Extraction of Valuable Metals from Titanium-bearing Blast Furnace Slag by Acid Leaching

To realize the resource utilization of the valuable metals in the titanium-containing blast furnace slag,the process route of “hydrochloric acid leaching-electrolysis-carbonization and carbon dioxide capture-preparation of calcium carbonate” was proposed.In this study,the influences of process conditions on the leaching rates of calcium,magnesium,aluminum,and iron and the phases of the leaching residue were investigated for the leaching process.The experimental results show that the HCl solution could selectively leach the elements from the titanium-containing blast furnace slag.The better leaching conditions are the HCl solution concentration of 4 mol/L,the leaching time of 30 min,the ratio of liquid volume to solid gas of 10 mL/g,and the stirring paddle speed of 300 r/min.Under the conditions,the leaching rates of calcium,magnesium,aluminum,and iron can reach 85.87%,73.41%,81.35%,and 59.08%,and the leaching rate of titanium is 10.71%.The iron and the aluminum are removed from the leachate to obtain iron-aluminum water purification agents,and the magnesium is removed from the leachate to obtain magnesium hydroxide.The leaching residue phase is dominated by perovskite,followed by magnesium silicate and tricalcium aluminate,and the titaniumrich material could be obtained from the leaching residue by desiliconization.

功率电子器件中金属材料回收技术综述与展望

在碳中和目标下,可再生能源发电、智能电网、新能源汽车等技术的推广极大地加快了高功率密度、高工作频率电子器件的应用,其中,新能源汽车逐渐进入退役高峰,将会使其下游零部件之一的功率电子器件迎来报废高峰。功率电子器件中的基板材料、金属化层以及连接材料中金属资源种类丰富,具有极高的回收利用价值。本文面向碳中和情景,聚焦典型功率电子器件功能、结构、组成特性,基于现有金属资源化技术进行详细讨论并展望,重点梳理了Si基芯片材料、贱金属(Cu、Ni、Sn等)和贵金属(Au、Ag等)的回收技术,总结了针对功率电子器件的整体回收流程,为未来功率电子器件大规模退役及金属回收提供技术部署。

铜渣贫化及其高值化利用

随着经济的发展和铜年产量的不断增加,铜渣的大量堆存制约着铜产业的绿色可持续发展,铜渣的处理已成为一个越来越重要的问题。铜渣因含有铁、铜等有价元素,具有极高的回收利用价值。本文介绍了从铜渣中回收有价金属的物理法、湿法冶金法和火法冶金法。此外,还介绍了东北大学特殊冶金创新团队提出的一项铜渣高值化利用新技术,该技术可以回收铜渣中Cu, Fe, Pb, Zn,还可以利用尾渣制备水泥熟料,实现铜渣的高值化和无渣化综合利用。对铜渣的综合利用进行了综述,并对今后铜渣的规模化、绿色化、无渣化综合利用提出了建议。

基于分类处理-分质利用的电子电镀废水中金属离子资源化处理新技术研究进展

随着城市化、工业化以及农业现代化进程加快,电子信息行业快速发展的同时产生了大量电子电镀重金属废水。这类型废水成分复杂、赋存稳定、危害极大且具有一定资源属性,目前较流行的混凝沉淀法处理效果不佳,污泥量大,存在二次污染且无法资源化回收。基于此,归纳总结了电子电镀重金属废水的来源与危害,归纳分析了现行主要技术存在的不足,系统介绍了基于分类处理-分质利用的电子电镀废水中金属离子资源化处理的进展与最新研究成果,为电子信息行业清洁生产、重金属废水污染防治和资源化处理提供借鉴与技术支撑。

