作为除Fe、Al、F中和剂,Fe、Al、Cu、F含量可分别从0.20、9.76、0.58、1.66 g/L降至0.01、0.02、0.01、29.86 mg/L,达到三元前驱体溶液杂质标准要求。此时,Ni、Co、Mn的损失率分别仅为0.96%、0.04%、0.01%,均在接受范围之内。
韦能,李家皓,陈王洋,张光文,谢卫宁,何亚群
摘要:
为了提高废旧锂离子电池正极材料中有价金属的浸出效率,采用电化学还原法实现对正极材料中有价金属的高效浸出。采用单因素试验探索硫酸浓度、浸出时间、温度和电流密度等因素对锂、镍、钴和锰浸出率的影响,借助扫描电镜、X射线衍射仪对电化学浸出前后正极片的表面形貌、元素分布及物相组成进行综合分析。结果表明:在外加电场的作用下实现了有价金属的还原,正极材料浸出后,主要剩余具有多孔结构的黏结剂PVDF;在硫酸浓度0.8 mol/L、浸出时间60 min、温度50 ℃、电流密度30 mA/cm2的条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率可分别达到97.2%、95.68%、95.09%、94.61%。
王朵朵,荆乾坤,张家靓,陈永强,王成彦
摘要:
废旧磷酸铁锂电池回收对减少环境污染与缓解锂资源压力有重要意义。传统废旧磷酸铁锂电池回收存在锂回收率低、废水处理成本高的问题。通过借鉴Li-Fe-P-H2O系E~pH图及磷酸铁锂电池充放电脱嵌锂的过程,提出采用“过氧化氢+硫酸”体系选择性回收锂。经XRD、SEM检测,提锂后橄榄石型的FePO4结构与原始LiFePO4相结构保持一致,微观形貌的变化也很小。优化条件下Li浸出率达98%以上,同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。得到的锂浸出液经净化后成功制备出电池级的碳酸锂。
孙振华,刘明坤,阮云龙,李少鹏,王晨晔,李会泉,黄朝晖
摘要:
以废旧锂电池回收过程产生的铁铝渣为主要原料,页岩为辅料,制备铁铝渣烧结砌块,系统研究了页岩掺量、烧结保温时间和烧结温度对所制备的烧结砌块的体积密度、吸水率和抗压强度的影响,并优化得到最优的烧结条件为:页岩掺量30%、成型压力25 MPa、升温速率3 ℃/min、烧成温度950 ℃、保温时间1.0 h,烧制的烧结砌块样品体积密度为1.68 g/cm3,吸水率为18.13%,抗压强度达到21.81 MPa。XRD和SEM结果表明,生成的共熔物填充了空隙,提高了致密程度和强度。得到的产品毒性浸出结果符合《危险废物鉴别标准 浸出毒性》(GB 5085.3—2007)的要求,使用过程无重金属污染风险。
丁银贵,陈士朝,黄文,赵海,朱彩飞,邹结富
摘要:
分析了废旧印刷电路板主要种类的理化特性,结合顶吹熔池熔炼技术的优势,在控制入炉料热值为8.5~9.5 MJ/kg时,通过增加富氧空气使炉料中的有机质充分燃烧,基本能够实现自热熔炼。经过计算,粗铜能耗为220 kgce/t,与矿铜相比可节约2 520 kgce/t,减少CO2排放6.60 t/t,与再生铜相比节约170 kgce/t,减少CO2排放459 kg/t。废旧印刷电路板熔池熔炼技术示范工程实际生产过程中,维持进料时间在2.5~3.0 h时,除停炉放渣及停炉期间需补加燃料外,正常生产时,超过80%生产时间能够实现自热熔炼。
孙留根,蒋开喜,谢锋,陈俊南,张正阳,米建国
摘要:
黄金行业产出的氰渣已列为固体危废,其脱毒处置技术是所有黄金企业不得不面对的严峻挑战和必须尽快解决的重大难题。探究了利用低温微熔锍化法处置低品位氰渣并高效回收贵金属及有价金属的技术可行性。考察了焙烧温度、焙烧时间及添加剂用量等条件对贵金属回收率的影响,阐明了在促进剂、低温和还原气氛作用下形成低熔点金银及铜铅锌等有价金属锍化物晶核长大再次矿化、骤冷后浮选回收的机理。在优化条件下处理含金1.71 g/t、银54 g/t、铁32.71%的氰化尾渣,渣中金品位可降至0.14 g/t,浮选精矿中金、银的品位分别达到35.46、737.14 g/t,金、银的平均回收率分别达到92.44%、80.67%,磁选所得铁精矿中铁的品位为63.57%,回收率83%,产率68%。有效回收贵金属的同时,实现了低品位氰渣的无害化处置和资源化利用。
李晓乐,左国强,苏小莉,徐素鹏
摘要:
采用原子经济法处理铅酸电池废铅膏以制作正极原料,正极废铅膏经洗涤干燥并粉碎成适当粒度的颗粒后,与一定氧化度的铅粉、石墨烯混合进行球磨反应,然后按照工厂现行工序,以球磨粉料作为原料,制得了铅酸电池管式正极,结果表明,为降低正极废铅膏回收利用制备正极板的成本,以正极废铅膏为原料的适宜球磨条件为:球磨时间6 h、球磨转速400 r/min、石墨烯添加质量分数为0.1%、氧化度80%的铅粉加入量为废铅膏质量的40%。相比传统铅粉原料,处理过的球磨粉料所制正极板的容量和寿命分别提升了2.9%和1.4%。
马菲菲,杨斌,窦强民
摘要:
针对新型试剂除钴工艺产生的有机钴渣存在锌高、钴低及回收难度大等问题,通过试验研究提出了钴渣水洗—转化—氧化浸出工艺回收锌、钴等有价金属的方法,并得到了最佳工艺参数。转化工序:硫化钠为转化剂,按照理论量添加,液固比5︰1,转化温度65 ℃,反应时间120 min,pH=6~7。氧化浸出工序:过硫酸铵为氧化剂,分两段氧化浸出,一段浸出过硫酸铵按照理论量0.6倍添加,液固比3︰1,反应温度80 ℃,反应时间4 h,终点pH=2.5;二段氧化浸出过硫酸铵按照理论量0.6倍添加,液固比5︰1,反应温度80 ℃,反应时间4 h。钴元素富集到10%以上,锌回收率达到81.8%,除钴试剂再生的可重复利用,工艺操作简单,可与湿法炼锌系统无缝衔接。
王昕,巩燕飞,金忠,王红吉,王张斌,焦晓斌,李银丽,鲁兴武,李彦龙
摘要:
采用高温高酸氧化浸出工艺对湿法炼锌粗镉生产过程产出的制镉碱渣进行处理。通过“电解液+锰粉氧化浸出”与“电解液直接浸出”制镉碱渣小试工艺试验对比,获得高温高酸氧化浸出的工艺参数为:浸出温度85~90 ℃、浸出时间8 h以上、液固质量比~4 g/g,锌、镉高温高酸氧化浸出率分别达到96.88%、95.35%。通过工业化实践,将某锌冶炼厂长期堆存的制镉碱渣有效处理,实现锌、镉等有价金属的回收,提高金属回收率,同时避免含隔渣长期堆存带来的环保风险,具有较好的经济和环境效益。
全温灿,孙辅泽,徐志峰,王瑞祥,张忠堂,严康,刘志楼
摘要:
