进口铝物料固体废物鉴别方法探讨

鉴别进口铝物料的固体废物属性时,应首先利用X射线荧光光谱(XRF)确定物料的主要成分及其含量,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱和扫描电子显微镜联用(EDS+SEM)、矿相显微镜(PM)分析物料的主要物相组成以及铝的存在形态.其次,文献资料调研显示,鉴别铝物料的主要成分及其质量分数、物相组成、铝的物相组成等试验数据...     

多种进口含铜物料的固体废物鉴别方法

通过对3个进口含铜物料的固体废物鉴别,得到了进口含铜物料的固体废物鉴别方法,即含铜物料的固体废物鉴别通常包括3步:第1步,确定物料的自然属性,包括利用肉眼进行外观和杂质观察;利用X射线荧光光谱(XRF)进行半定量分析,确认物料的主要成分及其质量分数;利用X射线衍射仪(XRD)和矿相显微镜进行物相组成分析,得到物料的主要物相组成;对于极细粉末类含铜物料,还需要利用扫描电子显微镜(SEM)分析物料的微观形态和粒度分布。第2步,确定物料的产生来源,具体是指根据物料的外观特征和试验结果,通过资料对比、实地调研、专家咨询的方法,判断出物料的产生工艺,最终明确该物料是否有意识生产等信息。第3步,确定物料的固体废物属性,即根据《固体废物鉴别导则》(试行)得出物料的固体废物鉴别结论。在此所鉴别的3个含铜物料固体废物鉴别结论分别是铜冶炼过程中产生的铜渣、含铜电镀污泥、废黄杂铜冶炼中渣/烟灰/二级泥渣的混合物料,均属于我国禁止进口的固体废物。实验研究为进口含铜物料的固体废物鉴别和监管提供参考,对将铜渣、铜电镀污泥、含铜渣/灰/泥混合物料等固体废物堵在国门之外具有重要意义。     

一例进口含锌物料固体废物属性鉴别探讨

近年来，以氧化锌富集物名义走私进口含锌废料的情况时有发生。而传统的X射线衍射法(XRD)应对复杂含锌物料的鉴别具有一定的局限性，一些对鉴别有较大帮助的特征物相无法通过X射线衍射图谱进行识别。实验采用外观表征、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射以及超景深显微分析的综合表征技术，对一批申报品名为“含锌氧化物”的物料进行固体废物属性鉴别。其中X射线荧光光谱可对物料所含元素进行表征，X射线衍射可对其物相进行识别，此外，超景深显微分析可将物相及其细节直观地呈现出来。综合表征的结果表明，样品主要由锌、铜、硅和铝等元素组成，物相组成为氧化锌、硅酸锌和黄铜，样品中存在明显的圆球状、黏连状金属颗粒，局部区域呈现金属颗粒与熔渣夹杂混合的状态。据此综合判定该物料为铜锌合金冶炼过程中回收的粉尘，属于固体废物。     

铜精矿及其冶炼过程中相关固体废物的综合表征

采用X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱(IR)以及偏光显微(PM)分析联用技术对进口铜精矿及其冶炼过程中产生的相关固体废物冰铜渣和阳极炉渣进行鉴别。XRF对元素组成及其大致含量进行表征,IR对其中的脉石矿物物相进行识别,PM对其中的非脉石矿物物相进行识别。3种表征手段的联用,可以对其中的物相进行全面的识别。结果表明,铜精矿、冰铜渣和阳极炉渣的的物相组成基本无交叉。通过物相分析可以准确判定其物相归属,从而实现对铜精矿及其冶炼过程中产生的相关固体废物进行有效鉴别。     