铜冶炼炉渣浮选研究进展及发展趋势

火法炼铜是金属铜资源的主要产出方式,每生产1 t铜将排放约2.2 t铜炉渣。铜炉渣的简单露天堆存不仅造成大量的土地资源浪费,同时也是对资源本身的浪费,并且铜炉渣中所含有的有毒有害组分还会导致土壤污染、水污染等一系列环境问题。因此针对铜炉渣的资源化利用不仅可以回收利用其中的有价金属,而且可以从源头解决由铜炉渣堆存导致的环境问题。在铜炉渣中,铜是最主要的有价金属资源。浮选法也是铜炉渣中铜资源回收最为经济和有效的方法。因此针对铜炉渣浮选领域的研究对实现铜炉渣的高效资源化利用有着十分重要的意义。从铜炉渣的矿物性质、浮选工艺和浮选药剂三个方面综合阐述了目前铜炉渣浮选领域的研究现状。从矿物特性出发,分析了铜炉渣浮选与天然铜矿物浮选之间的差异性,并总结了铜炉渣浮选工艺的独特性,着重介绍了目前常见的铜炉渣浮选药剂,并对其进行了归类总结,指明了不同类型的浮选药剂在铜炉渣浮选中的适用性以及作用机理,最后总结了铜炉渣独特的矿物特性以及目前铜炉渣普遍存在浮选回收率低、精矿品位低和尾矿品位高的原因。铜炉渣浮选仍然沿用传统硫化铜矿物的浮选药剂,药剂种类较少,因此应该根据铜炉渣的矿物特性开发更适用于铜炉渣的高效浮选药剂以及研发独特的铜炉渣磨矿设备和选矿工艺,以促进铜炉渣的高效资源化利用。

我国铜尾矿规模化消纳的研究进展

当前,我国铜尾矿排放量超3亿t/a,加之往年累计堆存,体量巨大,安全、环保、经济、土地等压力持续攀升。为了更系统、更全面地了解我国铜尾矿规模化消纳的研究进展,首先简要介绍了我国铜尾矿资源禀赋和赋存特点,以江西德兴市、安徽铜陵市、内蒙古赤峰市和湖北大冶市等选铜区块为主要产出地,硅酸盐矿物、SiO_(2)、A1_(2)O_(3)以及Fe_(2)O_(3)、CaO、Na_(2)O和K_(2)O等为铜尾矿的主要成分;其次,着重并详细地评述了利用铜尾矿资源制造新材料和新产品、建筑材料、用于充填、合成硅肥、土壤改良和土地复垦等方面的规模化消纳研究进展,其中新材料和新产品主要包括玻璃、陶瓷和透水材料,而建筑材料方面主要论述了砖瓦、水泥、混凝土、路基、免烧墙体、陶瓷墙板和铸石等;最后,对当前研究存在的现象和未来研究规划提出了合理建议,如制作建筑材料时,要保证产品对重金属元素有一定的固化作用,防止重金属元素随水溶出外溢,污染周边环境。以期对提高铜尾矿资源综合利用,以及改善矿山生态环境起到一定的借鉴作用。

基于文献回顾的有色金属冶炼废渣的特征、资源化途径及其安全利用评价

冶炼废渣作为冶炼过程中产生的工业副产物,由于其缺乏安全、合理的防护和管理措施可能导致环境问题。通过全面分析近年来发表的相关文献,本文对有色金属冶炼废渣的特性、资源化利用途径及安全利用评价等方面的最新研究进展进行了介绍。研究结果表明,不同的原生精矿、冶炼条件和冶炼类型决定了冶炼废渣的化学和矿物学特征。此外,冶炼废渣在各种资源化利用中表现出极高的灵活性,不仅可以用于金属回收和建筑材料,还可以作为农业肥料和修复剂。同时,本文强调了在各种利用情景下对废渣进行安全性评估的重要性,以降低其潜在环境风险。此外,本文还强调了未来的研究方向,包括建立一种综合且量化的土渣混合体中重金属环境风险评价方法,以及探索更多创新的冶炼废渣资源化利用方法。综上所述,本文对于推动冶炼废渣在环境保护和资源可持续利用方面的研究有重要意义。

