工业炉窑烟气中氟的脱除及综合利用

氟是自然界常见的元素,也是人体必需的元素。在含氟矿物的开采、冶炼过程,在氟化物产品的生产过程中都不可避免地产生氟污染问题;当环境中的氟化物超过一定浓度后将对生物造成影响,因此必须控制氟污染。本文对工业炉窑烟气中氟的脱除技术及氟资源的综合利用进行了简要探讨,以解决氟污染的问题。     

从镍钼矿冶炼烟尘中浸出硒的体系选择

研究在酸性和碱性浸出体系中氧化浸出镍铝矿冶炼烟尘中硒的热力学,采用线衍射对镍钼矿冶炼烟尘及其浸出渣进行表征.结果表明:在盐酸-硫酸的复合体系中,采用氯酸钠为氧化剂,有利于镍钼矿冶炼烟尘中硒浸出;实验研究证明热力学研究的正确性.在盐酸和硫酸复合体系中,氧化浸出镍钼矿冶炼烟尘中的硒,硒的浸出率大于98％,浸出渣含硒0.13％.冶炼烟尘中硒以单质的形式存在;浸出渣中未见有硒及其化合物的衍射峰出现,表明烟尘中硒浸出较完全.     

铜冶炼烟尘金属分离及资源回收研究进展

以铜冶炼烟尘为研究对象,分析其理化及矿物学性质,对比铜冶炼烟尘金属分离与回收方法,包括碳热还原法、硫酸浸出法、碱性浸出法和湿法-火法联合工艺,总结各方法的原理、典型工艺、现状和存在问题,阐述非常规冶金方法在铜冶炼烟尘金属分离中的应用,展望铜冶炼烟尘资源回收的发展方向。研究结果表明：铜冶炼烟尘中砷、铜、锌含量受冶炼工艺、原矿品质的影响,不同元素赋存形态存在差异。碳热还原法可以通过金属砷酸盐和氧化物分解的方式释放砷,从而实现砷与其他有价金属的分离;硫酸浸出法可以高效浸提铜冶炼烟尘中的金属,实现多元素的回收;碱性浸出法可选择性浸提砷;湿法-火法联合工艺结合了火法工艺选择性分离砷和湿法工艺高效提取金属的优点,对于复杂高砷铜冶炼烟尘处理具有优势。铜冶炼烟尘兼具资源属性和环境风险,实现清洁生产及多金属资源化利用仍是关键,砷的无害化处置与锌、铜、铅等有价金属的高效协同回收工艺及分离机制、全过程物质流与环境效应是铜冶炼烟尘资源回收的发展方向。     

燃煤锅炉烟气氟化物检测方法的研究

由于燃煤锅炉烟气氟化物的低浓度特性，直接采用工业污染源烟气氟化物浓度检测标准方法测定燃煤锅炉烟气氟化物常导致测定结果产生较大的偏差。本文通过试验对造成测定结果偏差的原因进行了系统研究，对气态氟和尘态氟采样方法、采样装置、采样参数和氟化物测量方法等检测程序进行了合理改进，使之较好地适用于燃煤锅炉烟气中低浓度氟化物的准确测定。     

