新型贫化剂强化回收渣含铜的研究

为强化铜渣贫化回收渣含铜,设计了一种强化铜渣贫化的还原剂。采用HSC 6.0热力学软件计算对比了新型贫化剂与无烟煤、黄铁矿等常用贫化剂贫化熔炼渣回收铜锍的反应,并以某冶炼厂熔炼渣为原料进行试验并验证了新型贫化剂的强化作用。热力学计算结果表明,新型贫化剂还原铜渣(主要成分为Fe_(2) SiO_(4)和Fe_(3) O_(4))的效果优于无烟煤和黄铁矿。试验结果表明,采用无烟煤、黄铁矿、新型贫化剂三种还原剂单独贫化回收渣含铜时,铜的回收率分别为30.83%、52.50%、66.67%。新型贫化剂能够强化回收渣含铜,有望为铜渣高效贫化并提高无烟煤等传统化石能源贫化铜渣利用率提供借鉴。

低浓度含铟液中铟的富集提取及伴生锌铜的梯次回收

铟是一种稀散金属,具有重要战略价值。当前金属铟主要通过湿法工艺从矿物副产品中提取和回收。基于浸出—萃取净化—电解的工艺流程,从含铟浓度极低(<0.05 g/L)且铜、锌、银等杂质浓度较高的回转窑挥发烟尘浸出液中富集铟。首先对浸出液萃取富集获得了铟、铜及锌的富集液,进一步通过置换还原获得了铟单质及铜锌氯化液,从而实现了浸出液中铟与铜锌的分离。之后,对锌铜氯化物溶液进行置换回收锌铜元素。在铟的萃取阶段,考察了萃取剂种类、pH值、相比(O/A)、温度、萃取时间对铟萃取率的影响。确定最佳萃取条件为:有机相为浓度30%的P204、水相pH值为0.5、相比为1/3、温度为20℃、混合时间5 min。在铟的反萃阶段,负载有机相经过三级洗涤、三级反萃,可使铟的反萃率接近100%。烟尘浸出液经萃取—洗涤—反萃流程后,铟回收率高达96.8%,所获含铟反萃液经锌单质还原可获得98%的海绵铟,置换率高达99%。置换后液经净化除杂、蒸发结晶制备ZnCl2及电积铜,实现了锌、铜的梯级高效回收。研究结果有望为低浓度含铟液中铟的富集提取与伴生元素的梯次回收提供借鉴。

有机添加剂对电解锰的影响

电解锰行业面临电效低、SeO_(2)添加剂剧毒且沉积产物形貌难控制等问题.为了提高电流效率以降低能耗、改善锰电沉积形貌及降低添加剂SeO_(2)的使用量,本文根据电解锰行业标准,配制MnSO_(4)–(NH_(4))_(2)SO_(4)电解液体系,通过添加聚丙烯酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、葡萄糖酸等分别作辅助添加剂,探究其对锰沉积的影响以降低剧毒性主添加剂SeO_(2)的用量.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、恒电流阴极极化曲线测试方法(LSV)等表征手段,研究金属锰沉积形貌、晶体结构、阴极电化学极化行为与添加剂之间的关系.结果表明:四种添加剂均可以促进α-Mn的形成,且最优晶型取向为(330)晶面,其中葡萄糖酸最适宜作为辅助添加剂.当以葡萄糖酸为辅助添加剂,质量浓度为1.84 g·L^(-1)时,阴极电流密度明显提高,降低了阴极极化,产品形貌更加致密光滑.最优条件下,SeO_(2)的质量浓度可由工业上常规用量0.03~0.06 g·L^(-1)降低至0.015 g·L^(-1),电流效率可由70%提高至89.73%,能耗由6500 kW·h·t^(-1)降至4990.58 kW·h·t^(-1).研究结果有望为电解锰行业绿色生产和高效电沉积提供借鉴,有助于推动电解锰行业的可持续发展.