铜再生灰浸出液中含有Cu、Zn、Fe、Cd等多种有价金属。采用“Lix984+磺化煤油”有机相从铜再生灰浸出液中萃取分离铜,并采用中和除铁法对萃余液中的铁沉淀分离。探究了萃取级数、萃取相比O/A、萃取剂浓度、水相初始pH、萃取时间对Cu2+与其它金属离子萃取分离的影响,以及溶液pH、反应温度、反应时间对萃铜余液除铁过程的影响。萃铜试验优化条件为:萃取级数2级、萃取相比3︰4、萃取剂浓度15%、萃取时间2 min、萃取初始水相pH=1.5。除铁试验最佳参数为:中和终点pH=4.0、反应温度40 ℃、陈化时间1 h。在最佳条件下,Cu的萃取率为99.12%,与Zn、Cd、Fe的分离系数分别为1 317.9、1 178.7和651,实现Cu与其它金属的有效分离。萃铜余液除铁率达99.67%,除铁后液满足锌电解液对Fe浓度的要求。
马致远,刘勇,吕建芳,吕先谨,周吉奎
摘要:
采用N235+仲辛醇+磺化煤油萃取体系+氨水反萃体系对废石化催化剂萃钒余液进行钼的回收研究,考察了各因素对钼萃取率和反萃率的影响,并获得优化条件,同时对钼反萃液进行钼酸铵产品的制备。结果表明:在萃取条件为初始pH 2.0、萃取体系20% N235+5%仲辛醇浓度+75%磺化煤油、萃取相比O/A=1/5、萃取时间5 min的条件下,Mo萃取率达到99.23%;反萃条件为反萃相比O/A=5/1、氨水体积浓度15%、反萃时间3 min,Mo反萃率达到99.36%,反萃液中Mo浓度可满足沉钼要求;反萃液采用酸沉结晶法制备钼酸铵产品,钼以四钼酸铵产品析出,产品纯度为99.62%,达到了GB/T 3460—2007-MSA-3标准。
张茜,冯雅丽,李浩然
摘要:
利用锯末为焙烧高炉灰提供还原气氛,回收高炉灰中的铁,在绿色节能的同时实现高炉灰资源化利用。通过响应曲面法设计分析了焙烧温度、焙烧时间和还原剂配比对磁选精矿中铁品位、回收率的影响,并建立自变量与响应值间的数学预测模型,确定了磁化焙烧回收高炉灰中铁的最优工艺条件:焙烧温度686.65 ℃、焙烧时间25.03 min、还原剂配比1︰8.6,在此条件下得到预测磁性铁品位68.325%、回收率90.945%,试验验证值与模型预测值相差在0.3%以内,表明该模型优化结果可靠,可应用于锯末磁化焙烧高炉灰提铁过程。
刘中凯,康泽双,田野,闫琨,和新忠,范泽坤
摘要:
二次铝灰和粉煤灰是铝工业和火电行业排放的固体废物,其大量堆积会引发严重的生态环境污染。以二次铝灰预处理后的高铝料和粉煤灰为主要原料,外加减水剂、结合剂和烧失物,经成型、养护、烧成制备了轻质耐火保温材料,优选了制备轻质耐火保温材料的最佳工艺条件,确定高铝料和粉煤灰配比分别为40%和60%,高温烧结温度为1 250 ℃,保温时间为20 min,制得试样烧后线收缩为1.82%,显气孔率为60.57%,体积密度为0.95 g/cm3,常温耐压强度为4.18 MPa。
郑戈弋,周海林,黄青叶,姚瞬雨,李典彤,阚宏博,包申旭
摘要:
采用燃煤渣和花岗岩粉为主要原料制备地质聚合物。当燃煤渣与花岗岩粉的质量比为10,NaOH溶液(6 mol/L)与燃煤渣比值为0.25 mL/g,水玻璃与燃煤渣比值为0.18 mL/g,养护温度60 ℃,带模养护时间2天时,脱模后得到的最终产物在28天的抗压强度可达20.96 MPa。结果表明,氢氧化钠溶液对试样抗压强度的影响是硅铝溶解、泛霜及孔隙率变化等多重因素综合作用的结果。水玻璃的加入并不能使试样的矿物组成发生较大改变,但可以显著提高反应体系中硅酸盐低聚离子的浓度,增加凝胶的生成量。花岗岩粉在碱激发的条件下未表现出明显的地质聚合能力,但适量掺入仍可以起到骨料和填充作用,提高地质聚合物的抗压强度。本研究拓宽了制备地质聚合物的原料来源,为燃煤渣和花岗岩粉在建筑材料方面的利用提供了参考。
杨学伟,安龙敏,张廷安,叶家元,吕国志
摘要:
为验证高铁赤泥熔融还原提铁水淬渣的胶凝性能,以及作为水泥熟料替代的可行性,随机取样赤泥熔融还原提铁水淬渣和未水淬渣进行对比试验,对比水淬(1号渣)和未水淬(2号渣)两种渣的基本性能,依照国家标准GB/T 18046—2017要求,以30%和50%配比做替代水泥胶砂抗压和抗折试验,以验证赤泥熔融还原提铁水淬渣作为水泥熟料性能,对比分析水淬和未水淬两种渣的性能差异。采用“钙化-碳化-适度提铁”处理低品位铝土矿和含铁赤泥的新方法,熔融水淬渣在水泥中的替代量为30%~50%,在水泥中的活性在99%以上,可完全作为水泥主料使用,是良好的低碳环保胶凝材料。
崔皓楠,程海丽,黄天勇,杨飞华
摘要:
为提高危险固体废弃物的综合利用水平,依据赤泥、黄金尾矿以及矿渣三种固体废弃物的特性,研究NaOH、KOH和Na2SiO3三种激发剂对赤泥-黄金尾矿碱矿渣体系的性能影响。并在此基础上通过XRD、FT-IR、TGA/DSC和SEM等表征手段明晰其微观反应机理。结果表明,当Na2SiO3作为激发剂时,复合胶凝材料体系的激发效果最好,标养3天的胶砂抗折强度和抗压强度分别达到5.5和23.5 MPa;标养28天的胶砂试件抗折强度和抗压强度分别为8.8和43.21 MPa,可达到P·I42.5水泥强度指标。通过微观分析得知,试件的主要强度来源物质为钙矾石和水化硅铝酸钙凝胶,力学性能高的材料其微观结构更为密实,碱激发水化产物数量更多。
赵雅蕙,杨斌,鲁兴武,戴 曦
摘要:
铁矾渣是湿法炼锌过程中产生的一种含锌废渣,其大量堆存不仅对生态环境造成影响,还会导致有价金属资源的积压。采用富氧强化还原挥发熔炼工艺处理铁矾渣,考察反应时间、反应温度、配碳量、富氧浓度对熔炼过程铅、锌挥发率及熔炼终渣银含量的影响,并就熔炼终渣浸出毒性特征进行表征。结果表明,当反应温度为1 250 ℃、反应时间90 min、配碳量10%、富氧浓度40%时,铅、锌挥发率分别为99.66%、99.88%,熔炼终渣含银量为11.58 g/t,熔炼终渣浸出液中Cd、Zn、Pb、Cu、As浓度均低于TCLP国际标准限值和《GB 5085.3—2007》标准限值。
高恩霞,文伟翔,张春,和江昊,王万瑞,孙雪鑫
摘要:
以工业固体废弃物硫酸渣和高炉灰为原料,采用碳热还原法制备零价铁,并用于去除废水中Cu2+,研究了制备条件和反应条件对Cu2+去除率的影响。结果表明,利用高炉灰的还原性可将硫酸渣与高炉灰中铁氧化物还原为零价铁,该零价铁可去除废水中Cu2+,在一定范围内增加高炉灰用量、升高还原温度、延长还原时间有利于优化废水中Cu2+去除效果。当高炉灰用量50%、还原温度1 200 ℃、还原时间60 min时,所制备的零价铁用于去除废水中Cu2+效果最好,且该零价铁可适用于较广的pH范围和较高的Cu2+初始浓度。零价铁将Cu2+还原为Cu0并吸附在其表面进行去除,当零价铁用量0.75 g/L、废水pH=4、Cu2+初始浓度100 mg/L时,Cu2+去除率可达93.05%。本研究为硫酸渣和高炉灰的资源综合利用及零价铁处理Cu2+废水提供参考。