有色炉窑烟气高浓度SO_2回收及重金属协同控制技术研究与示范

我国有色冶金行业烟气中的SO2与重金属排放问题亟待加强控制。随着冶炼烟气制酸尾气SO2排放标准限值的提高和铅、锌等冶炼工程中汞、铅等重金属污染物排放标准的日趋严格,有色冶炼烟气重金属控制和SO2资源化利用技术已成为有色行业急需的技术。该技术是有色炉窑烟气SO2回收及重金属协同控制技术。该技术以铅锌等冶炼烟气作为治理对象,针对有色冶炼烟气中SO2浓度高、气量波动大、同时含有Hg、As、Cd、Pb等多种重金属的特征,将冶炼烟气经预处理后、采用多功能吸收液高效液相吸收,可同时脱除烟气中SO2和重金属(Hg、As、Cd、Pb),并对重金属和硫产物进行回收利用,最终获得硫酸铵产品,为我国有色冶炼烟气污染物控制提出一条可行途径。在株冶集团建立与1万吨/年锌生产规模相匹配的冶炼烟气SO2与多种重金属协同控制的示范工程。该技术有如下优点:(1)冶炼烟气中的SO2与重金属的氧化物同步脱除,脱除效率高,烟气可以达标排放。脱硫效率≥95%,出口烟气中SO2含量≤400 mg/m3;汞、砷、镉、铅4种重金属去除效率稳定大于90%,出口烟气中Hg≤0.012 mg/m3、As≤0.5 mg/m3、Cd≤0.5 mg/m3、Pb≤0.7 mg/m3,副产品达到《副产硫酸铵》(DL/T808-2002)标准,汞的综合回收率大于80%,铅的资源化率大于65%。(2)可回收冶炼烟气中的重金属,实现金属硫化物的资源化利用,同时避免了冶炼烟气的重金属排放及其转移到废水二次污染。(3)采用氯化汞溶液洗涤脱汞时,氯化汞可循环使用,吸收的金属汞形成甘汞产品,兼顾了汞的治理与回收利用。(4)从冶炼烟气中的SO2制取硫酸铵等副产品,脱硫率高,运行成本低,而硫酸铵与其他硫产品相比具有用途广泛,易于贮存和运输等优点,在达到协同净化的同时,还有较好的经济效益。因此,该技术是解决冶炼烟气净化与利用的关键技术。该技术工艺简捷,易操作,脱硫率高,重金属去除效率高,成本低,适于工业化应用,在有色冶炼行业有较好的推广应用前景。     

煤中氟化物浸提试验研究

首次采用浸提试验系统研究煤中氟化物赋存形态。结果表明,许多溶剂都能从煤中浸出相应形态和数量的氟化物,煤中不同浸提态氟按氟含量高低存在如下趋势:酸浸提态氟>碱浸提态氟>盐浸提态氟>水浸提态氟,浸提结果反映了煤中几种不同赋存形态氟化物含量的数量级概念,以无机盐矿物形态存在的难溶性氟化物是煤中氟的主要赋存形态。研究结果可为煤中氟赋存形态的研究提供试验方法与依据。     

炼钢电弧炉排烟净化新技术

电弧炉在冶炼过程中,由于金属炉料的氧化以及和造渣材料等的冶金反应,炉料中可燃物质燃烧时会产生大量的烟尘。根据国内外测定,每冶炼1吨钢约产生8～10公斤灰尘,而且灰尘颗粒度小,浓度高,如在吹氧炼钢时,90％以上灰尘都小于1微米,每立方米烟气中含有10000～15000毫克灰尘。因此,电炉在生产过程中,如果不采取排烟净化措施,不但影响工人身体健康,而且污染环境,造成严重公害。在国外,几乎每一座新电炉都安装有完善的排烟净化设备,而且要求越来越高。国内从六十年代     

不同络合剂对化学镀法制备镍包铜复合粉末的影响

利用化学镀的方法制备镍包铜复合粉末,考察柠檬酸钠、醋酸钠和乳酸3种络合剂对Ni/Cu包覆粉体的转化率、包覆效果及分散性的影响.分别采用扫描电子显微镜、EDS能谱仪、X射线衍射仪对镍包铜粉末的微观形貌和物相组成进行表征.结果表明:采用柠檬酸钠作为络合剂能使镍更好地包覆于铜粉表面,镍金属原子分数大于90%,并且具有良好的分散性.     

碳纤维复合材料化学镀工艺研究

为确定最佳化学镀制备碳纤维复合材料工艺条件,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征涂镀产物的组成及形貌. 实验结果表明:温度、pH值、装载量、纤维长度和搅拌方式对施镀效果有影响,镀铜最佳工艺条件为温度60 ℃,pH=12,装载量60 mg/250 mL,碳纤维长度为1 mm. 镀铜镍碳纤维(CNCF)的镀层元素为铜和镍,镀层均匀,铜、镍为多晶,结晶质量、表面一致性良好,电镜确定铜层厚度约为1 μm,与理论计算0.96 μm基本吻合.      

