锌钴异常共沉积机理研究

用电化学方法研究了锌钴异常共沉积机理。实验结果表明,单独电沉积时,在不同电极上,钴离子的沉积电位都比锌离子正100mV至200mV;当锌钴共沉积时,钴受到抑制,其沉积电位变得比锌更负。用锑微电极跟踪电极表面附近pH值发现,钴沉积时,电极表面附近pH值升高。同时,Zn~(2 )生成Zn(OH)_2,并吸附在电极表面上,阻碍CO~(2 )的进一步放电。据此阐明了锌钴异常共沉积机理。     

硫酸锌溶液中锌粉净化除钴的机理

本文通过断电流、短路电流、恒电位阳极溶解电流等实验,阐述了添加剂硫代锑酸钠及铜离子在锌粉净化除钴过程中的活化机理和钴返溶的原因。测得锌粉置换除钴过程的活化能为113.7kJ·mol~(-1),表明其控制步骤为化学步骤。     

一种新的硫酸锌水溶液除钴添加剂

第二次世界大战以来,锌的湿法冶金有了很大的发展,然而硫酸锌水溶液的净化工艺仍停留在原有的水平。如以砷盐、锑盐、锑粉以及铅锑合金锌粉作添加剂的除钴方法,国外采用较多,虽可消除杂质到要求的深度,但对环境污染问题仍未解决;α—亚硝基β—萘酚法成本较高,且留下的离子对后继的电解过程有害;黄药法除钴,对锗、镍、砷及锑等离子则又无法除去;近年来,尽管发表了不少专利,如臭氧等使二价钴离子氧化成三价的水解沉淀法,但其成本也高,不太理想。为解决上述问题,我们从基本理论研究着手,进一步研制成功一种以锌为载体的 TXX—I 型物质作为除钴添加剂。试验表明,其除钴效率高,并能一次同时除去溶液中的铜、镉、     

基于核偏最小二乘的砷盐净化除钴过程钴离子浓度软测量

针对锌湿法冶炼砷盐净化除钴过程中钴离子浓度无法在线检测给生产优化控制带来困难的问题,建立基于机理模型和核偏最小二乘(kernel partial least squares,KPLS)参数辨识的钴离子浓度软测量模型;考虑到过程具有时变性,根据所建立的软测量模型特点,提出一种双向递归KPLS模型参数更新和滤波修正相结合的模型在线校正方法,以提高软测量模型精度;同时,采用基于主元分析和贝叶斯分类的异常值在线检测方法实现对参数辨识相关检测量的实时异常值在线检测,保证用于参数更新数据的有效性。研究结果表明:所建钴离子浓度软测量模型跟踪效果好,满足实际生产过程预测精度要求,解决了钴离子浓度无法在线检测给优化控制带来的困难,可为生产过程的优化控制提供指导。     

镉离子对硫酸锌溶液除钴的影响及机理探索

采用电子探针分析硫酸锌溶液净化渣,试图证实从硫酸锌溶液中除钴的机理。实验结果表明,Cd2 对除钴是很有益的,所以,在除钴之前把Cd2 完全除去是不完全正确的,应该把Cd2 作为除钴的一种添加剂。镉可以起到阻止碱式硫酸锌或氢氧化锌吸附在锌粉表面的作用。欲加速钴的置换和提高置换效率,必须形成锌-钴合金或锌-镉合金。锌-钴合金和锌-镉合金的共同形成比单独锌-钴合金的效果要好。锌-铜合金的形成,可能对提高除钴置换效率没有帮助。     

文冠果外皮对水体中锌的去除研究

生物吸附法是最经济有效的去除水体重金属污染的方法.为研究文冠果外皮对水环境中的锌离子的去除效率和去除机理,本文以文冠果外皮为吸附剂,研究了溶液pH值、吸附动力学、锌离子浓度、吸附剂投加量对水溶液中锌的吸附量与去除率的影响;通过模型拟合、离子交换实验和远红外光谱分析(FTIR),对吸附机理进行了探讨.结果表明:文冠果外皮是一种理想的锌吸附剂:适应pH值范围宽(3～6),达到吸附平衡时间短(30 min),吸附容量大(最大值为18.656 mg.g-1),去除效率高(60%～90%);吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.离子交换实验和远红外波普扫描分析表明离子交换和络合反应是主要吸附机理,主要的交换离子为K+,Ca2+,Mg2+和Na+,参与络合、螯合反应的官能团主要有-OH、-NH、-COO-、-C=O.     

