含铁纳米纤维电极去除水中孔雀石绿

作为一种典型的三苯甲烷类染料,孔雀石绿具有降解难度大、对生态环境和人类危害大等特点,因此水中孔雀石绿的治理问题不容忽视。本工作借助静电纺丝技术和液相还原法,将纳米铁颗粒物负载于高度蓬松的PVA纳米纤维,制备高性能的含铁纳米纤维,并利用其作为第三维电极构建三维电极反应体系,考察三维电极体系中孔雀石绿的去除行为。结果表明,未接通电源时含铁纳米纤维对水中孔雀石绿具有良好的吸附效果,吸附行为符合准二级动力学模型;在三维电极体系中,含铁纳米纤维先借助吸附作用对水中孔雀石绿进行富集浓缩,然后通过电解作用同时实现孔雀石绿的降解和含铁纳米纤维活性位点的再生。在预吸附-电解40 min后,水中孔雀石绿的去除率超过了95%,且反应体系呈现出较强的pH值耐受性。

不同Mn/Fe比例天然含铁锰矿的As(Ⅲ)吸附性能与机制

水体中的砷主要以亚砷酸(As(Ⅲ))形态存在.金属氧化物常用于水体砷的去除,但其对As(Ⅲ)的亲和力较弱,导致水体砷很难去除,因此,寻求高效、廉价、绿色的除As(Ⅲ)材料具有显著的环境意义.天然含铁锰矿是一种高效的砷吸附剂,由于自然形成条件复杂,其不同含铁锰矿对As(Ⅲ)的去除性能存在较大差异.本研究以两种不同Mn/Fe比例的天然含铁锰矿(NFM-L、NFM-H)为研究对象,评估其对As(Ⅲ)的吸附性能,并结合XPS、XRD等光谱学表征手段探究其砷的去除机制.实验结果表明,NFM-L的Fe含量是NFM-H的5.61倍,其As(Ⅲ)的最大吸附量(24.82 mg·g^(−1))与吸附速率亦显著高于NFM-H(18.94 mg·g^(−1)),NFM-L和NFM-H对As(Ⅲ)的等温吸附曲线更符合Freundlich模型.影响因子实验表明,溶液pH值对NFM-L的影响更大,共存离子H_(2)PO_(4)^(−)能够显著抑制两种材料对As(Ⅲ)的吸附,但是材料粒径对As(Ⅲ)去除的影响较小.光谱学表征发现,两种矿物吸附砷后结构并未发生明显变化,但锰氧化物能将As(Ⅲ)氧化为As(V),从而显著提高了铁锰矿对砷的吸附能力.

冀东司家营条带状含铁建造铁矿石铁同位素特征及其地质意义

司家营条带状含铁建造(Banded iron formation,BIF)型铁矿床是冀东地区规模最大的铁矿床,前人对其进行了大量的年代学、岩石学和元素地球化学工作,但目前尚未对其进行Fe同位素研究。笔者等通过Fe同位素和主微量、稀土元素相结合的方法对司家营BIF的成矿物质来源和形成背景提出了有效制约,同时对司家营BIF的锆石U-Pb年龄数据进行补充。锆石U-Pb年代学显示,司家营BIF形成于2537~2531 Ma。地球化学数据显示司家营BIF矿石主要由TFe_(2)O_(3)和SiO_(2)组成,具有较低的Al_(2)O_(3)和TiO_(2)含量,富集Fe重同位素(δ^(56)Fe=0.341‰~0.525‰);稀土元素配分模式呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征,具有明显的Eu、Y、La正异常,Y/Ho值较高(Y/Ho=34.96~45.84)。这些特征表明司家营BIF是基本无碎屑物质参与的化学沉积岩,稀土元素来源于高温热液和海水的混合溶液,铁质来源于海相热液流体。司家营BIF缺乏真正的Ce负异常和Fe同位素组成均为正值指示其形成于缺氧环境。综合对比世界上其他地区太古宙BIF的Fe同位素特征,笔者等认为新太古代时期地球海洋含氧量逐步上升,此时海洋总体属于缺氧环境,但部分地区氧气含量较高。

