重有色金属
杨贵严,巫旭,苟雪莲,冯建华,李豪杰,李亦婧,郭勇,卢晓锋
摘要:
以氯气(Cl2)为Fe2+和Co2+氧化的氧化剂、Na2CO3为沉淀剂,对镍电解阳极液—硫化氢除铜后液深度除铁钴、Cl2利用率和除铁钴渣成分进行了系统研究,正交试验和单因素条件试验确立了最佳的Cl2氧化沉淀法除铁钴的最佳工艺条件,阐明了除铁钴渣中镍、铁、钴的存在形态。结果表明:Cl2氧化沉淀铁、镍和钴的反应均属于放热反应,能够自发进行,且热力学反应优先顺序为Fe2+>Co2+>Ni2+;正交试验和单因素条件试验结果一致,最佳的除铁钴工艺条件为:通Cl2前pH =5.0、通Cl2终点ORP =1 050 mV、反应终点pH≥4.5。在此条件下,Fe2+和Co2+去除率分别为99.8%和97%,Cl2利用率大于97%,除铁钴渣的Ni/(Fe+Co)=0.88。除铁钴渣主要由Ni、Fe、Co、O、S等元素组成;Ni以+2价为主,Fe和Co则以+3价为主。
马绍斌,兰国辉,刘殿传,肖毕高
摘要:
某铅锌冶炼厂通过烟化炉处理铅锌冶炼渣回收有价金属,由于烟化炉采用的钢制冷却水套使用寿命短,导致作业率偏低。同时,由于烟化炉冶炼渣的SiO2含量高,烟化炉经常出现炉渣流动性恶化而影响作业率。随着该冶炼厂渣物料产量的增加,烟化炉能力不足的问题逐渐凸显,急需提升作业率和炉床能力。通过系统研究,对烟化炉的工艺和设备进行优化改造,烟化炉的实际作业率从改造前的85.01%提高到96.48%,床能力提高3.9 t/(m2?d),达到21~22 t/(m2?d)。
刘鑫宇,郭宝,左蔚然
摘要:
传统湿法炼锌工艺存在烟气处理成本高、综合回收率低等问题,近年来,氧压浸出技术因其原料适应性强、锌回收率高、环境污染小等优点被应用于锌冶炼工业。介绍了锌精矿氧压浸出的生产工艺,论述了浸出过程反应的基本原理,以及离子催化、温度、酸度、分散剂等条件对浸出过程离子行为的影响与机理。讨论了锌精矿中伴生元素铁、镓、锗、铟、银等的浸出行为及在不同浸出条件下浸出行为的变化。
杨瑞祥,张荣良,张威,王硕渊,吴昂基
摘要:
采用铜冶炼酸性废水浸出废旧三元锂离子电池正极材料,考察了浸出温度、酸性废水中初始H2SO4浓度、搅拌速度对Co浸出率的影响。结果表明,当浸出时间150 min、浸出温度363 K、液固比12.5、还原剂淀粉用量10 g/L、酸性废水中初始H2SO4浓度1.5 mol/L时,正极材料中的Co的浸出率可达99.12%。利用未反应收缩核模型分析了还原浸出过程中Co的动力学。结果表明,Co的浸出过程受内扩散和界面化学反应混合控制,表观活化能为23.657 kJ/mol,动力学方程为:
1-(1-x)^(1/3)+β[1-2/3 x-(1-x)^(2/3) ]=4.5243C^1.29211 V^1.60337 [exp?〖(23657/RT)]〗 t
李硕夫,朱景和
摘要:
铜冶炼过程中产生的冶炼渣含有较多的铜、钴等有价金属,从冶炼渣中回收这些有价金属具有重要经济价值和环保意义。以Cu含量8.26%、Co含量1.52%的富钴铜冶炼渣为原料,采用预浸——氧压浸出工艺对其进行处理。系统考察了酸矿比、反应温度、反应时间、氧分压、液固比对Co、Cu、Fe浸出率/浸出效果的影响,得出最佳工艺条件为:液固比3、反应温度230 ℃、反应时间1.5 h、酸矿比350 kg/t、磨矿细度—0.074 mm占75%、氧分压0.2 MPa,在该条件下,Co、Cu、Fe浸出率分别达到98.38%、95.34%和2.07%。相较于常压浸出,该工艺能有效降低酸耗和浸液中铁离子浓度。
轻有色金属
张婷婷,蒋搏涛,田野,范文刚,史思敏,查伊健
摘要:
从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧锂离子电池的石墨负极为还原剂,将三元锂离子电池中的Li2O转化为Li蒸气,挥发并冷凝回收。结果显示:在真空度28 Pa、1 200 ℃保温4 h的优化条件下,锂挥发回收率可达到99.76%。本研究对于废旧锂离子电池真空提锂新技术的开发具有指导作用。
陈菁,李拓夫
摘要:
以废弃三元锂离子电池正极材料(spent-NCM)为研究对象,葡萄糖(C6H12O6)为焙烧剂,采用焙烧—水浸工艺实现锂的选择性优先浸出。结果表明,在600 ℃焙烧90 min、C6H12O6与spent-NCM质量比25%、浸出液固比20 mL/g的条件下,spent-NCM中的有价金属元素转变为水溶性的Li2CO3和不溶性的Ni、Co和MnO,焙烧产物经水浸可选择性优先分离Li,Li的浸出率为95.62%。
罗振勇,陈沐阳,公彦兵,Byambagar Batdelger,Tungalagtamir Bold
摘要:
粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的大宗工业固体废弃物,富含丰富的铝资源。基于生态环境效益及我国铝土矿资源匮乏的双重驱动,从粉煤灰中回收铝资源具有重要意义。主要综述了酸法、碱法和其他方法等粉煤灰中回收铝资源的方法,比较了氧化铝提取率、反应温度和酸碱浓度等主要技术指标,总结和讨论了现有技术的优缺点,指出上下游产业链的构建是粉煤灰中铝资源回收产业化的迫切问题,提出紧密结合地方区域循环经济发展,研发绿色、温和、副产品综合利用的新技术是未来粉煤灰综合利用产业发展的必由之路。
邵雪晴,夏永忠,晁群,孔令娜,杨钦艳,马文青,王蓁
摘要:
锂辉石的晶型转化焙烧(焙烧转型)是传统提锂工艺的先决条件和基础。对α-锂辉石转变为β-锂辉石晶型的过程进行热力学分析,利用HSC软件模拟探讨吉布斯自由能随温度变化的关系,结合热重谱图证明α-锂辉石的焙烧温度需高于800 ℃才能发生晶形转变,验证焙烧温度是影响焙烧转型的关键因素。考察不同焙烧条件和对锂浸出率的影响。结果表明,在焙烧温度1 050 ℃、焙烧时间60 min的条件下,锂辉石的晶转率最高可达98.94%,锂浸出率可达97.88%,并通过XRD和SEM分析锂辉石的物相和形貌变化。
谢思源,蒋伟,汪胜东,蒋训雄,张登高,毛寒成,赵峰
摘要:
针对钒钛磁铁矿高炉冶炼副产的含钛高炉渣成分复杂、难以处理特点,采用氯化铵焙烧活化—浸出提质处理工艺,进行钙铝镁等杂质金属元素的脱除,获得钛富集物。考察焙烧和浸出过程中各参数对杂质脱除的影响。结果表明,在焙烧温度450 ℃、焙烧时间1 h、氯化铵配比40%、原料—0.074 mm占比83%,盐酸浓度9%、液固比5、浸出时间4 h、浸出温度90 ℃的优化条件下,含钛高炉渣中钙、铝、镁脱除率分别达到73.22%、90.04%、91.39%,钛损失率仅有0.34%,达到选择性脱除炉渣中杂质元素,提高含钛高炉渣品质的目的。
稀贵金属
吴汉娇,王海文,陈云龙,胡显智,字富庭
摘要:
硫代硫酸盐提金是一种绿色环保的非氰提金方法,但高效回收金浸出液中的金尚待进一步研究。以甲基三辛基氯化铵(TOMAC)为萃取剂,考察了萃取条件(萃取剂浓度、相比、萃取时间)及金浸出液性质(pH、硫代硫酸盐浓度、初始Au(I)浓度)对TOMAC萃取Au(Ⅰ)性能的影响。结果表明:室温条件下,TOMAC为萃取剂能从硫代硫酸盐金浸出液中高效萃取Au(Ⅰ)。当A/O=1、pH=9、硫代硫酸盐浓度0.1 mol/L、TOMAC浓度1.8 g/L时,对低浓度金(0~25 mg/L)几乎能完全萃取;采用1 mol/L NaCl能有效反萃出TOMAC有机相中的Au(Ⅰ)。TOMAC萃取Au(Ⅰ)的机制为:TOMAC通过其表面的Cl-与溶液中的Au(Ⅰ)发生离子交换,形成[C25H54N]3[Au(S2O3)2]络合物。TOMAC对Au(S2O3)23-具有良好的萃取性能,可实现硫代硫酸盐金浸出液中Au(I)的高效回收,具有对硫代硫酸提金技术的潜在应用价值。
刘培勋,胡广寿,李虎平,唐晓亮,马旭花
摘要:
近年来,稀土冶炼分离企业在萃取提纯镨钕系列化合物的过程中普遍出现了铈组分分离顺序错位的现象。目前,尚未见到关于稀土萃取流程中各功能段有机相中Ce(Ⅳ)分布规律以及稀释剂选型与稀土冶炼过程铈组分分离顺序错位的关联性相关报道。以稀土分离流程中经典的铈镨分离工艺作为理论模型,系统研究了各萃取功能段Ce(Ⅳ)分布规律与影响因素,对稀释剂化学组成和化学特性进行了分析,同时测定了不同稀释剂对有机相中Ce(Ⅳ)的抑制作用。研究结果表明,稀土萃取分离过程中的水相酸度、元素配分、萃取级数等对各分离段有机相中Ce(Ⅳ)含量影响明显。稀释剂选型对稀土萃取分离过程有机相中Ce(Ⅳ)的抑制作用受其化学组成的影响,其抑制作用依次为:煤油>磺化煤油>溶解油,实际工业化生产过程中可通过补加适量的高溴值煤油或调整稀释剂中某些有效成分来抑制有机相中Ce(Ⅳ)的生成。该研究对后续工艺改进、确保稀土萃取分离过程镨钕系列产品质量稳定具有一定的指导意义。
刘殿传,柴伟
摘要:
在高新技术对锗需求日益增长的背景下,基于对烟尘浸出渣中锗赋存状态的考察,查明了硅锗聚合沉淀机制,及超声诱导锗硅沉淀高效分散解聚机制。采用相关性分析等首次为锗硅聚合沉淀猜想提供实质性证据,Ge-Si相关性系数k为66.57,相关性拟合度R2高达97.99%。在含锗氧化锌烟尘浸出过程中,溶液中硅离子会聚合形成硅酸胶体吸附溶液中的锗,引起锗损失14.81%,造成锗工业回收率低。超声引入浸出过程后,会在溶液中会产生空化气泡,发生空化作用,空化气泡破裂时释放的能量形成局部的高温高压并产生冲击波与微射流,会持续不断冲击聚硅酸胶体表面,使得聚硅酸胶体比表面积增大58.19%,孔径增大666.32%,孔容增大165.79%,使得大颗粒的硅胶解聚为小颗粒的低聚硅酸,降低硅胶对锗的吸附,超声条件下锗损失降低了59.35%。研究建立的氧化锌烟尘浸出过程硅-锗沉淀高效分散解聚,可有效实现氧化锌烟尘中锗高效回收。
材料与设备
王开,张念炳,甄晓峰,曾令鹤
摘要:
采用TiO2粉、CaO、Al粉和B2O3为原料,经混匀、压片、烧结后,制备出了Al-Ti-B中间合金粉末。利用XRD、SEM-EDS、XPS等表征手段,对烧结产物的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析。结果表明,在钙铝比1.6、钛硼比5、1 485 ℃烧结20 min的条件下,烧结产物的主要物相为Al3Ti、TiB2、Al、CaAl4O7和CaAl2O4;烧结产物中Al3Ti成块状,TiB2成小颗粒状,两者均匀分布在铝基体中;TiO2在反应中存在逐级还原的现象。烧结法可以制备出Al-Ti-B中间合金粉体。
王建强,杨昕远,李会泉,王勇,沈涛,瞿华清
摘要:
铜漆包线是重要的二次铜资源,回收过程中表面有机漆层的脱除主要依靠热解,热解炉内的不均加热将导致漆层脱除不完全或铜线表面氧化。以某铜漆包线热解炉为研究对象,通过数值模拟的方法对热解炉内燃烧及传热过程进行计算,并根据模拟结果进行了结构优化:使用EDM燃烧模型模拟甲烷燃烧产生热量,得到炉内高温气流的温度场分布及气流流向,发现炉内存在流动死区及罐体加热不均匀问题。根据计算所得流场及温度场对炉膛结构设计进行优化,增加导流挡板及更改出口位置等,增加热解罐受热面积,解决罐体加热不均问题,提升温度均匀性约58%,可提前20 min达到热解所需温度,在工业生产中可以节省耗气量。
李丽君,张臻悦,吴汉军,郭文达
摘要:
煤系伴生资源提取不可避免产生大量低浓度含锗废液,导致稀散金属锗资源的流失,并污染环境。采用酒石酸改性铁锰氧化物(JFMBO作为吸附材料富集回收煤浸出液中低浓度锗,通过XRD、BET、Zeta电位等测试手段研究了JFMBO的晶体结构和表面性质等特征,并探究了JFMBO对锗的吸附行为。结果表明,改性铁锰氧化物吸附锗的最佳投加量为2 g/L;JFMBO对锗的吸附容量与溶液pH呈现正相关的趋势;JFMBO对锗的吸附容量随离子强度的增大而降低,升高温度有助于JFMBO对锗吸附反应的进行。锗在JFMBO上的吸附过程可用准二级动力学方程描述,吸附等温线更符合Langmuir模型,25 ℃下锗的最大饱和吸附容量为169.535 μmol/g。JFMBO可再生使用,循环进行3次吸附-脱附后仍可保持较高的吸附效率。
包申旭,周海林,张一敏,黄慕洋,Dombon Enkhbat
摘要:
地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。