新型二维层状铜磷酸盐氟化物的合成与表征

采用改良的氟水热法,以磷酸为溶剂合成了一种新型的二维层状铜磷酸盐氟化物Na_2Cu_2F_2[P_2O_7],并通过粉末X射线衍射、单晶X射线衍射、能谱分析、红外光谱分析、热分析和磁性分析对其晶体结构、化学成分、官能团、热稳定性和磁学性能进行了表征.结果表明:在该化合物中,[Cu_2O_6F_2]二聚体与焦磷酸根[P_2O_7]~(4-)交替连接形成一个平行于(100)面的二维CuPOF层,层中邻近的磁性Cu~(2+)之间具有很强的反铁磁相互作用;此外,由于二聚体型结构的Cu~(2+)之间无法形成自旋阻挫以阻止其自旋的有序排列,在低温时该化合物呈现出长程反铁磁有序.     

P_(204)从硫酸体系中萃取铟的研究

铟不能形成单独的矿物,主要是伴生在铅、锌、铜、锡的矿石里。在冶炼铅、锌、铜、锡的过程中,铟被富集在它们的烟尘残渣里。遵照伟大领袖毛主席关于“综合利用大有文章可做”的教导,密切结合我省有色冶炼的生产实际,为采用络合萃取流程,选择最好的工业萃取条件,综合回收有价金属铟,提供一些基本的实验数据。关于用烷基磷酸酯类萃取剂,从无机酸体系里萃取铟的研究,过去国外做了一些研究,并已有了用二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA),从铅、锌、锡冶炼烟尘的硫酸浸出液中,萃取回收金属铟的工业生产。     

氧氟微晶玻璃中稀土离子分布对红外发光性能的影响研究

探索氧氟微晶玻璃中氟化物纳米晶内稀土离子的分布状态及调控方法,对实现稀土离子的高效红外辐射发光具有重要意义。实验制备了含PbF_2:Er~(3+)纳米晶的微晶玻璃,采用X射线衍射、高分辨透射电镜以及电子能量损失谱等方法证明,微晶玻璃中大部分稀土离子富集到PbF_2纳米晶体中,并且氟化物纳米晶中稀土离子分布不均匀,存在富集相。在此基础上,采用共掺光学惰性Y~(3+)的方法调控氧氟微晶玻璃氟化物纳米晶中活性稀土离子的分布状态,发光性能测试显示氟化物纳米晶中活性稀土离子的富集与团簇被有效抑制,Er~(3+)离子在2.73μm波段、Tm~(3+)离子在1.47μm波段、Ho~(3+)离子在1.2μm波段的发光显著增强。     

煤燃烧过程中气态氟化物生成机理

为了研究燃煤过程中气态氟化物生成机理，在燃煤过程中气态氟化物生成特性试验研究的基础上，根据煤中氟的赋存形态、含氟矿物的热分解特性和煤的燃烧过程，通过固定床管式炉燃煤氟析出等温动力学实验建立了燃煤过程中气态氟化物生成动力学模型。结果表明，燃煤过程中气态氟化物生成可用一级反应动力学来描述，反应活化能E和频率因子A依赖于煤中氟的赋存形态和热稳定性，对于实验煤种A在12．5-46．0min^-1，E在28．0-65．1kJ．mol^-1。研究结果对揭示不同燃烧设备条件下煤中氟的燃烧转化规律、进行燃煤大气氟污染治理有理论指导意义。     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验研究(Ⅱ)

为了有效治理燃煤造成的大气氟污染,必须了解煤燃烧过程中氟的析出特性和影响因素。通过固定床管式炉煤粉燃烧试验,研究了煤种特性因素对燃煤氟析出影响规律与氟析出特性,其中包括煤种、氟含量、粒度、烟气中水蒸气含量及煤中矿物成分等对燃煤氟析出的影响。结果表明：不同煤种的氟析出率均随燃烧温度的升高而增加,表现出较强的相似性与一定的差异性。这种相似性表明燃煤氟析出过程可用统一的动力学模型来描述：差异性表明燃煤氟析出过程受煤中氟化物赋存形态与物理化学转化过程的影响。在炉内停留初期煤的粒度对氟的分解与析出影响较大,而在炉内停留的后期煤的粒度对氟的分解与析出影响则较小：燃煤水分及烟气中水蒸气的存在可明显促进煤中氟的析出;煤中二氧化硅会促进煤中氟的析出。     

