石煤提钒水浸过程的动力学研究

基于未反应核收缩模型和液膜非稳态扩散模型,探讨了石煤提钒水浸过程的动力学机理。以搅拌强度对浸出速率的影响作为辅助判断,通过尝试法确定了浸出过程的控制步骤。研究表明,可用上述两模型分段描述浸出过程,搅拌强度在250r/min时,浸出过程在0～50min受液膜非稳态扩散控制,其动力学方程为4α+3[(1-α)4/3-1]=kD t1/2,表观活化能为8.51 kJ/mol;适当加强搅拌、升高温度或减小矿样粒度能提高可溶钒通过液膜的扩散速率。     

从废旧锂电池处理废渣中硫酸浸出锂的动力学研究

采用硫酸浸出含锂废渣中的锂,考察了温度、液固比、硫酸浓度和搅拌速率对浸出过程的影响。结果表明,在液固比5∶1、硫酸浓度10%、搅拌速率400 r/min、反应温度70 ℃、反应120 min时,锂浸出率达到94.63%。通过正交实验和动力学推导,确认含锂废渣中硫酸浸出锂的动力学模型为收缩核模型,浸出表观活化能为10.39 kJ/mol,浸出过程中速度控制步骤是固膜扩散。     

高钙型低品位铜矿酸性浸出动力学研究

通过单因素实验及动力学分析研究了低品位氧化铜矿的浸出过程，考察了矿物粒度、浸出温度、硫酸浓度和液固比对浸出过程的影响。结果表明，适宜的浸出条件为: 矿物粒度-0.074 mm粒级占比85%、浸出温度60 ℃、浸出时间120 min、硫酸浓度2.5 mol/L、液固比4∶1，此时铜浸出率为96.23%; CaCO₃的存在导致浸出过程硫酸消耗增加; 浸出过程可用未反应核收缩模型来描述，反应速率受固膜界面传质和扩散混合控制，浸出过程活化能为8.78 J/mol。     

电解锰渣碱浸提硅工艺及动力学研究

研究了电解锰渣碱浸提硅过程中, 浸出时间、浸出温度、氢氧化钠初始浓度、液固比(溶液体积与电解锰渣质量比)和搅拌速率对二氧化硅浸出率的影响, 探讨了电解锰渣中二氧化硅的浸出动力学。结果表明, 当浸出温度130 ℃、浸出时间5 h、氢氧化钠初始浓度12.5 mol/L、液固比5 mL/g、搅拌速率300 r/min时, 二氧化硅浸出率达到82.04%; 90~130 ℃时, 浸出过程遵循受界面化学反应控制的收缩未反应核模型, 化学反应活化能为72.0 kJ/mol, 表观反应级数为1.12。     

三相流化床中硝酸氧化难选冶金精矿动力学研究

以难选冶金精矿为原料, 三相流化床中硝酸氧化金精矿反应过程中铁的转化率为实验指标, 考察了气速、硝酸浓度、温度和粒径等因素对铁转化率的影响, 研究了三相流化床中硝酸氧化金精矿的反应动力学。结果表明: 在三相流化床中, 铁的转化率受气速、硝酸浓度、温度和粒径等因素的影响。随着气速、硝酸浓度及反应温度的增加, 转化率均有所提高, 而随着金精矿粒径的增加, 转化率降低。三相流化床中硝酸氧化难选冶金精矿符合颗粒缩小的缩核模型, 反应活化能为43.2 kJ/mol, 属于化学控制。     

含铜硫酸渣中铜的浸出及浸出动力学分析

为了研究黄铁矿经高温焙烧制取硫酸后产生的铜品位为0.87%硫酸渣的铜浸出动力学规律,采用X射线衍射分析等方法分析了矿石的性质,研究了矿石粒度、初始酸浓度、液固比、搅拌速率、浸出温度和浸出时间等因素对硫酸渣矿样中铜浸出的影响,采用未反应收缩核模型对硫酸渣浸出过程进行动力学分析。结果表明,各因素对硫酸渣铜浸出的浸出率有较大影响;从浸出过程控制模型、浸出动力学方程、浸出反应表观活化能方面确定了硫酸渣浸出过程的主要控制步骤为内扩散过程控制,得出浸出反应的表观活化能Ea=19.96 kJ/mol。     

