赤泥提铁研究进展

我国赤泥堆存量已超过10亿t,主要类型为拜耳法赤泥,该赤泥中含铁量高达30%以上,是经济价值较高的铁资源。目前回收赤泥中铁资源的方法主要是高温还原焙烧-磁选,还原剂以固态碳基还原剂和气基还原剂为主,需大量能耗和成本。我国是农业大国,主要农作物秸秆年产量在7亿t以上,这些生物质具有碳中性、反应活性高、灰分含量低、储量高、可再生等优点,而且热解温度远远低于固态碳质还原剂,其还原三价铁的温度仅为300~800℃,属于低温热解,采用生物质还原焙烧赤泥可大幅降低能耗和成本。本文重点对固态碳质还原剂、气基还原剂和生物质还原剂还原三价铁的参数进行对比,并详细阐述了生物质热解过程及还原赤泥中Fe_(2)O_(3)的机理,认为生物质还原焙烧-磁选技术可以实现赤泥和农业秸秆等固体废弃物的减量化和高值化利用,具有极高的经济价值和环境效益。最后对未来研究赤泥中铁资源回收提出以下建议:加强探究技术耦合实现赤泥产业化处置;回收利用生物质热解产气及热量;探究尾渣综合利用途径;增强对铁铝矿物的分离研究,以实现铁精矿的连续动态化生产。

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《中国有色冶金》征稿启事

《中国有色冶金》自创刊以来,致力于服务有色行业,助力有色行业的发展,一直得到各企事业单位和科研、技术、管理工作者的大力支持和帮助,为提升期刊质量,更好服务于有色行业,特面向广大作者征稿,欢迎咨询,投稿!期刊介绍及征稿范围《中国有色冶金》创刊于1972年,原名《有色冶炼》,是中国有色金属工业协会主管、中国有色工程有限公司主办的国家级科技期刊,双月刊,入选1992年(第一版)、2004年、2008年、2014年、2020年、2023年北大中文核心期刊目录《中文核心期刊要目总览》,美国化学文摘社收录期刊,并获得“CAJCD规范获奖、中国有色金属出版物奖(期刊奖)一等奖”等荣誉。

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期刊征订

《中国有色冶金》《中国矿山工程》《绿色矿冶》《有色设备》是中国有色金属工业协会主管、中国有色工程有限公司主办的国家级科技期刊(双月刊),欢迎订阅。《中国有色冶金》创刊于1972年,原名《有色冶炼》,入选1992年(第一版)、2004年、2008年、2014年、2020年、2023年北大中文核心期刊,美国化学文摘社收录期刊,主要内容包括试验研究、技术创新、冶炼工艺、资源综合利用、检测分析等,具有与企业一线密切贴近的特色,对有色行业的生产企业和设计研究人员具有重要参考价值。

铝粉还原污酸中砷新工艺研究

由于硫化精矿中砷含量越来越高,致使烟气处理过程产生的污酸中砷含量也越来越高,同时污酸中含有铜、铁等有价金属。目前污酸除砷方法多以除砷为目的,形成的含砷渣属于危废,还需要二次处理。本研究研发了还原除砷新工艺,首先向污酸中加入硫化砷渣进行脱铜预处理并回收铜,然后用铝粉还原脱铜后液中的砷回收砷,最后向脱砷液中加入硫酸钾回收铝,还原后液回收还原剂后采用两段中和法处理。试验研究结果表明,在加入铜离子摩尔量1.1倍的硫化砷渣、反应温度85℃、反应时间3 h的条件下,污酸中的铜含量由2000 mg/L降至196 mg/L,硫化铜渣返熔炼配料系统;在还原温度70℃、还原时间2 h,还原剂用量1.8倍的条件下,砷的还原率大于96%,还原后液中的砷含量低于300 mg/L,得到的砷渣品位大于95%,可用于后续制备高品位单质砷;在硫酸钾用量1.1倍、反应温度常温、反应时间2 h的条件下,溶液含铝3.6 g/L,得到的明矾可达到《工业硫酸铝钾》(HG/T2565—2007)一等品标准。该方法除砷效果好,且能将污酸中的砷转变为具有经济价值的砷产品,还不会产生硫化氢气体,具有应用推广价值。

