新材料在大型铝电解槽节能降碳技术中的应用与展望

新材料的应用对电解铝生产的节能降碳及提质增效具有至关重要的意义,本文重点介绍近年来金属材料、涂覆材料、陶瓷材料、炭素材料、耐火材料等新材料在大型铝电解槽节能降碳技术中的应用概况。金属材料在电解槽中的应用主要有低阻阳极钢爪、高导阴极钢棒、超强耐磨打壳锤头等,涂覆材料的应用主要有槽盖板热反射保温涂料、阳极与钢爪抗氧化涂料等,陶瓷材料主要应用有TiB_(2)陶瓷阴极以及陶瓷基惰性阳极等;炭素材料主要应用有石墨质或石墨化阴极碳块等;耐火材料方面则主要有新型防渗保温料、新型碳化硅/碳复合材料等。国内各电解铝生产企业在不断优化生产操作工艺的同时,越来越重视新材料在节能增效技术中的应用。同时指出,目前新型材料的应用仍需系统性研究。

电子级正硅酸乙酯制备技术研究进展

正硅酸乙酯兼顾无机材料和有机材料的性能,广泛应用于化工、电子电气等诸多领域。重点介绍了电子级正硅酸乙酯的应用领域,比较了工业级正硅酸乙酯与电子级正硅酸乙酯的产品组分、颗粒度以及杂质含量。针对工业级正硅酸乙酯与电子级正硅酸乙酯质量上的差距,综述了目前国内外电子级正硅酸乙酯制备工艺的研究进展,包括络合分离、吸附和离子交换、组合精制等技术,这些技术均以工业级正硅酸乙酯为原料,通过有效去除正硅酸乙酯中的水分、氯离子、金属离子和其他杂质等,获得电子级正硅酸乙酯产品。通过对比各种提纯方法,展望了电子级正硅酸乙酯提纯技术的发展方向。

铜冶炼高温电除尘试验研究

为了实现铜冶炼高温烟气粉尘的高效脱除,本文分析高温烟气领域除尘技术研究现状,搭建了基于铜冶炼烟气工况的高温电除尘中试装置,分析了炼铜粉尘的形貌、粒径等特性,研究了不同烟气流速、电压对除尘效率的影响,得出电除尘关键参数最佳设置方法。结果表明,高温电除尘器烟气流速为0.48 m/s时,烟气颗粒既不会造成高温电除尘器严重积灰,也不会导致大量颗粒大量逃逸,除尘效率最佳;电场电压越高,出口粉尘浓度越低,除尘效率越高,实践中要在满足除尘效率的前提下寻找能耗最低的电压值。在福建某铜冶炼厂进行高温电除尘技术工程应用试验,测试结果表明,高温电除尘器出口烟气含尘浓度由2.19 g/m^(3)降至62 mg/m^(3),除尘效率大于97.1%。

铝电解生产过程全氟化碳排放现状与分析

全氟化碳(PFCs)是目前被认为增温潜势非常强的温室气体,铝电解生产过程中产生的全氟化碳包括CF_(4)和C_(2)F_(6)。我国电解铝产量连续十多年位居世界首位,降低铝电解生产过程中PFCs排放是铝工业温室气体减排的路径之一。本文分析了铝电解PFCs的产生机理和排放情况,并以某企业300 kA系列电解槽为例,测量计算其PFCs的CO_(2)当量排放,并与按照指南缺省值核算的PFCs排放数据进行对比。对比结果表明,按缺省值计算的PFCs排放量为0.2523 t CO_(2)e/t-Al,远小于测量值0.8839 t CO_(2)e/t-Al,无法体现企业的真正PFCs排放情况。根据铝电解析出碳氟化合物的反应机理,降低铝电解生产PFCs排放的直接途径是减少阳极效应次数和缩短效应时间。因此,为了减少PFCs排放,从电解槽优化设计、槽控系统升级、工艺技术优化、大宗原料把控、设备运行维护等建方面提出了建议。