硝酸常压浸出红土镍矿特性及镍浸出动力学

采用ICP和XRD分析手段研究了某红土镍矿的元素及物相组成。采用硝酸常压浸出该红土镍矿。通过单因素条件实验和综合实验探究了硝酸浓度、固液比、搅拌转速、浸出时间、浸出温度在常压条件下对红土镍矿中Ni、Co、Fe和Mg浸出的影响,并求解了镍的浸出动力学。结果表明,该红土镍矿为硅镁型,在硝酸浓度5mol/L、固液比(g/mL)为1:12、搅拌转速250r/min、浸出时间150min、浸出温度85℃的条件下,Ni、Co、Fe和Mg的浸出率最佳,分别为98.75%、91.66%、81.45%、94.21%。镍的浸出过程符合收缩核模型,反应活化能为38.804kJ/mol,反应过程受化学反应和内扩散混合控制。     

煤燃烧过程中CaO-HF固氟反应动力学机理

为了揭示钙基吸收剂燃烧固氟机理,提高固氟效率,建立了CaO-HF固氟反应的未反应收缩核动力学模型,通过模型计算,分析了反应温度、HF气体浓度、CaO粒径及添加量对固氟反应特性的影响,并与实验结果进行了对比。结果表明：未反应收缩核模型可较好地描述CaO-HF固氟反应的宏观动力学,预测反应温度、HF气体浓度及CaO颗粒粒径对化学反应的影响。CaO转化率随反应温度和反应时间的增加而增加,但在1 073~1 273 K范围内,反应温度的提高对CaO转化率的提高幅度不是很大;CaO转化率随HF气体浓度的增加而增加,与反应温度的影响相比,HF气体浓度对固氟反应影响更为明显。随CaO初始粒径的减小,CaO转化率显著提高,CaO初始粒径对固氟反应速度有显著的影响。     

硫化银在[Bmim]HSO_4-Fe_2(SO_4)_3-硫脲体系中的浸出动力学

通过试验研究了硫化银在[Bmim]HSO4-Fe2(SO4)3-硫脲体系中的浸出动力学。试验考察了硫脲浓度、搅拌强度、浸出温度对银浸出率的影响,研究结果表明,硫脲浓度对银浸出率影响较大,银的浸出率随硫脲浓度增大呈直线增长趋势,当浓度达到0.16mol/L后,增长趋势减缓。提高温度能显著提高银浸出速率和浸出率,当温度从298 K升至328 K时,浸出率由61.21%提高至82.91%,所需浸出时间也由18 h缩短至15 h;搅拌强度对银浸出率有一定影响,但影响有限。浸出动力学研究表明,采用外扩散控制动力学方程和内扩散控制动力学方程分别进行拟合,表明银浸出过程在298~328 K温度范围内符合"未反应核收缩"模型,浸出过程主要受内扩散步骤控制,浸出过程的表观活化能为27.99 kJ/mol。     

微波强化浸出含铟锌浸渣中铟的非等温动力学研究

研究了恒功率微波辐射下从含铟锌浸渣中酸浸铟的非等温动力学。对比实验表明, 恒功率微波辐射条件下铟浸出率高于常规程序升温条件下的铟浸出率。考察了微波辐射下硫酸浓度、搅拌速度对铟浸出率的影响, 结果表明, 随硫酸浓度增加, 铟浸出率提高, 但当硫酸浓度超过1.5 mol/L后, 铟浸出率的增加变得相当缓慢; 搅拌速度为400 r/min时, 基本消除了浸出反应的液膜阻力。微波酸浸体系的升温速率与温度的关系为非线性关系, 得出了微波功率为80~240 W范围内铟浸出反应的非等温动力学模型。     