煤气化粗渣特性分析及利用技术研究进展

煤气化是实现煤炭清洁高效利用的核心技术,我国煤气化渣产量大、利用率低,通常采用堆存与填埋方式处置,造成严重的土地资源浪费与环境污染。气化渣的资源化利用已成为煤化工行业的研究重点,尤其是占气化渣总排放量70%~80%的气化粗渣。介绍了3种主要煤气化工艺及气化粗渣的形成过程,总结了气化粗渣的理化特性与环境风险,归纳了气化粗渣在建材化利用、土壤改良及高值化利用方面的研究进展。受煤种、煤气化工艺等主要控制因素影响,不同来源气化粗渣的理化特性与环境风险不尽相同,但具有一定共同性。从理化特性看,粗渣粒径远高于细渣,约50%以上粗渣粒径超过0.5 mm,且小于0.5 mm各粒度级粗渣含量随粒径减小而降低,粗渣还具有较小的比表面积和较大的平均孔径。粗渣中残炭含量低于细渣,粗渣残炭质量分数在3%~20%且在各粒度级内分配不均,0.25 mm左右中等粒度级粗渣残炭含量较高。粗渣中无机组分均以SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3为主,其中酸性氧化物占45%~75%,碱性氧化物占20%~45%。从环境风险看,气化粗渣中存在一定重金属富集现象,富集较多的重金属包括Ba、Co、Cs、Th等亲石元素与Cr、Ni等难挥发或半挥发性元素。此外,粗渣中Ni、Cd、As、Cu与Zn等重金属的酸可提取态含量较高,具有较大环境风险,需特别关注。粗渣的理化特性及其环境风险对适用的资源化利用方式影响较大:粗渣由于残炭含量较低、硅铝等无机组分含量较高,可广泛应用于矿井回填、筑路、水泥与混凝土、陶粒与墙体材料等建材化利用领域;残炭含量较高的气化粗渣具有更疏松多孔的结构特征,可用于土壤改良;粗渣的特殊结构和丰富的硅铝组分使粗渣在制备多孔吸附材料及制备陶瓷方面潜力很大;粗渣还可用于制备催化剂或提取回收氧化铝等其他高值化利用。气化粗渣中含有一定种类重金属,具有一定环境风险,制约了粗渣的综合利用。因此,粗渣资源化利用前,要全面分析粗渣中各种重金属的富集情况与赋存状态,严格把控粗渣环境风险评价,避免粗渣资源化利用带来的二次污染。

从铜冶炼渣中提取部分有价金属的研究进展

铜冶炼渣是冶金过程中产生的重要废渣之一,其含有的有价金属具有一定的经济价值和市场需求。本文从铜冶炼渣的分类及有价金属赋存状态入手,对铜、铁资源及市场现状进行深入剖析,重点对铜冶炼渣中铜、铁及其他有价金属回收现状展开论述,探讨了铜渣中有价金属(铜、铁等)的分类、回收及应用情况,以及环保技术在铜渣处理中的应用,进而对钴资源市场动态与市场前景进行了分析。根据国内外研究现状,综述了从铜冶炼渣中提取有价金属的研究进展和不足,为实现铜冶炼渣中有价金属的高效回收和综合利用提供有力保障。

碱激发铜渣-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能及水化机理研究

旨在探讨利用碱激发剂制备铜渣-粉煤灰复合胶凝材料的可行性及其性能表现。选择铜渣和粉煤灰作为主要原料,通过实验确定其最佳配比和激发剂种类及浓度,发现以7.5%的水玻璃为激发剂时,材料的力学性能最佳。过量的碱激发剂会导致返碱现象、增加与模具的粘合度及拆模困难,甚至降低成品强度,因此在生产过程中需严格控制激发剂的掺量。通过实验分析不同变量对材料性能的影响,包括原材料细度、激发剂浓度、养护条件等,确定了优化的制备工艺。实验结果表明,优化后的复合材料在28 d内的强度可达71 MPa,显著优于普通硅酸盐水泥。在早期强度发展迅速的同时,后期强度虽然增长缓慢,但整体性能依然优越。这种表现为其在实际工程应用中提供了理论依据和实践支持。结合微观结构分析和实际应用研究,揭示了硅铝酸盐凝胶的形成机制,进一步优化了配方和工艺。研究结果证明,该材料具有显著的环保效益和经济潜力。其广泛的应用前景不仅可以部分替代传统水泥,还能实现工业废弃物的高效资源化利用,推动建筑行业的可持续发展。通过不断优化技术和降低成本,碱激发铜渣-粉煤灰复合胶凝材料将在绿色建筑和环保材料领域发挥更大的作用。

