激发剂的性质对页岩提钒尾渣基地聚物性能的影响

为研究地聚物的弱碱性激发技术,以湖北某地的页岩提钒尾渣为原料,进行了地聚物碱激发研究。主要研究了不同偏高岭土掺量、激发剂模数和激发剂用量对地聚物抗压强度的影响。最终确定在m（提钒尾渣）:m（偏高岭土）=9:1,弱碱性激发剂Na₂SiO₃的模数为3.0,Na₂SiO₃的掺量为14%的激发制度下,地聚物试样3 d的抗压强度即可达到27.55 MPa,极大地提高了地聚物的抗压性能。对不同模数的硅酸钠下制备的地聚物进行物相转变、化学键变化和微观形貌分析,发现在液体硅酸钠的作用下,页岩提钒尾渣中的石英被进一步溶解;溶解的无定形硅铝物质与液体硅酸钠中的硅酸根反应逐渐生成硅铝凝胶相;液体硅酸钠中的硅酸根起一个诱导作用,液体硅酸钠的模数越高,其硅酸根含量越高,与页岩提钒尾渣中的无定形硅铝物质反应也越迅速,从而生成更多的硅铝凝胶相,促进了地聚物抗压强度的提高,实现了地聚物的安全制备。      

含钒页岩搅拌浸出槽结构优化的数值模拟

基于Fluent流体力学软件,采用标准k-ε湍流模型、欧拉-欧拉多相流模型、多重参考系稳态算法,通过改变搅拌槽内搅拌桨层数、桨叶层间距以及下层桨叶距底高度,对搅拌槽内固液两相流动过程进行优化与改进模拟研究。结果表明,增加搅拌桨层数能明显改善液面流速"死区"范围,整个槽内流体混合更加剧烈;桨叶层间距在0.33 D～0.53 D(D为搅拌槽内径)时,流体流型以合并流为主,能够加强固液之间的接触碰撞和两相间充分混合;下层桨叶距底高度为0.13 D～0.23 D时,可以有效缓解固体颗粒在槽底沉积问题,促进固体颗粒有效分散。     

钒和铝在含钒页岩草酸浸出液中的赋存状态研究

以某含钒页岩草酸浸出液为对象,研究了钒和铝在含钒页岩草酸浸出液中的赋存状态。首先采用Medusa软件初步确定了钒和铝在草酸体系中的存在形式,然后对钒和铝的负载有机相分别进行红外光谱和质谱研究。结果表明:钒负载有机相萃合物化学式为[(R_4N)_2·VO(C_2O_4)_2],铝负载有机相萃合物的化学式分别为[(R_4N)·Al(C_2O_4)_2]和[(R4N)3·Al(C_2O_4)_3],因此可以确定含钒页岩草酸浸出液中钒主要以VO(C_2O_4)_2~(2-)络合阴离子存在,而铝主要以Al(C_2O_4)_2~-和Al(C_2O_4)_3~(3-)形式同时存在。     

使用添加剂强化含铁固废制备复合冷固球团

钢铁厂在生产过程中产生的大量含铁固废可以作为原料通过冷固球团工艺返回高炉进行回收利用。以处理后的冷轧油泥(CRS)替代黏结剂,将氧化铁皮(MS)、瓦斯灰(GA)和除尘灰(DA)制备成高强度复合冷固球团。结果表明,当添加剂选用柠檬酸,配加比例为CRS的20%,CRS、MS、GA和DA的配比为10∶20∶30∶40,成型压力为50k N,100℃下干燥6 h后可得到强度满足生产需求的成品球团。背散射分析结果表明,添加了柠檬酸处理后的球团内部的孔隙和裂纹显著减少,原料分布更加均匀、结合更加紧密。机理分析表明,添加剂的加入一方面可以对球团内部的孔隙产生一定的填充作用,降低球团内部特定区间内孔隙的孔体积量,这有利于提高球团的性能。另一方面也会在球团干燥过程中使球团内局部形成一定数量的收缩孔,降低球团性能。因此,当选取了合适的添加剂用量时,添加剂在球团内所产生的填充效应和收缩效应对球团性能的提升作用达到了一个平衡,从而使球团内部的孔隙分布特征整体上得以改善,球团的强度相应提高。研究结果对钢铁行业产生的部分固体废物进行了回收利用,避免了固废排放造成的资源浪费和环境污染等问题。     

Mextral 984H从页岩提钒浸出液中萃取V(V)的研究

考察Mextral 984H螯合萃取体系下料液相pH、相比、萃取剂浓度、萃取时间对钒和杂质离子铁、铝、镁、钾、磷的萃取率的影响。结果表明:在料液pH=1.0、萃取时间20min、相比O/A=1/2、萃取剂浓度20%、稀释剂为磺化煤油的条件下,酸浸液中钒一级萃取率为79.43%,二级萃取率达到99.06%,且杂质铁、铝、镁、钾和磷的萃取率均低于2%。Mextral 984H通过羟基和肟基共同作用螯合萃取V(Ⅴ),实现了高酸多杂页岩提钒浸出液中钒的高效分离提取。     