基于固体回收燃料技术的城市固体废物特性分析

城市固体废物来源广泛,各种固体废物物理组成和化学成分差异较大。准确的废物产生源调查分析,为固废处理的规划、收运和综合利用提供基础的依据。固体回收燃料可真正实现固体废物的减量化和循环利用。本文以代表性城市固体废物为例,结合目前蓬勃发展的国内外固体回收燃料技术,调查不同源头固废,深入分析其总量、组分、含水率和热值等特性,进而为固废分类和制取固体回收燃料产品提供原始的分析。

历史遗留场地黄金堆浸尾渣周边土壤及地下水污染状况研究

本文选择甘肃、新疆两地三处的历史遗留黄金堆浸尾渣场地,研究三场地黄金堆浸尾渣及周边土壤、地下水的污染状况。研究共采集195个黄金堆浸尾渣样品,469份土壤样品(含12份对照点样品),42份地下水样品(含3份对照点样品)。结果显示,历史遗留黄金堆浸尾渣样品通过酸浸或水浸检出总氰化物(以CN^(-)计)、Cu、As、Cd、Zn、Pb、Ni因子,黄金堆浸尾渣周边土壤部分点位存在砷元素超标,周边地下水部分点位存在砷元素超标。堆浸尾渣周边土壤及地下水中砷元素含量明显偏高,与氰化堆浸提金生产过程金矿伴生砷含量高有关,随着时间的推移,经过雨水冲刷及渗滤液的作用,尾渣底部及附近的土壤、地下水遭受砷元素污染。

工业园区污水处理现状与问题

工业园区涉及的企业、行业种类多,所排放的污水污染物浓度高,处理难度大,长期以来带来了一系列水污染及各类环境问题。本文总结归纳了典型工业园区废水的特性及污水处理模式,采用文献计量学统计方法,定量分析了当前工业废水主要深度处理技术的研究热点,并深入剖析了工业园区发展存在的问题,多维度阐述工业园区污水处理现状。最后,从园区建设规划、污水处理模式及技术选择、管理实践等角度,为工业园区有效做好污水处理、实现节能降碳提出可行建议。

铅冰铜富氧侧顶吹熔炼中试研究

针对铅冰铜复杂物料熔炼效率低、Cu与Pb分离不彻底、粗铜品位不高等技术难题,采用自主开发的富氧侧顶吹熔炼试验装备开展了中试试验。试验结果表明,在温度1250℃、氧气浓度60%的条件下,铅冰铜侧顶吹熔炼可一步产出粗铜,粗铜含Cu量达到94.03%,含Pb量为0.11%,主要杂质Pb、As和Sb的脱除率分别约为99%、90%和85%。采用该工艺,熔炼造渣+吹炼造铜可在同一反应器内完成,冶炼周期缩短至24 h,煤率9.6%,相较于传统工艺,冶炼效率大幅提升、操作环境好、能耗低,该工艺具有较好的应用前景。

侧壁定向凝固偏析法一次提纯工艺生产精铝产品实践

某企业采用侧壁定向凝固偏析法生产精铝,出现锌和钒杂质含量无法达到行业标准3N5精铝的要求。本文通过理论分析原铝中各杂质元素的平衡分配系数并结合生产实际可知,锌杂质无法满足要求的原因是原铝中锌杂质含量较高,且锌在铝中的平衡分配系数相对偏大,去除效率低;钒杂质无法满足要求的原因是钒在铝中的平衡分配系数大于1,为5.1,无法通过偏析法提纯去除。本文根据精铝杂质控制要求和提纯除杂效率,推算出氧化铝中各杂质成分的控制要求,提出采用高品位优质原料的措施;针对钒无法通过偏析法去除的问题,采用硼砂和氯化锶除钒的方案。最终应用定向凝固偏析法成功生产合格的精铝产品。

铝电解槽散热调整措施综述

铝电解过程遵循电压和能量双平衡原则,其中能量平衡是制约电解槽节能的重要因素。本文基于传热学原理分析了影响电解槽散热的因素,并综述目前行业内采用的调节环境温度、槽温、槽体导热性能、散热面积、烟气流量等措施。本文指出调整电解槽铝水平、烟气流量、覆盖料覆盖制度是常用的调整电解槽散热的措施,简单有效,成本较低;调整电解槽阴极内衬结构对电解槽能量平衡影响最大,效果明显,技术要求最高,成本最高。具体措施需要根据企业自身情况而定。

