重有色金属
王贺,赵俊学,曹赓,李彬,王泽,王正民,崔雅茹,康毅,郭立信
摘要:
侧吹熔炼炉采用水冷挂渣炉壁时,高导热系数炉渣可在炉衬表面形成稳定渣皮,保护并延长炉衬的使用寿命。针对铁矾渣和铅银渣处理用FeO-CaO-SiO2-PbO-ZnO五元渣系,采用稳态平板法对炉渣渣皮的导热系数进行了测定,并通过扫描电镜对固态渣皮进行微观结构分析,以探究炉渣组分改变对渣皮导热系数及结晶矿相的影响。结果表明,增加CaO和SiO2都会使渣皮导热系数增大,其中添加CaO对渣型影响最显著。优化渣型导热系数从原渣的7.62 W/(m?K)增大到了17.94 W/(m?K),提高了135%。在冷凝过程中高温析出的物相为黄长石,其熔点、黏度相较于原渣也有显著降低。调整后的渣型更容易形成稳定的渣皮,有利于水冷挂渣护炉。
刘波,宋小三,宋玺琛,岳子琳,范吉硕
摘要:
鉴于含锰废水有毒有害,提出阴离子交换膜代替隔膜处理含锰废水。首先采用单因素法探究最佳工艺参数,在最佳条件下,电流效率为71.36%,锰回收率为85.6%,酸回收率为77.23%,能耗为7 784.78 kWh/t;电解锰的宏观形态光滑均匀,具有金属光泽。SEM和XRD分析不同亚硒酸浓度对电解锰的影响结果表明,当亚硒酸为0.07 g/L时,电解锰微观结构表面均匀、致密性好、光滑、无枝晶且空洞最小,晶体形态为α-Mn。
党晓娥,冯磊,张婷,李林波
摘要:
为揭示浸出液中的Fe3+的形态分布对焙烧氰化尾渣中赤铁矿浸出效果的影响,研究了H2C2O4、H2C2O4-H2SO4和H2C2O4-K2C2O4对赤铁矿浸出效果的影响,并采用响应面法对H2C2O4-K2C2O4浸出赤铁矿工艺进行了优化。结果表明:Fe3+的形态分布直接影响赤铁矿的浸出效果。H2C2O4与K2C2O4作为除铁剂,n(H2C2O4)/n(K2C2O4)摩尔比、(C2O42-)T过量倍数及浸出温度影响浸出pH,而pH和c(C2O42-)T应满足浸出的Fe3+转化成Fe(C2O4)33-,Fe3+只有以Fe(C2O4)33-形态存在才能缩短赤铁矿浸出时间、提高赤铁矿浸出效果。H2C2O4-K2C2O4除铁优化条件为:n(H2C2O4)/n(K2C2O4)=1.03、(C2O42-)T为理论量的1.37倍、浸出温度94 ℃、液固比L/S=5 mL/g、时间30 min。在优化条件下,实际值和预测值分别为98.42%和97.73%,相对误差为0.69个百分点。各因素对除铁效果影响大小排序为(C2O42-)T过量倍数、浸出温度、n(H2C2O4)/n(K2C2O4),其中n(H2C2O4)/n(K2C2O4)与浸出温度的交互作用最为显著。H2C2O4-K2C2O4浸出焙烧氰化尾渣中赤铁矿结果进一步证明,草酸-草酸盐混合浸出体系是一种高效除铁剂,且浸出液中的铁资源化利用工艺简单,其优势是现有除铁剂无法比拟的。
张鑫阳,邢鹏飞,庄艳歆,都兴红,王帅
摘要:
由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳质还原剂对铋氧化物(三氧化二铋)碳热还原的影响。结果表明,石油焦相较于石墨活性更高,石油焦作还原剂具有更好的还原性能。对不同温度下三氧化二铋还原熔炼产物进行了物相分析,其还原反应产物物相转变顺序为:Bi2O3→Bi2O2.5→Bi。通过热重分析法研究了不同升温速率下三氧化二铋碳热还原反应动力学,应用等转化率法、Kissinger法和?atava-?esták法进行动力学分析,得到三氧化二铋碳热还原反应平均表观活化能E0=142.41 kJ/mol,指前因子A0=2.96×109 s-1;反应机理属于相边界反应,对应的动力学方程微分形式为3(1—α)2/3。
轻有色金属
胡金,姚明灿,钟通,范鹤林,王瑞祥,徐志峰
摘要:
为高效利用含钛高炉渣中钛元素,采用分子动力学模拟方法研究B2O3含量对CaO-SiO2-B2O3-TiO2系高炉渣微观结构和输运性质的影响。结果表明:B2O3的含量4%时,B—O、Si—O、Ti—O和Ca—O的键长分别为1.34、1.62、1.95和2.24 ?。渣中存在[SiO4]四面体、[BO3]三角体和[TiO6]八面体稳定结构单元。体系中加入B2O3含量并不会改变O—Si—O、O—B—O和O—Ti—O键角分布情况。随着B2O3的加入,Si—O—Si和B—O—B键角分别从156.12°和148.43°增大到158.17°和157.08°,大部分Ti-O-Ti键角分布在100.48°,小部分Ti—O—Ti键角从140.17°减小到135.53°。随着B2O3含量的增加,B—O—M(Ca、Si、B和Ti)氧连接占比增多,熔体中高配位结构解聚为低配位结构,体系整体聚合度降低,各离子自扩散系数均增大,熔体黏度从0.183 Pa?s降低到0.140 Pa?s。
张利珍,张永兴,伊跃军,张秀峰,马亚梦,谭秀民
摘要:
以青海某高钙富硼老卤为研究对象开展了提硼研究。结果表明,合适的萃取条件为:磺化煤油为稀释剂、异辛醇用量50%、萃取相比1.0、萃取混合时间15 min;合适的反萃条件为:反萃剂为pH=1的稀盐酸、反萃相比1.5、反萃混合时间15 min。以此条件在五级混合澄清槽中完成了连续逆流萃取—反萃运转试验,连续运转45 h,硼萃取率为95.49%,硼与钾、钠、钙、镁的分离效果较好;硼反萃率为99.59%,反萃液中硼含量达17.17 g/L。采用“溶剂萃取—反萃—高温蒸发低温冷却结晶—重溶冷却结晶—过滤洗涤—干燥”工艺高效分离提取硼,硼总回收率为92.33%,制备出的硼酸产品达国家质量标准(GB/T 538—2018)要求。
稀贵金属
柯兆华,郭安,邱小英,廖春生,蓝桥发,葛刘生,肖莉,黄德晟
摘要:
以MgO为沉淀剂沉淀MgSO4稀土浸出母液时,得到的稀土镁盐富集物REO总量较低,需要进一步除去杂质以沉淀富集稀土。以离子型稀土镁盐富集物为原料,进行碳化—酸溶—中和除杂—沉淀等工艺初步探索研究。结果表明:REO在碳化过程中的损失很少甚至可以忽略不计,有24.33%~30.9%MgO由稀土镁盐富集物转化进入碳化后液,在中和除杂过程中Fe去除率约99.5%,Al去除率约98.6%。以碳化后液为沉淀剂沉淀中和除杂后液得到碳酸稀土,经过灼烧,获得了符合《GB/T 20169—2015离子型稀土矿混合稀土氧化物》标准质量要求的稀土氧化物,该工艺总渣率为19.81%~23.22%,REO总收率平均89.43%。为了从离子型稀土镁盐富集物中提取稀土的工艺形成成套工艺技术,获取最优的工艺技术参数,有待于后续深入研究和优化。
彭明星,廖彬,王杰,曾慕知,廖文讯,廖春发,刘付朋,张伟
摘要:
砷和铁是湿法炼锌系统回收镓、锗工艺中主要的杂质元素,萃取分离工艺可实现砷铁的高效脱除,但得到的反萃液为高砷铁溶液,且含有少量镓、锗。为实现镓、锗的高效回收,采用中和沉淀法实现砷、铁与镓、锗的分离,考察沉淀终点pH、反应温度、反应时间、搅拌速度等参数对各金属离子沉淀率的影响。结果表明,在沉淀终点pH=2.5、反应温度25 ℃、反应时间1 h、搅拌速度240 r/min的最优条件下,铁和砷的脱除率分别为92.80%、98.13%,镓、锗的损失率分别为45.61%、7.35%。中和渣中损失的镓、锗可用弱酸溶液洗涤,酸洗液与中和后液共同返回到萃取系统回收镓和锗,提高综合回收过程中镓和锗的直收率。
廖文讯,廖彬,王杰,彭明星,廖春发,刘付朋,张伟
摘要:
从湿法炼锌工艺中得到的镓精矿是制备金属镓重要的中间产品,氢氧化钠浸出镓精矿制备电积前液是制备高品质金属镓的生产关键环节。通过研究氢氧化钠浸出镓精矿过程中添加剂的种类、添加剂用量、氢氧化钠浓度、浸出液固比、反应温度和浸出时间等工艺参数,分析了各工艺参数在镓精矿浸出过程中对Ga、Al的浸出率及浸出滤液过滤性能的影响。结果表明,在添加剂为15%CaO、NaOH浓度3 mol/L、液固比L/S=10、反应温度80 ℃、浸出时间120 min的最优条件下,Ga的浸出率为98.15%,Al的浸出率为53.01%,浸出滤液过滤速度为108.88 mL/min,添加剂CaO在反应过程中生成的铝酸钙作为滤饼支撑骨架,有效改善了浸出滤液的过滤性能。
材料与设备
常华,詹辉,同帜,郭雅妮,杨万波
摘要:
选取固体废物粉煤灰作为支撑体骨料,TiO2为烧结助剂,羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂,木炭粉为造孔剂,采用固态粒子烧结法制得初始陶瓷膜支撑体样品,并对其进行等比尺寸(直径)放大制备。探究支撑体尺寸放大制备中烧结温度、造孔剂添加量、尺寸(直径)放大倍数等因素对支撑体性能的影响,对物质组成、微观形貌、抗折强度、纯水通量、酸碱腐蚀率及孔径分布等性能进行表征。结果表明:最高烧结温度为1 050 ℃,造孔剂木炭粉添加量为15%(质量分数),放大到原尺寸(直径)的2倍时,所制得支撑体性能最佳,其内部孔隙均匀,颈型结构明显,纯水通量为4 728.26 L/(m2?h?MPa),抗折强度为25.15 MPa,中值孔径为3.06 μm,孔隙率为38.56%,酸、碱质量损失率分别为0.33%、0.25%。
梁勤娟,李昕,吴艳喆,彭慧,叶有明,谢雪珍,曾军
摘要:
湿法浸出锰矿或锰渣中的锰得到的硫酸锰浸出液中含有钙、镁杂质离子,对后续锰产品的纯度造成很大影响。为深度除硫酸锰浸出液中的Ca2+、Mg2+,并最大化利用锰浸出液,可以将净化后的锰浸出液制备成高附加值的MnO2纳米材料。以含钙、镁的硫酸锰浸出液为研究对象,将锰浸出液除钙、镁后,以(NH4)2S2O8为氧化剂,采用水热法将净化后的锰浸出液制备成高附加值的MnO2纳米材料,探究溶液的pH、反应温度、反应时间对制备MnO2纳米棒物相和形貌的影响。结果表明:当反应温度为150 ℃、反应时间为10 h、加入氧化剂用量为理论量、反应pH为1~7的条件下制备出的β-MnO2结晶度最好。
张晟郅,张承龙,王瑞雪,马恩
摘要:
接线盒和边框是晶硅光伏组件的重要组分,其拆解效率和准确性直接影响了晶硅光伏组件后续拆解回收的利用程度及经济价值。研发了一种自动化拆解设备,首先对拆解设备进行三维模型的设计和搭建,然后通过科学合理的测试和仿真,利用试验数据和仿真结果,完成了对废旧晶硅光伏组件接线盒和边框回收设备的设计。结果表明:设计方案具有一定的可行性,设备整体运行稳定,接线盒拆除装置能够铲下完整的接线盒;边框拆解装置能够在不破坏玻璃等其他组分的前提下顺利拆解下铝合金边框。整体设备拆解动作流畅,拆解效率较手工拆解有很大提升,同时拆解损坏率也大大降低。
许国瑞,李煜,巢文正,卜丽丽,罗淯耀,赵伟,符丽纯
摘要:
以工业固体废弃物萤石尾矿和高炉粉尘为主要原料,通过碳热还原法制备了萤石尾矿基多孔陶瓷负载零价铁(FT/BFD@Fe0)复合材料,并用于降解亚甲基蓝(MB)废水。系统探究了废水pH、废水初始浓度、高炉粉尘添加量、FT/BFD@Fe0投加量、温度对FT/BFD@Fe0吸附性能的影响,并探究了相关反应机理。结果表明,当pH=7、初始MB质量浓度20 mg/L、高炉粉尘添加量15%、FT/BFD@Fe0投加量10 g/L、温度15 ℃时,FT/BFD@Fe0对亚甲基蓝的去除效率在3 h内达到了92.0%。热力学分析与动力学模型表明,FT/BFD@Fe0对亚甲基蓝吸附反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。
汪洋,周开鸣
摘要:
目前工业中的固砷的方法主要是铁法固砷,即使用稳定的晶型砷酸铁除砷固砷。为了对砷酸铁固砷进行优化研究,使用惰性四氧化三铁对砷酸铁晶体进行包覆处理,增强其耐酸碱能力,实现稳定化固砷的目的。通过对不同反应pH、铁砷摩尔比、反应温度所制备复合材料稳定性的研究,确定最优化固砷条件。最后通过毒性浸出试验(TCLP)评估了四氧化三铁包覆后的磁性固砷材料在极端环境下的长期稳定性。结果表明:使用四氧化三铁稳定化处理后的砷酸铁材料,能够达到国家危废处理相关标准,是合格的固砷材料。
陶亮,李亦然,蒋浩,于艺彬,陈昊冰,赵黎明
摘要:
随着铀矿的开采,所带来的矿山周围土壤放射性污染问题对生态环境、人体健康造成严重影响。采用柠檬酸联合铀酰离子印迹淋洗含铀土壤的方法,可以温和高效去除矿山周围土壤中的铀。结果表明,在pH=4淋洗环境中,温和循环淋洗系统对铀的去除率为89.92%,而仅使用柠檬酸淋洗对于铀的去除率为59.6%;相较于单一柠檬酸淋洗,试验达到平衡时间减少了20 h,对于土壤中常规元素的洗出率减少10个百分点。同时,传统化学淋洗方式中,柠檬酸投入量通常约为20~100 g/L,而本试验中,柠檬酸投入量仅为15 g/L,有着极高的成本优势。
环境工程
钟擅兵,孙宝庭,陈永强,杨裕东,张忠堂,马保中,李玉虎
摘要:
基于砷、锑在酸性溶液中的溶解差异性,结合砷锑烟尘和冶炼污酸的成分特征,提出氧化酸浸分砷—湿法还原固砷的砷锑烟尘与冶炼污酸的联合处置工艺。结果表明,在过氧化氢加料系数1、过氧化氢质量分数30%、液固比5、温度30 ℃、浸出时间4 h、污酸酸度1 mol/L条件下,砷的浸出率可达99%以上,所得浸出渣锑含量高达90%,砷含量仅为0.2%,实现了高砷锑烟尘中砷和锑的初步分离;采用氯化亚锡二段还原工艺,在酸度12 mol/L,温度90 ℃,n(NaCl)/n(As)=3,还原剂系数1,反应时间4 h的条件下,砷还原率可达99.75%,反应后液中锑浓度为6.72 g/L,砷浓度仅为0.17 g/L,实现砷和锑的二次分离。
谢继道,周俊,付红,张彩香
摘要:
废电路板有色金属资源化回收利用过程中,会产生大量的冶炼炉渣。针对《国家危险废物名录》(2021年版)实施后有色金属资源化回收冶炼炉渣的下一步安全处置方式、危险特性不明等问题,选取国内某典型电子危险废物治理企业富氧侧吹冶炼炉渣为研究对象,通过采集100个样品进行元素种类和腐蚀性、毒性特性测试,得出该冶炼炉渣不具有危险废物鉴别标准规定的危险特性,可按照一般工业固体废物进行管理的结论。该结论有助于冶炼炉渣的危险特性判断和环境监管,也为冶炼炉渣类无害化处理和资源化利用提供了技术指导。
王胜蓝,蒋月,马杰,王俭,刘萍,邓力,孙静,龚玲
摘要:
以重庆市危险废物处置场周边地下水为研究对象,测定了As、Cd、Al、Cu、Zn、Hg、Pb、Cr、Ni和Fe金属元素浓度,利用内梅罗指数法和地下水污染物容量评价指数法分析地下水重金属污染水平,并采用蒙特卡罗模拟的健康风险评价模型评估地下水中重金属的人体健康风险。结果表明,研究区地下水8月检出因子多于5月,超标情况主要集中在8月。内梅罗指数和地下水污染物容量指数表明,地下水中各重金属8月污染程度总体高于5月,Al为主要污染元素;5#点位污染程度最高,其他点位无污染。健康风险表明,非致癌健康风险儿童高于成人,非致癌健康风险的主要影响途径为饮用水途径;儿童和成人的致癌健康风险均在可接受范围内,但儿童的致癌健康风险高于成人。敏感性分析表明,非致癌风险中Al、Pb和每日平均饮用量(IR)的敏感度排前三,致癌风险中As的敏感度最高,Al和As是影响人体健康风险的主要因素。
冶金史
张睿祥,欧秀花,朱思齐
摘要:
甘肃东部及关中地区是秦文化遗址分布的密集区,这一地区发现的秦国青铜器对于研究其风格、冶铸技术、矿料来源等问题具有重要的价值。对已发表的礼县、凤翔、陇县、陈仓、秦陵等地秦国青铜器铅同位素数据进行整理分析。结果表明:春秋时期,秦国青铜器矿料特征相近,主要来自大冶铜绿山、皖南沿江及小秦岭一带。春秋早、中、晚期表现出明显的交替,这一变化与中原及汉淮地区趋于同步。战国晚期秦陵出土青铜器的矿源不同于秦国其它遗址,这一时期矿料来源地与小秦岭一带关系密切。研究结论揭示了东周时期秦国与南方地区的楚国、曾国在青铜资源流通方面的交流互动。
李倩
摘要:
锡料是青铜器生产的关键物质资源,其来源及流通途径问题是中国乃至世界范围内青铜时代研究的重要议题之一。通过对锡同位素这一新兴锡料溯源方法的梳理归纳,结合地中海青铜时代青铜器锡料来源研究的应用实践,以及对中国盘龙城遗址和琉璃河遗址锡料来源的初探,为中国青铜器锡料产地与来源等考古问题的解决提供新思路。
重有色金属
王贺,赵俊学,曹赓,李彬,王泽,王正民,崔雅茹,康毅,郭立信
摘要:
侧吹熔炼炉采用水冷挂渣炉壁时,高导热系数炉渣可在炉衬表面形成稳定渣皮,保护并延长炉衬的使用寿命。针对铁矾渣和铅银渣处理用FeO-CaO-SiO2-PbO-ZnO五元渣系,采用稳态平板法对炉渣渣皮的导热系数进行了测定,并通过扫描电镜对固态渣皮进行微观结构分析,以探究炉渣组分改变对渣皮导热系数及结晶矿相的影响。结果表明,增加CaO和SiO2都会使渣皮导热系数增大,其中添加CaO对渣型影响最显著。优化渣型导热系数从原渣的7.62 W/(m?K)增大到了17.94 W/(m?K),提高了135%。在冷凝过程中高温析出的物相为黄长石,其熔点、黏度相较于原渣也有显著降低。调整后的渣型更容易形成稳定的渣皮,有利于水冷挂渣护炉。
刘波,宋小三,宋玺琛,岳子琳,范吉硕
摘要:
鉴于含锰废水有毒有害,提出阴离子交换膜代替隔膜处理含锰废水。首先采用单因素法探究最佳工艺参数,在最佳条件下,电流效率为71.36%,锰回收率为85.6%,酸回收率为77.23%,能耗为7 784.78 kWh/t;电解锰的宏观形态光滑均匀,具有金属光泽。SEM和XRD分析不同亚硒酸浓度对电解锰的影响结果表明,当亚硒酸为0.07 g/L时,电解锰微观结构表面均匀、致密性好、光滑、无枝晶且空洞最小,晶体形态为α-Mn。
党晓娥,冯磊,张婷,李林波
摘要:
为揭示浸出液中的Fe3+的形态分布对焙烧氰化尾渣中赤铁矿浸出效果的影响,研究了H2C2O4、H2C2O4-H2SO4和H2C2O4-K2C2O4对赤铁矿浸出效果的影响,并采用响应面法对H2C2O4-K2C2O4浸出赤铁矿工艺进行了优化。结果表明:Fe3+的形态分布直接影响赤铁矿的浸出效果。H2C2O4与K2C2O4作为除铁剂,n(H2C2O4)/n(K2C2O4)摩尔比、(C2O42-)T过量倍数及浸出温度影响浸出pH,而pH和c(C2O42-)T应满足浸出的Fe3+转化成Fe(C2O4)33-,Fe3+只有以Fe(C2O4)33-形态存在才能缩短赤铁矿浸出时间、提高赤铁矿浸出效果。H2C2O4-K2C2O4除铁优化条件为:n(H2C2O4)/n(K2C2O4)=1.03、(C2O42-)T为理论量的1.37倍、浸出温度94 ℃、液固比L/S=5 mL/g、时间30 min。在优化条件下,实际值和预测值分别为98.42%和97.73%,相对误差为0.69个百分点。各因素对除铁效果影响大小排序为(C2O42-)T过量倍数、浸出温度、n(H2C2O4)/n(K2C2O4),其中n(H2C2O4)/n(K2C2O4)与浸出温度的交互作用最为显著。H2C2O4-K2C2O4浸出焙烧氰化尾渣中赤铁矿结果进一步证明,草酸-草酸盐混合浸出体系是一种高效除铁剂,且浸出液中的铁资源化利用工艺简单,其优势是现有除铁剂无法比拟的。
张鑫阳,邢鹏飞,庄艳歆,都兴红,王帅
摘要:
由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳质还原剂对铋氧化物(三氧化二铋)碳热还原的影响。结果表明,石油焦相较于石墨活性更高,石油焦作还原剂具有更好的还原性能。对不同温度下三氧化二铋还原熔炼产物进行了物相分析,其还原反应产物物相转变顺序为:Bi2O3→Bi2O2.5→Bi。通过热重分析法研究了不同升温速率下三氧化二铋碳热还原反应动力学,应用等转化率法、Kissinger法和?atava-?esták法进行动力学分析,得到三氧化二铋碳热还原反应平均表观活化能E0=142.41 kJ/mol,指前因子A0=2.96×109 s-1;反应机理属于相边界反应,对应的动力学方程微分形式为3(1—α)2/3。
轻有色金属
胡金,姚明灿,钟通,范鹤林,王瑞祥,徐志峰
摘要:
为高效利用含钛高炉渣中钛元素,采用分子动力学模拟方法研究B2O3含量对CaO-SiO2-B2O3-TiO2系高炉渣微观结构和输运性质的影响。结果表明:B2O3的含量4%时,B—O、Si—O、Ti—O和Ca—O的键长分别为1.34、1.62、1.95和2.24 ?。渣中存在[SiO4]四面体、[BO3]三角体和[TiO6]八面体稳定结构单元。体系中加入B2O3含量并不会改变O—Si—O、O—B—O和O—Ti—O键角分布情况。随着B2O3的加入,Si—O—Si和B—O—B键角分别从156.12°和148.43°增大到158.17°和157.08°,大部分Ti-O-Ti键角分布在100.48°,小部分Ti—O—Ti键角从140.17°减小到135.53°。随着B2O3含量的增加,B—O—M(Ca、Si、B和Ti)氧连接占比增多,熔体中高配位结构解聚为低配位结构,体系整体聚合度降低,各离子自扩散系数均增大,熔体黏度从0.183 Pa?s降低到0.140 Pa?s。
张利珍,张永兴,伊跃军,张秀峰,马亚梦,谭秀民
摘要:
以青海某高钙富硼老卤为研究对象开展了提硼研究。结果表明,合适的萃取条件为:磺化煤油为稀释剂、异辛醇用量50%、萃取相比1.0、萃取混合时间15 min;合适的反萃条件为:反萃剂为pH=1的稀盐酸、反萃相比1.5、反萃混合时间15 min。以此条件在五级混合澄清槽中完成了连续逆流萃取—反萃运转试验,连续运转45 h,硼萃取率为95.49%,硼与钾、钠、钙、镁的分离效果较好;硼反萃率为99.59%,反萃液中硼含量达17.17 g/L。采用“溶剂萃取—反萃—高温蒸发低温冷却结晶—重溶冷却结晶—过滤洗涤—干燥”工艺高效分离提取硼,硼总回收率为92.33%,制备出的硼酸产品达国家质量标准(GB/T 538—2018)要求。
稀贵金属
柯兆华,郭安,邱小英,廖春生,蓝桥发,葛刘生,肖莉,黄德晟
摘要:
以MgO为沉淀剂沉淀MgSO4稀土浸出母液时,得到的稀土镁盐富集物REO总量较低,需要进一步除去杂质以沉淀富集稀土。以离子型稀土镁盐富集物为原料,进行碳化—酸溶—中和除杂—沉淀等工艺初步探索研究。结果表明:REO在碳化过程中的损失很少甚至可以忽略不计,有24.33%~30.9%MgO由稀土镁盐富集物转化进入碳化后液,在中和除杂过程中Fe去除率约99.5%,Al去除率约98.6%。以碳化后液为沉淀剂沉淀中和除杂后液得到碳酸稀土,经过灼烧,获得了符合《GB/T 20169—2015离子型稀土矿混合稀土氧化物》标准质量要求的稀土氧化物,该工艺总渣率为19.81%~23.22%,REO总收率平均89.43%。为了从离子型稀土镁盐富集物中提取稀土的工艺形成成套工艺技术,获取最优的工艺技术参数,有待于后续深入研究和优化。
彭明星,廖彬,王杰,曾慕知,廖文讯,廖春发,刘付朋,张伟
摘要:
砷和铁是湿法炼锌系统回收镓、锗工艺中主要的杂质元素,萃取分离工艺可实现砷铁的高效脱除,但得到的反萃液为高砷铁溶液,且含有少量镓、锗。为实现镓、锗的高效回收,采用中和沉淀法实现砷、铁与镓、锗的分离,考察沉淀终点pH、反应温度、反应时间、搅拌速度等参数对各金属离子沉淀率的影响。结果表明,在沉淀终点pH=2.5、反应温度25 ℃、反应时间1 h、搅拌速度240 r/min的最优条件下,铁和砷的脱除率分别为92.80%、98.13%,镓、锗的损失率分别为45.61%、7.35%。中和渣中损失的镓、锗可用弱酸溶液洗涤,酸洗液与中和后液共同返回到萃取系统回收镓和锗,提高综合回收过程中镓和锗的直收率。
廖文讯,廖彬,王杰,彭明星,廖春发,刘付朋,张伟
摘要:
从湿法炼锌工艺中得到的镓精矿是制备金属镓重要的中间产品,氢氧化钠浸出镓精矿制备电积前液是制备高品质金属镓的生产关键环节。通过研究氢氧化钠浸出镓精矿过程中添加剂的种类、添加剂用量、氢氧化钠浓度、浸出液固比、反应温度和浸出时间等工艺参数,分析了各工艺参数在镓精矿浸出过程中对Ga、Al的浸出率及浸出滤液过滤性能的影响。结果表明,在添加剂为15%CaO、NaOH浓度3 mol/L、液固比L/S=10、反应温度80 ℃、浸出时间120 min的最优条件下,Ga的浸出率为98.15%,Al的浸出率为53.01%,浸出滤液过滤速度为108.88 mL/min,添加剂CaO在反应过程中生成的铝酸钙作为滤饼支撑骨架,有效改善了浸出滤液的过滤性能。
