铜冶炼烟尘酸性浸出液中铜、砷分离行为研究

针对铜烟尘酸性浸出液中砷与有价金属分离的难题,采用加压合成臭葱石的方法,实现Cu和As的高效分离以及将砷以臭葱石的形式进行稳定固化的目的。在加压体系下研究了温度、总压和初始pH值对Cu和As的分离效果以及臭葱石合成的影响。结果表明:提高反应温度,有利于Cu和As的分离及合成晶型良好的臭葱石,温度较低时生成铁矾影响臭葱石合成进而影响Cu、As的分离;初始pH值增大,不利于Cu和As的分离,初始pH值越高,体系中的Fe3+越易水解,不利于臭葱石的合成,进而影响Cu和As的分离效率;总压增大,有利于Cu和As分离,不利于臭葱石的稳定固化,氧压过高氧化速率加快,易发生Fe3+水热水解反应,臭葱石形貌由双锥状变为团聚状使其稳定性降低。在初始Fe和As物质的量之比1.2、初始pH值0.4、时间2 h、初始铜离子浓度9 g·L^(-1)、总压0.8 MPa、温度160℃的条件下,As和Cu的沉淀率分别为81.57%与12.27%,Cu、As分离系数为76.88,能够高效分离Cu和As,并获得晶态臭葱石。

深孔绳索取心钻进用无固相防塌钻井液试验

为应对金刚石绳索取心钻进普遍发生的垮塌、造浆、钻杆内壁结泥皮等问题,完成了基于聚乙烯醇(PVA)为抑制剂的无固相防塌钻井液室内研究。通过泥页岩滚动回收试验、膨润土临界加量试验、泥球浸泡试验以及电动电位测试等对比了常用抑制剂的抑制效果;通过配伍性试验确定了增黏剂及降失水剂的种类和加量;对比了不同种类的污染物对所获配方钻井液综合性能的影响。结果表明,相比于NaCl、KCl等常规无机盐抑制剂,聚乙烯醇具有较强的抑制性,且抑制性与聚合度呈正相关;黄原胶(XC)、磺化褐煤树脂(SPNH)、磺化沥青(FT-1)可用作配制该钻井液的增黏提切剂和降失水剂;该配方钻井液可抗35%NaCl、4%CaCl_(2)以及12%钙土的污染,能满足110℃温度范围内的使用要求,可在3000 m深度范围内的强造浆地层、破碎地层、盐膏层等复杂地层中使用。

钻井液用高分子聚合物高温流变特性影响因素探究

聚合物对钻井液的高温流变特性具有重要影响。对比了聚合物种类、加量、剪切时间、盐、造浆黏土等对聚合物溶液高温流变性的影响,并对不同温度下的剪切速率-剪切应力关系进行了流变模型拟合。结果表明,温度升高、剪切时间及盐量增加均导致黏度降低,超过190℃后黏度下降速率加剧;含5%甲酸盐与5%卤盐的样品黏度在降温阶段的黏度恢复率分别为86.8%和2.7%;以宾汉模式对造浆黏土与聚合物混合液进行拟合,220℃时的动切力最高达到5.47 Pa。温度升高使得聚合物溶液由假塑性向牛顿性演变的趋势增强。高于130℃时,长时间剪切导致黏度下降的趋势明显,此时含甲酸盐的聚合物溶液黏度较含卤盐的高,且降温阶段的黏度恢复率也较高。黏土的存在增强了混合液的网间结构,有利于高温下携带岩屑。

疏水性钻井液体系增强煤层井壁稳定性的试验研究

针对织金煤层特点,开发出一种可以提高煤岩疏水性及井壁稳定性的复合表面活性剂,并对各项性能进行了综合评价。试验结果表明:该复合表面活性剂能够有效减小煤岩与钻井液的界面张力,提高与煤岩的接触角,使煤岩与清水的接触角由65.5°增至124°,增幅为89.31%。同时能够有效地阻缓液相侵入煤岩中,降低对煤岩的压力传递,且与水基钻井液具有较好的配伍性。此外,该复合表面活性剂还能够有效改变织金煤岩表面的润湿性,煤岩表面形成疏水层,降低水相通过裂隙进入岩样的内部。

鼓风炉渣碳基还原回收铅、锌、铁及尾渣环境特征

针对云南省个旧市历史遗留鼓风炉渣的安全处置,采用碳热还原-磁选方法回收铅、锌和铁,并高温固化获得稳定化尾渣.研究了温度、时间、还原剂用量对铅、锌和铁的回收影响,碳基还原过程铅、锌、铁的还原行为和磁选尾渣的环境风险.结果表明,在温度1300℃、还原时间60 min、还原剂用量4%的条件下,铅、锌的挥发率分别达91.97%和96.96%,铁的金属化率96.94%;在磁场强度为250 MT的磁选条件下,铁的回收率78.93%,铁精矿中铁品位为90.94%.SEM-EDS和XRD分析结果表明:鼓风炉渣经高温碳热还原后,渣中铅以硫化物和铅铁矾的形式镶嵌于硅酸盐晶体中,渣中其他重金属则均匀分布在硅酸盐晶体中.磁选尾渣中铅、锌、砷、镉浸出值未超过国标GB 5085.3-2007规定限值;Tessier重金属形态分析结果显示尾渣中铅、锌、砷、镉残渣态比例相比于鼓风炉渣增大,表明鼓风炉渣碳热还原后环境风险降低,实现了鼓风炉渣的资源化及无害化.

有机净化钴渣热分解回收钴研究

锌冶炼过程产出的净化钴渣中钴的高效回收对缓解我国钴资源的紧缺有着重大战略意义.以湿法炼锌有机净化钴渣为原料,采用酸洗—热解—氧压酸浸技术路线,重点研究了酸洗过程中钴、锌分离与有机净化钴渣的热解行为.研究结果表明,在室温下,液固比为6∶1、终点pH2.5、时间为1 h等条件下进行酸洗,能使81%的锌进入酸洗液,而96%以上的钴留存于酸洗渣中,Co/Zn分离系数为59.08,实现了Co和Zn的初步分离.在温度为500℃、反应3 h的条件下对酸洗后的钴渣进行热解,Co回收率达95.27%,含Co有机螯合物((CH_(3))_(2)NCS_(2))_(2)Co转变为无机硫化钴(Co_(3)S_(4)、CoS).在0.8 MPa、150℃、液固比5 mL/g、时间3 h及硫酸浓度20 g/L条件下,能使硫化钴转化成硫酸钴进入浸出液,钴、锌浸出率分别为95%、93%左右.