环境工程
李成,许晔,朱文云,李中林,彭彪,李义兵,何贵香
摘要:
电解锰渣(EMR)是金属锰湿法冶炼过程中产生的一种固体废物,其堆积量大,对环境造成了严重的污染。但电解锰渣中富含硫酸盐,依据其特性,可与矿粉(GGBFS)复合制备胶凝材料。以矿粉为主要原料,电解锰渣为矿粉的硫酸盐激发剂,熟石灰为碱激发剂,制备电解锰渣-矿粉复合胶凝材料。探究电解锰渣、矿粉和熟石灰的最佳配比,并在此基础上对电解锰渣在不同温度下煅烧改性,通过力学测试确定最佳煅烧温度。利用XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM等表征方式分析胶凝材料的水化产物及水化机理,同时对硬化体进行毒性测试。结果表明:电解锰渣对矿粉有良好的激发作用,复合胶凝材料中电解锰渣、矿粉、熟石灰最佳质量配比为2︰7︰1,其28 d的抗压强度达到27.2 MPa,电解锰渣经350 ℃煅烧所制备的复合胶凝材料抗压强度达到30.5 MPa。复合胶凝材料的水化产物主要为钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H);28 d硬化体浸出液中的重金属浓度均在《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)标准限值内,复合胶凝材料具有良好的安全性。
刘畅,窦琳,张益硕
摘要:
采用简便的水热法,通过改变原料、控制反应时间和温度制备了不同形貌(片状、颗粒状、棒状和花状)的硫化锡(SnS2),通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的晶相和形貌进行了确认,利用紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)对材料的光学特征进行了分析。并探究了不同形貌SnS2、pH、铀初始浓度及催化剂投加量对六价铀(U(Ⅵ))光还原过程的影响。结果表明,50 mg颗粒形态的SnS2,在pH=5.0的条件下具有最高的铀光还原性能,此外,随着铀初始浓度升高,光还原率也逐步升高。最后,确认了铀的还原价态为四价,同时探明了不同气氛对光还原过程的影响。
漆文斌,李冠超,杨波,孙功明,高柏,方正,史天成
摘要:
土壤中放射性核素铀是主要天然辐射贡献者之一,当土壤中铀含量异常时其化学毒性和放射性会对人类健康产生严重威胁。城市是人口高密度区,明确土壤中铀含量水平是城市放射性地质调查重要工作,为城市规划区及潜在规划区提供基础数据支撑。以某城市土壤作为研究对象,通过静态吸附试验和模拟降雨动态淋滤试验方式,对城市放射性地质调查土壤中铀迁移转化机制进行分析研究。结果表明:加Cu离子使土壤铀吸附率下降9.7%;初始铀浓度、吸附时间、粒径大小表明定量土壤中吸附铀酰离子的负点电荷有限;pH为4~6的土壤吸附铀能力最强。SEM分析表明,吸附铀酰后,土壤表面由凹凸不平变为平滑、孔隙度减少及变小。铀在不同pH下的淋洗动力学均符合双常数动力学程,土壤表面对铀的释放表现为一定的微曲线性特征。在pH为4~6自然酸性条件下,当溶液中铀含量大于土壤时,土壤会吸附溶液中铀酰离子;当溶液中铀含量小于土壤时,土壤中铀酰离子易释放到溶液中。该研究为城市放射性地质调查提供了理论依据。
张子妍,李泽兵,郑雨,陈箭光,方靖楠,唐颖异,孙占学
摘要:
将玉米发酵液作为微生物硫酸盐还原体系的碳源,可大幅降低还原成本,对实现硫酸盐废水经济、高效处理具有重要意义。探究了复合碳源比例、碳硫比(C/S)和pH等对硫酸盐还原菌(SRB)还原硫酸盐的影响。结果表明:在初始SO42-浓度为(1 000±50) mg/L时,5种复合碳源比例均能获得较好的硫酸盐还原效果,剩余SO42-浓度均小于地下水质量标准Ⅳ类水质350 mg/L要求;当初始C/S=0~3.5时,随C/S比升高,SRB的硫酸盐还原速率增加,但碳源的硫酸盐还原利用效率下降;在初始pH接近7.0时SRB硫酸盐还原活性最佳。反应体系pH和ORP值的变化可准确指示细菌活性变化。
重有色金属
杨贵严,巫旭,苟雪莲,冯建华,李豪杰,李亦婧,郭勇,卢晓锋
摘要:
以氯气(Cl2)为Fe2+和Co2+氧化的氧化剂、Na2CO3为沉淀剂,对镍电解阳极液—硫化氢除铜后液深度除铁钴、Cl2利用率和除铁钴渣成分进行了系统研究,正交试验和单因素条件试验确立了最佳的Cl2氧化沉淀法除铁钴的最佳工艺条件,阐明了除铁钴渣中镍、铁、钴的存在形态。结果表明:Cl2氧化沉淀铁、镍和钴的反应均属于放热反应,能够自发进行,且热力学反应优先顺序为Fe2+>Co2+>Ni2+;正交试验和单因素条件试验结果一致,最佳的除铁钴工艺条件为:通Cl2前pH =5.0、通Cl2终点ORP =1 050 mV、反应终点pH≥4.5。在此条件下,Fe2+和Co2+去除率分别为99.8%和97%,Cl2利用率大于97%,除铁钴渣的Ni/(Fe+Co)=0.88。除铁钴渣主要由Ni、Fe、Co、O、S等元素组成;Ni以+2价为主,Fe和Co则以+3价为主。
马绍斌,兰国辉,刘殿传,肖毕高
摘要:
某铅锌冶炼厂通过烟化炉处理铅锌冶炼渣回收有价金属,由于烟化炉采用的钢制冷却水套使用寿命短,导致作业率偏低。同时,由于烟化炉冶炼渣的SiO2含量高,烟化炉经常出现炉渣流动性恶化而影响作业率。随着该冶炼厂渣物料产量的增加,烟化炉能力不足的问题逐渐凸显,急需提升作业率和炉床能力。通过系统研究,对烟化炉的工艺和设备进行优化改造,烟化炉的实际作业率从改造前的85.01%提高到96.48%,床能力提高3.9 t/(m2?d),达到21~22 t/(m2?d)。
刘鑫宇,郭宝,左蔚然
摘要:
传统湿法炼锌工艺存在烟气处理成本高、综合回收率低等问题,近年来,氧压浸出技术因其原料适应性强、锌回收率高、环境污染小等优点被应用于锌冶炼工业。介绍了锌精矿氧压浸出的生产工艺,论述了浸出过程反应的基本原理,以及离子催化、温度、酸度、分散剂等条件对浸出过程离子行为的影响与机理。讨论了锌精矿中伴生元素铁、镓、锗、铟、银等的浸出行为及在不同浸出条件下浸出行为的变化。
杨瑞祥,张荣良,张威,王硕渊,吴昂基
摘要:
采用铜冶炼酸性废水浸出废旧三元锂离子电池正极材料,考察了浸出温度、酸性废水中初始H2SO4浓度、搅拌速度对Co浸出率的影响。结果表明,当浸出时间150 min、浸出温度363 K、液固比12.5、还原剂淀粉用量10 g/L、酸性废水中初始H2SO4浓度1.5 mol/L时,正极材料中的Co的浸出率可达99.12%。利用未反应收缩核模型分析了还原浸出过程中Co的动力学。结果表明,Co的浸出过程受内扩散和界面化学反应混合控制,表观活化能为23.657 kJ/mol,动力学方程为:
1-(1-x)^(1/3)+β[1-2/3 x-(1-x)^(2/3) ]=4.5243C^1.29211 V^1.60337 [exp?〖(23657/RT)]〗 t
李硕夫,朱景和
摘要:
铜冶炼过程中产生的冶炼渣含有较多的铜、钴等有价金属,从冶炼渣中回收这些有价金属具有重要经济价值和环保意义。以Cu含量8.26%、Co含量1.52%的富钴铜冶炼渣为原料,采用预浸——氧压浸出工艺对其进行处理。系统考察了酸矿比、反应温度、反应时间、氧分压、液固比对Co、Cu、Fe浸出率/浸出效果的影响,得出最佳工艺条件为:液固比3、反应温度230 ℃、反应时间1.5 h、酸矿比350 kg/t、磨矿细度—0.074 mm占75%、氧分压0.2 MPa,在该条件下,Co、Cu、Fe浸出率分别达到98.38%、95.34%和2.07%。相较于常压浸出,该工艺能有效降低酸耗和浸液中铁离子浓度。
轻有色金属
张婷婷,蒋搏涛,田野,范文刚,史思敏,查伊健
摘要:
从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧锂离子电池的石墨负极为还原剂,将三元锂离子电池中的Li2O转化为Li蒸气,挥发并冷凝回收。结果显示:在真空度28 Pa、1 200 ℃保温4 h的优化条件下,锂挥发回收率可达到99.76%。本研究对于废旧锂离子电池真空提锂新技术的开发具有指导作用。
陈菁,李拓夫
摘要:
以废弃三元锂离子电池正极材料(spent-NCM)为研究对象,葡萄糖(C6H12O6)为焙烧剂,采用焙烧—水浸工艺实现锂的选择性优先浸出。结果表明,在600 ℃焙烧90 min、C6H12O6与spent-NCM质量比25%、浸出液固比20 mL/g的条件下,spent-NCM中的有价金属元素转变为水溶性的Li2CO3和不溶性的Ni、Co和MnO,焙烧产物经水浸可选择性优先分离Li,Li的浸出率为95.62%。
罗振勇,陈沐阳,公彦兵,Byambagar Batdelger,Tungalagtamir Bold
摘要:
粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的大宗工业固体废弃物,富含丰富的铝资源。基于生态环境效益及我国铝土矿资源匮乏的双重驱动,从粉煤灰中回收铝资源具有重要意义。主要综述了酸法、碱法和其他方法等粉煤灰中回收铝资源的方法,比较了氧化铝提取率、反应温度和酸碱浓度等主要技术指标,总结和讨论了现有技术的优缺点,指出上下游产业链的构建是粉煤灰中铝资源回收产业化的迫切问题,提出紧密结合地方区域循环经济发展,研发绿色、温和、副产品综合利用的新技术是未来粉煤灰综合利用产业发展的必由之路。
邵雪晴,夏永忠,晁群,孔令娜,杨钦艳,马文青,王蓁
摘要:
锂辉石的晶型转化焙烧(焙烧转型)是传统提锂工艺的先决条件和基础。对α-锂辉石转变为β-锂辉石晶型的过程进行热力学分析,利用HSC软件模拟探讨吉布斯自由能随温度变化的关系,结合热重谱图证明α-锂辉石的焙烧温度需高于800 ℃才能发生晶形转变,验证焙烧温度是影响焙烧转型的关键因素。考察不同焙烧条件和对锂浸出率的影响。结果表明,在焙烧温度1 050 ℃、焙烧时间60 min的条件下,锂辉石的晶转率最高可达98.94%,锂浸出率可达97.88%,并通过XRD和SEM分析锂辉石的物相和形貌变化。
谢思源,蒋伟,汪胜东,蒋训雄,张登高,毛寒成,赵峰
摘要:
针对钒钛磁铁矿高炉冶炼副产的含钛高炉渣成分复杂、难以处理特点,采用氯化铵焙烧活化—浸出提质处理工艺,进行钙铝镁等杂质金属元素的脱除,获得钛富集物。考察焙烧和浸出过程中各参数对杂质脱除的影响。结果表明,在焙烧温度450 ℃、焙烧时间1 h、氯化铵配比40%、原料—0.074 mm占比83%,盐酸浓度9%、液固比5、浸出时间4 h、浸出温度90 ℃的优化条件下,含钛高炉渣中钙、铝、镁脱除率分别达到73.22%、90.04%、91.39%,钛损失率仅有0.34%,达到选择性脱除炉渣中杂质元素,提高含钛高炉渣品质的目的。
稀贵金属
吴汉娇,王海文,陈云龙,胡显智,字富庭
摘要:
硫代硫酸盐提金是一种绿色环保的非氰提金方法,但高效回收金浸出液中的金尚待进一步研究。以甲基三辛基氯化铵(TOMAC)为萃取剂,考察了萃取条件(萃取剂浓度、相比、萃取时间)及金浸出液性质(pH、硫代硫酸盐浓度、初始Au(I)浓度)对TOMAC萃取Au(Ⅰ)性能的影响。结果表明:室温条件下,TOMAC为萃取剂能从硫代硫酸盐金浸出液中高效萃取Au(Ⅰ)。当A/O=1、pH=9、硫代硫酸盐浓度0.1 mol/L、TOMAC浓度1.8 g/L时,对低浓度金(0~25 mg/L)几乎能完全萃取;采用1 mol/L NaCl能有效反萃出TOMAC有机相中的Au(Ⅰ)。TOMAC萃取Au(Ⅰ)的机制为:TOMAC通过其表面的Cl-与溶液中的Au(Ⅰ)发生离子交换,形成[C25H54N]3[Au(S2O3)2]络合物。TOMAC对Au(S2O3)23-具有良好的萃取性能,可实现硫代硫酸盐金浸出液中Au(I)的高效回收,具有对硫代硫酸提金技术的潜在应用价值。
刘培勋,胡广寿,李虎平,唐晓亮,马旭花
摘要:
近年来,稀土冶炼分离企业在萃取提纯镨钕系列化合物的过程中普遍出现了铈组分分离顺序错位的现象。目前,尚未见到关于稀土萃取流程中各功能段有机相中Ce(Ⅳ)分布规律以及稀释剂选型与稀土冶炼过程铈组分分离顺序错位的关联性相关报道。以稀土分离流程中经典的铈镨分离工艺作为理论模型,系统研究了各萃取功能段Ce(Ⅳ)分布规律与影响因素,对稀释剂化学组成和化学特性进行了分析,同时测定了不同稀释剂对有机相中Ce(Ⅳ)的抑制作用。研究结果表明,稀土萃取分离过程中的水相酸度、元素配分、萃取级数等对各分离段有机相中Ce(Ⅳ)含量影响明显。稀释剂选型对稀土萃取分离过程有机相中Ce(Ⅳ)的抑制作用受其化学组成的影响,其抑制作用依次为:煤油>磺化煤油>溶解油,实际工业化生产过程中可通过补加适量的高溴值煤油或调整稀释剂中某些有效成分来抑制有机相中Ce(Ⅳ)的生成。该研究对后续工艺改进、确保稀土萃取分离过程镨钕系列产品质量稳定具有一定的指导意义。
刘殿传,柴伟
摘要:
在高新技术对锗需求日益增长的背景下,基于对烟尘浸出渣中锗赋存状态的考察,查明了硅锗聚合沉淀机制,及超声诱导锗硅沉淀高效分散解聚机制。采用相关性分析等首次为锗硅聚合沉淀猜想提供实质性证据,Ge-Si相关性系数k为66.57,相关性拟合度R2高达97.99%。在含锗氧化锌烟尘浸出过程中,溶液中硅离子会聚合形成硅酸胶体吸附溶液中的锗,引起锗损失14.81%,造成锗工业回收率低。超声引入浸出过程后,会在溶液中会产生空化气泡,发生空化作用,空化气泡破裂时释放的能量形成局部的高温高压并产生冲击波与微射流,会持续不断冲击聚硅酸胶体表面,使得聚硅酸胶体比表面积增大58.19%,孔径增大666.32%,孔容增大165.79%,使得大颗粒的硅胶解聚为小颗粒的低聚硅酸,降低硅胶对锗的吸附,超声条件下锗损失降低了59.35%。研究建立的氧化锌烟尘浸出过程硅-锗沉淀高效分散解聚,可有效实现氧化锌烟尘中锗高效回收。
材料与设备
王开,张念炳,甄晓峰,曾令鹤
摘要:
采用TiO2粉、CaO、Al粉和B2O3为原料,经混匀、压片、烧结后,制备出了Al-Ti-B中间合金粉末。利用XRD、SEM-EDS、XPS等表征手段,对烧结产物的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析。结果表明,在钙铝比1.6、钛硼比5、1 485 ℃烧结20 min的条件下,烧结产物的主要物相为Al3Ti、TiB2、Al、CaAl4O7和CaAl2O4;烧结产物中Al3Ti成块状,TiB2成小颗粒状,两者均匀分布在铝基体中;TiO2在反应中存在逐级还原的现象。烧结法可以制备出Al-Ti-B中间合金粉体。
王建强,杨昕远,李会泉,王勇,沈涛,瞿华清
摘要:
铜漆包线是重要的二次铜资源,回收过程中表面有机漆层的脱除主要依靠热解,热解炉内的不均加热将导致漆层脱除不完全或铜线表面氧化。以某铜漆包线热解炉为研究对象,通过数值模拟的方法对热解炉内燃烧及传热过程进行计算,并根据模拟结果进行了结构优化:使用EDM燃烧模型模拟甲烷燃烧产生热量,得到炉内高温气流的温度场分布及气流流向,发现炉内存在流动死区及罐体加热不均匀问题。根据计算所得流场及温度场对炉膛结构设计进行优化,增加导流挡板及更改出口位置等,增加热解罐受热面积,解决罐体加热不均问题,提升温度均匀性约58%,可提前20 min达到热解所需温度,在工业生产中可以节省耗气量。
李丽君,张臻悦,吴汉军,郭文达
摘要:
煤系伴生资源提取不可避免产生大量低浓度含锗废液,导致稀散金属锗资源的流失,并污染环境。采用酒石酸改性铁锰氧化物(JFMBO作为吸附材料富集回收煤浸出液中低浓度锗,通过XRD、BET、Zeta电位等测试手段研究了JFMBO的晶体结构和表面性质等特征,并探究了JFMBO对锗的吸附行为。结果表明,改性铁锰氧化物吸附锗的最佳投加量为2 g/L;JFMBO对锗的吸附容量与溶液pH呈现正相关的趋势;JFMBO对锗的吸附容量随离子强度的增大而降低,升高温度有助于JFMBO对锗吸附反应的进行。锗在JFMBO上的吸附过程可用准二级动力学方程描述,吸附等温线更符合Langmuir模型,25 ℃下锗的最大饱和吸附容量为169.535 μmol/g。JFMBO可再生使用,循环进行3次吸附-脱附后仍可保持较高的吸附效率。
包申旭,周海林,张一敏,黄慕洋,Dombon Enkhbat
摘要:
地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。
环境工程
李成,许晔,朱文云,李中林,彭彪,李义兵,何贵香
摘要:
电解锰渣(EMR)是金属锰湿法冶炼过程中产生的一种固体废物,其堆积量大,对环境造成了严重的污染。但电解锰渣中富含硫酸盐,依据其特性,可与矿粉(GGBFS)复合制备胶凝材料。以矿粉为主要原料,电解锰渣为矿粉的硫酸盐激发剂,熟石灰为碱激发剂,制备电解锰渣-矿粉复合胶凝材料。探究电解锰渣、矿粉和熟石灰的最佳配比,并在此基础上对电解锰渣在不同温度下煅烧改性,通过力学测试确定最佳煅烧温度。利用XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM等表征方式分析胶凝材料的水化产物及水化机理,同时对硬化体进行毒性测试。结果表明:电解锰渣对矿粉有良好的激发作用,复合胶凝材料中电解锰渣、矿粉、熟石灰最佳质量配比为2︰7︰1,其28 d的抗压强度达到27.2 MPa,电解锰渣经350 ℃煅烧所制备的复合胶凝材料抗压强度达到30.5 MPa。复合胶凝材料的水化产物主要为钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H);28 d硬化体浸出液中的重金属浓度均在《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)标准限值内,复合胶凝材料具有良好的安全性。
刘畅,窦琳,张益硕
摘要:
采用简便的水热法,通过改变原料、控制反应时间和温度制备了不同形貌(片状、颗粒状、棒状和花状)的硫化锡(SnS2),通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的晶相和形貌进行了确认,利用紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)对材料的光学特征进行了分析。并探究了不同形貌SnS2、pH、铀初始浓度及催化剂投加量对六价铀(U(Ⅵ))光还原过程的影响。结果表明,50 mg颗粒形态的SnS2,在pH=5.0的条件下具有最高的铀光还原性能,此外,随着铀初始浓度升高,光还原率也逐步升高。最后,确认了铀的还原价态为四价,同时探明了不同气氛对光还原过程的影响。