湿法炼锌含铁溶液水热矿化沉铁行为研究

在常规湿法炼锌过程中,采用黄钾铁矾法、针铁矿法除铁工艺时存在铁渣中铁质量分数低而锌质量分数高、渣量大、无害化处理成本高等难题,为此,本文开展湿法炼锌含铁溶液水热矿化沉铁行为研究。研究结果表明:升高反应温度有利于Fe3+水解生成赤铁矿(Fe2O3),同时促进铁矾物相(MFe3(SO4)2(OH)6)向赤铁矿的转化,铁渣中铁质量分数显著升高;延长反应时间可提高Fe3+沉淀率,并使更多的黄钾铁矾(KFe3(SO4)2(OH)6)转化为赤铁矿;提高氧分压将加快Fe2+氧化成Fe3+的速率,促进赤铁矿物相的形成。在反应温度为180℃,氧分压为0.8 MPa、反应时间为3 h且控制碱金属离子浓度的优化条件下,溶液中94.29%的铁以赤铁矿(Fe2O3)形式沉淀入渣,沉铁渣中铁质量分数为57.75%、锌质量分数为0.82%。对比黄钾铁矾工艺,铁渣量减少约60%,铁渣中锌质量分数降低6.5%。采用水热矿化沉铁工艺,可在低酸条件下实现溶液中铁的矿化沉淀,得到铁质量分数满足氧化铁行业标准且可实现资源化利用的赤铁矿沉铁渣,可助力湿法炼锌行业向绿色低碳方向发展。

含铁含碳冶金固体废物转底炉热还原协同处置

针对转底炉处置冶金固体废物过程中金属化率低、脱锌率低、粉化率高等问题,本文通过优化原料结构配比,改善球团的成球特性及高温还原性能,采用固体废物粉尘物理性能分析试验和圆盘造球机成球试验,研究含铁含碳冶金固体废物球团的成球性能变化,并在高温还原炉中进行热还原试验,考察球团的金属化率、脱锌率及粉化率。结果表明,原料结构配比优化显著改善了球团的成球特性和高温还原性能。当黏结剂添加量为6%,水添加量为13%时,生球性能最佳,其抗压强度、落下强度以及爆裂温度分别4.6 N/P、3次/(0.5 m)和442℃。在温度为1100~1150℃,高温还原时间为45~60 min时,球团金属化率可达88%,最佳脱锌率可达96%,粉化率为3%~5%。通过优化原料结构配比,可显著改善冶金固体废物球团的成球特性和高温还原性能,从而解决转底炉处置冶金固体废物的技术难题,为提高固体废物资源化利用提供技术支持。

炼钢用含铁原料收得率标准的讨论、设计与研究

根据炼钢原理制定了物料在冶炼过程的铁平衡逻辑,结合企业检测手段及理论分析数据获取相关参数,通过建立转炉冶炼的铁平衡及输入输出逻辑、配合企业实际情况获取检测数据、以及通过测试方法制定规范的取值矩阵,有效提高了含铁原料收得率标准建立的合理性与简便性,同时降低了因实际工况差异对收得率测试结果的影响程度,有利于指导生产中对物料的择优选择与标准技经指标的制定。

大气中含铁氧化物作用下二次无机颗粒物的形成机制

铁是矿尘气溶胶的主要元素之一,在大气中常以氧化铁颗粒物的形式存在,二氧化硫、二氧化氮等一次气态污染物容易与颗粒物发生非均相化学反应。因此,理清含铁氧化物与典型无机气体发生非均相反应形成二次无机颗粒物的机理,对大气污染控制具有重要的指导意义。本文总结了大气中无机颗粒物的主要成分和来源,分析了大气前体物在含铁颗粒物表面反应生成二次无机颗粒物中的机制,明确了大气污染条件下含铁颗粒物表面反应的复合效应,目的在于理清大气中含铁氧化物对大气污染的影响,并针对大气污染防治提供对策建议,为有效治理雾霾提供理论依据。

冶金含铁尘泥制备的Mn–Ce掺杂Fe基催化剂及特性

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性,结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状,提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路,并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM,ADM分别代表acidolysis,dust和mud),研究结果表明在170~430℃宽温度区间内,Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂NO_x脱除率达到90%以上,并表现出优异的SO_(2)和H_(2)O抗性,抗水抗硫性测试表明Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂得益于Fe、Ce优异的抗水抗硫性,其活性组分具有较好的分散性和优异的介孔结构,并降低了表面结晶度. Mn掺杂使催化剂在牺牲一定Ce^(3+)浓度和高价态Mnx+离子的同时提高了Fe^(3+)的浓度,结果使其具有最均衡脱硝活性.此外,Fe–Ce–Mn间的协同作用改善了催化剂的表面酸性从而增加了Lewis酸性位点,进而促进静电极化激活NO_(2)和硝酸盐物种生成.研究结果可为冶金固废的高附加值利用及以废治污的思路提供一定理论参考.

