有色冶金清洁生产技术发展态势

有色金属作为国家经济发展、国防军工建设及高技术新兴产业发展的重要物质基石,对提升我国整体实力和保障国家安全具有举足轻重的战略意义,是不可或缺的关键性战略资源。然而,我国有色金属行业正遭遇资源、能源及环境多方面挑战,已经成为制约有色金属冶金绿色发展的主要瓶颈。清洁冶金是创新有色金属冶金发展的模式,采用清洁的能源、资源进行“无废”的全生命周期生产,是有色金属冶金绿色发展的重大战略。本文系统分析了有色金属冶金发展现状、绿色发展成效,全面梳理了清洁冶金对缓解资源、能源和环境问题的重要意义,提出了有色金属清洁冶金发展路径,详细阐述了资源替代、能源替代和全生命周期下的有色金属清洁生产技术发展态势,并展望了未来有色金属清洁生产的发展方向与前景。

热控制制度强化再生A356铝合金性能研究

文章考察了废铝制品制备再生A356铝合金过程中精炼除杂脱气、冷却制度及热处理条件对再生铝合金组织结构及力学性能的影响,研选了提升再生A356铝合金力学性能的关键工艺参数,结果表明:通过投加自制Ti-C_(2)Cl_(6)精炼剂,再生铝合金浇注后立即室温水淬骤冷,以及固溶+时效的热处理等步骤,可实现脱气除杂、晶粒细化和抑制β-Fe相生成目的,所得铸态再生A356铝合金抗拉强度由201 MPa大幅度提升至277 MPa,将有助于推动汽车用再生铝技术的高质量发展。

新能源汽车关键有色金属提取与回收技术发展分析

低碳节能化、轻量化与高速化成为汽车发展的主要趋势,新能源汽车成为当代汽车发展的主流。随着中国新能源汽车产业的爆发式增长,锂、镍、钴、铝等金属需求量激增,新能源金属的高效绿色生产、新能源汽车二次资源回收将会对中国有色行业绿色发展带来深远影响。本文针对锂资源高效绿色化提取技术,退役电池有价金属分离回收,铝合金汽车零部件除杂再生等关键技术进行介绍,分析未来新能源汽车产业发展对中国有色行业的影响。

改性活性污泥处理含铬废水

经过特定驯化使好氧污泥成为硫酸盐还原菌优势生长的厌氧活性污泥,并用改性活性污泥体系处理含铬废水,研究了进水六价铬浓度、硫酸根浓度、化学需氧量(COD)浓度、水力滞留时间和多种重金属共存等因素对体系处理含铬废水的影响。结果表明:当进水硫酸根浓度为1 g/L、铬(Ⅵ)浓度为20 mg/L、COD浓度为2 g/L、水力滞留时间为16 h时,改性体系能有效处理200 mg/L的六价铬废水,铬(Ⅵ)的去除率高达99.83%、硫酸根去除率也达到86.2%,出水中铬(Ⅵ)、硫酸根和COD浓度均达到国家排放标准,进水中浓度低于20 mg/L的共存重金属离子不影响体系除铬(Ⅵ)达标排放,且体系对共存重金属离子均有良好的去除效果;这为含铬废水的处理提供了一种可行途径,同时为厌氧法提供了一种新的污泥来源。

微生物治理碱性含铬废水的试验研究

用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的无色杆菌属C-1菌株,对碱性含铬废水进行生物处理,研究了该菌的生长条件,并探讨了温度、pH值、Cr(VI)初始浓度及作用时间等因素对Cr(VI)还原的影响。研究结果表明:C-1菌株适应碱性环境,对Cr(VI)具有较强的还原能力;在有氧、pH=10.30和温度为32℃的条件下,含Cr(VI)1 570.0 mg/L的废水经微生物处理16 h后Cr(VI)质量浓度降为0.6 mg/L;处理后的沉淀物中铬以非晶态存在,其中总铬含量为21.44%,Cr(VI)为痕量。

三维电极电化学反应器降解有机废水中的EDTA

研究一种基于三维电极电化学反应器处理有机废水的新方法。研究结果表明:采用活化后的活性炭作为粒子电极,通过产生?OH自由基有效降解废水中的EDTA,其去除率受进水pH、电流和电导率等影响较大;在?OH自由基的作用下,EDTA首先被降解成伯胺等中间产物,进而又被矿化为CO2,H2O和NH3。在进水pH为6.0,进水流量为200 mL/min,水温为25℃,电导率为0.15 S/m,电流为200 mA时,电解1 h,总有机碳(TOC)的去除率可以达到96.40%;经50次循环实验,TOC去除率仍可保持在90%以上。

