难处理金矿的提金工艺设计

难处理金矿资源现已成为我国黄金行业生产的主要原料来源,为提高难处理金矿中金的回收率,氰化浸出之前一般均需要预处理。本文探讨难处理金矿提金的主要处理工艺,重点分析焙烧氧化工艺。其间结合小型试验结果,确定最佳工艺参数,并参照类似冶炼厂实际生产的成功经验,结合矿石实际情况,对原矿循环流态化富氧焙烧工段设备进行选型研究,以期获得良好的设计指标。

氯化液的海绵铜回收试验研究

本文采用石灰乳沉淀-铁粉置换法从氯化液中回收海绵铜,获得较好的效果。试验结果表明,Ca(OH)2乳液浓度为20%,沉淀反应pH=0,沉淀时间为3 h,置换时间为3 h,终点pH=0.42时,小型试验获得的产品海绵铜纯度为91.8%,二次滤液Cu浓度为4.13 mg/L;中间试验获得的产品海绵铜纯度为88.2%,二次滤液Cu浓度为15.1 mg/L。结果显示,产品海绵铜纯度均超过88%,Cu基本全部被置换,中间试验指标略低于小型试验指标。该工艺切实可行,达到预期。

灰渣对煤炭地下气化催化效果的初步研究

在煤炭地下气化过程中，为了研究灰渣对煤炭地下气化反应的催化作用和效应，利用实验室小型单管实验，说明了灰渣中的金属氧化物尤其是钙盐对煤炭地下气化中的氧气-水蒸气气化和甲烷化反应具有催化效应，碳的转化率、煤气热值及产气量随着温度（800℃～1200℃）及灰渣添加量（15％～30％）的增加而明显提高．利用上述实验数据及钙盐的催化活性理论提出了以钙盐作为催化剂进行煤炭地下催化气化的设想．

煤炭地下催化气化工艺的研究

提出煤炭地下催化气化新工艺的概念,研究利用高压雾状催化剂-水蒸气带入装置并以钙基化合物为催化剂进行煤炭地下催化气化.在小型模拟地下气化炉中,以大雁褐煤为煤样,选用氢氧化钙水溶液(质量分数为5%,10%,15%)为催化剂进行纯氧气化.结果表明,添加氢氧化钙水溶液气化后的煤气与不加催化剂、添加10%CaCO3气化后的煤气相比,煤气中甲烷组分可以达到7.58%,煤气热值提高到5.43MJ/m3～7.87MJ/m3,产气率提高28%～69%,且可以稳定产气.催化剂组成(质量浓度)以添加Ca(OH)2为10%～15%之间进行气化效果最佳,为提高煤炭地下气化的稳定性开辟了一条全新的路径.

劣质瘦煤地下气化工艺试验研究

为实现高硫、高灰劣质瘦煤的地下连续气化,在羽状地下气化炉中,研究了空气、富氧、富氧-水蒸气气化剂条件下,出口煤气有效组分含量和热值的变化规律,研究了炉体坍塌高度与气化率的关系。结果表明:富氧体积分数大于80%时,劣质瘦煤地下气化可获得合格的化工合成原料气,φ(CO+H2)稳定在56%~65%,煤气热值9.2~10.9 MJ/m3;富氧-水蒸气气化时,水蒸气与O2体积比为1.5∶1~2.0∶1时可连续稳定气化,热值达9.2 MJ/m3,但煤气组分变化较大,空气气化效果不明显。炉体塌陷最深的地方在点火区,塌陷高度达250 mm,塌陷率50%,而出气口一侧的塌陷高度为0,说明出气口处煤层气化率相当低,为充分利用煤炭资源,需进行反向鼓风气化煤层,以提高煤层气化率。

