以硫铁矿烧渣为原料制备绿矾新技术

以硫铁矿烧渣为原料,采用机械活化硫铁矿还原法制备绿矾具有成本低、反应快、产品质量高等优点。在硫铁矿烧渣与硫酸反应后所得酸浸液中加入机械活化硫铁矿,当酸浸液组成为[Fe3+]=2.130mol/L、[Fe2+]=0.100mol/L、[H+]=0.700mol/L,反应温度为80℃,液固比为100∶20时,反应90min,Fe3+还原率达到99.05%,反应所得绿矾质量好于GB10531-89工业优等品。增加球料比、延长球磨时间、降低反应液固比、提高反应温度均有利于加快活化硫铁矿与Fe3+的反应速度,反应后硫铁矿仍具有良好的反应活性。     

攀枝花钒钛磁铁矿深还原渣酸解工艺研究

在攀钢开发的非高炉冶炼钒钛磁铁矿的新流程中,钒钛磁铁矿转底炉直接还原渣铁分离部分完成了工业试验,获得了含钒铁水和含二氧化钛质量分数为43%左右的深还原渣。对深还原渣的化学成分及物相特点进行了分析,系统研究了预处理、酸矿质量比、反应酸质量分数、引发温度、熟化温度等因素对深还原渣酸解率的影响,找到深还原渣的最佳酸解工艺参数,为采用硫酸法回收深还原渣中的钛奠定了基础。实验结果表明,深还原渣经预处理,其酸解率较未处理高出10%左右。预处理后的深还原渣最佳酸解条件:酸矿质量比为(1.7~1.8)∶1,反应酸质量分数为88%~89%,引发温度为100~120℃,熟化温度为220℃。     

钠盐活化赤泥-煤矸石酸浸液制备聚合氯化铝

以钠盐活化赤泥-煤矸石酸浸所得滤液为原料，通过对其蒸发除钠、碱化聚合等步骤制得聚合氯化铝絮凝剂(PAC)。首先研究了酸浸液中杂质离子浓度对PAC品质的影响，并通过蒸发结晶方式选择性去除杂质离子；随后探究了聚合工艺条件(温度、时间、碱化剂添加速度)对PAC盐基度和Al₂O₃含量(质量分数)的影响。结果表明，当酸浸液中Na⁺浓度小于0.5 mol/L时，制得PAC产品的盐基度和Al₂O₃含量符合GB/T 22627—2022《水处理剂聚氯化铝》的要求；基于NaCl、AlCl₃、CaCl₂、FeCl₃的溶解度差异，可通过蒸发结晶方式选择性除钠，将酸浸液中Na⁺浓度控制在0.5 mol/L以下；蒸发结晶母液再经适宜的聚合条件(聚合温度为80°C、聚合时间为120 min和碱化剂添加速度为8.0 m L/min)，可制得符合GB/T 22627—2022品质要求的PAC产品；采用实际酸浸液制得的PAC...     

皮江法炼镁还原机理

用XRD和SEM?EDS对不同还原温度下所得皮江法炼镁还原渣的主要物相与分布规律进行分析,分析了镁、硅与钙的扩散过程,探讨了皮江法炼镁的还原机理。结果表明,以硅铁合金为还原剂的还原炼镁过程是简单的固?固反应,Si还原MgO的起始温度为900~950℃,还原反应主要在高于1050℃时进行,温度低于1000℃时MgO还原率很低。还原反应首先在CaO?MgO颗粒与Si颗粒的交界面进行,反应生成的镁蒸汽从反应区域逸出并在结晶区结晶,未反应的Si向外扩散穿过反应区域继续还原MgO。还原过程中,以单质存在的Si全部参与反应,与CaO结合生成Ca2SiO4, FeSi2在还原反应过程中部分分解为FeSi和Si,而FeSi, FeSi2及Fe2Si3(FeSi与FeSi2的混合物)中的Si还原MgO的温度较高,较难参与还原反应,造成Si损失,是硅铁还原MgO还原率较低的主要原因。     

铬铁矿无钙焙烧渣的酸浸解毒及浸出行为

在对铬铁矿无钙焙烧渣的组成进行系统分析表征的基础上，提出了在酸性条件下，利用铬渣中未反应的铬铁矿（Fe，Mg）（Cr，Fe）2O4中的二价铁与重铬酸根离子发生氧化还原反应，实现铬渣自身解毒的新方法。研究表明：机械球磨对于铬渣酸浸解毒过程是一个主要的影响因素，对应的铬渣粒度为6~16.5 μm，铬渣酸浸解毒的较好工艺条件为：硫酸质量分数为5%，液固比为4 mL/g，反应温度为80 ℃，反应时间为60 min。解毒后铬渣中六价铬质量分数能降至2.5×10-5以下。     