豫北卫辉地区寒武系馒头组含铁鲕粒的特征及形成机制

鲕粒灰岩是寒武纪重要的碳酸盐岩沉积类型之一,其以方解石质和白云石质鲕粒最为常见,成因已有诸多研究。然而,含铁鲕粒灰岩或铁鲕岩在寒武纪却很少见有报道,该类鲕粒的形成机理仍不清楚。基于此,文中综合运用沉积学与沉积古地理、矿物学和地球化学方法,对豫北卫辉地区馒头组的含铁鲕粒进行了详细的分析。研究区含铁鲕粒包括微亮晶含铁鲕粒和亮晶铁质鲕粒2类,形成于晋豫局限海鲕粒浅滩与滩后微生物丘礁的过渡地带。地球化学测试和显微观察表明含铁鲕粒中的铁矿物为形态不规则且发育锯齿状边缘的赤铁矿自形晶体,未见其他含铁矿物;样品的主量元素Ca、Fe、Al和Si含量较高,且Fe与Al元素之间有显著的正相关;微量元素呈现与地壳类似的丰度和变化规律;稀土元素总量较高,总体偏向于轻稀土相对亏损、重稀土相对富集且无明显Eu异常;这些特征说明含铁鲕粒的含铁矿物来自陆源。矿物学和沉积古地理分析表明,含铁矿物很可能以Fe(OH)3胶体溶液的形式自鄂尔多斯陆随径流南下进入研究区。研究区馒头组含铁鲕粒的形成需要具备3个条件:陆源不断供给的Fe(OH)3胶体、近岸半封闭海湾环境对铁的富集及规律性搅动的水动力条件对铁矿物的持续氧化。在鲕粒形成过程中,来自陆地风化的铁源的周期性供给会形成含有赤铁矿(包括少量伊利石)的方解石纹层,并与不发育赤铁矿的方解石纹层交替发育组成微亮晶含铁鲕粒;如果铁源供给充分,则形成以赤铁矿纹层为主、偶夹方解石纹层的亮晶铁质鲕粒。上述结果有助于揭示其形成时期的古海洋环境与大气环境,对铁矿床的开发和利用具有重要的理论意义与实际价值。

改性天然含铁锰矿的除汞性能及改性机制研究

汞是一种有毒金属元素,广泛存在于自然界的水体和土壤环境中。本研究以天然含铁锰矿(FMO)为研究对象,探究水合肼改性天然含铁锰矿(HFMO)的除汞性能及机制。结果表明,FMO主要由纤铁矿、菱锰矿和铁锰复合物等组成,其Fe、Mn含量分别为1.86%、45.61%;HFMO结构中的杂质显著减少,比表面积和孔隙率明显增加。FMO对汞的吸附受水体pH影响大,pH7时Hg(Ⅱ)去除率最高(75.3%);而改性后,HFMO的除汞性能大幅提高,且受pH影响小,在pH3-11范围内,Hg(Ⅱ)去除率稳定在98.2%-94.0%。经Langmuir模型拟合发现,FMO和HFMO对Hg(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为12.34、20.46mg·g^(-1)。同时改性HFMO对汞的吸附性能受陪伴离子影响较小。据FTIR、XPS等改性机制表征的数据推测,HFMO表面含有丰富的羟基,Hg(Ⅱ)主要与结构中的Fe-OH和Mn-OH结合。本研究提供了一种高效、低廉的天然含铁锰矿改性方法,对天然含铁锰矿在汞污染修复领域的应用具有重要的指导意义。

酒钢选矿厂含铁除尘灰资源化利用研究

以酒钢选矿厂含铁除尘灰为研究对象,研究环境除尘灰和烟气除尘灰的选矿技术经济指标,进行除尘灰用于水泥生产物料性质测试,分析用作铁质校正剂的可行性。通过不同应用途径的可行性和经济性分析,为选矿厂合理处置除尘灰提供了依据。