次氯酸钠强化赤铜矿硫化浮选的影响及机理

表面适度氧化可以提高赤铜矿硫化浮选的效果。通过纯矿物浮选试验,探究了次氯酸钠对赤铜矿硫化浮选的影响,并采用X射线光电子能谱分析、矿物表面Zeta电位测定等方法,探讨了次氯酸钠强化赤铜矿浮选行为的机理。结果表明:与直接硫化浮选相比,次氯酸钠能使赤铜矿的硫化浮选回收率增加8.95个百分点;次氯酸钠能够促进赤铜矿表面的Cu(Ⅰ)组分转变为Cu(Ⅱ)组分,可以增强铜组分与硫化剂的反应活性,强化赤铜矿的硫化效果,对赤铜矿的硫化浮选具有促进作用。

铜渣贫化回收铜的研究现状及展望

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国资源保障能力具有重要意义。基于铜/铜锍在渣中的赋存状态、铜损的主要形式,重点综述了现阶段铜渣贫化回收铜的工艺技术,包括火法贫化法、浮选法、湿法处理等,并对未来的研究重点进行了展望。目前,电炉贫化处理量大,技术成熟,但其通常使用煤炭等作为还原剂,由于其密度小于铜渣,反应时大多漂浮渣层表面并燃烧,反应不充分,也不利于大气环保。另外,工业上常使用金属铁棒还原炉底结瘤的磁铁矿,但其密度大于铜/铜锍,在渣液中沉降速度快,对渣层的还原不彻底。因此,开发环保、高效的还原剂逐渐成为火法电炉贫化研究的重点。浮选法是处理天然铜矿的常用手段,但铜渣存在硬度高、伴生关系复杂、粒度分布不均、微细粒多等浮选难点,同时铜渣高温浮选导致捕收剂失活的问题也亟待解决。在处理低品位铜渣时,湿法浸出是常用手段,但化学试剂和废液环保问题难以解决;生物浸出具有性质稳定、对环境无污染,且浸出后金属含量较低等优点,但其浸出周期长、效率低。根据目前贫化工艺的难点,对未来贫化工艺开发与优化进行了展望,如增加外场聚集四氧化三铁以改善铜/铜锍沉降环境、开发环保高效的火法贫化还原剂、探究还原剂对不同铜渣渣型的作用机制以及开发耐高温的铜渣浮选新药剂等。

锂云母酸浸液萃取除杂

锂云母酸法浸出液含有大量杂质金属,使用传统化学沉淀法会引起大量产物损失。为了降低浸出液除杂过程中的产物损失,使用溶剂萃取法进行萃取除杂工艺研究。通过对不同萃取剂组合萃取除杂效果的研究,确定使用P204作为萃取剂。考察了萃取过程中不同因素的影响,并使用H_(2)O_(2)预氧化水相里的Fe^(2+),强化萃取效果。结果表明:在有机相组成为30%P204+70%磺化煤油、料液初始pH为2.4、相比O/A=1、萃取时间10min和振荡频率300 r/min的单级萃取最佳条件下,铁除杂率为99.89%、铝除杂率为31.23%、锂和铷的萃取率分别为7.63%和14.85%。相比于化学沉淀法,锂和铷的回收率得到了30%左右的提高。

异戊基黄药与水杨羟肟酸对硅孔雀石硫化浮选行为的影响

为提高硅孔雀石浮选回收率,通过单矿物浮选试验,研究了异戊基黄药与水杨羟肟酸对硅孔雀石硫化浮选行为的影响,通过接触角测试、Zeta电位测试、红外光谱分析等手段对药剂与硅孔雀石表面的作用机理进行了分析。结果表明,组合捕收剂的作用效果好于单一捕收剂,可以将硅孔雀石的浮选回收率提高了18.82个百分点;组合捕收剂会使矿物表面接触角增大,负电性增强,使得药剂在矿物表面产生更强的化学吸附,从而提高了硅孔雀石的浮选回收率。

