湖北部分区域不同类型硅质原料矿物学特征研究

湖北是硅质原料种类较多、分布范围较广的省份,不同成因类型硅质原料矿物学特征差异明显。分别对大别山区蕲春县九棵松灵虬山脉石英、鄂西远安县旧县镇石桥村石英砂岩、鄂西宜昌夷陵殷家坪石英岩、鄂西北襄阳谷城柳榆沟石英岩等不同矿区、不同成因类型硅质原料矿石的岩石矿物组分、包裹体特征、杂质元素分布及赋存状态等矿物学特征进行研究,结果显示,产于鄂东大别山区蕲春县九棵松灵虬山脉石英岩石矿物几乎全由石英组成;视域内未见矿物包裹体,流体包裹体类型简单,以气液双相和单一液相为主;Al、Fe、Ca、Mg等十多项金属杂质元素含量之和小于0.04%,为高品质硅质原料。远安旧县石英砂岩矿物组分相对较多,但以石英为主,品位约97%;少量流体包裹体以液相为主;主要杂质元素Al、Fe含量分别为0.051%、0.027%,符合平板玻璃用硅质原料要求。柳榆沟石英岩矿物组分相对较为简单,石英以隐晶和细晶为主,未见明显包裹体;晶体细腻,质地致密坚硬;可作硅微粉及化工用原料。殷家坪石英岩杂质矿物组分复杂,杂质元素含量高,主要杂质元素总含量达6.01%以上,石英品位相对较低,其应用领域受到限制。

石墨浮选技术研究进展

石墨资源是一种用途广泛的、宝贵的不可再生资源,为了实现石墨资源的高效、低耗开发利用,归纳总结了大鳞片石墨、细鳞片石墨和微晶石墨磨浮工艺流程的研究与应用情况,并对捕收剂、起泡剂和调整剂(包括抑制剂、pH值调整剂和分散与絮凝剂)等三大类浮选药剂的研究与应用情况进行了介绍,最后对石墨浮选技术发展方向进行了展望。

轻质多孔陶粒的制备及其磷吸附性能研究

以粉煤灰、磷尾矿、石英尾矿为主要原料制备轻质多孔陶粒,用于处理模拟含磷废水,分别考察烧结过程与吸附试验中原料配比、煅烧温度、陶粒添加量、反应时间等对除磷效果的影响,并对陶粒成品吸附前后进行扫描电镜(SEM)与磷元素能谱分析。结果表明,在磷尾矿与粉煤灰质量比3∶7、烧结温度1050℃、保温时间30 min、升温速率10℃/min条件下,可制得堆密度为730 kg/m3的轻质粉煤灰复合陶粒;在初始模拟磷溶液质量浓度为10 mg/L,陶粒用量为5 g/400 mL条件下,吸附时间为4 h达到平衡,磷酸盐去除率为96.39%,模拟废水中余磷质量浓度低于0.5 mg/L。

利用钙镁质磷尾矿制备镁钙耐火颗粒研究

鄂西地区磷尾矿以钙镁质为主,且白云石含量(质量分数)达到75%以上。经过反浮选除磷-正浮选提钙镁的工艺流程后,钙镁回收率到到60%以上,MgO品位达到20%以上。将提纯后钙镁组分通过造粒-预煅烧-分级-改性后,可制得体积密度为3.09 g/cm^(3)、耐火度大于1800℃、荷重软化温度1660℃、常温耐压强度为58.4 MPa的钙镁耐火颗粒,且通过熔炼钢试验证明尾矿中的磷元素不会在冶炼过程中熔入到钢液中,验证了磷尾矿基耐火材料应用于冶金行业的可行性。

镍钴锰三元前驱体的制备及性能研究

研究了采用共沉淀法制备镍钴锰三元前驱体,考察了氨水浓度、体系pH、反应时间、反应温度对所制备前驱体性能指标的影响。结果表明:在氨水浓度1 mol/L,体系pH=12、反应温度55℃、反应温度28 h最佳试验条件下,所制备前驱体产品粒度分布良好,呈均匀的类球形,结晶致密;混锂煅烧后的正极材料在2.8~4.4 V、0.2 C充放电制度下首次放电容量为169.14 mAh/g,首次效率为88.32%。

