炼铅氧气底吹炉烟灰浸出液中脱除砷铜研究

为除去炼铅氧气底吹炉烟灰浸出液中的砷和铜, 采用水浸出炼铅氧气底吹炉烟灰、氧化-共沉淀法对浸出液进行除砷、铜, 考察了pH值、H₂O₂用量、聚合硫酸铁用量、反应时间对金属脱除率的影响。试验结果表明, 在100 mL二次浸出液中加入30%的H₂O₂溶液3 mL, 氧化5 min; 再加入10%聚合硫酸铁溶液2.5 mL, 反应5 min; 加1 mol/L NaOH调整溶液pH=6.0, 反应60 min, 除杂效果最好, 砷、铜脱除率分别达99.99%、99.17%。     

钒铬溶液中杂质砷的去除工艺

以浓度为30%的H₂O₂作为氧化剂、Fe₂（SO₄）₃为除砷剂,采用砷酸铁沉淀法对钒铬溶液进行除砷条件试验。结果表明：在反应初始pH=3.0、n(Fe)/n(As)=5、反应温度为40 ℃、反应时间为2 h条件下,钒铬溶液除砷率可达92.07%,钒、铬损失率均在5%以下。最佳除砷条件下获得的钒铬溶液经浓硫酸水解,水解产物沉淀过滤后添加硫酸铵纯化,纯化物烘干后在温度为500 ℃的马弗炉中煅烧3 h,最后得到粉状V₂O₅,可以满足YB/T 5304-2011中牌号V₂O₅ 98质量要求。     

高砷高锡铅阳极泥脱砷与综合回收工业试验

在前期高砷高锡铅阳极泥脱砷及资源综合回收小试、扩大试验基础上,设计建造了3t/d的高砷高锡铅阳极泥综合回收中试生产线。在碱料比(碳酸钠与阳极泥质量比)0.8、焙烧温度600℃、焙烧时间2.2h、液固比(mL/g)3、浸出温度80℃、浸出时间2h条件下实现了砷锡分离。浸出渣为锡铅锑渣,浸出液在80℃下蒸发结晶得到粗砷酸盐产品。产品锡铅锑渣含锡32.66%、铅12.65%、锑14.75%,粗砷酸盐中砷酸钠的纯度达到57.3%、含12个结晶水。高砷高锡铅阳极泥综合回收中试实现了阳极泥中砷和有价金属的分离回收,对于环境保护及资源的综合利用具有重要的现实意义。     

铜渣还原-熔分过程中砷的行为特征

对铜渣直接还原和高温熔分过程中砷的行为特性进行了研究。结果表明,直接还原过程中,砷脱除率较低,只有26.0%左右,升高温度、提高配碳量和炉料碱度均不利于砷的脱除,而延长还原时间可促进砷的脱除。在保证球团金属化率的基础上,在还原温度1 300 ℃、C/O比1.2、碱度0.6、还原时间30 min的最优条件下,还原后球团内砷含量最低为0.073%。高温熔分过程中,砷元素富集进入铁相,少部分进入渣相,在保温温度1 455 ℃、CaO添加量4%、CaF₂添加量1%、保温时间30 min时,铁相中砷含量为0.082%。     

黑铜泥氢氧化钠氧压碱浸脱砷研究

在氢氧化钠溶液中釆用通氧加压强化浸出工艺对黑铜泥进行脱砷,实验结果表明:在NaOH浓度为50 g/L、浸出温度140 ℃、氧分压0.6 MPa、液固比8 mL/g、浸出时间1.5 h、搅拌速度600 r/min的较优工艺条件下,黑铜泥中砷浸出率为96.74%,铜、锑、铋浸出率分别仅为1.19%、2.23%、1.08%,实现了砷的选择性脱除。碱浸液采用冷却结晶回收砷酸钠,结晶母液补加适量氢氧化钠返回浸出。渣中锑、铋、银等有价金属得到高度富集。     

