三相流化床中预处理难浸金精矿冷模研究

开展流化床中预处理难浸金精矿之前,需要进行冷模研究,为热态实验提供关键参数.以空气-水-高硫高砷金精矿为物系,采用实验研究和理论分析的方法,开展流化床中难浸金精矿最小流化速度、气含率、固含率、轴向压降等随操作条件的变化研究.研究发现:①平均气含率随气速的增大呈指数增加.②在初始阶段,随着气体流速的增加,两点间压降下降.上部压降最大,下部次之,中部最小.随着气体流速进一步增加,压降下降幅度略微降低.③在实验范围内,三相流化床内的平均气含率与气速的模型关联结果为εg=0.12Ug0.99.     

清平磷矿的硝酸分解动力学研究

在间歇反应器中,反应温度为30～60℃,硝酸初始浓度30%～54%,磷矿初始粒径0.1875～0.5375mm,搅拌强度400r/min的条件下研究了硝酸分解磷矿的反应过程机理及宏观动力学。结果表明,磷矿分解速率及转化率随着搅拌强度、反应温度、硝酸浓度和颗粒细度的增加而增加;氢离子通过液膜的扩散传质是该过程的速率控制步骤。并应用固体粒径减小的缩芯模型,将上述各影响因素的实验数据进行拟合,得到了硝酸分解磷矿的宏观动力学模型。其活化能Ea=6.198kJ/mol,属液膜扩散传质控制。     

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。     

气升式反应器中细菌氧化预处理 难浸金精矿的浸出参数优化

依据三相内循环流化床结构模型, 设计了实验室规模的气升式生物反应器, 用于高砷难处理金精矿的细菌氧化预处理。从酸性矿坑水中筛选到一种中度嗜热混合菌, 驯化后可在45 ℃, pH值1.2, As(As³⁺和As⁵⁺)浓度15 g/L条件下良好生长, 并且对难浸金精矿具有较好的氧化浸出能力。在气升式反应器中采用驯化后的混合菌氧化浸出高砷难浸金精矿, 设计正交实验研究矿物粒度、矿浆浓度、反应器充气量和初始pH值对浸出的影响, 结果得出矿物粒度-37 μm, 矿浆浓度5%, 充气量4 L/min, 初始pH值1.2为该反应器最佳浸出参数组合, 在此条件下高砷金精矿砷脱除率可达到95%。     

煤泥干粉在流化床中燃烧特性的实验研究

为了探索煤泥燃烧利用的新途径,首先研究了煤泥干粉的燃烧动力学,然后在高2 000 mm、内径100 mm实验室规模的流化床中系统研究了其燃烧特性。结果表明,煤泥干粉燃烧为一级反应。在床温900 ℃、床料为40目石英砂的条件下,当u/umf＞6,即操作气速过高时,由于煤泥干粉粒径较细,煤泥在床内停留时间较短,燃烧不充分,炉内轴向温度与烟气中CO,SO2,NOx等污染物浓度波动大;当u/umf＜2时,由于气速过低,流化质量差,密相区物料出现沉积,导致炉内煤粉出现“爆燃”;在u/umf为2~6之间,随着流化气速增加,CO,SO2,NOx等烟气组分均明显增加。当以相同Ca/S摩尔比加入石灰石后,随流化气速降低,气体停留时间增加,SO2和石灰石的气固接触改善,炉内脱硫效率提高。     

黄铁矿型难浸金精矿的试验研究

对黄铁矿型难浸金精矿采用臭氧氧化预处理,在选定的氧化工艺条件下,可有效地分解载金黄铁矿,浸出铁和硫.试验主要考察了通气量、反应时间和温度、矿浆浓度、FeCl3·6H2O用量等因素对臭氧氧化预处理过程的影响,并确定了最佳反应条件.     

难选镍钼矿的预处理试验研究

采用湿法冶金方法对从低品位难选镍钼矿中除去碱性脉石的工艺进行了探讨。考察了浸出时间、酸度、液固比及反应温度等因素对除去碱性脉石的影响。实验结果表明:对于粒度小于0.015mm的低品位难选镍钼矿,在盐酸浓度为2mol/L、液固比为3∶1、搅拌2h及常温的优化实验条件下,可使低品位难选镍钼矿除去碱性脉石达到最佳效果,矿石中钙的除去率在97%以上,矿石的失重率在38%左右。     