火法冶金工艺处理钢铁厂含铁含锌除尘灰的技术发展现状

钢铁冶炼过程中产生的含铁含锌除尘灰不仅数量庞大且成分复杂,其富含的锌元素对高炉的正常运行及寿命构成威胁,因此无法直接循环使用于原料系统。然而,这些除尘灰中蕴含的铁、锌、铅等金属元素却具有极高的回收利用价值。因此,如何实现含铁含锌除尘灰的高效资源化利用,已成为钢铁企业亟待解决的关键问题,选择适宜的处置方式显得尤为重要。深入探讨了火法冶金技术处理此类除尘灰的原理,并详细列举了当前钢铁企业应用火法冶金处理含锌除尘灰的工艺流程、发展态势以及各自的优缺点。同时,分析了火法冶金工艺处理含铁含锌除尘灰的挑战及对策,旨在为钢铁企业制定科学的除尘灰处置策略及选择最合适的处理工艺提供参考。

湿法冶金工艺处理含铁含锌除尘灰的技术发展现状

随着工业化进程的不断推进,含铁含锌除尘灰对环境造成的影响越来越大。湿法冶金工艺作为一种环保、高效的处理方法,在处理含铁含锌除尘灰方面具有显著的优势。综述了含铁含锌除尘灰的来源、特性以及湿法冶金工艺在处理含铁含锌除尘灰方面的技术发展现状。分析了各种浸出方法的原理、特点及优缺点。剖析了湿法冶金工艺在处理含铁含锌除尘灰的挑战与对策,最后,探讨了湿法冶金工艺在处理含铁含锌除尘灰方面的未来发展趋势,指出了绿色环保技术、高效资源利用技术、跨学科综合研究及工业化应用与示范等方面的发展方向。以了解当前技术水平,为相关领域的技术进步和产业发展提供参考。

含铁材料对有色金属矿区污染土壤固化/稳定化效果研究

文章以广西河池南丹某有色金属矿区重金属污染土壤为供试样品,研究硫酸亚铁、硫酸铁、硫化亚铁和还原铁粉4种含铁材料,以及硫酸铁—磷酸二氢钾、硫酸铁—膨润土、硫酸铁—硅藻土3种复配药剂对供试土壤样品中As、Sb的固化/稳定化效果。结果表明,4种含铁材料中硫酸铁效果最好,当硫酸铁的投加量为7%时,对土壤样品中As、Sb的固化/稳定化效果最好,As的浸出浓度为最低值7.0 μg/L,Sb的浸出浓度为最低值59.5 μg/L;硫酸铁—膨润土、硫酸铁—硅藻土2种复配药剂的固化/稳定化效果均优于单独投加含铁材料,其中硫酸铁—膨润土复配药剂的效果较优,硫酸铁—膨润土复配药剂土壤样品中As、Sb的最低浸出浓度分别为11.1 μg/L、44.3 μg/L。

单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定含铁物料中多种微量及痕量有害元素

采用全聚焦型双曲面弯晶结构所实现的单波长激发能量色散X射线荧光光谱法,能有效解决X射线管出射谱中韧致辐射所产生的背景信号,大幅提升元素信噪比,获得较佳的元素特征X射线荧光信号峰背比,降低检出限,可定量分析含铁物料中多种微量及痕量有害元素。称取适量铁矿样品制备成粉末压片,通过对单波长激发性能进行优化,以基本参数法对基体效应进行校正,采用无标样全谱拟合算法对试样进行分析,砷、汞、铅、铬、镉元素的线性相关系数均不小于0.999,其检出限在0.0002%~0.003%,各元素精密度RSD在3.2%~9.0%。用不同方法进行正确度验证,除接近方法检测下限的As及Pb检测结果与对比数据偏差较大之外,其他元素与比对方法的测定结果均吻合。经实验表明,采用双曲面弯晶技术的单波长激发能量色散X射线荧光光谱法定量分析含铁物料中低含量有害元素,正确度高、检出限低,明显优于传统能量色散X射线荧光光谱法。