氧化碱浸分离黑铜泥中砷的研究

为实现高效率、低成本分离黑铜泥中的砷,以双氧水和空气为氧化剂,NaOH溶液为浸出剂,采用单因素试验法研究了常压下双氧水与NaOH用量及其加入方式、浸出温度、液固比、反应时间等对双氧水氧化碱浸黑铜泥脱砷效果的影响。结果表明,氧化碱浸黑铜泥的反应过程由外扩散、内扩散和界面化学反应3个步骤混合控制;最佳反应条件为:温度为80℃、液固比10∶1(mL/g)、反应时间6h、NaOH总用量134.32g/L、浓度为30%的双氧水总用量90mL/L;NaOH溶液分两次加入,在反应开始时和反应3h后各加入一半;双氧水采取滴加方式分批加入,在反应开始1～2h内和反应开始后的3～4h内各滴一半;反应过程中连续鼓入空气,鼓气压力0.1MPa。在此最佳条件下,砷的浸出率分为98.2%,铜、锑和铋几乎未被浸出。氧化碱浸渣中的铜以铜粉的形式存在,其相对含量达到80%,有利于后续处理。     

砷铁渣中砷和铁的资源化利用研究

采用磁化还原法回收砷铁渣中的砷和铁，优化实验条件为：焙烧温度650℃、碳加入量25%、焙烧时间180 min、氩气保护，此条件下砷挥发率达97.25%,焙烧渣中砷含量降至0.61%;砷以As₂O₃形式回收，纯度为99.13%;砷铁渣中铁被磁化，可采用磁选法以Fe₃O₄形式回收。该工艺实现了砷铁渣资源化利用。     

菌种活化条件对含砷金矿石生物预氧化的影响

为提高含砷金矿生物预氧化所用细菌的活性,采用经含砷金矿长期驯化的嗜中温混合菌群进行了活化试验,并用活化菌种对山东某含砷金矿石进行了生物预氧化试验。结果表明：以10 g/L的FeSO₄·7H₂O和质量分数为5%的金矿作为混合能源对菌种进行1次活化后,金矿石生物预氧化的脱砷率可达到75.0%;以质量分数为5%的金矿为能源对1次活化菌种进行2次活化后,金矿石生物预氧化的脱砷率可进一步提高到89.0%。     

铁矾渣预氧化——煤基直接还原过程脱砷研究

针对铁矾渣综合回收过程脱砷问题,在分析砷物相基础上提出一种预氧化—煤基直接还原的脱砷方案。结果表明,预氧化升温阶段(25~800℃),砷总挥发率为24.45%;预氧化温度为800℃、预氧化气氛为O_2(5%)+N2(95%),预氧化时间为10 min时,最优脱砷率为26.34%;外配15%煤粉的预氧化铁矾渣含碳球团在弱还原升温阶段(25~1 075℃),砷总挥发率为45.90%;弱还原阶段适宜配碳量为10%~15%;还原温度1 075℃、外配10%煤粉,还原30 min时,砷挥发率达到68.2%;调整碱度、提高温度后,最优脱砷效率提高到78.34%。     

含砷铜渣预脱砷过程的热力学分析

采用HSC Chemistry 6.0 热力学分析软件研究了惰性气氛下焙烧温度对含砷贫化铜渣在预脱砷过程中砷平衡组成的影响, 并通过实验进行了验证。结果表明：在惰性气氛下, 升高温度可促进硫化砷的分解, 而砷酸盐的稳定性较好, 不能通过高温分解脱除。在温度低于500 ℃时, 固态硫化砷物相和氧化物不发生分解; 温度超过500 ℃后, As₂S₃、As₄S₄率先发生气化反应; 温度超过900 ℃后, 硫化砷开始发生分解。对于惰性气氛下铜渣的预脱砷, 实验结果与热力学分析吻合较好。     