炼油酸渣无害化处理及产品回收工艺

采用某炼油厂润滑油酸渣为原料,添加含钠(钙)化合物进行酸渣无害化处理,最优工艺条件为:稀释倍数为20倍,碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙和氢氧化钙的实际加入量分别为理论计算值的1.1,1.21,.15和1.1倍,主反应后进行油水分离,去除油相,最后经蒸发、干燥,650℃灼烧后溶解、结晶析出硫酸钠(钙)产品。酸渣中SO42-在产品中的转化率为65%～80%,产品经提纯后达到国家同类产品质量标准。     

电解锰渣盐酸浸取钙的动力学研究

以电解锰加工过程中产生的酸性废渣为原料,以盐酸为浸取剂,对电解锰渣中的钙进行浸取实验研究。结果表明：盐酸浓度为3 mol/L、液固体积质量比为6 mL/g、反应温度为80 ℃、反应时间为60 min的条件下,钙的浸取率为94.2%。酸浸过程的动力学分析表明,锰渣中钙的酸浸反应过程符合收缩核模型,受化学反应控制,其反应的表观活化能Ea为43.96 kJ/mol,反应级数为0.872 5。     

深还原钛渣硫酸法制取钛白实验研究

以含钛铁精矿直接还原冶炼的含钛物料（深还原钛渣）为原料,对硫酸法制取颜料级钛白粉的工艺进行了研究。实验结果表明,深还原钛渣具有良好的酸解性能,酸解率可达97%;酸解后得到的钛液过滤性能好;但酸解钛液中氧化镁和氧化铝浓度过高,所以直接以该钛液为原料制得的钛白颜料性能差。采用深还原钛渣和钛精矿按一定比例混合酸解,可以避免钛液杂质含量过高对最终钛白产品质量造成的影响。深还原钛渣较佳用量为不高于钛原料总质量的20%。     

强化酸浸提金及除砷和铁的试验研究

对含硫砷难选矿烧渣酸浸氰化提金进行了试验。通过稀酸浸出除砷正交试验,得出酸浸液种类是影响除砷效果最关键的因素,最优工艺参数是酸浸时间为60 min,固液比约1∶2,酸浸温度为20℃,酸浸液种类为5%硫酸。通过强化酸浸提高金浸出率正交试验,得出酸浸温度是影响金浸出率最关键的因素,最优工艺参数是:硫酸浓度65%,矿酸比1∶2,酸浸温度95℃,酸浸时间4 h。通过强化酸浸液除铁探索性试验,有效地提取了酸浸液中的铁,得出单程试验FeSO4·7H2O结晶的收率达到83.01%,其中砷含量为0.03%,经一次洗涤后可降到0.006%。     

煤矸石酸浸渣干法制备水玻璃的研究

煤矸石酸浸渣是提取酸溶物后的固体废弃物,主要化学成分是SiO2及少量的CaSO4和TiO2.本文以煤矸石酸浸渣为原料,通过酸浸液分离时的副产品Na2SO4和酸浸渣中SiO2物质的量比确定制备水玻璃模数,采用干法制备水玻璃,为了便于实验研究,以Na2CO3替代NaSO4,考察了制备温度、时间和冷却方式对水玻璃合成的影响,研究结果表明:按合成水玻璃模数1∶1配料,在1000℃下煅烧1h,采用水淬骤冷方式,硅的回收率接近80％;酸渣中的硫酸钙最终转化为偏硅酸钙,进一步与偏硅酸钠形成低共熔物,会造成钠和硅的损失,而钛的存在则有利于提高钠、硅的收率,同时消除钙、铁等杂质对水玻璃合成的影响.     

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。     

高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究

分级研究了热活化条件下高铝煤矸石在盐酸和氢氧化钠溶液中的铝硅溶出行为。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测定仪（BET）对煤矸石试样做了表征分析。通过正交实验分析了反应温度、反应时间、初始酸碱浓度和固液比对热活化处理后高铝煤矸石中Al2O3和酸浸渣SiO2溶出率的影响。结果表明：酸浸溶出Al2O3反应过程中,固液质量比和酸浸时间对溶出率的影响最为显著,酸浸过程的最优工艺条件：初始盐酸质量分数为20%、酸浸温度为90 ℃、酸浸时间为2.5 h、固液质量比为1∶6,在此条件下,Al2O3的浸取率达82.95%;强碱溶解酸浸渣溶出SiO2反应过程最优工艺条件：碱溶温度为95 ℃、碱溶时间为2.0 h、NaOH质量分数为20%、固液质量比为1∶10,在此条件下SiO2溶出率为69.74%,碱溶温度和碱液浓度对溶出率的影响最为显著。     