精矿湿法提取磷和稀土的研究探讨

某地含稀土磷矿是以胶磷矿、隐晶质磷灰石等矿物组成的磷块岩石,由于稀土以类质同象形式存在于胶磷矿、磷灰石中,物理选矿同步富集在磷精矿中,再通过化学方法分离磷和稀土。根据该矿浮选磷精矿的化学成分和矿物性质,对精矿进行了硝酸浸出—浸出液分步提取磷和稀土的详细湿法试验研究,即精矿在质量液固比5:1,硝酸浓度400g/L,常温条件下分解2小时得到硝酸浸出液,硝酸浸出液先用氢氧化钠将浸出液酸度调至pH=1.8~2.0,加入草酸沉淀得到草酸稀土；稀土尾液用氢氧化钠将液体酸碱度调至pH=8.0~9.0,加入氯化钙沉磷得到沉磷固体产品；最终获得了P2O5品位38.54%的沉磷固体产品(活性磷酸钙),P2O5回收率99.04%,REO品位1.673%的草酸稀土,REO回收率为95.28%,实现了常温条件下磷和稀土的有效分离。     

赤泥中硫酸选择性浸出铁、钪及动力学研究

以硫酸为浸出剂,进行了酸浸初步分离铁、钪的研究,考察了反应时间、反应温度、液固比、硫酸浓度等对浸出率的影响。结果表明,在40 ℃、液固比10∶1、硫酸浓度10 mol/L条件下浸出30 min,铁、钪浸出率分别为11.32%、58.41%。酸浸铁、钪的动力学研究结果表明,赤泥酸浸铁的过程符合未反应收缩核模型,受化学反应控制,其表观活化能为41.79 kJ/mol;而赤泥酸浸钪的过程符合多相液固区域反应动力学特征,受扩散控制,其表观活化能为6.72 kJ/mol。     

高铬混合型电镀污泥酸浸回收有价金属及其反应动力学

采用硫酸为浸出剂，浸出高铬混合型电镀污泥中的有价金属铬、镍、铜、锌。结果表明，常温条件下，当硫酸浓度为4 mol/L、固液比为1∶10、反应时间为75 min时，污泥中铬、镍、铜、锌的浸出率分别可达94.2%、96.5%、92.9%、95.3%。反应动力学分析结果表明，硫酸浸出电镀污泥中铬、铜、锌时受界面传质和固体膜层扩散共同控制，而浸出镍时主要受化学反应控制。     

含富铟铁酸锌锌浸渣中铟的微波强化酸浸

常规酸浸很难高效浸出富铟铁酸锌中的铟,为了探索提高铟浸出率的低耗、高效工艺,以广西柳州锌品厂含富铟铁酸锌的锌浸渣为对象,进行了微波助浸工艺及工艺参数研究。结果表明:微波直接酸浸工艺具有简单、高效的特点,其铟浸出率明显高于常规酸浸和微波预处理+常规酸浸工艺,与微波预处理+微波酸浸工艺的铟浸出率十分接近;搅拌速度、硫酸初始浓度、液固比、浸出温度、浸出时间对铟浸出率均有显著影响;在搅拌速度为550 r/min、硫酸初始浓度为1.5 mol/L、液固比为10 mL/g、浸出温度为75℃、浸出时间为90 min情况下,对锌浸渣进行微波直接酸浸铟,铟浸出率可达77.0%,较常规酸浸铟浸出率高19.9个百分点。     

The kinetics of iron dissolution from chromite concentrate

The aim of the present investigation is to reduce the Fe/Cr ratio of chromite concentrate so that it can be used for the production of ferrochrome. For this purpose the dissolution of iron from chromite concentrate in sulphuric acid was investigated in the temperature range 303 to 363 K. The effect of stirring rate, temperature and particle size on dissolution rate were studied. During the initial stages of the process, chemical reaction at the mineral surface is rate controlling, while during the later stages diffusion through the product layer is rate controlling. Overall the process follows the mixed control model embodying both chemical reaction and diffusion. The activation energy for dissolution of iron was found to be in the range of 23 to 26.7 KJ/mole.     