机制砂粒形和级配优化试验研究

为优化机制砂粒形和级配,以立式棒状搅拌磨机为整形设备,研究了介质种类、介质配比、磨机转速、料球比等整形参数对机制砂粒形的影响,并借助光学显微镜和图像处理软件,对比分析了整形机制砂与未整形机制砂的级配特性和粒形特性。结果表明:氧化锆球整形效果优于钢球和氧化铝球;在直径6 mm和8 mm氧化锆球质量比1∶1、磨机转速300 r/min、料球比1∶3、矿浆体积分数62.5%条件下整形,整形机制砂中片状颗粒质量分数和+0.15 mm粒级产率分别为4.5%和84.98%;整形机制砂具有更好的密实度和棱角性,能达到GB/T 14684—2022中Ⅰ类砂要求,其级配、粒形均优于未整形机制砂;粗粒级颗粒轮廓形状和棱角性改善程度大于细粒级颗粒。在适宜条件下,立式棒状搅拌磨可明显改善机制砂粒形、优化较粗的颗粒级配。

高纯石英前体砂球磨工艺研究

磨矿是岩石矿物在被开发利用前的一种预处理方式,由于目标产品、性能要求及矿物自身性质不同,所采取的磨矿方法不尽相同,效果也不同。本试验以优质脉石英为原料,通过对罐体和磨球材质、介质级配、介质及矿物填充率、研磨时间及干湿法对比等工艺条件及参数进行研究。结果表明,罐体材质对产品纯度的影响相较磨球材质的影响更大。柔性材质聚氨酯橡胶(PR)罐体更有利于减少过粉碎现象。将钇稳定氧化锆陶瓷球+聚氨酯橡胶罐用于高纯石英砂前期磨矿作业,能有效避免外来杂质元素尤其是Al、Fe等金属元素的污染。矿物填充量及研磨时间对磨矿产率影响较大,当矿物填充率质量分数为15%~25%,研磨时间为30 min,有效粒度60~200目(0.074~0.25 mm)区间产率最高,可达60%。采用湿法研磨工艺能最大限度避免介质磨损,此时研磨介质每吨矿每小时磨损率仅为0.038%,而干法磨损率为0.86%,湿法磨矿更加经济,产品高纯度更有保障。

磷石膏除杂方法及综合利用研究进展

磷石膏的利用对环境保护和资源节约至关重要,其中杂质制约了磷石膏的利用。文章分析了磷石膏的除杂工艺,包括物理、化学和热处理方法,并探讨了其在建筑、化工和农业领域的应用。以期为开发高效除杂技术、探索磷石膏新兴应用,推动磷石膏的绿色、安全利用和可持续发展提供参考。The utilization of phosphogypsum (PG) is very important for environmental protection and resource conservation, in which impurities restrict the utilization of PG. The article analyzed the impurity removal process of PG, including physical, chemical, and heat treatment methods, and explored its application in construction, chemical, and agricultural fields. It is expected to provide a reference for the development of efficient impurity removal technology, the exploration of new applications of PG, and the promotion of green, safe utilization and sustainable development of PG.

磁铁矿金属化焙烧高温捕集催化剂浸出渣回收铂族金属研究

针对汽车催化剂氧化浸出渣,开展磁铁矿金属化焙烧高温捕集回收铂族金属研究。重点研究捕集剂、还原剂、助熔剂、反应温度、反应时间对铂族金属捕集率的影响。试验结果表明,捕集剂配比20%,还原剂配比12%、助熔剂配比25%、焙烧温度1400℃、恒温反应时间4 h条件下,铂族金属铂、钯、铑的捕集率分别可达97.19%、92.88%、97.08%。

钙镁质磷矿尾矿浮选试验研究

对湖北宜昌某化工厂钙镁质磷矿尾矿进行了综合利用研究。采用先选磷、后选镁的浮选工艺,将磷尾矿分成3种组分分别加以综合利用:磷组分中P_(2)O_(5)品位20.12%,用于生产磷镁复合肥;钙镁组分中MgO品位20.46%、CaO含量30.73%、SiO_(2)含量1.38%、P_(2)O_(5)含量1.21%,用于制备耐火材料;硅组分中SiO_(2)品位5.37%,用于制备免烧结尾矿砖。实现了钙镁质磷尾矿的全资源化综合利用。

