基于加压酸浸锰烟尘过程中固-液两相流体力学特性CFD模拟

将欧拉-欧拉(E-E)双流体模型、颗粒动力学理论(KTGF)与k-ε湍流模型耦合,以搅拌速度、固相体积分数为变量探究对釜体内液相速率、液相湍流动能的影响.结果表明:釜体内的液相速率、湍流动能与搅拌速度成正相关,且与固相体积分数的大小成负相关.当固体体积分数为2.5%、7%、13%,对应液相速度下降幅度为8%,16.2%,18.4%,对应湍动能下降幅度为7.6%,13.2%,20.6%.

基于湿法冶金过程中气-液两相流体力学特性的CFD模拟

采用E-E与PBM模型耦合,探究不同搅拌速率、通气速率、液体黏度下搅拌釜内气-液两相流体力学特性。重点模拟和讨论不同搅拌速率、通气速率、液体黏度下瞬态气含率、液体速度、气泡直径分布等气-液两相流体力学参数,使密闭搅拌釜内气-液两相流体运动状态可视化,为湿法冶金气-液搅拌过程优化操作条件提供指导。

冶金过程宏观动力学案例在冶金反应工程学课程教学中的应用研究

冶金反应工程学是冶金及相关专业的重要课程。为了培养学生运用冶金过程宏观动力学理论分析和解决冶金反应过程问题的能力,有必要有效的将冶金过程宏观动力学知识与冶金工程实际案例结合。针对本课程学习者研究方向较为广泛的现状,教学团队拓展了冶金过程宏观动力学工程实际案例,不仅涉及钢铁冶金、有色冶金等研究领域,还有新能源和资源综合利用等研究方向的相关案例。通过在冶金过程宏观动力学教学过程中应用冶金工程案例分析和讨论,激发学生的学习兴趣,提高了学生进行冶金过程设计、优化和计算的能力。

氟化锰脱除硫酸锰溶液中钙镁的工艺条件及其动力学研究

以氟化锰为脱除剂,通过单因素实验研究氟化锰过量系数、溶液pH值、反应温度以及反应时间对硫酸锰溶液中钙镁脱除率的影响。在氟化锰过量系数2.0、溶液pH=5、反应温度85℃、反应时间80 min的优化工艺条件下,钙和镁脱除率分别为97.06%和95.48%。在此基础上进行了动力学研究,硫酸锰溶液中钙和镁的沉淀反应均符合Avrami方程,其表观活化能分别为48.01 kJ/mol和53.23 kJ/mol,表面化学反应是影响钙镁沉淀反应速率的限制性环节。

V对S30403奥氏体不锈钢微观组织和高温力学性能的影响

研究了3种不同V含量(0 mass%、0.097 mass%和0.19 mass%)的S30403奥氏体不锈钢在500~900℃高温下的拉伸行为。结果表明:在500~900℃范围内,3种实验钢的抗拉强度都随着拉伸温度的升高而降低。V含量为0.097 mass%的实验钢在600、700和800℃的极限抗拉强度是3种钢中最高的,分别为362.9、271.4和156.1 MPa,这是不同温度下动态应变时效、动态再结晶和析出强化的协同作用的结果。含V钢在500~900℃范围内拉伸后的断面收缩率高于不含V钢,当V含量为0.19 mass%时,实验钢的断面收缩率最高,这是由于基体中固溶的V元素促进了实验钢的动态再结晶。

氮掺杂二氧化铈的制备、性能及应用研究现状

氮元素掺杂对CeO_(2)物化性能有显著影响,氮掺杂后CeO_(2)表现出优异的光催化、热催化和电化学性能,但目前关于氮掺杂CeO_(2)的研究相对较少,缺乏对现有氮掺杂CeO_(2)研究成果的系统总结与梳理。为此,总结了目前制备氮掺杂CeO_(2)的主要方法、讨论了氮掺杂对CeO_(2)物化性能的主要影响、分析了目前氮掺杂CeO2的主要应用场景、展望了未来氮掺杂CeO_(2)需开展的主要研究工作。

焙烧预处理过程中硫的转化对浸金的影响

以贵州某卡林型金矿为研究对象,采用XRD、化学分析等方法,探索了焙烧预处理过程中焙烧温度、焙烧时间对硫转化率与金浸出率之间相互影响规律.结果表明,在700℃温度下,焙烧1.5-2h,可以充分打开金的硫化物包裹,浸出率近90%;硫转化率由83.01%升高至91.02%,金浸出率与硫转化率基本呈线性正相关关系,相关系数r=0.93517.