漆文斌,李冠超,杨波,孙功明,高柏,方正,史天成
摘要:
土壤中放射性核素铀是主要天然辐射贡献者之一,当土壤中铀含量异常时其化学毒性和放射性会对人类健康产生严重威胁。城市是人口高密度区,明确土壤中铀含量水平是城市放射性地质调查重要工作,为城市规划区及潜在规划区提供基础数据支撑。以某城市土壤作为研究对象,通过静态吸附试验和模拟降雨动态淋滤试验方式,对城市放射性地质调查土壤中铀迁移转化机制进行分析研究。结果表明:加Cu离子使土壤铀吸附率下降9.7%;初始铀浓度、吸附时间、粒径大小表明定量土壤中吸附铀酰离子的负点电荷有限;pH为4~6的土壤吸附铀能力最强。SEM分析表明,吸附铀酰后,土壤表面由凹凸不平变为平滑、孔隙度减少及变小。铀在不同pH下的淋洗动力学均符合双常数动力学程,土壤表面对铀的释放表现为一定的微曲线性特征。在pH为4~6自然酸性条件下,当溶液中铀含量大于土壤时,土壤会吸附溶液中铀酰离子;当溶液中铀含量小于土壤时,土壤中铀酰离子易释放到溶液中。该研究为城市放射性地质调查提供了理论依据。
张子妍,李泽兵,郑雨,陈箭光,方靖楠,唐颖异,孙占学
摘要:
将玉米发酵液作为微生物硫酸盐还原体系的碳源,可大幅降低还原成本,对实现硫酸盐废水经济、高效处理具有重要意义。探究了复合碳源比例、碳硫比(C/S)和pH等对硫酸盐还原菌(SRB)还原硫酸盐的影响。结果表明:在初始SO42-浓度为(1 000±50) mg/L时,5种复合碳源比例均能获得较好的硫酸盐还原效果,剩余SO42-浓度均小于地下水质量标准Ⅳ类水质350 mg/L要求;当初始C/S=0~3.5时,随C/S比升高,SRB的硫酸盐还原速率增加,但碳源的硫酸盐还原利用效率下降;在初始pH接近7.0时SRB硫酸盐还原活性最佳。反应体系pH和ORP值的变化可准确指示细菌活性变化。
重有色金属
杨贵严,巫旭,苟雪莲,冯建华,李豪杰,李亦婧,郭勇,卢晓锋
摘要:
以氯气(Cl2)为Fe2+和Co2+氧化的氧化剂、Na2CO3为沉淀剂,对镍电解阳极液—硫化氢除铜后液深度除铁钴、Cl2利用率和除铁钴渣成分进行了系统研究,正交试验和单因素条件试验确立了最佳的Cl2氧化沉淀法除铁钴的最佳工艺条件,阐明了除铁钴渣中镍、铁、钴的存在形态。结果表明:Cl2氧化沉淀铁、镍和钴的反应均属于放热反应,能够自发进行,且热力学反应优先顺序为Fe2+>Co2+>Ni2+;正交试验和单因素条件试验结果一致,最佳的除铁钴工艺条件为:通Cl2前pH =5.0、通Cl2终点ORP =1 050 mV、反应终点pH≥4.5。在此条件下,Fe2+和Co2+去除率分别为99.8%和97%,Cl2利用率大于97%,除铁钴渣的Ni/(Fe+Co)=0.88。除铁钴渣主要由Ni、Fe、Co、O、S等元素组成;Ni以+2价为主,Fe和Co则以+3价为主。
马绍斌,兰国辉,刘殿传,肖毕高
摘要:
某铅锌冶炼厂通过烟化炉处理铅锌冶炼渣回收有价金属,由于烟化炉采用的钢制冷却水套使用寿命短,导致作业率偏低。同时,由于烟化炉冶炼渣的SiO2含量高,烟化炉经常出现炉渣流动性恶化而影响作业率。随着该冶炼厂渣物料产量的增加,烟化炉能力不足的问题逐渐凸显,急需提升作业率和炉床能力。通过系统研究,对烟化炉的工艺和设备进行优化改造,烟化炉的实际作业率从改造前的85.01%提高到96.48%,床能力提高3.9 t/(m2?d),达到21~22 t/(m2?d)。
刘鑫宇,郭宝,左蔚然
摘要:
传统湿法炼锌工艺存在烟气处理成本高、综合回收率低等问题,近年来,氧压浸出技术因其原料适应性强、锌回收率高、环境污染小等优点被应用于锌冶炼工业。介绍了锌精矿氧压浸出的生产工艺,论述了浸出过程反应的基本原理,以及离子催化、温度、酸度、分散剂等条件对浸出过程离子行为的影响与机理。讨论了锌精矿中伴生元素铁、镓、锗、铟、银等的浸出行为及在不同浸出条件下浸出行为的变化。
杨瑞祥,张荣良,张威,王硕渊,吴昂基
摘要:
采用铜冶炼酸性废水浸出废旧三元锂离子电池正极材料,考察了浸出温度、酸性废水中初始H2SO4浓度、搅拌速度对Co浸出率的影响。结果表明,当浸出时间150 min、浸出温度363 K、液固比12.5、还原剂淀粉用量10 g/L、酸性废水中初始H2SO4浓度1.5 mol/L时,正极材料中的Co的浸出率可达99.12%。利用未反应收缩核模型分析了还原浸出过程中Co的动力学。结果表明,Co的浸出过程受内扩散和界面化学反应混合控制,表观活化能为23.657 kJ/mol,动力学方程为:
1-(1-x)^(1/3)+β[1-2/3 x-(1-x)^(2/3) ]=4.5243C^1.29211 V^1.60337 [exp?〖(23657/RT)]〗 t
李硕夫,朱景和
摘要:
铜冶炼过程中产生的冶炼渣含有较多的铜、钴等有价金属,从冶炼渣中回收这些有价金属具有重要经济价值和环保意义。以Cu含量8.26%、Co含量1.52%的富钴铜冶炼渣为原料,采用预浸——氧压浸出工艺对其进行处理。系统考察了酸矿比、反应温度、反应时间、氧分压、液固比对Co、Cu、Fe浸出率/浸出效果的影响,得出最佳工艺条件为:液固比3、反应温度230 ℃、反应时间1.5 h、酸矿比350 kg/t、磨矿细度—0.074 mm占75%、氧分压0.2 MPa,在该条件下,Co、Cu、Fe浸出率分别达到98.38%、95.34%和2.07%。相较于常压浸出,该工艺能有效降低酸耗和浸液中铁离子浓度。
轻有色金属
张婷婷,蒋搏涛,田野,范文刚,史思敏,查伊健
摘要:
从废旧锂离子电池中优先提锂可缩短锂的回收流程,是提高锂综合回收率的重要手段,真空还原法可为实现该目标提供新思路。以经拆解后的废旧锂离子电池正、负电极为原料,提出了真空碳热还原挥发提锂的方法,在高温高真空度条件下,利用废旧锂离子电池的石墨负极为还原剂,将三元锂离子电池中的Li2O转化为Li蒸气,挥发并冷凝回收。结果显示:在真空度28 Pa、1 200 ℃保温4 h的优化条件下,锂挥发回收率可达到99.76%。本研究对于废旧锂离子电池真空提锂新技术的开发具有指导作用。