基于计算机网络安全防护技术的冶金工业控制系统设计研究——评《冶金生产计算机控制/高职高专“十二五”规划教材》

《冶金生产计算机控制高职/高专“十二五”规划教材》一书由郭爱民编著,冶金工业出版社于2014年8月出版。该书不仅从理论层面对冶金生产的计算机控制展开了深入探讨,还结合实际应用案例,为冶金行业的技术人员和管理者提供了宝贵的参考。特别是在当前网络安全问题日益严峻的背景下,该书对计算机网络安全防护技术在冶金工业控制系统设计中的应用进行了详细阐述,为冶金工业的智能化、自动化发展提供了有力支撑。

人工智能在冶金自动化生产中的应用——评《复杂冶金过程智能控制》

冶金产业与化工、机械等行业息息相关,其工艺技术也随着现代科学技术的发展而趋向于智能化、数字化。将人工智能技术应用于冶金行业对现代冶金工业生产意义重大,可有效提高冶金自动化的生产效率并降低生产成本。由吴敏、曹卫华、陈鑫编写,科学出版社出版的《复杂冶金过程智能控制》一书,系统介绍了复杂冶金过程的建模、智能控制与优化方案,并对配煤、加热及烧结等过程中常见的智能控制与优化方法进行说明,可为冶金自动化生产提供参考。

冰晶石-月壤熔盐体系初晶温度的研究

冰晶石熔盐电解法可实现月壤原位利用制备金属和氧气,研究冰晶石-月壤熔盐体系的初晶温度对电解槽稳定运行具有重要意义。本文以火山渣和玄武岩复配的NEU-1月壤仿真样为原料,与冰晶石、CaF_(2)混合配置电解质,将其作为待测试样,利用差热分析法测量了不同月壤仿真样添加量、不同分子比的冰晶石熔盐体系的初晶温度。结果表明,当分子比为2.2时,随着月壤仿真样添加量从0%增加至24%,冰晶石熔盐体系的初晶温度从974.9℃降低至932.0℃;每添加1%的月壤仿真样,冰晶石熔盐体系的初晶温度降低约1.79℃;当月壤仿真样添加量为8%时,随着分子比从2.2升高至2.7,冰晶石熔盐体系的初晶温度从960.0℃升高至979.4℃。

碱烧结法回收二次铝灰中氧化铝

二次铝灰中蕴含大量的氧化铝、铝和氮化铝等,还有部分氟化物和氯化物盐类,属于危险废弃物。目前常用的铝回收技术有酸浸法和碱浸法,均存在工艺条件苛刻、回收率低、能耗高、物耗大和产品附加值较低等问题。本研究采用碱烧结法从二次铝灰中回收氧化铝,考察烧结温度对氮化铝转化率的影响,碱铝比、烧结时间和成型方式对氧化铝回收率的影响,得到以下主要结论:在烧结温度1423 K、烧结时间40 min、碱铝比1.1、干压成型的试验条件下,氧化铝溶出率最大为94.23%;通过对二次铝灰铝酸钠熟料浸出渣成分以及物相进行分析,得到二次铝灰经过碱烧结法焙烧后熟料主要成分为Al_(2)O_(3)和Na_(2)O,分别占到49.70%和28.06%,熟料标准浸出后残渣主要成分为CaO、Al_(2)O_(3)和MgO,含量分别为25.46%、20.27%和15.80%;二次铝灰中AlN分解率较高,可达到95%以上,最终浸出渣中氟离子浸出毒性在30 mg/L以下。综上所述,本文采用碱烧结法资源化利用二次铝灰,实现了二次铝灰脱氮固氟的无害化处置,具有环境友好、资源利用率高的优势,为后续大规模工业化推广奠定了理论基础。

核桃青皮改性活性炭对锌离子的吸附研究

陇南市拥有大量的锌矿和锌冶炼厂,并且拥有大量的核桃青皮资源,基于活性炭对锌离子的吸附作用,本文在不同温度下对核桃青皮进行了炭化,并利用NaCl、HCl和NaOH进行改性,然后考察了不同条件下改性核桃青皮活性炭对含锌废水中锌离子的吸附作用。分析结果表明,500℃条件下炭化的核桃青皮具有最好的吸附性能,记为WP-500;NaOH对WP-500改性效果较好,对锌离子的吸附性能最强,改性后的活性炭记为WP3-500;在WP3-500用量4 g/L、温度30℃、时间30 min的条件下,WP3-500对锌离子的去除率为81.11%,吸附量为10.14 mg/g;动力学分析表明,准一级动力学模型可以描述WP3-500对锌离子的吸附行为,其主要受物理吸附控制;相较于玉米秸秆、花生壳和稻壳等废弃生物炭化制备吸附剂,利用核桃青皮制备活性炭的方法更简单、成本更低,而且对锌离子的去除效果更好。本研究为核桃青皮的资源化利用及废水中锌离子的去除提供了新思路。

