硼铁矿火法分离工艺生态压力研究

硼铁矿火法分离工艺是东北大学针对辽宁地区硼铁矿的特点而开发的一项资源综合利用工艺,为定量分析该工艺流程产生的生态压力,尝试用成分法计算火法分离工业系统及各生产环节和产品的生态足迹.研究结果表明:开采加工1万t硼铁矿产生的生态足迹为2 319.302 3 hm2,其中,高炉分离环节产生的生态足迹最大,占总生态足迹的79%,最小的是选矿环节,只占1%;从产品生态足迹看,生产1万t含硼生铁产生的生态足迹最大,为7 254.984 9 hm2;利用富硼渣比利用硼精矿生产1万t硼砂产生的生态足迹小,分别为4 438.656 0 hm2和6 177.444 2 hm2;从占地类型看,主要为化石能源用地.     

富硼渣钠化法制备硼砂过程中的影响因素

X射线衍射分析(XRD)表明,富硼渣中的硼组分主要以Mg2B2O5形式存在,而钠化渣中的硼组分以Na4B2O5和NaBO2晶相形式析出.对钠化渣进行磨细、水浸、过滤、结晶等操作,可最终制得硼砂晶体.采用化学分析和XRD等方法研究了热处理温度、碳酸钠加入量、钠化渣细度对硼浸出率的影响.当钠化渣在温度为650℃下保温1.5h,碳酸钠加入量为理论量的2.3倍,钠化渣粒度小于74μm时,硼的最大浸出率可达76.04%.     

富硼渣常压碱解浸出液的净化及硼砂制备

以富硼渣为原料、Na OH为钠化剂,在常压碱解的基础上,考察了浸出液中杂质的产生、去除机理和去除效果.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了富硼渣常压碱解及净化后的沉淀物和硼砂结晶产物的物相组成和显微形貌.结果表明:含硼浸出液中主要杂质是Ca2+和Si4+;Na HCO3对Ca2+的去除效果明显且Na HCO3的最佳添加量为3 g;浸出液p H值的改变对Si4+的去除效果明显,p H值为9.0时Si4+的去除率最高,可达到99%.实现"一步法"净化工艺,具有良好的去除杂质的效果.净化后的浸出液经蒸发、浓缩后获得了结晶良好的硼砂制品.     

富硼渣冷却速率与活性的关系

以硼铁矿13 m3高炉分离生产的富硼渣为原料进行了缓冷试验.通过改变富硼渣熔体的冷却条件,在1500~1 200℃区间控制冷却速率从0.76℃/min到20℃/min,在1200~900℃区间,冷却速率应小于2℃/min.富硼渣活性可由40.05%增加到83.72%.冷却速率越高,富硼渣的活性越大.这一试验结果与实验室研究结果相符合.试验结果表明现场可以实现两段式冷却提高活性,并为今后冷却装置设计指明了方向.     

富硼渣碳碱法制取硼砂

以硼铁矿１３ｍ＾３高炉分离得到的现场活性富硼渣为原料，采用碳碱法工艺制取酮砂，实验在ＦＹＸ－０５Ａ型高压釜中进行，通过对反应时间，总压力，液固化，碱量等四方面因素进行正交设计实验，得到１３５℃，纯ＣＯ２条件下富硼渣碳碱法制硼砂实验的最优工艺参数，碳解反应时间１２ｈ碳解罐总压力０．８ＭＰａ液固比２．５，碱量为理论量的１１０％，碳解率大于７５％，实验数据经级差分析表明，碳解反应时间和碳解罐总压力是影响     

氢氧化钠焙烧硼精矿提取硼砂的研究

为更加合理、有效的利用硼精矿,针对目前硼精矿冶炼过程中存在的问题提出工艺改进,以辽宁硼精矿为原料,采用氢氧化钠钠化焙烧的方法处理得到熟料,熟料经溶出、过滤、分离得到B_2O_3溶液和提硼渣,碳分含硼溶液得到硼砂产品.考察了碳分温度、碳分终点pH值和碳分B_2O_3浓度对硼砂回收率的影响.最佳工艺条件为:碳分温度20℃、碳分终点pH值9. 5、碳分B_2O_3浓度25 g/L,该条件下硼砂回收率为84. 6%.采用XRD、SEM和ICP分析了硼砂产品的组成、结构和成分,结果表明,该硼砂为晶型发育良好的块状结构,且纯度为97. 6%.     