示波极谱法同时测定锌电解液中镉和钴

研究了pH为 5 0的醋酸 醋酸钠介质中存在大量锌时 ,镉和钴在丁二酮肟 柠檬酸钠 氯化铵体系中的络合物吸附波 .结果表明 ,镉、钴峰电位分别为 - 0 79V和 - 0 93V ,线性范围分别为 0 0 0 5～ 5mg·L- 1 和 0 0 0 0 1～ 0 1mg·L- 1 ,检测限分别为 4 0× 1 0 - 8mol·L- 1 和 8 1× 1 0 - 1 0 mol·L- 1 .该方法具有不经预处理可直接用于锌电解液中微量镉、钴同时测定的优点 .分析了电活性络合物的组成、极谱波性质和电极过程机理 .镉、钴与丁二酮肟 (DMG)的络合比均为 1∶2 ,Cd(DMG) 2 和Co(DMG) 2 络合物均表现出强的吸附特性 ,且前者吸附性更强 ,峰电流主要由络合物中心离子Cd(Ⅱ )和Co(Ⅱ )还原为Cd和Co产生 ,极谱波均为络合物吸附波     

共存锌离子对废水中铅去除的影响

采用稻壳灰吸附柱吸附含铅废水,通过吸附量的计算及穿透曲线的绘制探讨了不同质量浓度共存锌离子对吸附过程的影响.并通过Thomas模型及Yoon-Nelson模型拟合,分析共存锌离子对吸附过程的影响.结果表明,共存锌离子质量浓度越大,稻壳灰对铅离子的吸附量越低,吸附到达平衡的时间越短,同时锌离子占据了部分吸附位点,并没有改变稻壳灰与铅离子的结合方式.     

啤酒酵母菌对Pb2+与Zn2+的生物吸附规律

研究了啤酒酵母菌体对工业废水中重金属离子Pb2 ,Zn2 的生物吸附规律.实验结果表明,啤酒酵母菌体对Pb2 的吸附效果比对Zn2 的吸附效果要好;啤酒酵母菌体对铅离子和锌离子的吸附作用与pH值密切相关,最佳的pH值范围均是4～6.体系pH=4时,啤酒酵母菌对Pb2 的吸附量最大,为98.20mg/g;在pH=5.5时,啤酒酵母菌对Zn2 的吸附量最大,为13.89mg/g.在初始铅、锌离子浓度均为1mmol/L的水溶液中,吸附时间为15min即达到吸附平衡,该吸附过程具有一级动力学反应特征.     

基于改进操作模式的锌冶炼过程参数优化

针对锌湿法冶炼锑盐净化除钴过程锌粉添加量难以优化设定的问题,采用改进的操作模式方法优化设定锌粉添加量。引入PCA方法确定属性权重系数,得到改进的欧氏距离计算操作模式之间的相似度,能有效克服噪声干扰,极大提高了模式匹配精度。仿真结果表明,采用该优化方法设定反应器的锌粉添加量,在保证钴离子浓度达标的同时,能有效地节约锌粉,为锑盐净化除钴操作参数的设定提供了新的思路。     

生物膜的驯化及其对废水中铅离子的吸附

为提高生物膜对重金属离子的吸附性能,在不同温度、pH和不同浓度的不同驯化剂(铁离子、锰离子、羧甲基壳聚糖)存在条件下分别驯化生物膜,并对比生物膜对水体中铅离子的耐受性和吸附性.实验表明:驯化剂羧甲基壳聚糖好于锰离子,锰离子好于铁离子;当t=22℃、pH=6.5时,0.2g/L羧甲基壳聚糖驯化的生物膜对铅离子的吸附量达到最大,去除率高达98.3%;Langmuir和Freudlich吸附等温线均能很好地描述生物膜对铅吸附的热力学过程,Elovich方程和双常数速率方程能较好地拟合吸附的动力学过程.     

酿酒酵母吸附Zn2+的特性及其动力学研究

为利用啤酒酵母生物吸附去除重金属离子,以酿酒酵母为例,研究了无缓冲溶液体系对Zn离子的吸附特性和动力学。结果表明,当Zn2 的初始浓度是5.23~52.32 m g.L-1,酵母浓度约1.0 g.L-1时,初始pH值约5.6,反应38 h时,酵母对Zn2 吸附量为2.57~42.82 m g.g-1,去除率达到76.4%~92.8%,pH值升高0.55~1.28。酵母吸附Zn2 的动力学过程复杂,高浓度条件下脱附现象严重,仅部分反应时段符合准二级动力学方程。Zn2 初始浓度越高,准二级速率方程的常数越低,初始反应速率越快。酿酒酵母可以用于吸附除去水体中的Zn离子。     

交流阻抗法研究DE、DIE在锌电极上的吸附

本文应用交流阻抗法和极化曲线法,研究了锌在含有碱性无氰镀锌常用的有机添加剂,DE(0—1.0g/l)或DIE(0—0.5g/l),的Na0H(1M)溶液中的电化学过程,对得到的复数阻抗平面图进行分析.按本实验结果.锌电极在开路电位周围电位区间表现出腐蚀反应的特性;有机添加剂在锌电极界面上强烈地吸附,且对锌电极腐蚀反应起阻化作用。此外,结果还表明,添加剂吸附过程既受活化控制也受扩散控制,因此,对改善无氰镀锌沉积物及整平作用具有重要意义。     

食用菌中多糖与锌离子配合工艺优化

采用食用菌为原料,采用微波辅助热水解提取法提取出复合多糖,并用凝胶树脂对提取液中复合多糖进行纯化.对复合多糖与锌离子配合反应及产物进行初步的探讨研究.确定最佳的反应条件为反应温度为60℃、反应时间为60 min、p H值为9.0,在此条件下,锌离子∶多糖配合比为1∶1(物质的量比).采用红外光谱对产物进行了表征.     

