石煤提钒过程中钒氧化和转化对钒浸出的影响

采用H2SO4、HF浸出石煤原矿和石煤焙烧料中钒,通过浸出对比实验,考察了钒氧化和转化对钒浸出的影响。结果表明:含钒矿物晶体结构未被破坏时,V(Ⅲ)无法浸出;石煤原矿在3.5 mol/L HF中于60℃浸出8 h后,含钒矿物的晶体结构完全被破坏,钒浸出率可达到97.91%;通过焙烧或在浸出过程中添加NaClO3,可使V(Ⅲ)氧化为V(Ⅳ)或V(Ⅴ)。

六偏磷酸钠对方解石的抑制机理

通过浮选试验、红外光谱分析、吸附量测试、动电位测试等研究六偏磷酸钠对方解石浮选行为与表面性质的影响。浮选试验结果表明,六偏磷酸钠很好地抑制方解石的上浮。机理测试则表明,六偏磷酸钠未大量吸附在方解石表面,而是在其作用下,方解石表面的金属离子Ca2+从固相转入液相,减少方解石表面捕收剂吸附的活性点,从而实现方解石的浮选抑制。

铁离子和亚铁离子对滑石浮选的影响及作用机理

通过对滑石纯矿物的浮选实验和动电位的测试,结合水解金属离子溶液化学计算,研究铁离子和亚铁离子对滑石浮选的影响,并探讨其吸附机理。实验结果表明:在没有金属氢氧化物沉淀时溶液中存在的水解金属离子在滑石表面的吸附对滑石的非极性表面和极性端面产生不同的影响,使滑石ξ电位的符号由负变正,但滑石的天然可浮性不变;在金属氢氧化物沉淀的pH值与它的零电点之间,滑石的非极性表面变得亲水,导致滑石的浮选受到抑制。其疏水性的改变是由于在氢氧化物沉淀的pH值与它的零电点之间,在滑石的极性和非极性表面产生了氢氧化物沉淀的多相凝聚。

纤蛇纹石吸附Cu(Ⅱ)的动力学及热力学研究

研究纤蛇纹石对铜离子的吸附行为,探讨初始溶液pH、温度和铜离子初始浓度对吸附动力学的影响,进行吸附等温线的测定和热力学计算。研究结果表明:当温度为25～60℃,pH为2～4,铜离子初始浓度为10～100 mmol/L时,Cu(Ⅱ)的吸附动力学数据均符合准二级反应动力学模型;吸附量随反应温度、初始pH和溶液初始浓度的增加而增加;等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程以单层吸附为主;反应的吉布斯自由能为负值,焓变为20.427 kJ/mol,熵变为109.424 J/(mol.K),说明吸附是一个自发进行的物理吸附过程。

铝土矿的选矿实践

运用我国氧化铝工业发展的最新数据,分析了铝土矿选矿脱硅的重要性和目标;根据作者长期从事铝土矿选矿理论研究与实践工作得到的认识,论述了铝土矿矿石性质与选矿的关系;介绍了作者所研发的"铝土矿选择性磨矿—聚团浮选脱硅"工艺及其在中州铝业公司工业应用的效果;探讨了铝土矿选矿脱硅实践中存在的问题与今后的工作方向。

采用纤蛇纹石制备纳米纤维状多孔氧化硅

以天然纤蛇纹石为原料,通过酸浸制备纳米纤维状多孔氧化硅,并使用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和N2吸附-脱附等温线技术等对其进行表征。研究结果表明:该多孔氧化硅具有独特的纳米纤维状形貌;其结构为无定形,结构组成单元仍为硅氧四面体,但四面体交替上下排列,六元环结构发生高度扭曲变形。纳米纤维状多孔氧化硅比表面积为391.8 m2/g,总孔容为1.05 cm3/g,由吸附-脱附等温线的滞后回线特征判断其结构中的孔主要为缝隙型孔。

脂肪酸捕收剂浮选钛铁矿性能研究

通过几种脂肪酸捕收剂浮选钛铁矿试验及脂肪酸分子的量化计算,研究了脂肪酸烃基长短及其不饱和度对其捕收性能的影响。结果表明,随着烃基长度的增长增加了其疏水性,随着烃基不饱和度的增加使其在水中容易溶解和弥散,从而使得脂肪酸的捕收能力增强。