氟盐法净化锰电解液中镁离子的研究

采用电解法制备金属锰,因该工艺制备的金属锰纯度高、污染小而受到广泛应用,而生产过程中镁离子的循环富集会对系统造成很大危害。为降低镁离子的浓度保证电解生产正常进行,以镁离子的质量浓度降至15~20 g/L为研究目的,开展了氟盐法对锰电解液中镁离子的去除研究,考察了沉淀剂种类、用量系数、搅拌时间、温度和pH等因素对镁脱除效果的影响。研究结果表明,使用氟化铵为沉淀剂时,随着沉淀剂用量、搅拌时间、反应温度和体系pH的增加,镁离子浓度均呈现逐渐降低并达到一定水平后趋于稳定,得出较佳除杂条件:温度为50℃、搅拌时间为50 min、pH为5~6、沉淀剂用量为理论量(物质的量)的80%,可将溶液中镁离子质量浓度降至15.6 g/L,残余氟质量浓度为1.7 g/L。对除镁后的溶液采用低成本纳米除氟剂进行处理,通过利用EDS和ICP等分析手段可得到以下结果:氟离子质量浓度小于100 mg/L,除氟剂中的铝在硫酸锰溶液中的质量浓度仅为2.51×10^(-4) g/L,能满足电解锰工业的生产需求。

磷石膏热处理制备免烧建材

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。磷石膏排放量大,利用率低,资源化利用迫在眉睫。该研究以磷石膏为原料,经过激发预处理的磷石膏在不同温度下热处理,研究热处理温度对磷石膏的物相和微观结构,以及将其制备成免烧建材样品后的抗压强度、物相、微观结构的影响规律。结果表明,随着热处理温度的升高,二水石膏晶体结晶度增加,晶型发生转变,经过80℃热处理后的二水石膏晶粒致密,并且部分转变为半水石膏,由半水石膏水化重结晶生成的二水石膏对空隙进行填充,形成了结构致密,晶体相互粘合的内部微观结构,大大提高了免烧建材的抗压强度。免烧样品(磷石膏与水泥质量比为4∶1)养护7 d和28 d抗压强度达到36.45 MPa和38.12 MPa,并且浸水24 h的样品仍能保持21.03 MPa的抗压强度。

褐煤与生物质共热解过程的协同效应

通过热重分析的方法对褐煤、生物质及褐煤生物质混合物的热解特性进行研究,以考察生物质与褐煤共热解过程中是否存在协同效应,结果表明:将褐煤与生物质按1∶1(质量比)的比例混合后,其初始热解温度及挥发分最大释放峰出现温度与生物质单独热解基本相同,热解终温与褐煤相比大幅度提前,混合物热解在各个阶段的失重率均大于其单独热解失重率的平均值.褐煤、生物质及其混合物的热解过程可以用一级和二级热解反应动力学模型描述,通过计算动力学参数,发现在整个主要热解过程中,混合物在各个温度段的E值均小于褐煤或生物质单独热解时的E值,热解反应更加容易进行.证明了生物质对褐煤的热解有促进作用,褐煤与生物质在共热解过程中存在协同效应.

优化条件下氧化锌对高硫铝土矿溶出过程脱硫的影响

研究在优化条件下添加氧化锌对一水硬铝石型高硫铝土矿溶出过程脱硫的影响。结果表明,优化溶出条件下高硫铝土矿溶出过程中加入氧化锌后,硫溶出率随氧化锌加入量增加而降低,氧化铝溶出率基本不变。溶出液中S2-含量随氧化锌加入量增加而降低,其他价态硫不随氧化锌加入量变化。优化溶出条件下,不同硫含量矿样在添加氧化锌后溶出的氧化铝溶出率基本不变,而硫溶出率随着矿样硫含量的增加,不断增加。添加10%氧化锌适合处理硫含量在1.373%以下的高硫铝土矿。

次氯酸钠浸金电化学及难浸金矿浸出实验研究

用恒电位仪测定了不同次氯酸钠浓度和pH的条件下金阳极溶解极化曲线,拟合得到自腐蚀电位(Ecorr)、自腐蚀电流密度(Icorr)以及线性极化电阻(Rp),并进行难浸金矿的搅拌浸出验证实验。结果表明,在不同浓度条件下金腐蚀速率先增大后减小,在浓度0.75 mol/L时金阳极开始钝化,浸出实验结果与电化学研究结果一致;不同pH实验条件下金的腐蚀速率随pH增加而逐渐增大,但pH超过12后浸出率稍有下降,浸金结果与电化学研究结论略有不同。

含稀土磷精矿酸解过程稀土的分布规律

研究了富集稀土的磷精矿酸浸过程在不同溶液初始磷酸浓度和液固比浸出时稀土的富集及分布规律。结果表明,高的初始磷酸浓度和液固比有利于提高稀土在溶液中的回收率,但稀土在溶液中的富集程度随液固比的增加先增加后降低。最佳浸出条件为:溶液初始磷酸浓度25%、硫酸过量系数1.0、液固比6、反应温度75℃、反应时间3h、矿浆浓度58%,在此条件下,∑REO的总回收率达到68.01%,P2O5总的回收率达90%以上。