改性活性污泥高效处理高浓度硫酸盐废水

对城市生活污水厂的好氧活性污泥进行厌氧改性,利用改性后的厌氧污泥对高浓度硫酸盐废水进行处理;考察不同有机碳源、体系初始pH值、接种污泥质量、起始硫酸根质量浓度、初始ρ(COD)/ρ(SO2-4)、亚铁离子及通N2方式等因素对厌氧污泥还原硫酸根能力的影响。间歇式试验结果表明在以乳酸钠为有机碳源,pH值为7,接种污泥质量为20g,初始硫酸根质量浓度为3g/L,ρ(COD)/ρ(SO2-4)为1.45,不加亚铁离子及通入N2的条件下,硫酸根的去除率最高;在间歇式试验最优条件进行半连续试验,硫酸根去除率均大于90%,表明在ρ(COD)/ρ(SO2-4)较低的条件下,能快速启动反应器,高效处理高浓度硫酸盐废水。

硫酸盐还原菌包埋固定化技术处理含铬废水

分别以海藻酸钠和聚乙烯醇(PVA)为包埋剂,采用蠕动泵滴加,包埋固定经驯化后的硫酸盐还原菌(SRB)占优的活性污泥。以小球强度、传质性能、成球难易为指标定性确定包埋条件。评价海藻酸钙(CA)法、PVA法、PVA混合载体法包埋小球对含铬废水的处理效果。结果表明以Cr(VI)去除率为考核指标,PVA混合载体为最好的包埋方式,其最优条件是PVA质量浓度为9%、包泥量为1∶1,添加少量的海藻酸钠,SiO2,CaCO3和粉末活性炭(PAC)有利于颗粒球传质与耐用性能的提高。在连续化处理含铬废水的工艺中,进水COD质量浓度为500mg/L,SO24-为500mg/L,Cr(Ⅵ)为100mg/L,水力滞留时间为6h的条件下,Cr(Ⅵ)的去除率为99.68%,出水总Cr质量浓度为0.45mg/L,COD质量浓度为187mg/L,同时铬以沉淀的形式与颗粒球分离有利于铬的回收。

一株Cr(Ⅵ)还原菌的鉴定及其还原特性

从长沙铬盐厂区的被污染土壤中分离获得一株具高效还原高浓度Cr(Ⅵ)的细菌,利用PCR扩增获得该菌16S rDNA部分序列,经测序和比对确定菌株为Pannonibacter sp.。研究该菌株的生理特性、培养条件以及还原六价铬的最佳条件。研究结果表明,该菌为革兰氏阴性菌,显微镜下观察为短杆状,好氧;该菌在pH为9,温度为30℃时生长最好;pH为8,30℃时六价铬还原效果最佳;16 h内可将质量浓度为300 mg/L的Cr(Ⅵ)还原90%以上。

氧化锌-硫磺-还原性添加剂混合粉末的机械化学硫化行为(英文)

采用高能球磨技术研究氧化锌-硫磺-还原性添加剂(P、Fe、Al、Mg)混合粉末的机械化学硫化行为。该方法是氧化锌硫化的一种新方法。在添加P、Fe、Al、Mg的条件下,经过4、6、1、1 h的球磨,ZnO的硫化率分别达85.2%、81.6%、96.7%、92.6%。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析了球磨样品的化学物相组成变化和形貌特征变化,提出了ZnO机械化学硫化的反应机制,即机械力诱发的自蔓延反应(MSR)。另外,为了实现硫化产物的浮选回收,考察了硫化产物的可浮性。结果表明,机械硫化产物中的ZnS能够通过浮选而高效富集。通过采用该硫化技术,有望实现废渣中锌的回收和重金属危险废物的净化解毒。