铝土矿浮选泡沫消泡研究

以河南混合铝土矿浮选精矿泡沫为研究对象,分析铝土矿浮选泡沫的稳定原因。采用物理方法和化学方法,进行三相泡沫的消泡研究。结果表明油酸钠可以显著降低水溶液体系的表面张力,同时微细疏水矿粒在气泡表面的吸附降低了气泡表面的排液速率,并增强了气泡的机械强度,导致铝土矿浮选泡沫稳定;另外,转速对机械搅拌消泡有较大的影响,消泡效果随转速的提高而增强;磷酸三丁酯、Foamban-ms-575和BD3037对两相泡沫体系具有很好的消泡作用,但在三相泡沫体系中由于在泡沫表面铺展速率的限制,消泡效果并不明显;利用机械搅拌和添加消泡剂,可以在较低的转速下,大大改善消泡效果。

废铝基催化剂综合利用新工艺研究

在X-射线衍射物相分析及探索性试验研究的基础上,开发了一种新的工艺,对废铝基催化剂中的有价元素进行综合回收。该工艺采用先提取铝后回收镍钴钒钼的技术,用钠化焙烧强化氧化铝的提取,促进了镍钴钒钼与铝的分离,为后续有价元素的综合回收创造了条件。试验结果表明,焙烧后废铝基催化剂中氧化铝的溶出率可达97%;采用碳分法从溶出氧化铝后的铝酸钠母液中制备氧化铝,产品可达国家一级标准,回收率为90%;溶出铝后的镍钴渣在适宜条件下进行浸出,镍、钴的浸出率可达98.2%和98.5%;强碱性阴离子树脂202可从铝酸钠溶液中选择性吸附钼,树脂的交换容量可达85 mg/mL湿树脂,树脂的解吸率为80.8%。

油酸钠在赤铁矿及磷灰石表面的吸附机理

通过浮选实验、溶液化学计算及红外光谱测试，研究油酸钠在赤铁矿和磷灰石表面吸附及其对浮选的影响。结果表明：赤铁矿在pH为7～10内有较好的可浮性，磷灰石在pH为3-12内都保持较好的可浮性。碱性条件下，磷灰石表面的Ca2＋为矿物表面的活性吸附点，能与油酸钠发生化学作用形成油酸盐；在弱碱性条件下，对赤铁矿浮选起主导作用的是离子-分子缔合物；pH为11．5的条件下，经油酸钠作用后的赤铁矿红外光谱研究未发现明显的油酸铁吸收峰，在磷灰石的红外光谱中有明显的油酸钙吸收峰。

纳米气泡的形成及其对微细粒矿物浮选的影响

通过1个自制的、运用水力空化原理产生纳米气泡的发生装置,研究发现纳米气泡能够强化微细粒白钨矿浮选。为了更好地认识纳米气泡的性质,运用Malvern Nano ZS 90纳米粒径电位分析仪研究放置时间、油酸钠浓度、溶液p H以及空化时间对纳米气泡尺寸分布和Zeta电位的影响。研究结果表明:纳米气泡能够在油酸钠溶液稳定存在1 h以上,具有很强的稳定性;纳米气泡尺寸随着油酸钠浓度增高而减小,随着p H增大而增大;表面电负性则随着p H的增大不断增强;超过一定时间范围后,延长空化时间对纳米气泡的尺寸并无显著影响,这可能是溶液中溶解气体在水相和气相中达到动态平衡所致。纳米气泡能够提高微细粒白钨矿的浮选速率和回收率。

Tween80在一水硬铝石浮选中的作用

采用浮选试验、红外光谱和粒度分析研究Tween80对油酸钠浮选一水硬铝石的影响。结果表明:当Tween80与油酸钠以适宜的比例(质量比为1:9)混合时,有利于一水硬铝石的浮选;随着Tween80的增多,混合表面活性剂不利于一水硬铝石的浮选。加入Tween80强化了细粒级一水硬铝石的捕收,但没有明显改善油酸钠在低温下的捕收能力;油酸钠主要以阴离子形式吸附于一水硬铝石表面,且加入Tween80可能与油酸钠在一水硬铝石表面产生共吸附。

D201树脂吸附钒(V)的过程

研究D201树脂吸附钒(V)的过程。结果表明,pH值对D201树脂吸附钒的影响很大,与钒在溶液中的赋存状态有关。测得吸附热力学参数ΔH=8.11kJ.mol-1,ΔS=34.63 J.mol-1.K-1,ΔG298=-2.21 kJ.mol-1。动力学研究表明吸附交换速率主要受液膜扩散控制,等温吸附遵循Freund lich和Langmu ir曲线。

一水硬铝石(α-AlOOH)及其(010)表面的密度泛函研究

采用基于密度泛函赝势的量子化学方法研究了一水硬铝石(α AlOOH)晶体及其(010)表面的原子和电子结构。研究表明:GGA PBE几何优化得到的晶体结构参数与实验测定数据相符;通过体相原子间重叠布局分析确定了α AlOOH(010)表面最容易解理的位置;通过一系列测试计算选择原子层数为4,真空层厚度为7.5 的slab模型模拟α AlOOH(010)表面,结果表明表面原子发生弛豫,且驰豫表面的表面能为0.491J/m2;根据表面态密度分析、表面原子排布情况和前线轨道理论推测,阴离子捕收剂很难与一水硬铝石(010)的表面Al原子间发生化学作用,却容易与水硬铝石(010)的表面H原子相互作用。

