LF炉合成精炼渣成分优化

通过建立二次回归正交设计模型,考察了合成精炼渣碱度w(CaO)/w(SiO2),Al2O3和CaF2质量分数对LF深脱硫效果的影响.结果表明,当渣中w(FeO)为0.5%,w(MgO)为9%时,随渣中w(CaO)/w(SiO2)增加,脱硫率均先增大后减小.当w(CaO)/w(SiO2)不同时,Al2O3和CaF2质量分数对脱硫效果的影响程度不同,主要原因是渣中有效CaO含量变化引起的.随渣中w(FeO)降低和渣量增加,脱硫率明显增大.实验优化的最佳脱硫渣系组成为w(CaO)/w(SiO2)=9~11,w(Al2O3)=27%~29%,w(MgO)=9%,w(CaF2)=8%~10%,w(FeO...     

砷锑价态对铜电解液中砷锑铋脱除率的影响

采用SO2还原,使铜电解液中As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ),Sb(Ⅴ)还原为Sb(Ⅲ),并调节电解液中As(Ⅴ)与As(T),Sb(Ⅴ)与Sb(T)的物质的量比,蒸发浓缩电解液,冷却结晶后,能有效脱除铜电解液中As,Sb和Bi等杂质。研究结果表明:当铜电解液体积为3L,Cu的质量浓度为32g/L,As(T)的质量浓度为9.36g/L,Sb(T)的质量浓度为0.65g/L,Bi的质量浓度为0.45g/L,n(As(Ⅴ))/n(As(T))和n(Sb(Ⅴ))/n(Sb(T))分别为0.4时,蒸发浓缩电解液,使浓缩前电解液与浓缩后电解液体积比为2.5,冷却至10℃结晶,过滤,铜电解液中Cu,As,Sb和Bi脱除率分别为82%,62%,55%和85%。蒸发浓缩结晶产物中含CuSO4.5H2O和As2O3。其结晶产物中Cu为29%,As为5%,Sb为0.37%,Bi为0.2%。     

砷、锑和铋对铜电沉积及阳极氧化机理的影响

采用循环伏安及交流阻抗研究As(Ⅲ,V),Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)对铜电沉积及阳极氧化机理的影响.研究结果表明:电解底液循环伏安分别在0.06 V和-0.25 V出现还原峰a和b,在0.10 v和0.23 V出现氧化峰b'和a'.As(Ⅲ)加速铜的电沉积,As(V),Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)均改变铜的沉积机理,使两步反应变成一步反应,其中,加入Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)的电液在-0.13 V附近出现杂质Sb和Bi的还原峰;这些杂质均抑制铜的氧化反应,改变阳极氧化机理,使两步氧化变为一步氧化反应;将As(Ⅲ,V),Sb(Ⅲ,V)和Bi(Ⅲ)单独加入电解液中,电极过程均产生电活性物质吸附,均使电极过程阻抗减小.     

Cl~-助萃作用下N235萃取脱除铜电解液中锑铋

采用溶剂萃取法脱除铜电解液中的杂质,通过在铜电解液中加入助萃剂研究萃取剂N235对Sb和Bi的萃取性能。考察N235体积分数、助萃剂浓度、有机相与水相的体积比(相比)、萃取时间等因素对Sb和Bi萃取率的影响。研究结果表明:在有机相组成(体积分数)为20%N235+10%异辛醇+70%磺化煤油,助萃剂浓度为0.1 mol/L,相比为1:1时,铜电解液经单级萃取,Sb和Bi的萃取率(质量分数)分别为56.1%和96.6%。在有机相组成和助萃剂浓度保持不变的情况下,相比为2:1时,铜电解液经过7级逆流萃取,Sb的萃取率为86.0%,Bi的萃取率为97.1%。7级逆流萃取平衡有机相经氨水沉淀反萃—水洗—酸化处理后,Sb和Bi总反萃率可达98.4%和96.5%,有机相可循环使用。     

含铅废渣料还原造锍熔炼回收铅和银工艺

针对铅锌冶炼企业产出大量含铅固体废弃物难以环保经济回收的难题,提出从多种含铅废料中回收二次铅的还原造锍熔炼新工艺.在热力学计算的基础上,进行以铅膏、铅渣、铅烟灰和黄铁矿烧渣的设计混合料为熔炼对象,以氧化铁为固硫剂,焦粉为还原剂,苏打和芒硝作为添加剂的工艺实验,研究熔炼过程中各影响因素对铅和银直收率的影响.得到优化的工艺条件：FeO/SiO2质量比为1.10,CaO/SiO2质量比为0.30,添加剂组成中Na2 CO3/Na2 SO4质量比为7：3,焦粉用量为含铅物料质量的15%,熔炼时间为2 h,熔炼温度为1200益.在此条件下综合实验中铅直收率为85.95%,银直收率为83.15%.新工艺具有固硫、综合利用和一步炼铅的优点.     

