铜矿尾渣制硫酸项目水土保持方案分析

硫酸是国民经济发展过程中重要的基本化工原料,在国民经济各部门都有着极其广泛的应用。吉林隆源骐化工有限责任公司拟建设年产硫酸10万吨铜矿尾渣制硫酸项目。本文结合工程实例,对工程建设中造成的水土流失成因、特点、可能产生的危害进行分析,并结合本工程实际,采用分类治理的方法,提出治理方案。目的是对类似工程水土保持方案的设计有一定的借鉴意义。     

水泥—磷尾渣复合材料修复铅、镉污染土壤的再溶出特性研究

为了解决Pb、Cd污染土壤修复难的问题,选用水泥—磷尾渣对Pb、Cd污染土壤进行修复处理.利用短期溶出试验(醋酸溶出法、硫酸—硝酸溶出法)和长期溶出试验(半动态溶出试验)评估了水泥—磷尾渣修复后Pb、Cd污染土壤的再溶出特性.结果表明：水泥—磷尾渣对Pb、Cd有极好的固定效果,可大幅度降低污染土壤中Pb、Cd的溶出特性.醋酸溶出试验和硫酸—硝酸溶出试验结果表明水泥—磷尾渣修复后污染土壤具有较强的耐侵蚀能力,且当水泥—磷尾渣组分比为9.4∶0.6时,Pb、Cd的醋酸溶出浓度和硫酸—硝酸溶出浓度均低于我国地表水Ⅴ类标准值,当水泥—磷尾渣组分比为9∶1时,Pb、Cd的醋酸溶出浓度和硫酸—硝酸溶出浓度均低于我国地表水Ⅱ类标准值.半动态溶出试验结果表明：水泥—磷尾渣修复后污染土壤Pb、Cd长期溶出风险较低,在半动态试验周期内Pb、Cd最大溶出浓度均低于我国地表水Ⅳ类标准值.水泥修复Pb、Cd污染土壤具备进行二次利用的潜力.     

氟化氢传统工艺装备的改进

针对传统氟化氢工艺装备存在的生产工艺热能利用不足,导气箱腐蚀严重、堵管频率高,反应转炉炉头、炉尾密封性欠佳,有水酸制酸条件受限以及有水氟化氢人工充装易产生喷溅现象等问题,改进了装备中的5个关键工艺装置:即改进反应转炉的余热利用装置,导气箱换耐腐蚀材料并安装自动推渣装置,炉头炉尾缸由机械密封装置取代弹簧压紧装置,利用DCS系统实现有水酸制酸自动控制及有水氟化氢自动充装。试运行调整后,原传统萤石-硫酸法传统氟化氢生产条件得到大幅改善,产品质量稳定,年节约生产成本500多万元,减少二氧化硫排放量10.59 t,烟尘排放量减少4.25 t,实现了节能、降耗、减排的目标。     

硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿研究进展

利用硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿具有良好的的工业利用价值,不仅可以解决烧渣的综合利用问题,而且可以解决其对环境影响的问题.本文系统介绍了硫酸渣脱硫制备高品质铁精矿的脱硫技术方法、工艺流程及最新研究进展.硫酸渣脱硫方法主要有化学法、联合法和生物法.化学法主要包括酸浸、碱浸,联合法可分为碱浸-酸浸、浮选-磁选、重选-浮选、磁化焙烧-磁选等联合工艺方法.比较了这些方法的工艺路线及存在的优缺点,提出了生物法具有良好的工业应用前景,展望了该方法未来的研究方向为:高效脱硫菌种的选育,生物脱硫液的循环使用,硫酸渣生物脱硫协同回收有价金属,生物脱硫过程基础理论及工程化技术研究等.     

电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.     

硫铁矿烧渣制备聚合氯化硫酸铁铝及其表征

硫铁矿烧渣是生产硫酸的固体废弃物,利用硫铁矿烧渣制备高效絮凝剂是其综合利用的重要途径,既能消除烧渣的危害,又能实现资源化.利用硫铁矿烧渣制备高分子无机复合絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝(PAFSC),先采用混酸(盐酸和硫酸)酸浸硫铁矿烧渣,再将所得酸浸液经水解聚合作用合成PAFSC.通过使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪探究PAFSC的形态和结构,以化学需氧量(COD)和浊度去除率来评价其絮凝性能.PAFSC在投加量为45mg/L时,COD和浊度去除率分别能达到82.4%和99%.与聚合硫酸铁(PFS)对比,合成的PAFSC有更好的絮凝性能.     

每年四万吨的硫酸余热锅炉

杭州锅炉厂研制的4万吨/年硫酸矿制酸系统配套用的硫酸余热锅炉,可满足制酸工艺中对烟气的温度要求,同时还可利用本锅炉回收余热,消除对环境的热污染和改善粉尘污染.     