吹脱—离子交换耦合工艺处理页岩提钒高浓度氨氮废水研究

利用吹脱法—离子交换耦合工艺处理钒页岩提钒高浓度氨氮废水,首先考察pH、温度、气液比体积比(L/L)对氨氮去除效果的影响,然后研究离子交换处理过程中废水pH、流速和串联级数对树脂吸附效果的影响,最后考察树脂循环稳定性能。结果表明,吹脱的最佳条件为pH=10.5、温度40℃、气液比3 200,吹脱处理后氨氮浓度为1 999.56mg/L。树脂合适的吸附pH为8,流速为9mL/min,两级串联吸附后氨氮去除率达99%以上。体积浓度18%的硫酸对氨氮的解吸率大于99%,经10次吸附解吸循环后,吸附性能稳定。     

N235萃取法从钒钛磁铁矿沉钒废水中回收钒

针对某钒钛磁铁矿沉钒废水中的钒被石灰直接中和导致钒资源被浪费等问题,研究了以N235萃取法从钒钛磁铁矿沉钒废水中回收钒,考察了萃取剂浓度、相比、初始pH以及反萃剂浓度等对钒萃取及反萃的影响。结果表明:沉钒废水经四级逆流萃取、五级逆流反萃,可获得钒浓度为28.83g/L的富钒液,经水解沉钒、煅烧,可获得YB/T 5304—2017冶金98级V_2O_5产品,钒总回收率为96.97%。生产中可将钒浓度相近的富钒液与酸浸液合并水解沉钒,从而实现了钒金属的闭路循环,提高钒的总回收率。     

D2EHPA萃取法从钒页岩高氯浸出液中制备钒电解液（英文）

提出一种从钒页岩中回收有价元素并制备钒电解液的工艺。结果表明，在料液pH值为2.6、萃取剂D2EHPA浓度为20%、相比(O/A)为1:1、萃取时间为8 min、H₂SO₄浓度为4 mol/L及反萃时间为30 min的条件下，钒萃取率为99.3%，反萃率为99.8%。对制备的电解液组成及电化学性能进行详细研究。溶液化学和红外光谱分析表明，浸出液中氯离子可以与钒离子络合，促进钒的萃取。采用本研究提出的工艺能实现钒页岩的综合利用，并避免钒电解液制备过程中有害物质对环境的潜在污染。     

污泥-稻壳生物炭对水中亚甲基蓝的吸附

以给水污泥与稻壳为主要原料，添加适量聚乙烯醇、磷酸和海泡石，通过真空热解方式制备一种可悬浮的颗粒状吸附材料，并将其用于去除模拟印染废水中的亚甲基蓝（MB）。通过批量吸附实验考察吸附剂用量、溶液pH、污染物初始质量浓度以及吸附时间等参数对吸附效果的影响，通过等温吸附模型和动力学模型研究其吸附行为，并利用BET、XRD、SEM-EDS以及FTIR探索吸附机理。结果表明，在MB初始质量浓度为61 mg/L、颗粒吸附材料用量为8 g/L、pH为8、吸附时间为90 min、吸附温度为25℃的条件下，溶液中的MB达到最大去除率81.66%。等温吸附曲线和吸附动力学结果表明，该吸附过程与Langmuir等温吸附模型、准二级动力学模型的拟合度较好，表明吸附材料对MB的吸附过程主要为单分子层的化学吸附，理论最大吸附量为66.67 mg/g。微观分析表明，吸附材料主要是通过中孔及纤维吸附、羟基取代和π-π相互作用吸附废水中的MB。     

搅拌器参数对钒页岩浸出罐流场的影响优化

搅拌浸出罐是钒页岩湿法提钒浸出段主要操作单元,但在工业生产中因浸出罐流场状态的差异存在固相分布不均、罐底矿物易沉积等问题。通过改变桨叶层数、双层桨的层间距和下层桨距底高度等手段,结合计算流体力学软件FLUENT,模拟分析不同径向测点位置与轴向测点位置颗粒的速度场与浓度场分布特点。结果表明,增加桨叶层数能够有效降低浸出罐内存在的浓度梯度,促使固液两相充分混合;双层桨层间距的增大能够缓解浸出罐上方流体速度较小问题,以"合并流"为主的层间距在0.33D～0.53D时,更有利于加强桨叶间区域的固液两相接触碰撞和充分混合;双层桨的下层桨叶距底高度为0.13D～0.23D时,强化了罐底颗粒的轴向速度,有效缓解矿物颗粒在罐底沉积问题。