含砷废酸制备亚砷酸铜及其在铜电解液净化中的应用

利用含砷废酸制备亚砷酸铜,并将所得亚砷酸铜应用到铜电解液的净化。研究结果表明:使用NaOH溶液调节废酸pH值为6.0时,废酸中Pb,Cu,Fe和Mg杂质的去除率达到90%以上,砷保留率为89.0%;除杂后,加入CuSO4和NaOH溶液,当pH=8,n(Cu):n(As)=2:1,反应温度为20℃,反应时间为1h时,亚砷酸铜的产率达到98.2%;所得亚砷酸铜为非晶体,其中Cu与As的物质的量比为2.15;当铜电解液中加入20g/L亚砷酸铜时,铜电解液中Sb和Bi分别从0.65g/L和0.15g/L降到0.30g/L和0.07g/L,Sb和Bi去除率分别达到53.85%和53.33%。     

铜电解液中砷氧化还原规律及价态转化途径

以含H2SO4、As、Sb、Bi的酸性溶液为研究体系,采用化学分析及电化学测试研究了电解液中砷的氧化还原规律及价态转化途径。试验结果表明:溶解在铜电解液中的空气在一定温度下将As3+氧化,而且Sb可显著促进As3+的氧化。通过向电解液中通入适量的SO2可实现电解液中砷的价态调控,促进砷锑铋的共沉淀反应。采用SO2还原电解液中的As5+,使砷物质的量比(n(As3+)/n(As5+))维持在1∶1附近,Sb、Bi在一定条件下脱除率分别高达60.0%和46.0%。电化学测试表明:加入As3+后,阴极过程在-0.1～-0.2 V出现还原峰,随着As3+加入量增大,峰电位负移。加入As5+后,阳极和阴极过程分别在-0.01 V和-0.18 V附近出现氧化峰和还原峰,随着As5+浓度的增加,氧化峰电流逐渐增大;还原峰电位负移,峰电流先增大后减小。     

再生铅低温碱性固硫熔炼的实验研究

针对我国传统再生铅生产工艺所存在的熔炼温度高、能耗大、铅和低浓度SO2烟气污染严重等弊端,在对NaOH-C-PbSO4-ZnO低温碱性炼铅体系进行理论分析的基础上,提出了一种再生铅的低温碱性固硫熔炼新工艺.以废铅酸蓄电池胶泥(以下简称胶泥)为实验原料,采用单因素实验法分别考察NaOH用量、熔炼温度、焦粉用量及固硫剂ZnO用量对金属铅直收率和ZnO固硫率的影响.获得优化实验条件如下：m(NaOH)/m(胶泥)=60%,熔炼温度为860℃,m(焦粉)/m(胶泥)=10%,m( ZnO)=m(理论量).在此优化条件下进行综合扩大实验,铅的直收率为99.09%,获得粗铅品位为98.86%,ZnO固硫率为93.37%. X射线衍射图谱分析可知,反应后原料中硫主要以ZnS的形式固定在渣中,NaOH绝大部分转变为Na2 CO3,生产过程中无SO2气体排放.     

精炼渣中FeO的活度模型

根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了SiO2-Al2O3-CaO-MgO-FeO-MnO六元渣系的活度计算模型。计算得到了LF精炼渣中FeO的活度值,并分析了炉渣成分Al2O3、FeO以及碱度w(CaO)/w(SiO2)对FeO活度的影响,为帘线钢精炼变渣过程中控制回硫提供指导。     

老挝琅南塔省普哈县冶炼调查及炉渣分析

考察老挝南塔省(Louang Namtha)普哈县(Pu Ha County)龙阮村冶炼遗址,采集到炉渣、陶片等遗物.分析发现,炉渣为FeO-CaO-SiO2-PbO四元系渣.炉渣中发现较大的金属铜或冰铜颗粒,颗粒中普遍有块状或弥散状金属铅分布,结合炉渣基体及颗粒中含有的As和Sb的特征,初步推测该遗址使用的矿石是铜铅多金属共生矿,其冶炼产品可能是铅,不能排除冶炼出的铅就地用于钢鼓铸造的可能性.     