铜铅锌冶炼固废协同处理及有价金属综合回收

针对我国铜、铅和锌冶炼所产工业固废产量高、存量大、种类繁杂、成分复杂、难处理等突出问题,详细介绍了我国铜、铅和锌冶炼所产工业固废的种类及处置情况,包括铜冶炼渣、渣选尾矿、白烟尘、烟化炉渣、镉烟尘、锌浸出渣、锌挥发窑渣等标志性大宗工业固废的处理工艺及新技术,并提出了铜、铅、锌冶炼固废协同处理的新技术路线。结合铜、铅和锌冶炼所产工业固废的种类及处置特点,建立铜、铅、锌综合冶炼基地或产业园,协同处理铜、铅和锌冶炼所产工业固废,可有效提高有价金属元素的综合回收率与利用效率,降低综合冶炼成本。

危险废物处理技术现状及发展趋势

为了摸清国内危险废物的技术发展现状及未来技术发展趋势,本文梳理对比目前国内外各种危险废物预处理、无害化技术的特点及应用范围,分析了各种危险废物资源化利用的方法及技术现状,并按冶金危险废物、石化及化工危险废物、医疗危险废物、再生资源回收利用、多种危险废物协同处理分类,总结目前危险废物处理的主流技术、先进技术和未来可能推广应用的技术。分析结果表明,焚烧处理是我国危险废物主要的处理方式,回转窑焚烧技术应用较为广泛。我国危险废物资源化利用技术水平与发达国家相比还存在一定差距,未来无害化、资源化、协同化和智能化处理技术将是危险废物处理技术创新或优化的主要方向。

历史遗留废弃矿山生态修复治理研究——以茂名市历史遗留废弃矿山为例

以茂名历史遗留废弃矿山为研究对象,分析矿区现状及存在的生态问题,提出矿山生态修复技术路线,并详细介绍修复治理措施。茂名历史遗留废弃矿山主要存在地质安全隐患、土壤功能退化、生态多样性差、水土流失严重等问题。因此,相应的矿山修复治理措施主要有地质灾害防治、地形重塑、裸地近自然林营造、低效林提质增效、湿地重建、土壤复垦利用等,并提出建设矿山修复数字孪生应用平台,依托数字孪生技术创新应用,探索矿山生态修复智慧治理手段,为类似矿山生态修复治理提供参考。

湿法炼锌有机试剂净化除钴工艺技术优化研究

湿法炼锌试剂净化除钴工艺采用有机试剂进行除钴,生产中存在除钴效果差、有机分解物在湿法炼锌系统富集、锌电积烧板及熔铸化料困难等问题。本文针对上述问题进行了分析,提出了优化除钴工艺、新液质量、除锗工艺参数以及去除纳米硫化锌的思路。通过实施优化措施,有机试剂的使用量显著减少,有机物在系统中的富集也显著降低,净化新液中钴、镉等杂质得到进一步去除,系统稳定性更好,从根本上解决有机试剂分解的有机物对锌电积工艺的危害。

镍冶炼渣型优化试验研究

本文开展了镍渣渣型优化试验研究。采用热力学计算得到熔炼镍渣时主要反应的吉布斯自由能与温度的关系,表明温度在750~1600℃、以焦粉为还原剂、石灰石为熔剂的条件下,各主要反应均能发生。在此基础上,基于增钙降硅理论,在高温箱式电阻炉中进行镍渣渣型优化,探讨石灰石添加量、铁硅比、温度对镍渣中镍和铜含量的影响,以及研究了氧化钙和石灰石对镍渣性能的影响。试验结果表明,在熔炼温度1420℃、铁硅比1.2~1.3、石灰石质量分数9%~11%、保温时间60 min条件下,镍和铜质量分数可分别降至0.37%、0.27%,降低了镍渣中镍、铜有价金属的机械夹杂损失和化学溶解损失;优化后的镍渣的XRD物相分析结果表明,添加石灰石会破坏复杂硅酸铁镁结构,转变为结构简单、易还原的Fe 2 SiO 4结构,渣型优化效果明显。石灰石对镍渣的改性效果优于氧化钙。本研究有利于降低镍渣中有价金属的损失,为镍冶炼系统的渣型研究奠定了理论及实践基础。