新疆淖毛湖长焰煤地下催化热解的反应特性

设计了适合于地下催化热解/气化的错时喷射催化剂添加装置,在卧式热解反应器中使用四种典型催化剂对新疆淖毛湖长焰煤进行地下催化热解模拟实验.结果表明:四种催化剂可有效提高热解气中H_2和CO组分及气态产物产率,催化活性由大到小依次为8%Na_2CO_3溶液(8%为质量分数,下同),10%Ca(OH)_2溶液,10%CaO粉末,6%FNC(复合催化剂(Fe_2O_3-Na_2CO_3-Ca(OH)3));活性较高的Na_2CO_3溶液和Ca(OH)_2溶液使热解气中H_2组分提高了19%(体积分数),CO组分增加1.2倍,CH_4组分在低温热解区有所增加,但在600℃以上热解时无明显效果.半焦和焦油产率较催化前分别下降30%和20%~70%,煤气产率提高1.4倍~1.6倍.从催化活性和成本分析,在地下催化热解过程中主催化剂可选择Ca(OH)_2溶液,并配置活性最高的Na_2CO_3溶液作为辅助催化剂.

煤焦气化反应对煤炭地下气化的影响性研究

在煤炭地下气化过程中,煤焦气化反应直接影响着地下煤气的组成和质量,通过对地下气化典型煤样大雁褐煤、协庄烟煤、昔阳无烟煤在热天平装置上进行不同热解终温、不同热解气氛的煤焦气化反应实验,利用热失重分析法研究了不同煤焦的气化反应特性。通过实验表明:不同煤质、不同煤焦制备温度、不同反应气氛对煤焦气化反应活性有着重要的影响。

地下催化热解对无烟煤焦结构的影响研究

由于地下热解或者气化的原料为几百米甚至千米以下的原始煤层,地面催化法很难直接用于地下催化热解或者气化。文章设计了特殊的地下催化热解法,在卧式热解反应器中使用Ca(OH)_2催化剂对新疆昌吉某无烟煤进行了催化热解实验,获得了催化前后的热解煤焦并对煤焦进行了比表面积、XRD及煤焦气化反应活性测试。实验结果表明:Ca(OH)_2活化了热解煤焦,使比表面迅速增加,孔径分布更加复杂;催化剂加快了煤中有机官能团的热裂解,阻碍了芳香族自由基的热缩聚反应,延缓了热解半焦的有序化与石墨化进度并使煤焦反应活性能力提高。

煤炭地下催化气化新工艺

煤炭地下气化是我国洁净煤技术研究的重要领域之一,由于受各种复杂因素及工艺控制的影响,其煤气组分、热值及稳定产气率诸方面均无法与地面气化炉煤气相比较。针对这一问题,提出了煤炭地下催化气化新工艺,以钙盐作为主催化剂并运用特殊的带入装置将催化剂带入地下气化炉进行催化气化,从而提高煤气组分、热值和产气率。

Li^+,Mg^(2+),Na^+和K^+在LiFePO_4/FePO_4结构中的电化学行为(英文)

因Na^+、K^+总与Li^+、Mg^(2+)伴生在卤水中,故在Li^+、Mg^(2+)研究的基础上,我们继续开展Na^+、K^+的系列研究。循环伏安测试结果表明:在LiFePO_4/FePO_4结构中,Na^+表现出一定的循环性能,其还原峰为-0.511 V,比Li^+的(-0.197 V)更负。因此,为了抑制Na^+的嵌入,需控制低电位。而K^+的还原峰不能明显观察到,表明K^+难于嵌入到FePO_4结构中。以取自中国西部的实际Mg/Li比为493的卤水作电解液,在槽电压0.7 V时进行电解实验。结果表明:Li^+、Mg^(2+)和Na^+的最终脱出量每1 g LiFePO_4分别可达24.1 mg、7.32 mg和4.61 mg,所得溶液中的Mg/Li比从493降至0.30,Na/Li比从16.7降至0.19。因此,可以看出即使在超高Mg/Li比的卤水液中,如果控制得当,也能使得Li^+和其它杂质有效分离。