响应曲面法优化褐铁矿精矿回收率工艺参数的研究

针对老挝某难选褐铁矿,采用“还原焙烧-弱磁选”工艺流程选铁,首先进行了原矿还原焙烧单因素试验,研究了焙烧温度、焙烧时间和碳粉用量对精矿品位及回收率的影响,结果表明,原矿经充分还原焙烧后磁选,铁精矿铁品位均达到61%以上。在单因素试验基础上,借助响应曲面法建立模型设计实验方案,对还原焙烧工艺参数进行优化,探讨三因素交互作用对精矿回收率的影响,得到优化后的还原焙烧工艺条件为:焙烧温度873 ℃、焙烧时间75 min和碳粉用量2 g(相对50 g原矿),在优化条件下进行验证试验,精矿回收率达到91.99%。验证试验结果表明,实际试验值与优化预测结果相差1.09%,该试验模型可信度较高。     

CaO顺序脱除SO2/CO2过程中的硫酸化特性

在固定床反应器和热重分析仪上,研究经历不同循环碳酸化/煅烧反应次数的CaO与SO2的硫酸化反应特性,考察循环次数、颗粒粒径、反应温度和微观结构对CaO硫酸化特性的影响。结果表明：在20次循环之前,CaO硫酸化转化率随循环次数的增加而迅速下降,继续增加循环次数,转化率则保持稳定,而130次循环后,硫酸化转化率则开始增长;初始CaO、经历40次和150次循环后的CaO硫酸化转化率分别为0.480,0.207和0.243;当循环次数不同时,颗粒粒径对CaO硫酸化转化率的影响一致,转化率均随粒径的增大而减小;在800～950 ℃,初始CaO的硫酸化转化率随温度的变化不大,但随循环次数增加,反应温度对CaO硫酸化影响变大,且反应温度越高,转化率越高。     

难选褐铁矿流态化磁化焙烧—弱磁选工艺研究北大核心

某低品位复杂难选铁矿,铁主要以褐铁矿形式存在,褐铁矿与脉石矿物紧密共生,导致强磁选精矿铁品位偏低,难以获得合格铁精矿。通过试验发现,采用高梯度强磁选预富集—流态化磁化焙烧—弱磁选工艺可以高效利用该褐铁矿,重点考察了焙烧温度、焙烧时间、还原气氛和气量,以及焙烧产品磨矿细度、磁感应强度等参数对强磁精矿磁化焙烧指标的影响。同时,详细分析了焙烧前后试样中铁物相及嵌布特征的变化情况。结果表明,针对铁品位36.58%、粒度为-0.074 mm占83.73%的强磁精矿,在焙烧温度500℃、焙烧时间15 min、还原气体CO浓度20%、总气量600 mL/min,焙烧产品磨矿细度为-0.043 mm占90%、磁场强度0.15 T的试验条件下,采用流态化磁化焙烧—弱磁选工艺,最终获得了产率59.01%、铁品位58.69%和铁回收率85.89%的铁精矿。研究结果为该类难选铁矿资源的高效利用提供了一种新的技术途径。     

高硫高砷金精矿三相流化床流动特征模拟

常温常压条件下基于欧拉模型, 利用Fluent软件对高1.6 m、内径0.09 m的高硫高砷金精矿三相流化床流动特征进行了数值模拟。模拟过程以空气为气相且为连续相, 液态水为液相, 密度为3.2 g/cm3、粒径为0.5 mm的高硫高砷金精颗粒为固相。模拟结果显示, 流场的压力从计算域的入口到出口逐渐降低,速度场的变化对气液固局部相含率的分布影响显著; 在径向上, 气含率(ε_g)从计算域中心往边壁降低, 在轴向上也逐渐降低; 固含率(ε_s)从计算域的入口到出口逐渐减小, 从计算域中心向边壁ε_s增加。模拟结果与实验结果一致, 可为合理设置气流速度以及金矿投放量提供依据。     

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.     

酸性硫脲浸出废旧手机线路板中金的研究

采用硝酸氧化预处理-酸性硫脲浸金法浸出废旧手机线路板中金, 考察了物料粒度、氧化剂Fe₂(SO₄)₃质量分数、pH值、硫脲浓度、温度等因素对酸性硫脲浸金过程的影响, 结果表明: 物料粒度越小, 金浸出率越高; 当氧化剂Fe₂(SO₄)₃用量0.3%、pH值1.5、硫脲浓度12 g/L、温度30 ℃, 磁力搅拌反应2 h, 金浸出率为88.54%。硝酸氧化预处理-酸性硫脲浸金工艺能高效、无毒地浸出手机线路板中的金, 为“城市矿山”开采提供技术支撑。     

双室型乏风预热催化氧化装置的氧化特性

搭建了双室型乏风预热催化氧化实验装置,实验研究了空速、氧化床入口温度、入口甲烷体积分数对其氧化特性的影响规律。结果表明：试验装置能够实现自维持稳定运行,转化率均大于92%,且具有良好的对称性;随空速的增大,甲烷转化率变化较小,空速大于7 100 h-1后,转化率下降;有效反应长度随空速的增大而增大,且增大的速率逐渐加快;随入口温度的升高,甲烷转化率上升,在485 ℃时达到最大值,有效反应长度显著减小,但减小的速率逐渐变缓;随体积分数的增加,甲烷转化率波动不大(95%左右),氧化床整体温度上升,有效反应长度略有下降。     