添加剂在电解锰中的应用及展望

电流效率及产品质量是电解锰行业关注的重要指标,其与添加剂密切相关。SeO_(2)因具有抑制析氢反应、抗氧化、促进晶型转变等优点成为电解锰行业普遍使用的添加剂。阐述了添加剂在电解锰过程中对电流效率、晶型结构、沉积形态等的作用及影响机理。针对现阶段电解锰行业中存在的电流效率低、品控难以及主流添加剂SeO_(2)价格昂贵、具有剧毒性等问题,对新型高效低硒甚至无硒添加剂的研究现状及应用进行了分类梳理,探讨并展望了应用于电解锰行业中的添加剂的发展方向。在使用SO_(2)或者SeO_(2)作电解锰添加剂的基础上,论述了电解锰的工艺流程、基本原理、生产技术等,并对添加剂的作用机理进行了系统的探讨,同时对添加剂的影响机制和发展趋势进行了综述,以期为新型添加剂的开发和应用提供借鉴。

细粒级孔雀石浮选矿物表面的分段硫化机制研究

为了探究细粒级孔雀石浮选中矿物表面的分段硫化机制,在细粒级孔雀石分段硫化浮选试验基础上,采用矿物表面动电位测定、药剂吸附量检测以及X射线光电子能谱等方法对药剂作用前后矿物表面电性、药剂吸附量以及矿物表面元素的种类和相对含量进行了分析。结果表明,细粒级孔雀石的最佳硫化浮选段数为三段,此时孔雀石回收率最高达到89.54%,继续增加浮选段数回收率下降;三段硫化浮选的细粒级孔雀石矿物表面电负性最强,且此时细粒级孔雀石矿物表面生成的一价铜的多硫化物含量最高,硫化效果最好,有利于捕收剂的吸附,提高矿物的浮选回收率。

铜冶炼烟尘选择性湿法脱砷及有价元素的同步回收

针对铜冶炼系统含砷烟尘中砷难以高效富集和脱除的问题,采用水浸-碱浸两步浸出工艺进行脱砷研究。结果表明:含砷烟尘先在液固比1∶1的条件下常温水浸,然后在NaOH浓度2 mol/L、Na2S浓度0.2 mol/L、温度70℃、液固比4∶1的条件下碱浸,最终砷的平均浸出率为96.27%,浸出渣含砷量小于0.5%,铜、铁、锌、铅的平均浸出率分别为0.01%、0.01%、4.72%和11.17%。

基于I-GWO-BP神经网络的紫金山铜矿浮选回收率预测研究

为克服传统测量浮选回收率方式存在的低效率、滞后性等问题,结合紫金山硫化铜矿浮选厂生产情况,采用基于MI(Mutual Information)互信息法对选厂原矿品位、丁铵黑药用量等浮选条件因子进行特征选择,在此基础上,建立了基于BP(Back Propagation)、GWO-BP(Grey Wolf Optimizer-Back Propagation)、I-GWO-BP(Improved-Grey Wolf Optimizer-Back Propagation)的三种浮选回收率预测模型,并选取紫金山硫化铜矿浮选车间生产数据进行神经网络训练与验证试验,分析了浮选回收率预测模型的准确性。结果表明:相较于基于BP、GWO-BP的浮选回收率预测模型而言,基于I-GWO-BP的浮选回收率预测模型具有更大的相关系数和更小的均方误差根,说明该模型泛化拟合能力更强,对浮选回收率的预测值在很大程度上逼近于真实值,预测精度更高。本研究结果可为实现浮选回收率高效、准确、自动的在线预测技术开发提供支持。

高AgNO_(3)浓度下多元醇法制备银纳米线及其形貌调控

高长径比银纳米线(AgNWs)符合其下游应用所需。提高AgNO_(3)浓度可提高AgNWs合成效率,但也同时增加了产物形貌可控难度。在高浓度AgNO_(3)条件下,采用两步多元醇法制备AgNWs。研究了Fe^(3+)与Cl^(-)以及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分子量对AgNWs的尺寸及形貌的影响,并对第一步AgNO_(3)的添加浓度及添加速率等工艺条件进行优化,高效合成了直径71.0 nm、长度62.3μm、长径比877.3的AgNWs。通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见分光光度计对样品进行表征及分析。结果表明,Fe^(3+)和Cl^(-)对AgNWs的形貌有着重要的影响,二者的协同作用促进了高长径比AgNWs的形成;此外,通过调节PVP分子量、第一步AgNO_(3)的添加浓度及添加速率,进一步认识了高AgNO_(3)浓度下AgNWs的生长机理,并获得了合成高长径比AgNWs的优化条件。