硫铁矿烧渣铁系氧化物的酸溶特性

为了改善硫铁矿烧渣酸溶工艺,提高铁的浸取率,研究了在70℃,反应3h,酸过量系数为1.2的条件下,不同质量分数的盐酸、硫酸以及两者混合后硫铁矿烧渣中铁系氧化物的酸溶特性.通过酸溶效果的数值模拟分析可知,盐酸酸溶效果优于硫酸酸溶.由混酸实验结果发现,混酸溶解效果优于相同H+浓度的单酸.此外,为了更准确地说明酸溶特性,对酸溶后的残渣进行了ICP,XRD和SEM表征.结果发现:原矿渣中主要含有的Fe3O4含量明显减少,表面呈现复杂结构的团块状也被分解成不同形状的小颗粒;且硫酸在酸溶过程中与矿渣中的金属形成新的晶体化合物,阻碍溶解.     

青霉素在酒精酒母生产中的应用研究

在酒精生产过程中,酒精酒母的培养,采用添加硫酸的方法,达到“以酸制酸”,抑制杂菌污染的目的文内通过反复试验,采用青霉素替代硫酸后,使用量为０５～１单位／毫升,可以有效地抑制杂菌污染,提高酒母质量,是行之有效的方法之一     

高硅碱浸渣提铟

碱浸渣是碱熔-浸出提绪后的铟渣,含铟量和含硅量较高,采用常规酸浸时会产生硅胶而难以过滤.分别用高温高酸浸出、硫酸化焙烧-浸出和预处理-浸出方法对高硅碱浸渣提铟进行研究.研究结果表明:这3种方法都能解决过滤难的问题,但采用预处理-浸出方法时铟的回收率最高.采用预处理-浸出提锢方法,即碱浸渣经过特殊处理后用硫酸浸出,在液固比为5 : 1,硫酸初始质量浓度为120～150 g/L,温度为80～90℃时搅拌浸出2.0 h,铟的浸出率高达95%.采用萃取-置换方法从浸出液中提取ω(In)＞98%的粗锢,经电解精练制得了ω(In)＞99.99%的精铟;从碱渣到粗铟,铟的直收率为90%.     

电渗析法处理生物质水解液分离提纯乙酰丙酸

首先研究了生物质派生的竹浆和糠醛渣在多次投料和补加硫酸的条件下水解制备乙酰丙酸(LA)的过程.实验结果表明,酸水解过程会消耗溶液中的H~+,通过补加硫酸维持水解液pH可以保证后续投料水解反应顺利进行,最终得到含高浓度LA的生物质水解液.此外,利用配制的模拟水解液研究了电渗析过程对原料液中LA、硫酸和甲酸(FA)三者分离的影响.结果表明:当硫酸存在时,大多数SO_4~(2-)及少量的LA和FA在电渗析过程中被分离;当原料液电导率降为0时,SO_4~(2-)被完全除去,同时LA和FA在电渗析过程中开始被快速地分离.最后,使用电渗析法处理真实的生物质水解液除去其中的SO_4~(2-),并采用蒸馏法提纯LA.最终LA的回收率为87.1%,并且分离得到的硫酸溶液可以进行重复利用.     

黄铁矿焙烧产物中铊的分布和环境贡献

研究了以云浮黄铁矿原矿配矿和浮选矿配矿的焙烧产物中铊的分布和环境贡献.结果表明,二种不同配矿方式的焙烧产物中,铊的集散规律不同;同一种配矿方式下,铊富集的次序为:微飞灰>洗涤渣>旋风渣>锅炉渣>炉底渣.表明黄铁矿焙烧时,焙烧产物中铊的分布既与矿石中的铊含量、赋存状态和焙烧工况有关,也受矿石的破碎和焙烧特性的影响.黄铁矿制酸,随硫酸尾气直接排入大气中的铊,浮选矿配矿为18%,原矿配矿为4%,通过各种除尘设备去除的铊约30%.而以硫酸渣作铁添加剂生产水泥时,约5.6%的铊直接排入大气,约43%的铊会进入水泥粉尘,故应注意硫酸和水泥粉尘中铊的防治和回收.     