钒钛磁铁矿带式焙烧机球团质量提升工艺研究及实践

攀钢西昌带式焙烧机生产线是国内第一条钒钛矿带式焙烧机球团生产线,投产后成品球平均抗压强度偏低,单个成品球团矿平均抗压强度≥1950 N。本文从原料结构、造球工序、带式焙烧机工艺操作等方面分析原因,采取的优化措施包括:控制原料中TiO_(2)质量分数≤12%、V_(2)O_(5)质量分数≤1%、Al_(2)O_(3)质量分数<2.0%、MgO质量分数<1.8%,精矿粒度-200目占比75%~80%,碱度应控制0.6倍左右,膨润土配比应适当降低至1.2%~1.4%,生球粒度10~12.5 mm占比≥60%;重力除尘灰配比>1.5%,或者烧结机头除尘灰配比>1.5%;焙烧机工艺操作制度为鼓干段温度300~330℃、抽干段温度370~390℃、预热温度梯度500℃→1200℃、焙烧段温度1230~1240℃、大烟罩内氧质量分数17.3%~18.0%。工艺优化后,单个球团平均抗压强度约2348 N,达到了考核指标;排放烟气中烟尘含量2.54 mg/Nm^(3)、SO_(2)含量3.13 mg/Nm^(3)、NO_(x)含量41.42 mg/Nm^(3)、基准氧含量17.54%,均满足国家排放标准。

氯化铈液滴在喷雾焙烧反应器热解过程的数值模拟研究

Ruthner型喷雾焙烧反应器具有节能、环保和副产物可回收利用等诸多优点,其已被广泛应用于回收钢铁工业酸洗液,但在CeO_(2)颗粒制备领域还没有应用。当前对实心球形CeO_(2)颗粒的需求不断扩大,使得应用Ruthner型喷雾焙烧反应器规模化生产CeO_(2)颗粒具有诱人的前景。由于焙烧反应过程难以通过试验表征,使用ANSYS Fluent仿真软件对焙烧反应过程进行仿真模拟,可直观表现出CeCl_(3)热解生成CeO_(2)颗粒的过程。本研究首先通过热重试验,验证了铁元素的氯化物和铈元素的氯化物的热解过程完全一致,只是温度不同:CeCl_(3)液滴在200℃时完全失去自由水,在500℃时完全反应;FeCl_(2)液滴在180℃完全失去自由水,在420℃时完全反应;FeCl_(3)液滴在160℃完全失去自由水,在410℃时完全反应,因此使用处理酸洗液的反应器生产CeO_(2)颗粒理论上可行。进一步,通过使用仿真软件包中的两相流、组分输运等模型,探究反应器内温度场、速度场和浓度场等分布,结果表明在反应器内部,某区域内温度越高,对应的气流、颗粒运动速度就越快。

铅炭电池技术发展及储能应用的思考

目前,铅酸电池存在能量密度低、循环寿命短、电池体积和重量大等缺点,因此在国内储能领域的应用占比较低。铅炭电池是炭材料改性负极的改进型铅蓄电池,相比铅酸蓄电池可以有效延缓失效现象,循环寿命有较好提升。由于铅炭电池具备原材料成本低、回收率高、安全性高等其他电池不可替代的优势,更适用于大规模和长时储能。在再生铅产业良性发展的时代背景下,发挥铅炭电池技术优势,扩大铅炭电池生产,拓展储能领域应用,是优化能源调峰及储用,优化局域能源结构的重要发展方向。未来,在以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设开展新型铅炭电池储能试点示范,同时配套建设铅冶炼企业和铅炭电池产业链,有望实现原料端—冶炼端—深加工端—应用需求端—综合回收端的全产业链闭环。

通电方式对稀土熔盐电解影响的数值模拟及分析

在稀土熔盐的电解过程中,不同的通电方式对槽内各物理场影响也不同,进而会对电解槽的电解效率产生一定的影响。本文以某企业8 kA稀土电解槽为原型,通过Comsol的热电耦合模块研究通电铜板单侧与多侧分布的通电方式及通电铜板的不同位置分布下的电解槽电解时内部各物理场的变化情况,通过对比电流密度、电势差、电解温度的大小寻找最合适的通电方式。结果表明:只考虑电解效率时,导电板四侧中位通电最优分布方式,此时电解槽内电流密度最大,电能损耗最低,电解效果最好。若考虑制造成本以及可操作性,导电板单侧中位分布是最优解,这种设计的电解槽电解效率较高,同时也留出较大操作空间。其余几种分布均存在弊端,需要进一步完善。该研究旨在为稀土电解槽的结构优化提供参考意见。