锂电铜箔防氧化抗腐蚀处理技术研究现状

针对锂电铜箔在生产和应用环节存在氧化、腐蚀,影响其服役寿命和电池安全性的问题,归纳了锂电铜箔防氧化处理技术,总结了不同钝化方法的机理;概述了铜箔集流体在锂电池电解液中的腐蚀机理,综述了铜箔表面改性增强耐腐性能的研究进展;对铜箔无铬钝化处理技术及表面改性技术进行了展望;提出了清洁环保、高效的锂电铜箔防氧化、防腐蚀设想。

电沉积脱砷工艺研究及添加剂对电沉积的影响

为了实现铜冶炼含砷烟尘中有价金属的回收和砷元素的无害化处理,采用电沉积法对含砷烟尘的浸出液进行脱砷处理,研究了电流密度、As(Ⅲ)浓度、pH和添加剂对脱砷效果的影响,并用循环伏安法分析了电化学行为。结果表明,最佳工艺条件下,砷单质、H2和AsH3的电流效率分别为91.41%、7.06%和1.99%,实现了高效脱砷。添加柠檬酸钠可降低电沉积的还原电位,促进金属放电。本文提出的工艺可回收有价金属,无害化处置砷元素。

氯离子对海工混凝土钢筋腐蚀的研究进展

海洋环境下,海工混凝土大多达不到设计使用年限就遭到腐蚀破坏,造成严重的国家海洋工程安全隐患和海洋环境污染。氯离子引起的钢筋腐蚀是造成海工混凝土结构性能劣化的主要原因。本文基于海洋环境多氯盐的特点,从氯离子侵蚀海工混凝土的过程出发,对氯离子的腐蚀路径和腐蚀机理进行梳理和总结,着重论述了氯离子通过渗透、扩散、电化学迁移进入混凝土的路径和破坏钝化膜、形成腐蚀电池、去极化作用、导电作用的腐蚀机理。在此基础上,文章针对国内外海工混凝土抗氯离子腐蚀的最新研究,介绍了氯离子固化机理,重点阐述了提高海工混凝土密实度、减少海工混凝土中裂缝、增加海工混凝土厚度的根本措施,同时归纳了混凝土表面保护、钢筋防护,以及加入阻锈剂的补充措施、裂缝修复的方法,以提高海工混凝土抗氯离子腐蚀性能,文章最后指出当前研究中,实验得到的单一氯离子腐蚀过程与实际海水中混凝土的氯离子腐蚀过程存在较大差距,低碳环保的抗氯离子腐蚀混凝土材料和技术有待深入研发。

铁尾矿在电磁吸波建筑材料中的研究进展

铁尾矿是我国大宗工业固废的主要组成部分,库存量大,若不加以处理,将会造成环境污染风险和二次资源浪费,如何高效资源化利用铁尾矿是安全消纳大宗工业固废的重要保障。本文基于铁尾矿的基本性质和利用途径,以及电磁吸波原理,主要介绍了铁尾矿及其改性电磁吸波材料研究,以及铁尾矿在水泥基吸波混凝土和地质聚合物吸波胶凝材料中的研究,着重阐述了铁尾矿在水泥基混凝土中的吸波性能和机理研究进展,探讨了通过地质聚合反应制备铁尾矿基地质聚合物吸波混凝土的可行性及其性能,可为铁尾矿基地质聚合物在多功能建筑材料方面的应用提供借鉴,为提高铁尾矿固废资源的综合利用率,解决尾矿堆积、环境污染等问题提供解决思路。本文旨在总结铁尾矿在吸波建筑材料的研究进展并进一步推动地质聚合物吸波建筑材料的发展。