从复杂碲铜物料中回收碲的工艺研究

以某公司复杂碲铜物料为原料, 采用双氧水氧化浸出-草酸沉铜-还原碲工艺回收复杂碲铜物料中的碲。研究了浸出温度、H₂SO₄浓度、双氧水加入量、液固比、浸出时间对碲浸出效果的影响, 草酸钠过量系数和反应温度对沉铜效果的影响以及亚硫酸钠用量对还原效果的影响。实验结果表明, 在H₂SO₄浓度110 g/L、双氧水加入量为理论量的1.2倍、液固比6∶1、浸出温度80~85 ℃、浸出时间4 h时, 碲、铜浸出率均在99%以上; 在草酸钠为理论量的1.2倍、反应温度65~75 ℃时, 沉铜率达99.6%; 在亚硫酸钠用量为理论量的1.6倍时, 碲的还原率达99.6%。碲以碲粉的形式回收, 铜以草酸铜的形式回收, 碲、铜回收率分别为98.5%和98%。     

二氧化锡钠盐焙烧-水浸制备锡酸钠的可行性研究

针对目前锡酸钠制备工艺普遍存在的流程长、成本高、对设备材质要求严格等问题, 以化学纯二氧化锡和碳酸钠为对象, 开展了二氧化锡与碳酸钠直接焙烧制备锡酸钠的可行性研究。研究结果表明: 在CO/CO₂气氛中, 二氧化锡与碳酸钠焙烧反应生成锡酸钠是完全可行的。当CO/CO₂体系中CO体积浓度为15%, 碳酸钠与二氧化锡(Na₂CO₃/SnO₂)摩尔比为1.5, 焙烧温度为875 ℃, 焙烧时间为15 min时, 锡浸出率达85.64%。XRD分析证实, 以锡石精矿(SnO₂的含量为76.42%)为原料, 采用上述工艺获得了满足工业一级标准的锡酸钠产品(Na₂SnO₃·3H₂O)。     

从含铀碳酸盐溶液制备过氧化铀的工艺研究

研究了从某含铀碳酸盐溶液制备过氧化铀(UO₄)的工艺方法,用盐酸酸化含铀碳酸盐溶液除去碳酸根后,以过氧化氢作为沉淀剂,加入NaOH调节沉淀pH,制备得到过氧化铀产品。考察了酸化pH、过氧化氢用量、沉淀pH、沉淀时间及温度等因素对制备过氧化铀的影响。结果表明:在溶液酸化pH=3.0、H₂O₂用量为理论计算量的130%、沉淀pH=2.5、反应时间=30 min的条件下,可获得铀含量大于68%的UO₄产品,铀回收率达99%以上。     

粉煤灰基地质聚合物发泡材料的性能与微观结构

本研究以循环流化床粉煤灰(CFA)、水玻璃(WG)和氢氧化钠(NaOH)为原料,双氧水(H₂O₂)为化学发泡剂,制备粉煤灰基地质聚合物发泡材料。通过添加掺量(wt)3%～8%的H₂O₂发泡剂,测试发泡材料的发泡倍数、孔径分布、表观密度、宏观孔隙率和抗压强度等物理和力学性能,研究该体系的发泡驱动力与浆体阻力的平衡点和宏观孔结构对抗压强度的影响。结果表明:掺量(wt)5%是该体系发泡驱动力与浆体阻力的平衡点;当H₂O₂发泡剂掺量(wt)为5%时,发泡倍数、表观密度、宏观孔隙率和抗压强度分别为4.2倍、255 kg/m3、81.7%和0.65 MPa。不同的孔径分布对抗压强度的影响程度是不同的,其中孔径10～20μm的孔为关键因子,对抗压强度影响最大。     

铜浸出液氧化-水解除铁及回收铜的试验研究

针对Fe和Cu含量分别为2.158 g/L和0.730 g/L的含铜硫酸渣浸出液,采用氧化-中和水解除铁-硫化沉淀法回收其中的铜。对比了碳酸钠与石灰乳两种水解沉淀剂的除铁效果以及硫化钠与硫代硫酸钠两种沉铜剂的效果。最佳除铁条件为: 以碳酸钠为除铁水解沉淀剂、H₂O₂和铁离子摩尔比1.5、水解pH值4.0、水解温度85 ℃、水解时间3 h,最佳沉铜条件为: 硫化钠作为沉铜剂(用量为除铁后液中铜离子的等摩尔数)、沉淀pH值4.0、沉淀温度85 ℃、沉淀时间2 h。最佳工艺条件下,浸出液综合除铁率为92.98%、铜综合回收率为90.34%,沉淀得到铜品位为61.65%的硫化铜渣,可作为冶炼产品直接出售。     