段旭琴,曹天婧,杨娟,付浴晓
摘要:
粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低(Ad=17.85%)、碳含量高(Cd=77.53%)的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m2/g的优质活性炭,最佳的活化条件为:碱炭比3.0、活化温度800 ℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu2+的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25 ℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu2+去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu2+在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。
王炜
摘要:
工业固废污染由于量大、资源化比例低而成为固废污染的主要问题,解决固废污染问题的重点是做好工业固废的处理、处置与资源化。绿色金融支持方法可在绿色技术创新系统的全过程为技术创新提供支持,是创新系统中不可缺少的重要助力。利用倾向得分匹配(Propensity Score Matching,PSM)方法和双重差分(Differences-in-Differences,DID)模型,从作用机理、效果验证和提出改进三个方面对大宗工业固废资源化技术创新的绿色金融支持方法进行了理论与实证研究,以期对绿色金融在大宗工业固废资源化技术创新方面的应用和改进起到支持和促进作用。
黄安平,唐志波,佘国徽
摘要:
通过研究硫酸铅渣的成分、性质、反应特征,开展协同处理过程的热平衡计算,结合工业试验,得到了硫酸铅渣配入比例在15%条件下的无烟块煤配入比例、渣型控制、氧料比控制等关键工艺参数,探索出了SKS炼铅法协同处理硫酸铅渣的最佳冶炼条件,以期进一步提高底吹炉处理硫酸铅渣的能力。
环境工程
王海北,邹小平,谢铿,郑朝振,刘三平
摘要:
2021年我国产出约110亿吨固体废弃物,其中40亿吨为工业固体废弃物,12亿吨不同程度含有价金属,具有一定的回收利用价值。重点针对复杂多金属典型固废,介绍了国内外资源化与无害化处置技术,包括铜冶炼过程含砷物料、铅锌冶炼渣、废锂离子动力电池、废催化剂、电镀污泥和氰化渣等典型固废。目前,我国已初步建立了典型固废特别是危废的处置体系,但存在处置能力不足、技术装备参差不齐、处理不彻底、经济性差等问题,未来发展趋势将向着规模化、高温无害化、协同冶炼等方向发展。
李治雨,化春雨,李丹,揭晓武,王海北,潘军青
摘要:
随着汽车和新能源储能的快速发展,推动了铅酸电池消费的持续增长。在当前双碳理念下,如何清洁低碳回收废铅酸电池对于回收铅产业的可持续健康发展至关重要。简要综述了国内外火法、湿法、干湿联用技术回收铅现状,介绍并分析了主流火法和湿法回收铅的技术特点及其存在问题。火法回收铅虽存在能耗较高和再生铅需要二次精炼提纯等问题,但仍是当前主流的工业化技术。湿法回收铅工艺已逐步发展成为湿法回收金属铅、氧化铅及干湿联用三种类型,具有铅回收率高和过程清洁等优点。如何减少湿法回收过程的化学原料消耗、强化回收过程的传质和反应速度成为今后亟待解决的关键问题。
康泽双,刘中凯,田野,闫琨,范泽坤,和新忠
摘要:
为对我国铝工业全行业铝灰的特性进行总结归纳,通过收集国内24家大型铝行业企业的不同类型铝灰样品进行pH、含盐量、元素含量、重金属等测试分析,梳理了各行业铝灰的来源特性、成分特性及污染特性;针对当前国内铝灰利用处置市场的活跃需求,归纳总结了铝灰规模化利用处置技术实践进展及发展方向,以期为全行业铝灰的利用处置提供借鉴和指导。
赵宇航,张雪,曹亦俊,王重庆
摘要:
赤泥是铝工业氧化铝生产过程产生的大宗固体废弃物,具有产量大、碱性强、颗粒细等特点,赤泥的综合利用依然是亟待解决的问题。二氧化碳的封存是解决碳排放问题的重要途径之一,赤泥吸收二氧化碳是缓解温室效应、降低赤泥碱性的一种可行性方法。介绍了二氧化碳矿化封存研究现状和赤泥的来源与特性,在总结赤泥吸收固化二氧化碳研究的基础上,分析了赤泥对二氧化碳的吸收能力与固化特性,对赤泥固化二氧化碳存在的问题与挑战进行了探讨,从而为赤泥的综合利用和二氧化碳固化封存研究提供指导。
蔡乐涛,顾卫华,马恩
摘要:
国家“双碳”战略的实施需要绿色创新技术的支持。综合运用元素分析、ICP-OES等方法分析退役三元锂电池中黑粉的成分;通过吉布斯自由能和饱和蒸气压分析,论证了真空碳还原法回收Li和去除Al的可行性。真空碳还原试验结果表明,在550 ℃可以回收98.17%的Li,在850 ℃可去除98.21%的Al;通过氧化焙烧方式,在750 ℃可去除100%的C,最终得到三元前驱体。
邓超群,王海北,李诗丽,蒋应平,朱坤娥
摘要:
主要研究了废锂电池酸浸液杂质除杂原理,采取“两段酸浸—中和除Fe、Al—絮凝除F—深度除杂”非萃取除杂工艺。在除杂过程中,由于酸浸液含高浓度Ni、Co、Mn离子,中和剂的种类和浓度将影响Ni、Co、Mn的损失率。通过工艺控制及中和剂调试,选择10%CaCO3作为除Fe、Al、F中和剂,Fe、Al、Cu、F含量可分别从0.20、9.76、0.58、1.66 g/L降至0.01、0.02、0.01、29.86 mg/L,达到三元前驱体溶液杂质标准要求。此时,Ni、Co、Mn的损失率分别仅为0.96%、0.04%、0.01%,均在接受范围之内。
韦能,李家皓,陈王洋,张光文,谢卫宁,何亚群
摘要:
为了提高废旧锂离子电池正极材料中有价金属的浸出效率,采用电化学还原法实现对正极材料中有价金属的高效浸出。采用单因素试验探索硫酸浓度、浸出时间、温度和电流密度等因素对锂、镍、钴和锰浸出率的影响,借助扫描电镜、X射线衍射仪对电化学浸出前后正极片的表面形貌、元素分布及物相组成进行综合分析。结果表明:在外加电场的作用下实现了有价金属的还原,正极材料浸出后,主要剩余具有多孔结构的黏结剂PVDF;在硫酸浓度0.8 mol/L、浸出时间60 min、温度50 ℃、电流密度30 mA/cm2的条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率可分别达到97.2%、95.68%、95.09%、94.61%。