陈菁,李拓夫
摘要:
以废弃三元锂离子电池正极材料(spent-NCM)为研究对象,葡萄糖(C6H12O6)为焙烧剂,采用焙烧—水浸工艺实现锂的选择性优先浸出。结果表明,在600 ℃焙烧90 min、C6H12O6与spent-NCM质量比25%、浸出液固比20 mL/g的条件下,spent-NCM中的有价金属元素转变为水溶性的Li2CO3和不溶性的Ni、Co和MnO,焙烧产物经水浸可选择性优先分离Li,Li的浸出率为95.62%。
罗振勇,陈沐阳,公彦兵,Byambagar Batdelger,Tungalagtamir Bold
摘要:
粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的大宗工业固体废弃物,富含丰富的铝资源。基于生态环境效益及我国铝土矿资源匮乏的双重驱动,从粉煤灰中回收铝资源具有重要意义。主要综述了酸法、碱法和其他方法等粉煤灰中回收铝资源的方法,比较了氧化铝提取率、反应温度和酸碱浓度等主要技术指标,总结和讨论了现有技术的优缺点,指出上下游产业链的构建是粉煤灰中铝资源回收产业化的迫切问题,提出紧密结合地方区域循环经济发展,研发绿色、温和、副产品综合利用的新技术是未来粉煤灰综合利用产业发展的必由之路。
邵雪晴,夏永忠,晁群,孔令娜,杨钦艳,马文青,王蓁
摘要:
锂辉石的晶型转化焙烧(焙烧转型)是传统提锂工艺的先决条件和基础。对α-锂辉石转变为β-锂辉石晶型的过程进行热力学分析,利用HSC软件模拟探讨吉布斯自由能随温度变化的关系,结合热重谱图证明α-锂辉石的焙烧温度需高于800 ℃才能发生晶形转变,验证焙烧温度是影响焙烧转型的关键因素。考察不同焙烧条件和对锂浸出率的影响。结果表明,在焙烧温度1 050 ℃、焙烧时间60 min的条件下,锂辉石的晶转率最高可达98.94%,锂浸出率可达97.88%,并通过XRD和SEM分析锂辉石的物相和形貌变化。
谢思源,蒋伟,汪胜东,蒋训雄,张登高,毛寒成,赵峰
摘要:
针对钒钛磁铁矿高炉冶炼副产的含钛高炉渣成分复杂、难以处理特点,采用氯化铵焙烧活化—浸出提质处理工艺,进行钙铝镁等杂质金属元素的脱除,获得钛富集物。考察焙烧和浸出过程中各参数对杂质脱除的影响。结果表明,在焙烧温度450 ℃、焙烧时间1 h、氯化铵配比40%、原料—0.074 mm占比83%,盐酸浓度9%、液固比5、浸出时间4 h、浸出温度90 ℃的优化条件下,含钛高炉渣中钙、铝、镁脱除率分别达到73.22%、90.04%、91.39%,钛损失率仅有0.34%,达到选择性脱除炉渣中杂质元素,提高含钛高炉渣品质的目的。
稀贵金属
吴汉娇,王海文,陈云龙,胡显智,字富庭
摘要:
硫代硫酸盐提金是一种绿色环保的非氰提金方法,但高效回收金浸出液中的金尚待进一步研究。以甲基三辛基氯化铵(TOMAC)为萃取剂,考察了萃取条件(萃取剂浓度、相比、萃取时间)及金浸出液性质(pH、硫代硫酸盐浓度、初始Au(I)浓度)对TOMAC萃取Au(Ⅰ)性能的影响。结果表明:室温条件下,TOMAC为萃取剂能从硫代硫酸盐金浸出液中高效萃取Au(Ⅰ)。当A/O=1、pH=9、硫代硫酸盐浓度0.1 mol/L、TOMAC浓度1.8 g/L时,对低浓度金(0~25 mg/L)几乎能完全萃取;采用1 mol/L NaCl能有效反萃出TOMAC有机相中的Au(Ⅰ)。TOMAC萃取Au(Ⅰ)的机制为:TOMAC通过其表面的Cl-与溶液中的Au(Ⅰ)发生离子交换,形成[C25H54N]3[Au(S2O3)2]络合物。TOMAC对Au(S2O3)23-具有良好的萃取性能,可实现硫代硫酸盐金浸出液中Au(I)的高效回收,具有对硫代硫酸提金技术的潜在应用价值。
刘培勋,胡广寿,李虎平,唐晓亮,马旭花
摘要:
近年来,稀土冶炼分离企业在萃取提纯镨钕系列化合物的过程中普遍出现了铈组分分离顺序错位的现象。目前,尚未见到关于稀土萃取流程中各功能段有机相中Ce(Ⅳ)分布规律以及稀释剂选型与稀土冶炼过程铈组分分离顺序错位的关联性相关报道。以稀土分离流程中经典的铈镨分离工艺作为理论模型,系统研究了各萃取功能段Ce(Ⅳ)分布规律与影响因素,对稀释剂化学组成和化学特性进行了分析,同时测定了不同稀释剂对有机相中Ce(Ⅳ)的抑制作用。研究结果表明,稀土萃取分离过程中的水相酸度、元素配分、萃取级数等对各分离段有机相中Ce(Ⅳ)含量影响明显。稀释剂选型对稀土萃取分离过程有机相中Ce(Ⅳ)的抑制作用受其化学组成的影响,其抑制作用依次为:煤油>磺化煤油>溶解油,实际工业化生产过程中可通过补加适量的高溴值煤油或调整稀释剂中某些有效成分来抑制有机相中Ce(Ⅳ)的生成。该研究对后续工艺改进、确保稀土萃取分离过程镨钕系列产品质量稳定具有一定的指导意义。
刘殿传,柴伟
摘要:
在高新技术对锗需求日益增长的背景下,基于对烟尘浸出渣中锗赋存状态的考察,查明了硅锗聚合沉淀机制,及超声诱导锗硅沉淀高效分散解聚机制。采用相关性分析等首次为锗硅聚合沉淀猜想提供实质性证据,Ge-Si相关性系数k为66.57,相关性拟合度R2高达97.99%。在含锗氧化锌烟尘浸出过程中,溶液中硅离子会聚合形成硅酸胶体吸附溶液中的锗,引起锗损失14.81%,造成锗工业回收率低。超声引入浸出过程后,会在溶液中会产生空化气泡,发生空化作用,空化气泡破裂时释放的能量形成局部的高温高压并产生冲击波与微射流,会持续不断冲击聚硅酸胶体表面,使得聚硅酸胶体比表面积增大58.19%,孔径增大666.32%,孔容增大165.79%,使得大颗粒的硅胶解聚为小颗粒的低聚硅酸,降低硅胶对锗的吸附,超声条件下锗损失降低了59.35%。研究建立的氧化锌烟尘浸出过程硅-锗沉淀高效分散解聚,可有效实现氧化锌烟尘中锗高效回收。
材料与设备
王开,张念炳,甄晓峰,曾令鹤
摘要:
采用TiO2粉、CaO、Al粉和B2O3为原料,经混匀、压片、烧结后,制备出了Al-Ti-B中间合金粉末。利用XRD、SEM-EDS、XPS等表征手段,对烧结产物的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析。结果表明,在钙铝比1.6、钛硼比5、1 485 ℃烧结20 min的条件下,烧结产物的主要物相为Al3Ti、TiB2、Al、CaAl4O7和CaAl2O4;烧结产物中Al3Ti成块状,TiB2成小颗粒状,两者均匀分布在铝基体中;TiO2在反应中存在逐级还原的现象。烧结法可以制备出Al-Ti-B中间合金粉体。