硫酸渣加碱焙烧过程中富铁效果研究

硫酸渣中有价元素铁含量较高,具有综合回收利用价值。硫酸渣中铁主要以赤铁矿形式存在,脉石主要为石英,赤铁矿呈蓝白色,形状不规则,表面空洞均被细小脉石填充。试验证明,采用焙烧法从硫酸渣中富集铁,在焙烧时间为650℃,焙烧时间为0.5 h,氢氧化钠的添加量为1 g(占10%)工艺条件下,获得硫酸渣中铁的含量为61.5%,达到炼铁原料的要求,实现了二次资源的综合回收利用。

槽电压对CaCl_(2)基熔盐电化学转化CO_(2)制备碳材料的影响

以氯化钙基熔盐为电解质,将CO_(2)电化学转化为碳材料,考察了槽电压、熔盐组成对碳材料制备的影响。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、激光显微拉曼光谱(Raman)等分析手段对碳材料的物相、形貌结构、元素分布、石墨化程度等特性进行表征。结果表明:在800℃CaCl_(2)-5%(质量分数)CaO熔盐中,槽电压为1.9 V的电解产物形貌为薄片状,碳质量分数为98.24%,随着槽电压升高,产物倾向于形成棒状结构且棒状产物长度增加;采用熔点更低的CaCl_(2)-NaCl-KCl-5%(质量分数)CaO三元熔盐进行电解,降低了制备碳材料的能耗,减轻了阳极的腐蚀,所得产物主要形貌为纳米管状、颗粒状和球状。槽电压对产物形貌的影响显著;高槽电压使得反应过程电流更大,电化学反应动力学加快,所得碳材料的石墨化程度更低。

锂离子电池镍-锰二元正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)的研究进展

尖晶石型LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)因无钴,具有高能量密度和高电压平台而受到人们的广泛关注,是具有潜力的正极材料之一。其制备方法有固相法、溶胶-凝胶法、水热法和共沉淀法等。综述了各种制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料方法的优缺点,以及近年来针对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料改性的研究进展,并对未来LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料的改性方法进行了展望。

采用两步固相法配合表面活性剂制备LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_(4)/C正极材料的研究

磷酸锰铁锂复合材料能够兼具磷酸铁锂和磷酸锰锂优点,得到较高的能量密度,但锰铁比过高反而会降低材料的离子电导率和电子电导率。为了提高电导率并降低材料阻抗,采用表面活性剂油酸辅助的两步固相方法,制备了粒径较小、孔隙分布均匀且碳包覆薄厚均匀适中的LiMn_(0.7)Fe_(0.3)PO_(4)/C正极材料(LFMP/C-3)。循环充放电测试表明,该材料在1C下放电比容量为119.6 mA·h/g,循环100次后为102.8 mA·h/g,循环效率为88.87%。经倍率测试得出,在0.1C、0.5C、1C、2C、5C和10C倍率下的平均放电比容量分别为141.08、132.70、128.44、105.86、89.10、83.40 mA·h/g,在之后的0.1C倍率下仍能恢复到开始5次的平均水平。循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试表明,LFMP/C-3样品具备较小的极化程度、最低的电荷转移阻抗(139.75Ω/s^(1/2))和较高的锂离子扩散系数(1.46×10^(-14)cm^(2)/s)。结果表明,油酸的加入可获得良好的形貌特征,从而促进锂离子的脱嵌,提高材料的离子电导率和电子电导率,提高磷酸锰铁锂正极材料的电化学性能。

卡林型金矿石焙烧预处理过程中载金硫化物的物相变化

采用热重分析和X射线粉末衍射分析法研究了贵州某卡林型金矿石载金矿物在焙烧过程中的物相变化。结果表明：金的硫化包裹物在400-520℃开始氧化分解,分解产物为Fe2O3、As2O3和SO2,800℃时基本分解完全;分解生成的SO2气体一部分挥发,另一部分形成分解温度较高的硫酸盐。通过焙烧,可以打开金的硫化包裹物,有利于金的浸出。

腐殖酸在纯碱溶液高压溶出过程中的存在形态

腐殖酸在纯碱溶液中经多次高压溶出后的溶出液制成萃取液和酯化液,用气相色谱质谱联用仪GC-MS分析成分,研究有机物形态。试验结果表明:腐殖酸经高压溶出转变为多种有机物,主要为有机酸,且大多为高碳链形式有机酸,及少量的烷类和酮类有机物;腐殖酸大分子有机物通过高压循环分解成小分子有机物,并逐渐向长链有机酸、烷烃和草酸盐转化,随循环次数增多,烷烃种类也在增加。

CFD技术在湿法冶金中的应用及发展方向

介绍了计算机流体力学(CFD)技术原理及其在多相流反应中的应用,并预测其在湿法冶金中的应用方向。CFD技术的应用使反应过程可视化,对提高目标元素浸出率、优化搅拌釜的设计和结构具有重要指导意义。