含氟烧结矿黏结相流动性的探讨

针对包钢含氟烧结矿黏结相的流动性进行了试验研究.通过改变黏结相的碱度(w(CaO)/w(SiO2))以及MgO,CaF2和FeO的含量并测得相应黏结相在熔融态下的黏度和表面张力,从而得出烧结矿黏结相物性的一般变化规律.结果表明,碱度为1.4时,黏结相的黏度最小和熔化性温度最低,但表面张力随碱度的升高而增大;适量的MgO能降低黏结相的黏度,而表面张力随MgO含量的增加而增大,当MgO质量分数为5%时,熔化性温度最低;添加CaF2能显著降低黏结相的黏度和表面张力;FeO含量增加,黏结相的黏度和表面张力变小.     

无铅易切削铋锑黄铜的组织与性能

采用熔铸、挤压的方法生产出以Bi和Sb代铅的环保型易切削黄铜棒材.利用扫描电镜、光学显微镜等手段对易切削黄铜的微观组织进行观察分析,并对其力学、脱锌和切削性能进行研究.结果表明:添加的Bi和Sb主要以单质或化合物方式存在于无铅黄铜的相内和相界处,Bi以单质颗粒存在于相界处,Sb以化合物形式存在于相内,这对提高合金切削性能有利;添加Bi和Sb黄铜的抗拉强度为478.9 MPa,伸长率为15.1%,断面收缩率为29.3%,屈服强度大约为295 MPa;添加Bi和Sb黄铜的切削性能比HPb59-1铅黄铜的优,合金的脱锌腐蚀性能良好,脱锌层厚度约为323μm.     

含银铅锑多元合金真空蒸馏的元素挥发行为

以富集银为目的,采用真空蒸馏法研究含银铅锑多元合金在中真空(5~25 Pa)的条件下蒸馏过程中各元素的挥发行为,考察蒸馏温度、蒸馏时间对各元素脱除率的影响。实验结果表明:在系统压力为5~25 Pa,蒸馏温度为950℃,蒸馏时间≥45 min的条件下,Pb和Bi脱除率接近100%;As和Sb的挥发较为彻底,其脱除率分别达到96.3%和92.5%以上,而Ag和Cu基本不挥发。残留物的XRD分析结果表明,残留物中Cu与Sb形成化合物Cu2Sb及Cu10Sb3,Ag与Sb生成Ag3Sb,As与Cu生成Cu5As2,使得Sb和As的挥发不够彻底。真空蒸馏法提供一种含银铅锑多元合金中Ag与贱金属分离的方法,使Ag能得到有效富集。     

铅闪速熔炼过程的多相平衡模型

针对粗铅、铜锍、炉渣和烟气四相平衡体系,基于最小吉布斯自由能原理,采用元素势法,建立铅闪速熔炼多相平衡热力学模型.在与半工业试验相同炉料组成、熔炼温度、富氧浓度等操作条件下,模拟计算平衡组成.研究结果表明;粗铅中Pb质量分数绝对误差为0.30,相对误差仅为0.30％;炉渣中Pb,CaO和SiO2质量分数绝对误差分别为2.00,0.50和0.70,相对误差分别为6.67％,3.57％和3.89％,说明建立的模型能较好地反映铅闪速熔炼实际情况,为铅闪速熔炼过程的热力学研究提供了依据.     

物料配比对铝酸钙炉渣浸出和自粉性能的影响

将CaO,SiO2和Al2O3按不同配比混合,在1 500℃煅烧1 h、降温速度为5℃/min下合成了铝酸钙炉渣,主要物相为-γ2CaO.SiO2和12CaO.7Al2O3;并通过XRD和马尔文激光粒度仪研究了铝酸钙炉渣的C/A(除去和SiO2结合成2CaO.SiO2之外的n(CaO)/n(Al2O3))和A/S(w(Al2O3)/w(SiO2))对其物相组成和自粉性能的影响.结果表明:炉渣的C/A<1.5时有难浸物质钙铝黄长石2CaO.Al2O3.SiO2生成,降低了炉渣的浸出率和自粉性能,提高C/A可以消除其生成,C/A=1.6~1.9时,炉渣的浸出和自粉性能良好.炉渣的A/S对物相组成影...     