王朵朵,荆乾坤,张家靓,陈永强,王成彦
摘要:
废旧磷酸铁锂电池回收对减少环境污染与缓解锂资源压力有重要意义。传统废旧磷酸铁锂电池回收存在锂回收率低、废水处理成本高的问题。通过借鉴Li-Fe-P-H2O系E~pH图及磷酸铁锂电池充放电脱嵌锂的过程,提出采用“过氧化氢+硫酸”体系选择性回收锂。经XRD、SEM检测,提锂后橄榄石型的FePO4结构与原始LiFePO4相结构保持一致,微观形貌的变化也很小。优化条件下Li浸出率达98%以上,同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。得到的锂浸出液经净化后成功制备出电池级的碳酸锂。
孙振华,刘明坤,阮云龙,李少鹏,王晨晔,李会泉,黄朝晖
摘要:
以废旧锂电池回收过程产生的铁铝渣为主要原料,页岩为辅料,制备铁铝渣烧结砌块,系统研究了页岩掺量、烧结保温时间和烧结温度对所制备的烧结砌块的体积密度、吸水率和抗压强度的影响,并优化得到最优的烧结条件为:页岩掺量30%、成型压力25 MPa、升温速率3 ℃/min、烧成温度950 ℃、保温时间1.0 h,烧制的烧结砌块样品体积密度为1.68 g/cm3,吸水率为18.13%,抗压强度达到21.81 MPa。XRD和SEM结果表明,生成的共熔物填充了空隙,提高了致密程度和强度。得到的产品毒性浸出结果符合《危险废物鉴别标准 浸出毒性》(GB 5085.3—2007)的要求,使用过程无重金属污染风险。
丁银贵,陈士朝,黄文,赵海,朱彩飞,邹结富
摘要:
分析了废旧印刷电路板主要种类的理化特性,结合顶吹熔池熔炼技术的优势,在控制入炉料热值为8.5~9.5 MJ/kg时,通过增加富氧空气使炉料中的有机质充分燃烧,基本能够实现自热熔炼。经过计算,粗铜能耗为220 kgce/t,与矿铜相比可节约2 520 kgce/t,减少CO2排放6.60 t/t,与再生铜相比节约170 kgce/t,减少CO2排放459 kg/t。废旧印刷电路板熔池熔炼技术示范工程实际生产过程中,维持进料时间在2.5~3.0 h时,除停炉放渣及停炉期间需补加燃料外,正常生产时,超过80%生产时间能够实现自热熔炼。
孙留根,蒋开喜,谢锋,陈俊南,张正阳,米建国
摘要:
黄金行业产出的氰渣已列为固体危废,其脱毒处置技术是所有黄金企业不得不面对的严峻挑战和必须尽快解决的重大难题。探究了利用低温微熔锍化法处置低品位氰渣并高效回收贵金属及有价金属的技术可行性。考察了焙烧温度、焙烧时间及添加剂用量等条件对贵金属回收率的影响,阐明了在促进剂、低温和还原气氛作用下形成低熔点金银及铜铅锌等有价金属锍化物晶核长大再次矿化、骤冷后浮选回收的机理。在优化条件下处理含金1.71 g/t、银54 g/t、铁32.71%的氰化尾渣,渣中金品位可降至0.14 g/t,浮选精矿中金、银的品位分别达到35.46、737.14 g/t,金、银的平均回收率分别达到92.44%、80.67%,磁选所得铁精矿中铁的品位为63.57%,回收率83%,产率68%。有效回收贵金属的同时,实现了低品位氰渣的无害化处置和资源化利用。
李晓乐,左国强,苏小莉,徐素鹏
摘要:
采用原子经济法处理铅酸电池废铅膏以制作正极原料,正极废铅膏经洗涤干燥并粉碎成适当粒度的颗粒后,与一定氧化度的铅粉、石墨烯混合进行球磨反应,然后按照工厂现行工序,以球磨粉料作为原料,制得了铅酸电池管式正极,结果表明,为降低正极废铅膏回收利用制备正极板的成本,以正极废铅膏为原料的适宜球磨条件为:球磨时间6 h、球磨转速400 r/min、石墨烯添加质量分数为0.1%、氧化度80%的铅粉加入量为废铅膏质量的40%。相比传统铅粉原料,处理过的球磨粉料所制正极板的容量和寿命分别提升了2.9%和1.4%。
马菲菲,杨斌,窦强民
摘要:
针对新型试剂除钴工艺产生的有机钴渣存在锌高、钴低及回收难度大等问题,通过试验研究提出了钴渣水洗—转化—氧化浸出工艺回收锌、钴等有价金属的方法,并得到了最佳工艺参数。转化工序:硫化钠为转化剂,按照理论量添加,液固比5︰1,转化温度65 ℃,反应时间120 min,pH=6~7。氧化浸出工序:过硫酸铵为氧化剂,分两段氧化浸出,一段浸出过硫酸铵按照理论量0.6倍添加,液固比3︰1,反应温度80 ℃,反应时间4 h,终点pH=2.5;二段氧化浸出过硫酸铵按照理论量0.6倍添加,液固比5︰1,反应温度80 ℃,反应时间4 h。钴元素富集到10%以上,锌回收率达到81.8%,除钴试剂再生的可重复利用,工艺操作简单,可与湿法炼锌系统无缝衔接。
王昕,巩燕飞,金忠,王红吉,王张斌,焦晓斌,李银丽,鲁兴武,李彦龙
摘要:
采用高温高酸氧化浸出工艺对湿法炼锌粗镉生产过程产出的制镉碱渣进行处理。通过“电解液+锰粉氧化浸出”与“电解液直接浸出”制镉碱渣小试工艺试验对比,获得高温高酸氧化浸出的工艺参数为:浸出温度85~90 ℃、浸出时间8 h以上、液固质量比~4 g/g,锌、镉高温高酸氧化浸出率分别达到96.88%、95.35%。通过工业化实践,将某锌冶炼厂长期堆存的制镉碱渣有效处理,实现锌、镉等有价金属的回收,提高金属回收率,同时避免含隔渣长期堆存带来的环保风险,具有较好的经济和环境效益。
全温灿,孙辅泽,徐志峰,王瑞祥,张忠堂,严康,刘志楼
摘要:
铜再生灰浸出液中含有Cu、Zn、Fe、Cd等多种有价金属。采用“Lix984+磺化煤油”有机相从铜再生灰浸出液中萃取分离铜,并采用中和除铁法对萃余液中的铁沉淀分离。探究了萃取级数、萃取相比O/A、萃取剂浓度、水相初始pH、萃取时间对Cu2+与其它金属离子萃取分离的影响,以及溶液pH、反应温度、反应时间对萃铜余液除铁过程的影响。萃铜试验优化条件为:萃取级数2级、萃取相比3︰4、萃取剂浓度15%、萃取时间2 min、萃取初始水相pH=1.5。除铁试验最佳参数为:中和终点pH=4.0、反应温度40 ℃、陈化时间1 h。在最佳条件下,Cu的萃取率为99.12%,与Zn、Cd、Fe的分离系数分别为1 317.9、1 178.7和651,实现Cu与其它金属的有效分离。萃铜余液除铁率达99.67%,除铁后液满足锌电解液对Fe浓度的要求。
马致远,刘勇,吕建芳,吕先谨,周吉奎
摘要:
采用N235+仲辛醇+磺化煤油萃取体系+氨水反萃体系对废石化催化剂萃钒余液进行钼的回收研究,考察了各因素对钼萃取率和反萃率的影响,并获得优化条件,同时对钼反萃液进行钼酸铵产品的制备。结果表明:在萃取条件为初始pH 2.0、萃取体系20% N235+5%仲辛醇浓度+75%磺化煤油、萃取相比O/A=1/5、萃取时间5 min的条件下,Mo萃取率达到99.23%;反萃条件为反萃相比O/A=5/1、氨水体积浓度15%、反萃时间3 min,Mo反萃率达到99.36%,反萃液中Mo浓度可满足沉钼要求;反萃液采用酸沉结晶法制备钼酸铵产品,钼以四钼酸铵产品析出,产品纯度为99.62%,达到了GB/T 3460—2007-MSA-3标准。
张茜,冯雅丽,李浩然
摘要:
利用锯末为焙烧高炉灰提供还原气氛,回收高炉灰中的铁,在绿色节能的同时实现高炉灰资源化利用。通过响应曲面法设计分析了焙烧温度、焙烧时间和还原剂配比对磁选精矿中铁品位、回收率的影响,并建立自变量与响应值间的数学预测模型,确定了磁化焙烧回收高炉灰中铁的最优工艺条件:焙烧温度686.65 ℃、焙烧时间25.03 min、还原剂配比1︰8.6,在此条件下得到预测磁性铁品位68.325%、回收率90.945%,试验验证值与模型预测值相差在0.3%以内,表明该模型优化结果可靠,可应用于锯末磁化焙烧高炉灰提铁过程。
刘中凯,康泽双,田野,闫琨,和新忠,范泽坤
摘要:
二次铝灰和粉煤灰是铝工业和火电行业排放的固体废物,其大量堆积会引发严重的生态环境污染。以二次铝灰预处理后的高铝料和粉煤灰为主要原料,外加减水剂、结合剂和烧失物,经成型、养护、烧成制备了轻质耐火保温材料,优选了制备轻质耐火保温材料的最佳工艺条件,确定高铝料和粉煤灰配比分别为40%和60%,高温烧结温度为1 250 ℃,保温时间为20 min,制得试样烧后线收缩为1.82%,显气孔率为60.57%,体积密度为0.95 g/cm3,常温耐压强度为4.18 MPa。
郑戈弋,周海林,黄青叶,姚瞬雨,李典彤,阚宏博,包申旭
摘要:
采用燃煤渣和花岗岩粉为主要原料制备地质聚合物。当燃煤渣与花岗岩粉的质量比为10,NaOH溶液(6 mol/L)与燃煤渣比值为0.25 mL/g,水玻璃与燃煤渣比值为0.18 mL/g,养护温度60 ℃,带模养护时间2天时,脱模后得到的最终产物在28天的抗压强度可达20.96 MPa。结果表明,氢氧化钠溶液对试样抗压强度的影响是硅铝溶解、泛霜及孔隙率变化等多重因素综合作用的结果。水玻璃的加入并不能使试样的矿物组成发生较大改变,但可以显著提高反应体系中硅酸盐低聚离子的浓度,增加凝胶的生成量。花岗岩粉在碱激发的条件下未表现出明显的地质聚合能力,但适量掺入仍可以起到骨料和填充作用,提高地质聚合物的抗压强度。本研究拓宽了制备地质聚合物的原料来源,为燃煤渣和花岗岩粉在建筑材料方面的利用提供了参考。
杨学伟,安龙敏,张廷安,叶家元,吕国志
摘要:
为验证高铁赤泥熔融还原提铁水淬渣的胶凝性能,以及作为水泥熟料替代的可行性,随机取样赤泥熔融还原提铁水淬渣和未水淬渣进行对比试验,对比水淬(1号渣)和未水淬(2号渣)两种渣的基本性能,依照国家标准GB/T 18046—2017要求,以30%和50%配比做替代水泥胶砂抗压和抗折试验,以验证赤泥熔融还原提铁水淬渣作为水泥熟料性能,对比分析水淬和未水淬两种渣的性能差异。采用“钙化-碳化-适度提铁”处理低品位铝土矿和含铁赤泥的新方法,熔融水淬渣在水泥中的替代量为30%~50%,在水泥中的活性在99%以上,可完全作为水泥主料使用,是良好的低碳环保胶凝材料。
崔皓楠,程海丽,黄天勇,杨飞华
摘要:
为提高危险固体废弃物的综合利用水平,依据赤泥、黄金尾矿以及矿渣三种固体废弃物的特性,研究NaOH、KOH和Na2SiO3三种激发剂对赤泥-黄金尾矿碱矿渣体系的性能影响。并在此基础上通过XRD、FT-IR、TGA/DSC和SEM等表征手段明晰其微观反应机理。结果表明,当Na2SiO3作为激发剂时,复合胶凝材料体系的激发效果最好,标养3天的胶砂抗折强度和抗压强度分别达到5.5和23.5 MPa;标养28天的胶砂试件抗折强度和抗压强度分别为8.8和43.21 MPa,可达到P·I42.5水泥强度指标。通过微观分析得知,试件的主要强度来源物质为钙矾石和水化硅铝酸钙凝胶,力学性能高的材料其微观结构更为密实,碱激发水化产物数量更多。
赵雅蕙,杨斌,鲁兴武,戴 曦
摘要:
铁矾渣是湿法炼锌过程中产生的一种含锌废渣,其大量堆存不仅对生态环境造成影响,还会导致有价金属资源的积压。采用富氧强化还原挥发熔炼工艺处理铁矾渣,考察反应时间、反应温度、配碳量、富氧浓度对熔炼过程铅、锌挥发率及熔炼终渣银含量的影响,并就熔炼终渣浸出毒性特征进行表征。结果表明,当反应温度为1 250 ℃、反应时间90 min、配碳量10%、富氧浓度40%时,铅、锌挥发率分别为99.66%、99.88%,熔炼终渣含银量为11.58 g/t,熔炼终渣浸出液中Cd、Zn、Pb、Cu、As浓度均低于TCLP国际标准限值和《GB 5085.3—2007》标准限值。
高恩霞,文伟翔,张春,和江昊,王万瑞,孙雪鑫
摘要:
以工业固体废弃物硫酸渣和高炉灰为原料,采用碳热还原法制备零价铁,并用于去除废水中Cu2+,研究了制备条件和反应条件对Cu2+去除率的影响。结果表明,利用高炉灰的还原性可将硫酸渣与高炉灰中铁氧化物还原为零价铁,该零价铁可去除废水中Cu2+,在一定范围内增加高炉灰用量、升高还原温度、延长还原时间有利于优化废水中Cu2+去除效果。当高炉灰用量50%、还原温度1 200 ℃、还原时间60 min时,所制备的零价铁用于去除废水中Cu2+效果最好,且该零价铁可适用于较广的pH范围和较高的Cu2+初始浓度。零价铁将Cu2+还原为Cu0并吸附在其表面进行去除,当零价铁用量0.75 g/L、废水pH=4、Cu2+初始浓度100 mg/L时,Cu2+去除率可达93.05%。本研究为硫酸渣和高炉灰的资源综合利用及零价铁处理Cu2+废水提供参考。
段旭琴,曹天婧,杨娟,付浴晓
摘要:
粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低(Ad=17.85%)、碳含量高(Cd=77.53%)的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m2/g的优质活性炭,最佳的活化条件为:碱炭比3.0、活化温度800 ℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu2+的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25 ℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu2+去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu2+在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。