钼尾矿资源综合利用研究进展

伴随我国工业化进程,金属钼的需求量不断增加,开采规模不断扩大,钼尾矿堆存量也快速增长。其除占用大量土地资源外,也不同程度存在环境污染风险,另外易存在溃坝、泥石流等矿山地质灾害隐患。但从另一方面看,钼尾矿还是一种富含有价矿物的宝贵资源,有着非常广阔的综合利用前景。本文分析了钼矿资源分布现状及钼尾矿组分特征,阐述了开展钼尾矿资源综合利用的必要性和可行性,介绍了钼尾矿中长石、方解石、钼、钨、铁等有价矿物的回收现状,评述了钼尾矿在建筑行业、农业、矿山充填等方面的综合利用现状。回收有价金属很难解决钼尾矿大量堆存的问题,而建筑材料制备、尾矿充填等均能大规模消纳尾矿,但制备建筑材料需考虑尾矿组分的强度、耐磨、耐久等各项性能指标,另外应用于农业上时还需考虑重金属污染等问题。

有色冶炼废渣中金属铜镍锌资源化提取工艺研究

本研究以某有色冶炼废渣为原料,采用湿法冶金工艺,研究了铜、镍、锌的提取分离工艺。采用亚硫酸氢钠还原法,通过控制亚硫酸氢钠投加量、反应时间、反应pH值和反应温度等因素,优化铜的提取条件,在铜提取液中加入草酸铵溶液,调节溶液pH值,通过沉淀反应将镍、锌分离出来。将草酸镍和草酸锌沉淀混合,高温焙烧分解后,采用碱洗法将氧化镍和氧化锌分离,再通过调节pH值,分别沉淀出氢氧化镍和氢氧化锌,在优化的条件下,铜的提取率可以达到98%以上,草酸铵沉淀法可以有效地将镍、锌从铜提取液中分离,分离后的草酸镍沉淀和草酸锌沉淀纯度较高,高温焙烧和碱洗法可以进一步将氧化镍和氧化锌分离,分离后的氧化镍和氢氧化锌纯度均较高。该工艺为有色冶炼废渣的资源化利用提供了新的技术途径,有助于提高废渣的综合利用率,减少环境污染,促进资源的可持续发展。

高压辊磨技术在铜冶炼渣选矿中的应用研究

介绍了高压辊磨技术的原理及其铜冶炼渣处理现状,为后续实验提供了理论基础;设计了高压辊磨机械结构,并分析了高压辊磨机械工作原理;分析了高压辊磨工艺参数,包括辊磨原理与磨削切入线与磨削宽度;仿真分析验证了工艺参数的有效性。结果表明:高压辊磨处理后的渣粒度分布更加均匀,颗粒尺寸更为细致,同时渣中有价金属的析出率显著提高。

钢铁烟尘等含锌固废资源化利用新技术及产业实践

钢铁和有色金属在生产过程中会产生烟尘和冶炼渣等固体废物,对环境造成严重影响。为配合“无废城市”建设,本文介绍了基于“火法富集—湿法脱杂—多段耦合集成”工艺所形成的钢铁烟尘及有色金属冶炼渣资源化清洁利用新技术的落地情况,该技术实现了多种含锌固体废物的协同利用,可有效脱除40余种杂质,实现锌、铟等多种金属的高效分步回收,通过对次生废水的利用,在国际上首次实现从钢铁烟尘中回收硫酸铯和碘。