王建强,杨昕远,李会泉,王勇,沈涛,瞿华清
摘要:
铜漆包线是重要的二次铜资源,回收过程中表面有机漆层的脱除主要依靠热解,热解炉内的不均加热将导致漆层脱除不完全或铜线表面氧化。以某铜漆包线热解炉为研究对象,通过数值模拟的方法对热解炉内燃烧及传热过程进行计算,并根据模拟结果进行了结构优化:使用EDM燃烧模型模拟甲烷燃烧产生热量,得到炉内高温气流的温度场分布及气流流向,发现炉内存在流动死区及罐体加热不均匀问题。根据计算所得流场及温度场对炉膛结构设计进行优化,增加导流挡板及更改出口位置等,增加热解罐受热面积,解决罐体加热不均问题,提升温度均匀性约58%,可提前20 min达到热解所需温度,在工业生产中可以节省耗气量。
李丽君,张臻悦,吴汉军,郭文达
摘要:
煤系伴生资源提取不可避免产生大量低浓度含锗废液,导致稀散金属锗资源的流失,并污染环境。采用酒石酸改性铁锰氧化物(JFMBO作为吸附材料富集回收煤浸出液中低浓度锗,通过XRD、BET、Zeta电位等测试手段研究了JFMBO的晶体结构和表面性质等特征,并探究了JFMBO对锗的吸附行为。结果表明,改性铁锰氧化物吸附锗的最佳投加量为2 g/L;JFMBO对锗的吸附容量与溶液pH呈现正相关的趋势;JFMBO对锗的吸附容量随离子强度的增大而降低,升高温度有助于JFMBO对锗吸附反应的进行。锗在JFMBO上的吸附过程可用准二级动力学方程描述,吸附等温线更符合Langmuir模型,25 ℃下锗的最大饱和吸附容量为169.535 μmol/g。JFMBO可再生使用,循环进行3次吸附-脱附后仍可保持较高的吸附效率。
包申旭,周海林,张一敏,黄慕洋,Dombon Enkhbat
摘要:
地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。
环境工程
李成,许晔,朱文云,李中林,彭彪,李义兵,何贵香
摘要:
电解锰渣(EMR)是金属锰湿法冶炼过程中产生的一种固体废物,其堆积量大,对环境造成了严重的污染。但电解锰渣中富含硫酸盐,依据其特性,可与矿粉(GGBFS)复合制备胶凝材料。以矿粉为主要原料,电解锰渣为矿粉的硫酸盐激发剂,熟石灰为碱激发剂,制备电解锰渣-矿粉复合胶凝材料。探究电解锰渣、矿粉和熟石灰的最佳配比,并在此基础上对电解锰渣在不同温度下煅烧改性,通过力学测试确定最佳煅烧温度。利用XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM等表征方式分析胶凝材料的水化产物及水化机理,同时对硬化体进行毒性测试。结果表明:电解锰渣对矿粉有良好的激发作用,复合胶凝材料中电解锰渣、矿粉、熟石灰最佳质量配比为2︰7︰1,其28 d的抗压强度达到27.2 MPa,电解锰渣经350 ℃煅烧所制备的复合胶凝材料抗压强度达到30.5 MPa。复合胶凝材料的水化产物主要为钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H);28 d硬化体浸出液中的重金属浓度均在《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)标准限值内,复合胶凝材料具有良好的安全性。
刘畅,窦琳,张益硕
摘要:
采用简便的水热法,通过改变原料、控制反应时间和温度制备了不同形貌(片状、颗粒状、棒状和花状)的硫化锡(SnS2),通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的晶相和形貌进行了确认,利用紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)对材料的光学特征进行了分析。并探究了不同形貌SnS2、pH、铀初始浓度及催化剂投加量对六价铀(U(Ⅵ))光还原过程的影响。结果表明,50 mg颗粒形态的SnS2,在pH=5.0的条件下具有最高的铀光还原性能,此外,随着铀初始浓度升高,光还原率也逐步升高。最后,确认了铀的还原价态为四价,同时探明了不同气氛对光还原过程的影响。
漆文斌,李冠超,杨波,孙功明,高柏,方正,史天成
摘要:
土壤中放射性核素铀是主要天然辐射贡献者之一,当土壤中铀含量异常时其化学毒性和放射性会对人类健康产生严重威胁。城市是人口高密度区,明确土壤中铀含量水平是城市放射性地质调查重要工作,为城市规划区及潜在规划区提供基础数据支撑。以某城市土壤作为研究对象,通过静态吸附试验和模拟降雨动态淋滤试验方式,对城市放射性地质调查土壤中铀迁移转化机制进行分析研究。结果表明:加Cu离子使土壤铀吸附率下降9.7%;初始铀浓度、吸附时间、粒径大小表明定量土壤中吸附铀酰离子的负点电荷有限;pH为4~6的土壤吸附铀能力最强。SEM分析表明,吸附铀酰后,土壤表面由凹凸不平变为平滑、孔隙度减少及变小。铀在不同pH下的淋洗动力学均符合双常数动力学程,土壤表面对铀的释放表现为一定的微曲线性特征。在pH为4~6自然酸性条件下,当溶液中铀含量大于土壤时,土壤会吸附溶液中铀酰离子;当溶液中铀含量小于土壤时,土壤中铀酰离子易释放到溶液中。该研究为城市放射性地质调查提供了理论依据。
张子妍,李泽兵,郑雨,陈箭光,方靖楠,唐颖异,孙占学
摘要:
将玉米发酵液作为微生物硫酸盐还原体系的碳源,可大幅降低还原成本,对实现硫酸盐废水经济、高效处理具有重要意义。探究了复合碳源比例、碳硫比(C/S)和pH等对硫酸盐还原菌(SRB)还原硫酸盐的影响。结果表明:在初始SO42-浓度为(1 000±50) mg/L时,5种复合碳源比例均能获得较好的硫酸盐还原效果,剩余SO42-浓度均小于地下水质量标准Ⅳ类水质350 mg/L要求;当初始C/S=0~3.5时,随C/S比升高,SRB的硫酸盐还原速率增加,但碳源的硫酸盐还原利用效率下降;在初始pH接近7.0时SRB硫酸盐还原活性最佳。反应体系pH和ORP值的变化可准确指示细菌活性变化。