《绿色矿冶》编委招募启事

2023年伊始,经国家新闻出版署批准,《有色冶金节能》(CN11-4011/TF)正式更名为《绿色矿冶》(CN 10-1873/TF)。《绿色矿冶》由中国有色金属工业协会主管、中国有色工程有限公司主办,中文双月刊,公开发行。本刊被知网、万方、维普、超星等多个数据库收录,曾获得"中国有色金属出版物奖(期刊奖)优秀奖""优秀能源期刊二等奖""第四届中国有色金属C级优秀期刊"等荣誉,并入选中国科技期刊卓越行动计划。

硫酸化焙烧法回收废旧三元电池中锂的研究

针对废旧三元动力电池黑粉中锂回收传统方法存在回收工艺流程长、锂损失率高及纯度低的问题,提出了硫酸化焙烧法优先提锂的工艺。本文分析了硫酸化焙烧法提锂的热力学可行性,研究了不同硫酸盐、浓硫酸加入量、煅烧温度、煅烧时间对提锂效果的影响。不同硫酸盐的硫酸化焙烧实验结果表明,采用浓硫酸、硫酸氢钠、硫酸铵进行硫酸化焙烧,锂收率均为95%左右;加入硫酸氢钠得到的焙烧后料较硬;加入浓硫酸得到的焙烧后料蓬松,呈蜂窝煤状;而加入硫酸铵焙烧后料为粉料,易于破碎,但会产生氨气;加入等量硫酸钠焙烧基本得不到磷酸锂,因此综合考虑选择浓硫酸进行硫酸化焙烧。浓硫酸优先提锂的最佳条件为:浓硫酸加入量为理论量的105%,煅烧温度为600℃,煅烧时间为2 h。在此条件下,锂收率可高达95.2%,制备的碳酸锂和磷酸锂的杂质浓度低,纯度高。

电解铝企业节能降碳应对策略探讨

在当前“碳中和、碳达峰”目标背景下,针对当前电解铝行业碳排放较高的问题,分析电解铝企业碳盘查的主要关注点,包括碳核算边界的确定、核算范围及方法、碳排放管理等,并结合当前电解铝企业的发展情况,提出提升清洁能源比例、使用高品质预焙阳极、升级改造现有槽型、节能技术创新、加强生产管理、建立碳排放管理体系、加大废铝回收利用等应对策略,探讨促进电解铝节能降碳高质量发展的路径。

适用于垃圾焚烧过程的碳排放核算方法研究

垃圾焚烧过程是生活垃圾垃无害化处理产业链中直接碳排放最大的环节,对其碳排放量进行核算有重要意义。但目前,国内使用的碳核算方法通常是针对项目而言,而单独针对焚烧过程的碳排放核算方法较少,准确率也难以保证。因此,本文对国内外垃圾焚烧过程碳核算的方法进行了研究,分析了各类核算方法的特点、准确率、稳定性和应用场景。适用于垃圾焚烧过程的碳排放核算方法有排放因子法、平衡法、实测法和间接测算法。排放因子法更适合宏观或全生命周期的碳核算,实测法准确率高但投资运行成本高,平衡法和间接测算法核算成本低,且表现出了较高的准确性和不错的稳定性,是比较适合一般项目的碳排放核算方法。

冶炼烟气制酸转化器布气装置理论研究及应用

采用传统单级轴向布气装置的二氧化硫转化器易出现烟气分布不均、触媒层测温点温差较大、二氧化硫转化率不达标等问题。为找出问题根源和解决方案,借助计算流体力学模拟软件对单级轴向布气装置的气体分布效果进行了分析,同时基于多级布气的思想提出了一种新型多级轴向布气装置,对影响新型轴向布气装置布气效果和压降的关键参数的尺寸进行了优化研究。传统单级轴向布气装置结构单一,受筛孔板节流因素的影响,通过筛孔的气流与被筛孔板阻挡而改变流向的气流到达触媒层表面后,存在显著的速度、流量差异,导致布气装置布气不均匀。新型多级轴向布气装置通过多级布气有效克服了单级筛孔板的布气缺陷,其性能在工程实际应用中得到了检验,二氧化硫转化率、触媒床层温差、硫酸产量等指标均获得了显著改善。