磷酸铁离子筛卤水提锂热力学分析

针对高Mg和Li质量比盐湖卤水提锂困难的问题,提出利用LiFePO4/FePO4材料对盐湖卤水进行选择性提锂的思路。在热力学计算的基础上绘制298.15 K时Me(Li,Na,K,Mg)-Fe-P-H2O体系的-pH图,并讨论FePO4对盐湖中Na+、K+、Mg2+与Li+的选择性吸附问题。结果表明:当离子浓度为0.1 mol/L、体系氧化还原电位降到0.36 V(vs SCE)时,FePO4中+3价的铁即被还原为+2价,同时Li+嵌入FePO4晶格生成LiFePO4;而体系电位需降到0.132 V和0.073 V才分别生成KFePO4和NaFePO4,说明材料对Li的选择性优于Na和K的,而Mg0.5FePO4则在计算分析的范围内不能稳定存在,说明FePO4对Mg2+无吸附性。因而,在适当的电位范围内(本研究的计算条件下为0.173～0.33 V)即可利用磷酸铁材料实现Li与Na、K、Mg等元素的选择性提取,而吸附锂后通过调节氧化还原电位大于约0.33 V,即可实现LiFePO4材料中Li的脱出。

鄂庄薄煤层富氧地下气化模型试验

研究了不同富氧浓度下,出口煤气有效组分含量、热值、产气率及热效率的变化规律.试验结果表明:随着氧气浓度的增加,煤气中H2,CO含量及热值增加,但当O2浓度大于84%时,煤气中有效气体组分含量及热值上升幅度减小;随着富氧浓度的提高煤气产率下降,气化效率在44.47%~64.91%之间;薄煤层富氧-水蒸汽气化能够连续生产有效气体组分(H2+CO+CH4)大于59.56%、热值在8.2 MJ/m3以上的煤气,并能有效地控制气化炉温度,保持煤气组分和热值的稳定.

影响煤炭地下气化稳定性生产因素

分析了煤炭地下气化稳定性运行的影响因素,在地下气化炉的建造过程中,应考虑煤层赋存条件,地下水涌入情况,不同的条件其地下气化炉结构也不同,在煤炭地下气化生产运行时,气化剂的配比,操作环境压力,温度都将影响其稳定生产。

反应挤出法碱分解黑钨矿

针对目前黑钨矿碱法分解工艺中存在的反应温度高、生产效率低等问题,开发了一种黑钨矿碱分解新工艺,以双螺杆挤出机为反应器,采用反应挤出法对高黏度黑钨矿的碱分解过程进行了研究,系统考察浸出时间、温度、螺杆转速和碱用量对钨矿浸出效果的影响。在矿水质量比为2.67:1、碱用量为理论量的1.5倍、温度为120℃,螺杆转速为180 r/min和反应时间为2.5 h的条件下,浸出渣中WO3的含量为2.54%,钨矿的浸出率达99.13%。

尖晶石锰酸锂卤水提锂热力学

针对高Mg和Li质量比盐湖卤水提锂难的问题,提出利用尖晶石LiMn2O4对盐湖卤水进行选择性提锂,并在热力学计算的基础上绘制了298.15 K时Me(Li,Na,K,Mg)-Mn-H2O体系的φ—pH图,讨论尖晶石LiMn2O4脱Li+后所形成的λ-MnO2对盐湖中Na+、K+、Mg2+与Li+的选择性提取问题。结果表明:当离子浓度为1 mmol/L,体系阴极极化电位降至0.79 V(vs SHE)时,λ-MnO2中Mn4+被还原为Mn3+,同时溶液中Li+由于"记忆效应"而嵌入λ-MnO2晶格生成LiMn2O4;而极化电位需降至0.61、0.55和0.48 V时,才分别有Mg0.5Mn2O4、KMn2O4和NaMn2O4生成,说明所选材料对Li+的选择性优于对Na+、K+和Mg2+的选择性。此外,根据西台吉乃尔盐湖卤水中主要组成阳离子浓度([Li]=30 mmol/L,[Na]=5 mol/L,[K]=0.2 mol/L,[Mg]=0.5 mol/L)绘制Me(Li,Na,K,Mg)-Mn-H2O系叠加φ—pH图。热力学研究表明:只需在卤水原始pH条件下将体系的阴极极化电位调至0.70 V<φ<0.87 V,λ-MnO2即可实现对Li+与大量Na+、Mg2+、K+的有效分离;将嵌Li+后的LiMn2O4通过调节电位极化至φ>0.87 V,可实现Li+的脱附和富集。