Selective leaching of calcareous phosphate rock in formic acid: Optimisation of operating conditions

In this study, formic acid was used to reduce the carbonate content of the ground phosphate rock. Effect of acid concentration, liquid/solid ratio (v/w), reaction time and temperature has been studied to get marketable and industrially acceptable phosphate grades. Depending on leaching conditions, it was found that the P₂O₅% could be raised by 30–35% along with corresponding reduction in CO₂% up to 67–72% at a phosphate recovery of more than 70 wt.%.     

从磷矿中分离轻稀土的研究

针对磷矿中伴生轻稀土元素进行了硝酸浸出的影响因素研究与TBP萃取探索实验。在硝酸浸出过程中, 随浸出时间延长、温度升高、酸度增加及液固比的增大, 轻稀土浸出率增大, 在液固比2.5∶1、60 ℃、45%酸度、时间2 h的条件下, 浸出率达99%以上。经50%TBP三级逆流萃取, 相比为2, 萃取率达99.2%, 轻稀土总回收率大于98%。     

Kinetics of high-sulphur and high-arsenic refractory gold concentrate oxidation by dilute nitric acid under mild conditions

On one hand, high-sulphur and high-arsenic refractory gold concentrate (HGC) leads to regional ecological damage. On the other hand, it contains a lot of valuable elements. So utilization of it can bring social and environmental benefits. In this paper, the kinetics of HGC oxidation by dilute nitric acid under mild conditions was investigated. The effects of particle size (50–335 μm), reaction temperature (25–85 °C), initial acid concentration (10–30 wt.%) and stirring speed (400–800 rpm) on the iron extraction rate (C_r) were determined. It is obvious that C_r increases with the rise of initial nitric acid concentration, reaction time and stirring speed, but decreases with the increase of particle size. Oxidation kinetics indicates that the rate of reaction is diffusion controlled. The activation energies were determined to be 10.70 kJ/mol in the 10% HNO₃ and 12.25 kJ/mol in the 25% HNO₃.     

菱铁矿热分解过程中FeO磁化反应动力学研究

为研究菱铁矿热分解过程中FeO磁化反应,给菱铁矿悬浮磁化焙烧工艺优化提供理论指导,采用气体成分分析系统对菱铁矿热分解过程中FeO磁化反应动力学进行了研究。结果表明,随着磁化反应温度的升高,达到相同反应分数所需时间逐渐缩短,反应速率的峰值逐渐升高。不同磁化反应温度下,反应分数及反应速率均随时间的变化呈现出相似的规律。同时,采用模型匹配法对试验数据分析表明：FeO磁化反应动力学符合G(α)=[-ln(1-α)][12]动力学模型,其表观活化能为56.01 kJ/mol,指前因子A为6.07 s-1。菱铁矿热分解过程中FeO磁化反应过程的限制环节为气体扩散与界面反应控制。     

废铅酸蓄电池中铅膏氯盐体系浸取铅的动力学研究

以废铅酸蓄电池中的铅膏为研究对象, 针对HCl-NaCl-CaCl₂体系浸铅工艺, 采用液-固多相反应的收缩核模型研究了铅膏中铅的浸出动力学, 考察了搅拌速度、浸出温度、样品粒度对铅浸出反应速率的影响。结果表明: 在实验选取的温度范围内, 温度越高, 样品粒度越细, 越有利于铅膏的回收, 搅拌速度对铅浸出率影响不大, 表观活化能E_a为13.73 kJ/mol, 属于固膜(内)扩散控制过程。该研究为高效低耗浸出铅提供了理论依据。