工业固废耦合磷石膏制备胶凝材料试验

以原状磷石膏、矿粉、水泥熟料等为原料制备磷石膏基复合胶凝材料,考察各组成材料掺量、减水剂用量与外加剂配比等因素对胶凝材料凝结时间与抗压强度的影响,并对产物进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明,由磷石膏、矿粉、粉煤灰所组成的复合材料,在水泥碱性环境激发下,水合产物的初凝时间可控制在260 min以内,终凝时间在360 min以内;C30磷石膏基混凝土7 d抗压强度大于26 MPa;磷石膏掺量超过30%时,抗压强度迅速下降;矿粉与粉煤灰的耦合使用,能缩短凝结时间,增强材料力学性能;在水玻璃与聚合铝盐的共同作用下,胶凝材料内部存在大量水化硅酸钙(C-S-H)凝胶骨架和部分纤维状、针状钙矾石,形成具有较高强度的致密磷石膏基复合体。

钙镁质磷矿选矿尾矿综合利用技术现状及展望

磷化工产业为湖北省的支柱产业,磷矿是磷化工产业最主要的原材料。大量积存的磷矿选矿尾矿严重制约磷矿及磷化工产业健康发展。本文针对磷矿浮选尾矿性质特征及其综合利用现状展开论述分析,指出开展磷尾矿高附加值综合利用及可工业化研究是社会和企业发展的共同需要,也是顺应资源绿色高效利用、坚持环保健康和可持续发展国策的必然选择。

高纯石英砂原料矿中流体包裹体研究

高纯石英砂作为一种重要的非金属电子新材料,对原料中包裹体杂质元素要求较高,其中包裹体的存在对其纯度及性能有重要影响。据此,对国外某脉石英矿中包裹体采用光学显微镜、X射线衍射、等离子体原子发射光谱、显微测温和激光拉曼光谱等多项测试方法,进行了详细的研究。结果显示:矿石中SiO_(2)含量>99.9%,杂质元素主要为Al、碱金属元素、Fe;原料中包裹体为单相盐水溶液包裹体、两相盐水溶液包裹体和含CO_(2)三相包裹体,无固相包裹体。两个样品包裹体的均一温度分别为120~270℃、90~140℃,表明该矿床为中低温热液变质石英岩。原矿经过包裹体剔除、杂质元素降低后可作为高纯石英砂原料。

利用石英尾矿制备高强轻集料试验研究

以石英尾矿为主要原料,粉煤灰为校正组分,制备高强陶粒,考察石英尾矿掺量及煅烧制度对陶粒表观密度、吸水率、颗粒强度的影响,并对烧成产物进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明,随着石英尾矿掺量增加,陶粒表观密度与颗粒强度增大,吸水率整体呈下降趋势。当掺量为45%时,陶粒强度为719.0 N;继续增加掺量,各参数变化不明显;正交试验结果表明,煅烧温度对陶粒的表观密度、吸水率与颗粒强度影响最大;在预热温度为450℃,预热时间为20 min,煅烧温度为1150℃,煅烧时间为30 min,升温速率为10℃/min条件下,可制得堆密度为890 kg/m^(3),吸水率为10.5%,筒压强度为6.5 MPa的900级高强轻粗集料。

磷尾矿与粉煤灰制备高强陶粒试验研究

以磷尾矿、粉煤灰为主要原料,石英尾矿为校正组分,制备出900级高强陶粒,为磷尾矿综合利用提供了新的途径。在掺量试验基础上,采用正交试验考察了预热温度、预热时间、煅烧温度与烧结时间对陶粒性能的影响,据此进行了煅烧温度与时间单因素试验,并对产物进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析。结果表明,随着磷尾矿掺量的增加,陶粒堆积密度与颗粒强度减小,吸水率上升,当磷尾矿掺量为30%时,颗粒强度为267.0 N,继续增加其掺量,颗粒强度明显降低;煅烧温度对陶粒堆积密度、吸水率与颗粒强度影响最大。在预热温度为400℃,预热时间为20 min,煅烧温度为1200℃,保温时间为30 min,升温速率为10℃/min的条件下,可制得堆积密度为830 kg/m3、吸水率为14.6%、筒压强度为9.8 MPa的900级高强粉煤灰陶粒。