白云鄂博西矿含铁岩选矿工艺试验研究

为实现白云鄂博西矿TFe品位13%~16%铁素资源(含铁岩)的回收利用,本文以含铁岩为研究对象,通过采用化学分析、X射线衍射仪、光学显微镜等检测手段研究其矿石性质,并在此基础上进行系统的选矿试验。研究结果表明:该含铁岩中TFe品位13.14%,可回收的主要金属矿物为磁铁矿,占全铁比例为52.28%。含铁岩需破碎至−3 mm时才能获得TFe品位20%以上的预选粗精矿,且通过阶段破碎-分级预选流程试验可获得尾矿抛除产率56.01%、粗精矿TFe品位20.62%、磁性铁品位14.80%、TFe回收率69.19%、磁性铁回收率94.27%的技术指标,推荐采用三段破碎-两级预选-高压辊磨超细碎抛尾的原则流程作为预选技术改造方案。将预选粗精矿细磨至−0.045 mm含量85.80%时,经过两次弱磁选后最终获得TFe品位65.10%、TFe回收率50.25%、磁性铁回收率93.03%的合格铁精矿。该研究结果可为含铁岩的高效回收利用提供科学依据。

某含铁铜尾矿回收微细粒弱磁性铁试验研究

某铜尾矿中含铁29.38%,经工艺矿物学研究发现,这些铁主要赋存在赤铁矿和褐铁矿中,它们粒度细小,磁性较弱,且部分铁矿物嵌布关系复杂。为了经济有效地回收这些铁矿物,并针对该类含铁矿物回收过程中存在的回收率低、精矿品位低的难题,进行了选矿试验研究。试验结果表明:在粗选磁感应强度为1.6 T,粗精矿磨矿细度为-0.074 mm78%,精选磁感应强度为1.0 T的条件下,采用强磁粗选—粗精矿再磨再选工艺流程,可获得铁品位为60.01%,铁回收率为36.10%的铁精矿,实现了该尾矿的资源化再利用。

一种含硫铁垢的除垢清洗剂配方研究和评价

本研究针对某油田注水海管含硫铁垢FeS为清洗目标,采用以螯合、增溶、润湿、渗透等为机理的清洗剂,开发具有安全性、环保性、腐蚀可控的绿色清洗剂产品。通过对除垢清洗剂的性能评价,得到满足除垢率、除垢温度和时间、最佳配比浓度等技术指标的环保型除垢清洗剂产品。

基于浮选-浸出法的含铁中和渣中α-Fe_(2)O_(3)回收工艺研究

针对某金铜矿山含铁中和渣堆存量大、杂质多等问题,采用浮选-浸出方法,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电镜能谱(EDS)等表征手段,开展了含铁中和渣中α-Fe_(2)O_(3)回收利用研究,结果表明:含铁中和渣主要由石膏、氢氧化铁、氢氧化铝、石英等组成,其中石膏与金属氢氧化物以机械混合方式存在;铁、铝、锌等离子形成的金属氢氧化物以非结晶絮状团聚体形式存在。基于含铁中和渣的物质组成特点,采用一粗一扫的浮选工艺,将含铁中和渣中石膏与富铁渣分离,获得了铁(以Fe计)质量分数为32.2%的富铁渣。采用酸浸和碱浸的方法对富铁渣中的铁进行回收,可获得铁(以Fe_(2)O_(3)计)质量分数为77.4%的α-Fe_(2)O_(3)样品。提取的氧化铁产物质量满足GB/T 1863-2008《氧化铁颜料》的相关要求,可作为颜料或着色剂使用。

花为媒 课有径——“绿意繁花:含铁物质的转化及应用”项目式教学实践

本文以“栀子花叶片为什么会发黄”为大问题,开展初中化学“绿意繁花:含铁物质的转化及应用”项目式教学。从硫酸亚铁肥料入手,通过“识肥”“施肥”“制肥”三个子任务,学生能依据物质类别及实验现象,判断硫酸亚铁盐的性质及其转化的产物;能利用酸碱盐的转化规律及结晶的相关知识,设计制备硫酸亚铁晶体的简单方案,并搭建实验仪器进行初步制备。本项目打通复习课章节壁垒,发展了学生基于物质类别研究物质性质及转化的分类观,培养了学生的实验探究能力,让学生体会到化学知识对于解决生活实际问题的重要意义。