铅渣湿法处理新工艺研究

以30%双氧水(H₂O₂)为促进剂、40%氟硅酸(H₂SiF₆)为溶剂,对铅渣进行湿法处理,制备了氟硅酸铅水溶液。研究了双氧水添加量对氟硅酸铅水溶液成分的影响,双氧水添加量、氟硅酸添加量、搅拌速度及搅拌时间等工艺参数对铅渣转化率的影响。最佳工艺条件为:W_铅渣∶V_氟硅酸∶V_双氧水=2∶6∶1、搅拌速度200 r/min,搅拌时间35 min,在此条件下,铅渣完全转化为氟硅酸铅水溶液,氟硅酸铅水溶液中铅离子浓度为285.6 g/L,杂质离子含量满足GB/T 469-2005中Pb99.994的要求。此氟硅酸铅水溶液可用作铅电解液的铅离子补充剂。     

阳极效应对电解铝液中氢形成的影响机理研究

采用铝液通氢的方法模拟木条裂解产物氢、H₂O(汽)与铝液作用过程, 利用化学分析、氢分析、扫描电子显微镜(SEM)以及分子动力学方法, 研究了氢及通氢时带入的水与铝液反应过程, 模拟计算氢在铝液中的扩散方式以及影响扩散的关键环节。研究氢、氧化铝夹杂在铝样中的形貌与分布规律, 从微观机制上揭示氢对电解铝液的传质规律。结果表明: 熄效应使铝液氢含量增加, 实验铝液氢含量达到1.266 mL/100 g, 铝液中的Al₃Ti、Al₂O₃共同吸附铝液中的氢形成AlTiOH团簇, 寄生于氧化铝夹杂表面的氢随氧化铝夹杂悬浮于铝液中, 是铝液中氢含量明显升高的原因。     

复杂烟尘高效浸出铟的工艺研究

以某公司复杂含铟烟尘为原料, 分别研究了氧化酸浸和硫酸化焙烧-水浸两种浸出铟工艺。氧化酸浸工艺主要考察了初始硫酸酸度、液固比、浸出温度、反应时间、氧化剂添加量等因素对铟浸出效果的影响; 硫酸化焙烧-水浸工艺主要考察了硫酸用量、焙烧温度、焙烧时间等因素对铟浸出效果的影响。实验结果表明, 在初始硫酸浓度6.0 mol/L, 液固比6∶1, 浸出温度90 ℃, 浸出时间3 h, 氧化剂H₂O₂添加量为12%条件下进行氧化酸浸, 铟浸出率由常规酸浸的46.5%提高到70%; 在硫酸用量1.0 mL/g, 焙烧温度300 ℃, 焙烧时间2 h条件下进行硫酸化焙烧-水浸, 铟浸出率达到92%, 实现了铟的高效浸出。     

298.2 K四元体系MgCl2+CaCl2+AlCl3+H2O 相平衡研究

为获取粉煤灰含铝溶浸液中铝与共存钙、镁之间的作用规律,采用等温溶解平衡法开展了298.2 K时四元体系MgCl₂+CaCl₂+AlCl₃+H₂O相平衡研究,测定了平衡液相组成及平衡液相密度,同时,绘制了该四元体系的干基相图、水图、密度-组成图。研究发现:298.2 K四元体系MgCl₂+CaCl₂+AlCl₃+H₂O 稳定相图由2个共饱点、4个结晶区以及5条单变量曲线组成,有复盐溢晶石（2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O）生成,为复杂四元体系。4个结晶区分别对应3个单盐结晶区MgCl₂·6H₂O、CaCl₂·6H₂O、AlCl₃·6H₂O和1个复盐结晶区2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O,结晶区按照AlCl₃·6H₂O、MgCl₂·6H₂O、CaCl₂·6H₂O、2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O顺序依次减小,对应AlCl₃·6H₂O溶解度最小,2MgCl₂·CaCl₂·12H₂O溶解度最大。