聚合物对微细粒蛇纹石的絮凝作用及机理

通过浊度法沉降实验、Zeta电位测试和红外光谱测试,考察羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)3种聚合物对金川硫化铜镍矿主要脉石矿物即蛇纹石的絮凝作用,并对上述不同类型聚合物在矿物表面的吸附机理进行分析。研究结果表明:CMC和PAM在蛇纹石表面的吸附以物理作用为主,而PAAS能够通过化学作用吸附在蛇纹石表面,进而通过聚合物分子的架桥作用使蛇纹石微细颗粒发生絮凝;颗粒间静电相互作用对聚合物的絮凝效果影响显著,静电斥力越小,絮凝效果越好;反之静电斥力越大,絮凝效果越差。

废催化剂焙烧水浸渣中硫酸浸取钴的动力学研究

以废催化剂处理过程中得到的镍钴渣为研究对象,采用硫酸浸出镍钴渣,使钴和镍得到有效回收,并对硫酸浸出钴的动力学进行探讨。研究结果表明:搅拌速度为400～1200r/min时对钴浸出率的影响非常小,物料粒度、硫酸浓度和反应温度等因素对钴浸出率则有较大影响;当反应温度为80℃,反应时间为180min,原料粒度为(0.074～0.100)mm,H2SO4浓度为6mol/L,搅拌速度为800r/min,固液比为1:10时,钴的浸出率为94.2%,镍的浸出率则为93.5%;硫酸浸出镍钴渣的反应受产物层内扩散控制,表观活化能为16.34kJ/mol。

隐晶质石墨提纯研究

对目前国内外石墨提纯的常用方法进行了评述。采用高温熔融法对隐晶质(土状)石墨进行了研究并确定了最佳工艺条件。结果表明,高温熔融法可使固定碳85.60%的隐晶质石墨提纯至97.86%左右。

钙离子体系下羧化壳聚糖对滑石浮选行为影响

通过滑石纯矿物实验,考查钙离子作用下羧化壳聚糖对滑石可浮性影响。结果表明:滑石天然可浮性较好,在pH值为2～12时以MIBC为起泡剂进行浮选,回收率均在90%以上;酸性条件下(p H<5)羧化壳聚糖对滑石的抑制效果显著,随着pH值的升高羧化壳聚糖对滑石的抑制能力逐渐减弱。而钙离子作用时,碱性条件下羧化壳聚糖对滑石的抑制效果显著。结合吸附量和Zeta电位测试,溶液化学计算表明,在碱性条件下钙离子溶解组分以Ca^(2+)和Ca(OH)^+的形式吸附在荷负电的滑石表面,并在滑石表面产生钙位点,减小滑石与羧化壳聚糖之间的静电斥力,促进羧化壳聚糖在滑石表面吸附,实现羧化壳聚糖在弱碱性条件下对滑石的抑制。

纤蛇纹石纳米纤维的制备及表征

使用阴离子表面活性剂Aerosol OT（AOT）对纤蛇纹石进行化学分散，制备纤蛇纹石纳米纤维。研究AOT浓度、分散时间及乳化机转速对纤蛇纹石分散效果的影响，获得制备纤蛇纹石纳米纤维的最佳条件。利用红外光谱、X射线衍射、热重-差式扫描量热法和扫描电镜对纤蛇纹石纳米纤维进行表征。研究结果表明：当AOT溶液质量浓度为2g／L左右，分散时间为40～50min，乳化机转速为5000-6000r／min时，AOT能有效吸附在纤蛇纹石纤维表面，达到最佳分散效果；形成的纤蛇纹石纳米纤维基本为单纤维，其形貌较为一致，直径为30～80nm，长度达10μm以上。

常温酸性条件下黄铜矿氧化分解机理

在25℃，pH-2的条件下，通过对电极表面的电化学行为以及表面XPS分析，研究黄铜矿氧化分解的机理。循环伏安曲线表明，电位在400～800mV范围时黄铜矿发生部分阳极氧化反应，分解电流很小，反应生成中间产物。黄铜矿在电位小于-400mV的外加电位下发生强烈的阴极还原反应，还原产物可进行较强的阳极分解反应，但是反应随后受到钝化。对在外加恒电位E=550mV氧化100s后黄铜矿电极表面主要物质成分比例Cu：Fe：S为1：0．90：2．97。硫元素仍然主要以S^2-的形式存在，其次是单质硫。