红土镍矿直接还原焙烧磁选回收铁镍

采用添加助熔剂直接还原焙烧-磁选方法,对镍主要以硅酸镍形式存在的低品位红土镍矿中镍和铁的富集进行了研究. 结果表明,同时添加助熔剂,可获得较好的技术指标. 最佳工艺条件为:煤作还原剂,质量分数为15%;KD-2为助熔剂,质量分数为20%;焙烧温度为1200℃;焙烧时间为40min. 在此条件下可以得到镍品位10.83%、铁品位52.87%、镍回收率82.15%和铁回收率54.59%的镍铁精矿. 用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对还原过程中助熔剂和煤的作用机理进行了研究. 发现KD-2可以与原矿中含镍的石英和硅酸盐矿物反应,释放出其中的镍;煤用量太多时可生成部分不含镍的金属铁,会造成镍的回收率降低.     

复合盐碱媒介法合成NiSe_2与Ni_(0.85)Se纳米材料及其结构转化机理

利用熔融复合盐碱媒介法(SACM)合成了2种不同结构的硒化镍纳米材料,即NiSe_2八面体和Ni_(0.85)Se纳米片。探讨了反应时间和水添加量对产物形貌的影响。采用X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)和场发射扫描电镜(FESEM)等对材料进行表征,据此提出硒化镍的形成机理及其结构转变的微观机制。通过紫外光谱分析,估算NiSe_2与Ni_(0.85)Se 2种硒化镍的能带带隙,分别约为1.47 eV和1.75 eV,带隙宽度对应的光波波长位于可见光范畴。NiSe_2与Ni_(0.85)Se均为典型半导体材料。     

铜冶炼工程烟气脱硫方案比选思路

该文针对铜冶炼工程冶炼烟气的特点,结合工程实例论述脱硫措施的比选过程,介绍活性焦干法烟气脱硫的原理与工艺流程,为铜冶炼建设项目环境影响评价和环保措施设计提供思路,供环保工作者参考和借鉴。     

煤种对红土镍矿中镍选择性还原的影响机理

以某含镍1.86%(质量分数)、铁13.24%(质量分数)的红土镍矿为对象,分别采用石煤和无烟煤作为还原剂,考察了煤种对红土镍矿中镍的选择性还原的影响.结果表明,用石煤作为还原剂能够达到镍选择性还原的目的.X射线衍射及扫描电镜分析研究表明,还原过程中镍、铁先以镍纹石形式存在,随着煤用量增加,逐渐变为以铁纹石形式存在.同时随着煤用量的增加,焙烧后生成的含镍铁矿物中镍的比例逐渐递减,而铁的比例逐渐递增.石煤为还原剂时焙烧产物中主要以镍纹石的形式存在,同时金属铁的生成量比无烟煤作还原剂时低,因此采用石煤作还原剂比无烟煤作还原剂对镍还原具有更强的选择性,可以得到更高镍品位的镍铁精矿.     

聚丙烯腈/多金属复合氧化铁可见光催化光解水的性能

采用共沉淀法和浸渍法制备聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)/多金属氧化铁复合光解水催化剂.傅里叶变换红外光谱分析仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)表征表明,热处理后的聚丙烯腈发生了热环化反应,其功能基团与金属离子间具有较强的相互作用.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)表征表明,催化体系中的氧化铁主要为立方晶系,铜、镍及钯均以氧化物形态存在.在光催化反应中,催化剂表现出了较好的催化效果,最高催化产氢速率达到714.3μmol/(g·h).     

火法和湿法生产电解铜过程的生命周期评价研究

运用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法,对用火法、湿法两种方法生产金属铜过程的环境协调性进行了研究,得到了铜生产过程中各工序的环境负荷数据.评价结果表明,铜冶炼的环境影响与生产工艺相关.湿法炼铜的能耗、温室效应、酸化效应,人体毒害分别只有火法炼铜的43.2%、45.2%、5.1%和5.0%.湿法冶炼铜过程环境影响明显低于火法炼铜的环境影响.