黑铜泥酸性浸出及铜砷分离研究

研究黑铜泥酸性浸出的工艺条件,合适的工艺条件使Cu、As与Sb、Bi有效分离,最终实现Cu、As的综合回收.实验结果表明,最佳酸浸条件为:H2SO4浓度为1 mol/L,温度80℃,液固比为10:1,浸出时间为4h,空气流量为0.7 m3/h,搅拌速度为400 r/min.在最佳酸浸条件下,黑铜泥中Cu、As、Sb、B...     

Zn对Sn-Pb-Ag合金中Ag富集规律的影响

以Sn-36.6%Pb-1%Ag为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)和化学成分分析等手段,对Sn-Pb-Ag中加入Zn后Ag与Sn,Zn反应的热力学、浮渣含银量及Ag-Zn化合物的组成、形貌及分布进行研究。研究结果表明:Ag更易与Zn生成Ag-Zn金属间化合物;浮渣含银低于1%(质量分数);体系上部、中部和底部均存在3种金相:富锡相(Sn-12.21%Pb-0.52%Ag-2.42%Zn)、富铅相(Pb-31.34%Sn-1.89%Zn)和Ag-Zn化合物相(Zn-27.30%Ag-10.87%Sn-3.70%Pb),Ag-Zn化合物相不发生偏析,且体系中不存在分层区域。原因可能是Sn-36.6%Pb-1%Ag的密度仅比Ag-Zn化合物密度大0.35 g/cm~3;Sn-36.6%Pb-1%Ag为富锡基体系,富锡基中不存在双液相分层区。但是在Sn-Pb-Ag体系中加入Pb,不仅能增大体系的密度,当铅的质量分数大于60%时液相将存在双液相分层区,使得加锌富集Sn-Pb-Ag中的银成为可能。     

环境友好产品--过氧化钙的合成及其应用

通过加入新型稳定剂磷酸铵,研究了常温水相中合成过氧化钙的新工艺.讨论了原料配比、浓度、温度、时间、稳定剂加入量等因素对过氧化钙产率和纯度的影响,在最佳条件下合成的CaO2纯度大于65%.采用CaO2产品处理含铜、镉、铅、锌离子的工业废水,通过原子吸收分光光度计测定处理前后废水中铜、镉、铅、锌离子的浓度.结果表明,在室温下,过氧化钙用量与重金属离子摩尔比为2∶1时,处理60 min,处理过程不调节pH的条件下,含铜54.12 mg/L、镉36.58 mg/L、铅22.74 mg/L、锌30.10 mg/L的废水经一次处理后,铜、镉、铅、锌去除率均达到99.5%以上,且铜、镉、铅、锌浓度均达到国家一级水排放标准.     

二甘醇用于胶体Sb2O5的制备及稳定作用

采用二甘醇为稳定剂,以H2O2为氧化剂,将Sb2O3氧化,制得胶体Sb2O5.通过正交实验法优选出最佳制备工艺条件为:n(H2O2)/n(Sb2O3)=3,m(H2O)/m(Sb2O3)=6,m(二甘醇)/m(Sb2O3)=0.3,温度95℃,反应2 h.该条件下,Sb2O3转化率达到94%,透光率80.2%.实验结果表明:采用二甘醇作为稳定剂,可使Sb2O5粒子稳定存在1 a以上而不发生聚沉.     

生物质炭深度还原铜熔渣的特性

研究以生物质炭为还原剂,直接熔融深度还原铜熔渣中的有价金属的过程。对比分析生物质炭与煤粉在铜熔渣熔池熔炼还原过程的还原特性,探讨研究熔池温度、生物质炭添加量、反应时间等影响因素对熔渣中有价金属铁的价态改变及迁移规律的影响机制。研究结果表明:生物质炭能够有效替代传统煤质还原剂,实现铜熔渣的深度还原。在生物质炭含碳与铜熔渣全铁的物质的量比为1.375:1,反应温度为1 300℃时,金属铁的还原率可达95%以上,铜的还原率达到98%以上,生物质炭的利用率为90%。