王炜
摘要:
工业固废污染由于量大、资源化比例低而成为固废污染的主要问题,解决固废污染问题的重点是做好工业固废的处理、处置与资源化。绿色金融支持方法可在绿色技术创新系统的全过程为技术创新提供支持,是创新系统中不可缺少的重要助力。利用倾向得分匹配(Propensity Score Matching,PSM)方法和双重差分(Differences-in-Differences,DID)模型,从作用机理、效果验证和提出改进三个方面对大宗工业固废资源化技术创新的绿色金融支持方法进行了理论与实证研究,以期对绿色金融在大宗工业固废资源化技术创新方面的应用和改进起到支持和促进作用。
黄安平,唐志波,佘国徽
摘要:
通过研究硫酸铅渣的成分、性质、反应特征,开展协同处理过程的热平衡计算,结合工业试验,得到了硫酸铅渣配入比例在15%条件下的无烟块煤配入比例、渣型控制、氧料比控制等关键工艺参数,探索出了SKS炼铅法协同处理硫酸铅渣的最佳冶炼条件,以期进一步提高底吹炉处理硫酸铅渣的能力。
环境工程
王海北,邹小平,谢铿,郑朝振,刘三平
摘要:
2021年我国产出约110亿吨固体废弃物,其中40亿吨为工业固体废弃物,12亿吨不同程度含有价金属,具有一定的回收利用价值。重点针对复杂多金属典型固废,介绍了国内外资源化与无害化处置技术,包括铜冶炼过程含砷物料、铅锌冶炼渣、废锂离子动力电池、废催化剂、电镀污泥和氰化渣等典型固废。目前,我国已初步建立了典型固废特别是危废的处置体系,但存在处置能力不足、技术装备参差不齐、处理不彻底、经济性差等问题,未来发展趋势将向着规模化、高温无害化、协同冶炼等方向发展。
李治雨,化春雨,李丹,揭晓武,王海北,潘军青
摘要:
随着汽车和新能源储能的快速发展,推动了铅酸电池消费的持续增长。在当前双碳理念下,如何清洁低碳回收废铅酸电池对于回收铅产业的可持续健康发展至关重要。简要综述了国内外火法、湿法、干湿联用技术回收铅现状,介绍并分析了主流火法和湿法回收铅的技术特点及其存在问题。火法回收铅虽存在能耗较高和再生铅需要二次精炼提纯等问题,但仍是当前主流的工业化技术。湿法回收铅工艺已逐步发展成为湿法回收金属铅、氧化铅及干湿联用三种类型,具有铅回收率高和过程清洁等优点。如何减少湿法回收过程的化学原料消耗、强化回收过程的传质和反应速度成为今后亟待解决的关键问题。
康泽双,刘中凯,田野,闫琨,范泽坤,和新忠
摘要:
为对我国铝工业全行业铝灰的特性进行总结归纳,通过收集国内24家大型铝行业企业的不同类型铝灰样品进行pH、含盐量、元素含量、重金属等测试分析,梳理了各行业铝灰的来源特性、成分特性及污染特性;针对当前国内铝灰利用处置市场的活跃需求,归纳总结了铝灰规模化利用处置技术实践进展及发展方向,以期为全行业铝灰的利用处置提供借鉴和指导。
赵宇航,张雪,曹亦俊,王重庆
摘要:
赤泥是铝工业氧化铝生产过程产生的大宗固体废弃物,具有产量大、碱性强、颗粒细等特点,赤泥的综合利用依然是亟待解决的问题。二氧化碳的封存是解决碳排放问题的重要途径之一,赤泥吸收二氧化碳是缓解温室效应、降低赤泥碱性的一种可行性方法。介绍了二氧化碳矿化封存研究现状和赤泥的来源与特性,在总结赤泥吸收固化二氧化碳研究的基础上,分析了赤泥对二氧化碳的吸收能力与固化特性,对赤泥固化二氧化碳存在的问题与挑战进行了探讨,从而为赤泥的综合利用和二氧化碳固化封存研究提供指导。
蔡乐涛,顾卫华,马恩
摘要:
国家“双碳”战略的实施需要绿色创新技术的支持。综合运用元素分析、ICP-OES等方法分析退役三元锂电池中黑粉的成分;通过吉布斯自由能和饱和蒸气压分析,论证了真空碳还原法回收Li和去除Al的可行性。真空碳还原试验结果表明,在550 ℃可以回收98.17%的Li,在850 ℃可去除98.21%的Al;通过氧化焙烧方式,在750 ℃可去除100%的C,最终得到三元前驱体。
邓超群,王海北,李诗丽,蒋应平,朱坤娥
摘要:
主要研究了废锂电池酸浸液杂质除杂原理,采取“两段酸浸—中和除Fe、Al—絮凝除F—深度除杂”非萃取除杂工艺。在除杂过程中,由于酸浸液含高浓度Ni、Co、Mn离子,中和剂的种类和浓度将影响Ni、Co、Mn的损失率。通过工艺控制及中和剂调试,选择10%CaCO3作为除Fe、Al、F中和剂,Fe、Al、Cu、F含量可分别从0.20、9.76、0.58、1.66 g/L降至0.01、0.02、0.01、29.86 mg/L,达到三元前驱体溶液杂质标准要求。此时,Ni、Co、Mn的损失率分别仅为0.96%、0.04%、0.01%,均在接受范围之内。
韦能,李家皓,陈王洋,张光文,谢卫宁,何亚群
摘要:
为了提高废旧锂离子电池正极材料中有价金属的浸出效率,采用电化学还原法实现对正极材料中有价金属的高效浸出。采用单因素试验探索硫酸浓度、浸出时间、温度和电流密度等因素对锂、镍、钴和锰浸出率的影响,借助扫描电镜、X射线衍射仪对电化学浸出前后正极片的表面形貌、元素分布及物相组成进行综合分析。结果表明:在外加电场的作用下实现了有价金属的还原,正极材料浸出后,主要剩余具有多孔结构的黏结剂PVDF;在硫酸浓度0.8 mol/L、浸出时间60 min、温度50 ℃、电流密度30 mA/cm2的条件下,锂、镍、钴和锰的浸出率可分别达到97.2%、95.68%、95.09%、94.61%。
王朵朵,荆乾坤,张家靓,陈永强,王成彦
摘要:
废旧磷酸铁锂电池回收对减少环境污染与缓解锂资源压力有重要意义。传统废旧磷酸铁锂电池回收存在锂回收率低、废水处理成本高的问题。通过借鉴Li-Fe-P-H2O系E~pH图及磷酸铁锂电池充放电脱嵌锂的过程,提出采用“过氧化氢+硫酸”体系选择性回收锂。经XRD、SEM检测,提锂后橄榄石型的FePO4结构与原始LiFePO4相结构保持一致,微观形貌的变化也很小。优化条件下Li浸出率达98%以上,同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。得到的锂浸出液经净化后成功制备出电池级的碳酸锂。
孙振华,刘明坤,阮云龙,李少鹏,王晨晔,李会泉,黄朝晖
摘要:
以废旧锂电池回收过程产生的铁铝渣为主要原料,页岩为辅料,制备铁铝渣烧结砌块,系统研究了页岩掺量、烧结保温时间和烧结温度对所制备的烧结砌块的体积密度、吸水率和抗压强度的影响,并优化得到最优的烧结条件为:页岩掺量30%、成型压力25 MPa、升温速率3 ℃/min、烧成温度950 ℃、保温时间1.0 h,烧制的烧结砌块样品体积密度为1.68 g/cm3,吸水率为18.13%,抗压强度达到21.81 MPa。XRD和SEM结果表明,生成的共熔物填充了空隙,提高了致密程度和强度。得到的产品毒性浸出结果符合《危险废物鉴别标准 浸出毒性》(GB 5085.3—2007)的要求,使用过程无重金属污染风险。