赤泥资源化回收利用研究进展

赤泥是生产氧化铝时排放的强碱性泥浆状废渣。我国赤泥堆存量已超过6亿t,且随着经济的发展,目前以每年高达1亿t的速度在增长。赤泥由于其复杂多变的物化性质而难以被回收利用,其大量排放与堆积对环境造成的危害日益严重,如何有效地将赤泥资源化回收利用已迫在眉睫。在概述国内外赤泥概况及赤泥物理化学性质的基础上,对赤泥的资源化回收利用技术进行了综述,将赤泥的资源化回收与利用大体上归纳为有价金属的回收(包括铁、铝、钛、钒和稀土元素等的回收,回收方法分为火法还原、湿法酸浸和物理选矿3种)、制备吸附剂(包括用于处理含重金属废水和处理酸性废气)、制备水泥、生产砖(包括烧结砖、免烧砖、保温砖等)、生产路基材料、制备陶瓷和微晶玻璃、制备新型功能材料等几个方面。然而,全球各地的赤泥成分各不相同,有些甚至差异巨大,这给赤泥的大宗量资源化利用带来了难题。就目前研究来看,一个主要的趋势为:高铁赤泥用于回收铁、铝等金属,低铁赤泥用于建材。目前,赤泥作为掺加料在低附加值的建筑材料领域中的应用相对成熟,已有工业化成果,但仍然存在含碱高、放射性等许多问题;从赤泥中回收高附加值的有价金属的研究大多仍处于实验室研究阶段。分析了赤泥不同资源化回收利用技术的优缺点,探讨了应用中存在的一些问题与不足,并提出了建议与展望。未来对赤泥综合利用研究工作,应该以赤泥的减量化、高值化、无害化、全组分利用为目标,主要围绕大量消耗赤泥为主、以开发赤泥的高附加值产品为辅多途径综合开发,提高其综合利用率。

从铜渣中回收有价金属技术的研究进展

铜渣中含有大量的有价金属,回收有价金属日益受到人们的重视。根据铜渣的物化和矿物学特性,从铜渣中回收有价金属技术在国内外得到了广泛的研究。本文重点介绍了火法、选矿法、湿法和联合工艺法四大类回收技术。通过对它们的优缺点及应用价值的分析,认为联合工艺法将会成为从铜渣中回收有价金属技术的主要研究方向。

铜渣资源综合利用现状及展望

综述了目前国内外铜渣综合利用技术现状。铜渣的综合利用研究主要集中在三个方面,一是提取有价金属,二是用作建筑材料,三是用作催化剂或土壤改良剂。铜渣中的铁可以通过磁选得到铁精矿或是还原得到铁合金。提铁后的铜渣尾渣可用作建筑材料,其中制作微晶玻璃或矿渣棉附加值较高。

铜矿尾矿资源化利用研究进展

铜矿开采造成大量尾矿的堆积,在堆积过程中,尾矿不仅占用土地空间,同时还会通过扬尘、渗滤等方式造成大气、地下水的污染,给生态环境带来了巨大压力,对铜矿尾矿的有效处理处置显得迫在眉睫。铜矿尾矿内含有丰富的有用成分,表现出明显的资源特征,资源化利用潜力巨大。本文简要概述了目前国内外有关铜矿尾矿资源化利用的主要思路和技术方法,主要介绍了采用浮选、生物浸出等方法对尾矿中有价组分的再选回收和作为水泥、混凝土掺料及生产砖等建材原料的建筑材料利用,同时指出以铜矿尾矿制备高附加值产品,如作为硅源材料的合成原料生产白炭黑等,可以作为铜矿尾矿精细资源化利用的一条新道路而成为值得关注的发展方向,以期为铜矿尾矿的资源化利用提供参考。

湿法炼锌多金属铜渣的综合利用新工艺研究

研究了湿法炼锌多金属铜渣的综合利用工艺条件,按液固比3∶1,采用三段逆流浸出,在80℃浸出4h后,锌、镉、铟、锗的浸出率可以达到95%以上,98%以上的铜富集到高铜渣中,采用萃取—反萃—电积工艺回收其中的铜,锌粉置换回收镉,其它稀散金属富集后统一进行回收,主金属总回收率达到了90%以上,稀散金属回收率达到75%以上。

铜渣中铁、锌、铅回收研究现状及展望

铜渣中除了铜还赋存有铁、铅、锌等有价金属资源,由于铜渣自身物化性质及技术、成本限制,铁、铅、锌的回收一直未有成熟工艺。国内外研究人员对此开展了多方向研究,通过调研分析现有铜渣中铁的经济回收,以及火法或湿法回收渣中铅、锌的研究现状及存在问题,对铜渣中有价金属资源的综合回收前景进行展望。