松枝与浮选尾煤共热解协同效应及动力学分析

为研究松枝与浮选尾煤共热解协同效应及动力学参数,采用热分析天平研究了松枝不同添加比例与浮选尾煤共热解协同效应,并在此基础上计算分析了松枝不同添加比例下与浮选尾煤共热解的N级（n=1,2,3）热解反应模型。实验结果表明：松枝与浮选尾煤单独热解规律不同,松枝的最大热解失重速率大于浮选尾煤。当热解终温为900℃时,松枝和浮选尾煤失重率分别为7433%和1325%,二者主要热解阶段的温度范围有相互重叠部分,有存在发生相互协同效应的可能性。当松枝添加比例在20%~80%时,反应级数n=2时松枝不同添加比例与浮选尾煤共热解动力学方程拟合度较好,且共热解过程中所需活化能要低于浮选尾煤和松枝单独热解时所需活化能,有利于共热解反应的进行,进而导致挥发分更易析出。

鄂庄煤炭地下气化工业性试验研究

介绍了鄂庄煤炭地下气化的“一炉多孔”气化炉结构,及其所进行的各种气化工艺。研究了气化炉在4年运行过程中的煤气组分、煤气热值的变化规律。分析了煤气组分的产生情况以及气化炉的优缺点和改进措施。结果表明“一炉多孔”气化炉具备灵活性,可以实施多种气化工艺改进煤气热值,但具有不稳定性。

炼焦尾煤与松枝共热解制富氢燃料气试验研究

为研究炼焦尾煤与松枝共热解特性及气相产物产率分布规律,采用热分析仪和实验室小型固定床反应器对炼焦尾煤和松枝进行了共热解试验。结果表明:松枝的热失重过程相对于尾煤更为剧烈,当热解温度为900℃时,松枝和尾煤失重率分别为74.33%和13.25%,二者在最大热解失重速率温度区间有部分重叠,炼焦尾煤与松枝共热解有发生协同作用的可能。松枝单独热解时CO、CH_4、CO_2的产率要高于尾煤单独热解时的产率,但松枝热解H_2产率低于尾煤。尾煤热解气相产物总气量中,H_2产率比松枝高8.89%,而松枝热解气相产物中CO、CH_4和CO_2产率要比尾煤分别高出13.93%、4.10%和18.16%。添加不同比例的松枝,H_2产率理论计算值的变化趋势与试验值相同,但试验值略高于理论计算值;在低温时CH_4产率理论计算值高于试验值,而随着热解温度的升高,CH_4产率试验值则高于理论计算值。当松枝添加质量分数为40%时,热解气相产物热值最高,达到9 203.54 k J/kg。

再生火源现象的煤炭地下气化模型实验研究

煤矿外因火灾发生与煤炭地下气化点火过程具有很大的相似性,两者皆会发生再生火源现象。实践证明,再生火源是煤炭地下气化的正常点火和煤矿火灾控制的一个重要影响因素。通过对煤炭地下气化点火过程进行模型试验台研究,通过对其温度场、浓度场进行监测,全面探索了再生火源的发生规律,发现再生火源是由烟气拥塞和烟气加热共同作用产生。在此基础上,提出了预防煤矿外因火灾及煤炭地下气化点火过程中再生火源产生的一些可行性措施。

中国煤炭地下气化的近期研究与发展

为了进一步提高煤炭地下气化中的煤气热值和产量,在总结国内外地下气化工艺的基础上,提出了长通道、大断面、两阶段煤炭地下气化新工艺和分离控制注气点富氧-水蒸气煤炭地下气化新工艺以及提出了煤炭地下催化气化新工艺的构想。在理论研究、模型试验的基础上,进行了半工业性试验、工业性试验和工业性应用。新奥集团与中国矿业大学合作正在内蒙古乌兰察布市选点进行我国首次无井式煤炭地下气化试验。经过20多年的研究,UCG技术日臻成熟,目前用于矿井中"遗弃"煤炭资源的回收和浅部资源的开发,在技术上是可行的。