材料与设备
常华,詹辉,同帜,郭雅妮,杨万波
摘要:
选取固体废物粉煤灰作为支撑体骨料,TiO2为烧结助剂,羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂,木炭粉为造孔剂,采用固态粒子烧结法制得初始陶瓷膜支撑体样品,并对其进行等比尺寸(直径)放大制备。探究支撑体尺寸放大制备中烧结温度、造孔剂添加量、尺寸(直径)放大倍数等因素对支撑体性能的影响,对物质组成、微观形貌、抗折强度、纯水通量、酸碱腐蚀率及孔径分布等性能进行表征。结果表明:最高烧结温度为1 050 ℃,造孔剂木炭粉添加量为15%(质量分数),放大到原尺寸(直径)的2倍时,所制得支撑体性能最佳,其内部孔隙均匀,颈型结构明显,纯水通量为4 728.26 L/(m2?h?MPa),抗折强度为25.15 MPa,中值孔径为3.06 μm,孔隙率为38.56%,酸、碱质量损失率分别为0.33%、0.25%。
梁勤娟,李昕,吴艳喆,彭慧,叶有明,谢雪珍,曾军
摘要:
湿法浸出锰矿或锰渣中的锰得到的硫酸锰浸出液中含有钙、镁杂质离子,对后续锰产品的纯度造成很大影响。为深度除硫酸锰浸出液中的Ca2+、Mg2+,并最大化利用锰浸出液,可以将净化后的锰浸出液制备成高附加值的MnO2纳米材料。以含钙、镁的硫酸锰浸出液为研究对象,将锰浸出液除钙、镁后,以(NH4)2S2O8为氧化剂,采用水热法将净化后的锰浸出液制备成高附加值的MnO2纳米材料,探究溶液的pH、反应温度、反应时间对制备MnO2纳米棒物相和形貌的影响。结果表明:当反应温度为150 ℃、反应时间为10 h、加入氧化剂用量为理论量、反应pH为1~7的条件下制备出的β-MnO2结晶度最好。
张晟郅,张承龙,王瑞雪,马恩
摘要:
接线盒和边框是晶硅光伏组件的重要组分,其拆解效率和准确性直接影响了晶硅光伏组件后续拆解回收的利用程度及经济价值。研发了一种自动化拆解设备,首先对拆解设备进行三维模型的设计和搭建,然后通过科学合理的测试和仿真,利用试验数据和仿真结果,完成了对废旧晶硅光伏组件接线盒和边框回收设备的设计。结果表明:设计方案具有一定的可行性,设备整体运行稳定,接线盒拆除装置能够铲下完整的接线盒;边框拆解装置能够在不破坏玻璃等其他组分的前提下顺利拆解下铝合金边框。整体设备拆解动作流畅,拆解效率较手工拆解有很大提升,同时拆解损坏率也大大降低。
许国瑞,李煜,巢文正,卜丽丽,罗淯耀,赵伟,符丽纯
摘要:
以工业固体废弃物萤石尾矿和高炉粉尘为主要原料,通过碳热还原法制备了萤石尾矿基多孔陶瓷负载零价铁(FT/BFD@Fe0)复合材料,并用于降解亚甲基蓝(MB)废水。系统探究了废水pH、废水初始浓度、高炉粉尘添加量、FT/BFD@Fe0投加量、温度对FT/BFD@Fe0吸附性能的影响,并探究了相关反应机理。结果表明,当pH=7、初始MB质量浓度20 mg/L、高炉粉尘添加量15%、FT/BFD@Fe0投加量10 g/L、温度15 ℃时,FT/BFD@Fe0对亚甲基蓝的去除效率在3 h内达到了92.0%。热力学分析与动力学模型表明,FT/BFD@Fe0对亚甲基蓝吸附反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。
汪洋,周开鸣
摘要:
目前工业中的固砷的方法主要是铁法固砷,即使用稳定的晶型砷酸铁除砷固砷。为了对砷酸铁固砷进行优化研究,使用惰性四氧化三铁对砷酸铁晶体进行包覆处理,增强其耐酸碱能力,实现稳定化固砷的目的。通过对不同反应pH、铁砷摩尔比、反应温度所制备复合材料稳定性的研究,确定最优化固砷条件。最后通过毒性浸出试验(TCLP)评估了四氧化三铁包覆后的磁性固砷材料在极端环境下的长期稳定性。结果表明:使用四氧化三铁稳定化处理后的砷酸铁材料,能够达到国家危废处理相关标准,是合格的固砷材料。
陶亮,李亦然,蒋浩,于艺彬,陈昊冰,赵黎明
摘要:
随着铀矿的开采,所带来的矿山周围土壤放射性污染问题对生态环境、人体健康造成严重影响。采用柠檬酸联合铀酰离子印迹淋洗含铀土壤的方法,可以温和高效去除矿山周围土壤中的铀。结果表明,在pH=4淋洗环境中,温和循环淋洗系统对铀的去除率为89.92%,而仅使用柠檬酸淋洗对于铀的去除率为59.6%;相较于单一柠檬酸淋洗,试验达到平衡时间减少了20 h,对于土壤中常规元素的洗出率减少10个百分点。同时,传统化学淋洗方式中,柠檬酸投入量通常约为20~100 g/L,而本试验中,柠檬酸投入量仅为15 g/L,有着极高的成本优势。
环境工程
钟擅兵,孙宝庭,陈永强,杨裕东,张忠堂,马保中,李玉虎
摘要:
基于砷、锑在酸性溶液中的溶解差异性,结合砷锑烟尘和冶炼污酸的成分特征,提出氧化酸浸分砷—湿法还原固砷的砷锑烟尘与冶炼污酸的联合处置工艺。结果表明,在过氧化氢加料系数1、过氧化氢质量分数30%、液固比5、温度30 ℃、浸出时间4 h、污酸酸度1 mol/L条件下,砷的浸出率可达99%以上,所得浸出渣锑含量高达90%,砷含量仅为0.2%,实现了高砷锑烟尘中砷和锑的初步分离;采用氯化亚锡二段还原工艺,在酸度12 mol/L,温度90 ℃,n(NaCl)/n(As)=3,还原剂系数1,反应时间4 h的条件下,砷还原率可达99.75%,反应后液中锑浓度为6.72 g/L,砷浓度仅为0.17 g/L,实现砷和锑的二次分离。
谢继道,周俊,付红,张彩香
摘要:
废电路板有色金属资源化回收利用过程中,会产生大量的冶炼炉渣。针对《国家危险废物名录》(2021年版)实施后有色金属资源化回收冶炼炉渣的下一步安全处置方式、危险特性不明等问题,选取国内某典型电子危险废物治理企业富氧侧吹冶炼炉渣为研究对象,通过采集100个样品进行元素种类和腐蚀性、毒性特性测试,得出该冶炼炉渣不具有危险废物鉴别标准规定的危险特性,可按照一般工业固体废物进行管理的结论。该结论有助于冶炼炉渣的危险特性判断和环境监管,也为冶炼炉渣类无害化处理和资源化利用提供了技术指导。
王胜蓝,蒋月,马杰,王俭,刘萍,邓力,孙静,龚玲
摘要:
以重庆市危险废物处置场周边地下水为研究对象,测定了As、Cd、Al、Cu、Zn、Hg、Pb、Cr、Ni和Fe金属元素浓度,利用内梅罗指数法和地下水污染物容量评价指数法分析地下水重金属污染水平,并采用蒙特卡罗模拟的健康风险评价模型评估地下水中重金属的人体健康风险。结果表明,研究区地下水8月检出因子多于5月,超标情况主要集中在8月。内梅罗指数和地下水污染物容量指数表明,地下水中各重金属8月污染程度总体高于5月,Al为主要污染元素;5#点位污染程度最高,其他点位无污染。健康风险表明,非致癌健康风险儿童高于成人,非致癌健康风险的主要影响途径为饮用水途径;儿童和成人的致癌健康风险均在可接受范围内,但儿童的致癌健康风险高于成人。敏感性分析表明,非致癌风险中Al、Pb和每日平均饮用量(IR)的敏感度排前三,致癌风险中As的敏感度最高,Al和As是影响人体健康风险的主要因素。
冶金史
张睿祥,欧秀花,朱思齐
摘要:
甘肃东部及关中地区是秦文化遗址分布的密集区,这一地区发现的秦国青铜器对于研究其风格、冶铸技术、矿料来源等问题具有重要的价值。对已发表的礼县、凤翔、陇县、陈仓、秦陵等地秦国青铜器铅同位素数据进行整理分析。结果表明:春秋时期,秦国青铜器矿料特征相近,主要来自大冶铜绿山、皖南沿江及小秦岭一带。春秋早、中、晚期表现出明显的交替,这一变化与中原及汉淮地区趋于同步。战国晚期秦陵出土青铜器的矿源不同于秦国其它遗址,这一时期矿料来源地与小秦岭一带关系密切。研究结论揭示了东周时期秦国与南方地区的楚国、曾国在青铜资源流通方面的交流互动。
李倩
摘要:
锡料是青铜器生产的关键物质资源,其来源及流通途径问题是中国乃至世界范围内青铜时代研究的重要议题之一。通过对锡同位素这一新兴锡料溯源方法的梳理归纳,结合地中海青铜时代青铜器锡料来源研究的应用实践,以及对中国盘龙城遗址和琉璃河遗址锡料来源的初探,为中国青铜器锡料产地与来源等考古问题的解决提供新思路。
重有色金属
王贺,赵俊学,曹赓,李彬,王泽,王正民,崔雅茹,康毅,郭立信
摘要:
侧吹熔炼炉采用水冷挂渣炉壁时,高导热系数炉渣可在炉衬表面形成稳定渣皮,保护并延长炉衬的使用寿命。针对铁矾渣和铅银渣处理用FeO-CaO-SiO2-PbO-ZnO五元渣系,采用稳态平板法对炉渣渣皮的导热系数进行了测定,并通过扫描电镜对固态渣皮进行微观结构分析,以探究炉渣组分改变对渣皮导热系数及结晶矿相的影响。结果表明,增加CaO和SiO2都会使渣皮导热系数增大,其中添加CaO对渣型影响最显著。优化渣型导热系数从原渣的7.62 W/(m?K)增大到了17.94 W/(m?K),提高了135%。在冷凝过程中高温析出的物相为黄长石,其熔点、黏度相较于原渣也有显著降低。调整后的渣型更容易形成稳定的渣皮,有利于水冷挂渣护炉。
刘波,宋小三,宋玺琛,岳子琳,范吉硕
摘要:
鉴于含锰废水有毒有害,提出阴离子交换膜代替隔膜处理含锰废水。首先采用单因素法探究最佳工艺参数,在最佳条件下,电流效率为71.36%,锰回收率为85.6%,酸回收率为77.23%,能耗为7 784.78 kWh/t;电解锰的宏观形态光滑均匀,具有金属光泽。SEM和XRD分析不同亚硒酸浓度对电解锰的影响结果表明,当亚硒酸为0.07 g/L时,电解锰微观结构表面均匀、致密性好、光滑、无枝晶且空洞最小,晶体形态为α-Mn。
党晓娥,冯磊,张婷,李林波
摘要:
为揭示浸出液中的Fe3+的形态分布对焙烧氰化尾渣中赤铁矿浸出效果的影响,研究了H2C2O4、H2C2O4-H2SO4和H2C2O4-K2C2O4对赤铁矿浸出效果的影响,并采用响应面法对H2C2O4-K2C2O4浸出赤铁矿工艺进行了优化。结果表明:Fe3+的形态分布直接影响赤铁矿的浸出效果。H2C2O4与K2C2O4作为除铁剂,n(H2C2O4)/n(K2C2O4)摩尔比、(C2O42-)T过量倍数及浸出温度影响浸出pH,而pH和c(C2O42-)T应满足浸出的Fe3+转化成Fe(C2O4)33-,Fe3+只有以Fe(C2O4)33-形态存在才能缩短赤铁矿浸出时间、提高赤铁矿浸出效果。H2C2O4-K2C2O4除铁优化条件为:n(H2C2O4)/n(K2C2O4)=1.03、(C2O42-)T为理论量的1.37倍、浸出温度94 ℃、液固比L/S=5 mL/g、时间30 min。在优化条件下,实际值和预测值分别为98.42%和97.73%,相对误差为0.69个百分点。各因素对除铁效果影响大小排序为(C2O42-)T过量倍数、浸出温度、n(H2C2O4)/n(K2C2O4),其中n(H2C2O4)/n(K2C2O4)与浸出温度的交互作用最为显著。H2C2O4-K2C2O4浸出焙烧氰化尾渣中赤铁矿结果进一步证明,草酸-草酸盐混合浸出体系是一种高效除铁剂,且浸出液中的铁资源化利用工艺简单,其优势是现有除铁剂无法比拟的。
张鑫阳,邢鹏飞,庄艳歆,都兴红,王帅
摘要:
由于铋元素密度较大,在工业硅碳热还原冶炼过程中容易沉淀,导致冶炼所得工业硅中杂质分布不均,质量下降,因此研究铋在碳热还原反应中的动力学行为,为工业硅冶炼中铋含量的控制提供理论指导具有重要意义。通过热重分析方法研究了不同碳质还原剂对铋氧化物(三氧化二铋)碳热还原的影响。结果表明,石油焦相较于石墨活性更高,石油焦作还原剂具有更好的还原性能。对不同温度下三氧化二铋还原熔炼产物进行了物相分析,其还原反应产物物相转变顺序为:Bi2O3→Bi2O2.5→Bi。通过热重分析法研究了不同升温速率下三氧化二铋碳热还原反应动力学,应用等转化率法、Kissinger法和?atava-?esták法进行动力学分析,得到三氧化二铋碳热还原反应平均表观活化能E0=142.41 kJ/mol,指前因子A0=2.96×109 s-1;反应机理属于相边界反应,对应的动力学方程微分形式为3(1—α)2/3。
轻有色金属
胡金,姚明灿,钟通,范鹤林,王瑞祥,徐志峰
摘要:
为高效利用含钛高炉渣中钛元素,采用分子动力学模拟方法研究B2O3含量对CaO-SiO2-B2O3-TiO2系高炉渣微观结构和输运性质的影响。结果表明:B2O3的含量4%时,B—O、Si—O、Ti—O和Ca—O的键长分别为1.34、1.62、1.95和2.24 ?。渣中存在[SiO4]四面体、[BO3]三角体和[TiO6]八面体稳定结构单元。体系中加入B2O3含量并不会改变O—Si—O、O—B—O和O—Ti—O键角分布情况。随着B2O3的加入,Si—O—Si和B—O—B键角分别从156.12°和148.43°增大到158.17°和157.08°,大部分Ti-O-Ti键角分布在100.48°,小部分Ti—O—Ti键角从140.17°减小到135.53°。随着B2O3含量的增加,B—O—M(Ca、Si、B和Ti)氧连接占比增多,熔体中高配位结构解聚为低配位结构,体系整体聚合度降低,各离子自扩散系数均增大,熔体黏度从0.183 Pa?s降低到0.140 Pa?s。
张利珍,张永兴,伊跃军,张秀峰,马亚梦,谭秀民
摘要:
以青海某高钙富硼老卤为研究对象开展了提硼研究。结果表明,合适的萃取条件为:磺化煤油为稀释剂、异辛醇用量50%、萃取相比1.0、萃取混合时间15 min;合适的反萃条件为:反萃剂为pH=1的稀盐酸、反萃相比1.5、反萃混合时间15 min。以此条件在五级混合澄清槽中完成了连续逆流萃取—反萃运转试验,连续运转45 h,硼萃取率为95.49%,硼与钾、钠、钙、镁的分离效果较好;硼反萃率为99.59%,反萃液中硼含量达17.17 g/L。采用“溶剂萃取—反萃—高温蒸发低温冷却结晶—重溶冷却结晶—过滤洗涤—干燥”工艺高效分离提取硼,硼总回收率为92.33%,制备出的硼酸产品达国家质量标准(GB/T 538—2018)要求。
稀贵金属
柯兆华,郭安,邱小英,廖春生,蓝桥发,葛刘生,肖莉,黄德晟
摘要:
以MgO为沉淀剂沉淀MgSO4稀土浸出母液时,得到的稀土镁盐富集物REO总量较低,需要进一步除去杂质以沉淀富集稀土。以离子型稀土镁盐富集物为原料,进行碳化—酸溶—中和除杂—沉淀等工艺初步探索研究。结果表明:REO在碳化过程中的损失很少甚至可以忽略不计,有24.33%~30.9%MgO由稀土镁盐富集物转化进入碳化后液,在中和除杂过程中Fe去除率约99.5%,Al去除率约98.6%。以碳化后液为沉淀剂沉淀中和除杂后液得到碳酸稀土,经过灼烧,获得了符合《GB/T 20169—2015离子型稀土矿混合稀土氧化物》标准质量要求的稀土氧化物,该工艺总渣率为19.81%~23.22%,REO总收率平均89.43%。为了从离子型稀土镁盐富集物中提取稀土的工艺形成成套工艺技术,获取最优的工艺技术参数,有待于后续深入研究和优化。
彭明星,廖彬,王杰,曾慕知,廖文讯,廖春发,刘付朋,张伟
摘要:
砷和铁是湿法炼锌系统回收镓、锗工艺中主要的杂质元素,萃取分离工艺可实现砷铁的高效脱除,但得到的反萃液为高砷铁溶液,且含有少量镓、锗。为实现镓、锗的高效回收,采用中和沉淀法实现砷、铁与镓、锗的分离,考察沉淀终点pH、反应温度、反应时间、搅拌速度等参数对各金属离子沉淀率的影响。结果表明,在沉淀终点pH=2.5、反应温度25 ℃、反应时间1 h、搅拌速度240 r/min的最优条件下,铁和砷的脱除率分别为92.80%、98.13%,镓、锗的损失率分别为45.61%、7.35%。中和渣中损失的镓、锗可用弱酸溶液洗涤,酸洗液与中和后液共同返回到萃取系统回收镓和锗,提高综合回收过程中镓和锗的直收率。
廖文讯,廖彬,王杰,彭明星,廖春发,刘付朋,张伟
摘要:
从湿法炼锌工艺中得到的镓精矿是制备金属镓重要的中间产品,氢氧化钠浸出镓精矿制备电积前液是制备高品质金属镓的生产关键环节。通过研究氢氧化钠浸出镓精矿过程中添加剂的种类、添加剂用量、氢氧化钠浓度、浸出液固比、反应温度和浸出时间等工艺参数,分析了各工艺参数在镓精矿浸出过程中对Ga、Al的浸出率及浸出滤液过滤性能的影响。结果表明,在添加剂为15%CaO、NaOH浓度3 mol/L、液固比L/S=10、反应温度80 ℃、浸出时间120 min的最优条件下,Ga的浸出率为98.15%,Al的浸出率为53.01%,浸出滤液过滤速度为108.88 mL/min,添加剂CaO在反应过程中生成的铝酸钙作为滤饼支撑骨架,有效改善了浸出滤液的过滤性能。
材料与设备
常华,詹辉,同帜,郭雅妮,杨万波
摘要:
选取固体废物粉煤灰作为支撑体骨料,TiO2为烧结助剂,羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂,木炭粉为造孔剂,采用固态粒子烧结法制得初始陶瓷膜支撑体样品,并对其进行等比尺寸(直径)放大制备。探究支撑体尺寸放大制备中烧结温度、造孔剂添加量、尺寸(直径)放大倍数等因素对支撑体性能的影响,对物质组成、微观形貌、抗折强度、纯水通量、酸碱腐蚀率及孔径分布等性能进行表征。结果表明:最高烧结温度为1 050 ℃,造孔剂木炭粉添加量为15%(质量分数),放大到原尺寸(直径)的2倍时,所制得支撑体性能最佳,其内部孔隙均匀,颈型结构明显,纯水通量为4 728.26 L/(m2?h?MPa),抗折强度为25.15 MPa,中值孔径为3.06 μm,孔隙率为38.56%,酸、碱质量损失率分别为0.33%、0.25%。
梁勤娟,李昕,吴艳喆,彭慧,叶有明,谢雪珍,曾军
摘要:
湿法浸出锰矿或锰渣中的锰得到的硫酸锰浸出液中含有钙、镁杂质离子,对后续锰产品的纯度造成很大影响。为深度除硫酸锰浸出液中的Ca2+、Mg2+,并最大化利用锰浸出液,可以将净化后的锰浸出液制备成高附加值的MnO2纳米材料。以含钙、镁的硫酸锰浸出液为研究对象,将锰浸出液除钙、镁后,以(NH4)2S2O8为氧化剂,采用水热法将净化后的锰浸出液制备成高附加值的MnO2纳米材料,探究溶液的pH、反应温度、反应时间对制备MnO2纳米棒物相和形貌的影响。结果表明:当反应温度为150 ℃、反应时间为10 h、加入氧化剂用量为理论量、反应pH为1~7的条件下制备出的β-MnO2结晶度最好。
张晟郅,张承龙,王瑞雪,马恩
摘要:
接线盒和边框是晶硅光伏组件的重要组分,其拆解效率和准确性直接影响了晶硅光伏组件后续拆解回收的利用程度及经济价值。研发了一种自动化拆解设备,首先对拆解设备进行三维模型的设计和搭建,然后通过科学合理的测试和仿真,利用试验数据和仿真结果,完成了对废旧晶硅光伏组件接线盒和边框回收设备的设计。结果表明:设计方案具有一定的可行性,设备整体运行稳定,接线盒拆除装置能够铲下完整的接线盒;边框拆解装置能够在不破坏玻璃等其他组分的前提下顺利拆解下铝合金边框。整体设备拆解动作流畅,拆解效率较手工拆解有很大提升,同时拆解损坏率也大大降低。
许国瑞,李煜,巢文正,卜丽丽,罗淯耀,赵伟,符丽纯
摘要:
以工业固体废弃物萤石尾矿和高炉粉尘为主要原料,通过碳热还原法制备了萤石尾矿基多孔陶瓷负载零价铁(FT/BFD@Fe0)复合材料,并用于降解亚甲基蓝(MB)废水。系统探究了废水pH、废水初始浓度、高炉粉尘添加量、FT/BFD@Fe0投加量、温度对FT/BFD@Fe0吸附性能的影响,并探究了相关反应机理。结果表明,当pH=7、初始MB质量浓度20 mg/L、高炉粉尘添加量15%、FT/BFD@Fe0投加量10 g/L、温度15 ℃时,FT/BFD@Fe0对亚甲基蓝的去除效率在3 h内达到了92.0%。热力学分析与动力学模型表明,FT/BFD@Fe0对亚甲基蓝吸附反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。
汪洋,周开鸣
摘要:
目前工业中的固砷的方法主要是铁法固砷,即使用稳定的晶型砷酸铁除砷固砷。为了对砷酸铁固砷进行优化研究,使用惰性四氧化三铁对砷酸铁晶体进行包覆处理,增强其耐酸碱能力,实现稳定化固砷的目的。通过对不同反应pH、铁砷摩尔比、反应温度所制备复合材料稳定性的研究,确定最优化固砷条件。最后通过毒性浸出试验(TCLP)评估了四氧化三铁包覆后的磁性固砷材料在极端环境下的长期稳定性。结果表明:使用四氧化三铁稳定化处理后的砷酸铁材料,能够达到国家危废处理相关标准,是合格的固砷材料。
陶亮,李亦然,蒋浩,于艺彬,陈昊冰,赵黎明
摘要:
随着铀矿的开采,所带来的矿山周围土壤放射性污染问题对生态环境、人体健康造成严重影响。采用柠檬酸联合铀酰离子印迹淋洗含铀土壤的方法,可以温和高效去除矿山周围土壤中的铀。结果表明,在pH=4淋洗环境中,温和循环淋洗系统对铀的去除率为89.92%,而仅使用柠檬酸淋洗对于铀的去除率为59.6%;相较于单一柠檬酸淋洗,试验达到平衡时间减少了20 h,对于土壤中常规元素的洗出率减少10个百分点。同时,传统化学淋洗方式中,柠檬酸投入量通常约为20~100 g/L,而本试验中,柠檬酸投入量仅为15 g/L,有着极高的成本优势。
环境工程
钟擅兵,孙宝庭,陈永强,杨裕东,张忠堂,马保中,李玉虎
摘要:
基于砷、锑在酸性溶液中的溶解差异性,结合砷锑烟尘和冶炼污酸的成分特征,提出氧化酸浸分砷—湿法还原固砷的砷锑烟尘与冶炼污酸的联合处置工艺。结果表明,在过氧化氢加料系数1、过氧化氢质量分数30%、液固比5、温度30 ℃、浸出时间4 h、污酸酸度1 mol/L条件下,砷的浸出率可达99%以上,所得浸出渣锑含量高达90%,砷含量仅为0.2%,实现了高砷锑烟尘中砷和锑的初步分离;采用氯化亚锡二段还原工艺,在酸度12 mol/L,温度90 ℃,n(NaCl)/n(As)=3,还原剂系数1,反应时间4 h的条件下,砷还原率可达99.75%,反应后液中锑浓度为6.72 g/L,砷浓度仅为0.17 g/L,实现砷和锑的二次分离。
谢继道,周俊,付红,张彩香
摘要:
废电路板有色金属资源化回收利用过程中,会产生大量的冶炼炉渣。针对《国家危险废物名录》(2021年版)实施后有色金属资源化回收冶炼炉渣的下一步安全处置方式、危险特性不明等问题,选取国内某典型电子危险废物治理企业富氧侧吹冶炼炉渣为研究对象,通过采集100个样品进行元素种类和腐蚀性、毒性特性测试,得出该冶炼炉渣不具有危险废物鉴别标准规定的危险特性,可按照一般工业固体废物进行管理的结论。该结论有助于冶炼炉渣的危险特性判断和环境监管,也为冶炼炉渣类无害化处理和资源化利用提供了技术指导。
王胜蓝,蒋月,马杰,王俭,刘萍,邓力,孙静,龚玲
摘要:
以重庆市危险废物处置场周边地下水为研究对象,测定了As、Cd、Al、Cu、Zn、Hg、Pb、Cr、Ni和Fe金属元素浓度,利用内梅罗指数法和地下水污染物容量评价指数法分析地下水重金属污染水平,并采用蒙特卡罗模拟的健康风险评价模型评估地下水中重金属的人体健康风险。结果表明,研究区地下水8月检出因子多于5月,超标情况主要集中在8月。内梅罗指数和地下水污染物容量指数表明,地下水中各重金属8月污染程度总体高于5月,Al为主要污染元素;5#点位污染程度最高,其他点位无污染。健康风险表明,非致癌健康风险儿童高于成人,非致癌健康风险的主要影响途径为饮用水途径;儿童和成人的致癌健康风险均在可接受范围内,但儿童的致癌健康风险高于成人。敏感性分析表明,非致癌风险中Al、Pb和每日平均饮用量(IR)的敏感度排前三,致癌风险中As的敏感度最高,Al和As是影响人体健康风险的主要因素。
冶金史
张睿祥,欧秀花,朱思齐
摘要:
甘肃东部及关中地区是秦文化遗址分布的密集区,这一地区发现的秦国青铜器对于研究其风格、冶铸技术、矿料来源等问题具有重要的价值。对已发表的礼县、凤翔、陇县、陈仓、秦陵等地秦国青铜器铅同位素数据进行整理分析。结果表明:春秋时期,秦国青铜器矿料特征相近,主要来自大冶铜绿山、皖南沿江及小秦岭一带。春秋早、中、晚期表现出明显的交替,这一变化与中原及汉淮地区趋于同步。战国晚期秦陵出土青铜器的矿源不同于秦国其它遗址,这一时期矿料来源地与小秦岭一带关系密切。研究结论揭示了东周时期秦国与南方地区的楚国、曾国在青铜资源流通方面的交流互动。
李倩
摘要:
锡料是青铜器生产的关键物质资源,其来源及流通途径问题是中国乃至世界范围内青铜时代研究的重要议题之一。通过对锡同位素这一新兴锡料溯源方法的梳理归纳,结合地中海青铜时代青铜器锡料来源研究的应用实践,以及对中国盘龙城遗址和琉璃河遗址锡料来源的初探,为中国青铜器锡料产地与来源等考古问题的解决提供新思路。