废旧锂离子电池回收过程中钙镁渣制备电池级碳酸锂研究

以废旧锂离子电池回收过程中产生的钙镁渣为原料,通过复分解浸出-净化-沉锂-碳化分解工艺制备电池级碳酸锂。结果表明,在MgSO_(4)·7H_(2)O用量为理论量的1.1倍、初始pH值1.5、反应时间2.0 h、固液比1∶6、反应温度90℃、终点pH值3.5条件下,Li浸出率为98.39%,浸出液中Li质量浓度为18.03 g/L。浸出液通过树脂除氟、碱液除杂、碳酸钠沉锂,制备出纯度为95.11%的粗制碳酸锂。粗制碳酸锂通过碳化-树脂除钙镁-热解工艺制备出质量分数为99.64%的电池级碳酸锂。该工艺锂回收率为95.08%,经济价值高,具有良好的工业应用前景。

ICP-AES法测定含铝预熔性渣洗料中钙、镁、硅、铝氧化物

研究使用电感耦合等离子体发射光谱法测定炼钢含铝预熔性渣洗料中钙、镁、硅、铝氧化物的分析条件以及处理样品的方式方法,为便于区别金属铝和三氧化二铝,创建了一种新型的仪器分析方法。由于试样中金属铝的存在,采用先酸溶再碱融的处理方式,并采用配置相似基体的方法消除基体干扰。研究了渣洗料的溶样过程、仪器分析参数的选择、基体的干扰消除等对分析结果影响,在优化仪器分析参数和分解试样实验过程中,试样分析结果相对标准偏差远小于1.0%,分析结果准确度和精密度都很高。因此,该方法可取代化学分析法,是一种准确、快速的仪器分析方法。

铁水脱硫在鞍钢的生产及应用

论述了鞍钢铁水脱硫系统在生产中的应用以及它所产生的冶金效果 ,并分析了钙—镁粉剂脱硫的技术优点和技术工艺过程对脱硫效果的影响 。

硅肥和磷肥配合施入对水稻土吸附镉的影响

以辽宁不同地区水稻土为供试土壤,采用静态恒温培养法,研究钢渣和钙镁磷肥配合施入对土壤吸附镉的影响。结果表明:与施用单一肥料相比,配合施入钢渣和钙镁磷肥,大大增强了土壤对Cd2+的吸附能力;土壤对镉的等温吸附曲线符合Langmuir方程;由于各地区的土壤理化性质不同,施用混合肥料的最佳比例也各不同。

高炉渣中硅、钙、镁的湿法分析

高炉渣试样用热的稀硝酸加氢氟酸分解完全后,取3份试液,其中1份试液用盐酸调节酸度后,在680nm波长处用硅钼蓝差示光度法测定二氧化硅含量,另外两份试液分别以钙指示剂和PAN指示剂指示滴定终点,用EDTA滴定法测定氧化钙及氧化钙和氧化镁合量,然后用差减法求得氧化镁的含量。用本法测定了高炉渣试样和标样中二氧化硅、氧化钙和氧化镁含量,并将本法的测定结果与X荧光光谱法的测定结果进行对照,结果表明两种方法的测定结果相符。本法测定结果的相对标准偏差≤2.7%(n=8)。

熔盐氯化法制备粗TiCl_4过程热平衡控制研究

对TiO_2品位为74%的高钙镁钛渣物相组成及氯化行为、熔盐氯化生产粗四氯化钛过程的熔盐温度控制进行了分析。结果表明,在粗四氯化钛单炉产量为100t/d的条件下,通过合理调节返炉矿浆量,可将钛渣氯化过程的熔盐温度与混合炉气温度分别稳定控制在740～770℃与350～501℃,并产出平均固相含量4.06～4.1g/L的合格粗TiCl_4产品。

氟盐对炼镁还原渣中氧化铝浸出率的影响研究

以白云石和菱镁石为原料以铝粉为还原剂真空热还原炼镁过程中添加氟化钙可使镁还原率提高5%以上,还原温度降低50℃,还原后还原渣的主要物相为CaO.2Al2O3,加入的氟化钙在还原过程会参与反应生成氟铝酸钙。在实验室以氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液对该含氟盐还原渣中氧化铝的浸出进行了研究,研究结果表明:经碱液浸出后还原渣中的CaO.2Al2O3全部被分解,还原渣中的氧化铝浸出率在70%以上,浸出渣的主要物相为CaCO3。含氟盐炼镁还原中氧化铝的浸出率比不含氟盐的氧化铝浸出率低10%以上,在还原过程中生成的氟铝酸钙和浸出过程中生成的水合铝酸钙是导致氧化铝损失增加的主要原因。

用碳酸钠激发粉煤灰/矿渣新型水泥性能研究

研究了在矿渣、粉煤灰、氧化镁及硅灰制备的水泥中掺入碳酸钠对水泥制品早期强度及p H值的影响。借助XRD和TG-RTG进行测试分析的结果表明,用粉煤灰、矿渣、氧化镁及硅灰制备的水泥水化产物主要是水化硅酸镁(M-S-H)、水化硅酸钙(C-S-H)、碳酸类凝胶等。当碱激发剂(Na2CO3)用量为10%时,对水泥的激发效果最为显著。