Cd^(2+)-H_2O系羟合配离子配位平衡

根据配位化学热力学平衡原理,绘制了Cd2+-H2O系配合离子浓度pc—pH图、镉羟合配离子分率αn—pH图及Cd(OH)2条件溶度积pKS—pH图。pc—pH图描述了Cd(OH)2(s)溶解平衡时,镉的总离子平衡浓度与pH的关系。当pH为9.84～13.31时,Cd(OH)2的溶解度最小;αn—pH图指出了各种羟合配离子分率与pH关系,每种羟合配离子都对应有其存在的最佳pH范围。Cd(OH)2(s)的条件溶度积pKS—pH图表明:当pH值在9.5～10.5范围内,Cd(OH)2(s)的条件溶度积最小。研究结果可为中和水解法去除废水中镉等技术提供理论依据。

十二烷基苯磺酸钠对抗菌陶瓷釉料分散稳定性的影响

研究抗菌釉料(石灰石、长石、石英、高岭土及抗菌剂-纳米TiO2)对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的吸附性能,利用吸附等温线分析其吸附行为。采用分光光度法在500 nm处测定抗菌釉浆的吸光度,并结合釉浆中微粒的Zeta电位,考察釉浆稳定性与pH值、NaCl浓度和表面活性剂浓度之间的关系。结合扫描电镜照片观察釉浆沉积物形貌,并分析SDBS在抗菌釉料中的吸附机理。研究结果表明:影响吸附SDBS釉浆体系Zeta电位的主要因素是pH值;当吸附SDBS的釉浆在pH=7,NaCl浓度为10 mmol/L时达到最佳分散稳定效果。

印刷电路板含铜配离子复杂废水脱铜研究

应用有关热力学数据,对Cu2+-EDTA-S2-H2O系的热力学行为进行研究,并对印刷电路板含铜配离子复杂废水的处理进行实验研究。研究结果表明:采用中和沉淀法处理含铜配离子废水难以达到国家电镀污染物排放标准(GB21900—2008),通过添加硫化物可以破坏离子的配合平衡,使铜以硫化物形式沉淀;硫化沉淀法处理印刷电路板废水的最佳工艺参数如下:用Ca(OH)2将pH值调到12.5,反应温度为25℃,水解时间为30min,n(Na2S):n(Cu)=1:1,硫化沉淀时间50min,PAM质量浓度为6mg/L,残余Cu2+质量浓度低于0.2mg/L。在此最佳工艺参数下,实验结果与理论分析结果相吻合。

铬渣NaCl浸出动力学

通过研究铬渣NaCl浸出过程中Cr(Ⅵ)浓度随时间的变化,建立该反应的动力学方程,确定初始pH值、振荡速度对反应速率常数的影响,并计算相应的反应表观活化能。结果表明,铬渣NaCl浸出过程为0.26级反应,反应速率常数为3.38×10-7 mol/(L.s);pH值和振荡速度增大,反应速率常数不断增大,CaCrO4溶解率增加,溶解速率加快;该反应的表观活化能为34.24 kJ/mol,Cr(Ⅵ)浸出速率受温度影响较大。

二段式鸟粪石结晶法处理铜氨络合废水

通过向合成铜氨络合废液中添加镁离子Mg^(2+)和磷酸根离子PO_4^(3-),可以实现络合离子的解离,从而实现铜与氨氮的同步脱除。据此建立了两段式鸟粪石结晶法(TSSF),用于去除铜及氨氮。其中,第一段添加90%药剂(MgCl_2及Na_2HPO_4),第二段添加剩余10%药剂。考察磷源及镁源添加量、pH、反应时间对铜及氨氮去除率的影响。结果表明,TSSF法对铜、氨的去除性能优于一段式沉淀法。在n(NH_3-N):n(Mg):n(P)=1:1.2:1.5(摩尔比)、pH=9、反应时间30 min情况下,铜及氨氮的去除率分别为98.9%和99.96%。采用铜氨络合物与鸟粪石对氨氮的竞争机制解释了TSSF法对铜、氨的高效去除,并采用基于计算及优势相图的热力学分析手段进一步阐明了铜氨络合离子的解离机制。此外,X射线衍射分析(XRD)及能谱分析(EDS)结果也证实了鸟粪石的形成及铜的沉淀,揭示了铜及氨氮从液相到固相的转变过程。