4批进口“铜精矿”的表征及属性鉴别

随着中国工业的飞速发展，中国铜矿资源短缺使得铜矿及其精矿的对外依存度逐渐提高。正确区分铜矿及其精矿与含铜固体废物，有助于维护国家生产安全及环境安全。本文通过对申报品名为“铜精矿”且外观相似的4批进口含铜物料进行物相分析和元素组成分析，同时查阅相关文献，结合生产工艺开展溯源分析，得出铜精矿与含铜固体废物的鉴别特征。经分析，申请进口的4批含铜物料分别为典型硫化铜矿、含铜污泥、黄渣和铜浮渣。典型铜精矿物相组成为黄铜矿、孔雀石和氧化铜等天然含铜矿物，铜、硫和铁含量较高，铅、砷、锑等有毒元素含量较低。含铜污泥结晶程度较差，含有较高的非金属元素如钙、磷等。铅冶炼含铜固体废物如黄渣、铜浮渣，物相以含砷、锑等元素的化合物为主，且铅、砷、锑等有毒元素含量较高。本文通过X射线衍射法(XRD)和X射线荧光光谱技术(XRF),结合物料产生工艺鉴别铜精矿与含铜固体废物，为加快和提高含铜固体废物的识别率提供可靠的技术支撑。     

铅精矿中掺杂冶炼渣的鉴别

为了查验一批进口铅精矿是否掺杂冶炼渣,分别采用X射线荧光分析对元素组成及其大致含量进行表征、X射线衍射分析其中的主要物相、红外光谱分析其中的脉石矿物、偏光显微对其中的非脉石矿物进行识别,四种表征手段的联用,判定试样主要由铅精矿构成,但其中掺杂有湿法冶炼提取铅锌后的浸出渣。     

精矿冶炼过程中固体废物的鉴别

在铜精矿、铅精矿和锌精矿的冶炼过程中,产生多种固体废物,例如冰铜渣、阳极炉渣、脱铜炉渣、酸浸渣、锌铜渣。实验针对冶炼精矿过程中产生的固体粉末进行鉴别,首先利用X射线荧光光谱(XRF)对制得的精矿和固体废物粉末中的元素进行半定量分析,得出这些物质的主要元素,然后利用X射线衍射(XRD)技术对粉末中存在的物相进行分析,从而推断出固体粉末的属性。通过精矿与固体废物的比较,完成对固体废物的识别与鉴定。通过实验建立了这3种精矿与5种固体废物的鉴别方法,对进口固体废物的监管提供指导。     

几种不同含钴物料的表征及属性鉴别

通过观察3种进口含钴物料的外观,包括形状、粒度、颜色、手感、气味等,同时利用X射线衍射光谱(XRD)、超景深显微镜、X射线荧光光谱(XRF)等多种分析手段,获得测试样品的元素组成、物相组成、微观形貌以及浸出液的酸碱度等相关信息;查找相关文献资料,与样品信息进行比对,从而确认样品的属性,进而获得属性判定的方法。实验结果表明:3种含钴物料分别为硫铜钴矿、钴火法冶炼渣、湿法冶炼钴浸出渣;后2种属于我国目前禁止进口的固体废物。     

几种不同含钴物料的表征及属性鉴别

通过观察3种进口含钴物料的外观,包括形状、粒度、颜色、手感、气味等,同时利用X射线衍射光谱(XRD)、超景深显微镜、X射线荧光光谱(XRF)等多种分析手段,获得测试样品的元素组成、物相组成、微观形貌以及浸出液的酸碱度等相关信息;查找相关文献资料,与样品信息进行比对,从而确认样品的属性,进而获得属性判定的方法。实验结果表明:3种含钴物料分别为硫铜钴矿、钴火法冶炼渣、湿法冶炼钴浸出渣;后2种属于我国目前禁止进口的固体废物。     

湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣的鉴别

湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣是湿法炼锌工艺中常见的固体废物,且均为我国禁止进口的固体废物。这两种固体废物中锌含量较高,常冒充锌精矿向我国进口。因此实验针对湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣进行鉴别,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对制得粉末样品中的元素进行分析,结果表明,湿法炼锌浸出渣的主要元素为Fe、Zn,黄钾铁矾渣的主要元素为Fe、S、Zn,且湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣中均含有As、Cd、Ga、In、Ag等元素。再利用X射线衍射仪(XRD)对粉末样品中存在的物相进行分析,湿法炼锌浸出渣的主要物相为ZnFe₂O₄,并含有少量PbSO₄、Zn₂SiO₄、ZnS,黄钾铁矾渣的主要物相为KFe₃(SO₄)₂(OH)₆、ZnFe₂O₄、Zn₂SiO₄。实验建立的湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣的鉴别方法为进口固体废物的监管提供了技术支持。     

铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析

为了回收铜冶炼闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣中铜,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对样品中的元素进行了分析,再利用X射线衍射仪(XRD)测定了闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的物相组成,最后采用Rietveld全谱图拟合法分析出各个物相的含量。闪速熔炼炉渣的主要物相为Fe₂SiO₄和Fe₃O₄,其质量分数分别为75.04%和24.96%。闪速吹炼炉渣的主要物相为ZnFe₂O₄、Ca₄Fe₉O₁₇、Ca₂Fe₂O₅、CuFeO₂、Cu₂O、Cu和PbO,其质量分数分别为45.06%、10.01%、10.29%、6.29%、17.74%、9.12%和1.47%,闪速吹炼炉渣的主要物相与常规转炉吹炼炉渣的主要物相不同。在闪速熔炼炉渣样品和闪速吹炼炉渣样品中加入一定量的Al₂O₃,Rietveld全谱图拟合法分析出样品中Al₂O₃的质量分数与实际值一致,可见上述物相定量分析结果是准确的。研究结果能为闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的回收利用提供基础数据。     

X射线荧光光谱法用于粗铜中铜和13种杂质元素的测定

铜冶炼过程的中间产品粗铜中铜质量分数在97.5%以上,常含有砷、锑、铁、铅、锌、锡等杂质元素。使用X射线荧光光谱法(XRF)测定粗铜中铜时,铜元素含量过高导致其X射线荧光强度与铜含量的线性度变差,而且试样的光洁度和密度的差异等因素也导致铜含量测定值偏离真实值。试验首先选取各元素含量均具有梯度的粗铜生产样品,使用多种化学湿法对各元素进行定值。在对XRF测定条件优化的前提下,通过车床加工制样,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定粗铜中13种杂质元素(硫、铁、锑、铋、砷、铅、锌、镍、硒、锡、银、钴、碲)的方法。结合测氧仪提供的氧含量值,通过差减法可计算出粗铜中的铜含量。实验方法用于测定1个粗铜样品中铜和13种杂质元素,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于5%。按照实验方法测定4个铜块中铜和13种杂质元素,测定结果与化学湿法值进行比对,结果表明各杂质元素测定值与湿法测定结果相吻合;而使用差减法计算的铜含量(质量分数均大于97.5%)和化学湿法测定结果差值很小,完全满足生产需要。     

冶炼钢铁过程中多种固体废物的鉴别

在钢铁的冶炼过程中,主要产生炉渣、除尘灰和氧化皮等固体废物,其中氧化皮是国家规定可以进口的固体废物,炉渣和除尘灰属于不能进口的固体废物。实验针对冶炼钢铁过程中产生的固体粉末进行鉴别,首先利用肉眼和扫描电镜(SEM)对样品进行初步判断,例如炉渣的外观不是正常天然矿物的块状或粉状,而除尘灰颗粒较细、较轻,氧化皮呈鳞片状、有金属光泽。再利用X射线荧光光谱(XRF)对制得粉末中的元素进行分析,炉渣的主要元素为钙、硅、镁和铝,铁的含量极低;而除尘灰中铁的含量很高,同时含有锌和钙;氧化皮的主要元素也是铁。最后利用X射线衍射(XRD)技术对粉末中存在的物相进行分析,从而推断出固体粉末的属性,炉渣中的主要物质是CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂形式存在的配合物;除尘灰中的主要物质是铁的氧化物以及一些氧化锌;氧化皮的主要物质也是铁的氧化物,其中氧化亚铁的含量高。通过实验建立了这3种固体废物的鉴别方法,对进口固体废物的监管提供指导。     