硼铁矿磁选分离综合利用新工艺

在实验室条件下，进行了硼铁矿便利的工艺研究，硼铁矿经磁选分离获得含Ｂ２Ｏ３〉１３％的硼精矿和含ＴＦｅ－５５％的含硼铁精矿，硼精矿经活化焙烧，Ｂ２Ｏ３活性大于９０％；可直接用碳碱法生产硼砂，含硼铁精矿可作为烧结球团含硼添加剂使用，或经直接还原熔化分离进行硼铁分离，获得钢铁材料及可直接用于硼砂生产的富硼渣，工艺实现了硼铁矿的综合利用。     

富硼渣硫酸浸出试验研究

以富硼渣为原料，在１．５ｍ＾３浸出罐中进行硫酸浸出试验，硼的浸出率主要与富硼渣的结构，粒度，加酸量及浸出时间和温度等因素有关，试验结果表明，富硼渣中硼只要以遂安石晶体存在，粒度在０．１８～０．１６ｍｍ加酸量为８０％，浸出时间９０ｍｉｎ温度９５～１００℃硫酸浸出率可大于９０％。     

硼铁矿选择性还原分离铁和硼

本文对硼铁矿进行以选择性还原分离铁和硼作了理论分析和试验研究。结果表明,硼铁矿用煤为还原剂在固相下铁氧化物可被还原,而硼仍以氧化物形态存在;还原矿石磁选分离后,用电热熔化可将铁和含B_2O_3炉渣良好分离,控制熔分条件可获得不同金属产品;熔分渣可直接用于硼酸或硼砂生产。     

富硼高炉渣中遂安石相的析出行为

利用扫描电镜和X射线衍射分析研究了富硼渣Mgo-B2O3-SiO2-Al2O3-CaO渣系在不同冷却速率下,连续冷却和分段冷却时富硼渣中遂安石相的析出行为.试验结果表明,熔渣以不同的冷却速率由1 500℃冷却到800 ℃时,由于富硼炉渣中高熔点的镁橄榄石相先于遂安石相析出,对遂安石相的析出起到阻碍作用.采用分段冷却的方...     

用硼镁铁矿制取硼砂的研究

报道了硼镁铁矿有益元素综合利用的一种新途径——制取硼砂的新工艺。以硼镁铁矿为原料,经熔融还原—熔态分离铁和渣—熔渣钠化—加压水浸—过滤、浓缩、结晶制取含Na_2B_4O_7·10H_2O大于97％的硼砂。在这种工艺中采用了向熔渣中喷射粉料的技术。对原料、中间产物以及最终产物进行了X射线物相分析。讨论了这种工艺中的主要化学反应。     

内蒙古能源消费碳足迹研究

为了衡量人类能源活动对大气环境的影响,用IPCC法,结合碳足迹的相关概念,分别估算了2001—2010年内蒙古能源消费的CO2排放量、总碳足迹、制造业能源碳足迹、碳足迹的产值、碳足迹强度和生态压力,并以此为基础,应用STIRPAT模型对能源消费的碳足迹与经济增长的关系进行了研究.结果表明,2001—2010年,内蒙古能源消费的CO2排放量逐年增加,煤炭是主要排放源;能源消费的碳足迹增长迅速,制造业能源消费的碳足迹在总碳足迹中占很大比例,且一直呈上升趋势;能源消费的碳足迹产值有所增加,生态压力增大;在碳足迹的STIRPAT模型拟合结果中没有出现环境库兹涅茨曲线.     

中国钢铁行业的生态足迹

为分析我国钢铁行业资源效率和环境效率,尝试提出钢铁行业生态足迹的概念和研究方法,并对中国钢铁行业的生态足迹及其构成和变化进行了实证研究.研究结果表明:钢铁行业的万吨钢生态足迹呈下降趋势,但由于钢铁产量的迅猛增长,造成钢铁行业生态足迹大幅度增长.钢铁行业生态足迹的主体是能源间接占用地(占到钢铁行业生态占用的99%以上),降低钢铁行业生态足迹的关键是要进一步降低能耗及减少污染.近年来钢铁行业水足迹下降较快,该行业在节水和减少污水排放方面,取得了一定的成效.     

我国交通运输业碳足迹测算

通过构建交通运输业碳足迹测算模型,利用能源消费量、运输周转量等数据对2004—2008年我国交通运输业能源消费碳足迹进行测算,结果表明:我国交通运输业能源消费碳足迹总量呈持续增长趋势,从2004年的37 025.34万t上升到2008年的48 849.43万t,年均增长7.17%.其中,5年来终端能源消费产生的直接碳足迹占89.06%.不同能源消费碳足迹中柴油消费碳足迹所占比例最大,为46.65%,其次是汽油消费碳足迹,占17.85%,二者均呈逐年上升趋势.单位换算周转量碳足迹呈明显下降趋势,从2004年的485.72 kg.(104t.km)-1下降到2008年的408.45 kg.(104t.km)-1,年均降幅为4.24%.     

沈阳市经济发展的环境压力

基于生态足迹方法结合社会代谢物质流及相关指标,构建反映区域经济的综合环境压力模型.应用该模型对沈阳市1991—2005年的环境压力进行计算.结果表明:沈阳市生态足迹总量在2000年后快速上升,可见经济的高速增长是以环境压力(资源消耗)的高速增加为代价的.总足迹构成中,碳足迹占总足迹的66%~80%,直接足迹占20%~34%.可见,沈阳市环境压力的主要矛盾是碳排放,因此,应该把提高经济运行的碳效率、降低碳排放看做一项长远的重要任务.改善能源供给结构和调整产业结构是降低碳排放、提高碳效率的主要途径.     