CaO对钠铁硼磷玻璃体系结构及固砷效果影响

研究了Cao对x Cao-(100-x)(30Na2O-2.8B2O3-25.2Fe2O3-42P2O5)(x=0、5%、10%、20%,指摩尔分数)玻璃结构及固砷效果的影响,研究表明加入20%(摩尔分数)Cao砷浸出浓度由3.14 mg/L降低至0.99 mg/L,固化率从60.78%增加到88.87%;Cao的加入,会破坏钠铁硼磷玻璃固砷体系中Q2桥氧结构,玻璃网络化程度降低,结构加强;同时,加入体系中的Cao能够进入玻璃固砷体的网络结构中,使桥氧解聚,并对非桥氧结构产生集聚作用的同时,形成Ca-O-As、Ca-O-P等化学键,使玻璃体系的结构增强,致密度增加;随着Cao摩尔分数增加,Tg、△T呈现增大的趋势,玻璃结构得到增强,同时Ca2+对非桥氧磷酸盐之间的交联,对固砷效果也有较大的影响.

三国吴简蚀斑可培养微生物的多样性

采用普通细菌和真菌培养基,从湖南长沙简牍博物馆收藏的一批走马楼出土的三国时期吴国竹简腐蚀浸泡液中分离得到8株细菌和1株霉菌的纯培养。结合培养特征、形态特征、基于细菌16SrDNA和真菌18SrDNA和ITS基因序列的系统发育分析,对分离得到的可培养微生物的多样性进行研究。研究结果表明:8株细菌分别划归为4个纲(α-Proteobacteria,β-Proteobacteria,γ-Proteobacteria和Bacilli)的7个属(Bacillus,Acinetobacter,Staphylococcus,Pandoraea,Novosphingobium,Cupriavidus和Comamonas);霉菌属于Aspergillus。

Pannonibacter phragmitetus对Cr(Ⅵ)污染土壤的修复效应

在前期从铬渣污染土壤中分离筛选出高效还原Cr(Ⅵ)的土著微生物(Pannonibacter phragmitetus)的基础上,通过单因素实验对所筛选的土著微生物修复模拟铬污染土壤效应及其影响因素进行研究。结果表明:土著微生物对土壤中Cr(Ⅵ)的修复受pH值、微生物接种量和初始Cr(Ⅵ)浓度的影响;pH值越高、微生物接种量越大而初始Cr(Ⅵ)浓度越低时,Cr(Ⅵ)的修复速率越快;所筛选的土著微生物在316h内就能够完全还原污染土壤中浓度为360mg/kg的Cr(Ⅵ);Cr(Ⅵ)的修复是土著微生物(Pannonibacter phragmitetus)通过酶促反应对Cr(Ⅵ)的直接还原所致。

表面活性剂对Achromobacter sp. CH-1解毒铬渣的影响

为提高细菌Achromobacter sp.CH-1(简称为A.sp. CH-1)解毒铬渣过程中酸溶性Cr(Ⅵ)的浸出率,研究不同表面活性剂对A.sp. CH-1的生长及其解毒铬渣效果的影响;通过考察表面活性剂的加入对细菌生长、Cr(Ⅵ)还原、铬渣中Cr(Ⅵ)浸出率以及浸出体系pH值的影响,评价不同表面活性剂促进A.sp. CH-1解毒铬渣的效果。研究结果表明:加入低浓度的表面活性剂对A.sp. CH-1菌的生长及其还原Cr(Ⅵ)没有显著影响;阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子型表面活性剂吐温60、吐温80都能提高A.sp. CH-1解毒铬渣的效果,其最佳用量分别为75,200和250mg/L;在此最佳用量下,铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出率比原来分别提高约8%,9%和11%;阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对铬渣的解毒效果没有明显提高。

锌冶炼污染物减排与治理技术及理论基础研究进展

传统锌冶炼过程产生大量含重金属的废水、废渣,造成资源浪费和环境污染.针对锌冶炼污染物减排与治理的技术瓶颈,进行了系统的基础研究与技术攻关,提出并研发了选冶联合清洁炼锌技术,实现锌冶炼源头铁锌高效分离与铁渣的大幅减排;发明了锌冶炼重金属废水生物制剂法深度净化与回用技术,废水深度净化后出水重金属离子浓度完全达到国家《铅锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010),废水的回用率提高到95%;研发了冶炼废渣硫化回收人造硫化矿新工艺,其中重金属锌的硫化率达85%以上,硫化矿的品位达40%.研究成果可为锌冶炼污染物源头减排与"三废"深度治理提供先进适用的技术方法.