机械活化硫铁矿还原Fe 3+反应动力学

硫铁矿烧渣是生产硫酸时产生的固体废弃物.在50%的硫酸溶液中加入硫铁矿烧渣,于115 ℃反应4 h后过滤得到硫铁矿烧渣酸浸液.当酸浸液中Fe 3 和Fe 2 的浓度分别为2.016 mol/L和0.138 mol/L时,取酸浸液500 mL,加入40 g硫精矿,在90 ℃下反应240 min,Fe 3 被还原成Fe 2 的转化率只有26.30%;加入40 g机械活化硫精矿,在90 ℃下反应240 min,Fe 3 被还原成Fe 2 的转化率达到76.75%.实验结果表明:通过机械活化,硫铁矿反应活性大大提高;机械活化硫铁矿与硫铁矿烧渣酸浸液中Fe 3 反应符合收缩未反应芯模型,属化学控制;反应动力学方程为1-(1-x) 1/3=kt,其活化能E-0为35.12 kJ/mol.     

还原剂与脱硫剂对硫酸渣直接还原焙烧同步脱硫的影响

研究了还原剂云南煤和脱硫剂SH对硫酸渣在直接还原焙烧过程中提铁降硫效果的影响.采用X射线衍射与扫描电镜方法分析了云南煤与脱硫剂SH的作用机理.结果表明:在高温还原气氛下,硫酸渣中的黄铁矿生成具有挥发性的气态单质硫和气态羰基硫、金属铁和非磁性的陨硫铁;硫酸渣中的赤铁矿和磁铁矿则被还原为金属铁;云南煤对硫酸渣在焙烧过程中的脱硫效果比较明显,但无法达到要求的指标;添加脱硫剂SH可以进一步降低还原铁中的硫,其机理是脱硫剂与硫酸渣中的黄铁矿在直接还原焙烧过程中反应生成金属铁和没有磁性的硫化钙,通过磨矿--磁选的方法将硫化钙与金属铁分离,从而达到脱硫目标.     

硫酸工业中重金属对环境影响的研究

硫酸是重要的工业原料,但硫酸及其生产过程中产生的重金属对环境的影响却鲜为人知。为了查明硫酸工业中主要重金属的来源,影响以及不同制酸工艺产生的危害差异,我们对辽宁省主要生产硫酸企业进行了调研,并应用美国环境保护局工业环境实验室推出的“多介质环境目标值(MEG)”综合环境评价法,对原料中重金属的含量进行了数学模型的分析。     

我校两项课题通过科技成果鉴定

2008年7月5日，我校有两项科技成果通过了山东省科技厅、教育厅组织的技术成果鉴定。由董风芝副教授主持完成的“硫酸渣杂质元素赋存状态及其资源化研究”项目。对不同类型硫酸渣进行了性质研究，探明了硫、砷杂质的赋存状态，进而对不同类型的硫酸渣确定了具有针对性的分选工艺。     

热酸浸出黄钠铁矾渣工艺

以黄钠铁矾渣为原料,研究硫酸浸出过程的工艺条件,分析浸出过程的热力学和动力学机理.实验结果表明,在液固比为5∶1,搅拌速率为350 r/min条件下,浸出黄钠铁矾渣的最佳工艺条件为:硫酸质量浓度为225 g/L,反应温度为95 ℃,反应时间为2.5 h,该条件下多组实验的渣中Fe、Zn浸出率均大于96%.黄钠铁矾渣硫酸浸出过程在动力学上属于收缩核模型,受化学反应控制.     

硫酸-異菸酸-γ-甲基吡啶及其混合物的电导滴定

在电化氧化和化学氧化γ-甲基吡啶制异菸酸的生产及研究中,需要确定氧化原溶液中的主要产物异菸酸及剩余物γ-甲基吡啶的含量。其电化氧化过程是在硫酸的水溶液中进行的。本文为分析硫酸-异菸酸-γ-甲基吡啶混合物中各个组成的含量提供一个电导滴定方法。     

由粗Zr(OH)4生产四水硫酸锆的实验研究

针对高硅低锆粗Zr(OH) 4生产四水硫酸锆过程中酸溶产物过滤困难、锆回收率较低的问题 ,以锆英石纯碱烧结、水解后产生的粗Zr(OH) 4为原料 ,在实验室条件下用高温高酸溶出的方法制得了四水硫酸锆 ,并提出了解决该问题的方案 .此外 ,通过条件实验 ,确定了可行的工艺流程及重要实验参数 .所得四水硫酸锆样品经X射线衍射分析、X射线荧光分析、差热分析及元素定量分析 ,结果表明 ,由粗Zr(OH) 4生产的四水硫酸酸锆达到了工业四水硫酸锆纯度及物相要求 .     

电渣重熔过程传热特性的实验研究

本研究对电渣重熔过程中电极表面温度,渣池温度,钢锭底部温度、结晶器壁及其冷却水中沿高度的温度分布进行了实验测量。利用安装在结晶器壁上的热流计,对重熔过程在结晶器壁内侧的热流密度沿高度的分布进行了实验测量。进而考察了三种渣系对重熔过程热行为的影响。