过氧化氢氧化预处理高硫高砷难选金精矿的试验研究

在酸性条件下采用过氧化氢对高硫高砷难选金精矿进行预处理。试验表明, 该方法可有效浸出包裹在难处理金精矿中金表面的含铁硫化矿物, 在矿浆浓度为20 g/L时, 铁的浸出率和失重率可分别达到99.58%和53.94%。该预处理方法氧化条件温和, 对环境友好, 氧化时间短, 为同类高硫高砷难选金精矿的开发利用提供了一种简单有效的预处理方法。     

刚果(金)某硫化铜钴精矿沸腾焙烧试验研究

针对刚果(金)某铜钴矿选矿所得硫化铜钴精矿进行了沸腾焙烧试验研究。研究表明, 在焙烧温度620 ℃、空气线速度043 m/s、风矿比3.33 m3/kg的条件下, 硫化铜钴精矿焙烧效果较好。焙砂和焙烧烟尘酸浸试验结果进一步验证了最佳焙烧条件, 焙砂铜、钴、铁浸出率分别为96.43%, 87.06%和10.89%, 焙烧烟尘铜、钴、铁浸出率分别为96.32%, 84.02%和17.12%。试验研究结果为该类型铜钴矿选冶联合工艺选择及后期工业化应用提供了实验数据与技术支持。     

锌精矿氧压浸出过程伴生硫铁矿的转化行为

针对锌精矿氧压浸出过程伴生硫铁矿的氧化转化行为,以硫铁矿为研究对象,研究了不同初始硫酸浓度、温度、氧分压、矿物粒度、反应时间对硫铁矿氧压浸出行为的影响。研究表明：硫铁矿氧压浸出过程反应初期为耗酸反应,硫酸的消耗速率大于硫酸的生成速率,反应后期主要是元素硫氧化转化生成硫酸;反应初期浸出液中的铁主要为二价铁离子,反应后期发生铁离子的氧化,且在高温酸性溶液中三价铁离子可水解沉淀为赤铁矿和铁钒;硫铁矿中的硫元素在氧压浸出过程大部分转化为硫酸并以硫酸根的形式存在溶液中,而少部分以单质硫形式存在于浸出渣中,附着于浸出渣表面,形成包裹层。     

鼓泡床焦炭型氮氧化物生成的试验与模型研究

循环流化床（CFB）锅炉密相区是焦炭型氮氧化物（NOx）生成的主要区域,利用小型鼓泡流化床实验台比拟CFB锅炉密相区,在850 ℃床温和10% O 2浓度下,进行了单颗粒焦炭的燃烧实验,对不同床料粒度、制焦煤种、焦炭粒径和流化风速条件下焦炭氮向NOx的转化比例进行了研究。针对3种原煤制得的焦炭,均发现床料粒度增大后,鼓泡床乳化相内传质系数增加而传热系数降低,导致焦炭颗粒表面氧化性气氛增强,燃烧进程加快,焦炭氮向NOx转化率上升。初始焦炭粒径越大,焦炭氮向NOx转化率越低。流化风速的增大对焦炭氮向NOx转化有一定的促进作用,但并不显著。实验中对焦炭颗粒内部温度进行了测量,验证了前述的实验结果。同时,基于密相区传质传热特性与简化反应机理,建立了单颗粒焦炭燃烧及焦炭氮转化模型,计算结果与实验匹配良好,为CFB锅炉整体NOx排放模型的建立奠定了基础。     

Demonstration of the conditions conducive to agglomeration of zinc calcine in fluidized bed roasters

Agglomeration in the fluidized bed roasting of zinc sulphide concentrate was investigated in a continuous pilot-scale fluidized bed roaster. Alone or together, low stoichiometric excess oxygen (<10%) and high temperature (>940 °C) contributed most significantly to agglomeration of zinc calcine particles. Only one test – with 0% excess oxygen at 940 °C – led to severe agglomeration and subsequent defluidisation. Neither large initial particle size nor low gas superficial velocity promoted agglomeration as much as the combination of low stoichiometric excess oxygen and high temperature.Lead sulphide, a common impurity in zinc sulphide concentrate, also appeared to have played a key role in agglomeration. Both low excess oxygen and high temperature favoured a high partial pressure of sublimated lead sulphide. Upon contact with oxygen, lead sulphide oxidised to lead oxide, which then precipitated as a liquid onto the rather inert bed particles. As a liquid, lead oxide formed coatings that caused small particles to adhere to larger ones, as well as liquid bridges that bound particles together.