8 kA稀土电解槽单侧电导及阴极优化数值模拟

稀土电解槽导电板的分布位置对稀土电解槽的物理场会有影响,为探究稀土电解槽中导电板分布的最优位置,在本次仿真实验中为该导电板的分布引入一个等差数列的分布梯度,通过对不同分布梯度下的槽内物理场仿真数值进行比较,进而得到稀土电解槽导电板最优分布模型。在仿真过程中观察到阴极底部的尖角对实验结果影响较大,在其他条件保持不变的基础上将阴极底部由圆柱优化为半球形,通过与未优化的结构进行对比,验证新型电解槽结构的合理性。仿真结果显示:随着导电板由侧边位置向中间偏移,电解反应时槽内的温度与阳极电势基本保持不变,槽盖板与阳极间的电势差逐渐减小,槽内电流密度缓慢增大。当将阴极钼棒底部由柱状结构改为球状结构后,槽内电势分布更为均匀,电流密度相较于之前的结构也有所增加,优化后的结构能改善局部过热问题,同时也使得电解效率增大。

计算机技术在冶金工业生产中的应用——评《冶金生产计算机控制》

作者:郭爱民ISBN:9787502466701出版社:冶金工业出版社出版时间:2014-08计算机技术在冶金工业中日渐深入,使生产过程更加透明、可控。通过大数据、云计算和工业互联网登记,冶金企业可以实现对生产数据的高效处理,并对生产设备的运行情况进行实时控制,大幅提升冶金产量与工艺过程的稳定性,推动冶金行业的智能化、数字化发展。由郭爱民编写、冶金工业出版社出版的《冶金生产计算机控制》一书,介绍了冶金生产涉及的自动控制系统,对计算机技术在冶金行业的应用情况展开说明。

全产业链贯通布局下钒液流电池长时储能发展思考

清洁能源的发展和“双碳”目标的实施推动了能源结构调整和电网系统升级,这必将催生巨大的万亿长时储能需求,麦肯锡预测2030年全球可再生能源占比将升至60%~70%,长时储能比2025年增加5~10倍(预计2025年30~40 GW)。全钒液流电池相比其他电化学储能具有安全长寿、灵活可靠、资源丰富等优点,2018~2023年国家和地方发布了多项清洁能源储能配置标准的政策性文件,在此背景下钒储能电池行业企业持续高速增长,行业集中度提升,宏观领域表现为我国钒储能产业正处在加速发展期。目前,钒储能电池总体成本较高,主要原因是钒原料价格高,降低成本的核心环节是钒资源提取成本和电解液生产制造成本。中国恩菲研发的短流程制备钒电解液技术相对于传统钒电解液制备技术具有流程短、钒利用率高的特点,制造成本降低了30%~50%,后期随着钒资源开发和新工艺的研发成功,钒储能产业降本优势将愈发突出。在国家政策支持下,钒液流电池储能系统有望在短期内实现规模化、商业化应用,成为储能领域的重要选择。未来,钒液流电池储能系统仍需从多方面进行优化,如重视技术创新和研发、健全回收利用体系等,以实现钒液流电池长时储能产业的可持续发展。

铁精矿粉烧结特性与优化配矿研究——评《钢铁冶金新技术丛书:流态化还原铁矿粉黏结机理及抑制技术》

作者:郭占成公旭中ISBN:9787030421883出版社:科学出版社出版时间:2015-01高炉炼铁是现代钢铁冶炼行业的重要工艺,可将铁从含铁原料、矿石等化合物中还原出来,制备出的生铁可用于锻造加工,制造其他机械零件或炼钢。铁精矿粉作为高炉炼铁的重要原料之一,其烧结特性会直接影响烧结矿的质量,进而影响高炉冶炼的生产运营。由郭占成、公旭中编写,科学出版社出版的《钢铁冶金新技术丛书:流态化还原铁矿粉黏结机理及抑制技术》,对铁精矿粉的烧结特性进行了分析,提出高炉冶炼优化配矿、提高烧结矿质量的可靠措施。