某优质脉石英制备超高纯石英砂工艺试验研究

利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、显微冷热台、偏光显微镜、X射线粉末衍射(XRD)仪等研究脉石英性质,制定了“水淬-球磨制砂-浮选-酸浸”的石英砂提纯方案。在组合捕收剂用量为250 g/t,调整剂NH4F用量为1000 g/t,调整剂H2SO4用量为250 g/t,矿浆质量分数为33.33%,矿浆温度为40℃,扫选药剂用量为粗选药剂用量50%的工艺下,绝大部分石英伴生矿物云母及长石可分离除去,Al元素去除率可达80%以上。再结合HCl-NH4Cl复合药剂,其中HCl体积分数为40%,NH4Cl用量为120 g/L,在体系温度为60℃,浸取时间为180 min的酸浸条件下,可将石英砂进一步精炼提纯,主要杂质元素Al含量降至6.40×10^(-6),得到Al、Fe、K、Na、Ca、Mg、Ti、Li、Zr等9项杂质总量小于13×10^(-6)的高纯石英砂。

黄陵基底晶质石墨提纯试验研究

根据黄陵基底晶质石墨矿浮选精矿性质,探讨了碱酸法提纯最佳条件。试验结果表明,在m(NaOH)∶m(石墨)为0.7∶1,焙烧温度为550℃,焙烧时间为2 h,盐酸酸浸液固比为2.5∶1(mL/g),酸浸温度为40℃,酸浸时间为40 min条件下进行反应,可将石墨固定碳含量(质量分数)由95.28%提升至99.94%。

废汽车三元催化剂湿法回收铂族金属研究

废汽车三元催化剂铂族金属含量较高,随着报废汽车爆发式增长,成为铂族金属开发的重要二次资源。湿法回收铂族金属,具有能耗低、规模灵活的特点,适宜地域内废汽车三元催化剂的消纳。开展预处理-氧化酸浸湿法富集铂族金属工艺研究,较为系统研究预处理方法、氧化酸浸试验条件对铂族金属浸出率影响。试验结果表明,湿法氧化酸浸能有效回收铂族金属,原料细度、盐酸浓度、浸出温度、浸出时间对浸出率影响较大,运用水合肼还原预处理可大幅提高铂族金属浸出率。

河南某石英矿包裹体特征研究

我国能够用来生产高纯石英的石英矿极为稀缺,而高纯石英是新能源和现代电子信息等国家战略性产业的关键原料,大量依赖进口。为考察河南某地石英矿能否成为加工高纯石英的原材料,对其进行矿物学研究和包裹体特征研究,结果表明:该矿石中杂质元素主要是Al和碱金属元素,杂质元素较少;包裹体多为H2O、CO2的气液相包裹,其组分易在较低温度下挥发;包裹体大小基本在2~15 μm,分布较为均匀。该研究表明该矿石可用作生产高纯石英原料,并为后期开发方案提供理论数据支持。

石英玻璃气孔成因与原料晶体特征的相关性

气孔是影响石英玻璃品质的主要结构缺陷,为了探究其成因与原料石英晶体特征的关系,选择5种产自于国内外不同地区的优质脉石英为研究对象,采用偏光显微镜、ICP及XRD等仪器及方法分析不同脉石英晶体性质、包裹体特征及石英砂纯度,比较各高温熔体表观特征、原料表面与玻璃体气孔内外硅氧元素分布状态。结果显示,原生包裹体少、晶格缺陷少、结晶度高,则熔体气孔少,石英玻璃透明度高;反之,熔体气孔多,石英玻璃透明度低。石英晶体内大量微细原生包裹体是石英玻璃气孔形成的主要因素;晶格缺陷与结晶度紧密相关并可遗传,石英砂纯度与熔体气孔形成无直接关系,但晶格杂质的存在会导致晶格缺陷。