污水中富集锌离子的微生物菌种理化性质的研究

以分离自南京某钢铁厂的污水处理池中的微生物菌种为实验材料,选取了其中对于高浓度的锌离子耐受性最强的黄杆菌属(Flavobacterium Bergey)的一种菌株,通过正交实验研究了培养基初始锌离子浓度、培养温度和培养基初始pH等3个因素对该微生物菌种吸附培养基中锌离子能力的影响.结果表明该菌种吸附锌离子的最适条件为培养基初始pH为2、培养温度为27℃、培养基初始锌离子浓度为1 000 mg/L,为在工业废水处理中应用该菌种吸附和去除锌离子提供了理论依据.     

载镧壳聚糖去除水中氟离子的吸附特征研究

为有效去除水中氟离子,减少高氟水对人体的危害,壳聚糖与镧反应制备得到新型除氟吸附剂.用间歇吸附实验测定了不同浓度、温度和接触时间下新型吸附剂对氟离子的吸附.结果表明镧改性能显著提高壳聚糖对氟离子的吸附容量.Langmuir、Freundlich及Dubillin-Radushkevich(D-R)方程分别用来对吸附等温线进行拟合,结果表明氟离子在镧改性壳聚糖上的吸附等温线符合Langmuir方程,常温下最大吸附量为4 008mg·kg-1.吸附动力学过程用一级、二级及粒内扩散模型进行分析,结果发现氟离子在镧改性壳聚糖上的吸附为准二级动力学;粒内扩散不是控制吸附过程的唯一步骤.吸附热力学函数则进一步揭示氟离子在镧改性壳聚糖上的吸附为自发、吸热、熵增过程;D-R自由能E为13～17 kJ·mol-1.据此推测氟离子在镧改性壳聚糖上的吸附为化学吸附.图4,表2,参16.     

损伤炸药的冲击起爆数值模拟

通过对炸药化学反应速率方程的分析,建立了基于KIM弹粘塑性球壳塌缩热点模型原理的三项式整体化学反应速率方程模型. 运用遗传算法确定了反应速率方程相关参数,通过与Forest-Fire反应速率模型数值模拟结果对比验证所建模型的合理性. 将所建反应速率方程模型嵌入有限元程序对PBX炸药起爆过程进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以描述分析受冲击加载造成孔隙率、颗粒尺寸等变化的损伤炸药的冲击起爆过程.     

镍电解液净化除钴过程电位测定和净化深度研究

本文阐述了通氯加碱法除钴净化镍电解液的化学和物理化学原理,从理论上选择了除钴电位和 pH 值。测定了溶液电位,确定了除钴过程电位的可测性及电位与各种因素的关系。同时对净化深度进行了研究,找出了达到一定净化深度的最佳条件。     

锌精矿氧压浸出用新型添加剂的开发

针对木质素磺酸钙成分多变、使用效果波动大、有机杂质引入量大的问题,本文开展锌氧压浸出用新型添加剂的遴选和开发研究,通过考察新型添加剂在浸出、净化、电积等过程中的行为,评估其替代木质素磺酸钙的可行性。研究结果表明：与木质素磺酸钙相比,苯并三氮唑对氧压浸出过程中锌的浸出具有更好的促进效果;在添加剂质量浓度均为0.4 g/L时,使用苯并三氮唑时锌浸出率可达95.41%,而采用木质素磺酸钙为添加剂时锌浸出率仅为66.51%;苯并三氮唑的引入对锌粉净化脱除铜、镉、钴、镍等杂质离子几乎无影响,但对锌电积过程有较为明显的负面影响;当苯并三氮唑质量浓度增加至100 mg/L时,电流效率由91.00%急剧下降到24.65%,阴极锌片表面“粒化”严重,采用活性炭吸附、MnO₂氧化法,特别是吸附-氧化联合处理工艺可有效消除这一负面影响。     

基于SVM和混沌PSO的除钴过程工艺指标预测

针对锌湿法冶炼除钴过程存在非线性和大时滞的特点,提出一种基于支持向量机和混沌粒子群算法的工艺指标(钴离子浓度)预测方法。为提高粒子群算法的搜索性能,提出一种基于非优胜粒子混沌变异和全局最优值小范围扰动的混沌变异粒子群算法。采用混沌粒子群算法优化模型参数,采用二进制粒子群算法选择输入属性,以减少模型的复杂度,提高模型的预测精度。研究结果表明:所提出的模型精度满足当溶液杂质离子质量浓度在小于1 mg/L时绝对误差小于0.1 mg/L的现场工艺标准。