加压酸浸煤矸石中氧化铝工艺及动力学研究

为解决实际生产中煤矸石浸出氧化铝耗酸量大和浸出时间长等问题,以贵州某地煤矸石为研究对象,以硫酸溶液为浸出介质,浸出率为指标,将以往的常压酸浸工艺改为加压酸浸工艺。研究在浸出过程中反应时间、反应温度、酸矸比和液固比对氧化铝浸出率的影响,获得了加压酸浸过程氧化铝的浸出动力学。结果表明:在反应时间为130 min、反应温度为150℃、酸矸比为1.3∶1、液固比为4∶1时,氧化铝浸出率达到99.32%,酸渣中SiO 2和TiO 2合计质量分数大于98%;120℃~160℃时,浸出过程符合固体产物层(残留层)内扩散控制的“未反应核减缩型”模型,反应活化能为30.62 kJ/mol。相比常压酸浸工艺,加压酸浸工艺不仅实现了煤矸石中Al 2O 3的高效浸出和酸渣中硅钛资源的高效富集,而且减少了反应时间、降低了反应温度和耗酸量,为煤矸石提取氧化铝资源综合利用开辟了新线路。     

煤矸石中和渣酸浸物的溶出

采用浸提法提取煤矸石中和渣酸浸物中的有价元素，考察了溶出温度、溶出时间和溶出液固质量比对酸浸物溶出过程的影响；以单因素实验为基础，进行正交实验，优化溶出工艺条件，用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征煤矸石中和渣酸浸物、酸化产物及滤渣的物相和微观形貌。结果表明，酸浸物溶出最优工艺条件为液固质量比3:1、溶出时间40 min、溶出温度80℃，此时有价元素氧化物的溶出率分别为TiO2 82.63%, Fe2O3 96.48%, Al2O3 98.33%, CaO 87.72%, MgO 95.31%。提取后滤渣中只有SiO2和少量TiO2及CaSO4存在，表明煤矸石中和渣酸浸物中的有价元素通过该溶出工艺可充分溶出。     

煤矸石酸溶液中稀土混合萃取优化实验研究

为提高煤矸石多金属提取资源化利用价值,解决实际生产中煤矸石酸浸液中混合稀土分离困难的问题。本研究以贵州煤矸石中和渣酸溶液为原料,Cyanex272-P204为混合萃取剂,探究初始料液pH,Cyanex272体积分数,P204体积分数,相比以及振荡时间等因素对混合稀土RE~(3+)萃取率以及RE~(3+)与Fe~(2+)、Al~(3+)分离效果的影响,并初步探究了Cyanex272-P204萃取RE~(3+)的机理。结果表明:初始料液pH值为2.2,Cyanex272体积分数为6%,P204体积分数为8%,相比为1∶1,振荡时间为6 min时,Cyanex272-P204对RE~(3+)的萃取率达到最大,且此时分离因子β[RE~(3+)/Fe~(2+)]和β[RE~(3+)/Al~(3+)]有最大值,分别为245.47和41.69,能实现混合稀土与铁、铝的有效分离,混合稀土的萃取焓变ΔH为-3 637.96 J/mol,表明萃取过程为放热反应。     

煤矸石低温中和过程铁、钙、镁的溶出及动力学

立足于贵州盘州丰富的煤矸石资源,为探求其高值化开发利用途径,采用硫酸浸取法对煤矸石中铁、钙、镁的提取过程进行研究。研究结果表明：在中和反应过程中,随着温度的升高,铁、钙、镁的溶出逐渐增加,最后趋于平稳,温度对铁、镁溶出率的影响较为显著,对钙溶出的影响相对较小。因此,选择低温中和过程作为铁、钙、镁溶出动力学研究。动力学研究结果表明：煤矸石中和过程中铁、钙、镁溶出的活化能分别为19.523kJ/mol、8.300 kJ/mol和27.565 kJ/mol,E_a钙＜E_a铁＜E_a镁,说明在煤矸石硫酸浸出中和反应过程中钙的溶出最容易,铁次之,镁的溶出相对较难;浸出过程的动力学控制类型属于内扩散控制,可用动力学方程\mathrm{1}\text{-}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}x\text{-}{\left(\mathrm{1}\text{-}x\right)}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}}\text{=}kt来描述。通过对固相物质XRD、SEM的表征,初步对煤矸石中的碳酸盐酸浸溶出过程进行了机理分析,为工业生产中煤矸石的高效利用提供了技术指导和理论支撑。     

基于响应曲面法高效浸出煤矸石中钛的工艺优化

为提高煤矸石中有价元素综合利用效率,采用微波技术从煤矸石中提取有价元素钛.考察了微波强化下浸出钛的主要影响因素,利用响应曲面法优化了浸出工艺.结果 表明,钛的较佳提取条件为微波功率830W,液固比1.56∶1,反应时间1.43 h,钛的浸出率达到83.91％.响应曲面优化设计结果分析表明,模型的显著性好,准确度高,实际值与预测值的相对误差为0.73％,可用模型分析预测微波强化浸出煤矸石中钛的较佳浸出工艺,具有一定的实用价值和意义.采用X射线衍射和扫描电镜对固相反应产物和酸浸渣的物相组成与微观形貌进行表征分析,反映了微波强化固相反应对煤矸石中钛的浸出效果良好.     

变压器油色谱分析及其故障判断

变压器在目前的电力系统中应用是极为普遍的,作为电力系统中的一个主要电压调控装置,变压器的工作质量关系到整个电力系统的运行安全与否。因此,在变压器的利用过程中,要尽可能地保证机器利用的安全性。要想及时发现变压器利用过程中存在的问题,这就涉及到了变压器油的色谱分析问题,变压器内装的用油是辨识变压器利用正常与否的重要依据。本文主要研究了通过对变压器内部的油的颜色分类来判断变压器产生故障的种类。     

煤矸石中和渣酸浸工艺及固化机理研究

为解决实际生产中煤矸石中和渣固化-酸化一体化操作物料固化固结强度高、转移困难等问题,本研究以贵州盘州中试煤矸石中和渣为原料,以98酸为酸浸介质,以溶出率为主要指标,将以往"高温酸化→转移→溶出"的技术路线改为"低温固化→转移→高温酸化→溶出",并结合XRD、SEM表征手段探明中和渣固化反应机理。结果表明:50℃下固化体形态在第3天时达到终凝,酸化温度170℃、酸化时间4 h、酸化酸渣比1. 2∶1、溶出液固比4∶1、溶出时间60 min、溶出温度80℃,中和渣中有价元素溶出率分别为:钛82. 63%、铁96. 48%、铝98. 33%、钙87. 72%、镁95. 31%,酸渣中Si O2质量分数> 96%,该技术路线解决了物料转移难的问题,同时酸溶物溶出高,实现了酸渣富硅除杂。