丁银贵,陈士朝,黄文,赵海,朱彩飞,邹结富
摘要:
分析了废旧印刷电路板主要种类的理化特性,结合顶吹熔池熔炼技术的优势,在控制入炉料热值为8.5~9.5 MJ/kg时,通过增加富氧空气使炉料中的有机质充分燃烧,基本能够实现自热熔炼。经过计算,粗铜能耗为220 kgce/t,与矿铜相比可节约2 520 kgce/t,减少CO2排放6.60 t/t,与再生铜相比节约170 kgce/t,减少CO2排放459 kg/t。废旧印刷电路板熔池熔炼技术示范工程实际生产过程中,维持进料时间在2.5~3.0 h时,除停炉放渣及停炉期间需补加燃料外,正常生产时,超过80%生产时间能够实现自热熔炼。
孙留根,蒋开喜,谢锋,陈俊南,张正阳,米建国
摘要:
黄金行业产出的氰渣已列为固体危废,其脱毒处置技术是所有黄金企业不得不面对的严峻挑战和必须尽快解决的重大难题。探究了利用低温微熔锍化法处置低品位氰渣并高效回收贵金属及有价金属的技术可行性。考察了焙烧温度、焙烧时间及添加剂用量等条件对贵金属回收率的影响,阐明了在促进剂、低温和还原气氛作用下形成低熔点金银及铜铅锌等有价金属锍化物晶核长大再次矿化、骤冷后浮选回收的机理。在优化条件下处理含金1.71 g/t、银54 g/t、铁32.71%的氰化尾渣,渣中金品位可降至0.14 g/t,浮选精矿中金、银的品位分别达到35.46、737.14 g/t,金、银的平均回收率分别达到92.44%、80.67%,磁选所得铁精矿中铁的品位为63.57%,回收率83%,产率68%。有效回收贵金属的同时,实现了低品位氰渣的无害化处置和资源化利用。
李晓乐,左国强,苏小莉,徐素鹏
摘要:
采用原子经济法处理铅酸电池废铅膏以制作正极原料,正极废铅膏经洗涤干燥并粉碎成适当粒度的颗粒后,与一定氧化度的铅粉、石墨烯混合进行球磨反应,然后按照工厂现行工序,以球磨粉料作为原料,制得了铅酸电池管式正极,结果表明,为降低正极废铅膏回收利用制备正极板的成本,以正极废铅膏为原料的适宜球磨条件为:球磨时间6 h、球磨转速400 r/min、石墨烯添加质量分数为0.1%、氧化度80%的铅粉加入量为废铅膏质量的40%。相比传统铅粉原料,处理过的球磨粉料所制正极板的容量和寿命分别提升了2.9%和1.4%。
马菲菲,杨斌,窦强民
摘要:
针对新型试剂除钴工艺产生的有机钴渣存在锌高、钴低及回收难度大等问题,通过试验研究提出了钴渣水洗—转化—氧化浸出工艺回收锌、钴等有价金属的方法,并得到了最佳工艺参数。转化工序:硫化钠为转化剂,按照理论量添加,液固比5︰1,转化温度65 ℃,反应时间120 min,pH=6~7。氧化浸出工序:过硫酸铵为氧化剂,分两段氧化浸出,一段浸出过硫酸铵按照理论量0.6倍添加,液固比3︰1,反应温度80 ℃,反应时间4 h,终点pH=2.5;二段氧化浸出过硫酸铵按照理论量0.6倍添加,液固比5︰1,反应温度80 ℃,反应时间4 h。钴元素富集到10%以上,锌回收率达到81.8%,除钴试剂再生的可重复利用,工艺操作简单,可与湿法炼锌系统无缝衔接。
王昕,巩燕飞,金忠,王红吉,王张斌,焦晓斌,李银丽,鲁兴武,李彦龙
摘要:
采用高温高酸氧化浸出工艺对湿法炼锌粗镉生产过程产出的制镉碱渣进行处理。通过“电解液+锰粉氧化浸出”与“电解液直接浸出”制镉碱渣小试工艺试验对比,获得高温高酸氧化浸出的工艺参数为:浸出温度85~90 ℃、浸出时间8 h以上、液固质量比~4 g/g,锌、镉高温高酸氧化浸出率分别达到96.88%、95.35%。通过工业化实践,将某锌冶炼厂长期堆存的制镉碱渣有效处理,实现锌、镉等有价金属的回收,提高金属回收率,同时避免含隔渣长期堆存带来的环保风险,具有较好的经济和环境效益。
全温灿,孙辅泽,徐志峰,王瑞祥,张忠堂,严康,刘志楼
摘要:
铜再生灰浸出液中含有Cu、Zn、Fe、Cd等多种有价金属。采用“Lix984+磺化煤油”有机相从铜再生灰浸出液中萃取分离铜,并采用中和除铁法对萃余液中的铁沉淀分离。探究了萃取级数、萃取相比O/A、萃取剂浓度、水相初始pH、萃取时间对Cu2+与其它金属离子萃取分离的影响,以及溶液pH、反应温度、反应时间对萃铜余液除铁过程的影响。萃铜试验优化条件为:萃取级数2级、萃取相比3︰4、萃取剂浓度15%、萃取时间2 min、萃取初始水相pH=1.5。除铁试验最佳参数为:中和终点pH=4.0、反应温度40 ℃、陈化时间1 h。在最佳条件下,Cu的萃取率为99.12%,与Zn、Cd、Fe的分离系数分别为1 317.9、1 178.7和651,实现Cu与其它金属的有效分离。萃铜余液除铁率达99.67%,除铁后液满足锌电解液对Fe浓度的要求。
马致远,刘勇,吕建芳,吕先谨,周吉奎
摘要:
采用N235+仲辛醇+磺化煤油萃取体系+氨水反萃体系对废石化催化剂萃钒余液进行钼的回收研究,考察了各因素对钼萃取率和反萃率的影响,并获得优化条件,同时对钼反萃液进行钼酸铵产品的制备。结果表明:在萃取条件为初始pH 2.0、萃取体系20% N235+5%仲辛醇浓度+75%磺化煤油、萃取相比O/A=1/5、萃取时间5 min的条件下,Mo萃取率达到99.23%;反萃条件为反萃相比O/A=5/1、氨水体积浓度15%、反萃时间3 min,Mo反萃率达到99.36%,反萃液中Mo浓度可满足沉钼要求;反萃液采用酸沉结晶法制备钼酸铵产品,钼以四钼酸铵产品析出,产品纯度为99.62%,达到了GB/T 3460—2007-MSA-3标准。
张茜,冯雅丽,李浩然
摘要:
利用锯末为焙烧高炉灰提供还原气氛,回收高炉灰中的铁,在绿色节能的同时实现高炉灰资源化利用。通过响应曲面法设计分析了焙烧温度、焙烧时间和还原剂配比对磁选精矿中铁品位、回收率的影响,并建立自变量与响应值间的数学预测模型,确定了磁化焙烧回收高炉灰中铁的最优工艺条件:焙烧温度686.65 ℃、焙烧时间25.03 min、还原剂配比1︰8.6,在此条件下得到预测磁性铁品位68.325%、回收率90.945%,试验验证值与模型预测值相差在0.3%以内,表明该模型优化结果可靠,可应用于锯末磁化焙烧高炉灰提铁过程。
刘中凯,康泽双,田野,闫琨,和新忠,范泽坤
摘要:
二次铝灰和粉煤灰是铝工业和火电行业排放的固体废物,其大量堆积会引发严重的生态环境污染。以二次铝灰预处理后的高铝料和粉煤灰为主要原料,外加减水剂、结合剂和烧失物,经成型、养护、烧成制备了轻质耐火保温材料,优选了制备轻质耐火保温材料的最佳工艺条件,确定高铝料和粉煤灰配比分别为40%和60%,高温烧结温度为1 250 ℃,保温时间为20 min,制得试样烧后线收缩为1.82%,显气孔率为60.57%,体积密度为0.95 g/cm3,常温耐压强度为4.18 MPa。
郑戈弋,周海林,黄青叶,姚瞬雨,李典彤,阚宏博,包申旭
摘要:
采用燃煤渣和花岗岩粉为主要原料制备地质聚合物。当燃煤渣与花岗岩粉的质量比为10,NaOH溶液(6 mol/L)与燃煤渣比值为0.25 mL/g,水玻璃与燃煤渣比值为0.18 mL/g,养护温度60 ℃,带模养护时间2天时,脱模后得到的最终产物在28天的抗压强度可达20.96 MPa。结果表明,氢氧化钠溶液对试样抗压强度的影响是硅铝溶解、泛霜及孔隙率变化等多重因素综合作用的结果。水玻璃的加入并不能使试样的矿物组成发生较大改变,但可以显著提高反应体系中硅酸盐低聚离子的浓度,增加凝胶的生成量。花岗岩粉在碱激发的条件下未表现出明显的地质聚合能力,但适量掺入仍可以起到骨料和填充作用,提高地质聚合物的抗压强度。本研究拓宽了制备地质聚合物的原料来源,为燃煤渣和花岗岩粉在建筑材料方面的利用提供了参考。
杨学伟,安龙敏,张廷安,叶家元,吕国志
摘要:
为验证高铁赤泥熔融还原提铁水淬渣的胶凝性能,以及作为水泥熟料替代的可行性,随机取样赤泥熔融还原提铁水淬渣和未水淬渣进行对比试验,对比水淬(1号渣)和未水淬(2号渣)两种渣的基本性能,依照国家标准GB/T 18046—2017要求,以30%和50%配比做替代水泥胶砂抗压和抗折试验,以验证赤泥熔融还原提铁水淬渣作为水泥熟料性能,对比分析水淬和未水淬两种渣的性能差异。采用“钙化-碳化-适度提铁”处理低品位铝土矿和含铁赤泥的新方法,熔融水淬渣在水泥中的替代量为30%~50%,在水泥中的活性在99%以上,可完全作为水泥主料使用,是良好的低碳环保胶凝材料。
崔皓楠,程海丽,黄天勇,杨飞华
摘要:
为提高危险固体废弃物的综合利用水平,依据赤泥、黄金尾矿以及矿渣三种固体废弃物的特性,研究NaOH、KOH和Na2SiO3三种激发剂对赤泥-黄金尾矿碱矿渣体系的性能影响。并在此基础上通过XRD、FT-IR、TGA/DSC和SEM等表征手段明晰其微观反应机理。结果表明,当Na2SiO3作为激发剂时,复合胶凝材料体系的激发效果最好,标养3天的胶砂抗折强度和抗压强度分别达到5.5和23.5 MPa;标养28天的胶砂试件抗折强度和抗压强度分别为8.8和43.21 MPa,可达到P·I42.5水泥强度指标。通过微观分析得知,试件的主要强度来源物质为钙矾石和水化硅铝酸钙凝胶,力学性能高的材料其微观结构更为密实,碱激发水化产物数量更多。
赵雅蕙,杨斌,鲁兴武,戴 曦
摘要:
铁矾渣是湿法炼锌过程中产生的一种含锌废渣,其大量堆存不仅对生态环境造成影响,还会导致有价金属资源的积压。采用富氧强化还原挥发熔炼工艺处理铁矾渣,考察反应时间、反应温度、配碳量、富氧浓度对熔炼过程铅、锌挥发率及熔炼终渣银含量的影响,并就熔炼终渣浸出毒性特征进行表征。结果表明,当反应温度为1 250 ℃、反应时间90 min、配碳量10%、富氧浓度40%时,铅、锌挥发率分别为99.66%、99.88%,熔炼终渣含银量为11.58 g/t,熔炼终渣浸出液中Cd、Zn、Pb、Cu、As浓度均低于TCLP国际标准限值和《GB 5085.3—2007》标准限值。
高恩霞,文伟翔,张春,和江昊,王万瑞,孙雪鑫
摘要:
以工业固体废弃物硫酸渣和高炉灰为原料,采用碳热还原法制备零价铁,并用于去除废水中Cu2+,研究了制备条件和反应条件对Cu2+去除率的影响。结果表明,利用高炉灰的还原性可将硫酸渣与高炉灰中铁氧化物还原为零价铁,该零价铁可去除废水中Cu2+,在一定范围内增加高炉灰用量、升高还原温度、延长还原时间有利于优化废水中Cu2+去除效果。当高炉灰用量50%、还原温度1 200 ℃、还原时间60 min时,所制备的零价铁用于去除废水中Cu2+效果最好,且该零价铁可适用于较广的pH范围和较高的Cu2+初始浓度。零价铁将Cu2+还原为Cu0并吸附在其表面进行去除,当零价铁用量0.75 g/L、废水pH=4、Cu2+初始浓度100 mg/L时,Cu2+去除率可达93.05%。本研究为硫酸渣和高炉灰的资源综合利用及零价铁处理Cu2+废水提供参考。
段旭琴,曹天婧,杨娟,付浴晓
摘要:
粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低(Ad=17.85%)、碳含量高(Cd=77.53%)的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m2/g的优质活性炭,最佳的活化条件为:碱炭比3.0、活化温度800 ℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu2+的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25 ℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu2+去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu2+在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。
王炜
摘要:
工业固废污染由于量大、资源化比例低而成为固废污染的主要问题,解决固废污染问题的重点是做好工业固废的处理、处置与资源化。绿色金融支持方法可在绿色技术创新系统的全过程为技术创新提供支持,是创新系统中不可缺少的重要助力。利用倾向得分匹配(Propensity Score Matching,PSM)方法和双重差分(Differences-in-Differences,DID)模型,从作用机理、效果验证和提出改进三个方面对大宗工业固废资源化技术创新的绿色金融支持方法进行了理论与实证研究,以期对绿色金融在大宗工业固废资源化技术创新方面的应用和改进起到支持和促进作用。
黄安平,唐志波,佘国徽
摘要:
通过研究硫酸铅渣的成分、性质、反应特征,开展协同处理过程的热平衡计算,结合工业试验,得到了硫酸铅渣配入比例在15%条件下的无烟块煤配入比例、渣型控制、氧料比控制等关键工艺参数,探索出了SKS炼铅法协同处理硫酸铅渣的最佳冶炼条件,以期进一步提高底吹炉处理硫酸铅渣的能力。