镁渣晶体结构对脱硫活性影响实验

研究了激冷水合过程中镁渣晶体结构的变化,结合钙转化率研究了晶体结构对镁渣脱硫活性的影响。借助X射线衍射和透射电镜分析了镁渣的晶体结构和形貌特征。结果表明:β-C2S中的Ca^2+配位不规则是其水合活性高于γ-C2S的原因。随着镁渣激冷温度升高,β-C2S增加,促进了具有发达孔隙结构的C-S-H生成,提高了物理吸附能力;晶粒细化程度增大,晶胞参数变化引起的晶格缺陷增多,增强了化学吸附能力。950℃激冷温度下镁渣脱硫活性最高,钙转化率达到24.6%。

含钙镁废渣综合利用的现状及展望

钙镁型废渣可分为氢氧化钙型、碳酸钙型,根据其中镁含量高低,又可分为高镁型和低镁型,只有高镁型废渣才需要对镁元素进行分离回收;常见的钙镁型废渣有电石渣、碱渣、皂化废渣、磷尾矿等。对钙镁型废渣充分综合利用的现状总结归纳为:氢氧化钙型废渣需通过浸取、过滤分离、浸取液碳化等主要化学物理分离步骤;碳酸钙型废渣需要经过煅烧分解、消化浸取、过滤分离、浸取液碳化等化学物理分离步骤,就可实现将钙元素以轻质碳酸钙(PCC)的形式分离出来;如果是高镁型废渣,则需要增加残渣中氢氧化镁的二氧化碳碳化、过滤分离、氨水沉淀分离或碳酸氢镁热解等化学物理步骤来实现镁元素的分离回收。展望未来,钙镁型废渣充分综合利用是一类兼具环境效益、社会效益和经济效益的循环经济项目,值得关注、重视与推广。

MgO和CaO对碱矿渣混凝土抗碳化性能的影响

与普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土相比,碱矿渣混凝土(AASC)的抗碳化性能较差。为了提高AASC的抗碳化性能,本文采用MgO和CaO代替部分矿渣制备AASC,研究了加速碳化环境下掺MgO和CaO的AASC在不同碳化龄期的抗压强度和碳化深度,并结合X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG-DTG)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)等技术分析了MgO和CaO对AASC抗碳化性能的改性机理。结果表明,MgO和CaO分别促进了AASC中Mg-Al水滑石和Ca-Al层状结构的生成,这两种水化产物在碳化过程中会吸收和消耗CO_(2),缓解C-S-H的碳化分解。此外,加速碳化后,掺入MgO的AASC中有碳酸钙镁和碳酸镁生成,掺入CaO的AASC中碳酸钙的量明显增多,这些碳化产物可有效填充孔隙,阻碍CO_(2)向内部进一步的扩散。因此,在碳化环境下,掺MgO和CaO的AASC抗压强度保留率更高,碳化深度更低,表现出更好的抗碳化性能。

制盐生产钙镁渣处理技术研究

本文针对制盐企业生产钙镁渣进行处理,烟道气净化卤水,废渣主要成分,废渣洗涤,废渣过滤,循环利用,减少环境污染。

镁渣应用于循环流化床锅炉脱硫的试验

研究镁渣的脱硫性能对于降低电厂脱硫成本、减轻环境污染、实现"以废治废"具有重要意义。本文采用XRD、TGA以及扫描电镜对镁渣的成分组成、实验室条件下的脱硫性能以及脱硫反应前后的形貌变化进行了试验研究。结果表明:镁渣经过自然冷却后,其主要成分为γ-硅酸二钙;在实验室条件下,脱硫过程钙转化率随反应温度的升高而增加;镁渣表面形貌的变化说明发生了脱硫反应。在某循环流化床(CFB)锅炉上的实际应用结果表明,当钙硫摩尔比为2.45时,镁渣脱硫效率达62.7%。

无筛板流化床数学模型研究及其工业应用

研究了无筛板流化床的数学模型，在试验中采用了作者提出的新的流化指数表达式，作为流化质量的判别标准．用内径０．７５ｍ，由透明有机玻璃制成的无筛板流化床作为模拟放大装置，并把计算机及差压变送器等仪器与无筛板流化床相连接以实行联机操作并处理数据．根据数学模型研究结果，设计了一台内径１．２ｍ工业用无筛板沸腾氯化炉，用于氯化品位约８５％ＴｉＯ２，含６．７％ＭｇＯ与ＣａＯ杂质的高钛渣制取ＴｉＣｌ４，氯化炉连续运转５５天。