葡萄糖改性有机硼交联剂在水基聚乙烯醇压裂液中的应用

为验证聚乙烯醇作为水基冻胶压裂液的可行性,提出葡萄糖改性有机硼交联剂的压裂液体系.采用实验室自制葡萄糖改性有机硼交联剂,得出原料最佳配比n(硼砂):n(葡萄糖)=1∶1.5.葡萄糖改性有机硼交联剂对聚乙烯醇有很好的延时性和耐高温性,其交联时间可以控制在60～500 s之间,耐热温度在70℃左右.以聚乙烯醇为稠化剂的水基冻胶压裂液的最低有效浓度可达1.1%.     

邢台市能源消费碳排放足迹的动态变化及对策

采用碳足迹模型, 分析2003-2013年邢台市能源消费碳排放足迹和碳排放足迹生态压力的动态变化。结果表明: 近10年来邢台市能源消费量逐年增多, 在总能源消费中, 化石能源消费所占比例在50%上下, 在化石能源消费中, 仍以煤炭消费为主, 这是受长期以煤炭为主要能源供应政策影响的必然结果; 人均总碳排放足迹与煤炭人均碳足迹呈波动增加的趋势, 石油人均碳足迹虽然有波动, 但总体变化不大, 天然气人均碳足迹呈现波动和快速上升两个阶段; 碳排放足迹生态压力总体为增加态势且其值大于1, 说明在能源利用过程中产生的CO2 远超出林地所吸纳的量。对邢台市未来的能源利用及产业结构提出相应的可行性对策, 以期为优化能源利用结构和构建低碳经济发展模式, 实现可持续发展提供科学的决策依据。     

黄山风景区能源消费的碳足迹分析

旅游业敏感于全球气候变化,同时旅游业的能源消费所产生的温室气体排放,也影响全球气候变化.旅游地是特殊的人地关系相互作用的区域,旅游地能源消费的碳排放分析,是旅游地制定与实施低碳景区政策与措施的基础.在构建基于能源消费结构的旅游地碳足迹测度模型的基础上,以黄山风景区为例,利用2006-2009年的相关数据进行分析,认为：1）黄山风景区2006-2009年间碳足迹总量上升趋势明显,年均增长率为7％;2）能源消费的碳足迹存在明显的结构差异,5种能源碳足迹从高到低依次为电能、煤、柴油、汽油、液化气;3）能源消费的碳足迹分析表明,2006-2009年黄山风景区呈可持续发展态势.     

重庆市经济发展与碳足迹的相关分析

采用物料衡算法计算了1980—2009年重庆市的碳足迹,并从经济增长、产业结构演进、能源结构演进3个方面对经济发展与碳足迹之间的关系展开研究,研究发现:①1980-2009年重庆市碳足迹总体呈持续上升态势,且与经济增长呈高度相关性,二者呈倒N型曲线关系;GDP与碳足迹消长异步,总体呈"弱脱钩"态势;②1997—2009年,第二产业的碳足迹所占比重波动上升,第一产业的则波动下降,第三产业的碳足迹所占比重逐年上升并于2004年超过第一产业;③1997—2009年,煤炭消费产生的碳足迹占主导地位,石油消费产生的碳足迹于2004年超过天然气;④经济增长、产业结构演进、能源结构演进与碳足迹的关联度大小顺序依次为经济增长、产业结构演进、能源结构演进.认为重庆市要控制碳足迹总量,较快地实现经济增长与碳足迹之间的"强脱钩",必须调整、优化产业结构,并加大科技投入,转变经济增长方式.     

中国钢铁足迹的脱钩趋势与演变特征研究

钢铁是维持现代社会经济系统运转不可或缺的原材料．社会经济发展过程引发了对钢铁资源的大量需求,与此同时,钢铁的生产与消费也带来环境污染问题,威胁人民群众健康．从消费侧视角出发,探究钢铁足迹的脱钩趋势和演变特征,对理解我国的钢铁消费需求、提高消费效率具有重要意义．基于此,本文采用多区域投入产出分析方法,核算并分析了1995—2016年中国钢铁足迹与经济发展的脱钩趋势,并揭示了最终需求结构变化对钢铁足迹变化趋势的影响．结果表明,1995—2016年,我国钢铁足迹总体保持快速增长态势,并经历了从强脱钩到扩张性耦合、再到弱脱钩的演变过程,反映了我国不同经济发展阶段的钢铁需求差异．从最终消费需求结构看:2016年我国73%的钢铁足迹由投资拉动,其中建筑业、其他制造业和交通部门贡献了98%的投资相关的钢铁足迹;家庭消费贡献了14%的钢铁足迹,轻工业、其他制造业、交通部门和生活性服务业贡献了约82%的家庭消费引发的钢铁足迹．基于我国钢铁足迹的演变特征与脱钩趋势引导终端钢铁消费结构调整,逐步推进重点部门以需定产、合理消费,有助于实现钢铁资源的可持续利用以及与社会经济的协调发展．