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。     

高炉铝酸钙炉渣浸出过程动力学

研究了高炉铝酸钙炉渣的浸出动力学,考察了搅拌强度、浸出反应温度、浸出剂初始浓度及炉渣粒度对浸出速率的影响. 结果表明,浸出过程符合一级反应的收缩未反应核模型,宏观动力学方程为1+2(1-xB)-3(1-xB)2/3= 1.108exp(-1906/T)t,表观活化能为15.84 kJ/mol,过程速率为固膜内扩散速率控制. 通过实验数据验证,表明所得模型能较好地描述炉渣的浸出过程.     

活化煤气化粗渣盐酸浸取机理研究

考察了颗粒粒径、盐酸浓度和浸取温度3个条件对活化煤气化粗渣（简称活化渣）中铝、铁、钙离子浸取率的影响,并对浸取机理进行了研究。实验结果表明,活化渣为钙铝黄长石（2CaO·Al2O3·SiO2）与三氧化二铁（Fe2O3）的固溶体,与盐酸反应后颗粒粒径不断减小,钙离子较铝、铁离子优先浸出,其浸取过程符合化学反应控制的缩芯模型,相应的表观活化能为71.3 kJ/mol;钙离子浸出后活化渣颗粒成为疏松多孔材料,铝、铁离子的浸取过程则符合 Avrami模型,二者的浸取反应均受内扩散控制,表观活化能分别为24.7 kJ/mol和22.5 kJ/mol。     

酸溶二步法制备聚合氯化铝的试验研究

以铝矾土和铝酸钙粉为原料,在实验室采用酸溶二步法制备液体聚合氯化铝产品（PAC）,通过实验考查制备工艺的主要影响因素,找到最佳生产条件：100～110 mL浓度为20%盐酸中,投加氧化铝含量51.22%的铝酸钙粉12 g和氧化铝含量26.50%的铝钒土15 g;最佳温度范围为100～110℃;最佳反应时间在7 h左右。在此工艺参数控制条件下,制备出液体聚合氯化铝产品的盐基度为83%,氧化铝含量为13.4%,符合GB 15892—2009《生活饮用水用聚氯化铝》的指标。     

高铁型煤矸石酸浸液制备聚合硫酸铝铁实验研究*

以高铁型煤矸石酸浸液为原料,制备了高效无机高分子絮凝剂聚合硫酸铝铁（PAFS）,并通过单因素实验研究了制备体系反应条件对聚合硫酸铝铁去浊率的影响。制备聚合硫酸铝铁优化工艺条件：铁离子与铝离子总浓度为 0.5 mol/L、铁离子与铝离子物质的量比为0.25、体系pH为0.8、80 ℃聚合8 h、室温熟化24 h。采用X射线衍射（XRD）及红外光谱（IR）对优化条件下制备的聚合硫酸铝铁进行了表征,表明产物为铁聚合较完全而铝部分聚合的聚合硫酸铝铁。     

黄磷炉渣硝酸浸出液制取高纯硫酸钙工艺研究

以黄磷炉渣为原料,经HNO3溶液浸出,钙以Ca（NO3）2形式进入到浸出液,与硅分离后,浸出液经H2SO4沉淀,分离、洗涤,干燥可得到优质的CaSO4产品。作者研究了w（H2SO4）、V（H2SO4）∶V（HNO3浸出液）、温度、反应时间等因素对CaSO4收率的影响,通过扫描电镜、能谱等测试方法对CaSO4的性能进行了表征。研究表明：产品收率达到92.52%,且质量分数为99.09%的CaSO4产品,外貌呈针状。最佳工艺条件：w（H2SO4）=20%,常温,V（H2SO4）∶V（HNO3浸出液）=0.6,反应时间为45min。     

尾矿砂的酸溶特性与镍的浸出研究

通过粉末X射线衍射（XRD）分析了金川尾矿砂的物相组成和脉石矿物的相对含量,利用热力学原理计算并分析了矿物在硫酸中的溶解难易程度。通过正交设计与实验, 得到浸出镍的最佳工艺条件：酸矿质量比为 0.9∶1、液固质量比为2∶1、反应温度为90 ℃、反应时间为4 h。在此酸浸条件下,尾矿砂中镍的浸出率可达93.3%,而蛇纹石和白云石可以完全溶解,并产生大量无定形二氧化硅。