氯化铵浸出镁还原渣提钙工艺

皮江法炼镁过程产生大量的镁还原渣,堆存过程中易造成土壤碱化和板结等环境问题,在消纳方面主要用于制备水泥、建筑砖和脱硫剂,综合利用价值低。基于此,提出氯化铵浸出镁还原渣工艺路线,该工艺可以提取和分离镁还原渣中的钙、硅等元素,使镁还原渣成为钙源和硅源,实现镁还原渣的零排放和高值化利用。现针对工艺中的浸出过程,研究在各单因素条件下钙的浸出率及浸出渣物相,得出以下结论:氯化铵能对镁还原渣中钙进行选择性浸出,其浸出率与反应温度、氯化铵浓度、液固体积质量比等密切相关;浸出率随氯化铵浓度、液固体积质量比的增大而增大,随温度的升高先增加后减小;较佳浸出工艺条件为反应温度25℃、氯化铵浓度15%、液固体积质量比40∶1,该条件下,钙的浸出率达到88.7%;浸出渣物相主要为氧化镁、碳酸钙、二氧化硅等物质,通过洗涤工序可以获得较为纯净的含硅原料。

基于激光诱导击穿光谱法建立预测精炼钢渣中硅、钙、镁、铝含量模型的优化

针对目前冶金领域中尚无激光诱导击穿光谱法(LIBS)进行精炼钢渣成分快速分析的工业成型机现状,采用自主研发LIBS试验系统和分析软件建立了用于预测精炼钢渣中硅、钙、镁和铝含量的模型。试验先采用传统标准曲线法对结果进行预测,得到这4种元素的决定系数(R2)仅为0.8331,0.8294,0.8032,0.6913,预测值的相对误差绝对值为9.3%~26%。为了优化试验结果,试验采用化学计量学法中的标准正态变量变换(SNV)和偏最小二乘法(PLS)建立模型,预测结果的准确度有了明显提升。结果表明:在最优潜变量为15的条件下,铝元素的光谱数据经SNV预处理后,建立的PLS模型的预测效果较好,预测值的平均相对误差绝对值为6.0%,R2为0.9502;硅、钙、镁的PLS模型预测效果较好,不需再进行SNV预处理,其预测值的相对误差绝对值为8.1%,1.5%,8.4%,R2分别为0.9281,0.9103,0.9018,基本满足钢渣快速检测工作需求。

铁水脱硫用聚渣剂的研制

通过对脱硫后铁渣成分、性能进行研究,研制出一种聚渣剂,有效地解决了镁钙基铁水脱硫中存在的扒渣难和渣裹铁损大的问题。加入聚渣剂后脱后铁渣铁损平均由吨铁6.18kg降至1kg以下,同时节约扒渣时间1/3以上。

镁渣加气混凝土砌块的力学性能研究

为解决宁夏地区镁渣产量大、利用率小、占用土地和污染环境的问题,通过制备镁渣加气混凝土试块,研究了硅灰、硅微粉掺量,钙硅比和镁渣混合料的温度对镁渣加气混凝土抗压强度和抗折强度的影响。结果表明:随着硅微粉掺量的增大,硅灰掺量的减小,混凝土试块的抗压强度、抗折强度都先增大后减小,硅灰掺量为51%,硅微粉掺量为9%时,试块的抗压强度、抗折强度值最大。钙硅比范围在1.0~1.05,镁渣混合料的温度在39~42℃时,制备的镁渣加气混凝土砌块综合性能最优。28 d的砌块强度可以满足轻质隔墙的要求。

聚磷酸钙镁的制备研究

针对湿法磷酸渣和磷尾矿难以利用的问题,提出了一种焙烧湿法磷酸渣和磷尾矿的混合物制备聚磷酸钙镁肥的策略。基于磷尾矿分解率得出磷尾矿与磷酸渣的适宜质量比为0.30,在此条件下磷尾矿的分解率为80.18%。煅烧工艺结果表明,升高温度和延长时间都能促使聚磷酸盐链的增长。在焙烧时间为1 h条件下焙烧温度从105℃逐渐升高到460℃,聚磷酸钙镁中磷的平均聚合度从1.00逐渐增加至3.23。其中,焙烧温度为340℃时,聚磷酸钙镁中磷的聚合率超过85%,但是聚合度还在增加。尽管肥料的水溶性随着聚磷酸盐链的增长而逐渐降低,但是当焙烧温度≤340℃时有效磷含量依然大于90%(质量分数)。在340℃焙烧1.0~2.0 h后发现,当焙烧时间为1.0 h时,聚磷酸钙镁中磷的聚合率和平均聚合度分别达到87.4%和2.80。通过工艺条件优化,可在聚合度分布水平上实现聚磷酸盐的可控制备,这也开辟了一种构建缓释肥的新方向。在340℃聚合1.0 h优选出聚合度为1~10分布的聚磷酸钙镁,表现为多孔的非晶态结构,其中有效磷、钙、镁养分含量超过85%(质量分数),可作为一种新型的多元缓释肥。

钙镁渣在水泥生产中的应用研究

研究了钙镁渣和脱硫石膏、磷石膏对水泥性能影响的差异,探讨了钙镁渣生产水泥的途径,并在实际生产中成功应用钙镁渣作为水泥缓凝剂生产出符合国标要求的水泥。