X射线荧光光谱分析硫化铜矿及其精矿的进展

硫化铜矿及其精矿含有较高的硫和铜。不同价态的硫所发射的X射线谱(K_α、K_β)发生位移,K_α/K_β谱线强度比值不一致;硫腐蚀铂金坩埚,铜能与铂金生成合金,给X射线荧光光谱(XRF)分析造成困难。对国内发表的X射线荧光光谱分析硫化铜矿及其精矿的文献进行了综述。总结了粉末压片法和熔融制样法制备试料片的条件、标准试料的选择和X射线荧光光谱仪分析条件,以及在铜矿物类质同象物相鉴定、铜精矿样品氧化条件及其机理研究等方面的应用情况,并展望了XRF在硫化铜矿及其精矿成分分析中的应用前景。     

X射线荧光光谱法测定铜精矿中10种元素

采用铜精矿标准物质,及向标准物质中添加光谱纯物质或单元素标准溶液的方式拓宽校准曲线含量范围,以熔融法制样,用波长色散X射线荧光光谱法测定铜精矿中的铜、铅、铬、砷、银、锑、铋、镍、铁、铝等元素含量。通过试验确定的熔融条件如下:采用四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(m∶m=33∶ 67),稀释比为1∶20,预氧化时间为5 min,预氧化温度为700 ℃,熔融时间为10 min,熔融温度为1 000～1 050 ℃,以二氧化硅作为玻璃化试剂,加入3～4滴500 g/L溴化锂溶液作为脱模剂。共存元素和谱线重叠干扰使用理论影响系数法进行校正,检出限在12～156 μg/g之间。对一个铜精矿样品进行精密度考察,各元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.19%～11.3%之间。3个铜精矿实际样品的测定值与标准分析方法测定值相符,满足铜精矿快速分析的要求。     

混合矿模拟冶炼黄铜对比试验

选用4种铜矿进行混合矿模拟冶炼黄铜对比试验,并利用X射线衍射、X射线荧光、金相显微镜、扫描电子显微镜和电感耦合等离子发射光谱等技术对矿石、黄铜样品和试验残渣等进行检测分析。结果表明,4组模拟试验获得的黄铜主要含铜、锌和铅3种元素,含锌17%~28%(与目前已发现的早期黄铜含锌量相当),其他元素含量均小于0.1%,金相组织均为等轴晶和孪晶。     

激光诱导击穿光谱在铜精矿成分在线检测中的应用

目前铜精矿成分检测多为实验室离线取样检测,存在取样代表性差、检测时间长、检测结果滞后等问题。针对上述问题,实验利用基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的激光成分分析仪对铜精矿中Cu、S、Fe和Si关键元素含量进行了在线检测,同时采用X射线荧光光谱仪(XRF)对相同样品采用离线检测进行对照。结果表明：激光成分分析仪在线检测结果与实验室X射线荧光光谱仪(XRF)离线检测结果相比,Cu、S、Fe和Si元素的平均绝对误差分别为0.50%、0.56%、0.65%和1.67%,平均相对误差分别为2.80%、2.28%、2.74%和12.89%,各元素重复性在线检测最大差值和相对标准偏差(RSD)均与以国家标准的化学湿法分析检测结果表征的样品不均匀性相吻合,在线检测具有较好的稳定性和重复性。基于LIBS技术的在线成分检测仪器可满足铜冶炼过程中铜精矿成分检测的实时性和可靠性要求,并为配料品质提升和冶炼工艺优化提供有力支撑。