ZnO/活性炭复合材料的制备及其传感器对低浓度乙醇的气敏性能

采用水热法合成ZnO一维纳米线材料,以活性炭粉与纳米ZnO复合构筑出ZnO/活性炭复合材料,探究了复合材料对乙醇气体的敏感性能。结果表明,150℃时,ZnO/活性炭复合材料传感器对乙醇气体具有良好的响应-恢复特性;对于浓度5×10^(-6)的乙醇,传感器灵敏度可达到4.75;传感器灵敏度随着乙醇浓度增加呈正相关提升,且具有很好的重现性。

地质聚合物多孔材料的制备及应用研究进展

地质聚合物多孔材料是一种具有三维结构的无定形多孔胶凝材料,因其优异的物理化学性能及绿色简便的制备方法被认为是未来最具发展潜力的胶凝材料之一。针对国内外地质聚合物多孔材料的最新研究,对地质聚合物多孔材料的制备方法,性能以及相关应用进行了总结,着重阐述了溶剂挥发法、直接发泡法、添加多孔填料法等传统制备方法及其特点,同时还归纳了颗粒堆积法、3D打印法、模板法等新兴的制备方法;在相关的性能和应用研究方面,主要对其抗折压的机械性能,隔热保温的热学性能、对有机无机物的吸附和催化性能、膜分离、电磁波吸收等性能做了总结,指出了其在建筑领域、环境治理领域、电磁屏蔽领域的主要应用场景。论文论述了地质聚合物多孔材料发展现状和瓶颈,指明了当前地聚物多孔材料制备研究中存在成孔方法单一,成孔机理有待深入研究;在性能和应用研究中存在实验室固废试验与实际工业试验偏差大,规模化推广应用难。本文旨在总结最新地质聚合物多孔材料相关制备方法和应用研究,进一步推动地质聚合物多孔材料发展。

锂电池用电解铜箔性能调控研究进展

新能源动力锂电池行业向高能量密度的逐步迈进推动了负极铜箔集流体朝超薄、低轮廓、高力学性能等高性能的趋势发展。锂电铜箔作为锂电池的关键辅材之一,其质量和特性对锂电池性能起着重要作用。因此,锂电铜箔的性能精准调控和结构定向修饰对提升锂电池性能具有重要意义。本文从锂电铜箔电沉积技术出发,介绍了铜电沉积原理、过程以及当前铜箔市场情况,归纳总结了锂电铜箔的物理性能、化学性能和表面性能对锂电池电化学性能的影响机制,为后续对铜箔性能精准调控提供参考,并重点综述了生箔工艺参数优化和改性处理这两种综合提升锂电铜箔性能和锂电池性能的方法,分析了铜箔结构修饰的研究现状和发展动态。最后,本文指出了目前电解铜箔作为锂电池负极集流体所存在的问题,并对其未来发展趋势进行了展望,以期为高性能锂电铜箔的研发和应用提供参考。

煤矸石的地质聚合反应资源化利用研究进展

煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物。煤矸石堆积不仅侵占大量土地面积,还造成水体、空气和土壤的污染,煤矸石的绿色规模化消纳迫在眉睫。针对煤矸石的物化性质、直接利用、提质利用和地质聚合反应利用进行了总结归纳,并指出煤矸石的地质聚合反应利用是继普通硅酸盐水泥后的第二代绿色胶凝技术,兼具规模化消纳和高值化利用。系统介绍了地聚合物的制备原料、形成过程、反应特点和机理,以及在抗侵蚀材料、耐高温建材、固化重金属和放射性元素等主要场景中的应用。同时指出煤矸石的地质聚合反应资源化利用范围广,利用过程绿色且能耗低,但目前仍存在工业化试验少及规模化推广难等问题。旨在总结煤矸石资源化利用途径的最新研究,进一步为规模化绿色消纳煤矸石提供借鉴。